(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、前記直流電力と第２交流電力とを相互に変換するための電力変換用回路であって、
前記直流電力を入出力する直流用端子と、
前記第１交流電力を入出力する第１交流用端子と、
前記第２交流電力を入出力する第２交流用端子と、
前記直流用端子間に並列に接続された、スイッチング素子を有する複数のブリッジ回路と、
複数の前記ブリッジ回路のうちの２つのブリッジ回路間に接続された１次コイルと、前記第１交流用端子間に接続された２次コイルと、を有してなる複数の変圧器と、
を備え、
複数の前記変圧器の前記１次コイルの中間電位点が、前記第２交流用端子に接続されている
電力変換用回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換用回路と、
前記ブリッジ回路に対し、前記直流電力と前記第１交流電力とを相互に変換するための第１駆動信号と、前記直流電力と前記第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号と、を出力して前記ブリッジ回路を駆動させる駆動制御部と、
を備える電力変換装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、
前記第１駆動信号に基づいて、前記１次コイルの一端から他端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させ、
前記第２駆動信号に基づいて、前記１次コイルの両端から前記中間電位点にかけて、又は、前記中間電位点から前記１次コイルの両端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させる
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
３つの前記ブリッジ回路である第１ブリッジ回路、第２ブリッジ回路及び第３ブリッジ回路と、
３つの前記変圧器である第１変圧器、第２変圧器及び第３変圧器と、
を備え、
前記第１変圧器は、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間に接続され、
前記第２変圧器は、前記第２ブリッジ回路と前記第３ブリッジ回路との間に接続され、
前記第３変圧器は、前記第３ブリッジ回路と前記第１ブリッジ回路との間に接続され、
前記駆動制御部は、前記第２駆動信号に基づいて、前記第１変圧器、前記第２変圧器及び前記第３変圧器の各々に接続された３つの前記第２交流用端子から前記第２交流電力を三相交流で入出力可能なように前記ブリッジ回路を駆動させる
請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換用回路を３つ備え、
前記駆動制御部は、前記第１駆動信号に基づいて、３つの前記電力変換用回路の各々が備える３つの前記第１交流用端子から前記第１交流電力を三相交流で入出力可能なように、３つの前記電力変換用回路の前記ブリッジ回路の各々を駆動させる
請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換用回路と、
前記ブリッジ回路に対し、前記直流電力と前記第１交流電力とを相互に変換するための第１駆動信号、及び、前記直流電力と前記第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号の論理積として得られる第３駆動信号を出力して前記ブリッジ回路を駆動させる駆動制御部と、
を備える電力変換装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力変換用回路に対し、前記１次コイルの一端から他端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させるステップと、
前記電力変換用回路に対し、前記１次コイルの両端から前記中間電位点にかけて、又は、前記中間電位点から前記１次コイルの両端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させるステップと、
を有する電力変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換用回路、電力変換装置及び電力変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池を備えた車両（例えば、電気自動車、バス車両、鉄道車両等）が普及してきている。これらの中には、三相交流モータ、及び、当該三相交流モータに三相交流電力を供給するインバータ（電力変換装置）を搭載するものがある。また、これらの車両は、交流電力である充電用の電力源（例えば架線）からを直流電力に変換するコンバータ（電力変換装置）を搭載する。２つの電力変換装置は、本質的には同等の機能を有するものであり、当該機能を共有化することで効率化、軽量化を図ることが可能である。
そのための簡便な方法の一つとして、例えば、共有化可能な回路を単一とし、更に、コンバータとして使用する回路及びインバータとして使用する回路を、機械的（物理的）なスイッチを用いて適宜切り替える方法が考えられる。この場合、具体的には、直流電力と第１交流電力との間（蓄電池と三相交流モータとの間）の電力変換を行う回路と、直流電力と第２交流電力との間（蓄電池と架線との間）の電力変換を行う回路と、を機械的なスイッチで切り替えできるようにする。
【０００３】
なお、上記電力変換装置に関連する技術として、鉄道車両に利用される非接触給電システムであって、状況に合わせて高速で連続的に力率を変化させることができる非接触給電システムが提案されている（特許文献１参照）。
また、上記電力変換装置に関連する技術として、鉄道車両へのき電に異常がある時にも稼働することができるリニアモータ型渦電流レールブレーキシステムが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０２４３６５号公報
【特許文献２】特許第５１０６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インバータ／コンバータ等の機能の切り替えに機械的なスイッチを用いた場合、搭載すべき部品点数が増え、重量や製造コストが増すばかりでなく、機械的な劣化、摩耗等に起因する信頼性の観点から課題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力との間の電力変換を切り替え可能な電力変換用回路、電力変換装置及び電力変換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、直流電力と第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、前記直流電力と第２交流電力とを相互に変換するための電力変換用回路であって、前記直流電力を入出力する直流用端子と、前記第１交流電力を入出力する第１交流用端子と、前記第２交流電力を入出力する第２交流用端子と、前記直流用端子間に並列に接続された、スイッチング素子を有する複数のブリッジ回路と、複数の前記ブリッジ回路のうちの２つのブリッジ回路間に接続された１次コイルと、前記第１交流用端子間に接続された２次コイルと、を有してなる複数の変圧器と、を備え、複数の前記変圧器の前記１次コイルの中間電位点が、前記第２交流用端子に接続されている電力変換用回路である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上述の電力変換用回路と、前記ブリッジ回路に対し、前記直流電力と前記第１交流電力とを相互に変換するための第１駆動信号と、前記直流電力と前記第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号と、を出力して前記ブリッジ回路を駆動させる駆動制御部と、を備える電力変換装置である。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、前記駆動制御部は、前記第１駆動信号に基づいて、前記１次コイルの一端から他端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させ、前記第２駆動信号に基づいて、前記１次コイルの両端から前記中間電位点にかけて、又は、前記中間電位点から前記１次コイルの両端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させる。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、上述の電力変換装置は、３つの前記ブリッジ回路である第１ブリッジ回路、第２ブリッジ回路及び第３ブリッジ回路と、３つの前記変圧器である第１変圧器、第２変圧器及び第３変圧器と、を備え、前記第１変圧器は、前記第１ブリッジ回路と前記第２ブリッジ回路との間に接続され、前記第２変圧器は、前記第２ブリッジ回路と前記第３ブリッジ回路との間に接続され、前記第３変圧器は、前記第３ブリッジ回路と前記第１ブリッジ回路との間に接続され、前記駆動制御部は、前記第２駆動信号に基づいて、前記第１変圧器、前記第２変圧器及び前記第３変圧器の各々に接続された３つの前記第２交流用端子から前記第２交流電力を三相交流で入出力可能なように前記ブリッジ回路を駆動させる。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、上述の電力変換装置は、前記電力変換用回路を３つ備え、前記駆動制御部は、前記第１駆動信号に基づいて、３つの前記電力変換用回路の各々が備える３つの前記第１交流用端子から前記第１交流電力を三相交流で入出力可能なように、３つの前記電力変換用回路の前記ブリッジ回路の各々を駆動させる。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述の電力変換用回路と、前記ブリッジ回路に対し、前記直流電力と前記第１交流電力とを相互に変換するための第１駆動信号、及び、前記直流電力と前記第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号の論理積として得られる第３駆動信号を出力して前記ブリッジ回路を駆動させる駆動制御部と、を備える電力変換装置である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、第１の態様に記載の電力変換用回路に対し、前記１次コイルの一端から他端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させるステップと、前記電力変換用回路に対し、前記１次コイルの両端から前記中間電位点にかけて、又は、前記中間電位点から前記１次コイルの両端にかけて電流が流れるように前記ブリッジ回路を駆動させるステップと、を有する電力変換方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上述の電力変換用回路、電力変換装置及び電力変換方法によれば、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
【図３】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
【図４】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第３の図である。
【図５】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第４の図である。
【図６】第２の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
【図８】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
【図９】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第３の図である。
【図１０】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第４の図である。
