(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の直流電圧源と第二の直流電圧源との間に接続され、前記第一の直流電圧源と前記第二の直流電圧源との間で双方向に電力エネルギーを伝達するフォーワード型直流双方向コンバータにおいて、
前記第一の直流電圧源と前記第二の直流電圧源との間で双方向に、電圧を所定の値に変換するトランスであって、前記第一の直流電圧源側に一次巻線およびリセット巻線を直列に備えるとともに、前記第二の直流電圧源側に二次巻線を備えるトランスと、
前記トランスの前記第二の直流電圧源側に備えられ、前記二次巻線と接続する第二整流平滑部と、前記トランスの前記第一の直流電圧源側に備えられ、前記一次巻線と接続する第一整流平滑部と、
前記一次巻線と前記リセット巻線との間から分岐した経路と前記第一の直流電圧源との間を前記第一整流平滑部を介さずに接続する第一スイッチと、
前記一次巻線の一端と前記第一整流平滑部との間に設けられたスイッチであって、当該スイッチと前記第一整流平滑部との間から分岐した経路が前記リセット巻線の一端とも接続する第三スイッチと、
前記第二の直流電圧源と、前記二次巻線の一端および前記第二整流平滑部の間から分岐した経路との間に、前記第二整流平滑部を介さずに設けられた第二スイッチと、
前記二次巻線の他端と、前記二次巻線の一端と前記第二整流平滑部とを接続する経路上において前記第二スイッチに接続する経路の分岐点よりも前記第二整流平滑部側に設けられた分岐点から分岐した経路とを接続する第四スイッチとを備え、
前記第一の直流電圧源から前記第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記第一スイッチが短絡することによって前記第一の直流電圧源と前記一次巻線との間に前記第一整流平滑部を介さない一次電流経路を生成し、
前記第二の直流電圧源から前記第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記第一スイッチが開放するとともに前記第三スイッチが短絡することによって前記第一の直流電圧源と前記一次巻線およびリセット巻線を合わせた巻線との間に前記第一整流平滑部を介する二次電流経路を生成することを特徴とするフォーワード型直流双方向コンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載のフォーワード型直流双方向コンバータにおいて、
前記第一整流平滑部は、前記第二の直流電圧源から前記第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記トランスの第一の二次電流を整流し、
前記第二整流平滑部は、前記第一の直流電圧源から前記第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記トランスの第二の二次電流を整流することを特徴とするフォーワード型直流双方向コンバータ。
【請求項３】
前記一次巻線の巻数は前記二次巻線の巻数より少なく、前記一次巻線の巻数と前記リセット巻線の巻数とを合わせた巻数は、前二次巻線の巻数より多いことを特徴とする請求項１または２に記載のフォーワード型直流双方向コンバータ。
【請求項４】
前記第三スイッチは、開放動作と短絡動作とにより前記第一の一次電流をパルス電流とし、
前記第四スイッチは、開放動作と短絡動作とにより前記第二の一次電流をパルス電流とし、
本フォーワード型直流双方向コンバータはさらに、
前記第一の直流電圧源から前記第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記第一スイッチを短絡させ、前記第二スイッチを開放させ、前記第三スイッチをパルス駆動させ、前記第四スイッチを開放し、
前記第二の直流電圧源から前記第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記第一スイッチを開放させ、前記第二スイッチを短絡させ、前記第三スイッチを開放させ、前記第四スイッチをパルス駆動させるスイッチ制御部を備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフォーワード型直流双方向コンバータ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のフォーワード型直流双方向コンバータにおいて、
前記第一の直流電圧源は電圧モード回生コンバータであり、前記第二の直流電圧源は蓄電池である
ことを特徴とするフォーワード型直流双方向コンバータ。
【請求項６】
請求項１に記載するフォーワード型直流双方向コンバータの制御方法であって、
前記フォーワード型直流双方向コンバータは、
前記第一乃至第四スイッチを各々制御するスイッチ制御部をさらに備え、
前記第一の直流電圧源から前記第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記スイッチ制御部が、前記第一スイッチを短絡し、前記第二スイッチを開放し、前記第三スイッチをパルス駆動し、前記第四スイッチを開放する工程と、
前記第二の直流電圧源から前記第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、前記スイッチ制御部が、前記第一スイッチを開放し、前記第二スイッチを短絡し、前記第三スイッチを開放し、前記第四スイッチをパルス駆動する工程と、
