JP2017184556A

JP2017184556A - Step-up/down converter, computer program and control method of step-up/down converter

Info

Publication number: JP2017184556A
Application number: JP2016072128A
Authority: JP
Inventors: 将義廣田; Masayoshi Hirota
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step-up/down converter capable of reducing switching loss, and to provide a computer program and a control method of step-up/down converter.SOLUTION: A control section turns a first high voltage side switching device and a first low voltage side switching device ON, during step-up conversion, to operate in step-up first mode for feeding a current to a first inductor, turns the first low voltage side switching device OFF after operation in step-up first mode, to operate in step-up second mode for feeding a resonance current by the first inductor and capacitor, turns the second high voltage side switching device ON after operation in step-up second mode, to operate in step-up third mode for feeding a resonance current by the first inductor, second inductor and capacitor, and to operate in step-up fourth mode, for turning the first low voltage side switching device ON, when the voltage thereof goes below a predetermined threshold in step-up third mode.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、昇降圧変換装置、該昇降圧変換装置を制御するためのコンピュータプログラム及び前記昇降圧変換装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a step-up / down converter, a computer program for controlling the step-up / down converter, and a method for controlling the step-up / down converter.

近年、自動車への４８Ｖシステムへの搭載が検討されている。４８Ｖシステムは、小容量のバッテリ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、モータ／オルタネータ等で構成され、減速エネルギーによりオルタネータで発電し、加速時にはバッテリ電力でモータがエンジンアシストすることで、燃費向上が可能なシステムである。 In recent years, mounting on a 48V system in an automobile has been studied. The 48V system consists of a small-capacity battery, DC / DC converter, motor / alternator, etc., and generates electricity with the alternator using deceleration energy. The motor assists the engine with the battery power during acceleration, which can improve fuel efficiency. is there.

このため、車両には、４８Ｖと従来の１２Ｖの直流電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータが搭載されている。また、近年では、機器の小型化要求が高く、受動素子の小型化のためＤＣ／ＤＣコンバータの駆動周波数が高くなってきている。しかし、駆動周波数を高くすると、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＦＥＴなどのスイッチングデバイスのスイッチング損失が大きくなる。そこで、スイッチング損失を低減すべくゼロ電圧でスイッチングを行う降圧型コンバータが開示されている（特許文献１参照）。 For this reason, the vehicle is equipped with a DC / DC converter that converts a DC voltage of 48V and a conventional 12V. In recent years, there is a high demand for miniaturization of devices, and the driving frequency of DC / DC converters is increasing due to miniaturization of passive elements. However, when the drive frequency is increased, the switching loss of a switching device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or FET increases. Therefore, a step-down converter that performs switching at zero voltage to reduce switching loss is disclosed (see Patent Document 1).

特開２００２−２６２５５２号公報JP 2002-262552 A

しかし、特許文献１のような従来のＤＣ／ＤＣコンバータでは、降圧変換を行う場合には、ゼロ電圧でスイッチングを行ってスイッチング損失を低減することができるが、昇圧変換を行う場合については考慮されていない。 However, in the conventional DC / DC converter as in Patent Document 1, when performing step-down conversion, switching at zero voltage can be performed to reduce switching loss, but the case of performing step-up conversion is considered. Not.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング損失を低減することができる昇降圧変換装置、該昇降圧変換装置を制御するためのコンピュータプログラム及び前記昇降圧変換装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a step-up / down conversion device capable of reducing switching loss, a computer program for controlling the step-up / down conversion device, and a method for controlling the step-up / down conversion device. The purpose is to provide.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタと、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部とを備える昇降圧変換装置であって、前記制御部は、昇圧変換時に、前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる。 The step-up / down converter according to the embodiment of the present invention includes a first high-voltage side switching device, a first inductor having one end connected to the first high-voltage side switching device, a second high-voltage side switching device, and the second A second inductor having one end connected to the high-voltage side switching device; a first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; The step-up / down converter includes a capacitor that is present in parallel with the side switching device and a control unit that turns each switching device on and off and operates in a predetermined operation mode. The first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device are turned on to supply current to the first inductor. Operating in a boosting first mode to flow, and operating in a boosting second mode in which after the operation in the boosting first mode, the first low-voltage side switching device is turned off and a resonant current is flown by the first inductor and the capacitor, After the operation in the boost second mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the boost third mode in which a resonance current is flown by the first inductor, the second inductor, and the capacitor, and in the boost third mode, When the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, the first low-voltage side switching device is operated in the fourth boost mode for turning on, and after the operation in the boost fourth mode, Transition to 1 mode.

