(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第２逆流防止素子及び第３逆流防止素子を有し、前記第２逆流防止素子と前記第３逆流防止素子との接続点と前記第３スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点との間に接続される中間コンデンサを有し、直流電圧を昇圧する昇圧部と、
前記昇圧部に並列に接続され、前記昇圧部で昇圧された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
直流電圧が印加される入力端子と、
第１スイッチング素子及び第１逆流防止素子を有し、前記入力端子に印加された直流電圧を降圧する降圧部と、
前記降圧部と前記昇圧部との間に設けられたリアクトルと、
前記昇圧部および前記降圧部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
充電開始から、前記中間コンデンサが前記中間コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間のうち、少なくとも一部の期間において前記第３スイッチング素子をオンさせ、前記平滑コンデンサが前記平滑コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間において前記第１スイッチング素子のオンオフを繰り返させるとともに、
前記第１スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオンとし、前記平滑コンデンサおよび前記中間コンデンサを充電する第１のモードと、
前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオンとし、前記平滑コンデンサおよび前記中間コンデンサを充電する第２のモードと、
前記第１スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオフとし、前記平滑コンデンサを充電する第３のモードと、
前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオフとし、前記平滑コンデンサを充電する第４のモードと、
を用いて前記昇圧部および前記降圧部を制御する電力変換装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記リアクトルおよび前記第１逆流防止素子に電流を還流させるように前記第１スイッチング素子をオフさせる請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
直列に接続された第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第２逆流防止素子及び第３逆流防止素子を有し、前記第２逆流防止素子と前記第３逆流防止素子との接続点と前記第３スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点との間に接続される中間コンデンサを有し、直流電圧を昇圧する昇圧部と、
前記昇圧部に並列に接続され、前記昇圧部で昇圧された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
直流電圧が印加される入力端子と、
第１スイッチング素子及び第１逆流防止素子を有し、前記入力端子に印加された直流電圧を降圧する降圧部と、
前記降圧部と前記昇圧部との間に設けられたリアクトルと、
前記昇圧部および前記降圧部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
充電開始から、前記中間コンデンサが前記中間コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間のうち、少なくとも一部の期間において前記第３スイッチング素子をオンさせ、前記平滑コンデンサが前記平滑コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間において前記第１スイッチング素子のオンオフを繰り返させるとともに、
前記中間コンデンサ及び前記平滑コンデンサがそれぞれの充電完了電圧に充電されるまで、前記中間コンデンサ及び前記平滑コンデンサのそれぞれの容量によって定められるオンデューティに基づき前記第３スイッチング素子のオンオフを繰り返させる電力変換装置。
【請求項４】
前記中間コンデンサの容量がＣ１、前記平滑コンデンサの容量がＣ２であり、
前記中間コンデンサの充電完了電圧が、前記平滑コンデンサの充電完了電圧の１／Ｘである場合、前記オンデューティＤｍは以下の式
0006661831.tif 000014
で計算された値である請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
直列に接続された第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第２逆流防止素子及び第３逆流防止素子を有し、前記第２逆流防止素子と前記第３逆流防止素子との接続点と前記第３スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点との間に接続される中間コンデンサを有し、直流電圧を昇圧する昇圧部と、
前記昇圧部に並列に接続され、前記昇圧部で昇圧された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
直流電圧が印加される入力端子と、
第１スイッチング素子及び第１逆流防止素子を有し、前記入力端子に印加された直流電圧を降圧する降圧部と、
前記降圧部と前記昇圧部との間に設けられたリアクトルと、
前記昇圧部および前記降圧部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
充電開始から、前記中間コンデンサが前記中間コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間のうち、少なくとも一部の期間において前記第３スイッチング素子をオンさせ、前記平滑コンデンサが前記平滑コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間において前記第１スイッチング素子のオンオフを繰り返させるとともに、
前記平滑コンデンサと前記中間コンデンサがそれぞれの充電完了電圧に充電されるまでの期間において、前記リアクトルに流れる電流が所定の電流指令値を超えないように前記第１スイッチング素子のオンオフを繰り返させる電力変換装置。
【請求項６】
前記所定の電流指令値は、前記昇圧部が有する前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、前記第２逆流防止素子及び前記第３逆流防止素子のいずれかの定格電流である請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
第１基準端子と、
前記昇圧部が昇圧した直流電圧が出力される出力端子と、
第２基準端子と、を備え
