(57)【要約】【課題】単一の電流モード制御回路にて双方向変換制御することができ、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格なスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】本発明のスイッチング電源装置は、第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された出力端子の出力電圧に基づいて生成した制御信号と、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子から選択されたスイッチ素子のスイッチング電流と、を比較しスイッチ制御パルスを出力する電流モード制御回路と、スイッチ制御パルスを入力し、その非反転信号及び反転信号のいずれかを出力するパルス反転回路と、パルス反転回路の出力信号により制御される第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子を有し、第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された入力端子から入力した電圧又は電流を一定電圧に変換して出力端子に出力する、双方向変換機能を有するＤＣ―ＤＣ変換部と、とを具備する。【選択図】　　　　図１
2004096826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された出力端子の出力電圧又は出力電流に基づいて生成した制御信号と、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子から選択されたスイッチ素子のスイッチング電流又は同等信号と、を比較しスイッチ制御パルスを出力する電流モード制御回路と、
前記スイッチ制御パルスを入力し、その非反転信号及び反転信号のいずれかを選択して出力するパルス反転回路と、
前記パルス反転回路の出力信号により制御される前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を有し、前記第１の入出力端子及び前記第２の入出力端子から選択された入力端子から入力した電圧又は電流を一定電圧又は一定電流に変換して前記出力端子に出力する、双方向変換機能を有するＤＣ―ＤＣ変換部と、
とを具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された出力端子の出力電圧又は出力電流に基づいて生成した制御信号と、ｎ個（ｎは２以上の正整数）のＤＣ―ＤＣ変換部の各々の第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子から選択されたスイッチ素子のスイッチング電流又は同等信号と、を比較しｎ個のスイッチ制御パルスを出力する電流モード制御回路と、
前記ｎ個のスイッチ制御パルスを入力し、それらの非反転信号及び反転信号のいずれかを選択して出力するパルス反転回路と、
前記パルス反転回路の出力信号により制御される前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を有し、前記第１の入出力端子及び前記第２の入出力端子から選択された入力端子から入力した電圧又は電流を一定電圧又は一定電流に変換して前記出力端子から出力する、双方向変換機能を有する並列接続されたｎ個の前記ＤＣ―ＤＣ変換部と、
を具備することを特徴とするスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＤＣ―ＤＣ変換スイッチング電源装置に関し、特に電流モード制御回路により制御され双方向変換機能を有するスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スイッチ電流信号と制御電圧を比較することによりスイッチ制御パルスを決定する電流モード制御を行うスイッチング電源装置は、過電流保護回路の共用化など制御回路の簡素化ができるため一般的に使用されている。中電力、大電力用のＤＣ―ＤＣ変換スイッチング電源装置においては小型軽量化のためＤＣ―ＤＣ変換部を複数並列接続して構成されることが多い。並列接続された各ＤＣ―ＤＣ変換部の信頼性を確保するため、各ＤＣ―ＤＣ変換部に流れる電流を同一にする必要がある（特定のＤＣ―ＤＣ変換部に定格を超える電流が集中して流れないようにする必要がある）。並列接続された複数のＤＣ―ＤＣ変換部を有するスイッチング電源装置において、電流モード制御を用い同一制御電圧にて各ＤＣ―ＤＣ変換部を制御することにより各ＤＣ―ＤＣ変換部に流れる電流を同一にすることができる。このような構成によれば、電流を同一にする専用回路が不要である故に、小型で安価で高信頼のスイッチング電源装置を実現出来る。そのため、省エネ、環境対策用として普及が始まった太陽光又は風力発電装置等において、このような構成の双方向機能を有するＤＣ―ＤＣ変換スイッチング電源装置が使用されている。
【０００３】
図６に従来例の電流モード制御により制御され双方向変換機能を有するスイッチング電源装置の構成を示す。同図において、１はＤＣ―ＤＣ変換部、２Ｌは低圧側電流モード制御回路、２ｈは高圧側電流モード制御回路、４はＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチである。
ＤＣ―ＤＣ変換部１は、第１の入出力端子（高圧側端子）１１、第２の入出力端子（低圧側端子）１２、第１及び第２のスイッチ素子１３、１５、第１及び第２のスイッチ素子のドライブ回路１３ｄ、１５ｄ、第１及び第２のダイオード１４、１６、チョークコイル１７、第１及び第２のコンデンサ１８、１９、第１及び第２の電流検知器１３ｃｓ、１５ｃｓ、インバータ３Ｌ、３ｈを有する。