を有することを特徴とするフォーワード型直流双方向コンバータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流双方向コンバータと直流双方向コンバータの制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流双方向コンバータでは、交流電源と蓄電池との間で、蓄電池から交流電源への電力回生と交流電源から蓄電池への充電とを行なうために、電力回生時と充電時とで異なる別個のトランスを用いていた。
【０００３】
また、電力回生時と充電時とで異なる別個の回路系統を用いるとともに各回路系統に各々トランスの二次電流を直流に整流する整流平滑部を設けていた。
【０００４】
図７は、従来の直流双方向コンバータを示すブロック図である。図７において直流双方向コンバータ７０１は、二次電池等の蓄電池７０３の充電時（力行時）には、三相２００Ｖ等の交流の商用電圧を直流電圧に変換する電圧モード回生コンバータ部７０２の出力電圧を、ＤＣ−ＤＣ変換して蓄電池７０３に伝達する。
【０００５】
また、直流双方向コンバータ７０１は、二次電池等の蓄電池７０３の放電時（回生時）には、蓄電池７０３の出力電圧を、ＤＣ−ＤＣ変換して電圧モード回生コンバータ部７０２に伝達する。
【０００６】
また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３への充電時に、電圧モード回生コンバータ部７０２の電圧を、蓄電池７０３に整合する電圧へと電圧変換する第一トランス７１１を備える。また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３への充電時に、トランス７１１の起電圧を平滑化して整流する第二整流平滑部７０４を備える。
【０００７】
また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３の放電時に、蓄電池７０３の電圧を、電圧モード回生コンバータ部７０２に整合する電圧へと電圧変換する第二トランス７１４を備える。また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３の放電時に、第二トランス７１４の起電圧を平滑化して整流する第一整流平滑部７０５を備える。
【０００８】
また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３への充電時にトランス７１１の一次側電流を、開放短絡動作によりパルス電流とする第一スイッチ７０７を備える。また、直流双方向コンバータ７０１は、蓄電池７０３の放電時に第二トランス７１４の一次側電流を、開放短絡動作によりパルス電流とする第二スイッチ７０８を備える。また、直流双方向コンバータ７０１は、第一スイッチ７０７と第二スイッチ７０８との開放短絡動作を各々指示するスイッチ制御部７０６を備える。
【０００９】
また、直流双方向コンバータ７０１では、電力エネルギーを一方向にしか伝達できないため、充電用と放電用の二つの回路系統を備える必要があった。一方、充電用と放電用とに各々専用の回路を設けることなく、第一及び第二の直流電圧源を互いに絶縁して安全性を向上した直流双方向コンバータも提案されている。
【００１０】
例えば、第一の直流電圧源から第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する際も、第二の直流電圧源から第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する際も、互いに絶縁された二つのコンバータ／整流器を利用することにより、回路構成を簡略化したコンバータがある。
【００１１】
このような直流双方向コンバータは、例えば下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の直流双方向コンバータにおいては、充電時と放電時とで、各々専用の回路や専用のトランス等を備える必要があり、構成が複雑となり重量化する傾向にあった。
【００１３】
本発明は、このような問題点に鑑み為されたものであり、小型軽量かつ簡易な構成で、安価な直流双方向コンバータと直流双方向コンバータの制御方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明にかかる直流双方向コンバータは、第一の直流電圧源と第二の直流電圧源との間に接続され、第一の直流電圧源と第二の直流電圧源との間で双方向に電力エネルギーを伝達する直流双方向コンバータであって、第一の直流電圧源と第二の直流電圧源との間で双方向に、電圧を所定の値に変換するトランスと、トランスの第二の直流電圧源側に備えられる第二整流平滑部と、トランスの第一の直流電圧源側に備えられる第一整流平滑部とを備え、第一整流平滑部は、第二の直流電圧源から第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、トランスの第一の二次電流を整流し、第二整流平滑部は、第一の直流電圧源から第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、トランスの第二の二次電流を整流することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる直流双方向コンバータは、好ましくは第一の直流電圧源から第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