前記第１逆流防止素子は、前記リアクトルと前記第１基準端子との間に接続され、
前記第１スイッチング素子は、前記入力端子と前記リアクトルとの間、又は前記第１基準端子と前記第１逆流防止素子との間に接続され、
前記第３逆流防止素子及び前記第２逆流防止素子は、前記リアクトルと前記出力端子との間に直列に接続され、
前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子は、前記リアクトル及び前記第２基準端子との間に直列に接続されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１逆流防止素子は、ダイオードである請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第２逆流防止素子及び前記第３逆流防止素子は、ダイオードである請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧回路を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置として、スイッチング素子のオンオフ動作により、リアクトルの磁気エネルギの蓄積と放出の量を制御することで、直流電圧を昇降圧する電力変換装置がある。また、直流電圧を昇降圧する電力変換装置において、出力電圧を平滑化する平滑コンデンサとは別の中間コンデンサを設け、上記のリアクトルの磁気エネルギと中間コンデンサの静電エネルギを併用して直流電圧を昇降圧することにより、リアクトルに必要なインダクタンス値を低減して、リアクトルを小型化する技術がある。【０００３】
また、中間コンデンサに充電された電圧と平滑コンデンサに充電された電圧の電圧差が大きい場合は、その電圧差が印加される素子に過大な電圧が印加されて素子を破壊する恐れがある。初期充電時において電力変換装置の素子の定格電圧を超えないようにする技術が特許文献１に開示されている。【０００４】
特許文献１におけるＤＣ／ＤＣ電力変換装置は、入力された直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣ電力変換装置であって、２個の平滑コンデンサと、１個の中間コンデンサと、２個のスイッチング素子と、２個のダイオードと、中間コンデンサの負極側と２個の平滑コンデンサの接続点との間に接続した初期充電回路を備えている。このＤＣ／ＤＣ電力変換装置は、初期充電回路で中間コンデンサと平滑コンデンサに電流を流すことで初期充電を行い、平滑コンデンサに充電された電圧の１／２を中間コンデンサに充電することによって、スイッチング素子を過電圧から保護する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０９２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１におけるＤＣ／ＤＣ電力変換装置では初期充電回路が必要であるため、部品数が多く、回路構成が複雑であるという問題があった。本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、初期充電回路を必要としない、電力変換装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電力変換装置は、直列に接続された第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第２逆流防止素子及び第３逆流防止素子を有し、第２逆流防止素子と第３逆流防止素子との接続点と第３スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点との間に接続される中間コンデンサを有し、直流電圧を昇圧する昇圧部と、昇圧部に並列に接続され、昇圧部で昇圧された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、直流電圧が印加される入力端子と、第１スイッチング素子及び第１逆流防止素子を有し、入力端子に印加された直流電圧を降圧する降圧部と、降圧部と昇圧部との間に設けられたリアクトルと、昇圧部および降圧部を制御する制御部と、を備え、制御部は、充電開始から、中間コンデンサが中間コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間のうち、少なくとも一部の期間において第３スイッチング素子をオンさせ、平滑コンデンサが平滑コンデンサの充電完了電圧に充電されるまでの期間において第１スイッチング素子のオンオフを繰り返させるとともに、前記第１スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオンとし、前記平滑コンデンサおよび前記中間コンデンサを充電する第１のモードと、前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオンとし、前記平滑コンデンサおよび前記中間コンデンサを充電する第２のモードと、前記第１スイッチング素子をオン、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオフとし、前記平滑コンデンサを充電する第３のモードと、前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオフ、前記第３スイッチング素子をオフとし、前記平滑コンデンサを充電する第４のモードと、を用いて前記昇圧部および前記降圧部を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電力変換装置は、上記の様に構成したので、初期充電回路を必要としない、電力変換装置を得られるという効果を奏する。さらに、昇圧部及び降圧部を構成する各素子の定格電流及び定格電圧の超過から保護しつつ初期充電することができる電力変換装置を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における電力変換装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電力変換装置の初期充電時における動作モードを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における電力変換装置の初期充電時におけるタイミング図である。
【図４】本発明の実施の形態２における電力変換装置の回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２における電力変換装置の初期充電時における動作モードを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２における電力変換装置の初期充電時におけるタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、本実施の形態の構成及び動作を図１〜図３を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態における電力変換装置の回路構成図である。なお、本実施の形態における第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３は例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）である。ただし、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３はＭＯＳＦＥＴに限定されない。例えば、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３はバイポーラトランジスタ、もしくはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）としても構わない。