【図１１】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第５の図である。
【図１２】第３の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１３】第３の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１４】第４の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１５】第４の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１６】第５の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１７】第５の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図１８】第６の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
【図１９】第６の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
【図２０】第２の実施形態に係る電力変換装置の第１の適用例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態に係る電力変換装置の第２の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る電力変換装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。
第１の実施形態に係る電力変換装置は、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と“単相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【００１７】
（回路構成）
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
図１に示すように、電力変換装置１は、電力変換用回路１０と、駆動制御部１１と、を備えている。
電力変換用回路１０は、直流電力送受部２Ａと第１交流電力送受部２Ｂとの間で、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力送受部２Ａと第２交流電力送受部２Ｃとの間で、直流電力と“単相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする回路である。
【００１８】
ここで、直流電力送受部２Ａとは、直流電力を出力可能な電力源又は直流電力の供給対象となる負荷である。具体的には、直流電力送受部２Ａは、蓄電池等に相当する。
また、第１交流電力送受部２Ｂとは、規定された周波数の“単相交流電力”を出力可能な電力源又は“単相交流電力”の供給対象となる負荷である。
また、第２交流電力送受部２Ｃとは、規定された周波数の“単相交流電力”を出力可能な電力源又は“単相交流電力”の供給対象となる負荷であって、第１交流電力送受部２Ｂとは異なる電力源又は負荷である。
【００１９】
以下、電力変換用回路１０について詳細に説明する。
電力変換用回路１０は、入出力端子として、直流電力を入出力する直流用端子Ｑ０と、第１交流電力を入出力する第１交流用端子Ｑ１と、第２交流電力を入出力する第２交流用端子Ｑ２と、を備えている。
図１に示すように、直流用端子Ｑ０には、直流電力送受部２Ａが接続されている。第１交流用端子Ｑ１には、第１交流電力送受部２Ｂが接続されている。また、第２交流用端子Ｑ２には、第２交流電力送受部２Ｃが接続されている。
なお、直流用端子Ｑ０のうちの一方側にはプラス（＋）の直流電圧（正電位）が印加され、他方側にはマイナス（−）の直流電圧（負電位）が印加される。
【００２０】
また、電力変換用回路１０は、プラス側の直流用端子Ｑ０とマイナス側の直流用端子Ｑ０との間に並列に接続された２つのブリッジ回路である第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２を備えている。
【００２１】
図１に示すように、第１ブリッジ回路Ｂ１は、４つのスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の各々が接続されて構成される。具体的には、スイッチング素子Ｓ１４とスイッチング素子Ｓ１１とは、接続点Ｎ１１で接続される。また、スイッチング素子Ｓ１１とスイッチング素子Ｓ１２とは、接続点Ｎ１２で接続される。また、スイッチング素子Ｓ１２とスイッチング素子Ｓ１３とは、接続点Ｎ１３で接続される。また、スイッチング素子Ｓ１３とスイッチング素子Ｓ１４とは、接続点Ｎ１４で接続される。
【００２２】
同様に、第２ブリッジ回路Ｂ２は、４つのスイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４の各々が接続されて構成される。具体的には、スイッチング素子Ｓ２４とスイッチング素子Ｓ２１とは、接続点Ｎ２１で接続される。また、スイッチング素子Ｓ２１とスイッチング素子Ｓ２２とは、接続点Ｎ２２で接続される。また、スイッチング素子Ｓ２２とスイッチング素子Ｓ２３とは、接続点Ｎ２３で接続される。また、スイッチング素子Ｓ２３とスイッチング素子Ｓ２４とは、接続点Ｎ２４で接続される。
なお、以下の説明において、上述のスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４を総称して、単に、スイッチング素子Ｓとも記載する。
【００２３】
プラス側の直流用端子Ｑ０は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１１と第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２１とに接続される。また、マイナス側の直流用端子Ｑ０は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１３と第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２３とに接続される。
即ち、直流用端子Ｑ０間には、第１ブリッジ回路Ｂ１の対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ１１と接続点Ｎ１３との対）と、第２ブリッジ回路Ｂ２の対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ２１と接続点Ｎ２３との対）と、が並列に接続される。
【００２４】
スイッチング素子Ｓは、外部（本実施形態においては駆動制御部１１）からの駆動信号に基づいて、回路配線を電気的に短絡（ＯＮ）、開放（ＯＦＦ）可能な素子である。本実施形態に係るスイッチング素子Ｓは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とするが、他の実施形態においては、スイッチング素子Ｓは、ＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field effect transistor）等であってもよい。
【００２５】
また、電力変換用回路１０は、２つの変圧器である第１変圧器Ｔ１及び第２変圧器Ｔ２を備えている。
【００２６】
図１に示すように、第１変圧器Ｔ１は、２つのブリッジ回路（第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２）間に接続された１次側のコイルである１次コイルＣ１１を有している。具体的には、１次コイルＣ１１の一端である１次側端子Ｉ１１は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１２に接続される。また、１次コイルＣ１１の他端である１次側端子Ｉ１２は、第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２２に接続される。
また、第１変圧器Ｔ１は、第１交流用端子Ｑ１間に接続された２次側のコイルである２次コイルＣ１２を有している。具体的には、２次コイルＣ１２の一端である２次側端子Ｉ１４、及び、２次コイルＣ１２の他端である２次側端子Ｉ１５は、それぞれ、第１交流用端子Ｑ１に接続される。
また、第１変圧器Ｔ１が有する１次コイルＣ１１の中間電位点Ｉ１３は、第２交流用端子Ｑ２に接続される。
【００２７】
同様に、第２変圧器Ｔ２は、２つのブリッジ回路（第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２）間に接続された１次側のコイルである１次コイルＣ２１を有している。具体的には、１次コイルＣ２１の一端である１次側端子Ｉ２１は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１４に接続される。また、１次コイルＣ２１の他端である１次側端子Ｉ２２は、第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２４に接続される。
また、第２変圧器Ｔ２は、第１交流用端子Ｑ１間に接続された２次側のコイルである２次コイルＣ２２を有している。具体的には、２次コイルＣ２２の一端である２次側端子Ｉ２４、及び、２次コイルＣ２２の他端である２次側端子Ｉ２５は、それぞれ、第１交流用端子Ｑ１に接続される。
また、第２変圧器Ｔ２が有する１次コイルＣ２１の中間電位点Ｉ２３は、第２交流用端子Ｑ２に接続される。
【００２８】
換言すると、第１ブリッジ回路Ｂ１のうち、直流用端子Ｑ０間に接続される対向接続点とは異なる対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ１２と接続点Ｎ１４との対）に、それぞれ第１変圧器Ｔ１と第２変圧器Ｔ２とが接続される。
また、第２ブリッジ回路Ｂ２のうち、直流用端子Ｑ０間に接続される対向接続点とは異なる対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ２２と接続点Ｎ２４との対）に、それぞれ第１変圧器Ｔ１と第２変圧器Ｔ２とが接続される。
【００２９】
第１変圧器Ｔ１及び第２変圧器Ｔ２は、それぞれのインピーダンスが互いに等しくなるように構成されている。
【００３０】
駆動制御部１１は、電力変換用回路１０が有する第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓに所定の駆動信号を出力して、駆動させる演算処理部である。
具体的には、駆動制御部１１は、第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２の各スイッチング素子Ｓに対し、直流電力と第１交流電力とを相互に変換するための第１駆動信号と、直流電力と第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号と、を出力して当該第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２の各々を駆動させる。
【００３１】
（第１駆動信号に基づく動作）
図２は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
また、図３は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
具体的には、図２は、電力変換装置１が第１駆動信号に基づいて動作している最中の、ある第１のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。また、図３は、電力変換装置１が第１駆動信号に基づいて動作している最中の、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。
以下、図１に加え、図２及び図３を参照しながら、駆動制御部１１による第１駆動信号に基づく動作について説明する。
なお、ここでは、直流用端子Ｑ０間に接続された直流電力送受部２Ａから電力変換用回路１０に対し直流電力が供給されるものとして説明する。即ち、プラス側の直流用端子Ｑ０には直流の正電位が印加され、マイナス側の直流用端子Ｑ０には直流の負電位が印加されているものとする。