本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタとを備える昇降圧変換装置を制御させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部として機能させ、前記制御部は、昇圧変換時に、前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる処理を実行する。 A computer program according to an embodiment of the present invention includes a computer, a first high-voltage switching device, a first inductor having one end connected to the first high-voltage switching device, a second high-voltage switching device, A second inductor having one end connected to the second high-voltage side switching device, a first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; A computer program for controlling a step-up / down converter including a capacitor present in parallel with a low-voltage side switching device, wherein the computer is operated to turn on / off each switching device and operate in a predetermined operation mode. And the controller controls the first high-voltage side switch during boost conversion. The switching device and the first low-voltage side switching device are turned on to operate in a first boosting mode in which a current flows through the first inductor, and after the operation in the boosting first mode, the first low-voltage switching device is turned off and the first low-voltage switching device is turned off. The first inductor, the second inductor, and the capacitor are operated in a boost second mode in which a resonance current is passed by the first inductor and the capacitor, and the second high-voltage side switching device is turned on after the operation in the boost second mode. When the voltage of the first low-voltage side switching device falls below a predetermined voltage threshold value in the third voltage step-up mode, the first low-voltage side switching device is turned on. Operate in boost fourth mode, then shift to boost first mode after operation in boost fourth mode To execute the process of.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置の制御方法は、第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタとを備える昇降圧変換装置の制御方法であって、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで制御部が動作させ、前記制御部は、昇圧変換時に、前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる。 A method for controlling a step-up / down converter according to an embodiment of the present invention includes a first high-voltage side switching device, a first inductor having one end connected to the first high-voltage side switching device, a second high-voltage side switching device, A second inductor having one end connected to the second high voltage side switching device; a first low voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; A control method of a step-up / down converter including a capacitor present in parallel with a first low-voltage side switching device, wherein the control unit operates in a predetermined operation mode by turning on / off each switching device, and the control The unit turns on the first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device at the time of step-up conversion. In the step-up second mode in which the first low-voltage side switching device is turned off after the operation in the step-up first mode, and the resonance current generated by the first inductor and the capacitor is supplied. After the operation in the second step-up mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the third step-up mode in which a resonance current from the first inductor, the second inductor, and the capacitor flows. When the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold value in the three mode, the first low-voltage side switching device is operated in the fourth boost mode for turning on, and the operation in the boost fourth mode is performed. Later, the mode is shifted to the first step-up mode.

本発明によれば、スイッチング損失を低減することができる。 According to the present invention, switching loss can be reduced.

本実施の形態の昇降圧変換装置の回路構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the circuit structure of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ１の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state U1 of the pressure | voltage rise operation | movement of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ２の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state U2 of the pressure | voltage rise operation | movement of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ３の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state U3 of the pressure | voltage rise operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ４の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state U4 of the pressure | voltage rise operation | movement of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ５の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state U5 of the pressure | voltage rise operation of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ１の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state D1 of the pressure | voltage fall operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ２の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state D2 of the pressure | voltage fall operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ３の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state D3 of the pressure | voltage fall operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ４の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state D4 of the pressure | voltage fall operation | movement of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ５の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of state D5 of the pressure | voltage fall operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の変換動作の処理手順の第１例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st example of the process sequence of the conversion operation | movement of the step-up / step-down converter of this Embodiment. 本実施の形態の昇降圧変換装置の変換動作の処理手順の第２例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd example of the process sequence of the conversion operation | movement of the buck-boost converter of this Embodiment.

［本願発明の実施形態の説明］
本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタと、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部とを備える昇降圧変換装置であって、前記制御部は、昇圧変換時に、前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる。 [Description of Embodiment of Present Invention]
The step-up / down converter according to the embodiment of the present invention includes a first high-voltage side switching device, a first inductor having one end connected to the first high-voltage side switching device, a second high-voltage side switching device, and the second A second inductor having one end connected to the high-voltage side switching device; a first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; The step-up / down converter includes a capacitor that is present in parallel with the side switching device and a control unit that turns each switching device on and off and operates in a predetermined operation mode. The first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device are turned on to supply current to the first inductor. Operating in a boosting first mode to flow, and operating in a boosting second mode in which after the operation in the boosting first mode, the first low-voltage side switching device is turned off and a resonant current is flown by the first inductor and the capacitor, After the operation in the boost second mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the boost third mode in which a resonance current is flown by the first inductor, the second inductor, and the capacitor, and in the boost third mode, When the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, the first low-voltage side switching device is operated in the fourth boost mode for turning on, and after the operation in the boost fourth mode, Transition to 1 mode.