【０００４】
第１の電流検知器１３ｃｓは、第１のスイッチ素子１３のスイッチ電流信号１３ｉを検出する。第２の電流検知器１５ｃｓは、第２のスイッチ素子１５のスイッチ電流信号１５ｉを検出する。
低圧側電流モード制御回路２Ｌは、検知信号制御用回路２２Ｌ及び比較器２１Ｌを有する。高圧側電流モード制御回路２ｈは、検知信号制御用回路２２ｈ及び比較器２１ｈを有する。
【０００５】
ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ４が実線のように高圧側電流モード制御回路２ｈの制御電圧２２ｈｏを０Ｖに接続している場合、ＤＣ―ＤＣ変換部１は高圧側端子１１からの入力電圧又は入力電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して低圧側端子１２から出力する。検知信号制御用回路２２Ｌは、検出された低圧側端子１２の電圧又は電流を入力し、制御電圧２２Ｌｏを出力する。比較器２１Ｌは、制御電圧２２Ｌｏと第１のスイッチ素子１３を流れるスイッチング電流信号１３ｉとを入力して比較し、スイッチ制御パルス２１Ｌｏを出力する。
【０００６】
第１のスイッチ素子１３は、第１のドライブ回路１３ｄを介してスイッチ制御パルス２１Ｌｏにてオンオフされ、スイッチング電流信号１３ｉのピーク値が制御電圧２２Ｌｏと同一になるように制御される。第１のスイッチ素子１３のオン期間に流れる電流によりチョークコイル１７は励磁され、エネルギーが蓄積される。チョークコイル１７に蓄積されたエネルギーは第１のスイッチ素子１３のオフ期間に第２のコンデンサ１９、第２のスイッチ素子１５又は第２のダイオード１６を経由してリセットされる。なお、第２のスイッチ素子１５は、スイッチ制御パルス２１Ｌｏをインバータ３Ｌにより反転したパルスにて第２のドライブ回路１５ｄを介してオンオフされる。その結果、低圧側端子１２の電圧又は電流は一定に制御される。図７（ａ）は、制御電圧２２Ｌｏ、第１のスイッチ素子１３を流れるスイッチング電流信号１３ｉ、第２のスイッチ素子１５及び第２のダイオード１６を流れるスイッチング電流信号１５ｉ、スイッチ制御パルス２１Ｌｏの波形を示した図である。
【０００７】
ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ４が破線のように低圧側電流モード制御回路２Ｌの制御電圧２２Ｌｏを０Ｖに接続している場合、ＤＣ―ＤＣ変換部１は低圧側端子１２からの入力電圧又は入力電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して高圧側端子１１から出力する。検知信号制御用回路２２ｈは、検出された高圧側端子１１の電圧又は電流を入力し、制御電圧２２ｈｏを出力する。比較器２１ｈは、制御電圧２２ｈｏと第２のスイッチ素子を流れるスイッチング電流信号１５ｉとを入力して比較し、スイッチ制御パルス２１ｈｏを出力する。
【０００８】
第２のスイッチ素子１５は、第２のドライブ回路１５ｄを介してスイッチ制御パルス２１ｈｏにてオンオフされ、スイッチング電流信号１５ｉのピーク値が制御電圧２２ｈｏと同一になるように制御される。第２のスイッチ素子１５のオン期間に流れる電流によりチョークコイル１７は励磁され、エネルギーが蓄積される。チョークコイル１７に蓄積されたエネルギーは第２のスイッチ素子１５のオフ期間に第１のコンデンサ１８、第１のスイッチ素子１３又は第１のダイオード１４を経由してリセットされる。なお、第１のスイッチ素子１３は、スイッチ制御パルス２１ｈｏをインバータ３ｈにより反転したパルスにて第１のドライブ回路１３ｄを介してオンオフされる。その結果、高圧側端子１１の電圧又は電流は一定に制御される。図７（ｂ）は、制御電圧２２ｈｏ、第２のスイッチ素子１５を流れるスイッチング電流信号１５ｉ、第１のスイッチ素子１３及び第１のダイオード１４を流れるスイッチング電流信号１３ｉ、スイッチ制御パルス２１ｈｏの波形を示した図である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、低圧側及び高圧側電流モード制御回路２Ｌ、２ｈは、比較するために入力するスイッチング電流信号１３ｉ、１５ｉと同一位相のスイッチ制御パルス２１Ｌｏ、２１ｈｏを出力した。図６に示すように、従来例の電流モード制御型の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置は、必要なスイッチ素子を制御するスイッチ制御パルスをそれぞれ出力する各変換方向専用の電流モード制御回路を有していた。そのため従来例のスイッチング電源装置は複雑な回路を有していた。
従来例の電流モード制御型の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置は、部品点数が多く、そのために信頼性が十分でなく、高価であるという問題を有していた。