【００１２】
また、本実施の形態における第１逆流防止素子Ｄｉ１、第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３は例えばダイオードである。ただし、第１逆流防止素子Ｄｉ１、第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３はダイオードと同等の機能を有する素子であればよい。例えば、第１逆流防止素子Ｄｉ１、第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３はＭＯＳＦＥＴで構成されたボディダイオード、もしくはＩＧＢＴで構成された還流ダイオード等でも構わない。
【００１３】
本実施の形態の電力変換装置は図示しない直流入力電源から、入力端子Ｖ１及び第１基準端子Ｖ１１間に入力された直流入力電圧Ｖｉｎを、直流入力電圧Ｖｉｎ以上の直流出力電圧Ｖｏｕｔに昇圧、または、直流入力電圧Ｖｉｎ以下の直流出力電圧Ｖｏｕｔに降圧して出力端子Ｖ２及び第２基準端子Ｖ２２間に出力するものである。
【００１４】
本実施の形態の電力変換装置は、電力変換部１と、平滑コンデンサ２と、入力コンデンサ３と、制御部４から構成される。電力変換部１は、降圧部１１と、リアクトルＬ１と、昇圧部１２から構成される。
【００１５】
降圧部１１は、第１スイッチング素子Ｑ１及び第１逆流防止素子Ｄｉ１から構成される回路である。第１スイッチング素子Ｑ１は、入力端子Ｖ１とリアクトルＬ１との間に直列に接続される。第１スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は入力端子Ｖ１と接続される。第１スイッチング素子Ｑ１のソース端子はリアクトルＬ１と接続される。第１スイッチング素子Ｑ１をオフすることで、入力端子Ｖ１からリアクトルＬ１に流れる直流入力電源からの電流が遮断される。
【００１６】
第１逆流防止素子Ｄｉ１は、第１スイッチング素子Ｑ１のソース端子及びリアクトルＬ１の接続点と、第１基準端子Ｖ１１との間に接続される。第１逆流防止素子Ｄｉ１のカソード端子は第１スイッチング素子Ｑ１及びリアクトルＬ１の接続点と接続される。第１逆流防止素子Ｄｉ１のアノード端子は第１基準端子Ｖ１１と接続される。第１逆流防止素子Ｄｉ１は、第１スイッチング素子Ｑ１で直流入力電源からの電流を遮断した場合に、第１逆流防止素子Ｄｉ１をオンとしてリアクトルＬ１に流れる電流を還流させるものである。
【００１７】
昇圧部１２は、第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３と、第２スイッチング素子Ｑ２及び第３スイッチング素子Ｑ３と、中間コンデンサＣｍから構成される回路である。第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３はリアクトルＬ１と出力端子Ｖ２の間に順次直列に接続される。そして、第２逆流防止素子Ｄｉ２のカソード端子は出力端子Ｖ２に接続される。第３逆流防止素子Ｄｉ３のアノード端子はリアクトルＬ１に接続される。上記の構成による第２逆流防止素子Ｄｉ２と第３逆流防止素子Ｄｉ３は、リアクトルＬ１から平滑コンデンサ２に電流を流すことを可能とし、平滑コンデンサ２からリアクトルＬ１に電流を流すことを防止するものである。
【００１８】
第２スイッチング素子Ｑ２及び第３スイッチング素子Ｑ３は、リアクトルＬ１及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の接続点と第１基準端子Ｖ１１との間に直列に接続される。ここで、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子はリアクトルＬ１及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の接続点に接続される。第３スイッチング素子Ｑ３のソース端子は第１基準端子Ｖ１１に接続される。
【００１９】
中間コンデンサＣｍは、第２逆流防止素子Ｄｉ２のカソード端子及び第３逆流防止素子Ｄｉ３のアノード端子の接続点と、第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子及び第３スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子の接続点との間に接続される。中間コンデンサＣｍは、第３逆流防止素子Ｄｉ３と第２スイッチング素子Ｑ２と並列に接続される。
【００２０】
平滑コンデンサ２は、出力端子Ｖ２と第２基準端子Ｖ２２の間に接続される。平滑コンデンサ２は、昇圧部１２によって昇圧された直流電圧を平滑化するためのものである。
【００２１】
入力コンデンサ３は、入力端子Ｖ１と第１基準端子Ｖ１１の間に接続される。入力コンデンサ３は、直流入力電圧Ｖｉｎを平滑化するためのものである。
【００２２】
制御部４は降圧部１１の第１スイッチング素子Ｑ１と昇圧部１２の第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３のオン／オフを制御する。制御部４には、リアクトルＬ１に流れる電流値ＩＬ、リアクトルＬ１に流す電流指令値ＲＥＦ、及び出力端子Ｖ２の出力電圧値Ｖｏｕｔが入力されている。制御部４からは、各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、及びＱ３に対するぞれぞれのゲート信号Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３が出力されている。制御部４の詳しい動作については後述する。なお、各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、及びＱ３において、オンオフの状態が明示されていないものについてはオフ状態であるものとする。制御部４は例えばＡＳＩＣ等の専用ハードウエアで構成してもよいし、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ）＋メモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ等）で構成し、メモリに搭載されたプログラムによって動作するようにしても構わない。
【００２３】
