(57)【要約】【課題】ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路を低耐圧化でき、当該制御回路を起動させる高耐圧の起動装置を不要にできる、車両用電源システムの提供。【解決手段】バッテリと、前記バッテリから供給される電力を降圧して負荷に供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記バッテリから供給される電力を降圧する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータによって第１の電圧に降圧された電力を蓄電する蓄電部と、前記第１の電圧よりも低電圧の電力を外部機器から受電する受電部と、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記受電部で受電された電力で起動し、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に降圧された電力で動作する、車両用電源システム。【選択図】図１
2016103951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力を降圧して負荷に供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記バッテリから供給される電力を降圧する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータによって第１の電圧に降圧された電力を蓄電する蓄電部と、
前記第１の電圧よりも低電圧の電力を外部機器から受電する受電部と、
前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記受電部で受電された電力で起動し、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に降圧された電力で動作する、車両用電源システム。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記負荷に給電するよりも、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記制御回路に優先的に給電する、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを起動させて前記制御回路に給電してから、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータを起動させて前記負荷に給電する、請求項２に記載の車両用電源システム。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記蓄電部に給電するよりも、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記制御回路に優先的に給電する、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用電源システム。
【請求項５】
前記制御回路は、前記第２のコンバータを起動させて前記制御回路に給電してから、前記第２のコンバータを制御することによって前記蓄電部に給電する、請求項４に記載の車両用電源システム。
【請求項６】
前記制御回路は、前記外部機器と前記制御回路との間の認証が成立する場合、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータを起動させて前記負荷に給電する、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項７】
前記負荷は、前記認証が成立する場合、車両のドアを解錠する装置を含む、請求項６に記載の車両用電源システム。
【請求項８】
前記制御回路は、前記外部機器と前記制御回路との間の認証が成立しない場合、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項９】
前記制御回路の起動後、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータによって前記第２の電圧に降圧された電力が前記外部機器に送電される、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項１０】
前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータと前記負荷との間の第１の給電路と、
前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータと前記蓄電部との間の第２の給電路と、
前記第１の給電路と前記第２の給電路との間の通電と非通電とを切り替える切り替え回路とを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用電源システム。
【請求項１１】
前記切り替え回路は、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータから前記負荷に供給される電力が不足する場合、前記第１の給電路と前記第２の給電路との間の状態を通電状態に切り替える、請求項１０に記載の車両用電源システム。
【請求項１２】
前記制御回路は、前記蓄電部の電圧が所定の電圧よりも低い場合、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータの起動を禁止する、請求項１１に記載の車両用電源システム。
【請求項１３】
前記切り替え回路は、
前記第１の給電路と前記第２の給電路との間の通電をオンオフするスイッチと、
前記スイッチに並列に接続され、前記第１の給電路側をアノードとし、前記第２の給電路側をカソードとするダイオードとを有する、請求項１０に記載の車両用電源システム。
【請求項１４】
前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータは、前記バッテリから供給される電力を前記第１の電圧よりも高い第３の電圧に降圧して前記負荷とは異なる第２の負荷に供給し、
前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータが前記負荷及び前記第２の負荷に供給可能な最大電力は、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータが前記蓄電部及び前記制御回路に供給可能な最大電力よりも大きい、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項１５】