本発明は、各変換方向時に必要なスイッチ素子を制御する単一の電流モード制御回路を有する、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するため、本発明の請求項１のスイッチング電源装置は、第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された出力端子の出力電圧又は出力電流に基づいて生成した制御信号と、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子から選択されたスイッチ素子のスイッチング電流又は同等信号と、を比較しスイッチ制御パルスを出力する電流モード制御回路と、前記スイッチ制御パルスを入力し、その非反転信号及び反転信号のいずれかを選択して出力するパルス反転回路と、前記パルス反転回路の出力信号により制御される前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を有し、前記第１の入出力端子及び前記第２の入出力端子から選択された入力端子から入力した電圧又は電流を一定電圧又は一定電流に変換して前記出力端子に出力する、双方向変換機能を有するＤＣ―ＤＣ変換部と、とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２のスイッチング電源装置は、第１の入出力端子及び第２の入出力端子から選択された出力端子の出力電圧又は出力電流に基づいて生成した制御信号と、ｎ個（ｎは２以上の正整数）のＤＣ―ＤＣ変換部の各々の第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子から選択されたスイッチ素子のスイッチング電流又は同等信号と、を比較しｎ個のスイッチ制御パルスを出力する電流モード制御回路と、前記ｎ個のスイッチ制御パルスを入力し、それらの非反転信号及び反転信号のいずれかを選択して出力するパルス反転回路と、前記パルス反転回路の出力信号により制御される前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を有し、前記第１の入出力端子及び前記第２の入出力端子から選択された入力端子から入力した電圧又は電流を一定電圧又は一定電流に変換して前記出力端子から出力する、双方向変換機能を有する並列接続されたｎ個の前記ＤＣ―ＤＣ変換部と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、各変換方向時に必要なスイッチ素子を制御する単一の電流モード制御回路を有する、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置を実現出来るという作用を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施例について、図面とともに記載する。
【００１４】
《実施例１》
図１、図２を用いて、本発明の実施例１のスイッチング電源装置を説明する。図１は、本発明の実施例１のスイッチング電源装置のブロック図である。図１に示すように、実施例１のスイッチング電源装置は、スイッチング電流又は同等信号と制御電圧とを比較しスイッチ制御パルス２１Ｌｏを出力する電流モード制御回路２Ｌと、スイッチ制御パルス２１Ｌｏを一方向時のみ反転し他方向時にそのまま出力するパルス反転回路５と、パルス反転回路５の出力信号により制御される双方向変換機能を有するＤＣ―ＤＣ変換部１と、を有する。
【００１５】
従来例のスイッチング電源装置におけるものと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明を省略する。図２（ａ）は、第１の入出力端子（高圧側端子）１１から入力した電圧又は電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して第２の入出力端子（低圧側端子）１２から出力する場合の制御電圧２２Ｌｏ、第１のスイッチ素子１３を流れるスイッチング電流信号１３ｉ、第２のスイッチ素子１５及び第２のダイオード１６を流れるスイッチング電流信号１５ｉ、スイッチ制御パルス２１Ｌｏ、パルス反転回路５の出力５ｏの波形を示した図である。又、図２（ｂ）は、第２の入出力端子（低圧側端子）１２から入力した電圧又は電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して第１の入出力端子（高圧側端子）１１から出力する場合の制御電圧２２Ｌｏ、第２のスイッチ素子１５を流れるスイッチング電流信号１５ｉ、第１のスイッチ素子１３及び第１のダイオード１４を流れるスイッチング電流信号１３ｉ、スイッチ制御パルス２１Ｌｏ、パルス反転回路５の出力５ｏの波形を示した図である。
【００１６】
ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ４は、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより切り替えられる検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２を有している。高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合は、検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２は実線のように接続される。この時、電流モード制御回路２Ｌの検知信号制御用回路２２Ｌは、低圧側端子１２の電圧又は電流を入力し、制御電圧２２Ｌｏを出力する。比較器２１Ｌは、第１のスイッチ素子１３のスイッチ電流信号１３ｉと制御電圧２２Ｌｏとを入力し、スイッチ制御パルス２１Ｌｏを出力する。電流モード制御回路２Ｌが出力するスイッチ制御パルス２１Ｌｏは、パルス反転回路５に入力される。
【００１７】
パルス反転回路５は、インバータ５１及び切り替えスイッチ５２を有する。切り替えスイッチ５２は、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより切り替えられる。高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合、切り替えスイッチ５２が実線のように接続され、パルス反転回路５は入力したスイッチ制御パルス２１Ｌｏをそのまま出力する（出力信号５ｏ）。