次に、本実施の形態における電力変換装置の初期充電時の動作について説明する。図２は、本実施の形態における電力変換装置の初期充電時における動作モードを示す説明図である。なお、初期充電時とは平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの充電開始から、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍがそれぞれの充電完了電圧まで充電されるまでの期間を指す。なお、平滑コンデンサ２の充電完了電圧はＶｃｓ［Ｖ］、中間コンデンサＣｍの充電完了電圧はＶｃｓ／２［Ｖ］とする。電圧Ｖｃｓは例えば直流入力電圧Ｖｉｎと同じ電圧とする。本実施の形態では、図２に記載のモード１、モード２、モード３及びモード４の４種類の動作モードを用いて中間コンデンサＣｍと平滑コンデンサ２を初期充電する。
【００２４】
モード１では、制御部４から出力されるゲート信号Ｇｓ１、Ｇｓ２及びＧｓ３により、第１スイッチング素子Ｑ１がオン、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオンする。初期充電時における電流は以下の２経路を流れるので、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍが同時に充電される。
入力端子Ｖ１→第１スイッチング素子Ｑ１→リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→第２逆流防止素子Ｄｉ２→平滑コンデンサ２→第１基準端子Ｖ１１
入力端子Ｖ１→第１スイッチング素子Ｑ１→リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→中間コンデンサＣｍ→第３スイッチング素子Ｑ３→第１基準端子Ｖ１１
【００２５】
モード２では、制御部４から出力されるゲート信号Ｇｓ１、Ｇｓ２及びＧｓ３により、第１スイッチング素子Ｑ１がオフ、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオンする。初期充電時における電流は以下の２経路を流れるので、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍが同時に充電される。
リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→第２逆流防止素子Ｄｉ２→平滑コンデンサ２→第１逆流防止素子Ｄｉ１→リアクトルＬ１
リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→中間コンデンサＣｍ→第３スイッチング素子Ｑ３→第１逆流防止素子Ｄｉ１→リアクトルＬ１
【００２６】
モード３では、制御部４から出力されるゲート信号Ｇｓ１、Ｇｓ２及びＧｓ３により、第１スイッチング素子Ｑ１がオン、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオフする。初期充電時における電流は以下の経路を流れるので、平滑コンデンサ２のみが充電される。
入力端子Ｖ１→第１スイッチング素子Ｑ１→リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→第２逆流防止素子Ｄｉ２→平滑コンデンサ２→第１基準端子Ｖ１１
【００２７】
モード４では、制御部４から出力されるゲート信号Ｇｓ１、Ｇｓ２及びＧｓ３により、第１スイッチング素子Ｑ１がオフ、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオフする。初期充電時における電流は以下の経路を流れるので、平滑コンデンサ２のみが充電される。
リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→第２逆流防止素子Ｄｉ２→平滑コンデンサ２→第１逆流防止素子Ｄｉ１→リアクトルＬ１
【００２８】
次に、電力変換部１の各素子の定格電流及び定格電圧の超過からの保護について説明する。
モード１では、入力端子Ｖ１から電力変換部１に電流が流れ、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍが充電される。第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３、及び第３スイッチング素子Ｑ３を、オン電圧が０［Ｖ］の理想的な素子とみなした場合、リアクトルＬ１から第１基準端子Ｖ１１の間の電流経路間の回路は、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの並列回路とみなすことが可能なので、平滑コンデンサ２が充電されたときの出力端子Ｖ２と第２基準端子Ｖ２２間の直流出力電圧Ｖｏｕｔと、中間コンデンサＣｍが充電されたときの電圧Ｖｍは等しくなる。したがって、リアクトルＬ１には直流入力電圧Ｖｉｎと直流出力電圧Ｖｏｕｔとの差の電圧が印加される。
【００２９】
ここで、直流入力電圧をＶｉｎ、直流出力電圧をＶｏｕｔ、リアクトルＬ１のインダクタンス値をＬ、微小時間をｄｔとすると、初期充電時における電流、すなわち、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬはリアクトルＬ１に印加される電圧から以下の式（１）で算出される。
【００３０】
【数１】
0006661831.tif 000002
【００３１】
初期充電時においては直流入力電圧Ｖｉｎ＞直流出力電圧Ｖｏｕｔである。よって、式（１）によりリアクトル電流ＩＬは時間経過に伴って増加する。したがって、モード１による初期充電が継続すると、リアクトル電流ＩＬが流れる第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３、第１スイッチング素子Ｑ１、及び第３スイッチング素子Ｑ３の定格電流を超過する恐れがある。また、リアクトル電流ＩＬが増加した場合、中間コンデンサＣｍ及び平滑コンデンサ２の充電電圧が大きくなり、第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧を超過する恐れがある。
【００３２】
一方で、モード１からモード２に切り替えた場合、入力端子Ｖ１から電力変換部１への電流は遮断される。このとき、リアクトルＬ１に印加される電圧は、出力端子Ｖ２に印加される直流出力電圧Ｖｏｕｔに等しいので、リアクトル電流ＩＬは以下の式（２）で算出される。
【００３３】
【数２】
0006661831.tif 000003
したがって、モード１で増加したリアクトル電流ＩＬは、式（２）に示すように時間経過に伴って減少する。
【００３４】
上記により、モード１において、電流経路上の第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３、第１スイッチング素子Ｑ１、及び第３スイッチング素子Ｑ３のそれぞれの素子の定格電流及び第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧を超える前に、制御部４はモード２に切替えることで、電力変換部１を構成する各素子の定格電流及び定格電圧の超過から保護しつつ初期充電できる。
【００３５】