【００３２】
図２に示すように、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１３を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させる。
【００３３】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１１、Ｎ１２を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１１）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ２２、Ｎ２３を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１２）に短絡される。したがって、第１のタイミングにおいては、１次コイルＣ１１の１次側端子Ｉ１１から１次側端子Ｉ１２にかけて電流が流れる（図２参照）。
同様に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１１、Ｎ１４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２１）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ２３、Ｎ２４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２２）に短絡される。したがって、第１のタイミングにおいては、１次コイルＣ２１の１次側端子Ｉ２１から１次側端子Ｉ２２にかけて電流が流れる（図２参照）。
【００３４】
そうすると、第１変圧器Ｔ１の２次コイルＣ１２には、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の１次側端子Ｉ１１から１次側端子Ｉ１２にかけて流れる電流に応じて、電磁誘導に基づく誘導電流が生じる。当該誘導電流は、２次コイルＣ１２の一端（２次側端子Ｉ１４）から他端（２次側端子Ｉ１５）にかけて流れる。
同様に、第２変圧器Ｔ２の２次コイルＣ２２には、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の１次側端子Ｉ２１から１次側端子Ｉ２２にかけて流れる電流に応じて、電磁誘導に基づく誘導電流が生じる。当該誘導電流は、２次コイルＣ２２の一端（２次側端子Ｉ２４）から他端（２次側端子Ｉ２５）にかけて流れる。
これにより、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第１交流用端子Ｑ１に接続された第１交流電力送受部２Ｂに対し、一の方向に電流が流れる。
【００３５】
一方、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第１変圧器Ｔ１の中間電位点Ｉ１３における電位と、第２変圧器Ｔ２の中間電位点Ｉ２３における電位と、が等しくなる。つまり、第２交流用端子Ｑ２間には電位差が生じない。したがって、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第２交流用端子Ｑ２間に接続された第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００３６】
また、図３に示すように、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第２のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させる。また、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第２のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２３を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２４を短絡（ＯＮ）させる。
【００３７】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２２）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２１）に短絡される。同様に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１２）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１１）に短絡される。
したがって、第２のタイミングにおいては、第１のタイミングとは逆方向、即ち、１次コイルＣ１１の１次側端子Ｉ１２から１次側端子Ｉ１１にかけて、及び、１次コイルＣ２１の１次側端子Ｉ２２から１次側端子Ｉ２１にかけて電流が流れる（図３参照）。
【００３８】
そうすると、第１変圧器Ｔ１の２次コイルＣ１２には、電磁誘導に基づく誘導電流が、２次コイルＣ１２の一端（２次側端子Ｉ１５）から他端（２次側端子Ｉ１４）にかけて流れる。同様に、第２変圧器Ｔ２の２次コイルＣ２２には、電磁誘導に基づく誘導電流が、２次コイルＣ２２の一端（２次側端子Ｉ２５）から他端（２次側端子Ｉ２４）にかけて流れる。
これにより、第１駆動信号における第２のタイミングにおいては、第１交流用端子Ｑ１に接続された第１交流電力送受部２Ｂに対し、第１のタイミングとは逆方向に電流が流れる。
【００３９】
一方、第１駆動信号における第２のタイミングにおいても、第１変圧器Ｔ１の中間電位点Ｉ１３における電位と、第２変圧器Ｔ２の中間電位点Ｉ２３における電位と、が等しいままである。したがって、第１駆動信号における第２のタイミングにおいても、第２交流用端子Ｑ２間に接続された第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００４０】
駆動制御部１１は、第１駆動信号において、以上に説明した第１のタイミング（図２に示す状態）と第２のタイミング（図３に示す状態）とを交互に繰り返す。これにより、第１交流電力送受部２Ｂに“単相交流電力”としての第１交流電力が供給される。一方、第１駆動信号での動作中においては、第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００４１】
なお、図２、図３においては、直流電力送受部２Ａから入力される直流電力を“単相交流電力”である第１交流電力に変換して第１交流電力送受部２Ｂに出力する例を説明したが、電力変換装置１は、同様の動作に基づいて逆方向の電力変換も可能である。即ち、電力変換装置１は、第１駆動信号に基づいて、第１交流電力送受部２Ｂから入力される第１交流電力（単相交流電力）を直流電力に変換して直流電力送受部２Ａに出力することも可能である。
【００４２】
（第２駆動信号に基づく動作）
図４は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第３の図である。
また、図５は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第４の図である。
具体的には、図４は、電力変換装置１が第２駆動信号に基づいて動作している最中の、ある第１のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。また、図５は、電力変換装置１が第２駆動信号に基づいて動作している最中の、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。
以下、図１に加え、図４及び図５を参照しながら、駆動制御部１１による第２駆動信号に基づく動作について説明する。
なお、ここでは、図２、図３と同様に、直流用端子Ｑ０間に接続された直流電力送受部２Ａから電力変換用回路１０に対し直流電力が供給されるものとして説明する。
【００４３】
図４に示すように、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第１のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３を開放（ＯＦＦ）させる。
【００４４】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１１、Ｎ１４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２１）に短絡されるとともに、接続点Ｎ２１、Ｎ２４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２２）に短絡される。つまり、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端には、共に正電位が印加される。
同様に、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１２、Ｎ１３を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１１）に短絡されるとともに、接続点Ｎ２２、Ｎ２３を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１２）に短絡される。つまり、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端には、共に負電位が印加される。
【００４５】
そうすると、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の中間電位点Ｉ２３に接続された第２交流用端子Ｑ２には正電位が印加され、他方、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の中間電位点Ｉ１３に接続された第２交流用端子Ｑ２には負電位が印加される。したがって、第２駆動信号における第１のタイミングにおいては、第２交流用端子Ｑ２に接続された第２交流電力送受部２Ｃに対し、一の方向に電流が流れる。
【００４６】
なお、このとき、第２変圧器Ｔ２では、１次コイルＣ２１の両端（１次側端子Ｉ２１、Ｉ２２）から中間電位点Ｉ２３にかけて電流が流れる。しかし、１次側端子Ｉ２１から中間電位点Ｉ２３にかけて流れる電流に応じて２次コイルＣ２２に生じる誘導電流と、１次側端子Ｉ２２から中間電位点Ｉ２３にかけて流れる電流に応じて２次コイルＣ２２に生じる誘導電流と、は互いに逆向きとなる。したがって、第２変圧器Ｔ２の２次コイルＣ２２に生じる誘導電流は打ち消し合い、その結果、第１交流用端子Ｑ１間には電位差が生じない。
同様に、このとき、第１変圧器Ｔ１では、１次コイルＣ１１の中間電位点Ｉ１３から両端（１次側端子Ｉ１１、Ｉ１２）にかけて電流が流れる。しかし、中間電位点Ｉ１３から１次側端子Ｉ１１にかけて流れる電流に応じて２次コイルＣ１２に生じる誘導電流と、中間電位点Ｉ１３から１次側端子Ｉ１２にかけて流れる電流に応じて２次コイルＣ１２に生じる誘導電流と、は互いに逆向きとなる。したがって、第１変圧器Ｔ１の２次コイルＣ１２に生じる誘導電流は打ち消し合い、その結果、第１交流用端子Ｑ１間には電位差が生じない。
以上より、第２駆動信号における第１のタイミングにおいては、第１交流用端子Ｑ１間に接続された第１交流電力送受部２Ｂには電力が供給されない。
【００４７】
また、図５に示すように、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第２のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させる。また、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第２のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３を短絡（ＯＮ）させる。
【００４８】
そうすると、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の中間電位点Ｉ１３に接続された第２交流用端子Ｑ２には正電位が印加され、他方、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の中間電位点Ｉ２３に接続された第２交流用端子Ｑ２には負電位が印加される。したがって、第２駆動信号における第２のタイミングにおいては、第２交流用端子Ｑ２に接続された第２交流電力送受部２Ｃに対し、第１のタイミングとは逆方向に電流が流れる。
