【手続補正書】
【提出日】平成18年12月14日(2006.12.14)
【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】
低電圧側直流電源と高電圧側直流電源との間に、コンデンサと複数の半導体スイッチング素子とを備え、該半導体スイッチング素子のスイッチング動作により上記コンデンサの充放電を交互に切り換えて上記２つの電源間でエネルギの移行を行うＤＣ／ＤＣコンバータ装置において、
上記コンデンサの充電経路と放電経路とが重なる経路区間にインダクタを挿入して、上記コンデンサの充放電時に該コンデンサと上記インダクタとが直列に接続されることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項２】
上記複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号の周期を、上記コンデンサと上記インダクタとの共振周期と略一致させたことを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項３】
上記インダクタに流れる電流量により変化する該インダクタのインダクタンス値に応じて上記駆動信号の周期を可変としたことを特徴とする請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項４】
上記低電圧側直流電源と上記高電圧側直流電源との間に、上記コンデンサ、上記インダクタおよび上記複数の半導体スイッチング素子とを備えて上記２つの電源間でエネルギの移行を行うセルを、ｎ（ｎは２以上の整数）個並列に接続し、各セル内の上記複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を、該セル間で２π／ｎずつ位相をずらせたものとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項５】
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記低電圧側直流電源の正極端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、一方の端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第３の半導体スイッチング素子と、該第３の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記低電圧側直流電源の正極端子とに両端子が接続された第４の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記コンデンサと上記インダクタとを直列接続した直列体を構成して、上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点と上記第３、第４の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記直列体を介して接続し、
上記第２、第３の半導体スイッチング素子の同時導通と、上記第１、第４の半導体スイッチング素子の同時導通とを交互に行って、上記コンデンサの充放電を交互に切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項６】
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記低電圧側直流電源の正極端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、一方の端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第３の半導体スイッチング素子と、該第３の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記第２の半導体スイッチング素子の上記低電圧側直流電源側の端子とに両端子が接続された第４の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点と上記第３、第４の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記コンデンサを介して接続し、
上記インダクタを、上記低電圧側直流電源の正極端子と、上記第２、第４の半導体スイッチング素子間の接続点との間に挿入し、
上記第２、第３の半導体スイッチング素子の同時導通と、上記第１、第４の半導体スイッチング素子の同時導通とを交互に行って、上記コンデンサの充放電を交互に切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項７】
カソード端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１のダイオードと、カソード端子が該第１のダイオードのアノード端子に接続され、アノード端子が上記低電圧側直流電源の正極端子に接続された第２のダイオードとを備え、
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記低電圧側直流電源の正極端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記コンデンサと上記インダクタとを直列接続した直列体を構成して、上記第１、第２のダイオード間の接続点と上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記直列体を介して接続し、
上記第１の半導体スイッチング素子と上記第２の半導体スイッチング素子とを交互に導通させて上記コンデンサの充放電を交互に切り換え、上記低電圧側直流電源から上記高電圧側直流電源へエネルギ移行を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項８】
カソード端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１のダイオードと、カソード端子が該第１のダイオードのアノード端子に接続され、アノード端子が上記低電圧側直流電源の正極端子に接続された第２のダイオードとを備え、