制御部は、昇圧変換時に、第１高圧側スイッチングデバイス及び第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させる。第１低圧側スイッチングデバイスをオンにすることにより、第１インダクタにエネルギーが蓄積される。 The control unit turns on the first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device during boost conversion and operates in the boost first mode in which current flows through the first inductor. By turning on the first low-voltage switching device, energy is stored in the first inductor.

制御部は、昇圧第１モードでの動作後に第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして第１インダクタ及びキャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させる。第１低圧側スイッチングデバイスをオフにすることにより、第１低圧側スイッチングデバイスを流れていた電流は、第１低圧側スイッチングデバイスに並列に接続されたキャパシタを通じて流れるようになり、キャパシタと第１インダクタとの共振電流が流れる。 The controller turns off the first low-voltage side switching device after the operation in the boost first mode, and operates in the boost second mode in which the resonance current from the first inductor and the capacitor flows. By turning off the first low-voltage side switching device, the current flowing through the first low-voltage side switching device flows through the capacitor connected in parallel to the first low-voltage side switching device, and the capacitor and the first inductor Resonance current flows.

制御部は、昇圧第２モードでの動作後に第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして第１インダクタ、第２インダクタ及びキャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させる。共振電流が流れ、キャパシタの電圧が負荷電圧を超えると第２高圧側スイッチングデバイスを介して共振電流が負荷側へ流れる。また、キャパシタに蓄えられた電荷も負荷側へ流れる。 The controller turns on the second high-voltage side switching device after the operation in the boost second mode, and operates in the boost third mode in which the resonance current from the first inductor, the second inductor, and the capacitor flows. When the resonance current flows and the voltage of the capacitor exceeds the load voltage, the resonance current flows to the load side via the second high-voltage side switching device. Further, the electric charge stored in the capacitor also flows to the load side.

制御部は、昇圧第３モードで第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させる。昇圧第３モードで、キャパシタに蓄えられた電荷がなくなるとキャパシタの電圧、すなわち、第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になる。この場合に、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにすると、第１低圧側スイッチングデバイスの電圧は非常に小さいので、電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。制御部は、昇圧第４モードでの動作後に昇圧第１モードへ移行させる。 When the voltage of the first low-voltage switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold value in the boost third mode, the control unit operates in the boost fourth mode that turns on the first low-voltage switching device. In the third boost mode, when the charge stored in the capacitor is exhausted, the voltage of the capacitor, that is, the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold. In this case, when the first low-voltage side switching device is turned on, the voltage of the first low-voltage side switching device is very small, so that the switching loss represented by voltage × current can be reduced. The control unit shifts to the boost first mode after the operation in the boost fourth mode.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、前記制御部は、降圧変換時に、前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにし、前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして、前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す降圧第１モードで動作させ、該降圧第１モードでの動作後に前記第１高圧側スイッチングデバイスをオフにして前記キャパシタの電荷を放出させる降圧第２モードで動作させ、該降圧第２モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第３モードで動作させ、該降圧第３モードでの動作後に前記降圧第１モードへ移行させる。 In the step-up / down converter according to an embodiment of the present invention, the control unit turns on the first high-voltage side switching device and the second high-voltage side switching device during the step-down conversion, and the first low-voltage side switching device is turned on. Turn off and operate in the first step-down mode in which the resonance current from the first inductor and the capacitor flows, and turn off the first high-voltage side switching device after the operation in the step-down first mode to discharge the capacitor charge A step-down third mode that operates in the step-down second mode to turn on the first low-voltage side switching device when the voltage of the first low-voltage side switching device falls below a predetermined voltage threshold in the step-down second mode. And after the operation in the step-down third mode, the mode is shifted to the step-down first mode.

制御部は、降圧変換時に、第１高圧側スイッチングデバイス及び第２高圧側スイッチングデバイスをオンにし、第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして、第１インダクタ及びキャパシタによる共振電流を流す降圧第１モードで動作させる。第１高圧側スイッチングデバイス及び第２高圧側スイッチングデバイスをオンにすることにより、負荷側へ電流が流れる。また、第１低圧側スイッチングデバイスをオフにすることにより、第１低圧側スイッチングデバイスを流れていた電流がキャパシタに流れるようになり、第１インダクタ及びキャパシタによる共振電流がキャパシタに流れる。 The control unit turns on the first high-voltage side switching device and the second high-voltage side switching device and turns off the first low-voltage side switching device at the time of step-down conversion, and steps down the first step-down mode in which the resonance current from the first inductor and capacitor flows. Operate with. By turning on the first high voltage side switching device and the second high voltage side switching device, a current flows to the load side. Further, by turning off the first low-voltage side switching device, the current flowing through the first low-voltage side switching device flows through the capacitor, and the resonance current due to the first inductor and the capacitor flows through the capacitor.