、第一の直流電圧源とトランスとの間に第一整流平滑部を介さない第一の一次電流経路を生成する第一スイッチと、第二の直流電圧源から第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、第二の直流電圧源とトランスとの間に第二整流平滑部を介さない第二の一次電流経路を生成する第二スイッチと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる直流双方向コンバータは、さらに好ましくは第一の一次電流経路が、第一の一次電流経路上のトランスの巻数が、第一の二次電流経路上のトランスの巻数よりも小さくなるように、トランスに接続されて形成されることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる直流双方向コンバータは、さらに好ましくは第一の一次電流経路上に設けられ、開放動作と短絡動作とにより第一の一次電流をパルス電流とする第三スイッチと、第二の一次電流経路上に設けられ、開放動作と短絡動作とにより第二の一次電流をパルス電流とする第四スイッチと、第一乃至第四スイッチを各々制御するスイッチ制御部とを備え、スイッチ制御部は、第一の直流電圧源から第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、第一スイッチを短絡させ、第二スイッチを開放させ、第三スイッチをパルス駆動させ、第四スイッチを開放し、第二の直流電圧源から第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、第一スイッチを開放させ、第二スイッチを短絡させ、第三スイッチを開放させ、第四スイッチをパルス駆動させることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる直流双方向コンバータは、好ましくは第一の直流電圧源は電圧モード回生コンバータであり、第二の直流電圧源は蓄電池であることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる直流双方向コンバータの制御方法は、直流双方向コンバータが、第一の一次電流経路上に設けられ、開放動作と短絡動作とにより第一の一次電流をパルス電流とする第三スイッチと、第二の一次電流経路上に設けられ、開放動作と短絡動作とにより第二の一次電流をパルス電流とする第四スイッチと、第一乃至第四スイッチを各々制御するスイッチ制御部とを備え、第一の直流電圧源から第二の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、スイッチ制御部が、第一スイッチを短絡し、第二スイッチを開放し、第三スイッチをパルス駆動し、第四スイッチを開放する工程と、第二の直流電圧源から第一の直流電圧源に電力エネルギーを伝達する場合に、スイッチ制御部が、第一スイッチを開放し、第二スイッチを短絡し、第三スイッチを開放し、第四スイッチをパルス駆動する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
小型軽量かつ簡易な構成で、安価な直流双方向コンバータと直流双方向コンバータの制御方法とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本実施形態で例示する直流双方向コンバータ回路１について、図面を用いて以下に詳細に説明する。図１は、直流双方向コンバータ回路のブロック概念図を例示する図である。
【００２２】
図１において、直流双方向コンバータ回路１は、電圧モード回生コンバータ部２の出力電圧を直流電源部３に整合する電圧に変換して出力する。これにより、直流電源部３は、直流双方向コンバータ回路１の出力電圧により充電される。また、電圧モード回生コンバータ部２は、三相交流２００Ｖ等の商用電源を直流電圧に変換するインバータ回路又はコンバータ回路等である。また、直流電源部３は、例えば１２Ｖの蓄電池とすることができる。
【００２３】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の出力電圧を電圧モード回生コンバータ部２に整合する電圧に変換して出力する。これにより、直流電源部３は、直流双方向コンバータ回路１を介して放電する。
【００２４】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３と電圧モード回生コンバータ部２との間で相互に伝達する電圧を変圧するトランス１１を備える。また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３に充電するトランス二次電流を平滑化し整流する第二整流平滑部４を備える。また、以下の直流双方向コンバータ回路１の説明においては特に断りのない限りトランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側を第一、直流電源部３側を第二として各部の説明をする。
【００２５】
また、直流双方向コンバータ回路１は、電圧モード回生コンバータ部２に回生させるトランス二次電流を平滑化し整流する第一整流平滑部５を備える。ここで、トランス１１は、直流電源部３と電圧モード回生コンバータ部２との間で双方向に電圧変換を行うので、伝達方向によって一次電流側と二次電流側とが逆になる。
【００２６】
