CN105659484A - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

能够针对来自交流电源(1)的输入电力利用第1开关电路(4)控制受电量，并利用第2开关电路(8)控制直流电压而控制向第1直流电压源(11)的充电电力，利用逆变器(17)使通过第3开关电路(13)得到的直流电压交流化，电力供给到交流负载，利用第4开关电路(30)控制直流电压而控制向第2直流电压源(34)的充电电力，从而对输入电力进行分配控制，并且在输入电力的分配控制中，能够使第2开关电路(8)、第4开关电路(30)的动作停止，从而停止向第1直流电压源(11)、第2直流电压源(34)的充电。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及能够将输入电力向多输出进行电力分配控制且实现停止控制的电力变换装置。
背景技术
在以往的电力变换装置中，有对变压器使用复合绕组来得到多输出的电源结构的例子(例如参照下述专利文献1)。该以往技术的电力变换装置的目的在于，在使用具有相互磁耦合的复合绕组的变压器而将来自交流电源的电力对两个直流电压源进行充电时，对某一个直流电压源设置优先次序而进行充电。另外，在没有交流电源时，将一方的直流电压源作为电力供给源而通过双向开关来对另一方的直流电压源进行充电。
专利文献1：日本专利第4263736号公报
发明内容
但是，在上述专利文献1所记载的以往的装置中，用于控制充电的双向型开关电路是使用与开关元件反并联地连接的二极管而构成的。因此，即使想要利用双向型开关电路通过PWM控制而控制向直流电压源的受电量，也会被以桥型连接的二极管整流，所以无法控制向直流电压源的充电量，作为结果，存在无法对交流输入电力进行分配控制这样的课题。
另外，在一方的直流电压源为满充电的情况下，需要停止充电，但由于同样的上述理由，存在无法在维持使向另一方的直流电压源的充电继续的状态下使充电停止这样的课题。
本发明是为了消除如上所述的问题而完成的，其目的在于提供如下电力变换装置：能够将输入电力向多输出进行电力分配控制，并且能够根据需要而任意地对电力供给进行停止控制。
本发明涉及第1电力变换装置，具备：变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第3绕组、第4绕组；第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；AC/DC转换器，其输出端与所述第1开关电路的直流端连接，其输入端与交流电源连接；第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；第3开关电路，其交流端经由第3升压线圈连接于所述第3绕组；逆变器，与所述第3开关电路的直流端连接；以及第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源、连接到所述逆变器的交流负载以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，从而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述第3开关电路的输出的直流电压交流化，将电力供给到所述交流负载，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
本发明涉及第2电力变换装置，具备：变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第4绕组；第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；AC/DC转换器，其直流端与所述第1开关电路的直流端连接，其交流端与交流电源连接；第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间；以及逆变器，与所述第1开关电路并联地连接于所述AC/DC转换器的直流端，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源、连接到所述逆变器的交流负载以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，从而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述AC/DC转换器的输出的直流电压交流化，电力供给到所述交流负载，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
本发明涉及第3电力变换装置，具备：变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第3绕组；第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；AC/DC转换器，其直流端与所述第1开关电路的直流端连接，其交流端与交流电源连接；第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；第3开关电路，其交流端经由第3升压线圈连接于所述第3绕组；以及逆变器，与所述第3开关电路的直流端连接，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源以及连接到所述逆变器的交流负载的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，并利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述第3开关电路的输出的直流电压交流化，电力供给到所述交流负载，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电。
本发明涉及第4电力变换装置，具备：变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第4绕组；第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；AC/DC转换器，其输出端与所述第1开关电路的直流端连接，其输入端与交流电源连接；第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；以及第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
根据本发明的电力变换装置，能够将输入电力向多输出进行电力分配控制，并且能够根据需要，在对其它负载进行电力供给的同时，任意地停止针对第1直流电压源或者第2直流电压源的充电动作。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的电力变换装置的电路结构图。
图2是本发明的实施方式1的电力变换装置的电路结构图。
图3是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图4是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图5是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图6是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图7是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图8是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图9是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图10是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图11是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图12是本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的说明图。
图13是示出在本发明的实施方式1的电力变换装置中，为了进行电力分配控制，分成模式1～4而进行电力供给的情况下的处理的动作流程图。
图14是示出图13所示的模式1的处理的详细内容的动作流程图。
图15是示出图13所示的模式1的处理的详细内容的动作流程图。
图16是示出图13所示的模式2的处理的详细内容的动作流程图。
图17是示出图13所示的模式3的处理的详细内容的动作流程图。
图18是示出图13所示的模式4的处理的详细内容的动作流程图。
图19是示出图13所示的模式4的处理的详细内容的动作流程图。
图20是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图21是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图22是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图23是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图24是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图25是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图26是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图27是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的电流路径图。
图28是本发明的实施方式2的电力变换装置的电路结构图。
图29是本发明的实施方式2的电力变换装置的电路结构图。
图30是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图31是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图32是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图33是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图34是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图35是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图36是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图37是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图38是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图39是本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的说明图。
图40是本发明的实施方式3的电力变换装置的电路结构图。
图41是本发明的实施方式3的电力变换装置的电路结构图。
图42是本发明的实施方式4的电力变换装置的电路结构图。
图43是本发明的实施方式4的电力变换装置的电路结构图。
具体实施方式
实施方式1.
