CN103597725B - 电力变换装置及使用它的电池充电装置 - Google Patents

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Abstract

在输出端子上连接电感性元件的电力变换装置中，具备：变压器，交替地感应出第1电压和第2电压；全桥电路，***在将变压器与电感性元件连结的电力供给路径中，将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第1臂及第2臂相互并联连接而成；控制电路，控制构成全桥电路的各电场效应晶体管的开启关闭；控制电路在电压V2是第1电压的期间中使第1臂及第2臂的至少一方的各电场效应晶体管开启，该开启的开启状态期间的长度Pon、电压V2是第1电压的期间的长度PX、从开启状态期间结束期到电压V2从第1电压向第2电压转变的时点的长度PS、各电场效应晶体管的体二极管的上升时间的长度α、体二极管的下降时间的长度β满足Pon>（β/α）PS，0≦PS<α及Pon+PS≦PX的关系。

Description

电力变换装置及使用它的电池充电装置
技术领域
本发明涉及具备由电场效应晶体管（Field Effect Transistor：以下记作FET）构成的全桥电路的电力变换装置及电池充电装置。
背景技术
有一种具备变压器及整流电路、在输出端子上连接电感性元件的电力变换装置（例如专利文献1）。图20是表示有关专利文献1的电力变换装置的结构的电路图。在专利文献1中，公开了在搭载在具备主电池及副电池的电动汽车中的电池充电装置中使用该电力变换装置的例子。
专利文献1中公开的电池充电装置具备连接在外部电源9001上的电源电路9002、变压器9003、二次侧电路9004、***在二次侧电路9004与主电池9005之间的平滑电路9006、导通角调整电路9007、和***在导通角调整电路9007与副电池9009之间的整流平滑电路9008。
在主电池9005的充电时，将继电器9010连接在电容器9011侧。并且，二次侧电路9004将晶体管9004a、9004b的两者关闭，使用这些体二极管，进行作为将在变压器9003的二次绕线9003a中激励出的交流电压变换为直流电压的整流电路的动作。另一方面，在副电池9009的充电时，将继电器9010连接到作为电感性元件的扼流线圈9012侧。并且，二次侧电路9004通过重复晶体管9004a开启而晶体管9004b关闭的状态、和晶体管9004a关闭而晶体管9004b开启的状态，进行将直流电压变换为交流电压的动作。这样，由变压器9003及二次侧电路9004构成的电力变换装置能够将输入的电压进行交直变换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8－154311号公报
发明概要
发明要解决的问题
在上述以往的电力变换装置中，要求抑制从电力变换装置发生的噪声。
发明内容
所以，本发明的目的是提供一种能够抑制噪声的发生的电力变换装置及电池充电装置。
在本说明书中公开的电力变换装置，是在输出端子上连接电感性元件的电力变换装置，具备：变压器，交替地感应出作为基准电压的第1电压和与该第1电压不同的第2电压；全桥电路，***在将上述变压器与上述电感性元件连结的电力供给路径中，是将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第1臂及第2臂相互并联连接而成的；以及控制电路，对构成上述全桥电路的上述各电场效应晶体管的开启及关闭进行控制；在上述变压器中感应的电压是上述第1电压的期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启；在将使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启的开启状态期间的长度定义为Pon、将上述变压器中感应的电压是上述第1电压的期间的长度定义为PX、将从上述开启状态期间的结束期起到上述变压器中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点为止的长度定义为PS、将上述各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的长度定义为α、将上述体二极管的下降时间的长度定义为β的情况下，Pon、PX、PS、α及β满足Pon>（β/α）PS，且0≦PS<α，且Pon+PS≦PX的关系。
发明效果
根据在本说明书中公开的电力变换装置，能够降低在变压器中发生的浪涌电压，结果能够降低从电力变换装置发生的噪声。
附图说明
图1是表示有关第1实施方式的电池充电装置1000的整体结构的电路图。
图2（a）～图2（o）是表示有关第1实施方式的第1期间的时序图的图。
图3（a）、图3（b）是将图2所示的时序图的特征部分放大表示的图，图3（c）是使晶体管401、404具备的体二极管的状态与对于晶体管401～404的控制信号波形（图3（a））及电压V2的变化（图3（b））对应而表示的图，图3（d）是表示晶体管402、403具备的体二极管的状态的图。
图4（a）、图4（b）是用来说明晶体管401～404具备的体二极管的特性的时序图。
图5（a）、图5（b）是表示理想状态下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流的图。
图6（a）、图6（b）是表示理想状态下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流的图。
图7（a）、图7（b）是用来对实际情况下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流进行说明的图。
图8（a）是表示从D期间的开始时点起到正侧的开启状态期间的开始时点为止的期间中的流到电力变换装置中的电流的图，图8（b）是表示正侧的开启状态期间中的流到电力变换装置中的电流的图。
图9是表示使开启状态期间的结束期变化的情况下的在第1二次绕线中发生的浪涌电压变化量的曲线图。
图10（a）～图10（d）是表示有关比较例的时序图的图。
图11（a）～图11（d）是表示有关第1实施方式的另一例的时序图的图。
图12（a）～图12（c）是表示有关第1实施方式的另一例的时序图的图。
图13（a）～图13（d）是用来研究开启状态期间的位置的图。
图14（a）～图14（e）是将能得到浪涌电压降低效果的情况下的开启状态期间的一例总结的图。
图15（a）～图15（c）是将不能得到浪涌电压降低效果的情况下的开启状态期间的一例总结的图。
图16（a）～图16（o）是表示有关第1实施方式的第2期间的时序图的图。
图17（a）～图17（o）是表示有关第2实施方式的第1期间的时序图的图。
图18（a）是表示不开启晶体管401～404的情况下的电压V1、V2的波形的图，图18（b）是表示按照有关第2实施方式的时序图（图17）使电池充电装置动作的情况下的电压V1、V2的波形的图。
图19是表示有关第3实施方式的电池充电装置3000的整体结构的电路图。
图20是表示有关专利文献1的电力变换装置的结构的电路图。
图21是表示本申请的发明者考虑的有关专利文献1的电力变换装置的改良例的电路图。
具体实施方式
在有关专利文献1的电力变换装置中，为变压器9003的二次绕线9003a包括中央抽头9013的结构。因此，从变压器9003引出的端子数增加到3条，有电力变换装置大型化的问题。
所以，本申请的发明者考虑了将二次侧电路做成以下这样的结构。图21是表示本申请的发明者考虑的、有关专利文献1的电力变换装置的改良例的电路图。在本改良例中，将二次侧电路9004A做成了由晶体管9004c、9004d构成的第1臂、和由晶体管9004e、9004f构成的第2臂相互并联连接而成的全桥电路。由于全桥电路的输入侧端子是两条，所以从变压器9003A的二次绕线9003b引出的端子也两条就足够。这样，能够保持交直变换功能原样不变地使变压器9003A成为不包含中央抽头的结构。结果，能够使变压器9003A小型化。进而，由于变压器9003A在构成电力变换装置的零件中是大型的零件，所以通过使变压器9003A小型化，能实现电力变换装置整体的大幅的小型化。
在主电池9005的充电时使二次侧电路9004A作为整流电路动作的情况下，将晶体管9004c～9004f全部关闭，使电流流到这些体二极管中。但是，本申请的发明者锐意研究的结果发现，在作为整流电路动作时单单进行这样的动作的情况下，在变压器9003A中感应的电压从第1电压向第2电压转变的瞬间，有可能在变压器9003A中发生较大的浪涌电压。浪涌电压由于可能成为噪声源，所以可能成为从电力变换装置发生的噪声增大的原因。进而，本申请的发明者还得到了如下认识：该较大的浪涌电压是起因于在变压器9003A中感应的电压从第1电压向第2电压转变的瞬间或在即将发生转变之前在晶体管9004c～9004f的体二极管中流过电流。
所以，在本说明书所公开的电力变换装置中，在变压器中感应的电压是第1电压的期间中所包含的开启状态期间中，进行将构成第1臂及第2臂中的至少一个臂的各晶体管开启的控制。这里，将在变压器中感应的电压是第1电压的期间的长度定义为PX，将从开启状态期间的结束期起到在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点为止的长度定义为PS，将晶体管的体二极管的上升时间的长度定义为α，将下降时间的长度定义为β。并且，设定开启状态期间的长度Pon、PX、PS、α及β，以满足（A）Pon>（β/α）PS，（B）0≦PS<α及（C）Pon+PS≦PX的全部3个关系。
基于上述定义，开启状态期间中的体二极管的下降量（电流的下降量）用Pon/β表示。另一方面，在从开启状态期间的结束期起到在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点为止的期间中，晶体管是关闭的，体二极管转变为开启状态。因此，从开启状态期间结束期起到在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点为止的期间（PS）中的体二极管的上升量（电流的上升量）用PS/α表示。
在本说明书所公开的电力变换装置中，使从开启状态期间的开始期起到在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点为止的期间中的体二极管的下降量比上升量大。即，通过满足（Pon/β）>（PS/α）的关系，在进行了一般的控制的情况下在体二极管中流过电流的期间中，基本上能够使体二极管成为没有完全上升的状态。通过这样，与使体二极管成为完全上升的状态的情况相比，能够使流到晶体管的体二极管中的电流量减少。结果，能够降低在变压器中发生的浪涌电压。另外，通过将上述（Pon/β）>（PS/α）的关系式对Pon整理，能得到（A）的关系式。
但是，即使满足（A）的关系式，在PS是体二极管的上升时间α以上的情况下，在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点，体二极管将完全上升。因此，使从开启状态期间结束期起到在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点为止的期间（PS）比体二极管的上升时间α短。即，通过满足上述（B）的关系式，能够使得在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点、体二极管成为没有完全上升的状态。