前記制御回路は、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータから前記負荷及び前記第２の負荷に供給される電力と、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータから前記蓄電部及び前記制御回路に供給される電力と、前記蓄電部から前記負荷に供給される電力との比率を変更する、請求項１４に記載の車両用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用電源システムにおいて、負荷に給電する補機バッテリを不要にできるように、電圧が補機バッテリよりも高いメインバッテリの電力を降圧して負荷に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この車両用電源システムは、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路と、その制御回路を起動させる起動装置とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５４５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術において、制御回路と起動装置は、電圧が比較的高いメインバッテリを電源とする高電圧部品であるため、制御回路と起動装置の高耐圧化が必要となり、コストが上昇しやすい。
【０００５】
そこで、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路を低耐圧化でき、当該制御回路を起動させる高耐圧の起動装置を不要にできる、車両用電源システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの案では、
バッテリと、
前記バッテリから供給される電力を降圧して負荷に供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記バッテリから供給される電力を降圧する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータによって第１の電圧に降圧された電力を蓄電する蓄電部と、
前記第１の電圧よりも低電圧の電力を外部機器から受電する受電部と、
前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記受電部で受電された電力で起動し、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に降圧された電力で動作する、車両用電源システムが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、制御回路は第２の電圧に降圧された電力で動作するので、制御回路の低耐圧化ができるとともに、制御回路は受電部で受電された低電圧の電力で起動するので、高耐圧の起動装置を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両用電源システムの一例を示す図である。
【図２】ＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示す図である。
【図３】図２のＤＣ−ＤＣコンバータの動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】車両用電源システムの起動時の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】車両用電源システムの起動時の動作の他の一例を示すフローチャートである。
【図６】車両用電源システムの起動完了後の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図２のＤＣ−ＤＣコンバータの効率特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜電源システム１０１の構成＞
図１は、車両用の電源システム１０１の構成の一例を示す図である。電源システム１０１は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車両に搭載される各負荷に配電する車両用電源システムの一例である。電源システム１０１は、バッテリ６２ｂと、第１のコンバータ１１と、第２のコンバータ１２と、蓄電部４３と、受電部４０と、制御回路５０とを備える。
【００１０】
バッテリ６２ｂは、第１のコンバータ１１のポート１１ｂに接続され、且つ、第２のコンバータ１２のポート１２ｂに接続される。バッテリ６２ｂは、高電圧系（例えば、２８８Ｖ系又は２００Ｖ系など）の主機バッテリ（propulsion  battery／traction  battery）と呼ばれることがある。バッテリ６２ｂの具体例として、リチウムイオン電池等の二次電池が挙げられる。
【００１１】
第１のコンバータ１１は、バッテリ６２ｂからポート１１ｂに供給される直流電力を降圧変換して、降圧変換後の直流電力を負荷６１ｃに供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータの一例である。第１のコンバータ１１は、ポート１１ｂに入力される直流電力のポート電圧Ｖｂ（例えば、２８８Ｖ）を、ポート電圧Ｖｂよりも低いポート電圧Ｖｃ１（例えば、１２Ｖ）に降圧変換する。そして、第１のコンバータ１１は、降圧変換後のポート電圧Ｖｃ１の直流電力をポート１１ｃから負荷６１ｃに対して出力する。
【００１２】
負荷６１ｃは、第１のコンバータ１１のポート１１ｃに接続される単数又は複数の負荷である。負荷６１ｃは、低電圧系（例えば、１２Ｖ系）の補機負荷（auxiliary  load）と呼ばれることがある。負荷６１ｃの具体例として、所定の機器を制御するＥＣＵ（電子制御装置）などが挙げられる。
【００１３】
第２のコンバータ１２は、バッテリ６２ｂからポート１２ｂに供給される直流電力を降圧変換する第２のＤＣ−ＤＣコンバータの一例である。第２のコンバータ１２は、ポート１２ｂに入力される直流電力のポート電圧Ｖｂ（例えば、２８８Ｖ）を、ポート電圧Ｖｂよりも低いポート電圧Ｖａ２（例えば、１２Ｖ）に降圧変換する。そして、第２のコンバータ１２は、降圧変換後のポート電圧Ｖｂの直流電力をポート１２ａから蓄電部４３に対して出力する。
【００１４】
蓄電部４３は、第２のコンバータ１２のポート１２ａに接続され、第２のコンバータ１２によってポート電圧Ｖａ２に降圧変換された直流電力を蓄電する。蓄電部４３は、例えば、バッテリ６２ｂの容量よりも小さな容量を有するキャパシタである。蓄電部４３の具体例として、リチウムイオンキャパシタなどが挙げられる。
【００１５】
受電部４０は、ポート電圧Ｖａ２よりも低電圧の電力を外部機器８０から受電する。受電部４０は、例えば、車両のドア４７に設けられる。受電部４０は、例えば、外部機器８０から非接触で受電する受電コイル４２と、受電コイル４２に並列に接続されるキャパシタ４１とを有する。キャパシタ４１は、外部機器８０からの送電により励起する受電コイル４２によって受電された直流電力を一時的に蓄電する。キャパシタ４１は、例えば、蓄電部４３の容量よりも小さな容量を有する。キャパシタ４１は、リチウムイオンキャパシタでもよいし、リチウムイオンキャパシタ以外の他のキャパシタでもよい。
【００１６】