制御部４は、モード１とモード２との切り替えを、リアクトルＬ１に流れる電流が一定となるように行うことが望ましい。具体的には、例えば制御部４はＰＩ制御などの制御手法を用いてモード１とモード２とを切り替えるようにすればよい。その場合、リアクトル電流指令値ＲＥＦを定格電流の超過が起き得ない値で設定し、リアクトル電流ＩＬをフィードバックすることで実現できる。
【００３６】
ところで、モード１とモード３は、第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフの状態が異なる点で相違する。第２逆流防止素子Ｄｉ２、第３逆流防止素子Ｄｉ３、及び第３スイッチング素子Ｑ３を、オン電圧が０［Ｖ］の理想的な素子とみなした場合、リアクトルＬ１に印加される電圧は、平滑コンデンサ２に充電された直流出力電圧Ｖｏｕｔと直流入力電圧Ｖｉｎで表わされる。したがって、モード３におけるリアクトル電流ＩＬはモード１と同様に式（１）で算出される。
【００３７】
同様にして、モード２とモード４は、第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフの状態が異なる点で相違するが、モード４におけるリアクトル電流ＩＬはモード２と同様に式（２）で算出される。上記より、本実施の形態に係る電力変換装置では、第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御することで、電力変換部１を構成する各素子の定格電流及び定格電圧の超過から保護しつつ初期充電する。
【００３８】
また、モード３とモード４において、平滑コンデンサ２に充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔが初期充電完了時の電圧Ｖｃｓ［Ｖ］であって、中間コンデンサＣｍに充電された電圧Ｖｍが０［Ｖ］である場合、第２スイッチング素子Ｑ２に印加される電圧は０［Ｖ］となり、第３スイッチング素子Ｑ３に印加される電圧は平滑コンデンサ２に充電された電圧Ｖｃｓが印加されるため、もし第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧がＶｃｓ［Ｖ］より低い場合は第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧を超過する恐れがある。
【００３９】
一方で、モード３とモード４において、平滑コンデンサ２に初期充電電圧Ｖｃｓ［Ｖ］、中間コンデンサＣｍに初期充電電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］が充電された場合、第２スイッチング素子Ｑ２に印加される電圧はＶｃｓ／２［Ｖ］であり、第３スイッチング素子Ｑ３に印加される電圧はＶｃｓ／２［Ｖ］となる。したがって、第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３に印加される電圧が均等になる。このようにして、本実施の形態では第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧の超過から保護しつつ初期充電する。すなわち、定格電圧のより小さいスイッチング素子を用いることができる。
【００４０】
初期充電時における電力変換部１の動作について、図３を用いてより詳細に説明する。
図３は本実施の形態に係る電力変換部１の初期充電時におけるタイミング図である。図３によると、先述のとおりリアクトルＬ１に過大な電流が流れないように制御部４は第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを繰り返させる。
【００４１】
本実施の形態において、初期充電する期間は期間（Ａ）と期間（Ｂ）の２種類に分けられる。期間（Ａ）は平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍへの初期充電を開始してから中間コンデンサＣｍの初期充電が完了するまでの期間、すなわち、中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍを充電完了電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］まで充電するまでの期間である。期間（Ａ）において制御部４は、モード１とモード２で電力変換部１を動作させる。
【００４２】
期間（Ａ）においては、制御部４は第３スイッチング素子Ｑ３をオンにするため、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍに電流が流れて、平滑コンデンサ２に充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔと中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍが等しく充電される。また、前述のとおり第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に印加される電圧と、中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍは等しい。したがって、平滑コンデンサ２に充電された直流出力電圧Ｖｏｕｔが充電完了電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］まで充電されたとき、中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍが充電完了電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］まで充電されたと判断できる。すなわち、制御部４は出力電圧値Ｖｏｕｔが中間コンデンサＣｍの充電完了電圧Ｖｃｓ／２になったときに第３スイッチング素子Ｑ３をオフする。
【００４３】
ここで、期間（Ａ）において、直流出力電圧Ｖｏｕｔは、中間コンデンサＣｍの容量をＣ１、平滑コンデンサ２の容量をＣ２、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流をＩＬ、微小時間をｄｔとすると以下の式（３）から算出される。
【００４４】
【数３】
0006661831.tif 000004
【００４５】
したがって、期間（Ａ）では直流出力電圧Ｖｏｕｔおよび中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍは０［Ｖ］から時間経過に伴って徐々に大きくなり、中間コンデンサＣｍの充電完了電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］に至る。すなわち、期間（Ａ）において第２スイッチング素子Ｑ２に印加される電圧は時間経過に伴って徐々に大きくなり、中間コンデンサＣｍの充電完了電圧Ｖｃｓ／２［Ｖ］に至ることとなる。なお、期間（Ａ）では第３スイッチング素子Ｑ３のソース端子とドレイン端子間に印加される電圧は０［Ｖ］である。
【００４６】
期間（Ｂ）は中間コンデンサＣｍの初期充電が完了してから、平滑コンデンサ２の初期充電が完了するまでの期間、すなわち、直流出力電圧Ｖｏｕｔを充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］まで充電するまでの期間である。期間（Ｂ）において、制御部４は、モード３とモード４で電力変換部１を動作させる。