图1以及图2是本发明的实施方式1的电力变换装置的电路结构图。
该实施方式1的电力变换装置应用于例如以电动车辆的充电器为中心的电源***。即，交流电源1是商用交流电源、家用发电机等，第1直流电压源11是车辆行驶用的高压电池，第2直流电压源34是作为车辆电气安装件的电源的铅电池，逆变器17能够应用于作为能够在车内使用的交流100V电源的***。
交流电源1经由电压电流检测部51连接于AC/DC转换器2，交流电压Vacin通过AC/DC转换器2变换为直流电压VL1而积蓄到电容器3。而且，该直流电压VL1通过第1开关电路4而变换为交流电压Vtr1。第1开关电路4构成为以桥型连接了4个开关元件4a～4d的逆变器，控制来自交流电源1的输入电力的受电量。
对第1开关电路4的第1交流端连接第1升压线圈5的第1端，对第1升压线圈5的第2端连接第1绕组6a的第1端，该第1绕组6a是复合绕组变压器(以下简称为变压器)6的1次侧，该第1绕组6a的第2端与第1开关电路4的第2交流端连接。
作为变压器6的2次侧的第2绕组6b的第1端与第2升压线圈7的第1端连接，第2升压线圈7的第2端连接于第2开关电路8的第1交流端和具备两个开关元件9a、9b的开关9。而且，第2绕组6b的第2端与第2开关电路8的第2交流端连接。第2开关电路8是以桥型连接4个开关元件8a～8d而构成的，在对第1直流电压源11进行充电时，作为升压斩波器发挥功能。
开关9的输出与串联地连接的两个电容器10a、10b的连接点连接。第2开关电路8的直流正端子和电容器10a的另一端经由电压电流检测部53而与第1直流电压源11的正端连接。另外，第2开关电路8的直流负端子和电容器10b的另一端经由电压电流检测部53而与第1直流电压源11的负端连接。另外，此处，两个电容器10a、10b构成为具有相同的电容。
作为变压器6的3次侧的第3绕组6c的第1端与第3升压线圈12的第1端连接，该第3升压线圈12的第2端与第3开关电路13的第1交流端连接。第3绕组6c的第2端与第3开关电路13的第2交流端连接。第3开关电路13是由将整流元件13a与开关元件13b串联连接以及将整流元件13c与开关元件13d串联连接的2支路的并联连接而构成的。另外，该第3开关电路13通常作为整流电路发挥功能，另外，在后述平滑电容器15中产生的直流电压VL2低于规定值的情况下，作为升压斩波器发挥功能。
在变压器6的第3绕组6c中产生的交流电压Vtr3通过具有整流功能的第3开关电路13被直流变换，通过平滑线圈14和平滑电容器15被平滑化，经由电压电流检测部54积蓄到电容器16，成为直流电压VL2。电容器16与包括4个开关元件17a～17d的逆变器17的直流输入端连接。逆变器17的交流输出端依次连接有平滑线圈18a、18b、平滑电容器19、共模扼流线圈20、电压电流检测部55以及负载设备连接端21。在该负载设备连接端21中，生成作为各种负载设备(以下称为交流负载)的供给电源的交流电源Vacout。
作为变压器6的4次侧的第4绕组6d1、6d2按照中心抽头型构成，对其两端分别连接了构成第4开关电路30的两个开关元件30a、30b的第1端。对作为第4绕组6d1、6d2的中心抽头的连接点连接开关元件33，并且连接包括两个开关元件35a、35b的开关35。
开关元件33的输出侧连接于回流二极管36与平滑线圈31的连接点。平滑线圈31的输出、开关35的输出以及平滑电容器32的第1端分别共同地连接，经由电压电流检测部56而与第2直流电压源34的正端子连接。开关元件30a、30b的第2端分别相互连接，并与回流二极管36的阳极端、平滑电容器32的第2端以及第2直流电压源34的负端子连接。第4开关电路30包括上述两个开关元件30a、30b、开关元件33、回流二极管36以及平滑线圈31，开关元件33、回流二极管36以及平滑线圈31的结构作为降压斩波器发挥功能。
另外，构成第1～第4开关电路4、8、13、30的各开关元件、构成逆变器17的各开关元件不限于IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，也可以是MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属－氧化物半导体场效应晶体管)等。
另外，控制部100起到控制第1～第4开关电路4、8、13、30、逆变器17的动作的作用。
接下来，说明实施方式1的电力变换装置中的电力分配的概要。
在连接交流电源1且将该交流电源1作为电力供给源的情况下，将交流电源1的电压Vacin通过AC/DC转换器2变换为直流电压VL1，将该直流电压VL1变换为通过变压器6绝缘的2次侧直流电压Vbat1，对第1直流电压源11进行充电。另外，直流电压VL1变换为通过变压器6绝缘的3次侧的直流电压VL2，通过逆变器17生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。进而，直流电压VL1变换为通过变压器6绝缘的4次侧的直流电压Vbat2，对第2直流电压源34进行充电。
在未连接交流电源1而将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，在第1直流电压源11的电压Vbat1变换为通过变压器6绝缘的3次侧的直流电压VL2之后，通过逆变器17生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。另外，第1直流电压源11的电压Vbat1变换为通过变压器6绝缘的4次侧的直流电压Vbat2，对第2直流电压源34进行充电。