外部機器８０は、ポート電圧Ｖａ２よりも低電圧の電力を受電部４０に対して送電可能な装置であり、例えば、ユーザが携帯可能な電子機器である。外部機器８０は、例えば、受電部４０の受電コイル４２に非接触で送電する送電コイル８１を有する。外部機器８０の具体例として、ワイヤレスキーやスマートフォンなどの無線通信端末装置などが挙げられる。
【００１７】
受電部４０は、ＮＦＣ（Near  Field  Communication）方式やＲＦＩＤ（Radio  Frequency  Identifier）方式などのワイヤレス給電に限られず、外部機器８０と有線で接続された状態で外部機器８０から受電してもよい。例えば、受電部４０は、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）によって給電されてもよい。
【００１８】
制御回路５０は、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２の電圧変換動作を制御する制御部である。制御回路５０は、例えば、第１のコンバータ１１を電圧変換動作させる第１の制御信号を生成し、第１の制御信号を第１のコンバータ１１に対して出力する。同様に、制御回路５０は、例えば、第２のコンバータ１２を電圧変換動作させる第２の制御信号を生成し、第２の制御信号を第２のコンバータ１２に対して出力する。制御回路５０は、例えば、ＣＰＵを備えるマイクロコンピュータ、又はマイクロコンピュータを備える回路である。
【００１９】
制御回路５０は、受電部４０で受電された電力で起動する。これにより、ポート電圧Ｖｂ，Ｖａ２よりも低い電圧（例えば、５Ｖ）の電力で制御回路５０は起動するので、制御回路５０を起動させる高耐圧の起動装置（例えば、バッテリ６２ｂを電源とする起動装置）を不要にすることができる。高耐圧の起動装置が不要になることにより、例えば、電源システム１０１のコストダウンが可能となる。
【００２０】
制御回路５０は、受電部４０で受電された電力で起動した後、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２の電圧変換動作の制御を開始でき、例えば、上述の第１の制御信号及び第２の制御信号の生成を開始できる。
【００２１】
制御回路５０は、受電部４０で受電された電力による起動の後、第２のコンバータ１２を制御することによってポート電圧Ｖａ２よりも低いポート電圧Ｖｃ２（例えば、５Ｖ）に降圧された直流電力で動作する。つまり、受電部４０から供給される電力で起動した後の制御回路５０は、第２のコンバータ１２を制御することによって第２のコンバータ１２のポート１２ｃから出力されるポート電圧Ｖｃ２の電力で、制御回路５０自身に必要な電力を賄う。制御回路５０は、ポート電圧Ｖｂ，Ｖａ２よりも低いポート電圧Ｖｃ２に降圧された電力で動作するので、制御回路５０の低耐圧化ができる。
【００２２】
受電部４０からの電力で起動した制御回路５０は、例えば、第１のコンバータ１１を制御することによって負荷６１ｃに給電するよりも、第２のコンバータ１２を制御することによって制御回路５０自身に優先的に給電する。これにより、受電部４０から制御回路５０に供給される電力量が比較的少なくても、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２３】
制御回路５０は、例えば、第２のコンバータ１２を第２の制御信号によって起動させて制御回路５０自身への給電を開始してから一定時間後に、第１のコンバータ１１を第１の制御信号によって起動させて負荷６１ｃへの給電を開始する。これにより、制御回路５０は、負荷６１ｃへの給電よりも制御回路５０自身への給電を優先させることができるので、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２４】
制御回路５０は、例えば、第１のコンバータ１１にバッテリ６２ｂから供給される電力に比べて第２のコンバータ１２にバッテリ６２ｂから供給される電力が多くなるように、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２を制御してもよい。これにより、制御回路５０は、負荷６１ｃへの給電よりも制御回路５０自身への給電を優先させることができるので、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２５】
受電部４０からの電力で起動した制御回路５０は、例えば、第２のコンバータ１２を制御することによって蓄電部４３に給電するよりも、第２のコンバータ１２を制御することによって制御回路５０自身に優先的に給電してもよい。これにより、受電部４０から制御回路５０に供給される電力量が比較的少なくても、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２６】
制御回路５０は、例えば、第２のコンバータ１２を第２の制御信号によって起動させて制御回路５０自身への給電を開始してから一定時間後に、第２のコンバータ１２を制御することによって蓄電部４３への給電を開始する。これにより、制御回路５０は、蓄電部４３への給電よりも制御回路５０自身への給電を優先させることができるので、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２７】
制御回路５０は、例えば、第２のコンバータ１２から蓄電部４３に供給される電力に比べて第２のコンバータ１２から制御回路５０自身に供給される電力が多くなるように、第２のコンバータ１２を制御してもよい。これにより、制御回路５０は、蓄電部４３への給電よりも制御回路５０自身への給電を優先させることができるので、制御回路５０の起動後の動作に必要な電力量が不足することを防止することができる。
【００２８】
電源システム１０１は、例えば、第１の給電路７１と、第２の給電路７２と、切り替え回路４６とを備える。
【００２９】
第１の給電路７１は、第１のコンバータ１１のポート１１ｃと負荷６１ｃとの間を結ぶ電流経路である。第２の給電路７２は、第２のコンバータ１２のポート１２ａと蓄電部４３との間を結ぶ電流経路である。切り替え回路４６は、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間の通電と非通電とを切り替える。制御回路５０は、例えば、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間の状態を通電状態に切り替え回路４６を制御することにより切り替えることによって、第２のコンバータ１２又は蓄電部４３から負荷６１ｃ電力を供給できる。
【００３０】
この場合、第１のコンバータ１１によって降圧されるポート電圧Ｖｃ１と、第２のコンバータ１２によって降圧されるポート電圧Ｖａ２は、互いに等しい電圧値である。なお、ポート電圧Ｖｃ１とポート電圧Ｖａ２とが互いに異なる電圧値である場合、例えば、切り替え回路４６に直列に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータが、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間に挿入されてもよい。
【００３１】