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記第２のダイオードのアノード端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記第１、第２のダイオード間の接続点と上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記コンデンサを介して接続し、
上記インダクタを、上記低電圧側直流電源の正極端子と、上記第２のダイオード、上記第２の半導体スイッチング素子間の接続点との間に挿入し、
上記第１の半導体スイッチング素子と上記第２の半導体スイッチング素子とを交互に導通させて上記コンデンサの充放電を交互に切り換え、上記低電圧側直流電源から上記高電圧側直流電源へエネルギ移行を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項９】
アノード端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第１のダイオードと、アノード端子が該第１のダイオードのカソード端子に接続され、カソード端子が上記低電圧側直流電源の正極端子に接続された第２のダイオードとを備え、
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記低電圧側直流電源の正極端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記コンデンサと上記インダクタとを直列接続した直列体を構成して、上記第１、第２のダイオード間の接続点と上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記直列体を介して接続し、
上記第１の半導体スイッチング素子と上記第２の半導体スイッチング素子とを交互に導通させて上記コンデンサの充放電を交互に切り換え、上記高電圧側直流電源から上記低電圧側直流電源へエネルギ移行を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項１０】
アノード端子が上記高電圧側直流電源の負極端子および上記低電圧側直流電源の負極端子に接続された第１のダイオードと、アノード端子が該第１のダイオードのカソード端子に接続され、カソード端子が上記低電圧側直流電源の正極端子に接続された第２のダイオードとを備え、
上記複数の半導体スイッチング素子は、
一方の端子が上記高電圧側直流電源の正極端子に接続された第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の他方の端子と上記第２のダイオードのカソード端子とに両端子が接続された第２の半導体スイッチング素子と、を有し、
上記第１、第２のダイオード間の接続点と上記第１、第２の半導体スイッチング素子間の接続点とを上記コンデンサを介して接続し、
上記インダクタを、上記低電圧側直流電源の正極端子と、上記第２のダイオード、上記第２の半導体スイッチング素子間の接続点との間に挿入し、
上記第１の半導体スイッチング素子と上記第２の半導体スイッチング素子とを交互に導通させて上記コンデンサの充放電を交互に切り換え、上記高電圧側直流電源から上記低電圧側直流電源へエネルギ移行を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項１１】
上記低電圧側直流電源と上記高電圧側直流電源との間に、上記コンデンサと上記インダクタとを直列接続した直列体を複数個備え、上記複数の半導体スイッチング素子のスイッチング動作により、上記複数の直列体を上記低電圧側直流電源の両端子間に同時に並列接続する第１のモードと、上記複数の直列体を上記低電圧側直流電源に同時に直列接続するとともに、該直列接続された複合直列体を上記高電圧側直流電源の両端子間に並列接続する第２のモードとを交互に切り換えて、上記複数のコンデンサの充放電を同時に切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ＤＣ／ＤＣコンバータ装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、直流電圧を昇圧あるいは降圧した直流電圧に変換する、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、小型で簡略な回路構成で移行する電力量を増大できるＤＣ／ＤＣコンバータ装置を得ることを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置は、低電圧側直流電源と高電圧側直流電源との間に、コンデンサと複数の半導体スイッチング素子とを備え、該半導体スイッチング素子のスイッチング動作により上記コンデンサの充放電を交互に切り換えて上記２つの電源間でエネルギの移行を行う。そして、上記コンデンサの充電経路と放電経路とが重なる経路区間にインダクタを挿入して、上記コンデンサの充放電時に該コンデンサと上記インダクタとが直列に接続されるものである。
【手続補正６】
【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】
このようなＤＣ／ＤＣコンバータ装置では、コンデンサの充電経路および放電経路にインダクタを配置したため、半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を適切に設定することで、コンデンサとインダクタとの共振現象を利用することが可能になる。これにより、１回のスイッチング動作により移行できるエネルギ量を増大することができ、コンデンサの容量を増加させたり、半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を増加させたりすることなく、移行する電力量を増大できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置（以下、コンバータ装置と称す）を図について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるコンバータ装置の主回路構成を示す図である。
図に示すように、低電圧側（VL側）直流電源と高電圧側（VH側）直流電源との間に１つのＳＣ形（スイッチドキャパシタ形）コンバータブロック１が接続される。低電圧側直流電源の両端子２、２ａ間、および高電圧側直流電源の両端子３、３ａ間には、電圧を平滑するための平滑コンデンサCL、CHが接続され、低電圧側直流電源の負極端子２ａおよび高電圧側直流電源の負極端子３ａは接地される。