【００４９】
なお、このとき、第１変圧器Ｔ１では、１次コイルＣ１１の両端（１次側端子Ｉ１１、Ｉ１２）から中間電位点Ｉ１３にかけて電流が流れる。したがって、第１変圧器Ｔ１の２次コイルＣ１２に生じる誘導電流は打ち消し合い、その結果、第１交流用端子Ｑ１間には電位差が生じない。
同様に、このとき、第２変圧器Ｔ２では、１次コイルＣ２１の中間電位点Ｉ２３から両端（１次側端子Ｉ２１、Ｉ２２）にかけて電流が流れる。したがって、第２変圧器Ｔ２の２次コイルＣ２２に生じる誘導電流は打ち消し合い、その結果、第１交流用端子Ｑ１間には電位差が生じない。
以上より、第２駆動信号における第２のタイミングにおいても、第１交流用端子Ｑ１間に接続された第１交流電力送受部２Ｂには電力が供給されない。
【００５０】
駆動制御部１１は、第２駆動信号において、以上に説明した第１のタイミング（図４に示す状態）と第２のタイミング（図５に示す状態）とを交互に繰り返す。これにより、第２交流電力送受部２Ｃには、“単相交流電力”としての第２交流電力が供給される。一方、第２駆動信号での動作中においては、第１交流電力送受部２Ｂには電力が供給されない。
【００５１】
なお、図４、図５においては、直流電力送受部２Ａから入力される直流電力を“単相交流電力”である第２交流電力に変換して第２交流電力送受部２Ｃに出力する例を説明したが、電力変換装置１は、同様の動作に基づいて逆方向の電力変換も可能である。即ち、電力変換装置１は、第２駆動信号に基づいて、第２交流電力送受部２Ｃから入力される第２交流電力（単相交流電力）を直流電力に変換して直流電力送受部２Ａに出力することも可能である。
【００５２】
（作用効果）
上述した通り、第１の実施形態に係る電力変換装置１は、電力変換用回路１０における第１駆動信号に基づく動作により、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とする。また、電力変換装置１は、電力変換用回路１０における第２駆動信号に基づく動作により、直流電力と“単相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする。即ち、電力変換装置１は、目的に応じて、電力変換用回路１０に対する電気的制御（駆動信号）を変更するのみで、電力変換の経路を切り替えることができる。
以上より、第１の実施形態に係る電力変換装置１によれば、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る電力変換装置について、図６〜図１１を参照しながら説明する。
第２の実施形態に係る電力変換装置は、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と“三相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【００５４】
（回路構成）
図６は、第２の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
第２の実施形態に係る電力変換用回路１０は、直流電力送受部２Ａと第１交流電力送受部２Ｂとの間で、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力送受部２Ａと第２交流電力送受部２Ｃとの間で、直流電力と“三相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする回路である。
【００５５】
ここで、本実施形態に係る第２交流電力送受部２Ｃとは、規定された周波数の“三相交流電力”を出力可能な電力源又は“三相交流電力”の供給対象となる負荷（例えば、三相交流モータ等）であって、第１交流電力送受部２Ｂとは異なる電力源又は負荷である。
【００５６】
以下、電力変換用回路１０について詳細に説明する。
電力変換用回路１０は、第１の実施形態と同様に、入出力端子として、直流電力を入出力する直流用端子Ｑ０と、第１交流電力を入出力する第１交流用端子Ｑ１と、第２交流電力を入出力する第２交流用端子Ｑ２と、を備えている。なお、本実施形態に係る３つの第２交流用端子Ｑ２は、第２交流電力を三相交流で入出力する。
【００５７】
第２の実施形態に係る電力変換用回路１０は、プラス側の直流用端子Ｑ０とマイナス側の直流用端子Ｑ０との間に並列に接続された３つのブリッジ回路である第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３を備えている。
【００５８】
第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２の構成は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
また、図６に示すように、第３ブリッジ回路Ｂ３は、４つのスイッチング素子Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４の各々が接続されて構成される。具体的には、スイッチング素子Ｓ３４とスイッチング素子Ｓ３１とは、接続点Ｎ３１で接続される。また、スイッチング素子Ｓ３１とスイッチング素子Ｓ３２とは、接続点Ｎ３２で接続される。また、スイッチング素子Ｓ３２とスイッチング素子Ｓ３３とは、接続点Ｎ３３で接続される。また、スイッチング素子Ｓ３３とスイッチング素子Ｓ３４とは、接続点Ｎ３４で接続される。
【００５９】
プラス側の直流用端子Ｑ０は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１１と第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２１と第３ブリッジ回路Ｂ３の接続点Ｎ３１とに接続される。また、マイナス側の直流用端子Ｑ０は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１３と第２ブリッジ回路Ｂ２の接続点Ｎ２３と第３ブリッジ回路Ｂ３の接続点Ｎ３３とに接続される。
即ち、直流用端子Ｑ０間には、第１ブリッジ回路Ｂ１の対向接続点と、第２ブリッジ回路Ｂ２の対向接続点と、第３ブリッジ回路Ｂ３の対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ３１と接続点Ｎ３３との対）と、が並列に接続される。
【００６０】
また、第２の実施形態に係る電力変換用回路１０は、３つの変圧器である第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３を備えている。
【００６１】
第１変圧器Ｔ１及び第２変圧器Ｔ２の構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、第１変圧器Ｔ１（の１次コイルＣ１１）は、第１ブリッジ回路Ｂ１と第２ブリッジ回路Ｂ２との間に接続され、第２変圧器Ｔ２（の１次コイルＣ２１）は、第２ブリッジ回路Ｂ２と第３ブリッジ回路Ｂ３との間に接続される。
また、図６に示すように、第３変圧器Ｔ３は、第３ブリッジ回路Ｂ３と第１ブリッジ回路Ｂ１との間に接続された１次側のコイルである１次コイルＣ３１を有している。具体的には、１次コイルＣ３１の一端である１次側端子Ｉ３１は、第３ブリッジ回路Ｂ３の接続点Ｎ３２に接続される。また、１次コイルＣ３１の他端である１次側端子Ｉ３２は、第１ブリッジ回路Ｂ１の接続点Ｎ１４に接続される。
また、第３変圧器Ｔ３は、第１交流用端子Ｑ１間に接続された２次側のコイルである２次コイルＣ３２を有している。具体的には、２次コイルＣ３２の一端である２次側端子Ｉ３４、及び、２次コイルＣ３２の他端である２次側端子Ｉ３５は、それぞれ、第１交流用端子Ｑ１に接続される。
また、第３変圧器Ｔ３が有する１次コイルＣ３１の中間電位点Ｉ３３は、第２交流用端子Ｑ２に接続される。
【００６２】
換言すると、第１ブリッジ回路Ｂ１のうち、直流用端子Ｑ０間に接続される対向接続点とは異なる対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ１２と接続点Ｎ１４との対）には、それぞれ第１変圧器Ｔ１と第３変圧器Ｔ３とが接続される。
また、第２ブリッジ回路Ｂ２のうち、直流用端子Ｑ０間に接続される対向接続点とは異なる対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ２２と接続点Ｎ２４との対）には、それぞれ第１変圧器Ｔ１と第２変圧器Ｔ２とが接続される。
更に、第３ブリッジ回路Ｂ３のうち、直流用端子Ｑ０間に接続される対向接続点とは異なる対向接続点（２つのスイッチング素子Ｓが間に接続された接続点Ｎ３２と接続点Ｎ３４との対）には、それぞれ第３変圧器Ｔ３と第２変圧器Ｔ２とが接続される。
【００６３】
第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３は、いずれも、それぞれのインピーダンスが互いに等しくなるように構成されている。
【００６４】
（第１駆動信号に基づく動作）
図７は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
また、図８は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
具体的には、図７は、第２の実施形態に係る電力変換装置１が第１駆動信号に基づいて動作している最中の、ある第１のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。また、図９は、第２の実施形態に係る電力変換装置１が第１駆動信号に基づいて動作している最中の、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。
以下、図６に加え、図７及び図８を参照しながら、駆動制御部１１による第１駆動信号に基づく動作について説明する。
なお、ここでは、直流用端子Ｑ０間に接続された直流電力送受部２Ａから電力変換用回路１０に対し直流電力が供給されるものとして説明する。即ち、プラス側の直流用端子Ｑ０には直流の正電位が印加され、マイナス側の直流用端子Ｑ０には直流の負電位が印加されているものとする。
【００６５】
図７に示すように、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３を開放（ＯＦＦ）させる。更に、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３１、Ｓ３３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３２、Ｓ３４を開放（ＯＦＦ）させる。
【００６６】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１１、Ｎ１２を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１１）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ２２、Ｎ２３を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１２）に短絡される。したがって、第１のタイミングにおいては、１次コイルＣ１１の１次側端子Ｉ１１から１次側端子Ｉ１２にかけて電流が流れる（図７参照）。
同様に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ２１、Ｎ２４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２１）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ３３、Ｎ３４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２２）に短絡される。したがって、第１のタイミングにおいては、１次コイルＣ２１の１次側端子Ｉ２１から１次側端子Ｉ２２にかけて電流が流れる（図７参照）。