此外，如上述（C）那样Pon与PS的总和为PX以下、即开启状态期间的开始期，为在变压器中感应的电压从第2电压向第1电压转变的时点以后。假如在变压器中感应的电压是第2电压的期间中将构成臂的各晶体管开启的情况下，这些晶体管间短路，但通过使得满足（C）的关系式，能够防止短路。
因而，根据在本说明书中公开的电力变换装置，能够降低在变压器中发生的浪涌电压，结果能够降低从电力变换装置发生的噪声。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<<第1实施方式>>
［电池充电装置的结构］
图1是表示有关第1实施方式的电池充电装置1000的整体结构的电路图。
电池充电装置1000具备功率因数改善电路1、DC/AC逆变器2、变压器3、二次侧电路4、第1平滑电路5、扼流线圈短路电路6、导通角调整电路7、整流电路8、第2平滑电路9、控制电路10。此外，由变压器3的第1二次绕线302、二次侧电路4及控制电路10构成电力变换装置。
电池充电装置1000与专利文献1中公开的电池充电装置同样，例如搭载在具备主电池MBA及副电池SBA的电动汽车中。主电池MBA输出比副电池SBA高的电压。主电池MBA是用来对行驶用马达供电的，副电池SBA是用来对前照灯、雨刮器、各种电子仪器等的辅助设备类供电的。
一般是主电池MBA被从商用的外部电源AC经由充电电路充电，副电池SBA被从主电池MBA经由电力变换电路充电的结构。充电电路及电力变换电路虽然输入输出的电压规格不同，但是在功能、结构上有类似的点。因此，通过使二次侧电路4兼具有充电电路及电力变换电路的功能，实现了电池充电装置的小型化、低成本化。
电池充电装置1000也与上述的一般结构同样，在与外部电源AC连接的期间中，从外部电源AC将主电池MBA和副电池SBA充电。在没有与外部电源AC连接的期间、例如电动汽车的行驶时，从主电池MBA将副电池SBA充电。以下，设从外部电源AC将主电池MBA和副电池SBA充电的期间为第1期间，设从主电池MBA将副电池SBA充电的期间为第2期间。
<外部电源AC>
外部电源AC例如是设置在住宅等中的AC100～250［V］的商用电源。
<主电池MBA>
主电池MBA例如将多个锂离子电池单元连接而构成，根据自身的充电状态而产生例如250～350［V］的电压。在第1期间中，将主电池MBA例如充电到350［V］。
<副电池SBA>
副电池SBA例如是额定12［V］的铅电池。副电池SBA在第1期间中被从外部电源AC充电，在第2期间中被从主电池MBA充电。
<功率因数改善电路1>
功率因数改善电路1连接在外部电源AC上，由二极管电桥101、扼流线圈102、晶体管103、二极管104、电容器105构成。功率因数改善电路1是一般的功率因数改善电路。
功率因数改善电路1在第1期间中，通过基于来自控制电路10的信号将晶体管103开启关闭，将从外部电源AC供给的交流电压例如变换为380［V］的直流电压。在第2期间中，不进行将交流电压变换为直流电压的动作，为停止状态。
作为晶体管103，可以举出例如金属－绝缘体－半导体电场效应晶体管（Metal－Insulator－Semiconductor Field Effect Transistor，MISFET）、金属－氧化物－半导体电场效应晶体管（Metal－Oxide－Semiconductor FieldEffect Transistor，MOSFET）、金属－半导体电场效应晶体管（Metal－Semiconductor Field Effect Transistor，MESFET）、结型电场效应晶体管（Junction Field Effect Transistor，JFET）、绝缘栅双极型晶体管（InsulatedGate BiPolar Transistor，IGBT）等。
<DC/AC逆变器2>
DC/AC逆变器2通过将由串联连接的晶体管201、202构成的臂、和由串联连接的晶体管203、204构成的臂并联连接而成的全桥电路构成。在晶体管201～204中分别内置有体二极管。由功率因数改善电路1和DC/AC逆变器2构成连接在外部电源上、产生交流电压的电源电路。电源电路将从外部电源AC供给的交流电压升压，以将主电池MBA充电。
作为晶体管201～204，例如使用金属－绝缘体－半导体电场效应晶体管、金属－氧化物－半导体电场效应晶体管、金属－半导体电场效应晶体管、结型电场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管。
DC/AC逆变器2在第1期间中，基于来自控制电路10的信号，例如以100［kHz］的频率依次对晶体管201、204是开启而晶体管202、203是关闭的期间、晶体管201～204全部是关闭的期间、晶体管201、204是关闭而晶体管202、203是开启的期间、晶体管201～204全部是关闭的期间进行重复。由此，将从功率因数改善电路1供给的直流电压例如变换为100［kHz］的交流电压。
第2期间中，基于来自控制电路10的信号，将晶体管201、202、203、204全部关闭，不进行将直流电压变换为交流电压的动作，设为停止状态。
<变压器3>
变压器3具有一次绕线301、第1二次绕线302、第2二次绕线303，一次绕线301连接在DC/AC逆变器2上。
一次绕线301的两端分别连接在晶体管201与晶体管202的连接点及晶体管203与晶体管204的连接点上。
第1二次绕线302的两端分别连接在晶体管401与晶体管402的连接点及晶体管403与晶体管404的连接点上。第1二次绕线302被交替地感应出作为基准电压的第1电压和与该第1电压不同的第2电压。进而，在第2电压中，有作为超过第1电压的有限值的、正侧的第2电压，和作为不到第1电压的有限值的、负侧的第2电压。在本实施方式中，作为一例而设第1电压（基准电压）为0［V］，设正侧的第2电压为380［V］，设负侧的第2电压为-380［V］。
第2二次绕线303的两端分别连接在构成导通角调整电路7的晶体管701、702的漏极端子上。在本实施方式中，假设一次绕线301、第1二次绕线302、第2二次绕线303的匝数比是5：5：1。
变压器3在第1期间中将在一次绕线301中感应出的电压向第1二次绕线302及第2二次绕线303传递。在第2期间中，将在第1二次绕线302中感应出的电压向第2二次绕线303传递。
<二次侧电路4>
将二次侧电路4***到将变压器3与后述的作为电感性元件的扼流线圈501结合的电力供给路径中。更详细地讲，***到将第1二次绕线302与主电池MBA连结的电力供给路径中。二次侧电路4通过将由串联连接的晶体管401、402构成的第1臂和由串联连接的晶体管403、404构成的第2臂相互并联连接而成的全桥电路构成。作为晶体管401～404，例如使用金属－绝缘体－半导体电场效应晶体管、金属－氧化物－半导体电场效应晶体管、金属－半导体电场效应晶体管、结型电场效应晶体管等的电场效应晶体管，分别内置有体二极管。此外，在晶体管401～404中全部使用规格相同的元件。
由晶体管401、402构成的第1臂连接在第1二次绕线302的一端上，由晶体管403、404构成的第2臂连接在第1二次绕线302的另一端上。
如上述那样，通过将二次侧电路4用全桥电路构成，能够在保持有关专利文献1的电池充电装置具有的、向主电池和副电池的同时充电功能及从主电池向副电池的充电功能不变的状态下，形成第1二次绕线302不包含中央抽头的结构。能够削减从第1二次绕线302引出的端子数，结果能够使变压器3小型化。
此外，在电流量较小但电压较高的相当于向主电池的电力供给路径的第1二次绕线302中，从绝缘的观点，需要使从第1二次绕线302引出的端子彼此的距离变长。因此，通过削减从第1二次绕线302引出的端子数带来的变压器3的小型化的效果变得更大。进而，变压器3由于在构成电力变换装置的零件中是大型的零件，所以通过使变压器3小型化，能够期待电力变换装置整体的大幅的小型化。
另外，通过使二次侧电路4为全桥电路，二次侧电路4中包含的晶体管的数量增加，但由于晶体管在构成电力变换装置的零件中是小型的零件，所以给电力变换装置的大小带来的影响较小。
二次侧电路4在第1期间中，基于来自控制电路10的信号，将在第1二次绕线302中感应出的交流电压整流。并且，将整流后的电压向第1平滑电路5供给。该整流动作通过控制晶体管401～404的开启及关闭来进行，但此时，在本实施方式中进行特别的控制。通过进行该特别的控制，能够降低在变压器3的第1二次绕线302中发生的浪涌电压，结果，能够降低从电力变换装置发生的噪声。关于该特别的控制的详细情况，在后面的［电池充电装置的动作］项中详细地说明。
在第2期间中，基于来自控制电路10的信号，例如以100［kHz］的频率依次使晶体管401、404是开启而晶体管402、403是关闭的期间、晶体管401～404全部是关闭的期间、晶体管401、404是关闭而晶体管402、403是开启的期间、晶体管401～404全部是关闭的期间重复。由此，将来自主电池MBA的直流电压变换为100［kHz］的交流电压，向第1二次绕线302供给，以将副电池SBA充电。
<第1平滑电路5、扼流线圈短路电路6>
平滑电路5由作为电感性元件的扼流线圈501与电容器502的串联电路构成。扼流线圈短路电路6由继电器构成。
在第1期间中，基于来自控制电路10的信号，扼流线圈短路电路6进行开放动作。结果，平滑电路5作为扼流线圈501和电容器502的滤波电路作用，在电容器502中产生规定的直流电压。
在第2期间中，基于来自控制电路10的信号，扼流线圈短路电路6进行短路动作。由此，扼流线圈501被扼流线圈短路电路6短路，平滑电路5作为单纯的电容器发挥功能。
<导通角调整电路7>
导通角调整电路7被***到将第2二次绕线303与副电池SBA连结的电力供给路径中，由晶体管701、702构成。导通角调整电路7的输入侧连接在第2二次绕线303上，输出侧连接在整流电路8上。晶体管701、702各自的漏极端子连接在第2二次绕线303的两端上。在晶体管701、702中，例如使用金属－绝缘体－半导体电场效应晶体管、金属－氧化物－半导体电场效应晶体管、金属－半导体电场效应晶体管、结型电场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管。
导通角调整电路7在第1期间中，调整在第2二次绕线303中感应的交流电压的导通角，以将副电池SBA充电。具体而言，通过基于来自控制电路10的信号进行晶体管701、702的开启关闭动作，重复导通状态和非导通状态。在导通状态下，将在第2二次绕线303中感应的交流电压向整流电路8供给，在非导通状态下，不进行该交流电压的向整流电路8的供给。
在本实施方式的第1期间中，匹配于由二次侧电路4进行特别的控制而进行控制，以使导通角调整电路7成为导通状态。通过进行这样的控制，将在第1二次绕线302中发生的浪涌电压分散到第2二次绕线303中，所以能够进一步降低在第1二次绕线302中发生的浪涌电压。关于其详细情况，在后面的［电池充电装置的动作］项中进行说明。
在第2期间中，基于来自控制电路10的信号调整在第2二次绕线303中感应的交流电压的导通角，以得到用来向副电池SBA供给的交流电压。具体而言，将晶体管701、702开启，将在第2二次绕线303中感应出的交流电压原样向整流电路8供给。