切り替え回路４６は、第１のコンバータ１１から負荷６１ｃに供給される電力が不足する場合、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間の状態を通電状態に切り替える。これにより、第２の給電路７２から第１の給電路７１に給電できるので、第１のコンバータ１１から負荷６１ｃに供給される電力の不足分を補うことができる。
【００３２】
切り替え回路４６は、例えば、スイッチ４４と、ダイオード４５とを有する。スイッチ４４は、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間の通電をオンオフするスイッチの一例である。ダイオード４５は、スイッチ４４に並列に接続され、第１の給電路７１側をアノード側とし、第２の給電路７２側をカソード側とするダイオードの一例である。ダイオード４５は、第１の給電路７１に接続されるアノードと、第２の給電路７２に接続されるカソードとを有する。これにより、スイッチ４４がオフであっても、第１の給電路７１から第２の給電路７２に給電できるので、第１のコンバータ１１から蓄電部４３にダイオード４５を介して給電できる。
【００３３】
第２のコンバータ１２は、蓄電部４３に蓄電された電力をポート電圧Ｖｃ２に降圧して、降圧後のポート電圧Ｖｃ２の直流電力を制御回路５０に供給することができる。一方、第１のコンバータ１１は、第１のコンバータ１１の起動後であれば、スイッチ４４がオフであっても、ポート１１ｃからダイオード４５を経由して蓄電部４３に常に給電（つまり、充電）できる。したがって、例えば、受電部４０からの電力によって起動した制御回路５０は、第１のコンバータ１１又は第２のコンバータ１２により蓄電部４３に予め充電された電力を、第２のコンバータ１２により降圧し、降圧後の電力を第２のコンバータ１２から受け取りできる。
【００３４】
スイッチ４４は、例えば、トランジスタである。ダイオード４５を備えるスイッチ４４は、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【００３５】
第１のコンバータ１１は、バッテリ６２ｂから供給されるポート電圧Ｖｂの電力を、ポート電圧Ｖｃ１よりも高いポート電圧Ｖａ１（例えば、４８Ｖ）に降圧して、負荷６１ｃとは異なる第２の負荷６１ａに降圧後の電力を供給する構成を有してもよい。第１のコンバータ１１が負荷６１ｃ及び第２の負荷６１ａに供給可能な最大電力Ｐｍａｘ１は、第２のコンバータ１２が蓄電部４３及び制御回路５０に供給可能な最大電力Ｐｍａｘ２よりも大きい。これにより、負荷６１ｃ又は第２の負荷６１ａが必要とする電力が不足することを防止することができる。また、第２のコンバータ１２を第１のコンバータ１１よりも小型化することができる。
【００３６】
第２の負荷６１ａは、第１のコンバータ１１のポート１１ａに接続される単数又は複数の負荷である。第２の負荷６１ａの具体例として、操舵をアシストする電動パワーステアリングシステムなどが挙げられる。
【００３７】
図２は、電源回路１０の構成の一例を示す図である。電源回路１０は、第１のコンバータ１１又は第２のコンバータ１２の一例である。図２の電源回路１０が図１の第１のコンバータ１１の一例である場合、第１のポート６０ａはポート１１ａに対応し、第２のポート６０ｃはポート１１ｃに対応し、第３のポート６０ｂはポート１１ｂに対応し、ポート電圧Ｖａはポート電圧Ｖａ１に対応し、ポート電圧Ｖｃはポート電圧Ｖｃ１に対応する。一方、図２の電源回路１０が図１の第２のコンバータ１２の一例である場合、第１のポート６０ａはポート１２ａに対応し、第２のポート６０ｃはポート１２ｃに対応し、第３のポート６０ｂはポート１２ｂに対応し、ポート電圧Ｖａはポート電圧Ｖａ２に対応し、ポート電圧Ｖｃはポート電圧Ｖｃ２に対応する。
【００３８】
電源回路１０は、上述の３つのポートを有し、それらの３つのポートのうちから任意の２つのポートが選択され、当該２つのポートの間で電力変換を行う機能を有する電力変換回路である。なお、電源回路１０は、少なくとも３つ以上の複数のポートを有し、少なくとも３つ以上の複数のポートのうちどの２つのポート間でも電力を変換することが可能な回路でもよい。
【００３９】
ポート電圧Ｖａ，Ｖｃ，Ｖｂは、それぞれ、第１のポート６０ａ，第２のポート６０ｃ，第３のポート６０ｂにおける入出力電圧（入力電圧又は出力電圧）である。
【００４０】
電源回路１０は、第１のポート６０ａに接続されて設けられるキャパシタＣ１を備えてもよい。電源回路１０は、第２のポート６０ｃに接続されて設けられるキャパシタＣ２を備えてもよい。キャパシタＣ１，Ｃ２の具体例として、フィルムコンデンサ、アルミニウム電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、固体高分子コンデンサなどが挙げられる。
【００４１】
キャパシタＣ１は、例えば、第１のポート６０ａの高電位側の端子６１３と、第１のポート６０ａ及び第２のポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ１が第１のポート６０ａに接続されることによって、例えば、ポート電圧Ｖａを平滑化することができる。
【００４２】
キャパシタＣ２は、例えば、第２のポート６０ｃの高電位側の端子６１６と、第１のポート６０ａ及び第２のポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ２が第２のポート６０ｃに接続されることによって、例えば、ポート電圧Ｖｃを平滑化することができる。
【００４３】
電源回路１０は、１次側変換回路２０と、２次側変換回路３０とを含んで構成される電力変換回路である。なお、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０とは、変圧器４００で磁気結合される。第１のポート６０ａ及び第２のポート６０ｃを含む１次側ポートと、第３のポート６０ｂを含む２次側ポートとは、変圧器４００を介して接続される。
【００４４】
変圧器４００は、１次側コイル２０２と２次側コイル３０２を有し、１次側コイル２０２と２次側コイル３０２とが結合係数ｋＴで磁気結合することで、１次側コイル２０２と２次側コイル３０２との巻き数比が１：Ｎの変圧器として機能する。Ｎは、１よりも大きい正数である。変圧器４００は、例えば、センタータップ２０２ｍを有するセンタータップ式変圧器である。
【００４５】
１次側コイル２０２は、１次側第１巻線２０２ａと、１次側第２巻線２０２ｂと、１次側第１巻線２０２ａと１次側第２巻線２０２ｂとの中間接続点から引き出されるセンタータップ２０２ｍとを有する。１次側第１巻線２０２ａの巻き数は、１次側第２巻線２０２ｂの巻き数と等しい。センタータップ２０２ｍは、第２のポート６０ｃの高電位側の端子６１６に接続される。
【００４６】
１次側変換回路２０は、１次側フルブリッジ回路２００と、第１のポート６０ａと、第２のポート６０ｃとを含んで構成される１次側回路である。１次側フルブリッジ回路２００は、変圧器４００の１次側に設けられる。１次側フルブリッジ回路２００は、変圧器４００の１次側コイル２０２と、１次側磁気結合リアクトル２０４と、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１とを含んで構成される１次側電力変換部である。