在由于未连接交流电源1且第1直流电压源11的充电量不足，所以将第2直流电压源34作为电力供给源的情况下，在第2直流电压源34的电压Vbat2变换为通过变压器6绝缘的3次侧的直流电压VL2之后，通过逆变器17生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。另外，第2直流电压源34的电压Vbat2变换为通过变压器6绝缘的2次侧的直流电压Vbat1，对第1直流电压源11进行充电。
接下来，参照图3至图12，说明本发明的实施方式1的电力变换装置的电力流动的概要。
如图3以及图4所示，在连接了交流电源1的情况下，来自交流电源1的输入电力A_P1分配为向第1直流电压源11的充电电力A_P2、向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力A_P3以及向第2直流电压源34的充电电力A_P4。
如图5以及图6所示，在由于未连接交流电源1而将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，来自第1直流电压源11的供给电力B_P1分配为向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力B_P2和向第2直流电压源34的充电电力B_P3。
如图7以及图8所示，在由于例如将家用发电机用作交流电源1等、来自交流电源1的电力供给不足，所以将交流电源1和第1直流电压源11都作为电力供给源的情况下，来自交流电源1的电力C_P1和来自第1直流电压源11的电力C_P2分配为向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力C_P3和向第2直流电压源34的充电电力C_P4。
如图9以及图10所示，在未连接交流电源1且第1直流电压源11的充电量不足的情况下，第2直流电压源34成为电力供给源，所以此时，第2直流电压源34的供给电力D_P1分配为向第1直流电压源11的供给电力D_P3和向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力D_P2。
如图11以及图12所示，在由于例如将家用发电机用作交流电源1等、来自交流电源1的电力供给不足、且第1直流电压源11的充电量不足，所以将交流电源1和第2直流电压源34都作为电力供给源的情况下，来自交流电源1的供给电力E_P1和来自第2直流电压源34的供给电力E_P2分配为向第1直流电压源11的供给电力E_P4和向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力E_P3。
接下来，在如上所述的电力变换装置中，参照图13至图17的动作流程图，说明进行电力分配控制的情况下的各处理。另外，以下，符号S意味着各处理步骤。
为了进行电力分配控制，需要分别分成下述模式1至模式4的处理来进行电力供给。模式1是仅仅将交流电源1作为电力供给源就完全可以针对所有负载充分地提供电力供给的情况下的处理。模式2是由于未连接交流电源1且第1直流电压源11对电力供给维持着足够的放电电压，所以使第1直流电压源11作为电力供给源进行动作的情况下的处理。模式3是由于未连接交流电源1且第1直流电压源11未对电力供给维持着足够的放电电压，所以使第2直流电压源34作为电力供给源进行动作的情况下的处理。模式4是由于来自交流电源1的电力供给量不足，所以与其相配地将来自第1直流电压源11或者第2直流电压源34的电力作为电力供给源的情况下的处理。
因此，在图13中，首先，判定是否连接了交流电源1(S01)，在连接了交流电源1的情况下，接下来判定是否仅通过交流电源1就完全可以提供向所有负载的电力供给(S02)。在仅通过交流电源1就完全可以提供负载电力的情况下，转移到模式1(图14)(S03)。另一方面，在S01中未连接交流电源1的情况下，判定是否第1直流电压源11对电力供给维持着足够的放电电压(S04)，在使第1直流电压源11作为电力供给源进行动作的情况下，转移到模式2(图15)(S05)。另外，在S04中第1直流电压源11未对电力供给维持着足够的放电电压的情况下，需要使第2直流电压源34作为电力供给源进行动作，所以转移到模式3(图16)(S06)。另外，在S02中虽然连接了交流电源1但仅通过交流电源1不足以提供负载电力的情况下，转移到模式4(图17)(S07)。
图14是模式1的动作流程图。模式1是仅通过交流电源1就完全可以针对所有负载充分地提供电力供给的情况。在该情况下，将交流电源1作为电力供给源，根据第1、第2直流电压源11、34的充电状态、负载设备连接端21有无交流负载(未图示)，分配来自交流电源1的电力。
即，在该模式1下，首先，通过第1直流电压源11的充电状态的判定(S1)，接下来，通过第2直流电压源34的充电状态的判定(S2、S9)，接着，通过是否对负载设备连接端21连接了交流负载的判定(S3、S6、S10、S13)，分成模式1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H这8个动作模式(S4、S5、S7、S8、S11、S12、S14、S15)。各个动作模式的动作状态如下所示。
模式1A：将交流电源1的电力仅用于交流负载。
模式1B：来自交流电源1的电力供给停止。
模式1C：将交流电源1的电力用于交流负载和第2直流电压源34的充电。
模式1D：将交流电源1的电力仅用于第2直流电压源34的充电。
模式1E：将交流电源1的电力用于第1直流电压源11的充电和交流负载。
模式1F：将交流电源1的电力仅用于第1直流电压源11的充电。
模式1G：将交流电源1的电力用于第1直流电压源11以及第2直流电压源34的充电和交流负载。
