【手続補正書】
【提出日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの入出力部を備え、予め設定した動作モードに従ったスイッチのスイッチングにより、複数のインダクタ及び複数のキャパシタを選択して機能させることで、昇圧、降圧、導通のいずれかの動作を行う電力変換回路を複数備えた多入出力電力変換器であって、
前記キャパシタは、直列に接続された第一のキャパシタ（Ｃ１）と第二のキャパシタ（Ｃ２）とにより構成され、
前記複数の電力変換回路は、直列に接続された前記第一のキャパシタ及び前記第二のキャパシタを共有している
ことを特徴とする多入出力電力変換器。
【請求項２】
前記電力変換回路の少なくとも１つは昇降圧回路であり、
前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、
前記スイッチが、
前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの正極側及び前記第二入出力部の正極側に接続する第一スイッチと、
前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第二スイッチと、
前記第一入出力部の負極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第三スイッチと、
前記第一入出力部の負極側を、前記第二キャパシタの負極側及び前記第二入出力部の負極側に接続する第四スイッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の多入出力電力変換器。
【請求項３】
前記電力変換回路の少なくとも１つは昇圧回路であり、
前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、
前記スイッチが、
前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第一スイッチと、
前記第一入出力部の負極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第二スイッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の多入出力電力変換器。
【請求項４】
前記電力変換回路の少なくとも１つは降圧回路であり、
前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、
前記スイッチが、
前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの正極側及び前記第二入出力部の正極側に接続する第一スイッチと、
前記第一入出力部の負極側を、前記第二キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの負極側に接続する第二スイッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の多入出力電力変換器。
【請求項５】
前記キャパシタに並列に直接接続された入出力部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の多入出力電力変換器。
【請求項６】
昇圧動作、降圧動作を行う際に動作の制御を行う制御部を備え、
この制御部は、各電力変換回路の動作タイミングをずらして行うことを特徴とする請求項１に記載の多入出力電力変換器。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の多入出力電力変換器を搭載し、電動機を備えた燃料電池車であって、
前記電動機は、前記キャパシタに並列に直接接続された入出力部につながれることを特徴とする燃料電池車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の多入出力電力変換器は、少なくとも２つの入出力部を備え、予め設定した動作モードに従ったスイッチのスイッチングにより、複数のインダクタ及び複数のキャパシタを選択して機能させることで、昇圧、降圧、導通のいずれかの動作を行う電力変換回路を複数備えた多入出力電力変換器であって、前記キャパシタは、直列に接続された第一のキャパシタ（Ｃ１）と第二のキャパシタ（Ｃ２）とにより構成され、前記複数の電力変換回路は、直列に接続された前記第一のキャパシタ及び前記第二のキャパシタを共有していることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項２に記載の多入出力電力変換器は、請求項１に記載の多入出力電力変換器において、前記電力変換回路の少なくとも１つが昇降圧回路であり、前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、前記スイッチが、前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの正極側及び前記第二入出力部の正極側に接続する第一スイッチと、前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第二スイッチと、前記第一入出力部の負極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第三スイッチと、前記第一入出力部の負極側を、前記第二キャパシタの負極側及び前記第二入出力部の負極側に接続する第四スイッチとを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３に記載の多入出力電力変換器は、請求項１に記載の多入出力電力変換器において、前記電力変換回路の少なくとも１つが昇圧回路であり、前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、前記スイッチが、前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第一スイッチと、前記第一入出力部の負極側を、前記第一キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの正極側に接続する第二スイッチとを有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４に記載の多入出力電力変換器は、請求項１に記載の多入出力電力変換器において、前記電力変換回路の少なくとも１つが降圧回路であり、前記入出力部が第一入出力部と第二入出力部とを有し、前記スイッチが、前記第一入出力部の正極側を、前記第一キャパシタの正極側及び前記第二入出力部の正極側に接続する第一スイッチと、前記第一入出力部の負極側を、前記第二キャパシタの負極側及び前記第二キャパシタの負極側に接続する第二スイッチとを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