<整流电路8>
整流电路8是二极管801、二极管802的各自的阳极端子相互连接的串联电路。二极管801的阴极端子连接在晶体管701的源极端子上，二极管802的阴极端子连接在晶体管702的源极端子上。
整流电路8不论第1期间、第2期间都将来自导通角调整电路7的交流电压整流，向第2平滑电路9供给。
<第2平滑电路9>
第2平滑电路9由扼流线圈901、902和电容器903构成。扼流线圈901和扼流线圈902的一端相互连接，各自的另一端连接在晶体管701与二极管801的连接点、晶体管702与二极管802的连接点上。电容器903连接在扼流线圈901、902的连接点、和二极管801，802的连接点上。
第2平滑电路9不论第1期间、第2期间都根据在第2二次绕线303中感应的交流电压的极性，作为由扼流线圈901和电容器903构成的滤波电路、以及由扼流线圈902和电容器903构成的滤波电路发挥作用，使电容器903的两端产生规定的直流电压。
<控制电路10>
控制电路10控制功率因数改善电路1、DC/AC逆变器2、二次侧电路4、扼流线圈短路电路6、导通角调整电路7的动作。
控制电路10例如由微控制器（Micro Controller Unit（MCU））等的数字电路、和驱动电池充电装置1000中包含的各晶体管的驱动电路构成。此外，控制电路10还具备读取电容器105、电容器502及电容器903的两端电压的机构。
在第1期间中，控制功率因数改善电路1的晶体管103的开启关闭动作，以使电容器105的两端电压为380［V］。此外，控制DC/AC逆变器2的晶体管201～204的开启关闭动作，以使电容器502的两端电压成为与主电池MBA的充电状态对应的电压。
关于对二次侧电路4的控制，进行控制，以除了进行上述特别的控制的期间以外基本上将晶体管401～404全部关闭、进行使用它们的体二极管的整流动作。
进而，控制电路10通过控制导通角调整电路7的晶体管701、702的开启关闭、控制导通角调整电路7的导通状态及非导通状态，使电容器903的两端电压例如成为14［V］。此时，匹配于在二次侧电路4中进行特别的控制而控制导通角调整电路7以使其成为导通状态。并且，使扼流线圈短路电路6成为开放状态。
在第2期间中，控制二次侧电路4的晶体管401～404的开启关闭动作，以使电容器903的两端电压例如成为14［V］。此外，将晶体管103、201～204关闭，以使功率因数改善电路1及DC/AC逆变器2成为停止状态。扼流线圈短路电路6为短路状态，将导通角调整电路7的晶体管701、702开启，以将在第2二次绕线303中感应出的交流电压向副电池SBA供给。
［电池充电装置的动作］
<第1期间>
（概略）
图2是表示有关第1实施方式的第1期间的时序图的图。
图2（a）、图2（b）、图2（c）、图2（d）是分别表示从控制电路10输出的对于晶体管201、202、203、204的控制信号的波形的图。图2（e）、图2（f）、图2（g）、图2（h）是分别表示从控制电路10输出的对于晶体管401、402、403、404的控制信号的波形的图。图2（i）是表示对于扼流线圈短路电路6的控制信号的波形的图。图2（j）、图2（k）是分别表示对于晶体管701、702的控制信号的波形的图。图2（l）、图2（m）、图2（n）、图2（o）是分别表示在一次绕线301中感应的电压（一次绕线301的两端电压）V1、在第1二次绕线302中感应的电压（第1二次绕线302的两端电压）V2、在第2二次绕线303中感应的电压（第2二次绕线303的两端电压）V3、导通角调整电路7通过后的电压V4的变化的图。另外，该电压V1～V4在图1中也图示了。
如图2（a）、图2（b）、图2（c）、图2（d）所示，控制电路10控制晶体管201～204的占空比，以使电容器502的两端电压成为与主电池的充电状态对应的电压。由此，对一次绕线301施加图2（l）所示的波形。电压V1的波高值依存于功率因数改善电路1的输出电压，这里假设是380［V］。
在第1期间中，二次侧电路4进行使用体二极管的整流动作。因此，如图2（e）、图2（f）、图2（g）、图2（h）所示，除了一部分期间以外，基本上将晶体管401～404全部关闭。在该“一部分期间”中，进行上述特别的控制。
在第1期间中，由于使扼流线圈短路电路6为开放状态，所以如图2（i）所示，扼流线圈短路电路是关闭。
在第1二次绕线302、第2二次绕线303中，分别感应出图2（m）、图2（n）所示的波形的电压。电压V2的波高值依存于一次绕线301与第1二次绕线302的匝数比。如上述那样，在本实施方式中，由于使一次绕线301与第1二次绕线302的匝数比为5：5，所以电压V2的波高值与电压V1同样为380［V］。
电压V3的波高值依存于一次绕线301与第2二次绕线303的匝数比。如上述那样，一次绕线301与第2二次绕线303的匝数比是5：1，所以电压V3的波高值为380/5=76［V］。
此外，如图2（j）、图2（k）所示，控制电路10控制晶体管701、702的占空比，以使电容器903的两端电压成为14［V］。此时，匹配于在二次侧电路4中进行特别的控制而将导通角调整电路7控制为导通状态，即，使晶体管701、702成为开启。进而，如图2（o）所示，通过导通角调整电路7后的电压V4的波高值与电压V3相同，但波形为被缩减了导通角的波形。
（二次侧电路4的详细动作）
接着，对作为本实施方式的特征部分的二次侧电路4中的特别的控制进行说明。
图3（a）、图3（b）是将图2所示的时序图的特征部分放大表示的图。图3（a）表示从控制电路10输出的对于晶体管401～404的控制信号的波形，对应于图2（a）～图2（d）。在本实施方式的第1期间中，由于对晶体管401～404的控制信号的波形是共通的，所以在图3（a）中将这些控制信号一起用1个表示。图3（b）表示电压V2，对应于图2（m）。
此外，如图2及图3所示，在以下的说明中，将以电压V2从0［V］转变为380［V］的时点为开始期、以从380［V］转变为0［V］的时点为结束期的期间设为A期间。此外，将以电压V2从380［V］转变为0［V］的时点为开始期、以从0［V］转变为-380［V］的时点为结束期的期间设为B期间。并且，将以电压V2从0［V］转变为-380［V］的时点为开始期、以从-380［V］转变为0［V］的时点为结束期的期间设为C期间。最后，将以电压V2从-380［V］转变为0［V］的时点为开始期、以从0［V］转变为380［V］的时点为结束期的期间设为D期间。
即，A期间是在第1二次绕线302中感应出作为超过第1电压即0［V］的有限值的、正侧的第2电压的期间，C期间是在第1二次绕线302中感应出作为不到第1电压（0［V］）的有限值的、负侧的第2电压的期间。另一方面，B期间及D期间是在第1二次绕线302中感应出第1电压（0［V］）的期间。
在本实施方式中，如图2（e）、图2（f）、图2（g）、图2（h）及图3所示，在第1二次绕线302中感应出的电压是第1电压的期间中的体二极管的下降时间β以上的规定期间中，将二次侧电路4的晶体管401～404全部开启，该规定期间是包括从在第1二次绕线302中感应出的电压从第1电压向第2电压转变的时点起、到向前追溯了晶体管401～404具备的体二极管的上升时间α的时点为止的期间PA的一部分或全部的期间。以下，将使该晶体管401～404为开启的期间记作“开启状态期间”。以下，将晶体管401～404具备的体二极管的上升时间α单记作“上升时间α”，将晶体管401～404具备的体二极管的下降时间β单记作“下降时间β”。
开启状态期间是在第1二次绕线302中感应的电压为第1电压的期间，即，在B期间及D期间分别包含的二次侧开启状态期间。在开启状态期间中，有B期间中包含的负侧的开启状态期间、和D期间中包含的正侧的开启状态期间。在本实施方式中，负侧的开启状态期间包括从电压V2从第1电压向负侧的第2电压转变的时点起、到向前追溯了上升时间α的时点为止的期间PA的全部。另一方面，在本实施方式中，正侧的开启状态期间包括从电压V2从第1电压向正侧的第2电压转变的时点起、到向前追溯了上升时间α的时点为止的期间PA的全部。
在本实施方式中，在该负侧的开启状态期间及正侧的开启状态期间中，将二次侧电路4的晶体管401～404全部开启。通过进行这样的控制，能够实现在第1二次绕线302中发生的浪涌电压的降低。
这里，使用图4对上升时间α进行说明。图4是用来说明晶体管401～404具备的体二极管的特性的时序图。图4（a）表示晶体管401～404的状态，图4（b）表示各晶体管具备的体二极管的状态。这里，为了说明体二极管的特性，如图4（a）所示，对晶体管401～404是关闭的期间进行图示。
以下，使用“顺偏(bias)”及“逆偏”的词语进行说明，但本说明书中的“顺偏”及“逆偏”只要没有特别叙述，就是对于晶体管而言的顺偏及逆偏的意思。对于晶体管而言的顺偏相当于对于二极管而言的逆偏，对于晶体管而言的逆偏相当于对于二极管而言的顺偏。此外，关于“顺方向”及“逆方向”的用语，也只要没有特别叙述，就是对于晶体管而言的顺方向及逆方向的意思。
如图4（b）所示，当在晶体管上施加了顺偏的电压时，体二极管是关闭，而如果被施加逆偏的电压则成为开启。但是，如果从顺偏的状态转变为逆偏的状态，则体二极管不是立即上升。为了体二极管完全上升、即体二极管成为开启，需要规定的时间。该晶体管401～404具备的体二极管完全上升为止所需要的时间相当于“上升时间α”。另外，体二极管的上升时间根据晶体管的规格及其他电路元件的常数等而不同。另外，所谓“体二极管完全上升的状态”，不包括体二极管处于从关闭向开启的转变时间中的状态。
同样，为了体二极管完全下降、即体二极管成为关闭，需要规定的时间。该晶体管401～404具备的体二极管完全下降为止所需要的时间相当于“下降时间β”。另外，体二极管的下降时间根据晶体管的规格及其他电路元件的常数等而不同。另外，所谓“体二极管完全下降的状态”，不包括体二极管处于从开启向关闭的转变中的状态。
（浪涌电压降低原理）
首先，使用图5、图6，对理想状态下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流进行说明。
图5及图6是表示理想状态下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流的图。图5（a）、图5（b）、图6（a）及图6（b）分别表示在图2所示的A期间、B期间、C期间及D期间中流过的电流。此外，在图5及图6的各图中，将第1二次绕线302中包含的漏电感用“Le”的符号表示。
在图5（a）所示的A期间中，从第1二次绕线302沿着漏电感Le、晶体管401的体二极管、扼流线圈501、电容器502、晶体管404的体二极管的路径流过电流。在图5（b）所示的B期间中，从扼流线圈501沿着电容器502、晶体管402的体二极管、晶体管401的体二极管的路径、以及从扼流线圈501沿着电容器502、晶体管404的体二极管、晶体管403的体二极管的路径流过电流。
在图6（a）所示的C期间中，从第1二次绕线302沿着晶体管403的体二极管、扼流线圈501、电容器502、晶体管402的体二极管、漏电感Le的路径流过电流。在图6（b）所示的D期间中，从扼流线圈501沿着电容器502、晶体管402的体二极管、晶体管401的体二极管的路径、以及从扼流线圈501沿着电容器502、晶体管404的体二极管、晶体管403的体二极管的路径流过电流。