【００４７】
期間（Ｂ）において、制御部４は第３スイッチング素子Ｑ３をオンからオフに切り替える。その結果、中間コンデンサＣｍへの充電が停止するため、中間コンデンサＣｍの電圧ＶｍはＶｃｓ／２［Ｖ］で一定となる。また、中間コンデンサＣｍと並列に接続されている第２スイッチング素子Ｑ２の電圧はＶｃｓ／２［Ｖ］で一定となる。期間（Ｂ）では、平滑コンデンサ２のみ充電が行われる。ここで、第３スイッチング素子Ｑ３のソース端子とドレイン端子間には平滑コンデンサに充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔと中間コンデンサＣｍの電圧Ｖｍの差の電圧が印加される。
【００４８】
ここで、期間（Ｂ）において、平滑コンデンサ２に充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔは、期間（Ａ）で充電された電圧をＶｃｓ／２［Ｖ］、平滑コンデンサ２の容量をＣ２、リアクトルＬ１に流れる電流をＩＬ、微小時間をｄｔとすると以下の式（４）から算出される。
【００４９】
【数４】
0006661831.tif 000005
【００５０】
したがって、平滑コンデンサ２に充電される直流出力電圧ＶｏｕｔはＶｃｓ／２［Ｖ］から時間経過に伴って徐々に大きくなり、平滑コンデンサ２の充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］に至る。すなわち、期間（Ｂ）において第３スイッチング素子Ｑ３に印加される電圧は時間経過に伴って徐々に大きくなり、Ｖｃｓ／２［Ｖ］に至ることとなる。
【００５１】
したがって、期間（Ｂ）の終了時、すなわち、平滑コンデンサ２に充電された直流出力電圧Ｖｏｕｔが平滑コンデンサ２の充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］に達した時、第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３に印加される電圧はそれぞれＶｃｓ／２［Ｖ］となる。
【００５２】
上述したとおり、本実施の形態では、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの充電を同時に行う期間（Ａ）と、中間コンデンサＣｍの初期充電の完了後に平滑コンデンサ２のみ充電を行う期間（Ｂ）とを設けることにより、降圧部１１、中間コンデンサＣｍを含む昇圧部１２及び平滑コンデンサ２を有する電力変換装置において、初期充電回路を必要としない、電力変換装置を得られるという効果を奏する。
【００５３】
さらに、制御部４は平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの充電を同時に行うように第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフをさせるため、初期充電中において平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍとの充電電圧の差がより小さくなる。よって、第３スイッチング素子Ｑ３を定格電圧の超過から保護しつつ初期充電が可能な電力変換装置を得られるという更なる効果が得られる。すなわち電力変換装置に用いるスイッチング素子を定格電圧のより小さなものにすることができるというさらなる効果を奏する。
【００５４】
さらに、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬが、第１スイッチング素子Ｑ１、第３スイッチング素子Ｑ３、第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の定格電流を超える前に制御部４が第１スイッチング素子Ｑ１をオンからオフに切り替えることで、第１スイッチング素子Ｑ１、第３スイッチング素子Ｑ３、第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の定格電流と、第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧の超過から保護しつつ初期充電できるというさらなる効果を奏する。
【００５５】
なお、本実施の形態において、第１スイッチング素子Ｑ１は入力端子Ｖ１とリアクトルＬ１との間に接続したが、第１基準端子Ｖ１１と第１逆流防止素子Ｄｉ１のアノード端子との接続点の間に接続してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態において、降圧部１１と昇圧部１２はリアクトルを有していないが、降圧部１１および昇圧部１２がリアクトルＬ１と直列に接続されるリアクトルを有しても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００５７】
また、本実施の形態において、平滑コンデンサ２の充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］に対し、中間コンデンサＣｍの充電完了電圧をＶｃｓ／２［Ｖ］としたが、これに限定されるものではない。第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧を超過しない電圧であれば、中間コンデンサＣｍの充電完了電圧は任意に設定できる。
【００５８】
また、本実施の形態において、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍに充電する期間（Ａ）のとき、制御部４は第３スイッチング素子Ｑ３をオンさせるとあるが、制御部４は期間（Ａ）の間ずっと第３スイッチング素子Ｑ３をオンさせる必要は必ずしも無く、第３スイッチング素子Ｑ３をオフする期間があっても構わない。このような場合においても、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍとの充電電圧の差がより小さくなる。すなわち、初期充電回路を必要としない、より簡易な構成である平滑コンデンサと中間コンデンサの初期充電が可能な電力変換装置を得られるという効果が同様に得られる。また、電力変換装置に用いるスイッチング素子を定格電圧のより小さなものにすることができるというさらなる効果も同様に奏する。
【００５９】
また、本実施の形態において、降圧部は初期充電時の突入電流を防止するので、第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧の超過を防止するという効果を奏するが、本実施の形態の降圧部の部分に突入電流を防止するような素子（例えば突入抵抗）を代わりに挿入してもよい。このような場合においても、制御部４が、中間コンデンサＣｍが中間コンデンサＣｍの充電完了電圧に充電されるように第３スイッチング素子Ｑ３をオンさせることで、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍとの充電電圧の差がより小さくなる。すなわち、初期充電回路を必要としない、より簡易な構成である平滑コンデンサと中間コンデンサの初期充電が可能な電力変換装置を得られるという効果が同様に得られる。また、電力変換装置に用いるスイッチング素子を定格電圧のより小さなものにすることができるというさらなる効果も同様に奏する。