模式1H：将交流电源1的电力用于第1直流电压源11和第2直流电压源34的充电。
图15是模式2的动作流程图。模式2是由于未连接交流电源1且第1直流电压源11对电力供给维持着足够的放电电压，所以使该第1直流电压源11作为电力供给源进行动作的情况。在该情况下，首先，通过第2直流电压源34的充电状态的判定(S21)、是否对负载设备连接端21连接了交流负载(未图示)的判定(S22、S25)，分成模式2A、2B、2C、2D这4个动作模式(S23、S24、S26、S27)。各个动作模式的动作状态如下所示。
模式2A：将来自第1直流电压源11的电力对交流负载进行电力供给。
模式2B：来自第1直流电压源11的电力供给停止。
模式2C：将来自第1直流电压源11的电力用于第2直流电压源34的充电和交流负载。
模式2D：将来自第1直流电压源11的电力仅用于第2直流电压源34的充电。
图16是模式3的动作流程图。模式3是由于未连接交流电源1且第1直流电压源11未对电力供给维持着足够的放电电压，所以使第2直流电压源34作为电力供给源进行动作的情况。在该情况下，首先，通过第2直流电压源34是否对电力供给维持着足够的放电电压的判定(S31)，接着，通过第1直流电压源11的充电状态的判定(S32)，进而，通过是否对负载设备连接端21连接了交流负载(未图示)的判定(S33、S36)，分成模式3A、3B、3C、3D这4个动作模式(S34、S35、S37、S38)。各个动作模式的动作状态如下所示。
模式3A：将来自第2直流电压源34的电力对第1直流电压源11的充电和交流负载进行电力供给。
模式3B：将来自第2直流电压源34的电力仅充电到第1直流电压源11。
模式3C：将来自第2直流电压源34的电力仅电力供给到交流负载。
模式3D：结束。
图17是模式4的动作流程图。模式4是由于来自交流电源1的电力供给量不足，所以与其相配地将来自第1直流电压源11或者第2直流电压源34的电力供给到负载的情况。在该情况下，首先，通过第1直流电压源11是否对电力供给维持着足够的放电电压的判定(S41)，接着，通过第2直流电压源34的充电状态的判定即是否为满充电的判定(S42)或者第2直流电压源34是否对电力供给维持着足够的放电电压的判定(S49)，进而，通过是否对负载设备连接端21连接了交流负载(未图示)的判定(S43、S46.S50、S53)，分成以下所示的模式4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H这8个动作模式(S44、S45、S47、S48、S51、S52、S54、S55)。各个动作模式的动作状态如下所示。
模式4A：利用交流电源1和第1直流电压源11的电力仅使交流负载动作。
模式4B：利用交流电源1所能够供给的电力将第1直流电压源11充电至满充电。
模式4C：将交流电源1和第1直流电压源11的电力用于交流负载和第2直流电压源34的充电。
模式4D：将交流电源1和第1直流电压源11的电力仅用于第2直流电压源34的充电。
模式4E：将交流电源1和第2直流电压源34的电力用于第1直流电压源11的充电和交流负载。
模式4F：将交流电源1和第2直流电压源34的电力用于第1直流电压源11的充电。
模式4G：利用交流电源1所能够供给的电力而电力供给到交流负载。
模式4H：利用交流电源1所能够供给的电力对第1直流电压源11和第2直流电压源34进行充电。
图20以及图21是示出将来自交流电源1的电力分别电力分配到第1直流电压源11、连接到负载设备连接端21的交流负载以及第2直流电压源34时的动作电流的路径的电流路径图。
首先，说明向第1直流电压源11的充电动作以及充电停止的动作。
交流电源1的电压Vacin通过AC/DC转换器2变换为直流电压VL1，通过第1开关电路4而作为交流电压Vtr1施加到变压器6的第1绕组6a。将该情况下的变压器6的绕组比设为第1绕组6a：第2绕组6b＝n1：n2。
图20以及图21是使第1开关电路4的开关元件4a和4d导通时的状态，在变压器6的第1绕组6a中产生电压Vtr1，另外在第2绕组6b中产生用下式表示的电压Vtr2。在该情况下，以使在变压器6的第2绕组6b中产生的电压Vtr2成为比第1直流电压源11的电压Vbat1低的电压的方式，设定第1绕组6a和第2绕组6b的匝数比。即，
Vtr2＝(n2/n1)Vtr1<Vbat1(1)
当原样地维持该状态时，变压器6的第2绕组6b的电压Vtr2的电压比第1直流电压源11的电压Vbat1低，所以不针对第1直流电压源11进行充电。因此，为了对第1直流电压源11进行充电，使第2开关电路8作为升压斩波器进行动作。
即，首先，在使开关9截止之后，使第2开关电路8的开关元件8d导通，在第2升压线圈7中使电流流过而积蓄能量。接下来，通过使开关元件8d截止并使开关元件8c导通，从而由积蓄于第2升压线圈7的能量经由开关元件8c对第1直流电压源11进行充电。能够通过开关元件8d的导通/截止比例来控制该情况下的第1直流电压源11的充电量。
如以上那样，通过变压器6的第1绕组6a与第2绕组6b的匝数比(＝n2/n1)而将第2绕组6b的电压Vtr2设定为比第1直流电压源11的电压Vbat1低的电压，并且使第2开关电路8进行升压动作而控制升压比，从而能够进行针对第1直流电压源11的充电量的控制。另外，能够通过停止第2开关电路8的动作来进行充电停止。
接下来，说明针对连接到负载设备连接端21的交流负载而由来自交流电源1的电力生成为交流电源Vacout的情况下的动作。
在变压器6的第3绕组6c中产生的电压Vtr3通过具有整流功能的第3开关电路13被直流变换，经由平滑线圈14和平滑电容器15而变换为直流电压VL2。该直流电压VL2通过逆变器17被交流变换，生成为交流电源Vacout。另外，能够通过停止逆变器17的动作而停止向连接到负载设备连接端21的交流负载的电力供给。