【００４７】
１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオード（寄生ダイオード）とを含んで構成されるスイッチング素子である。各アームに並列にダイオードが追加接続されてもよい。
【００４８】
１次側フルブリッジ回路２００は、第１のポート６０ａの高電位側の端子６１３に接続される１次側正極母線２９８と、第１のポート６０ａ及び第２のポート６０ｃの低電位側の端子６１４に接続される１次側負極母線２９９とを有する。
【００４９】
１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第１上アームＵ１と１次側第１下アーム／Ｕ１とが直列に接続されて構成される１次側第１アーム回路２０７が接続される。１次側第１アーム回路２０７は、１次側第１上アームＵ１及び１次側第１下アーム／Ｕ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第１電力変換回路部（１次側Ｕ相電力変換回路部）である。
【００５０】
１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第２上アームＶ１と１次側第２下アーム／Ｖ１とが直列に接続されて構成される１次側第２アーム回路２１１が接続される。１次側第２アーム回路２１１は、１次側第１アーム回路２０７と並列に接続される。１次側第２アーム回路２１１は、１次側第２上アームＶ１及び１次側第２下アーム／Ｖ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第２電力変換回路部（１次側Ｖ相電力変換回路部）である。
【００５１】
１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍと１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍを接続するブリッジ部分には、１次側コイル２０２と１次側磁気結合リアクトル２０４とが設けられる。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍには、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第１リアクトル２０４ａの一方端が接続される。そして、１次側第１リアクトル２０４ａの他方端には、１次側コイル２０２の一方端が接続される。さらに、１次側コイル２０２の他方端には、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第２リアクトル２０４ｂの一方端が接続される。さらに、１次側第２リアクトル２０４ｂの他方端が１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍに接続される。
【００５２】
１次側磁気結合リアクトル２０４は、１次側第１リアクトル２０４ａと、１次側第１リアクトル２０４ａと結合係数ｋ１で磁気結合する１次側第２リアクトル２０４ｂとを含んで構成される。
【００５３】
中点２０７ｍは、１次側第１上アームＵ１と１次側第１下アーム／Ｕ１との間の１次側第１中間ノードであり、中点２１１ｍは、１次側第２上アームＶ１と１次側第２下アーム／Ｖ１との間の１次側第２中間ノードである。中点２０７ｍは、１次側第１リアクトル２０４ａ、１次側コイル２０２、１次側第２リアクトル２０４ｂをこの順に経由して、中点２１１ｍに接続される。
【００５４】
第１のポート６０ａは、１次側フルブリッジ回路２００に接続され、１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間に設けられる入出力ポートである。第１のポート６０ａは、端子６１３と端子６１４とを含んで構成される。
【００５５】
第２のポート６０ｃは、変圧器４００の１次側のセンタータップ２０２ｍに接続され、１次側負極母線２９９と１次側コイル２０２のセンタータップ２０２ｍとの間に設けられる入出力ポートである。第２のポート６０ｃは、端子６１４と端子６１６とを含んで構成される。
【００５６】
２次側変換回路３０は、２次側フルブリッジ回路３００と、第３のポート６０ｂとを含んで構成される２次側回路である。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側に設けられる。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側コイル３０２と、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを含んで構成される２次側電力変換部である。
【００５７】
２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオード（寄生ダイオード）とを含んで構成されるスイッチング素子である。各アームに並列にダイオードが追加接続されてもよい。
【００５８】
２次側フルブリッジ回路３００は、第３のポート６０ｂの高電位側の端子６１８に接続される２次側正極母線３９８と、第３のポート６０ｂの低電位側の端子６２０に接続される２次側負極母線３９９とを有する。
【００５９】
２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第１上アームＵ２と２次側第１下アーム／Ｕ２とが直列に接続されて構成される２次側第１アーム回路３０７が接続される。２次側第１アーム回路３０７は、２次側第１上アームＵ２及び２次側第１下アーム／Ｕ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第１電力変換回路部（２次側Ｕ相電力変換回路部）である。
【００６０】
２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第２上アームＶ２と２次側第２下アーム／Ｖ２とが直列に接続されて構成される２次側第２アーム回路３１１が接続される。２次側第２アーム回路３１１は、２次側第１アーム回路３０７と並列に接続される。２次側第２アーム回路３１１は、２次側第２上アームＶ２及び２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第２電力変換回路部（２次側Ｖ相電力変換回路部）である。
【００６１】
２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍと２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍを接続するブリッジ部分には、２次側コイル３０２が設けられる。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍには、２次側コイル３０２の一方端が接続される。そして、２次側コイル３０２の他方端は、２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍに接続される。
【００６２】