また、ゲート電圧波形のｔ２〜ｔ３、ｔ６〜ｔ７は、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５のみがオンの期間である。さらに、ゲート電圧波形のｔ４〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９は、ＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８のみがオンの期間である。このように、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５及びＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８が交互にオンオフされる間に、同時オン期間が介在するように、制御部１１（図１参照）がゲート電圧を制御する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そして、ゲート電圧波形のｔ４〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９は、ＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８のみがオンの期間（ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５はオフ、コンデンサＣ２の放出期間）では、ＩＧＢＴ部７ｃのフライホイールダイオードＤ６が導通状態となって、コイルＬ２に蓄積されていた磁気エネルギの放出電流（図６、Ｉ７）がコンデンサ５ｃを充電するとともに、バッテリ６を充電する。また、コイルＬ２の磁気エネルギの放出時にコイルＬ２の両端には電圧が発生し、この電圧により、バッテリ電圧とコンデンサＣ２との電圧差を補い、電流を流し続けることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図８は、ＩＧＢＴ部７ａのスイッチＧ２、ＩＧＢＴ部７ｂのスイッチＧ３、ＩＧＢＴ７ｃのスイッチＧ５、ＩＧＢＴ７ｄのスイッチＧ８のゲート電圧波形と、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータＡのＣ２充電電流、Ｌ１放出電流、Ｃ１充電電流の波形と、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータＢのＣ１、Ｃ２充電電流、Ｃ１放出電流、Ｃ２放出電流の波形とを示した図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図８に示したように、ＩＧＢＴ部７ａのスイッチＧ２のゲート電圧波形の一周期はｔ２からｔ１０までであり、ＩＧＢＴ部７ｂのスイッチＧ３のゲート電圧波形の一周期はｔ６からｔ１４までであり、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５のゲート電圧波形の一周期はｔ３からｔ１１までであり、ＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８のゲート電圧波形の一周期はｔ７からｔ１５までである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
つまり、ＩＧＢＴ部７ａのスイッチＧ２がオフからオン又はＩＧＢＴ部７ｂのスイッチＧ３がオフからオンに切り替わることで、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２とがＦＣ４により交互に充電されると共に、この際にコイルＬ１に蓄積された磁気エネルギによる放出電流もコンデンサＣ１とコンデンサＣ２とに充電されるという昇圧動作がなされ、ＦＣ４の電圧（入力電圧）がモータＩＮＶ２の電圧（出力電圧）に昇圧されることになる。すなわち、ＩＧＢＴ部７ａのスイッチＧ２及びＩＧＢＴ部７ｂのスイッチＧ３のスイッチングを交互に行うことにより、ＦＣ４によりコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２を交互に充電すると共に、コイルＬ１の開放電流によりコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２を充電することができるので、電流の断続なく昇圧動作を行うことができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
また、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５及びＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８が同時にオンになっている期間（同時オン期間、ｔ３〜ｔ４、ｔ７〜ｔ８、ｔ１１〜ｔ１２、ｔ１５〜ｔ１６）は、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータＢのコンデンサＣ１、コンデンサＣ２において、充電電流が観測され、その際、コイルＬ２に磁気エネルギが蓄積し、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５がオンからオフに切り替わった場合（ｔ８、ｔ１６）、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータＢのコンデンサＣ２において、放出電流が観測され、ＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８がオンからオフに切り替わった場合（ｔ４、ｔ１２）、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータＢのコンデンサＣ１において、放出電流が観測される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図９（ａ）に示した点線Ｉ５（Ｃ１、Ｃ２放電電流）は、ＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５及びＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８がオンの期間（ｔ３〜ｔ４、ｔ７〜ｔ８、ｔ１１〜ｔ１２、ｔ１５〜ｔ１６）に、コンデンサＣ１からＩＧＢＴ部７ｃのスイッチＧ５を経由して、コイルＬ２に磁気エネルギを蓄積しながら、コンデンサ５ｃ、ＩＧＢＴ部７ｄのスイッチＧ８を経由して、コンデンサＣ２に流れる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008141872.tif 000001
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008141872.tif 000002
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2008141872.tif 000003
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2008141872.tif 000004
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2008141872.tif 000005
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2008141872.tif 000006
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2008141872.tif 000007