【００６０】
実施の形態２
本実施の形態では、実施の形態１にて説明した期間（Ａ）と期間（Ｂ）を設けずに初期充電を行う例について説明する。以下、本実施の形態の構成及び動作を図４〜図６を用いて説明する。図４は、本実施の形態における電力変換装置の回路構成図である。本実施の形態による電力変換装置の回路構成は、実施の形態１の図１における制御部４を制御部４１に変更した以外は実施の形態１の電力変換装置と同様であるので説明は省略する。制御部４１は実施の形態１の制御部４と比較して、出力端子Ｖ２の直流出力電圧Ｖｏｕｔを入力する端子を使用しない。制御部４１の動作については後述する。
【００６１】
本実施の形態では、制御部４１は中間コンデンサＣｍと平滑コンデンサ２に初期充電を行う全期間について中間コンデンサＣｍへ充電される電圧Ｖｍを平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔ以下（例えばＶｏｕｔ／２）になるように第１スイッチング素子Ｑ１と第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを行う。
【００６２】
平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔに対して中間コンデンサＣｍへ充電される電圧ＶｍがＶｏｕｔ／２であることにより、第２スイッチング素子Ｑ２のソース端子とドレイン端子間と第３スイッチング素子Ｑ３のソース端子とドレイン端子間に印加される電圧が均等になることは実施の形態１での説明と同様である。
【００６３】
図５は本実施の形態に係る電力変換装置における昇圧部１２の動作モードを示す説明図である。図５に示すように、本実施の形態２では昇圧部１２内に備えられた第２スイッチング素子Ｑ２と、第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフの組み合わせによってモード５とモード６の２種類のモードで、中間コンデンサＣｍと平滑コンデンサ２の初期充電を行う。なお、制御部４１は、降圧部１１内に備えられた第１スイッチング素子Ｑ１と第３スイッチング素子Ｑ３について、それぞれ独立したタイミングでオンオフを行う。第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフ時のそれぞれにおいてリアクトルＬ１に流れる電流ＩＬは実施の形態１と同等であるため、説明を省略する。
【００６４】
モード５では、制御部４１から出力されるゲート信号Ｇｓ２及びＧｓ３により、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオンする。初期充電における電流はリアクトルＬ１、第３逆流防止素子Ｄｉ３、中間コンデンサＣｍと第３スイッチング素子Ｑ３の順で通過し、その後、電流は入力へと戻る。初期充電時における電流は以下の経路を流れるので、中間コンデンサＣｍが充電される。
リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→中間コンデンサＣｍ→第３スイッチング素子Ｑ３
【００６５】
第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオンする点では、実施の形態１におけるモード１およびモード２と同様であるが、モード５では中間コンデンサＣｍへ充電される電圧Ｖｍが平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔよりも低いため中間コンデンサのみに電流が流れる点でモード１及びモード２と異なる。
【００６６】
モード６では、制御部４１から出力されるゲート信号Ｇｓ２及びＧｓ３により、第２スイッチング素子Ｑ２がオフ、第３スイッチング素子Ｑ３がオフする。初期充電時における電流は以下の経路を流れるので、平滑コンデンサ２が充電される。
リアクトルＬ１→第３逆流防止素子Ｄｉ３→第２逆流防止素子Ｄｉ２→平滑コンデンサ２
【００６７】
このように、モード５において中間コンデンサＣｍに充電する時間と、モード６において平滑コンデンサに充電する時間を設けることにより、中間コンデンサＣｍをＶｏｕｔ／２［Ｖ］に初期充電し、平滑コンデンサ２をＶｏｕｔに初期充電する。
【００６８】
制御部４１は、第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを切り替えることでモード５とモード６を切り替える。制御部４１は、実施の形態１で実施した出力電圧値Ｖｏｕｔを用いる代わりに、後述の方法にて計算されたモード５で初期充電する時間とモード６で初期充電する時間との時間比を予め記憶しておき、その時間比にてパルス幅変調（ＰＷＭ）で第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを繰り返させることで実現できる。
【００６９】
次に、モード５で初期充電する時間とモード６で初期充電する時間との時間比を計算する方法について説明する。モード５において中間コンデンサＣｍに充電する電流をＩ１、モード６において平滑コンデンサ２に充電する電流をＩ２とする。また、モード５で初期充電する時間とモード６で充電する時間との時間比、すなわち、第３スイッチング素子Ｑ３のオフする時間に対するオンする時間の時間比をオンデューティＤ、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流をＩＬとすると、中間コンデンサＣｍに充電する電流Ｉ１は以下の式（５）で算出され、平滑コンデンサに充電する電流Ｉ２は以下の式（６）で算出される。式（６）において、（１−Ｄ）は第３スイッチング素子Ｑ３のオンする時間に対するオフする時間の時間比（オフデューティ）を表わす。
【００７０】
【数５】
0006661831.tif 000006
【００７１】
【数６】
0006661831.tif 000007
【００７２】
次に、中間コンデンサＣｍへ充電される電圧Ｖｍは中間コンデンサＣｍの容量Ｃ１と微小時間ｄｔと上記の式（５）を用いて以下の式（７）で算出され、平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔは平滑コンデンサ２の容量Ｃ２と微小時間ｄｔと上記の式（６）を用いて以下の式（８）で算出される。
【００７３】
【数７】
0006661831.tif 000008
【００７４】
【数８】
0006661831.tif 000009
【００７５】
平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔに対し、中間コンデンサＣｍへ充電される電圧ＶｍはＶｏｕｔ／２に制御されるため、式（７）と式（８）によって以下の式（９）が成り立つ。
【００７６】
【数９】
0006661831.tif 000010
【００７７】