すなわち、直流電源部３への充電時（力行時）には、電圧モード回生コンバータ部２から直流電源部３へ電力が伝達される。この場合には、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側が、一次側（一次巻線側）となり、トランス１１の直流電源部３側が、二次側（二次巻線側）となる。
【００２７】
また、直流電源部３からの放電（回生時）時には、直流電源部３から電圧モード回生コンバータ部２へ電力が伝達される。この場合には、トランス１１の直流電源部３側が、一次側（一次巻線側）となり、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側が、二次側（二次巻線側）となる。
【００２８】
また、第一整流平滑部５と第二整流平滑部４とは、各々トランス１１の二次電流を整流し、平滑化する。すなわち、第一整流平滑部５は、直流電源部３の放電（回生時）時に直流電源部３から電圧モード回生コンバータ部２へ電力が伝達されるに際し、トランス１１で生じた二次電流を整流して平滑化し、電圧モード回生コンバータ部２へ回生させる。また、第二整流平滑部４は、直流電源部３への充電（力行時）時に電圧モード回生コンバータ部２から直流電源部３へ電力が伝達されるに際し、トランス１１で生じた二次電流を整流して平滑化し、直流電源部３を充電する。
【００２９】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電（力行時）時に、第一整流平滑部５を介さずに、電圧モード回生コンバータ部２の電力をトランス１１に伝達する。このため、直流双方向コンバータ回路１は、電圧モード回生コンバータ部２の高電圧側とトランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側（この場合の一次側）とを接続する第一スイッチ９を備える。
【００３０】
典型的には、電圧モード回生コンバータ部２の高電圧側は、第一スイッチ９により、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側巻線の中点に接続される。すなわち、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電（力行時）時に、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側の全巻線のうちの半分が、一次巻線として機能する。
【００３１】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電（力行時）時に、開放短絡動作によりトランス１１の一次電流をパルス電流とする第三スイッチ７を備える。第三スイッチ７は、第一スイッチ９により形成される一次電流経路上に備えられる。また、図１に示すように、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電（力行時）時に、電圧モード回生コンバータ部２の高圧側から、第一スイッチ９とトランス１１の中点と第三スイッチ７とを介して電圧モード回生コンバータ部２の低圧側までの第一の一次電流経路を有する。
【００３２】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電（力行時）時に、トランス１１の直流電源部３側（この場合の二次側）から第二整流平滑部４を介して直流電源部３までの第二の二次電流経路を有する。
【００３３】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の放電（回生時）時に、第二整流平滑部４を介さずに、直流電源部３の電力をトランス１１に伝達する。このため、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の高電圧側とトランス１１の直流電源部３側（この場合の一次側）とを接続する第二スイッチ１０を備える。
【００３４】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の放電（回生時）時に、開放短絡動作によりトランス１１の一次電流をパルス電流とする第四スイッチ８を備える。第四スイッチ８は、第二スイッチ１０により形成される一次電流経路上に備えられる。また、図１に示すように、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の放電（回生時）時に、直流電源部３の高圧側から、第二スイッチ１０とトランス１１と第四スイッチ８とを介して直流電源部３への低圧側までの第二の一次電流経路を有する。
【００３５】
また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の放電（回生時）時に、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側（この場合の二次側）から第一整流平滑部５を介して電圧モード回生コンバータ部２までの第二の二次電流経路を有する。
【００３６】
また、直流双方向コンバータ回路１はスイッチ制御部６を備え、第一乃至第四スイッチ８は、全てスイッチ制御部６からの開放短絡指示に基づいて動作するものとする。
【００３７】
次に、図２を用いて直流電源部３への充電（力行時）時の電流経路等についてさらに詳細に説明する。図２は、直流電源部３への充電時の直流双方向コンバータ回路１の動作を説明する図である。
【００３８】