同様に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ３１、Ｎ３２を経由して第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の一端（１次側端子Ｉ３１）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１３、Ｎ１４を経由して第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の他端（１次側端子Ｉ３２）に短絡される。したがって、第１のタイミングにおいては、１次コイルＣ３１の１次側端子Ｉ３１から１次側端子Ｉ３２にかけて電流が流れる（図７参照）。
【００６７】
そうすると、電磁誘導により、第１変圧器Ｔ１の２次コイルＣ１２の一端（２次側端子Ｉ１４）から他端（２次側端子Ｉ１５）にかけて誘導電流が流れる。また、第２変圧器Ｔ２の２次コイルＣ２２の一端（２次側端子Ｉ２４）から他端（２次側端子Ｉ２５）にかけて誘導電流が流れる。更に、第３変圧器Ｔ３の２次コイルＣ３２の一端（２次側端子Ｉ３４）から他端（２次側端子Ｉ３５）にかけて誘導電流が流れる。
これにより、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第１交流用端子Ｑ１に接続された第１交流電力送受部２Ｂに対し、一の方向に電流が流れる。
【００６８】
一方、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第１変圧器Ｔ１の中間電位点Ｉ１３における電位と、第２変圧器Ｔ２の中間電位点Ｉ２３における電位と、第３変圧器Ｔ３の中間電位点Ｉ３３における電位と、は全て等しくなる。つまり、第２交流用端子Ｑ２間には電位差が生じない。したがって、第１駆動信号における第１のタイミングにおいては、第２交流用端子Ｑ２間に接続された第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００６９】
また、図８に示すように、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第２のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１４を短絡（ＯＮ）させる。また、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３を短絡（ＯＮ）させる。更に、駆動制御部１１は、第１駆動信号における第１のタイミングにおいて、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３１、Ｓ３３を開放（ＯＦＦ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３２、Ｓ３４を短絡（ＯＮ）させる。
【００７０】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１２）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１１）に短絡される。同様に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２２）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２１）に短絡される。更に、プラス側の直流用端子Ｑ０が、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の一端（１次側端子Ｉ３２）に短絡されるとともに、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の他端（１次側端子Ｉ３１）に短絡される。
したがって、第２のタイミングにおいては、第１のタイミングとは逆方向に電流が流れる（図８参照）。これにより、第１駆動信号における第２のタイミングにおいては、第１交流用端子Ｑ１に接続された第１交流電力送受部２Ｂに対し、第１のタイミングとは逆方向に電流が流れる。
【００７１】
一方、第１駆動信号における第２のタイミングにおいても、第１変圧器Ｔ１の中間電位点Ｉ１３における電位と、第２変圧器Ｔ２の中間電位点Ｉ２３における電位と、第３変圧器Ｔ３の中間電位点Ｉ３３における電位と、は等しいままである。したがって、第１駆動信号における第２のタイミングにおいても、第２交流用端子Ｑ２間に接続された第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００７２】
駆動制御部１１は、第１駆動信号において、以上に説明した第１のタイミング（図７に示す状態）と第２のタイミング（図８に示す状態）とを交互に繰り返す。これにより、第１交流電力送受部２Ｂには、“単相交流電力”としての第１交流電力が供給される。一方、第１駆動信号での動作中においては、第２交流電力送受部２Ｃには電力が供給されない。
【００７３】
なお、図７、図８においては、直流電力送受部２Ａから入力される直流電力を“単相交流電力”である第１交流電力に変換して第１交流電力送受部２Ｂに出力する例を説明したが、電力変換装置１は、同様の動作に基づいて逆方向の電力変換も可能である。即ち、電力変換装置１は、第１駆動信号に基づいて、第１交流電力送受部２Ｂから入力される第１交流電力（単相交流電力）を直流電力に変換して直流電力送受部２Ａに出力することも可能である。
【００７４】
（第２駆動信号に基づく動作）
図９は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第３の図である。
また、図１０は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第４の図である。
また、図１１は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第５の図である。
具体的には、図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、電力変換装置１が第２駆動信号に基づいて動作している最中の、ある第１のタイミング及び第２タイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。また、図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、電力変換装置１が第２駆動信号に基づいて動作している最中の、第３のタイミング及び第４のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。そして、図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、電力変換装置１が第２駆動信号に基づいて動作している最中の、第５のタイミング及び第６のタイミングにおける電力変換用回路１０の状態を示している。
以下、図６に加え、図９、図１０及び図１１を参照しながら、駆動制御部１１による第２駆動信号に基づく動作について説明する。
なお、ここでは、図７、図８と同様に、直流用端子Ｑ０間に接続された直流電力送受部２Ａから電力変換用回路１０に対し直流電力が供給されるものとして説明する。
【００７５】
図９（ａ）に示すように、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第１のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させる。更に、駆動制御部１１は、第２駆動信号における第１のタイミングにおいて、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３２、Ｓ３３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３１、Ｓ３４を開放（ＯＦＦ）させる。
【００７６】
これにより、プラス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ１１、Ｎ１２を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の一端（１次側端子Ｉ１１）に短絡されるとともに、接続点Ｎ２１、Ｎ２２を経由して第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の他端（１次側端子Ｉ１２）に短絡される。つまり、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端には、共に正電位が印加される。
同様に、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ２３、Ｎ２４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の一端（１次側端子Ｉ２１）に短絡されるとともに、接続点Ｎ３３、Ｎ３４を経由して第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の他端（１次側端子Ｉ２２）に短絡される。つまり、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端には、共に負電位が印加される。
同様に、マイナス側の直流用端子Ｑ０が、接続点Ｎ３２、Ｎ３３を経由して第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の一端（１次側端子Ｉ３１）に短絡されるとともに、接続点Ｎ１３、Ｎ１４を経由して第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の他端（１次側端子Ｉ３２）に短絡される。つまり、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端にも、共に負電位が印加される。
【００７７】
そうすると、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の中間電位点Ｉ１３に接続された第２交流用端子Ｑ２には正電位が印加され、他方、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の中間電位点Ｉ２３に接続された第２交流用端子Ｑ２、及び、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の中間電位点Ｉ３３に接続された第２交流用端子Ｑ２には負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第１のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）から第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）及び第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）にかけて電流が流れる。このとき、第１変圧器Ｔ１から第２交流電力送受部２Ｃにかけて流れる電流量、及び、第２交流電力送受部２Ｃから第２変圧器Ｔ２にかけて流れる電流量と第２交流電力送受部２Ｃから第３変圧器Ｔ３にかけて流れる電流量との和は一致する。
【００７８】
また、図９（ｂ）に示すように、駆動制御部１１は、上記第１のタイミングに続く第２のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１３を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３１を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３２を開放（ＯＦＦ）させる。
【００７９】
これにより、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端、及び、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端にはそれぞれ正電位が印加され、また、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端には負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第２のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）及び第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）から第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）にかけて電流が流れる。