在逆变器17的输入侧的直流电压VL2低而无法生成规定的交流电源Vacout时，使第3开关电路13作为升压斩波器进行动作，在直流电压VL2高时，不进行开关动作而作为整流电路进行动作，使开关损失降低。在使第3开关电路13作为升压斩波器进行动作的情况下，使第3开关电路13的开关元件13d导通，在第3升压线圈12中使电流流过而积蓄能量。接下来，使开关元件13d截止，将积蓄于第3升压线圈12的能量经由整流元件13c而积蓄到平滑电容器15。由此，能够使该平滑电容器15的电压VL2比在变压器6的第3绕组6c中产生的电压Vtr3高。
这样，通过使第3开关电路13作为升压斩波器进行动作，即使在变压器6的第3绕组6c中产生的电压Vtr3下降，也能够将逆变器17的输入电压VL2始终保持为恒定。
接下来，说明由来自交流电源1的电力充电到第2直流电压源34的情况下的动作。
为了对第2直流电压源34进行充电，使第4开关电路30作为降压斩波器进行动作。即，首先，在使开关35截止之后，如果使例如开关元件30a导通，则在中心抽头型的变压器6的第4绕组6d1、6d2中产生的电压Vtr4通过开关元件30a被整流，通过开关元件33和回流二极管36、平滑线圈31以及平滑电容器32降压，成为直流电压Vbat2，经由电压电流检测部56对第2直流电压源34进行充电。能够通过开关元件33的导通/截止比例控制该情况下的第2直流电压源34的充电量。另外，在第2直流电压源34的充电完成时，能够通过停止开关元件33的动作来停止充电。
图22以及图23是示出将来自第1直流电压源11的电力分别电力分配到连接于负载设备连接端21的交流负载和第2直流电压源34时的动作电流的路径的电流路径图。
在将来自第1直流电压源11的电力分别电力分配到连接到负载设备连接端21的交流负载和第2直流电压源34的情况下，交流电源Vacout的生成和向第2直流电压源34的充电以及停止动作与将电力供给源作为交流电源1的情况基本上相同，所以省略详细的说明。
此处，主要说明在将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，在处于变压器6的1次侧的第1开关电路4中产生的电压。
在第1直流电压源11的充电电压处于比预先设定的电压值高的状态并充分维持着能够进行电力供给的放电电压的情况下，首先，使开关9导通，并且使第2开关电路8作为半桥型的逆变器进行动作。
即，当使开关9导通并使第2开关电路8的开关元件8b导通时，第1直流电压源11的电压通过以相同的电容构成的电容器10a、10b被分压，如下式所示，对变压器6的第2绕组6b施加第1直流电压源11的电压Vbat1的一半的电压、即，
Vtr2＝(1/2)Vbat1(2)
此处，在将第1绕组6a与第2绕组6b的匝数比设定为(n1/n2)>1的关系的情况下，在从交流电源1向第1直流电压源11传送电力时，是Vtr1>Vtr2这样的降压的关系。
相对于此，如果将第1直流电压源11作为电力供给源，以原样的形式将其直流电压Vbat1施加到第2绕组6b，则在第1绕组6a中，产生
Vtr1＝(n1/n2)Vbat1(3)
的电压。即，是Vtr1>Vbat1这样的升压的关系，对于构成第1开关电路4的开关元件4a～4d需要高耐压特性。
但是，如上述(2)式所示，使开关9导通，由此在第2绕组6b中产生的电压Vtr2成为第1直流电压源11的电压Vbat1的一半的电压，所以即使在将匝数比设定为(n1/n2)>1的关系的情况下，也能够利用低耐压的开关元件构成第1开关电路4。
图24以及图25是示出在虽然第1直流电压源11的直流电压Vbat1维持着能够进行电力供给的放电电压，但相比于图22以及图23所示的情况，直流电压Vbat1处于低的状态的情况下，将来自第1直流电压源11的电力分别电力分配到连接于负载设备连接端21的交流负载和第2直流电压源34时的动作电流的路径的电流路径图。
在该情况下，在例如第1开关电路4、第3开关电路13、第4开关电路30以及开关35的各元件的耐电压没有问题时，使开关9截止，并且使第2开关电路8作为全桥型的逆变器进行动作。由此，能够对变压器6的第2绕组6b施加高的电压。由此，能够使电力传送时的导通损失下降。
图26以及图27是示出未连接交流电源1而将来自第2直流电压源34的电力供给到向第1直流电压源11的充电和连接到负载设备连接端21的交流负载时的动作电流的路径的电流路径图。
在该情况下，通过使第4开关电路30的开关元件30a导通，并且使开关35导通，从而第2直流电压源34的电压被施加到变压器6的第4绕组6d2，绝缘的电压在变压器6的第1绕组6a中生成为Vtr1。另外，在变压器6的第2绕组6b中生成电压Vtr2，进而，在变压器6的第3绕组6c中生成电压Vtr3。向第1直流电压源11的充电、停止以及向交流负载的交流电源Vacout的电力供给动作与将交流电源1作为电力供给源的图12的情况相同，所以在此省略详细的说明。
如以上那样，根据该实施方式1的电力变换装置，能够将输入电力向多输出进行电力分配控制，并且能够根据需要，在对其它负载进行电力供给的同时，任意地停止针对第1直流电压源11或者第2直流电压源34的充电动作。
另外，在将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，通过根据第1直流电压源11的电压状态而将第2开关电路8切换为半桥型或者全桥型的逆变器功能，从而能够调节施加到变压器6的第2绕组6b的电压，所以能够调低构成电力变换装置的元件的耐电压，且能够降低导通损失。
实施方式2.