在理想状态下，依次重复图5（a）、图5（b）、图6（a）、图6（b）所示的状态。但是，实际上不是将图5及图6所示的状态单纯地重复，而是在从D期间向A期间转变的瞬间及从B期间向C期间转变的瞬间，流过与图5及图6所示的电流不同的电流。以下，举从D期间向A期间转变的瞬间进行说明。
图7是用来对实际的情况下的第1期间中的流到电力变换装置中的电流进行说明的图。
图7（a）是表示实际的情况下的从D期间向A期间转变的瞬间的、流到电力变换装置中的电流的图。在从D期间向A期间转变的瞬间、即电压V2从0［V］向380［V］转变的瞬间，如用虚线表示那样，从第1二次绕线302沿着漏电感Le、晶体管401的体二极管、晶体管403的体二极管的路径流过短路电流。由该虚线表示的短路电流也称作恢复电流，倒流流过晶体管403的体二极管。进而，如用单点划线表示那样，在从第1二次绕线302沿着漏电感Le、晶体管402的体二极管、晶体管404的体二极管的路径中也流过短路电流。由该单点划线表示的短路电流倒流流过晶体管402的体二极管。
流过短路电流的现象本身，是即使在作为二极管而使用肖特基势垒二极管等的恢复时间较短的高速二极管的情况下也会发生的。但是，晶体管的体二极管因为是双极型且恢复时间较长的二极管，所以流过特别多的短路电流，此外流过短路电流的时间也较长。
这里，对恢复时间简单地说明。考虑从对于二极管而言顺偏（对于晶体管而言逆偏）的状态变化为逆偏（对于晶体管而言顺偏）的状态的情况。当是对于二极管而言逆偏的状态时，本来在二极管中不流过电流。但是，实际上，即使成为对于二极管而言逆偏的状态，也在一段期间中在二极管中流过对于二极管而言逆方向的电流（对于晶体管而言顺方向）。该电流是短路电流，短路电流流过的期间是恢复时间。该恢复时间是二极管中存在的少量载流子为主要的原因而发生的，是因所谓的少量载流子累积效果带来的。
图7（b）是表示短路电流流过的期间经过后的流到电力变换装置中的电流的图。在短路电流流尽后，如图7（b）所示那样回到理想状态（图5（a）所示的A期间）。但是，当回到理想状态时，在漏电感Le中发生在图7（b）中用“+”及“-”表示那样的极性的电压，以将在短路电流流过的期间中积存在漏电感Le中的能量释放。该电压在A期间中被添加到在第1二次绕线302中感应的电压V2中，所以在第1二次绕线302中发生浪涌电压。如上述那样，在作为二极管而使用晶体管的体二极管的情况下流过特别大的短路电流，所以积存在漏电感Le中的能量也相应地变大。结果，在第1二次绕线302中发生更大的浪涌电压。较大的浪涌电压成为从电力变换装置发生的噪声的原因。
另外，在图7中表示了从D期间向A期间转变的瞬间的状态。虽然没有特别图示，但在从B期间向C期间转变的瞬间流过的短路电流的方向及在漏电感Le中发生的电压的极性与图7所示相反。
本申请的发明者考虑，进行控制以使得在第1二次绕线302中感应的电压V2从第1电压转变为第2电压的瞬间或在即将转变之前在晶体管的体二极管中流过电流，为产生较大的短路电流的原因。所以，本申请的发明者想到了进行在电压V2从第1电压转变为第2电压的瞬间或即将转变之前将晶体管开启而使电流流到不是晶体管的体二极管的沟道中那样的控制，来抑制在第1二次绕线302中发生的浪涌电压的发明。
这里，所谓“电压V2从第1电压转变为第2电压的瞬间或即将转变之前”，相当于“在变压器中感应的电压是第1电压的期间中的、包括从在变压器中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点起到向前追溯了各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的时点为止的期间的一部分或全部的期间、而且是体二极管的下降时间以上的期间”。在本实施方式中，进行晶体管401～404的控制，以使开启状态期间包含与“电压V2从第1电压转变为第2电压瞬间或即将转变之前”对应的期间。对于抑制在第1二次绕线302中发生的浪涌电压的原理，使用图3及图8进行说明。
图3（c）是使晶体管401、404具备的体二极管的状态与对于晶体管401～404的控制信号波形（图3（a））及电压V2的变化（图3（b））对应而表示的图。在本实施方式中，由于晶体管401、404的动作是共通的，所以在图3（c）中将它们一起用1个表示。另一方面，图3（d）是表示晶体管402、403具备的体二极管的状态的图。关于晶体管402、403也同样，由于动作是共通的，所以一起用1个表示。
图8（a）是表示在从D期间的开始期起到正侧的开启状态期间的开始期为止的期间中的流到电力变换装置中的电流的图。图8（b）是表示在正侧的开启状态期间中的流到电力变换装置中的电流的图。
如图3（a）及图8（a）所示，在从D期间的开始期起到正侧的开启状态期间的开始期为止的期间中，与在图6（b）中说明的理想状态同样，晶体管401～404的全部的体二极管是开启状态。并且，如图3（a）所示，在开启状态期间中进行控制以将晶体管401～404全部开启。于是，一般与体二极管相比，沟道的开启电阻更小，所以通过将晶体管401～404开启，如图8（b）所示，流到晶体管的体二极管中的电流的几乎全部流过沟道。因此，如图3（c）、图3（d）所示，在负侧及正侧的开启状态期间中，晶体管401～404的体二极管为关闭。在各晶体管的体二极管中几乎不流过电流的状态下，如果电压V2从第1电压转变为第2电压（如果从D期间转变为A期间），则几乎不发生恢复时间。通过几乎不存在恢复时间，也几乎不流过短路电流。结果，积存到漏电感Le中的能量被大幅降低，能够防止在第1二次绕线302中发生较大的浪涌电压。
另外，不言而喻，在开启状态期间中，使与流到晶体管401～404的体二极管中的电流相同方向的电流流到晶体管401～404的沟道中。即，使得在晶体管401～404中流过反方向的电流。在晶体管401～404中流过反方向的电流的情况下，晶体管401～404的漏极端子－源极端子间电压需要是逆偏。因而，在开启状态期间中所谓“将晶体管401～404开启”，正确地讲，是“将晶体管401～404的漏极端子－源极端子间电压设为对于晶体管而言逆偏后而开启”的意思。但是，在除了开启状态期间以外的B期间及D期间中，由于在体二极管中流过电流，所以晶体管401～404的漏极端子－源极端子间电压已经成为逆偏。因此，在控制上单单仅通过将晶体管401～404开启，在晶体管401～404的沟道中流过反方向的电流。
（开启状态期间）
本实施方式的开启状态期间至少包括满足以下的3条件的期间。
（1）开启状态期间包括在第1二次绕线302中感应出的电压V2为第1电压的期间的一部分或全部。
（2）开启状态期间包括从在第1二次绕线302中感应的电压V2从第1电压向第2电压转变的时点起到向前追溯了上升时间α的时点为止的期间PA的一部分或全部。
（3）开启状态期间的长度是下降时间β以上。
以下，对各条件的意义进行说明。
条件（1）因为本实施方式通过在从B期间向C期间转变的瞬间或即将转变之前（即B期间内）、以及从D期间向A期间转变的瞬间或即将转变之前（即D期间内）将晶体管401～404开启，使得在体二极管中不流过电流，所以是当然应满足的条件。
此外，通过满足条件（3），能够在开启状态期间内使体二极管完全下降。
条件（2）与开启状态期间的结束期被设定在期间PA内是等价的。由于开启状态期间的结束期被设定期间PA内，所以从开启状态期间的结束期起到B期间的结束期为止的期间、以及从开启状态期间的结束期起到D期间的结束期为止的期间比体二极管的上升时间α短。因而，如果在开启状态期间的结束期中将体二极管完全下降，则通过满足条件（2），能够避免在B期间的结束期及D期间的结束期中体二极管再次完全上升的状况。
图9是表示使开启状态期间的结束期变化的情况下的在第1二次绕线中发生的浪涌电压变化量的曲线图。这里，开启状态期间的开始期被固定为电压V2从第2电压转变为第1电压的时点（即，从期间A转变为期间B的时点、以及从期间C转变为期间D的时点）。
横轴表示时间［ns］（纳秒），横轴的值越在正向变大，意味着使开启状态期间的结束期越迟，横轴的值在负向越大，意味着越将开启状态期间的结束期提早。横轴中的0［ns］对应于电压V2从第1电压转变为第2电压的时点。因而，时刻是正值的区域（从表示0的虚线向右侧的区域）意味着开启状态期间的结束期存在于A期间或C期间中。另一方面，时刻是负值的区域（从表示0［ns］的虚线向左侧的区域）意味着开启状态期间的结束期存在于B期间或D期间中。另一方面，纵轴表示浪涌电压变化量［%］，表示相对于横轴0［ns］的情况下的浪涌电压量的变化量。
根据图9的曲线图可知，如果将开启状态期间的结束期设定到时刻是正值的区域中，则浪涌电压变化量急剧地增加。考虑这是因为，通过在晶体管的沟道侧流过大电流，漏电感积存的能量变大。因而，在本实施方式中，将开启状态期间的结束期设为电压V2从第1电压转变为第2电压的时点。
另一方面，考虑用有关图10的比较例的时序图控制的情况。与图3同样，图10（a）表示从控制电路10输出的对于晶体管401～404的控制信号的波形，图10（b）表示在第1二次绕线302中感应的电压V2，图10（c）表示晶体管401、404具备的体二极管的状态，图10（d）表示晶体管402、403具备的体二极管的状态。
在本比较例中，如图10（a）所示，将开启状态期间设在从电压V2从第1电压转变为第2电压的时点向前追溯了上升时间α的时点靠前。在此情况下，在从开启状态期间的结束期经过上升时间α后，晶体管401～404的各体二极管完全上升，再次成为开启状态。这样，在电压V2是第1电压的B期间及D期间的结束期附近，发生在体二极管中流过电流的Y期间。因此，在电压V2从第1电压转变为第2电压的瞬间、即从D期间向A期间转变的瞬间以及从B期间向C期间转变的瞬间，晶体管401～404的各体二极管成为开启。这是与在图7中说明那样的、在第1二次绕线302中发生较大的浪涌电压的情况相同的状态。
另一方面，在将开启状态期间的结束期设定在从电压V2从第1电压转变为第2电压的时点起到向前追溯了上升时间α的时点为止的期间PA内的情况下，开启状态期间结束而体二极管再次开始上升，但在电压V2从第1电压转变为第2电压的时点，体二极管没有完全上升。因此，在电压V2从第1电压转变为第2电压的时点，流到体二极管中的电流被抑制，浪涌电压被抑制。实际上，如图9所示，可知只要开启状态期间的结束期是0～-300［ns］附近的范围内，浪涌电压变化量就大致是0［%］。但是，在使开启状态期间的结束期比-300［ns］提早的情况下，浪涌电压变化量急剧地增加。此外，维持大致0［%］的浪涌电压变化量的该300［ns］的时间幅度与在有关图9的实验中使用的晶体管具备的体二极管的上升时间大致对应。另外，由于体二极管的上升时间根据晶体管的规格及其他电路元件的常数等而不同，所以与此对应，维持大致0［%］的浪涌电压变化量的期间可能变化。
（其他）
（1）在图2及图3中，表示了开启状态期间包括期间PA的全部的例子，但本实施方式并不限定于此。只要开启状态期间包括期间PA的一部分，与不进行这样的控制的情况相比就能够得到在第1二次绕线302中发生的浪涌电压的降低效果。对此使用图11进行说明。
图11是表示有关第1实施方式的另一例的时序图的图。与图3同样，图11（a）表示从控制电路10输出的对于晶体管401～404的控制信号的波形，图11（b）表示在第1二次绕线302中感应的电压V2，图11（c）表示晶体管401、404具备的体二极管的状态，图11（d）表示晶体管402、403具备的体二极管的状态。