式（９）において、第３スイッチング素子Ｑ３のオンデューティＤを時間積分すると、モード５で中間コンデンサＣｍを充電する時間、すなわち、第３スイッチング素子Ｑ３をパルス幅変調するためのオンデューティＤが得られる。同様にして、第３スイッチング素子Ｑ３のオフデューティ（１−Ｄ）を時間積分するとモード６で平滑コンデンサ２を充電する時間、すなわち、第３スイッチング素子Ｑ３のパルス幅変調におけるオフデューティ（１−Ｄ）が得られる。
【００７８】
式（９）について、第３スイッチング素子Ｑ３のパルス幅変調におけるオンデューティをＤｍ、第３スイッチング素子Ｑ３のパルス幅変調におけるオフデューティを（１−Ｄｍ）と置き換えて整理すると以下の式（１０）が得られる。
【００７９】
【数１０】
0006661831.tif 000011
【００８０】
式（１０）について、第３スイッチング素子Ｑ３のオンデューティＤｍで整理すると以下の式（１１）が得られる。
【００８１】
【数１１】
0006661831.tif 000012
【００８２】
式（１１）より、第３スイッチング素子Ｑ３のオンデューティＤｍを中間コンデンサＣｍの容量Ｃ１と平滑コンデンサ２の容量Ｃ２との容量比で決定し、初期充電を行う全期間でそのオンデューティＤｍでパルス幅変調（ＰＷＭ）して第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを制御することにより、平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔに対して中間コンデンサＣｍへ充電される電圧ＶｍがＶｏｕｔ／２に制御される。
【００８３】
図６は本実施の形態２にかかる電力変換部１の初期充電時におけるタイミング図である。図６によると、実施の形態１のときと同様、リアクトルＬ１に過大な電流が流れないように制御部４１は第１スイッチング素子Ｑ１のオンオフを繰り返させている。また、制御部４１は（１１）式を満たすオンデューティＤｍで第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを繰り返させている。
【００８４】
よって、初期充電を行う全期間において、式（７）及び式（８）によると平滑コンデンサ２へ充電される直流出力電圧Ｖｏｕｔに対して中間コンデンサＣｍへ充電される電圧ＶｍがＶｏｕｔ／２に制御されるため、平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの充電を同時に行う期間（Ａ）と、中間コンデンサＣｍの初期充電の完了後に平滑コンデンサ２のみ充電を行う期間（Ｂ）を設ける必要が無い。また、第３スイッチング素子Ｑ３がオフするタイミングで第３スイッチング素子Ｑ３には中間コンデンサＣｍに充電されている電圧が印加される。
【００８５】
上述したとおり、本実施の形態でも実施の形態１と同様、降圧部１１、中間コンデンサＣｍを含む昇圧部１２及び平滑コンデンサ２を有する電力変換装置において、初期充電回路を必要としない、より簡易な構成である平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの初期充電が可能な電力変換装置を得られるという効果を奏する。
【００８６】
さらに、本実施の形態でも実施の形態１と同様、制御部４１は平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍの充電を平行して行うように第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを行うため、初期充電中において平滑コンデンサ２と中間コンデンサＣｍとの充電電圧の差がより小さくなる。よって、第３スイッチング素子Ｑ３を定格電圧の超過から保護しつつ初期充電が可能な電力変換装置を得られるという更なる効果が得られる。すなわち電力変換装置に用いるスイッチング素子を定格電圧のより小さなものにすることができるというさらなる効果を奏する。
【００８７】
さらに、本実施の形態でも実施の形態１と同様、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬが、第１スイッチング素子Ｑ１、第３スイッチング素子Ｑ３、第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の定格電流を超える前に制御部４１が第１スイッチング素子Ｑ１をオンからオフに切り替えることで、第１スイッチング素子Ｑ１、第３スイッチング素子Ｑ３、第２逆流防止素子Ｄｉ２及び第３逆流防止素子Ｄｉ３の定格電流と、第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧の超過から保護しつつ初期充電できるというさらなる効果を奏する。
【００８８】
また、本実施の形態では、制御部４１は中間コンデンサＣｍと平滑コンデンサ２とのそれぞれの容量Ｃ１、Ｃ２から算出されるオンデューティＤｍに基づき、第３スイッチング素子Ｑ３のオンオフを行うので、実施の形態１のように直流出力電圧Ｖｏｕｔによって中間コンデンサＣｍの初期充電の完了を判断する必要が無い。よって本実施の形態では実施の形態１よりもより単純な処理で昇圧部１２の第３スイッチング素子Ｑ３を定格電圧の超過から保護しつつ初期充電できるというさらなる効果を奏する。
【００８９】
なお、本実施の形態において、平滑コンデンサ２の充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］に対し、中間コンデンサＣｍの充電完了時の電圧をＶｃｓ／２［Ｖ］としたが、これに限定されるものではない。第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３の定格電圧を超過しない電圧であれば、中間コンデンサＣｍの充電完了時の電圧は任意に設定できる。
また、平滑コンデンサ２の充電完了電圧Ｖｃｓ［Ｖ］に対し、中間コンデンサＣｍの充電完了時の電圧をＸ分の１［Ｖ］に制御する場合、第３スイッチング素子Ｑ３のオンデューティＤｍは以下の式（１２）で得られる。
【００９０】
【数１２】
0006661831.tif 000013
【００９１】
本発明は、実施の形態１及び２に限られない。本発明の技術思想の範囲内において、その一部を変更、省略等することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、昇圧回路を備えた電力変換装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１  電力変換部
２  平滑コンデンサ
３  入力コンデンサ
４  制御部
４１  制御部
１１  降圧部
１２  昇圧部
Ｖ１  入力端子
Ｖ２  出力端子
Ｖ１１  第１基準端子
Ｖ２２  第２基準端子
Ｌ１  リアクトル
Ｑ１  第１スイッチング素子
Ｑ２  第２スイッチング素子
Ｑ３  第３スイッチング素子
Ｄ１  第１逆流防止素子
Ｄ２  第２逆流防止素子
Ｄ３  第３逆流防止素子
Ｃｍ  中間コンデンサ
【図１】
0006661831.tif 000015
【図２】
0006661831.tif 000016
【図３】
0006661831.tif 000017
【図４】
0006661831.tif 000018
【図５】
0006661831.tif 000019
【図６】
0006661831.tif 000020