【００８０】
また、図１０（ａ）に示すように、駆動制御部１１は、上記第２のタイミングに続く第３のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１２を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１を開放（ＯＦＦ）させる。
【００８１】
これにより、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端には正電位が印加され、また、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端、及び、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端にはそれぞれ負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第３のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）から第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）及び第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）にかけて電流が流れる。
【００８２】
また、図１０（ｂ）に示すように、駆動制御部１１は、上記第３のタイミングに続く第４のタイミングにおいて、駆動制御部１１は、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２３を開放（ＯＦＦ）させる。また、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３３を開放（ＯＦＦ）させる。
【００８３】
これにより、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端、及び、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端にはそれぞれ正電位が印加され、また、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端には負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第４のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）及び第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）から第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）にかけて電流が流れる。
【００８４】
また、図１１（ａ）に示すように、駆動制御部１１は、上記第４のタイミングに続く第５のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３ブリッジ回路Ｂ３のスイッチング素子Ｓ３２を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ３１を開放（ＯＦＦ）させる。
【００８５】
これにより、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端には正電位が印加され、また、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端、及び、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端にはそれぞれ負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第５のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）から第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）及び第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）にかけて電流が流れる。
【００８６】
また、図１１（ｂ）に示すように、駆動制御部１１は、上記第５のタイミングに続く第６のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２１を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２２を開放（ＯＦＦ）させる。
【００８７】
これにより、第１変圧器Ｔ１の１次コイルＣ１１の両端、及び、第２変圧器Ｔ２の１次コイルＣ２１の両端にはそれぞれ正電位が印加され、また、第３変圧器Ｔ３の１次コイルＣ３１の両端には負電位が印加される。
したがって、第２駆動信号における第６のタイミングにおいては、第２交流電力送受部２Ｃを通じて、第１変圧器Ｔ１（の中間電位点Ｉ１３）及び第２変圧器Ｔ２（の中間電位点Ｉ２３）から第３変圧器Ｔ３（の中間電位点Ｉ３３）にかけて電流が流れる。
【００８８】
なお、上述の第１〜第６のタイミングにおいては、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各々の１次コイルＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１の両端から中間電位点にかけて、又は、中間電位点から両端にかけて電流が流れる。したがって、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各々の２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２に生じる誘導電流は互いに打ち消し合い、その結果、第１交流用端子Ｑ１間には電位差が生じない。
【００８９】
駆動制御部１１は、第２駆動信号において、以上に説明した第１のタイミングから第６のタイミング（図９〜図１１の各々に示す状態）までを順に繰り返す。これにより、第２交流電力送受部２Ｃには、“三相交流電力”としての第２交流電力が供給される。一方、第２駆動信号での動作中においては、第１交流電力送受部２Ｂには電力が供給されない。
【００９０】
なお、図９〜図１１においては、直流電力送受部２Ａから入力される直流電力を“三相交流電力”である第２交流電力に変換して第２交流電力送受部２Ｃに出力する例を説明したが、電力変換装置１は、同様の動作に基づいて逆方向の電力変換も可能である。即ち、電力変換装置１は、第２駆動信号に基づいて、第２交流電力送受部２Ｃから入力される第２交流電力（三相交流電力）を直流電力に変換して直流電力送受部２Ａに出力することも可能である。
【００９１】
（作用効果）
上述した通り、第２の実施形態に係る電力変換装置１は、電力変換用回路１０における第１駆動信号に基づく動作により、直流電力と“単相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とする。
また、電力変換装置１は、第２駆動信号に基づいて、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各々に接続された３つの第２交流用端子Ｑ２から第２交流電力を三相交流で入出力可能なように第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３を駆動させる。これにより、電力変換装置１は、電力変換用回路１０における第２駆動信号に基づく動作により、直流電力と“三相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする。
以上より、第１の実施形態に係る電力変換装置１によれば、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と単相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と三相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【００９２】
なお、第２の実施形態に係る電力変換装置１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、第２の実施形態に係る電力変換用回路１０は、３つのブリッジ回路と３つの変圧器とを備えることで、第２交流電力送受部２Ｃとの間で三相交流電力を送受可能とするものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、電力変換用回路１０は、ｎ個（ｎ＝４、５、６・・・）のブリッジ回路とｎ個の変圧器とを備え、第２交流電力送受部２Ｃとの間でｎ相交流電力を送受可能とする態様であってもよい。この場合、第１変圧器Ｔ１は第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２の間、第２変圧器Ｔ２は第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３の間、・・・などと、各変圧器は、２つのブリッジ回路の異なる組み合わせごとに対応して接続されるものとする。
【００９３】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る電力変換装置について、図１２を参照しながら説明する。
第３の実施形態に係る電力変換装置は、直流電力と“三相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と“単相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【００９４】
図１２は、第３の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
なお、図１２において、駆動制御部１１の図示は省略している。
図１２に示すように、第３の実施形態に係る電力変換装置１は、第１の実施形態で説明した電力変換用回路１０（図１）を３つ備えている。
【００９５】
図１２に示すように、直流電力送受部２Ａは、３つの電力変換用回路１０の各直流用端子Ｑ０間に並列に接続される。
また、第２交流電力送受部２Ｃは、３つの電力変換用回路１０の各第２交流用端子Ｑ２間に並列に接続される。
また、３つの電力変換用回路１０の各第１交流用端子Ｑ１の一方側は、第１交流電力送受部２Ｂに接続される。また、３つの電力変換用回路１０の各第１交流用端子Ｑ１の他方側は、いずれも短絡される。即ち、３つの電力変換用回路１０は、各々の第１交流用端子Ｑ１を通じて“スター型”に結線される。
【００９６】
ここで、駆動制御部１１（図１２には不図示）は、第１駆動信号に基づいて、３つの電力変換用回路１０の各々の第１交流用端子Ｑ１から第１交流電力を三相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
一方、駆動制御部１１は、第２駆動信号に基づいて、３つの電力変換用回路１０の各々の第２交流用端子Ｑ２から第２交流電力を単相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
【００９７】
＜第３の実施形態の変形例＞
次に、第３の実施形態の変形例に係る電力変換装置について、図１３を参照しながら説明する。
第３の実施形態の変形例に係る電力変換装置は、第３の実施形態と同様に、直流電力と“三相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と“単相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【００９８】