在本例中，设开启状态期间的长度与图3的例子相同，将开启状态期间的开始期比图3的例子提早。如果是这样的情况，如图11（c）、图11（d）所示，在从B期间向C期间转变的时点，晶体管401、404的体二极管不会完全上升。此外，在从D期间转变为A期间的时点，晶体管402、403的体二极管也不完全上升。因此，与体二极管完全上升的情况相比，流到体二极管中的电流较少。因而，与没有设置开启状态期间的情况相比，浪涌电压被降低。
（2）在图2、图3、图11所示的时序图中，将开启状态期间的长度设为下降时间β以上，但根据情况，有即使开启状态期间的长度不到体二极管的下降时间β也能够得到效果的情况。
图12是表示从B期间向C期间转变的时点附近的时序图。这里，开启状态期间的长度不到体二极管的下降时间β。在此情况下，也能够在B期间的结束期将晶体管401、404的体二极管某种程度降低。因而，与没有设置开启状态期间的情况相比能够降低浪涌电压。
图13表示开启状态期间的长度与图12相同、使B期间内的开启状态期间的位置变化的情况。
图13（b）与图12的情况相同。
图13（c）是将开启状态期间提早的情况。在此情况下，在从开启状态期间的结束期起到B期间的结束期为止的期间中，晶体管401、404的体二极管再次上升。但是，开启状态期间中的体二极管的下降的分量（电流的下降量）比开启状态期间结束后的体二极管的上升的分量（电流的上升量）大。因此，在B期间的结束期能够将晶体管401、404的体二极管某种程度降低。因而，与没有设置开启状态期间的情况相比，能够降低浪涌电压。
图13（d）是进一步将开启状态期间提早的情况。在此情况下，虽然在开启状态期间中体二极管某种程度下降，但在开启状态期间的结束后体二极管再次上升，到B期间的结束期为止已完全上升。因而，不能得到降低浪涌电压的效果。
考虑以上的情况可知，只要设定在第1二次绕线302中感应的电压为第1电压的期间内的负侧的开启状态期间的位置、以及负侧的开启状态期间的长度，以使得负侧的开启状态期间中的体二极管的下降的分量比在从负侧的开启状态期间的结束期起到在第1二次绕线302中感应的电压从第1电压转变为第2电压的时点为止的期间中体二极管上升的分量大就可以。只要满足该条件，不论负侧的开启状态期间的长度是否是体二极管的下降时间β以上，都能够得到降低浪涌电压的效果。以下，参照图14及图15，对能够得到浪涌电压降低效果的开启状态期间进行数式化。
图14是将能得到浪涌电压降低效果的情况下的开启状态期间的一例汇总的图。图14（a）表示在第1二次绕线302中感应的电压V2的变动。图14（b）～图14（e）表示设定了负侧的开启状态期间以便能得到浪涌电压降低效果的情况下的晶体管401、404的体二极管的状态，对应于实施方式。图14（b）的实施方式对应于图3，图14（c）的实施方式对应于图12及图13（b）。此外，图14（d）的实施方式对应于图11。进而，图14（e）的实施方式对应于图13（c）。
如上述那样，只要在从B期间向C期间转变的时点晶体管401、404的体二极管处于还没有完全上升的状态，就能够降低浪涌电压。所以，参照图14，对用来使得在从B期间向C期间转变的时点晶体管401、404的体二极管成为没有完全上升的状态的、负侧的开启状态期间的设定条件进行说明。以下，除了体二极管的上升时间的长度α及下降时间的长度β以外，将负侧的开启状态期间的长度定义为Pon2，将B期间的长度定义为PX，将从负侧的开启状态期间的结束期起到从B期间向C期间转变的时点为止的长度定义为PS而进行说明。
首先，如图14（b）所示，如果负侧的开启状态期间的长度Pon2是下降时间β以上、即满足Pon2≧β的关系，则在从B期间向C期间转变的时点，能够将晶体管401、404的体二极管完全地下降。
接着，如图14（c）所示，在负侧的开启状态期间的结束期是与从B期间向C期间转变的时点同时的情况下，负侧的开启状态期间只要稍稍设定就可以。即，通过满足PS=0且Pon2>0的关系，能够使得在从B期间向C期间转变的时点体二极管为没有完全上升的状态。
进而，如图14（d）、图14（e）所示，在负侧的开启状态期间的结束期不是与从B期间向C期间转变的时点同时的情况下，即，即使是PS>0的情况，也能够使得在从B期间向C期间转变的时点体二极管为没有完全上升的状态。为此，只要从负侧的开启状态期间的开始期起到从B期间向C期间转变的时点为止的期间中的体二极管的下降的分量比上升的分量大就可以。
这里，将负侧的开启状态期间中的体二极管的下降的分量用Pon2/β表示。另一方面，将从负侧的开启状态期间结束期起到从B期间向C期间转变的时点为止的期间（PS）中的体二极管的上升的量用PS/α表示。因而，通过使得满足（Pon2/β）>（PS/α）的关系，能够使得在从B期间向C期间转变的时点体二极管为没有完全上升的状态。
此外，假如在第1二次绕线302中感应的电压是第2电压的期间中将各晶体管开启的情况下，各臂中包含的晶体管间将会短路。由此，为了防止该短路，使开启状态期间的长度Pon2与PS的总和为B期间的长度PX以下，即满足Pon2+PS≦PX的关系。换言之，负侧的开启状态期间的开始期为第1二次绕线302中感应的电压从第2电压向第1电压转变的时点以后。
图15是将不能得到浪涌电压降低效果的情况下的开启状态期间的一例汇总的图。图15（a）表示在第1二次绕线302中感应的电压V2的变动。图15（b）、图15（c）表示不能得到浪涌电压降低效果的情况下的晶体管401、404的体二极管的状态，对应于比较例。图15（b）的比较例对应于图10所示的比较例，图15（c）的比较例对应于图13（d）所示的比较例。
如在图14（d）、图14（e）中说明那样，也可以使负侧的开启状态期间的结束期与从B期间向C期间转变的时点不为同时（PS>0）。但是，在PS为体二极管的上升时间α以上的情况下，如图15（b）所示，在从B期间向C期间转变的时点，体二极管将再次完全上升。结果，在B期间的结束期，会产生在体二极管中流过电流的Y期间。因而，为了避免在从B期间向C期间转变的时点体二极管完全上升的状况，满足PS<α的关系。
在图15（c）所示的例子中，满足PS<α的关系。但是，从负侧的开启状态期间的开始期起到从B期间向C期间转变的时点为止的期间中的体二极管的下降的分量Pon2/β与上升的分量PS/α相同。即，不将开启状态期间设定为满足上述（Pon2/β）>（PS/α）的关系。因此，在B期间的结束期中产生在体二极管中流过电流的Y期间，不能得到浪涌电压降低效果。
如使用图14及图15说明的那样，关于开启状态期间的长度Pon2，需要满足（Pon2/β）>（PS/α），即（A）Pon2>（β/α）PS的关系和（C）Pon+PS≦PX这两个关系。此外，关于PS还需要满足（B）0≦PS<α的关系。另外，在图14（b）的例子中说明了满足Pon2≧β的关系，在图14（c）的例子中满足Pon2>0的关系。这些例子是PS是0的情况下的例子，哪个例子都满足上述（A）的关系。
在从B期间向C期间转变的时点，体二极管的下降程度越大，越能够降低浪涌电压。因而，在图14所示的各实施方式中能得到最有效果的浪涌电压降低效果的是图14（b）所示的实施方式。在图14（b）的例子中，在第1二次绕线302中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点，体二极管完全下降。为了这样，除了（A）～（C）的3个关系以外，只要使得满足（D）Pon2≧β且（E）PS=0的两个条件就可以。
在图12～图15中，以从B期间向C期间转变的时点进行讨论，但容易地类推，如果是从D期间转变为A期间的时点也同样。
（3）在图2、图3及图11～图14中，在开启状态期间中将构成第1臂及第2臂的全部的晶体管开启，但本实施方式并不限定于此。只要将构成第1臂及第2臂中的至少一个臂的晶体管开启，与不将晶体管401～404开启的情况相比，在以二次侧电路4整体观察的情况下，就能够减少流过体二极管的电流量。因而，与不将晶体管401～404开启的情况相比能够降低浪涌电压。
（4）通过除了二次侧电路4中的控制以外还在导通角调整电路7的控制方面下功夫，能够进一步抑制在第1二次绕线302中发生的浪涌电压。
具体而言，使将导通角调整电路7接通为导通状态的定时与在第1二次绕线302中感应的电压V2从第1电压转变为第2电压的定时、即开启状态期间的结束期同步。通过进行这样的控制，产生积存在变压器3的漏电感中的浪涌电压的能量不仅是第1二次绕线302、也被分散释放到第2二次绕线303中。结果，在第1二次绕线302中发生的浪涌电压被降低，所以也进一步降低了从电力变换装置发生的噪声。
在图2中，表示了在第1二次绕线302中感应的电压V2从第1电压向第2电压转变的时点与导通角调整电路成为导通状态的时点为同时的例子。但是，通过在至少包括在第1二次绕线302中感应的电压V2从第1电压向第2电压转变的时点的期间中使导通角调整电路为导通状态，能够得到上述浪涌电压分散的效果。
<第2期间>
图16是表示有关第1实施方式的第2期间的时序图的图。图16（a）～图16（k）所示的波形分别表示从控制电路10输出的对于晶体管201、202、203、204、401、402、403、404、扼流线圈短路电路6、晶体管701、702的控制信号的波形。图16（l）～图16（o）所示的波形分别表示电压V1、电压V2、电压V3、导通角调整电路7通过后的电压V4的变化。
在第2期间中由于使DC/AC逆变器2为停止状态，所以如图16（a）、图16（b）、图16（c）、图16（d）所示，晶体管201～204为关闭。此外，由于使扼流线圈短路电路6为短路状态，所以如图16（i）所示那样扼流线圈短路电路6是开启。
如图16（e）、图16（f）、图16（g）、图16（h）所示，控制电路10控制晶体管401、402、403、404的占空比，以使电容器903的两端电压成为14［V］。由此，在第1二次绕线302中，感应出图16（m）所示的波形的电压。电压V2的波高值依存于主电池MBA的输出电压，根据充电状态，在250～350［V］的范围中变化。另外，在一次绕线301中感应出图16（l）所示的波形的电压，经由晶体管201、202、203、204的体二极管将电容器105充电，但该电力由于非常小所以忽视。因此，在图16（l）中，电压V1的波高值没有特别记载。
在第2二次绕线303中，感应出图16（n）所示的波形的电压。电压V3的波高值依存于第1二次绕线302、第2二次绕线303和匝数，为50（=250/5）～70（=350/5）［V］。
如图16（j）、图16（k）所示，由于在第2期间中晶体管701、702是开启，所以通过图16（o）所示的导通角调整电路7后的电压V4成为与电压V3相同。
［总结］
有关本实施方式的电池充电装置1000的二次侧电路4能够将来自主电池的直流电压变换为交流电压并向第1二次绕线供给，这一点与有关专利文献1的二次侧电路是同样的。但是，在本实施方式中，使二次侧电路4的结构为全桥电路。在有关专利文献1的电池充电装置的电路结构中，需要从变压器的二次绕线1003b引出3条端子，但由于全桥电路的输入侧端子是两条，所以从变压器3的第1二次绕线302引出的端子也两条就足够。这样，在本实施方式中，能够削减从第1二次绕线引出的端子数，结果能够将变压器小型化。