図２において、第一の一次電流２００は、電圧モード回生コンバータ部２からの高圧側入力端子（Ｖｉｎ＋）から、短絡された第一スイッチ９と、トランス１１の巻線Ｎ１とパルス動作をする第三スイッチ７とを介して電圧モード回生コンバータ部２からの低圧側入力端子（Ｖｉｎー）となる経路を流れる。
【００３９】
また、トランス１１は、電圧モード回生コンバータ部２側において、（Ｎ３＋Ｎ１）の巻線数を有するが、典型的には一次巻線数Ｎ１の部分についてのみ第一の一次電流経路とする。Ｎ１とＮ３と二次巻線Ｎ３とを適宜調整することで、任意の電圧調整を行えるがここでは説明を省略する。
【００４０】
ここで、第三スイッチの動作シーケンスを図３（ａ）に、第四スイッチの動作シーケンスを図３（ｂ）に、第一スイッチの動作シーケンスを図３（ｃ）に、第二スイッチの動作シーケンスを図３（ｄ）に示す。図３は、直流電源部３への充電時のスイッチの動作シーケンスを例示する図である。
【００４１】
図３に示すように、直流電源部３への充電時には、第一スイッチ９を短絡させ、第三スイッチ７を開放短絡パルス動作とさせて第一の一次電流２００をパルス電流とする。これにより、トランス１１の二次側では、巻線数Ｎ２に対応した起電力が発生し、第二の二次電流２０１が生成される。
【００４２】
第二の二次電流２０１は、直流電源部３への低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）からダイオード１３とトランス１１の巻線Ｎ２とダイオード２６とコイル２５とを介して直流電源部３への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）への経路を流れる。
【００４３】
また、第三スイッチ７の開放動作に対応して、ダイオード２７とコイル２５とを介する電流２０２が流れる。電流２０２は、直流電源部３への低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）から、ダイオード２７とコイル２５と介して直流電源部３への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）への経路を流れる。ここで、第二スイッチ１０と第四スイッチ８とは直流電源部３への充電時には、開放にしておく。
【００４４】
また、第二整流平滑部４は、直流電源部３への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）と低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）とを短絡するコンデンサ２８を備える。また、第二整流平滑部４は、第二の二次電流２０１と電流２０２とを相互に平滑化するコイル２５と、第二の二次電流２０１を整流するダイオード２６と、電流２０２を整流するダイオード２７とを備える。
【００４５】
次に、図４を用いて直流電源部３の放電（回生時）時の電流経路等についてさらに詳細に説明する。図４は、直流電源部３の放電時の直流双方向コンバータ回路１の動作を説明する図である。
【００４６】
図４において、第二の一次電流４００は、直流電源部３からの高圧側入力端子（Ｖｉｎ＋）から、短絡された第二スイッチ１０と、トランス１１の巻線Ｎ２と、パルス動作をする第四スイッチ８とを介して直流電源部３からの低圧側入力端子（Ｖｉｎー）となる経路を流れる。
【００４７】
また、第三スイッチの動作シーケンスを図５（ａ）に、第四スイッチの動作シーケンスを図５（ｂ）に、第一スイッチの動作シーケンスを図５（ｃ）に、第二スイッチの動作シーケンスを図５（ｄ）に示す。図５は、直流電源部３の放電時のスイッチの動作シーケンスを例示する図である。
【００４８】
図５に示すように、直流電源部３の放電時には、第二スイッチ１０を短絡させ、第四スイッチ８を開放短絡パルス動作とさせて第二の一次電流４００をパルス電流とする。これにより、トランス１１の二次側には、巻線数（Ｎ１＋Ｎ２）に対応した起電力が発生し、第一の二次電流４０１が生成される。
【００４９】
第一の二次電流４０１は、電圧モード回生コンバータ部２への低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）からダイオード１２とトランス１１の巻線（Ｎ１＋Ｎ３）とダイオード２３とコイル２１とを介して電圧モード回生コンバータ部２への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）への経路を流れる。
【００５０】
また、第四スイッチ８の開放動作に対応して、ダイオード２２とコイル２１とを介する電流４０２が流れる。電流４０２は、電圧モード回生コンバータ部２への低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）から、ダイオード２２とコイル２１と介して電圧モード回生コンバータ部２への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）への経路を流れる。ここで、第一スイッチ９と第三スイッチ７とは直流電源部３の放電時には、開放にしておく。
【００５１】
また、第一整流平滑部５は、電圧モード回生コンバータ部２への高圧側出力端子（Ｖｏｕｔ＋）と低圧側出力端子（Ｖｏｕｔー）とを短絡するコンデンサ２４を備える。また、第一整流平滑部５は、第一の二次電流４０１と電流４０２とを相互に平滑化するコイル２１と、第一の二次電流４０１を整流するダイオード２３と、電流４０２を整流するダイオード２２とを備える。