图28以及图29是本发明的实施方式2的电力变换装置的电路结构图，对与图1以及图2所示的实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
该实施方式2的结构上的特征在于，经由电压电流检测部54而与第1开关电路4并联地连接了包括4个开关元件17a～17d的逆变器17的直流输入端，对该逆变器17的交流输出端依次连接有平滑线圈18a、18b、平滑电容器19、共模扼流线圈20、电压电流检测部55以及负载设备连接端21。而且，在该负载设备连接端21中，生成作为未图示的交流负载的供给电源的交流电源Vacout。
其它结构与实施方式1的情况基本上相同，所以对所对应的结构部分附加相同的符号而省略详细的说明。另外，关于第1、第2、第4开关电路4、8、30、逆变器17等的动作，也基本上与实施方式1相同，所以在此省略详细的说明。
接下来，说明上述结构的电力变换装置中的电力分配动作的概要。
在连接交流电源1而将其作为电力供给源的情况下，将该交流电源1的电压Vacin通过AC/DC转换器2变换为直流电压VL1，将该直流电压VL1变换为通过变压器6绝缘的2次侧的直流电压Vbat1，对第1直流电压源11进行充电。另外，将直流电压VL1通过逆变器17进行交流变换，而生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。进而，直流电压VL1变换为通过变压器6绝缘的4次侧的直流电压Vbat2，对第2直流电压源34进行充电。
在由于未连接交流电源1而将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，在第1直流电压源11的电压Vbat1变换为通过变压器6绝缘的1次侧的直流电压VL1之后，通过逆变器17生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。另外，第1直流电压源11的电压Vbat1变换为通过变压器6绝缘的4次侧的直流电压Vbat2，对第2直流电压源34进行充电。
在由于未连接交流电源1且第1直流电压源11的充电量不足，所以将第2直流电压源34作为电力供给源的情况下，第2直流电压源34的电压Vbat2变换为通过变压器6绝缘的1次侧的直流电压VL1，通过逆变器17生成针对连接到负载设备连接端21的交流负载的交流电源Vacout。另外，第2直流电压源34的电压Vbat2变换为通过变压器6绝缘的2次侧的直流电压Vbat1，对第1直流电压源11进行充电。
接下来，参照图30至图39，说明本发明的实施方式2的电力变换装置的电力流动的概要。
如图30以及图31所示，在连接了交流电源1的情况下，来自交流电源1的输入电力F_P1分别分配为向第1直流电压源11的充电电力F_P2、向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力F_P3以及向第2直流电压源34的充电电力F_P4。
如图32以及图33所示，在由于未连接交流电源1，所以将第1直流电压源11作为电力供给源的情况下，来自第1直流电压源11的供给电力G_P1分配为向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力G_P3和向第2直流电压源34的充电电力G_P2。
如图34以及图35所示，在由于例如将家用发电机用作交流电源1等、来自交流电源1的电力供给不足，所以将交流电源1和第1直流电压源11都作为电力供给源的情况下，来自交流电源1的电力H_P1和来自第1直流电压源11的电力H_P2分配为向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力H_P4和向第2直流电压源34的充电电力H_P3。
如图36以及图37所示，在未连接交流电源1且第1直流电压源11的充电量不足的情况下，第2直流电压源34为电力供给源，所以此时，第2直流电压源34的供给电力I_P1分配为向第1直流电压源11的供给电力I_P2和向交流电源Vacout的供给电力I_P3。
如图38以及图39所示，在由于例如将家用发电机用作交流电源1等、来自交流电源1的电力供给不足、且第1直流电压源11的充电量不足，所以将交流电源1和第2直流电压源34都作为电力供给源的情况下，来自交流电源1的供给电力J_P2和来自第2直流电压源34的供给电力J_P1分配为向第1直流电压源11的供给电力J_P3和向连接到负载设备连接端21的交流负载的供给电力J_P4。
决定这样的电力流动的动作与实施方式1相同，其详细内容如图13～图19所示的流程图所示，所以在此省略详细的说明。
另外，为了在负载设备连接端21中得到所需的交流电源Vacout，在实施方式1中，经由变压器6的第3绕组6c和第3开关电路13而生成了逆变器17的输入侧的直流电压VL2，但在该实施方式2中，成为如下的结构：不经由变压器6，而经由电压电流检测部54，针对电容器3，与第1开关电路4并联地连接了逆变器17的直流输入端。
因此，在该实施方式2的结构的情况下，能够省略实施方式1那样的变压器6的第3绕组6c、第3开关电路13，所以电路结构得到简化。但是，对逆变器17的直流输入端施加了与第1开关电路4相同的值的输入电压VL1，无法利用第3绕组6c的匝数来调整施加到逆变器17的电压，所以对于逆变器17的开关元件17a～17d，要求耐电压高的元件。
如以上那样，根据该实施方式2的电力变换装置，与实施方式1同样地，能够将输入电力向多输出进行电力分配控制，并且能够根据需要，在对其它负载进行电力供给的同时，任意地停止针对第1直流电压源11或者第2直流电压源34的充电动作。而且，在交流电源1与逆变器17之间不需要绝缘时，能够将通过AC/DC转换器2得到的直流电压VL1施加到逆变器17，所以能够构成为省略变压器6的第3绕组6c而减少匝数。
实施方式3.