进而，在本实施方式中，通过在开启状态期间中将构成二次侧电路4的晶体管401～404开启，使得不是在晶体管401～404的体二极管、而是在沟道中流过电流。通过这样的控制，在第1二次绕线302中感应出的电压从第1电压转变为第2电压的瞬间，能够使短路电流流过的期间变短。通过流过短路电流的期间变短，积存在第1二次绕线302的漏电感中的能量也变小。结果，在第1二次绕线302中感应出电压的瞬间被加上的能量也变小，在第1二次绕线302中发生的浪涌电压被降低。如以上说明，根据在有关本实施方式的电池充电装置中使用的电力变换装置，能够实现小型化并且能够降低噪声。
<<第2实施方式>>
［电池充电装置的动作］
本实施方式与第1实施方式的差异点只是第1期间中的时序图，电池充电装置的结构与第1实施方式（图1）是同样的。以下，参照图1及图17对本实施方式进行说明。
图17是表示有关第2实施方式的第1期间的时序图的图。与图2所示的有关第1实施方式的第1期间的时序图不同的点，只是二次侧电路4中的晶体管401～404的控制。大体上，将晶体管401～404开启的期间变长。
图17（e）、图17（f）、图17（g）、图17（h）所示，控制电路10在电压V2（图17（m））是正侧的第2电压的期间中进行控制，以使晶体管401、404为开启、将晶体管402、403关闭。通过这样控制，电压V2是正侧的第2电压的期间沿着第1二次绕线302、晶体管401、扼流线圈501、电容器502、晶体管404的路径流过电流。在使晶体管401、404的漏极端子－源极端子间电压成为逆偏后，通过将晶体管401、404开启，不是体二极管、而是在晶体管401、404的沟道中流过电流。
此外，在电压V2是负侧的第2电压的期间中，进行控制，以使晶体管402、403为开启、晶体管401、404为关闭。由此，沿着第1二次绕线302、晶体管403、扼流线圈501、电容器502、晶体管402的路径流过电流。在该期间中，也是在使晶体管402、403的漏极端子－源极端子间电压成为逆偏后，通过将晶体管402、403开启，不是体二极管、而是在晶体管402、403的沟道中流过电流。
在二次侧电路4进行整流动作的第1期间中，在图11所示的第1实施方式的另一例的情况下，在除了开启状态期间以外的期间PA中晶体管401～404是关闭，所以不是晶体管401～404的沟道、而在体二极管中流过电流。一般而言，内置在晶体管中的体二极管由于对于体二极管而言顺方向的电压下降较高，所以各晶体管中的电力损失比较大。但是，根据本实施方式，使电流流到与晶体管的体二极管相比、对于体二极管而言顺方向（对于晶体管而言逆方向）的电压下降较低的沟道中。因而，与第1实施方式的另一例相比，能够使各晶体管中的电力损失变小。
进而，如图17（e）、图17（f）、图17（g）、图17（h）所示，在电压V2是第1电压的期间全部中，将晶体管401～404的全部开启。如在图5及图6中说明那样，在电压V2是第1电压的期间中，在扼流线圈501、电容器502、晶体管402的体二极管、晶体管401的体二极管的路径（B期间），或者，扼流线圈501、电容器502、晶体管404的体二极管、晶体管403的体二极管的路径（D期间）中流过电流，以将积存在扼流线圈501中的能量释放。在本实施方式中，在该期间全部中，不是晶体管401～404的体二极管、而是在沟道中流过电流。通过进行这样的控制，与第1实施方式相比，能够进一步减小各晶体管中的电力损失。
但是，需要根据变压器3的第1二次绕线302的电压将晶体管401～404适当地关闭。具体而言，在电压V2是正侧的第2电压的期间中，为了使得在晶体管402、403的沟道中不流过短路电流，将晶体管402、403关闭。同样，在电压V2是负侧的第2电压的期间中，为了使得在晶体管401、404的沟道中不流过短路电流，将晶体管401、404关闭。即，在本实施方式中，将晶体管402、403在电压V2是正侧的第2电压的期间中关闭，在其他期间中开启，将晶体管401、404在电压V2是负侧的第2电压的期间中关闭，在其他期间中开启。
如以上说明，除了在第1实施方式中叙述的浪涌电压降低效果以外，还能够降低二次侧电路中的电力损失。
［浪涌电压降低效果的验证］
本申请的发明者对在本说明书中公开的电力变换装置的浪涌电压降低效果进行了验证。在本验证中，记录了使用有关第2实施方式的电池充电装置按照图17所示的时序图使电池充电装置动作的情况下的在一次绕线301中感应的电压V1、和在第1二次绕线302中感应的电压V2的波形。将其结果表示在图18中。
图18（a）是表示没有设置开启状态期间的情况下的电压V1、V2的波形的图。此外，图18（b）是表示按照有关第2实施方式的时序图（图17）使电池充电装置动作的情况下的电压V1、V2的波形的图。
比较图18（a）和图18（b）可见，在从D期间转变为A期间的时点及从B期间向C期间转变的时点可看到在第1二次绕线中感应的冲击激励(ringing)的振幅变小。进而，在图18（a）的情况下，在A期间及C期间的结束期附近也残留有冲击激励，相对于此，在图18（b）的情况下，冲击激励几乎消失。
因而，显现出通过在开启状态期间中将晶体管401～404开启，能够将在第1二次绕线中发生的浪涌电压降低。
<<第3实施方式>>
在第1及第2实施方式中，对在第1期间中从外部电源将主电池及副电池充电、在第2期间中从主电池将副电池充电的电池充电装置进行了说明。在本实施方式中，对通过在第1期间中进行电池的充电、在第2期间中进行电池的放电而向外部电源供给电力的电池充电装置进行说明。该电池充电装置例如是在从搭载在电动汽车中的电池向家庭供给电力的情况下等使用的。
［电池充电装置的结构］
图19是表示有关第3实施方式的电池充电装置3000的整体结构的电路图。
电池充电装置3000具备功率因数改善电路11、第2平滑电路12、第2扼流线圈短路电路13、一次侧电路14、变压器15、二次侧电路16、第1平滑电路17、第1扼流线圈短路电路18、控制电路19。此外，由变压器15的一次绕线1501、第2平滑电路12的扼流线圈1201、一次侧电路14、及控制电路19构成一次侧电力变换装置。进而，由变压器15的二次绕线1502、第1平滑电路17的扼流线圈1701、二次侧电路16及控制电路19构成二次侧电力变换装置。
二次侧电路16、第1平滑电路17、第1扼流线圈短路电路18分别是与有关第1实施方式的二次侧电路4、第1平滑电路5、扼流线圈短路电路6同样的电路结构，并且进行同样的动作，所以省略说明。此外，本实施方式的晶体管1601～1604、扼流线圈1701、电容器1702分别对应于第1实施方式的晶体管401～404、扼流线圈501、电容器502。
<外部电源AC，电池BA>
外部电源AC与在第1实施方式中说明的是同样的。电池BA例如使用在第1实施方式中说明的锂离子电池或镍氢电池等。
<功率因数改善电路11>
功率因数改善电路11连接在外部电源AC上，通过由电容器1101、扼流线圈1102、晶体管1103、1104、1105、1106形成的全桥电路构成。通过功率因数改善电路11具备全桥电路，能够进行交直变换。
功率因数改善电路11在第1期间中，基于来自控制电路19的信号，根据外部电源AC的极性将晶体管1104或1106开启关闭，将从外部电源AC供给的交流电压变换为例如380［V］的直流电压。并且，将变换后的直流电压向第2平滑电路12供给。在第2期间中，通过基于来自控制电路19的信号，依次使晶体管1103、1106是开启而晶体管1104、1105是关闭的期间、晶体管1103～1106全部是关闭的期间、晶体管1103、1106是关闭而晶体管1104、1105是开启的期间、晶体管1103～1106全部是关闭的期间重复，将直流电压变换为交流电压，向外部电源AC供给。
<第2平滑电路12，第2扼流线圈短路电路13>
第2平滑电路12由作为第2电感性元件的扼流线圈1201与电容器1202的串联电路构成。第2扼流线圈短路电路13由继电器构成。
在第1期间中，基于来自控制电路19的信号，第2扼流线圈短路电路13进行短路动作。由此，扼流线圈1201被第2扼流线圈短路电路13短路，第2平滑电路12作为单纯的电容器发挥功能。在第2期间中，基于来自控制电路19的信号，第2扼流线圈短路电路13进行开放动作。结果，第2平滑电路12作为扼流线圈1201和电容器1202的滤波电路发挥作用，在电容器1202中产生规定的直流电压。
<一次侧电路14>
一次侧电路14通过将由串联连接的晶体管1401、1402形成的第3臂、和由串联连接的晶体管1403、1404形成的第4臂并联连接而成的全桥电路构成。在晶体管1401～1404中使用相同规格的晶体管。
在第1期间中，通过基于来自控制电路19的信号，依次使晶体管1401、1404是开启而晶体管1402、1403是关闭的期间、晶体管1401～1404全部是关闭的期间、晶体管1401、1404是关闭而晶体管1402、1403是开启的期间、晶体管1401～1404全部是关闭的期间重复，将直流电压变换为交流电压。第2期间基于来自控制电路19的信号，使用关闭的晶体管1401～1404的体二极管，将输入的交流电压整流。
这样，一次侧电路14在第1期间中进行二次侧电路16在第2期间中进行的动作，第2期间中进行二次侧电路16在第1期间中进行的动作。因此，从控制电路19输出的对于晶体管1401～1404的控制信号的波形，成为将在第1实施方式中从控制电路10输出的对于晶体管401～404的控制信号的第1期间和第2期间替换后的波形。但是，不言而喻，与二次侧电路16根据在二次绕线1502中感应的电压进行动作相对的是，一次侧电路14根据在一次绕线1501中感应的电压进行动作。
<变压器15>
变压器15具有一次绕线1501、二次绕线1502，一次绕线1501连接在一次侧电路14上，二次绕线1502连接在二次侧电路16上。变压器15在第1期间中，将在一次绕线1501中感应出的电压向二次绕线1502传递。在第2期间中，相反地将在二次绕线1502中感应出的电压向一次绕线1501传递。假设一次绕线1501与二次绕线1502的匝数比是1：1。
一次绕线1501的两端分别连接在晶体管1401与晶体管1402的连接点及晶体管1403与晶体管1404的连接点上。在一次绕线1501中，交替地感应出作为基准电压的第1电压和与该第1电压不同的第3电压。进而，在第3电压中，有作为超过第1电压的有限值的正侧的第3电压、和作为不到第1电压的有限值的负侧的第3电压。
二次绕线1502的两端分别连接在晶体管1601与晶体管1602的连接点及晶体管1603与晶体管1604的连接点上。在二次绕线302中，与第1实施方式同样，感应出作为基准电压的第1电压、正侧的第2电压、负侧的第2电压。
<控制电路19>
控制电路19控制功率因数改善电路11、第2扼流线圈短路电路13、一次侧电路14、二次侧电路16、第1扼流线圈短路电路18的动作。对于二次侧电路16、第1扼流线圈短路电路18的控制与第1实施方式是同样的，所以省略说明。
在第1期间中，控制功率因数改善电路11的晶体管1104或1106的开启关闭动作，以使电容器1202的两端电压成为380［V］。此外，控制一次侧电路14的晶体管1401～1404的开启关闭动作，以使电容器1702的两端电压成为与电池BA的充电状态对应的电压。第2扼流线圈短路电路13为短路状态。
在第2期间中，控制功率因数改善电路11的晶体管1103～1106的开启关闭动作，以使电容器1101的两端电压例如成为AC100［V］。第2扼流线圈短路电路13为开放状态。