【００５２】
また、図６は、直流双方向コンバータ回路１のスイッチ制御部６のスイッチ動作を説明するフローチャートである。以下、図６に示す各ステップについて順次説明する。
【００５３】
（ステップＳ６１）
スイッチ制御部６は、直流双方向コンバータ回路１が直流電源部３への充電動作を行うのか否かを判断する。直流双方向コンバータ回路１が直流電源部３への充電動作を行うのであれば、ステップＳ６２へと進む。また、直流双方向コンバータ回路１が直流電源部３への充電動作を行わないのであれば、ステップＳ６５へと進む。
【００５４】
直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電時（力行時）には、電圧モード回生コンバータ部２からの電力を直流電源部３へと伝達する。また、直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３の放電時（回生時）には、直流電源部３からの電力を電圧モード回生コンバータ部２へと伝達する。このため、電力エネルギーを伝達する方向が異なるので、スイッチ制御部６は、直流電源部３への充電時（力行時）と放電時（回生時）とで、異なるスイッチ制御を行う。
【００５５】
（ステップＳ６２）
スイッチ制御部６は、第二スイッチ１０と第四スイッチ８とをオフにする。直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３への充電時には、第二整流平滑部４を用いて第二の二次電流２０１を平滑化する。このため、第二スイッチ１０と第四スイッチ８とを介する電流経路を用いない。
【００５６】
（ステップＳ６３）
スイッチ制御部６は、第一スイッチ９をオン（短絡）にする。
【００５７】
（ステップＳ６４）
スイッチ制御部６は、第三スイッチ７をオン（短絡）・オフ（開放）動作させる。これにより、図３（ａ）に示すように第三スイッチ７はパルス電流を生成する。生成されたパルス電流は第一の一次電流２００であり、トランス１１の直流電源部３側に第二の二次電流２０１を生成させる。また、第二整流平滑部４は第二の二次電流２０１を平滑化し、第二の二次電流２０１と電流２０２とにより直流電源部３が充電される。
【００５８】
（ステップＳ６５）
スイッチ制御部６は、第一スイッチ９と第三スイッチ７とをオフにする。直流双方向コンバータ回路１は、直流電源部３からの放電時には、第一整流平滑部５を用いて第一の二次電流４０１を平滑化する。このため、第一スイッチ９と第三スイッチ７とを介する電流経路を用いない。
【００５９】
（ステップＳ６６）
スイッチ制御部６は、第二スイッチ１０をオン（短絡）にする。
【００６０】
（ステップＳ６７）
スイッチ制御部６は、第四スイッチ８をオン（短絡）・オフ（開放）動作させる。これにより、図５（ｂ）に示すように第四スイッチ８はパルス電流を生成する。生成されたパルス電流は第二の一次電流４００であり、トランス１１の電圧モード回生コンバータ部２側に第一の二次電流４０１を生成させる。また、第一整流平滑部５は第一の二次電流４０１を平滑化し、第一の二次電流４０１と電流４０２とにより電圧モード回生コンバータ部２側を電力回生する。
また、実施形態で例示する直流双方向コンバータ回路１は、スイッチング制御が複雑とならず容易に行える直流双方向コンバータとできる。また、直流双方向コンバータ回路１は、自明な範囲で構成と動作を適宜変更して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】直流双方向コンバータ回路のブロック概念図を例示する図である。
【図２】直流電源部への充電時の直流双方向コンバータ回路の動作を説明する図である。
【図３】直流電源部への充電時のスイッチの動作シーケンスを例示する図である。
【図４】直流電源部の放電時の直流双方向コンバータ回路の動作を説明する図である。
【図５】直流電源部の放電時のスイッチの動作シーケンスを例示する図である。
【図６】直流双方向コンバータ回路のスイッチ制御部のスイッチ動作を説明するフローチャートである。
【図７】従来の直流双方向コンバータを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・直流双方向コンバータ回路、２・・電圧モード回生コンバータ部、３・・直流電源部、４・・第二整流平滑部、５・・第一整流平滑部、６・・スイッチ制御部、７・・第三スイッチ、８・・第四スイッチ、９・・第一スイッチ、１０・・第二スイッチ、１１・・トランス、１２・・ダイオード、１３・・ダイオード、２１・・コイル、２２・・ダイオード、２３・・ダイオード、２４・・コンデンサ、２５・・コイル、２６・・ダイオード、２７・・ダイオード、２８・・コンデンサ、２００・・第一の一次電流、２０１・・第二の二次電流、２０２・・電流、４００第二の・・一次電流、４０１・・第一の二次電流、４０２・・電流、７０１・・直流双方向コンバータ、７０２・・電圧モード回生コンバータ部、７０３・・蓄電池、７０４・・第二整流平滑部、７０５・・第一整流平滑部、７０６・・スイッチ制御部、７０７・・第一スイッチ、７０８・・第二スイッチ、７１１・・第一トランス、７１４・・第二トランス。
【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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