图40以及图41是本发明的实施方式3的电力变换装置的电路结构图，对与图1所示的实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
该实施方式3的特征在于，相对图1所示的实施方式1的结构，删除了包括变压器6的第4绕组6d1、6d2以及与这些绕组6d1、6d2连接的第4开关电路30和第2直流电压源34的电路。其它结构与实施方式1的情况相同。
因此，除了实施方式1中的包括第4开关电路30和第2直流电压源34的电路的动作以外，基本的动作与实施方式1相同，所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式3的电力变换装置，能够将输入电力针对第1直流电压源11和连接到负载设备连接端21的交流负载进行电力分配控制，并且能够在针对交流负载进行电力供给的同时，根据需要而任意地使针对第1直流电压源11的充电动作停止。而且，在该实施方式3的结构的情况下，能够应用于将如实施方式1那样的第2直流电压源34作为例如车辆电气安装件的电源而另行配备成独立的电力***那样的情况。
实施方式4.
图42以及图43是本发明的实施方式4的电力变换装置的电路结构图，对与图1所示的实施方式1对应或者相当的结构部分附加相同的符号。
该实施方式4的特征在于，相对图1所示的实施方式1的结构，删除了包括变压器6的第3绕组6c以及与该绕组6c连接的第3开关电路13和逆变器17的电路。其它结构与实施方式1的情况相同。
因此，除了实施方式1中的包括第3开关电路13和逆变器17的电路的动作以外，基本的动作与实施方式1相同，所以在此省略详细的说明。
根据该实施方式4的电力变换装置，能够将输入电力针对第1、第2直流电压源11、34进行电力分配控制，并且能够在针对第1、第2直流电压源11、34中的某一方进行电力供给的同时，根据需要而任意地使针对另一方的直流电压源的充电动作停止。而且，在该实施方式4的结构的情况下，没有特别将如实施方式1那样的交流负载连接到负载设备连接端21的必要性，因此，能够应用于能够省略包括第3绕组6c、第3开关电路13以及逆变器17的电路的情况。
另外，本发明并非仅限于上述实施方式1～4所示的结构，而能够在不脱离本发明的要旨的范围内，对其结构附加一部分变形或者省略一部分结构或者适当地组合实施方式1～4的结构。

Claims (12)

1.一种电力变换装置，具备：
变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第3绕组、第4绕组；
第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；
AC/DC转换器，其输出端与所述第1开关电路的直流端连接，其输入端与交流电源连接；
第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；
第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；
第3开关电路，其交流端经由第3升压线圈连接于所述第3绕组；
逆变器，与所述第3开关电路的直流端连接；以及
第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源、连接到所述逆变器的交流负载以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，从而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述第3开关电路的输出的直流电压交流化，将电力供给到所述交流负载，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
2.一种电力变换装置，具备：
变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第4绕组；
第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；
AC/DC转换器，其直流端与所述第1开关电路的直流端连接，其交流端与交流电源连接；
第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；
第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；
第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间；以及
逆变器，与所述第1开关电路并联地连接于所述AC/DC转换器的直流端，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源、连接到所述逆变器的交流负载以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，从而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述AC/DC转换器的输出的直流电压交流化，电力供给到所述交流负载，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
3.一种电力变换装置，具备：
变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第3绕组；
第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；
AC/DC转换器，其直流端与所述第1开关电路的直流端连接，其交流端与交流电源连接；
第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；
第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；
第3开关电路，其交流端经由第3升压线圈连接于所述第3绕组；以及
逆变器，与所述第3开关电路的直流端连接，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源以及连接到所述逆变器的交流负载的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，并利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述逆变器使作为所述第3开关电路的输出的直流电压交流化，电力供给到所述交流负载，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电。
4.一种电力变换装置，具备：
变压器，包括相互磁耦合的第1绕组、第2绕组、第4绕组；
第1开关电路，其交流端经由第1升压线圈连接于所述第1绕组；
AC/DC转换器，其输出端与所述第1开关电路的直流端连接，其输入端与交流电源连接；
第2开关电路，其交流端经由第2升压线圈连接于所述第2绕组；
第1直流电压源，与所述第2开关电路的直流端连接；以及
第4开关电路，连接于所述第4绕组与第2直流电压源之间，
以使所述第2绕组的电压成为比所述第1直流电压源的充电电压低的电压的方式，设定所述第1绕组与所述第2绕组的匝数比，
在将来自所述交流电源的输入电力分别电力分配到所述第1直流电压源以及所述第2直流电压源的情况下，针对所述输入电力利用所述第1开关电路控制受电量，而且利用所述第2开关电路使在所述第2绕组中产生的电压升压，控制作为该第2开关电路的输出的直流电压，而控制向所述第1直流电压源的充电电力，并利用所述第4开关电路控制作为该第4开关电路的输出的直流电压而控制向所述第2直流电压源的充电电力，由此对所述输入电力进行分配控制，
并且在所述输入电力的分配控制中，通过使所述第2开关电路停止，从而能够停止向所述第1直流电压源的充电，另外通过使所述第4开关电路停止，从而能够停止向所述第2直流电压源的充电。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述第1直流电压源为电力供给源的情况下，在所述第1直流电压源的充电电压处于比预先设定的电压值高的状态时，使所述第2开关电路作为半桥型进行动作，将施加到所述变压器的所述第2绕组的电压设为所述第1直流电压源的电压的一半的电压，使向所述第2绕组的施加电压下降。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述第1直流电压源为电力供给源的情况下，在所述第1直流电压源的充电电压处于比预先设定的电压值低的状态时，使所述第2开关电路作为全桥型进行动作，使施加到所述变压器的所述第2绕组的电压比使所述第2开关电路作为半桥型进行动作时高。
7.根据权利要求1、2、4中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
在对所述第2直流电压源进行充电的情况下，利用通过所述第4开关电路使所述变压器的所述第4绕组的电压进行降压动作而得到的电压来进行充电控制。
8.根据权利要求1或者3所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述逆变器的输入电压比预先设定的电压值高的情况下，所述第3开关电路不进行开关动作而作为整流电路进行动作，在所述逆变器的输入电压比预先设定的电压值低的情况下，利用所述第3开关电路使所述变压器的所述第3绕组的电压升压，将所述逆变器的输入电压保持为恒定。
9.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在没有来自所述交流电源的输入电力的情况下，将所述第2直流电压源作为电力供给源，经由所述第2绕组以及所述第2开关电路而对所述第1直流电压源进行充电，并且经由所述变压器的所述第3绕组以及所述第3开关电路而电力供给到所述逆变器。
10.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在将所述交流电源和所述第1直流电压源都作为电力供给源的情况下，经由所述变压器的所述第3绕组以及所述第3开关电路而向所述逆变器进行电力供给，并且经由所述变压器的所述第4绕组以及所述第4开关电路而对所述第2直流电压源进行充电。
11.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，