中点３０７ｍは、２次側第１上アームＵ２と２次側第１下アーム／Ｕ２との間の２次側第１中間ノードであり、中点３１１ｍは、２次側第２上アームＶ２と２次側第２下アーム／Ｖ２との間の２次側第２中間ノードである。中点３０７ｍは、２次側コイル３０２を経由して、中点３１１ｍに接続される。
【００６３】
第３のポート６０ｂは、２次側フルブリッジ回路３００に接続され、２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間に設けられる入出力ポートである。第３のポート６０ｂは、端子６１８と端子６２０とを含んで構成される。
【００６４】
制御回路５０（図１参照）は、１次側フルブリッジ回路２００及び２次側フルブリッジ回路３００内の各アームをオンオフさせる制御信号（例えば、上述の第１の制御信号及び第２の制御信号）を出力する回路の一例である。
【００６５】
図３は、各アームのオンオフのタイミングチャートの一例を示す図である。図３において、Ｕ１は、１次側第１上アームＵ１のオンオフ波形であり、Ｖ１は、１次側第２上アームＶ１のオンオフ波形であり、Ｕ２は、２次側第１上アームＵ２のオンオフ波形であり、Ｖ２は、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形である。１次側第１下アーム／Ｕ１、１次側第２下アーム／Ｖ１、２次側第１下アーム／Ｕ２、２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフ波形は、それぞれ、１次側第１上アームＵ１、１次側第２上アームＶ１、２次側第１上アームＵ２、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形を反転した波形である。
【００６６】
なお、上下アームの両オンオフ波形間には、上下アームの両方がオンすることで貫通電流が流れないようにデッドタイムが設けられてもよい。また、図３に示される８つのオンオフ波形において、ハイレベルがオン状態を表し、ローレベルがオフ状態を表している。
【００６７】
制御回路５０は、４つの期間を含むスイッチングパターンを繰り返して、各アームをオンオフさせる。第１の期間ｔ２−ｔ４は、第１上アームＵ１，Ｕ２と第２下アーム／Ｖ１，／Ｖ２がオンし、且つ、第２上アームＶ１，Ｖ２と第１下アーム／Ｕ１，／Ｕ２がオフする期間である。第２の期間ｔ５−ｔ７は、第１下アーム／Ｕ１，／Ｕ２と第２下アーム／Ｖ１，／Ｖ２がオンし、且つ、第１上アームＵ１，Ｕ２と第２上アームＶ１，Ｖ２がオフする期間である。第３の期間ｔ８−ｔ１０は、第１下アーム／Ｕ１，／Ｕ２と第２上アームＶ１，Ｖ２がオンし、且つ、第１上アームＵ１，Ｕ２と第２下アーム／Ｖ１，／Ｖ２がオフする期間である。第４の期間ｔ１１−ｔ１２は、第１下アーム／Ｕ１，／Ｕ２と第２下アーム／Ｖ１，／Ｖ２がオンし、且つ、第１上アームＵ１，Ｕ２と第２上アームＶ１，Ｖ２がオフする期間である。
【００６８】
制御回路５０は、例えば、デューティ比Ｄ（＝δ／Ｔ）を制御することによって、１次側フルブリッジ回路２００の昇降圧比（昇圧比又は降圧比）を変更できる。
【００６９】
デューティ比Ｄは、１次側フルブリッジ回路２００内の１次側第１上アームＵ１及び１次側第２上アームＶ１のスイッチング周期Ｔに占めるオン時間δの割合である。１次側第１上アームＵ１のデューティ比Ｄと１次側第２上アームＶ１のデューティ比Ｄとは、互いに等しい。１次側フルブリッジ回路２００の昇降圧比は、第１のポート６０ａと第２のポート６０ｃとの間の変圧比である。
【００７０】
したがって、例えば、
１次側フルブリッジ回路２００の昇降圧比
＝第２のポート６０ｃの電圧／第１のポート６０ａの電圧
＝δ／Ｔ
と表される。
【００７１】
なお、オン時間δは、１次側第１上アームＵ１及び１次側第２上アームＶ１のオン時間を表すとともに、２次側第１上アームＵ２及び２次側第２上アームＶ２のオン時間を表す。また、１次側フルブリッジ回路２００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔと２次側フルブリッジ回路３００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔは等しい時間である。
【００７２】
また、制御回路５０は、Ｕ１とＶ１との位相差αを、定常時、例えば、１８０度（π）で動作させ、Ｕ２とＶ２との位相差βも、１８０度（π）で動作させる。Ｕ１とＶ１との位相差αは、タイミングｔ２とタイミングｔ８との間の時間差であり、Ｕ２とＶ２との位相差βは、タイミングｔ１とタイミングｔ７との間の時間差である。
【００７３】
さらに、制御回路５０は、位相差φ（位相差φｕ及び位相差φｖ）を制御することによって、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で変圧器４００を介して伝送される伝送電力Ｐを調整できる。
【００７４】
位相差φは、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間でのスイッチングタイミングのずれ（タイムラグ）である。
【００７５】
位相差φｕは、１次側第１アーム回路２０７と２次側第１アーム回路３０７との対応する相間でのスイッチングタイミングのずれであり、１次側第１アーム回路２０７のスイッチングと２次側第１アーム回路３０７のスイッチングとの間の時間差である。例えば、位相差φｕは、１次側第１上アームＵ１のターンオンのタイミングｔ２と２次側第１上アームＵ２のターンオンのタイミングｔ１との間の差である。１次側第１アーム回路２０７のスイッチングと２次側第１アーム回路３０７のスイッチングは、制御回路５０によって互いに同相で（すなわち、Ｕ相で）制御される。
【００７６】
位相差φｖは、１次側第２アーム回路２１１と２次側第２アーム回路３１１との対応する相間でのスイッチングタイミングのずれであり、１次側第２アーム回路２１１のスイッチングと２次側第２アーム回路３１１のスイッチングとの間の時間差である。例えば、位相差φｖは、１次側第２上アームＶ１のターンオンのタイミングｔ８と２次側第２上アームＶ２のターンオンのタイミングｔ７との間の差である。１次側第２アーム回路２１１のスイッチングと２次側第２アーム回路３１１のスイッチングは、制御回路５０によって互いに同相で（すなわち、Ｖ相で）制御される。
【００７７】
制御回路５０は、位相差φｕを正値に且つ位相差φｖを正値に制御することにより、１次側フルブリッジ回路２００から２次側フルブリッジ回路３００に伝送電力Ｐを伝送し、位相差φｕを負値に且つ位相差φｖを負値に制御することにより、２次側フルブリッジ回路３００から１次側フルブリッジ回路２００に伝送電力Ｐを伝送できる。つまり、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間において、上アームが先にオンした電力変換回路部を備えるフルブリッジ回路から、上アームが後にオンした電力変換回路部を備えるフルブリッジ回路に、伝送電力Ｐが伝送される。
【００７８】