制御部は、降圧第１モードでの動作後に第１高圧側スイッチングデバイスをオフにしてキャパシタの電荷を放出させる降圧第２モードで動作させる。降圧第１モードで第１インダクタ及びキャパシタによる共振電流の向きが反転すると第１高圧側スイッチングデバイスに流れる電流が減少して０に近づく。第１高圧側スイッチングデバイスに流れる電流が０又は小さくなったときに第１高圧側スイッチングデバイスをオフにする。これにより、キャパシタの残留電荷を、第２高圧側スイッチングデバイスを通じて負荷側へ放出する。 The control unit operates in the step-down second mode in which the first high-voltage side switching device is turned off after the operation in the step-down first mode to release the capacitor charge. When the direction of the resonance current by the first inductor and the capacitor is reversed in the first step-down mode, the current flowing through the first high-voltage side switching device decreases and approaches zero. When the current flowing through the first high-voltage side switching device becomes zero or small, the first high-voltage side switching device is turned off. Thereby, the residual charge of the capacitor is discharged to the load side through the second high voltage side switching device.

制御部は、降圧第２モードで第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第３モードで動作させる。キャパシタの残留電荷が放出されることにより、キャパシタの電圧、すなわち第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする。第１低圧側スイッチングデバイスの電圧は非常に小さいので、電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。制御部は、降圧第３モードでの動作後に降圧第１モードへ移行させる。 When the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the step-down second mode, the control unit operates in the step-down third mode that turns on the first low-voltage side switching device. When the voltage of the capacitor, that is, the voltage of the first low-voltage side switching device becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold due to the discharge of the residual charge of the capacitor, the first low-voltage side switching device is turned on. Since the voltage of the first low-voltage side switching device is very small, the switching loss represented by voltage × current can be reduced. The control unit shifts to the step-down first mode after the operation in the step-down third mode.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、前記第２高圧側スイッチングデバイスと前記第２インダクタとの接続点に接続され、前記２高圧側スイッチングデバイスと直列をなす第２低圧側スイッチングデバイスを備え、前記制御部は、前記昇圧第３モードで前記第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第５モードで動作させ、該昇圧第５モードでの動作後に前記昇圧第４モードへ移行させる。 The step-up / down converter according to an embodiment of the present invention is connected to a connection point between the second high-voltage side switching device and the second inductor, and is in series with the second high-voltage side switching device. And the control unit operates in the boosting fifth mode in which the second low-voltage side switching device is turned on in the boosting third mode, and shifts to the boosting fourth mode after the operation in the boosting fifth mode. .

第２高圧側スイッチングデバイスと第２インダクタとの接続点に接続され、第２高圧側スイッチングデバイスと直列をなす第２低圧側スイッチングデバイスを備える。制御部は、昇圧第３モードで第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第５モードで動作させる。昇圧第３モードでは、キャパシタに蓄えられた電荷も負荷側へ流れるが、キャパシタに電荷が残留した場合には、キャパシタの電圧が十分小さくならない。そこで、第２低圧側スイッチングデバイスをオンにすることにより、キャパシタの電荷を第２インダクタ及び第２低圧側スイッチングデバイスを通じて放出し、キャパシタの電圧を所定の電圧閾値以下にすることができる。制御部は、昇圧第５モードでの動作後に昇圧第４モードへ移行させ、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする。 A second low-voltage side switching device connected to a connection point between the second high-voltage side switching device and the second inductor and in series with the second high-voltage side switching device is provided. The control unit operates in the boost fifth mode that turns on the second low-voltage side switching device in the boost third mode. In the boost third mode, the charge stored in the capacitor also flows to the load side. However, when the charge remains in the capacitor, the voltage of the capacitor is not sufficiently reduced. Therefore, by turning on the second low-voltage side switching device, the charge of the capacitor can be discharged through the second inductor and the second low-voltage side switching device, and the voltage of the capacitor can be reduced to a predetermined voltage threshold value or less. The controller shifts to the boost fourth mode after the operation in the boost fifth mode, and turns on the first low-voltage side switching device.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、前記制御部は、前記降圧第２モードで前記第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第４モードで動作させ、該降圧第４モードでの動作後に前記降圧第３モードへ移行させる。 In the step-up / down converter according to the embodiment of the present invention, the control unit operates in the step-down fourth mode for turning on the second low-voltage side switching device in the step-down second mode, and in the step-down fourth mode. After the above operation, the mode is shifted to the step-down third mode.