パルス反転回路５の出力信号５ｏは、低圧側端子１２の電圧又は電流を一定にするように、第１のドライブ回路１３ｄを介して、第１のスイッチ素子１３のオンオフを制御する。パルス反転回路５の出力信号５ｏは、インバータ３Ｌにより反転され、第２のドライブ回路１５ｄに入力される。第２のドライブ回路１５ｄは、第２のスイッチ素子１５のオンオフを制御する。図２（ａ）はこのときの波形を示している。
【００１８】
低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合は、検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２は破線のように接続される。この時、電流モード制御回路２Ｌの検知信号制御用回路２２Ｌは、高圧側端子１１の電圧又は電流が入力し、制御電圧２２Ｌｏを出力する。比較器２１Ｌは、第２のスイッチ素子１５のスイッチ電流信号１５ｉと制御電圧２２Ｌｏとを入力し、スイッチ制御パルス２１Ｌｏを出力する。電流モード制御回路２Ｌが出力するスイッチ制御パルス２１Ｌｏは、パルス反転回路５に入力される。
【００１９】
低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合、切り替えスイッチ５２は、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより破線のように接続される。パルス反転回路５は、入力したスイッチ制御パルス２１Ｌｏをインバータ５１により反転して、出力信号５ｏを出力する。
パルス反転回路５の出力信号５ｏは、インバータ３Ｌにより反転され、第２のドライブ回路１５ｄに入力される。第２のドライブ回路１５ｄは、高圧側端子１１の電圧又は電流を一定にするように、第２のスイッチ素子１５のオンオフを制御する。パルス反転回路５の出力信号５ｏは、第１のドライブ回路１３ｄを介して、第１のスイッチ素子１３のオンオフを制御する。図２（ｂ）はこのときの波形を示している。
【００２０】
以上説明したように実施例１の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置は、単一の電流モード制御回路で、各変換方向時に必要なスイッチ素子を制御する。これにより、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置を実現出来る。
なお、実施例においては、双方向機能の昇降圧チョッパー構成を有するスイッチング電源装置を説明した。しかし本発明の適用対象は、この構成のスイッチング電源装置に限られるものではない。本発明は、絶縁又は非絶縁の任意の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置に適用可能である。
【００２１】
《実施例２》
図３〜図５を用いて、本発明の実施例２のスイッチング電源装置を説明する。図３は、本発明の実施例２のスイッチング電源装置のブロック図である。図３に示すように、実施例２のスイッチング電源装置は、スイッチング電流又は同等信号と制御電圧とを比較しスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏを出力する電流モード制御回路２Ｌと、スイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏを一方向時のみ反転し他方向時にそのまま出力するパルス反転回路５ａ、５ｂと、パルス反転回路５の出力信号により制御される双方向変換機能を有する並列接続された複数のＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂと、を有する。なお、図３においてはＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂのスイッチ電流の位相を互いにずらすインターリーブ方式での実施例を記載している。
実施例２において、実施例１のスイッチング電源装置におけるものと同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明を省略する。ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂは実施例１のＤＣ―ＤＣ変換部１と同一の構成を有している。ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの内部のブロック（符号を記載していない。）を参照する場合は、実施例１のＤＣ―ＤＣ変換部１の内部のブロックと同一の符号を用いる。
【００２２】
図４は、第１の入出力端子（高圧側端子）１１から入力した電圧又は電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して第２の入出力端子（低圧側端子）１２から出力する場合の制御電圧２２Ｌｏ、ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの各々の第１のスイッチ素子１３を流れるスイッチング電流信号（低圧制御用スイッチング電流信号）１３ａｉ、１３ｂｉ、ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの各々の第２のスイッチ素子１５及び第２のダイオード１６を流れるスイッチング電流信号（高圧制御用スイッチング電流信号）１５ａｉ、１５ｂｉ、比較器２１ａ、２１ｂが出力するスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏ、パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏの波形を示した図である。