例えば、図３の場合、２次側第１上アームＵ２のターンオンのタイミングｔ１が、１次側第１上アームＵ１のターンオンのタイミングｔ２よりも先である。したがって、２次側第１上アームＵ２を有する２次側第１アーム回路３０７を備える２次側フルブリッジ回路３００から、１次側第１上アームＵ１を有する１次側第１アーム回路２０７を備える１次側フルブリッジ回路２００に、伝送電力Ｐが伝送される。同様に、２次側第２上アームＶ２のターンオンのタイミングｔ７が、１次側第２上アームＶ１のターンオンのタイミングｔ８よりも先である。したがって、２次側第２上アームＶ２を有する２次側第２アーム回路３１１を備える２次側フルブリッジ回路３００から、１次側第２上アームＶ１を有する１次側第２アーム回路２１１を備える１次側フルブリッジ回路２００に、伝送電力Ｐが伝送される。
【００７９】
制御回路５０は、通常、位相差φｕと位相差φｖとを互いに等しくしたまま制御するが、伝送電力Ｐに要求される精度が満たされる範囲内で、位相差φｕと位相差φｖとを互いにずらして制御してもよい。すなわち、位相差φｕと位相差φｖは、通常、互いに同じ値に制御されるが、伝送電力Ｐに要求される精度が満たされれば、互いに異なる値に制御されてもよい。
【００８０】
制御回路５０は、例えば、ポート電圧Ｖｃが第２のポート６０ｃに設定される目標電圧Ｖｃｏに一致するように、検出回路により検出されるポート電圧Ｖｃをフィードバックしてデューティ比Ｄを制御できる。あるいは、別のタイミングで、制御回路５０は、例えば、ポート電圧Ｖａが第１のポート６０ａに設定される目標電圧Ｖａｏに一致するように、検出回路により検出されるポート電圧Ｖａをフィードバックしてデューティ比Ｄを制御できる。
【００８１】
更に、制御回路５０は、例えば、伝送電力Ｐが目標伝送電力Ｐｏに一致するように、検出回路により検出される伝送電力Ｐをフィードバックして位相差φを制御できる。制御回路５０は、例えば、第３のポート６０ｂから第１のポート６０ａ及び第２のポート６０ｃに伝送される伝送電力ＰＡ＋Ｃが目標伝送電力ＰＡ＋Ｃ＊に一致するように、検出回路により検出される伝送電力ＰＡ＋Ｃをフィードバックして位相差φを制御する電力フィードバック制御を実行する。あるいは、別のタイミングで、制御回路５０は、例えば、第１のポート６０ａから第３のポート６０ｂに伝送される伝送電力ＰＢが目標伝送電力ＰＢ＊に一致するように、検出回路により検出される伝送電力ＰＢをフィードバックして位相差φを制御する電力フィードバック制御を実行する。
【００８２】
伝送電力ＰＡ＋Ｃは、２次側フルブリッジ回路３００から変圧器４００を介して１次側フルブリッジ回路２００に伝送される電力であり、第１のポート６０ａに伝送される伝送電力ＰＡと第２のポート６０ｃに伝送される伝送電力ＰＣとの和に等しい。伝送電力ＰＡは、第１のポート６０ａから出力されるポート電圧Ｖａと第１のポート６０ａから出力されるポート電流Ｉａとの積に等しい。伝送電力ＰＣは、第２のポート６０ｃから出力されるポート電圧Ｖｃと第２のポート６０ｃから出力されるポート電流Ｉｃとの積に等しい。伝送電力ＰＢは、第３のポート６０ｂから出力されるポート電圧Ｖｂと第３のポート６０ｂから出力されるポート電流Ｉｂとの積に等しい。
【００８３】
このように、電源回路１０は、検出回路により各ポートのポート電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ及びポート電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを検出することによって、デューティ比Ｄと位相差φの少なくとも一方を制御することにより各ポート間で電力変換を行う。
【００８４】
図４は、図１に示される電源システム１０１の起動時の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８５】
ステップＳ１０で、受電部４０は、外部機器８０から低電圧の電力を受電する。
【００８６】
ステップＳ２０で、制御回路５０は、受電部４０で受電された電力で起動する。
【００８７】
ステップＳ３０で、外部機器８０は、外部機器８０と制御回路５０との間の認証作業を実行する。制御回路５０が認証作業を実行してもよいが、外部機器８０が認証作業を実行することにより、受電部４０から制御回路５０に供給される電力を節約することができる。認証の具体例として、パスワード認証、指紋認証等の生体認証などが挙げられる。
【００８８】
ステップＳ３０で、外部機器８０が認証作業を行う場合、受電部４０からの給電により起動した制御回路５０は、制御回路５０に設定される識別コードを外部機器８０に送信する。
【００８９】
ステップＳ４０で、外部機器８０は、制御回路５０から取得した識別コードと外部機器８０に設定される識別コードとを照合し、認証の成否を判定する。
【００９０】
ステップＳ５０で、外部機器８０は、ステップＳ４０において認証が成立しない場合、例えば、制御回路５０に認証結果が成立しない旨を通知する。また、外部機器８０は、ステップＳ４０において認証が成立しない場合、ユーザに認証結果が成立しない旨を音声出力又は画面表示により通知する。これにより、ユーザは、認証が成立しない旨を認識できる。
【００９１】
ステップＳ７０で、ステップＳ４０において認証が成立しない場合、外部機器８０は受電部４０に対する送電を停止するので、受電部４０から制御回路５０への給電も停止する。したがって、制御回路５０は、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２を起動させることなく、制御回路５０の動作は停止する。
【００９２】
ステップＳ８０で、外部機器８０は、ステップＳ４０において認証が成立する場合、制御回路５０に認証結果が成立する旨を通知する。これにより、制御回路５０は、第２のコンバータ１２を起動させる。第２のコンバータ１２が起動することにより、第２のコンバータ１２は、制御回路５０への給電を開始でき、蓄電部４３への充電も開始できる。制御回路５０への給電が開始することにより、制御回路５０の起動時の電力が確保される。
【００９３】
ステップＳ９０で、制御回路５０は、蓄電部４３の電圧が所定の電圧Ｖｔｈよりも低い場合、蓄電部４３の電圧が電圧Ｖｔｈよりも高くなるまで、第２のコンバータ１２の電圧変換動作を継続させる。これにより、第２のコンバータ１２は、バッテリ６２ｂからの電力供給を受けなくても、蓄電部４３の電力をポート電圧Ｖｃ２に降圧し、ポート電圧Ｖｃ２に降圧した電力を制御回路５０に供給できる。また、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間が通電状態になっても、蓄電部４３から負荷６１ｃに供給される電力の不足を防止することができる。
【００９４】
ステップＳ１００で、受電部４０は、第２のコンバータ１２によってポート電圧Ｖｃ２に降圧された電力を外部機器８０に送電する。これにより、受電部４０は、外部機器８０が制御回路５０の起動のために消費した電力を外部機器８０に返送できる。
【００９５】
ステップＳ１１０で、制御回路５０は、蓄電部４３の電圧が所定の電圧Ｖｔｈよりも高くなると、第１のコンバータ１１を起動させる。つまり、制御回路５０は、蓄電部４３の電圧が所定の電圧Ｖｔｈよりも低い場合、第１のコンバータ１１の起動を禁止する。これにより、第１のコンバータ１１の起動後に、第１の給電路７１と第２の給電路７２との間が通電状態になっても、蓄電部４３から負荷６１ｃに供給される補填電力の不足を防止することができる。制御回路５０により起動した第１のコンバータ１１は、負荷６１ｃ及び第２の負荷６１ａへの給電を開始及び継続する。