制御部は、降圧第２モードで第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第４モードで動作させる。降圧第２モードでは、第１高圧側スイッチングデバイスをオフにしてキャパシタの電荷を放出させる。しかし、キャパシタに電荷が残留した場合には、キャパシタの電圧が十分小さくならない。そこで、第２低圧側スイッチングデバイスをオンにすることにより、キャパシタの電荷を第２インダクタ及び第２低圧側スイッチングデバイスを通じて放出し、キャパシタの電圧を所定の電圧閾値以下にすることができる。制御部は、降圧第４モードでの動作後に降圧第３モードへ移行させる。 The control unit operates in the step-down fourth mode that turns on the second low-voltage side switching device in the step-down second mode. In the step-down second mode, the first high-voltage side switching device is turned off to discharge the capacitor charge. However, when charge remains in the capacitor, the voltage of the capacitor does not become sufficiently small. Therefore, by turning on the second low-voltage side switching device, the charge of the capacitor can be discharged through the second inductor and the second low-voltage side switching device, and the voltage of the capacitor can be reduced to a predetermined voltage threshold value or less. The control unit shifts to the third step-down mode after the operation in the fourth step-down mode.

本発明の実施の形態に係る昇降圧変換装置は、前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧を検出する電圧検出部を備え、前記制御部は、前記電圧検出部で検出した電圧が前記電圧閾値以下である場合、前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする。 The step-up / down converter according to the embodiment of the present invention includes a voltage detection unit that detects a voltage of the first low-voltage side switching device, and the control unit detects that the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or lower than the voltage threshold value. If so, the first low-voltage side switching device is turned on.

第１低圧側スイッチングデバイスの電圧を検出する電圧検出部を備える。制御部は、電圧検出部で検出した電圧が電圧閾値以下である場合、第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする。第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が電圧閾値以下になった場合に、第１低圧側スイッチングデバイスをオンするので、第１低圧側スイッチングデバイスがオンしたときの電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。 The voltage detection part which detects the voltage of a 1st low voltage | pressure side switching device is provided. The control unit turns on the first low-voltage side switching device when the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or lower than the voltage threshold. Since the first low voltage side switching device is turned on when the voltage of the first low voltage side switching device is equal to or lower than the voltage threshold, the switching loss represented by the voltage x current when the first low voltage side switching device is turned on is Can be reduced.

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の昇降圧変換装置の回路構成の一例を示す説明図である。本実施の形態の昇降圧変換装置は、一方の入出力端である端子Ｔ１及びＧ、他方の入出力端である端子Ｔ２及びＧを備える。例えば、昇降圧変換装置の負荷側を端子Ｔ２及びＧ側であるとすると、端子Ｔ１及びＧ間の電圧Ｖ１と、端子Ｔ２及びＧ間の電圧Ｖ２とが、Ｖ１＞Ｖ２である場合には、降圧変換（降圧動作）を行い、Ｖ１＜Ｖ２である場合には、昇圧変換（昇圧動作）行う。また、昇降圧変換装置の負荷側を端子Ｔ１及びＧ側であるとすると、端子Ｔ１及びＧ間の電圧Ｖ１と、端子Ｔ２及びＧ間の電圧Ｖ２とが、Ｖ１＞Ｖ２である場合には、昇圧変換（昇圧動作）を行い、Ｖ１＜Ｖ２である場合には、降圧変換（降圧動作）行う。なお、Ｖ１＝Ｖ２の場合には、同じ電圧同士の変換となる。なお、以下では、スイッチングデバイスをＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）として説明するが、スイッチングデバイスはＭＯＳＦＥＴに限定されるものではなく、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのデバイスであってもよい。 [Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the circuit configuration of the buck-boost converter according to the present embodiment. The step-up / down converter of this embodiment includes terminals T1 and G that are one input / output end and terminals T2 and G that are the other input / output ends. For example, assuming that the load side of the step-up / down converter is the terminals T2 and G, when the voltage V1 between the terminals T1 and G and the voltage V2 between the terminals T2 and G are V1> V2, Step-down conversion (step-down operation) is performed, and if V1 <V2, step-up conversion (step-up operation) is performed. Also, assuming that the load side of the step-up / down converter is the terminals T1 and G, when the voltage V1 between the terminals T1 and G and the voltage V2 between the terminals T2 and G are V1> V2, Step-up conversion (step-up operation) is performed, and if V1 <V2, step-down conversion (step-down operation) is performed. When V1 = V2, the same voltage is converted. In the following description, the switching device is described as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), but the switching device is not limited to a MOSFET, and may be a device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