図１３は、第３の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
なお、図１３において、駆動制御部１１の図示は省略している。
図１３に示すように、第３の実施形態に係る電力変換装置１は、第１の実施形態で説明した電力変換用回路１０（図１）を３つ備えている。
【００９９】
図１３に示すように、直流電力送受部２Ａは、３つの電力変換用回路１０の各直流用端子Ｑ０間に並列に接続される。
また、第２交流電力送受部２Ｃは、３つの電力変換用回路１０の各第２交流用端子Ｑ２間に並列に接続される。
また、一の電力変換用回路１０の第１交流用端子Ｑ１の一方側は、他の電力変換用回路１０の第１交流用端子Ｑ１の他方側と、それぞれ接続される。即ち、３つの電力変換用回路１０は、各々の第１交流用端子Ｑ１を通じて“デルタ型”に結線される。
【０１００】
ここで、駆動制御部１１（図１３には不図示）は、第３の実施形態と同様に、第１駆動信号に基づいて、３つの電力変換用回路１０の各々の第１交流用端子Ｑ１から第１交流電力を三相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
一方、駆動制御部１１は、第２駆動信号に基づいて、３つの電力変換用回路１０の各々の第２交流用端子Ｑ２から第２交流電力を単相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
【０１０１】
第３の実施形態、又は、第３の実施形態の変形例に係る電力変換装置１によれば、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と三相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と単相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
また、３つの電力変換用回路１０を用いることで、上述のように、三相交流電力の三相各相をその一端の中性点で接続する結線“スター型”の結線（図１２）、及び、三相交流電力の三相各相を相電圧が加わる向きに接続し閉回路とする“デルタ型”の結線（図１３）の両方を実現することができる。
【０１０２】
なお、第３の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、第３の実施形態に係る電力変換装置１は、電力変換用回路１０（図１）を３つ備えることで、第１交流電力送受部との間で三相交流電力を送受可能とするものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、電力変換装置１は、ｎ個（ｎ＝４、５、６・・・）の電力変換用回路１０（図１）を、備え、第１交流電力送受部との間でｎ相交流電力を送受可能とする態様であってもよい。この場合、ｎ個の電力変換用回路１０の各第１交流用端子Ｑ１は、“スター型”結線、又は、“デルタ型”結線となるように接続される。
【０１０３】
＜第４の実施形態及びその変形例＞
次に、第４の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
第４の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置は、直流電力と“三相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と同じく“三相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【０１０４】
図１４は、第４の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
第４の実施形態に係る電力変換用回路１０は、直流電力送受部２Ａと第１交流電力送受部２Ｂとの間で、直流電力と“三相交流電力”である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力送受部２Ａと第２交流電力送受部２Ｃとの間で、直流電力と“三相交流電力”である第２交流電力とを相互に変換可能とする回路である。
【０１０５】
図１４に示す電力変換用回路１０では、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の一端（２次側端子Ｉ１４、Ｉ２４、Ｉ３４）が３つの第１交流用端子Ｑ１を通じて第１交流電力送受部２Ｂに接続されている。また、各２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の他端（２次側端子Ｉ１５、Ｉ２５、Ｉ３５）の全てが短絡されている。本実施形態に係る３つの第１交流用端子Ｑ１は、第１交流電力を三相交流で入出力する。
【０１０６】
第４の実施形態に係る電力変換装置１は、第１駆動信号に基づいて、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の２次側の各々に接続された３つの第１交流用端子Ｑ１から第１交流電力を三相交流で入出力可能なように第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３を駆動させる。また、電力変換装置１は、第２駆動信号に基づいて、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の１次側の各々に接続された３つの第２交流用端子Ｑ２から第２交流電力を三相交流で入出力可能なように第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３を駆動させる。
このようにすることで、第４の実施形態に係る電力変換装置１は、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と三相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と三相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【０１０７】
図１５は、第４の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
第４の実施形態に係る電力変換装置１（図１４）は、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の他端（２次側端子Ｉ１５、Ｉ２５、Ｉ３５）が短絡されることで、第１交流用端子Ｑ１に対し“スター型”の結線がなされている。
一方、第４の実施形態の変形例に係る電力変換装置１は、図１５に示すように、第１変圧器Ｔ１、第２変圧器Ｔ２及び第３変圧器Ｔ３の各２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２の一端（２次側端子Ｉ１４、Ｉ２４、Ｉ３４）が３つの第１交流用端子Ｑ１を通じて第１交流電力送受部２Ｂに接続されている。また、２次コイルＣ１２の他端（２次端子Ｉ１５）が２次コイルＣ３２の一端（２次端子Ｉ３４）に接続され、２次コイルＣ２２の他端（２次端子Ｉ２５）が２次コイルＣ１２の一端（２次端子Ｉ１４）に接続され、２次コイルＣ３２の他端（２次端子Ｉ３５）が２次コイルＣ２２の一端（２次端子Ｉ２４）に接続されている。
このように、第４の実施形態の変形例に係る電力変換装置１は、第１交流電力を三相交流で入出力する３つの第１交流用端子Ｑ１に対し“デルタ型”の結線がなされている。このような態様としても、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力と三相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と三相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【０１０８】
なお、第４の実施形態及びその変形例に係る電力変換用回路１０（図１４、図１５）は、ｎ個（ｎ＝４、５、６・・・）のブリッジ回路とｎ個の変圧器とを備え、第１交流電力送受部２Ｂとの間でｎ相交流電力を送受可能し、かつ、第２交流電力送受部２Ｃとの間でｎ相交流電力を送受可能とする態様であってもよい。この場合、第１変圧器Ｔ１は第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２の間、第２変圧器Ｔ２は第２ブリッジ回路Ｂ２及び第３ブリッジ回路Ｂ３の間、・・・などと、各変圧器は、２つのブリッジ回路の異なる組み合わせごとに対応して接続されるものとする。
【０１０９】
＜第５の実施形態及びその変形例＞
次に、第５の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置について、図１６及び図１７を参照しながら説明する。
第５の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置は、直流電力と“ｍ相交流電力”（ｍ＝１、２、３、・・・）である第１交流電力とを相互に変換可能とし、かつ、直流電力と“ｎ相交流電力”（ｎ＝１、２、３、・・・）である第２交流電力とを相互に変換可能とする電力変換装置である。
【０１１０】
図１６は、第５の実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
なお、図１６において、駆動制御部１１の図示は省略している。
上述した第２の実施形態の変形例に係る電力変換用回路１０は、ｎ個のブリッジ回路とｎ個の変圧器とを備え、第２交流電力送受部２Ｃとの間でｎ相交流電力を送受可能とすることができる旨を説明した。この場合、一つの電力変換用回路１０は、２個の直流用端子Ｑ０と、２個の第１交流用端子Ｑ１と、ｎ個の第２交流用端子Ｑ２と、を有する。
図１６に示すように、第５の実施形態に係る電力変換装置１は、上述の第２の実施形態の変形例に係る電力変換用回路１０を更に複数個（ｍ個）備える態様とする。
【０１１１】
具体的には、図１６に示すように、直流電力送受部２Ａは、ｍ個の電力変換用回路１０の各直流用端子Ｑ０間に並列に接続される。
また、第２交流電力送受部２Ｃは、ｍ個の電力変換用回路１０の各々が有するｎ個の第２交流用端子Ｑ２間に並列に接続される。
また、ｍ個の電力変換用回路１０の各第１交流用端子Ｑ１の一方側は、第１交流電力送受部２Ｂに接続される。また、３つの電力変換用回路１０の各第１交流用端子Ｑ１の他方側は、いずれも短絡される。即ち、ｍ個の電力変換用回路１０は、各々の第１交流用端子Ｑ１を通じて“スター型”に結線される。
【０１１２】
ここで、駆動制御部１１（図１５には不図示）は、第１駆動信号に基づいて、ｍ個の電力変換用回路１０の各々の第１交流用端子Ｑ１から第１交流電力をｍ相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
また、駆動制御部１１は、第２駆動信号に基づいて、各電力変換用回路１０が有するｎ個の第２交流用端子Ｑ２から第２交流電力をｎ相交流で入出力可能なように、各電力変換用回路１０のブリッジ回路の各々を駆動させる。
以上より、第５の実施形態に係る電力変換装置１によれば、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力とｍ相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力とｎ相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【０１１３】
図１７は、第５の実施形態の変形例に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
なお、図１７において、駆動制御部１１の図示は省略している。
図１７に示すように、第５の実施形態に係る電力変換装置１は、上述の第２の実施形態の変形例に係る電力変換用回路１０をｍ個備えている。
【０１１４】
図１７に示すように、直流電力送受部２Ａは、ｍ個の電力変換用回路１０の各直流用端子Ｑ０間に並列に接続される。
また、第２交流電力送受部２Ｃは、ｍ個の電力変換用回路１０の各々が有するｎ個の第２交流用端子Ｑ２間に並列に接続される。
また、一の電力変換用回路１０の第１交流用端子Ｑ１の一方側は、他の電力変換用回路１０の第１交流用端子Ｑ１の他方側と、それぞれ接続される。即ち、ｍ個の電力変換用回路１０は、各々の第１交流用端子Ｑ１を通じて“デルタ型”に結線される。