【００２３】
図５は、第２の入出力端子（低圧側端子）１２から入力した電圧又は電流を一定の電圧又は一定の電流に変換して第１の入出力端子（高圧側端子）１１から出力する場合の制御電圧２２Ｌｏ、ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの各々の第１のスイッチ素子１３及び第１のダイオード１４を流れるスイッチング電流信号（低圧制御用スイッチング電流信号）１３ａｉ、１３ｂｉ、ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの各々の第２のスイッチ素子１５を流れるスイッチング電流信号（高圧制御用スイッチング電流信号）１５ａｉ、１５ｂｉ、比較器２１ａ、２１ｂが出力するスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏ、パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏの波形を示した図である。
【００２４】
ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ４は、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより切り替えられる検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２ａ、４２ｂを有している。高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合は、検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２ａ、４２ｂは実線のように接続される。この時、電流モード制御回路２Ｌの検知信号制御用回路２２Ｌは、低圧側端子１２の電圧又は電流を入力し、制御電圧２２Ｌｏを出力する。比較器２１ａ、２１ｂは、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの第１のスイッチ素子１３のスイッチ電流信号１３ｉと制御電圧２２Ｌｏとを入力し、スイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏを出力する。電流モード制御回路２Ｌが出力するスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏは、パルス反転回路５ａ、５ｂに入力される。
【００２５】
パルス反転回路５ａ、５ｂはそれぞれ、インバータ５１ａ、５１ｂ及び切り替えスイッチ５２ａ、５２ｂを有する。切り替えスイッチ５２ａ、５２ｂは、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより切り替えられる。高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合、切り替えスイッチ５２ａ、５２ｂが実線のように接続され、パルス反転回路５ａ、５ｂは、各々入力したスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏをそのまま出力する（出力信号５ａｏ、５ｂｏ）。
パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏは、低圧側端子１２の電圧又は電流を一定にするように、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの第１のドライブ回路１３ｄを介して、第１のスイッチ素子１３のオンオフを制御する。パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏは、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂのインバータ３Ｌにより反転され、第２のドライブ回路１５ｄに入力される。各々のＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの第２のドライブ回路１５ｄは、第２のスイッチ素子１５のオンオフを制御する。図４はこのときの波形を示している。
【００２６】
低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合は、検知信号切り替えスイッチ４１及びスイッチ電流信号切り替えスイッチ４２ａ，４２ｂは破線のように接続される。この時、電流モード制御回路２Ｌの検知信号制御用回路２２Ｌは、高圧側端子１１の電圧又は電流が入力し、制御電圧２２Ｌｏを出力する。比較器２１ａ、２１ｂは、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの第２のスイッチ素子１５のスイッチ電流信号（高圧制御用スイッチング電流信号）１５ａｉ、１５ｂｉと制御電圧２２Ｌｏとを入力し、スイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏを出力する。電流モード制御回路２Ｌが出力するスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏは、パルス反転回路５ａ、５ｂに入力される。
【００２７】