关于第2期间中的对于一次侧电路14的控制，基本上是进行控制以将晶体管1401～1404全部关闭，进行使用这些体二极管的整流动作。这里，在第1实施方式中，对第1期间中的可能由二次侧电力变换装置发生的较大的浪涌电压进行了说明，但该现象在本实施方式的第2期间中的一次侧电力变换装置中也可能发生。
所以，在本实施方式中，进行控制，使得至少在第2期间中的在一次绕线1501中感应的电压是第1电压的期间中的、包括从在一次绕线1501中感应的电压从第1电压向第3电压转变的时点起到向前追溯了构成一次侧电路14的晶体管1401～1404具备的体二极管的上升时间的时点为止的期间的一部分或全部的期间、而且是晶体管1401～1404的体二极管的下降时间以上的期间中，将一次侧电路14中的构成第3臂及第4臂中的至少一个臂的晶体管开启。通过这样，能够将在第2期间中在一次绕线1501中发生的浪涌电压降低。
另外，当然也能够将有关第2实施方式的控制应用到有关本实施方式的一次侧电路14中。
此外，在用来说明第1～第3实施方式的各图中，图示了作为晶体管而使用电场效应晶体管的例子，但并不限定于此。如上述那样，作为晶体管103、201、202、203、204、701、702、1103、1104、1105、1106也可以使用绝缘栅双极型晶体管。
［其他］
如在第1实施方式中使用图14及图15说明那样，在二次侧电路中，只要在第1二次绕线302中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点晶体管401～404的体二极管处于没有完全上升的状态，就能够降低浪涌电压。作为用来实现这一点的条件，说明了需要满足（A）Pon2>（β/α）PS，（B）0≦PS<α及（C）Pon+PS≦PX的3个关系。在本实施方式的一次侧电路14的控制中可以说也是同样的。即，只要在一次绕线1501中感应的电压从第1电压向第3电压转变的时点，晶体管1401～1404的体二极管处于没有完全上升的状态，就能够降低浪涌电压。
以下，将第2期间中的使构成一次侧电路14的晶体管1401～1404为开启的期间定义为一次侧开启状态期间，将该一次侧开启状态期间的长度定义为Pon1，将在一次绕线1501中感应的电压是第1电压的期间的长度定义为PY，将从一次侧开启状态期间的结束期起到在一次绕线1501中感应的电压从第1电压向第3电压转变的时点为止的长度定义为PT，将晶体管1401～1404的体二极管的上升时间的长度定义为γ，将下降时间的长度定义为δ而继续说明。
为了使得在一次绕线1501中感应的电压从第1电压向第3电压转变的时点晶体管1401～1404的体二极管为没有完全上升的状态，需要满足（F）Pon1>（δ/γ）PT，（G）0≦PT<γ及（H）Pon1+PT≦PY的3个关系。该（F）～（H）的3个关系式与将在第1实施方式中说明的（A）～（C）的关系式中的Pon2置换为Pon1、将PS置换为PT、将PX置换为PY、将α置换为γ、将β置换为δ的式子对应。
此外，如上述那样，优选的是使得在第1二次绕线302中感应的电压从第1电压向第2电压转变的时点晶体管401～404的体二极管完全下降。作为用于实现这一点的要件，说明了需要还满足（D）Pon2≧β及（E）PS=0的两个关系。与此同样，在一次侧电路14中，如果在一次绕线1501中感应的电压从第1电压向第3电压转变的时点晶体管1401～1404的体二极管处于没有完全下降的状态，则能够更有效地降低浪涌电压。为了这样，除了（F）～（H）的3个关系以外，还需要满足（I）Pon1≧δ及（J）PT=0的两个条件。该（I）、图（J）的关系式与以上述替换的规则将（D）、（E）的关系式改写后的式子对应。
<<变形例·其他>>
以上，对第1～第3实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式。例如，可以考虑以下这样的变形例等。
（1）在构成二次侧电路的各晶体管中，共通地使用相同规格的元件。因此，基本上，构成二次侧电路的各晶体管的体二极管的上升时间相同。但是，即使是使用相同规格的元件的情况，根据其他电路元件的常数等，也可能有体二极管的上升时间不同的情况。在此情况下，也可以使在各晶体管中设定的开启状态期间不同。在想要将控制电路的控制信号生成动作简单化的情况下，也可以使在各晶体管中设定的开启状态期间相同，但优选的是按照上升时间最早的晶体管来设定开启状态期间。通过这样，能够使得在第1二次绕线中感应的电压从第1电压转变为第2电压的瞬间及即将转变之前，哪个晶体管都为没有上升的状态，所以能够得到更高的噪声抑制效果。关于第3实施方式的一次侧电路也同样。
（2）“将晶体管开启”，不仅是晶体管完全上升的状态，还包括晶体管处于从关闭向开启的转变时间中的状态。此外，“将晶体管关闭”不仅是晶体管完全下降的状态，还包括晶体管处于从开启向关闭的转变时间中的状态。
（3）上述“体二极管的上升时间”及“体二极管的下降时间”也有与在使用的电场效应晶体管的数据表格中登载的上升时间或下降时间不一致的情况。
如上述那样，不仅是晶体管自身的规格，根据电力变换装置的电路结构及晶体管以外的其他电路元件的常数等，体二极管的上升时间及下降时间也可能变化。“体二极管的上升时间”及“体二极管的下降时间”，意味着也考虑了晶体管自身的规格以外的要素的上升时间或下降时间。也考虑了晶体管的规格以外的要素的上升时间及下降时间例如可以通过实际将电力变换装置组装、用示波器观察将晶体管的体二极管升高时或降低时的晶体管的端子间电压的波形等来掌握。
（4）在上述第1及第2实施方式中，使用功率因数改善电路，但本发明并不限定于此。只要是能够将商用的交流电压变换为直流电压的结构就可以，也可以代替功率因数改善电路而使用例如由二极管电桥和电容器形成的整流平滑电路。但是，使用功率因数改善电路，除了能够对应于世界范围的交流电压以外，在不需要另外实施高频电流对策这一点上也是有利的。
（5）在上述实施方式中举出的电压值、开关频率是单纯的例子，也可以是在实施方式中举出的以外的数值。例如，在第1实施方式中，将功率因数改善电路1的输出电压设为380［V］，但也可以将其设为例如390［V］。此外，将DC/AC逆变器2中的开关频率设为100［kHz］，但也可以将其设为例如150［kHz］。
（6）在上述实施方式中，将变压器3的一次绕线301、第1二次绕线302及第2二次绕线303匝数比设为5：5：1，但它是单纯的一例。不言而喻，匝数根据功率因数改善电路的输出电压、主电池MBA的输出电压规格、副电池SBA的输出电压规格而变化。
（7）在上述实施方式中，将扼流线圈短路电路用继电器构成，但本发明并不限定于此。也可以由在上述中举出的晶体管等的开关元件构成。但是，FET由于内置有体二极管，所以在使用这些元件的情况下，为了实现双方向的开放状态，只要进行使两个FET相互相反而以串联连接等的设计就可以。
（8）在上述实施方式中，控制电路10通过单纯的占空比控制来控制DC/AC逆变器2及二次侧电路4，但本发明并不限定于此。只要是在第1期间中能够施加图2（l）、图2（m）所示那样的波形的电压的控制，也可以是所谓的相移控制等。关于控制一次侧电路14及二次侧电路16的动作的控制电路19也是同样的。
（9）各图不过是以能够理解本发明的程度将配置关系概略地表示的，因而，本发明并不限定于图示例。此外，为了使图容易理解，有一部分省略的部分。进而，在表示数值范围时使用的符号“～”包括其两端的数值。
（10）上述实施方式及变形例不过是单纯的优选例，完全不受此限定。此外，也可以将在这些实施方式及变形例中举出的结构适当地组合。
产业上的可利用性
本发明例如能够在被要求小型化的混合动力电动汽车、电动汽车、电动压缩机、电动助力转向、升降机、风力发电***等中搭载的电池充电中适当地利用。
附图标记说明
1、11  功率因数改善电路
2  DC/AC逆变器
3、15、9003、9003A  变压器
4、16、9004、9004A  二次侧电路
5、17  第1平滑电路
6  扼流线圈短路电路
7、9007  导通角调整电路
8  整流电路
9、12  第2平滑电路
10、19  控制电路
13  第2扼流线圈短路电路
14  一次侧电路
18  第1扼流线圈短路电路
101  二极管电桥
102，501、901、902、1102、1201、1701  扼流线圈
103、201、202、203、204、401、402、403、404、701、702、1103、1104、1105、1106、1401、1402、1403、1404、1601、1602、1603、1604、9004a、9004b、9004c、9004d、9004e、9004f  晶体管
104、801、802  二极管
105、502、903、1101、1202、1702、9011  电容器
301  一次绕线
302  第1二次绕线
303  第2二次绕线
1501  一次绕线
1502  二次绕线
1000  电池充电装置
AC、9001  外部电源
BA  电池
MBA、9005  主电池
SBA、9009  副电池
9002  电源电路
9003a、9003b  二次绕线
9006  平滑电路
9008  整流平滑电路
9010  继电器
9012  扼流线圈
9013  中央抽头

Claims (20)

1.一种电力变换装置，在输出端子上连接电感性元件，其特征在于，
具备：
变压器，交替地感应出作为基准电压的第1电压和与该第1电压不同的第2电压；
全桥电路，***在将上述变压器与上述电感性元件连结的电力供给路径中，是将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第1臂及第2臂相互并联连接而成的；以及
控制电路，对构成上述全桥电路的上述各电场效应晶体管的开启及关闭进行控制；
在上述变压器中感应的电压是上述第1电压的期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启；
在将使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启的开启状态期间的长度定义为Pon、将上述变压器中感应的电压是上述第1电压的期间的长度定义为PX、将从上述开启状态期间的结束期起到上述变压器中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点为止的长度定义为PS、将上述各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的长度定义为α、将上述体二极管的下降时间的长度定义为β的情况下，
Pon、PX、PS、α及β满足Pon>（β/α）PS，且0≦PS<α，且Pon+PS≦PX的关系。
2.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
上述开启状态期间的长度Pon是上述体二极管的下降时间的长度β以上，且PS是0。
3.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在上述开启状态期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂的全部的上述各电场效应晶体管开启。
4.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在上述第2电压中，有
正侧的第2电压，该正侧的第2电压是超过上述第1电压的有限值；和
负侧的第2电压，该负侧的第2电压是不到上述第1电压的有限值；
在上述开启状态期间中，有：