在将所述交流电源和所述第1直流电压源都作为电力供给源的情况下，经由所述变压器的所述第3绕组以及所述第3开关电路而向所述逆变器进行电力供给。
12.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，
在将所述交流电源和所述第1直流电压源都作为电力供给源的情况下，经由所述变压器的所述第4绕组以及所述第4开关电路而对所述第2直流电压源进行充电。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109067192A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 深圳市佳士科技股份有限公司 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置
CN114175444A (zh) * 2019-07-15 2022-03-11 伊顿智能动力有限公司 具有高效逆变器的移动应用的电源分配和电路保护

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015052743A1 (ja) * 2013-10-08 2015-04-16 富士電機株式会社 電力変換装置
JP5931300B2 (ja) 2013-10-23 2016-06-08 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP6139786B2 (ja) 2014-05-14 2017-05-31 三菱電機株式会社 電力変換装置
DE102014214542A1 (de) * 2014-07-24 2016-02-11 Rheinisch-Westfälisch-Technische Hochschule Aachen Gleichspannungswandler mit Transformator
WO2016125374A1 (ja) * 2015-02-02 2016-08-11 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP6541884B2 (ja) * 2016-07-19 2019-07-10 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
US10811987B2 (en) * 2017-03-31 2020-10-20 Schneider Electric It Corporation Bi-directional DC-DC converter with load and source synchronized power control
US10554118B2 (en) * 2017-06-22 2020-02-04 Rohm Co., Ltd. Power supply device
US11070049B2 (en) 2017-11-08 2021-07-20 Eaton Intelligent Power Limited System, method, and apparatus for power distribution in an electric mobile application using a combined breaker and relay
US11108225B2 (en) 2017-11-08 2021-08-31 Eaton Intelligent Power Limited System, method, and apparatus for power distribution in an electric mobile application using a combined breaker and relay
CN111448731B (zh) 2017-11-08 2023-06-30 伊顿智能动力有限公司 用于电动移动应用的电源分配单元和熔断器管理
US11689010B2 (en) 2019-02-22 2023-06-27 Eaton Intelligent Power Limited Coolant fitting promoting turbulent flow

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08154311A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Nippondenso Co Ltd 電気自動車用充電装置
JP2001204170A (ja) * 2000-01-17 2001-07-27 Meidensha Corp コンデンサの充電装置
US20080094859A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP2010148227A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Toyota Industries Corp Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2011244523A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Toyota Motor Corp 電力変換装置およびそれを搭載する車両
JP2013187995A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Toyota Industries Corp スイッチング電源装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672516A (en) * 1985-02-25 1987-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Primary side clock single-ended forward converter with connectible secondary circuits and having switchable actual value feed for the output voltage control
EP0261894B1 (en) * 1986-09-20 1996-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Power source apparatus
US6011704A (en) * 1997-11-07 2000-01-04 Sierra Applied Sciences, Inc. Auto-ranging power supply
JP2003319649A (ja) * 2002-02-22 2003-11-07 Ricoh Co Ltd 画像形成装置の電源回路および画像形成装置の電源制御方法
US20070076445A1 (en) * 2003-10-13 2007-04-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power converter
JP2008061332A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Nec Microwave Inc 電源装置及び高周波回路システム
JP4263736B2 (ja) 2006-10-31 2009-05-13 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08154311A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Nippondenso Co Ltd 電気自動車用充電装置
JP2001204170A (ja) * 2000-01-17 2001-07-27 Meidensha Corp コンデンサの充電装置
US20080094859A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP2010148227A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Toyota Industries Corp Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2011244523A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Toyota Motor Corp 電力変換装置およびそれを搭載する車両
JP2013187995A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Toyota Industries Corp スイッチング電源装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109067192A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 深圳市佳士科技股份有限公司 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置
CN109067192B (zh) * 2018-08-13 2024-02-06 深圳市佳士科技股份有限公司 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置
CN114175444A (zh) * 2019-07-15 2022-03-11 伊顿智能动力有限公司 具有高效逆变器的移动应用的电源分配和电路保护

Also Published As

Publication number Publication date
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US20160233777A1 (en) 2016-08-11

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