低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合、切り替えスイッチ５２ａ、５２ｂは、ＤＣ―ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号４ｏにより破線のように接続される。パルス反転回路５ａ、５ｂは、各々入力したスイッチ制御パルス２１ａｏ、２１ｂｏをインバータ５１ａ、５１ｂにより反転して、出力信号５ａｏ、５ｂｏを出力する。
パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏは、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂのインバータ３Ｌにより反転され、第２のドライブ回路１５ｄに入力される。第２のドライブ回路１５ｄは、高圧側端子１１の電圧又は電流を一定にするように、第２のスイッチ素子１５のオンオフを制御する。パルス反転回路５ａ、５ｂの出力信号５ａｏ、５ｂｏは、各々ＤＣ―ＤＣ変換部１ａ、１ｂの第１のドライブ回路１３ｄを介して、第１のスイッチ素子１３のオンオフを制御する。図５はこのときの波形を示している。
【００２８】
以上説明したように実施例２の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置は、単一の電流モード制御回路で、各変換方向時に必要なスイッチ素子を制御する。これにより、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置を実現出来る。
なお、実施例においては、双方向機能の昇降圧チョッパー構成を有するスイッチング電源装置を説明した。しかし本発明の適用対象は、この構成のスイッチング電源装置に限られるものではない。本発明は、絶縁又は非絶縁の任意の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置に適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、各変換方向時に必要なスイッチ素子を制御する単一の電流モード制御回路を有する、簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く低価格の双方向変換機能を有するスイッチング電源装置を実現出来るという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のスイッチング電源装置のブロック図
【図２】本発明の実施例１のスイッチング電源装置における、図２（ａ）は高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合の各部波形図、図２（ｂ）は低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合の各部波形図
【図３】本発明の実施例２のスイッチング電源装置のブロック図
【図４】本発明の実施例２のスイッチング電源装置における高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合の各部波形図
【図５】本発明の実施例２のスイッチング電源装置における低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合の各部波形図
【図６】従来例のスイッチング電源装置のブロック図
【図７】従来例のスイッチング電源装置における、図７（ａ）は高圧側端子１１から低圧側端子１２に出力変換する場合の各部波形図、図７（ｂ）は低圧側端子１２から高圧側端子１１に出力変換する場合の各部波形図
【符号の説明】
１　ＤＣ―ＤＣ変換部
１ａ　第１のＤＣ―ＤＣ変換部
１ｂ　第２のＤＣ―ＤＣ変換部
１１　高圧側端子
１１ａ　ＤＣ―ＤＣ変換部　１ａ　の高圧側端子
１１ｂ　ＤＣ―ＤＣ変換部　１ｂ　の高圧側端子
１２　低圧側端子
１２ａ　ＤＣ―ＤＣ変換部　１ａ　の低圧側端子
１２ｂ　ＤＣ―ＤＣ変換部　１ｂ　の低圧側端子
１３　第１のスイッチ素子
１３ｉ　第１のスイッチ素子１３のスイッチ電流信号
１３ａｉ　ＤＣ−ＤＣ変換部１ａの低圧制御用スイッチ電流信号
１３ｂｉ　ＤＣ−ＤＣ変換部１ｂの低圧制御用スイッチ電流信号
１３ｄ　第１のスイッチ素子１３のドライブ回路
１４　第１のダイオード
１５　第２のスイッチ素子
１５ｉ　第２のスイッチ素子１５のスイッチ電流信号
１５ａｉ　ＤＣ−ＤＣ変換部１ａの高圧制御用スイッチ電流信号
１５ｂｉ　ＤＣ−ＤＣ変換部１ｂの高圧制御用スイッチ電流信号
１５ｄ　第２のスイッチ素子１５のドライブ回路
１６　第２のダイオード
１７　チョークコイル
１８　第１のコンデンサ
１９　第２のコンデンサ
２Ｌ、２ｈ　電流モード制御回路
２１Ｌ、２１ｈ、２１ａ、２１ｂ　比較器
２１Ｌｏ　比較器２１Ｌのスイッチ制御パルス
２１ａｏ　比較器　２１ａ　のスイッチ制御パルス
２１ｂｏ　比較器　２１ｂ　のスイッチ制御パルス
２１ｈｏ　比較器２１ｈのスイッチ制御パルス
２２Ｌ、２２ｈ　検知信号制御用回路
２２Ｌｏ、２２ｈｏ　制御電圧
３Ｌ、３ｈ、５１、５１ａ、５１ｂ　インバータ
４　ＤＣ−ＤＣ変換方向切り替えスイッチ
４１　検出信号切り替えスイッチ
４２、４２ａ、４２ｂ　スイッチ電流信号切り替えスイッチ
４ｏ　ＤＣ−ＤＣ変換方向切り替えスイッチ同期信号
５、５ａ、５ｂ　パルス反転回路
５ｏ、５ａｏ、５ｂｏ　パルス反転回路出力
５２、５２ａ、５２ｂ　切り替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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