このようにしても、機械的なスイッチを用いることなく、直流電力とｍ相交流電力である第１交流電力との間の電力変換と、直流電力とｎ相交流電力である第２交流電力との間の電力変換と、を切り替えることができる。
【０１１５】
＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態に係る電力変換装置について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。
【０１１６】
図１８は、第６の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第１の図である。
また、図１９は、第６の実施形態に係る電力変換装置の動作を示す第２の図である。
上述の第１〜第４の実施形態及びその変形例に係る電力変換装置１は、駆動制御部１１が出力する第１駆動信号に基づいて直流電力と第１交流電力とを相互に変換し、かつ、駆動制御部１１が出力する第２駆動信号に基づいて直流電力と第２交流電力とを相互に変換するものとして説明した。即ち、上述の電力変換装置１は、第１駆動信号又は第２駆動信号の何れか一方で動作している期間内においては、所望する何れか一方の電力変換（直流電力と第１交流電力との間の電力変換、又は、直流電力と第２交流電力との間の電力変換の何れか一方）のみを行うものとして説明した。
しかし、第６の実施形態に係る電力変換装置１は、第１駆動信号と第２駆動信号との論理積により得られる第３駆動信号を用いることで、直流電力と第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力との間の電力変換と、を同時に行うことを可能とする。
【０１１７】
第６の実施形態に係る電力変換装置１は、第１の実施形態に係る電力変換用回路１０（第１交流電力、第２交流電力が共に“単相交流電力”である場合の電力変換用回路１０（図１参照））を備える態様として、図１８及び図１９を参照しながら説明する。
【０１１８】
図１８（ａ）に示すように、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第１のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第１のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２２を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させる。
なお、上記状態は、第１駆動信号の第１のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図２参照）と、第２駆動信号の第１のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図４参照）と、の論理積によって導かれる。
【０１１９】
また、図１８（ｂ）に示すように、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第２のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１１を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第２のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させる。
なお、上記状態は、第１駆動信号の第１のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図２参照）と、第２駆動信号の第２のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図５参照）と、の論理積によって導かれる。
【０１２０】
また、図１９（ａ）に示すように、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第３のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１３を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第３のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２１を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４を開放（ＯＦＦ）させる。
なお、上記状態は、第１駆動信号の第２のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図３参照）と、第２駆動信号の第２のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図５参照）と、の論理積によって導かれる。
【０１２１】
また、図１９（ｂ）に示すように、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第４のタイミングにおいて、第１ブリッジ回路Ｂ１のスイッチング素子Ｓ１２を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４を開放（ＯＦＦ）させる。また、駆動制御部１１は、第３駆動信号における第４のタイミングにおいて、第２ブリッジ回路Ｂ２のスイッチング素子Ｓ２４を短絡（ＯＮ）させるとともに、スイッチング素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３を開放（ＯＦＦ）させる。
なお、上記状態は、第１駆動信号の第２のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図３参照）と、第２駆動信号の第１のタイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図４参照）と、の論理積によって導かれる。
【０１２２】
第６の実施形態に係る電力変換装置１は、図１８〜図１９を用いて説明した第３駆動信号で電力変換用回路１０を駆動させることで、等しい周波数である第１交流電力と第２交流電力に関して、直流電力と第１交流電力との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力との間の電力変換と、を同時に行うことができる。
【０１２３】
なお、第６の実施形態の変形例に係る電力変換装置１は、図１８〜図１９を用いて説明した第３駆動信号と、直流電力と第２交流電力とを相互に変換するための第２駆動信号と、を組み合わせて、第３駆動信号の指令の各タイミング間に第２駆動信号の各タイミングを挿入し駆動させることで、第１交流電力と第２交流電力との周波数に差異を設け、第２交流電力の周波数を第１交流電力の周波数より大きな値とすることができる。
【０１２４】
また、第６の実施形態に係る電力変換装置１は、第１交流電力、第２交流電力が共に“単相交流電力”である場合の電力変換用回路１０（図１参照）を備える態様として説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、第６の実施形態の変形例に係る電力変換装置１は、第２の実施形態に係る電力変換用回路１０（第１交流電力が“単相交流電力”、第２交流電力が“三相交流電力”である場合の電力変換用回路１０（図６参照））を備える態様としてもよい。
この場合、第６の実施形態の変形例に係る電力変換装置１は、直流電力と第１交流電力（単相交流電力）との間の電力変換と、直流電力と第２交流電力（三相交流電力）との間の電力変換と、を同時に行うことを可能とする第３駆動信号をもって電力変換用回路１０（図６）を駆動させるものとする。
具体的には、第６の実施形態の変形例に係る第３駆動信号は、第１駆動信号の各タイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図７、図８参照）と、第２駆動信号の各タイミングにおける各スイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ２１〜Ｓ２４のＯＮ／ＯＦＦ状態（図９、図１０、図１１参照）と、の論理積によって導かれる。
【０１２５】
＜第２の実施形態に係る電力変換装置の適用例＞
図２０は、第２の実施形態に係る電力変換装置の第１の適用例を示す図である。
また、図２１は、第２の実施形態に係る電力変換装置の第２の適用例を示す図である。
図２０に示すように、第２の実施形態に係る電力変換装置１は、例えば、リニアモータ型渦電流レールブレーキ（引用文献２参照）を搭載した鉄道車両に適用される。
この場合、鉄道車両への電力供給源である架線２Ｂ１及びパンタグラフ２Ｂ２が第１交流電力送受部２Ｂに相当し、一般に鉄道車両に搭載される主回路変圧器が第１変圧器Ｔ１〜第３変圧器Ｔ３に相当し、鉄道車両を駆動させるための主回路インバータ２Ａ１及び交流モータ２Ａ２が直流電力送受部２Ａに相当する。そして、三相交流で駆動する上記リニアモータ型渦電流レールブレーキ２Ｃ１が第２交流電力送受部２Ｃに相当する。
【０１２６】
また、第２の実施形態に係る電力変換装置１は、図２０に示した適用例の他、例えば、図２１のような態様で適用されてもよい。
即ち、当該他の適用例においては、鉄道車両への電力供給源である架線２Ｂ１及びパンタグラフ２Ｂ２（図２１）が第１交流電力送受部２Ｂに相当し、一般に鉄道車両に搭載される主回路変圧器が第１変圧器Ｔ１〜第３変圧器Ｔ３に相当し、鉄道車両に搭載された蓄電装置２Ａ３が直流電力送受部２Ａに相当する。そして、三相交流で駆動する交流モータ２Ｃ２が第２交流電力送受部２Ｃに相当する。
【０１２７】
更に、他の実施形態に係る電力変換装置１では、第１変圧器Ｔ１〜第３変圧器Ｔ３を構成する１次コイルＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１及び２次コイルＣ１２、Ｃ２２、Ｃ３２（図６）の各々が、非接触給電（ワイヤレス給電）用の１次コイル及び２次コイルに代替される態様であってもよい。
【０１２８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２９】
１  電力変換装置
１０  電力変換用回路
１１  駆動制御部
２Ａ  直流電力送受部
２Ａ１  主回路インバータ
２Ａ２  交流モータ
２Ａ３  蓄電装置
２Ｂ  第１交流電力送受部
２Ｂ１  架線
２Ｂ２  パンタグラフ
２Ｃ  第２交流電力送受部
２Ｃ１  リニアモータ型渦電流レールブレーキ
２Ｃ２  交流モータ
Ｑ０  直流用端子
Ｑ１  第１交流用端子
Ｑ２  第２交流用端子
Ｂ１  第１ブリッジ回路
Ｂ２  第２ブリッジ回路
Ｂ３  第３ブリッジ回路
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４  スイッチング素子
Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４  スイッチング素子
Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４  スイッチング素子
Ｔ１  第１変圧器
Ｔ２  第２変圧器
Ｔ３  第３変圧器
Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１  １次コイル
Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２  ２次コイル
Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４  接続点
Ｎ２１、Ｎ２２、Ｎ２３、Ｎ２４  接続点
Ｎ３１、Ｎ３２、Ｎ３３、Ｎ３４  接続点
Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ３１、Ｉ３３  １次側端子
Ｉ１３、Ｉ２３、Ｉ３３  中間電位点
Ｉ１４、Ｉ１５、Ｉ２４、Ｉ２５、Ｉ３４、Ｉ３５  ２次側端子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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