正侧的开启状态期间，包含在以上述变压器中感应的电压从上述负侧的第2电压向上述第1电压转变的时点为开始期、以上述变压器中感应的电压从上述第1电压向上述正侧的第2电压转变的时点为结束期的期间中；
负侧的开启状态期间，包含在以上述变压器中感应的电压从上述正侧的第2电压向上述第1电压转变的时点为开始期、以上述变压器中感应的电压从上述第1电压向上述负侧的第2电压转变的时点为结束期的期间中；
在上述正侧及负侧的两个开启状态期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启。
5.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在上述变压器中感应的电压是上述第1电压的期间的整个期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启。
6.一种电池充电装置，有选择地进行将电池充电的第1动作、和将上述电池放电的第2动作，其特征在于，
具备：
变压器，具有一次绕线、和交替地感应出作为基准电压的第1电压及与该第1电压不同的第2电压的二次绕线；
二次侧电路，***在将上述二次绕线与上述电池连结的电力供给路径中，通过将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第1臂及第2臂相互并联连接而成的全桥电路构成；
平滑电路，***在将上述二次侧电路与上述电池连结的电力供给路径中，包括电感性元件；以及
控制电路，在进行上述第1动作的第1期间中，将上述二次绕线中感应出的交流电压整流并向上述电池供给，在进行上述第2动作的第2期间中，控制构成上述二次侧电路的上述各电场效应晶体管的开启及关闭，以使该二次侧电路进行将来自上述电池的直流电压变换为交流电压并向上述二次绕线供给的动作；
在上述第1期间中的上述二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启；
在将使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启的二次侧开启状态期间的长度定义为Pon2、将上述二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的长度定义为PX、将从上述二次侧开启状态期间的结束期起到上述二次绕线中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点为止的长度定义为PS、将上述各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的长度定义为α、将上述体二极管的下降时间的长度定义为β的情况下，
Pon2、PX、PS、α及β满足Pon2>（β/α）PS，且0≦PS<α，且Pon2+PS≦PX的关系。
7.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，
上述二次侧开启状态期间的长度Pon2是上述体二极管的下降时间的长度β以上，并且PS是0。
8.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第1期间中的上述二次侧开启状态期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂的全部的上述各电场效应晶体管开启。
9.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第1期间中的上述二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的整个期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启。
10.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，
还具备：
一次侧电路，与上述一次绕线连接，通过将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第3臂及第4臂相互并联连接而成的全桥电路构成；以及
第2平滑电路，与上述一次侧电路连接，包括与上述电感性元件不同的第2电感性元件；
在上述一次绕线中，感应出上述第1电压和与该第1电压不同的第3电压；
上述控制电路还在上述第1期间中，将从上述第2平滑电路输入的直流电压变换为交流电压并向上述一次绕线供给，在上述第2期间中，控制构成上述一次侧电路的上述各电场效应晶体管的开启及关闭，以使该一次侧电路进行将上述一次绕线中感应出的交流电压整流并向上述第2平滑电路供给的动作；
在上述第2期间中的上述一次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间中，上述控制电路使构成上述第3臂及第4臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启；
在将使构成上述第3臂及第4臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启的一次侧开启状态期间的长度定义为Pon1、将上述一次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的长度定义为PY、将从上述一次侧开启状态期间的结束期起到上述一次绕线中感应的电压从上述第1电压向上述第3电压转变的时点为止的长度定义为PT、将构成上述一次侧电路的上述各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的长度定义为γ、将构成上述一次侧电路的上述各电场效应晶体管具备的体二极管的下降时间的长度定义为δ的情况下，
Pon1、PY、PT、γ及δ满足Pon1>（δ/γ）PT，且0≦PT<γ，且Pon1+PT≦PY的关系。
11.如权利要求10所述的电池充电装置，其特征在于，
上述一次侧开启状态期间的长度Pon1是上述体二极管的下降时间的长度δ以上，并且PT是0。
12.如权利要求10所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第2期间中的上述一次侧开启状态期间中，上述控制电路使构成上述第3臂及第4臂的全部的上述各电场效应晶体管开启。
13.如权利要求10所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第2期间中的上述一次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的整个期间中，上述控制电路使构成上述第3臂及第4臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启。
14.如权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，
在以上述二次绕线为第1二次绕线的情况下，上述变压器还具有与该第1二次绕线不同的第2二次绕线；
上述电池充电装置还具备导通角调整电路，该导通角调整电路的输入侧连接在上述第2二次绕线上，在导通状态时将上述第2二次绕线中感应出的电压向输出侧供给、在非导通状态时不进行将上述第2二次绕线中感应出的电压的向上述输出侧的供给；
上述控制电路还控制上述导通角调整电路的上述导通状态及上述非导通状态，并且在包含上述第1二次绕线中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点的期间中，使上述导通角调整电路成为上述导通状态。
15.如权利要求14所述的电池充电装置，其特征在于，
上述导通角调整电路***在将上述第2二次绕线与和上述电池不同的第2电池连结的电力供给路径中。
16.一种电池充电装置，有选择地进行从外部电源将主电池和副电池充电的第1动作、和从上述主电池将上述副电池充电的第2动作，其特征在于，
具备：
电源电路，连接在上述外部电源上，产生交流电压；
变压器，具有一次绕线、和第1二次绕线及第2二次绕线，上述一次绕线连接在上述电源电路上，并且在上述第1二次绕线中交替地感应出作为基准电压的第1电压及与该第1电压不同的第2电压；
二次侧电路，***在将上述第1二次绕线与上述主电池连结的电力供给路径中，通过将由串联连接的多个电场效应晶体管构成的第1臂及第2臂相互并联连接而成的全桥电路构成；
平滑电路，***在将上述二次侧电路与上述主电池连结的电力供给路径中，包括电感性元件；
导通角调整电路，***在将上述第2二次绕线与上述副电池连结的电力供给路径中，调整上述第2二次绕线中感应的交流电压的导通角；以及
控制电路，在进行上述第1动作的第1期间中，将上述第1二次绕线中感应出的交流电压整流并向上述主电池供给，在进行上述第2动作的第2期间中，控制构成上述二次侧电路的上述各电场效应晶体管的开启及关闭，以使该二次侧电路进行将来自上述主电池的直流电压变换为交流电压并向上述第1二次绕线供给的动作；
在上述第1期间中的上述第1二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启；
在将使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启的开启状态期间的长度定义为Pon、将上述第1二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的长度定义为PX、将从上述开启状态期间的结束期起到上述第1二次绕线中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点为止的长度定义为PS、将上述各电场效应晶体管具备的体二极管的上升时间的长度定义为α、将上述体二极管的下降时间的长度定义为β的情况下，
Pon、PX、PS、α及β满足Pon>（β/α）PS，且0≦PS<α，且Pon+PS≦PX的关系。
17.如权利要求16所述的电池充电装置，其特征在于，
上述开启状态期间的长度Pon是上述体二极管的下降时间的长度β以上，并且PS是0。
18.如权利要求16所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第1期间中的上述开启状态期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂的全部的上述各电场效应晶体管开启。
19.如权利要求16所述的电池充电装置，其特征在于，
在上述第1期间中的上述第1二次绕线中感应的电压是上述第1电压的期间的整个期间中，上述控制电路使构成上述第1臂及第2臂中的至少一个臂的上述各电场效应晶体管开启。
20.如权利要求16所述的电池充电装置，其特征在于，
上述导通角调整电路在导通状态时将上述第2二次绕线中感应出的电压向输出侧供给，在非导通状态时不进行将上述第2二次绕线中感应出的电压的向上述输出侧的供给；
上述控制电路还控制上述导通角调整电路的上述导通状态及上述非导通状态，并且在包含上述第1二次绕线中感应的电压从上述第1电压向上述第2电压转变的时点的期间中使上述导通角调整电路成为上述导通状态。
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