【００９６】
負荷６１ｃは、ステップＳ４０において認証が成立する場合、車両のドア４７を解錠する解錠装置を含んでもよい。第１のコンバータ１１から解錠装置に電力が供給されることにより、解錠装置はドア４７を解錠できる。したがって、受電部４０がドア４７に設けられている場合、車外の正当なユーザは、受電部４０に外部機器８０をかざすことで、ドア４７を解錠できる。
【００９７】
ステップＳ１２０で、制御回路５０、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータの起動が完了するので、電源システム１０１の起動が完了する。
【００９８】
図５は、電源システム１０１の起動時の動作の他の一例を示すフローチャートである。図４と同一のステップについての説明は省略する。
【００９９】
ステップＳ２５で、制御回路５０は、ステップＳ３０での認証作業が実行される前に、第２のコンバータ１２を起動させる。これにより、認証作業の結果を待たずに、第２のコンバータ１２から制御回路５０に供給される電力を安定的に確保することができる。
【０１００】
ステップＳ６０で、制御回路５０は、認証が成立しない旨の通知をステップＳ５０で受けた場合、第２のコンバータ１２の動作を停止させる。第２のコンバータ１２の動作が停止することにより、制御回路５０への給電が停止するので、ステップＳ７０で制御回路５０の動作も停止する。
【０１０１】
図６は、電源システム１０１の起動完了後の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、図４又は図５のステップＳ１２０の起動完了後の動作を示す。制御回路５０は、第１のコンバータ１１から負荷６１ｃ及び第２の負荷６１ａに供給される電力と、第２のコンバータ１２から蓄電部４３及び制御回路５０に供給される電力と、蓄電部４３から負荷６１ｃに供給される電力との比率を変更する。これにより、第１のコンバータ１１と第２のコンバータ１２を効率の良い動作点で動作させることができる。比率を変更する方法の一例を以下に示す。
【０１０２】
ステップＳ１３０で、制御回路５０は、第２の負荷６１ａと負荷６１ｃと制御回路５０の動作に必要な総電力（必要電力Ｐｎ）を算出する。
【０１０３】
ステップＳ１４０で、制御回路５０は、蓄電部４３の蓄電量を測定する。
【０１０４】
ステップＳ１５０で、制御回路５０は、ステップＳ１３０で算出した必要電力Ｐｎのうち、蓄電部４３が負担する電力（負担電力Ｐｓ）を決定する。制御回路５０は、例えば、予め決められたテーブルに基づいて、ステップＳ１４０で測定された蓄電量よりも少ない負担電力Ｐｓを決定する。蓄電部４３の過放電を防止するためである。
【０１０５】
ステップＳ１６０で、制御回路５０は、必要電力Ｐｎから負担電力Ｐｓを引いた残電力Ｐｒの生成に必要な、第１のコンバータ１１の目標伝送電力Ｐ１１と第２のコンバータ１２の目標伝送電力Ｐ１２とを決定する（Ｐｒ＝Ｐ１１＋Ｐ１２）。制御回路５０は、例えば、第１のコンバータ１１の効率η１１の特性と第２のコンバータ１２の効率η１２の特性に基づいて、効率η１１と効率η１２とを総合したトータルの効率が最良となるように、目標伝送電力Ｐ１１と目標伝送電力Ｐ１２とを決定する。
【０１０６】
図７は、図２の電源回路１０の効率ηの特性を示す図である。制御回路５０は、図７の特性に基づいて、目標伝送電力Ｐ１１と目標伝送電力Ｐ１２との和が残電力Ｐｒに一致するように、第１のコンバータ１１の効率η１１をできるだけ最良にする目標伝送電力Ｐ１１と第２のコンバータ１２の効率η１２をできるだけ最良にする目標伝送電力Ｐ１２とを決定する。
【０１０７】
図６のステップＳ１７０で、制御回路５０は、目標伝送電力Ｐ１１の生成に必要な第１の制御量（例えば、第１のコンバータ１１の位相差φ１１）と、目標伝送電力Ｐ１２の生成に必要な第２の制御量（例えば、第２のコンバータ１２の位相差φ１２）とを決定する。
【０１０８】
ステップＳ１８０で、制御回路５０は、切り替え回路４６のスイッチ４４をオンさせる。これにより、蓄電部４３に割り当てられた負担電力Ｐｓを負荷６１ｃに供給することができる。
【０１０９】
ステップＳ１９０で、制御回路５０は、ステップＳ１７０で決定された制御量に従って、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２の電圧変換動作を制御する。これにより、制御回路５０は、負担電力Ｐｓと第１のコンバータ１１の伝送電力と第２のコンバータ１２の伝送電力との和が必要電力Ｐｎに一致するように、第１のコンバータ１１及び第２のコンバータ１２を制御できる。また、第１のコンバータ１１と第２のコンバータ１２を、効率η１１と効率η１２とを総合したトータルの効率の良い動作点で動作させることができる。
【０１１０】
以上、車両用電源システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【０１１１】
例えば、第１のコンバータ１１が負荷６１ｃ及び第２の負荷６１ａに供給可能な最大電力Ｐｍａｘ１は、第２のコンバータ１２が蓄電部４３及び制御回路５０に供給可能な最大電力Ｐｍａｘ２と同じでもよい。
【０１１２】
また、各アームは、ＭＯＳＦＥＴに限られず、オンオフ動作する他の半導体スイッチング素子でもよい。例えば、各アームは、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁ゲートによる電圧制御型パワー素子でもよいし、バイポーラトランジスタでもよい。
【０１１３】
また、上述の説明において、１次側を２次側と定義し、２次側を１次側と定義してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  電源回路
１１  第１のコンバータ
１２  第２のコンバータ
４０  受電部
４１  キャパシタ
４２  受電コイル
４３  蓄電部
４４  スイッチ
４５  ダイオード
４６  切り替え回路
４７  ドア
５０  制御回路
６２ｂ  バッテリ
７１  第１の給電路
７２  第２の給電路
８０  外部機器
８１  送電コイル
１０１  電源システム
２００  １次側フルブリッジ回路
２０２  １次側コイル
２０２ｍ  センタータップ
２０４  １次側磁気結合リアクトル
２０７  １次側第１アーム回路
２０７ｍ  中点
２１１  １次側第２アーム回路
２１１ｍ  中点
２９８  １次側正極母線
２９９  １次側負極母線
３００  ２次側フルブリッジ回路
３０２  ２次側コイル
３０７  ２次側第１アーム回路
３０７ｍ  中点
３１１  ２次側第２アーム回路
３１１ｍ  中点
３９８  ２次側正極母線
３９９  ２次側負極母線
４００  変圧器
Ｃ１，Ｃ２  キャパシタ
Ｕ１，Ｖ１，Ｕ２，Ｖ２  上アーム
／Ｕ１，／Ｖ１，／Ｕ２，／Ｖ２  下アーム
【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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