端子Ｔ１には、第１高圧側スイッチングデバイス１１のドレインを接続してあり、第１高圧側スイッチングデバイス１１のソースには、第１インダクタ１の一端を接続してある。第１インダクタ１の他端には、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレインを接続してあり、第１低圧側スイッチングデバイス２３のソースは端子Ｇに接続してある。 The terminal T1 is connected to the drain of the first high-voltage side switching device 11, and the source of the first high-voltage side switching device 11 is connected to one end of the first inductor 1. The other end of the first inductor 1 is connected to the drain of the first low-voltage side switching device 23, and the source of the first low-voltage side switching device 23 is connected to the terminal G.

また、端子Ｔ２には、第２高圧側スイッチングデバイス１２のドレインを接続してあり、第２高圧側スイッチングデバイス１２のソースには、第２インダクタ２の一端を接続してある。第２インダクタ１の他端には、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレインを接続してある。 Further, the drain of the second high voltage side switching device 12 is connected to the terminal T2, and one end of the second inductor 2 is connected to the source of the second high voltage side switching device 12. The other end of the second inductor 1 is connected to the drain of the first low voltage side switching device 23.

第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレイン・ソース間には、キャパシタ３が存在する。キャパシタ３は、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレイン・ソース間に部品として接続したキャパシタでもよく、あるいは、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレイン・ソース間に存在する寄生容量でもよい。すなわち、第１低圧側スイッチングデバイス２３に対して並列に存在するキャパシタは、部品としてのキャパシタでもよく、寄生容量であってもよい。 A capacitor 3 exists between the drain and source of the first low-voltage side switching device 23. The capacitor 3 may be a capacitor connected as a component between the drain and source of the first low-voltage side switching device 23, or may be a parasitic capacitance existing between the drain and source of the first low-voltage side switching device 23. That is, the capacitor existing in parallel with the first low-voltage side switching device 23 may be a capacitor as a component or a parasitic capacitance.

また、第２高圧側スイッチングデバイス１２と第２インダクタ２との接続点に接続され、第２高圧側スイッチングデバイス１２と直列をなす第２低圧側スイッチングデバイス２２を備える。すなわち、第２低圧側スイッチングデバイス２２のドレインは、第２高圧側スイッチングデバイス１２のソースに接続され、第２低圧側スイッチングデバイス２２のソースは、端子Ｇに接続されている。 In addition, a second low voltage side switching device 22 is provided which is connected to a connection point between the second high voltage side switching device 12 and the second inductor 2 and is in series with the second high voltage side switching device 12. That is, the drain of the second low voltage side switching device 22 is connected to the source of the second high voltage side switching device 12, and the source of the second low voltage side switching device 22 is connected to the terminal G.

同様に、第１高圧側スイッチングデバイス１１と第１インダクタ１との接続点に接続され、第１高圧側スイッチングデバイス１１と直列をなす第２低圧側スイッチングデバイス２１を備える。すなわち、第２低圧側スイッチングデバイス２１のドレインは、第１高圧側スイッチングデバイス１１のソースに接続され、第２低圧側スイッチングデバイス２１のソースは、端子Ｇに接続されている。端子Ｔ１及びＧ間には、キャパシタ４を接続してあり、端子Ｔ２及びＧ間には、キャパシタ５を接続してある。 Similarly, a second low voltage side switching device 21 is provided which is connected to a connection point between the first high voltage side switching device 11 and the first inductor 1 and is in series with the first high voltage side switching device 11. That is, the drain of the second low voltage side switching device 21 is connected to the source of the first high voltage side switching device 11, and the source of the second low voltage side switching device 21 is connected to the terminal G. A capacitor 4 is connected between the terminals T1 and G, and a capacitor 5 is connected between the terminals T2 and G.

制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１、第２高圧側スイッチングデバイス１２、第１低圧側スイッチングデバイス２３、第２低圧側スイッチングデバイス２１、２２のオン・オフを制御する。また、制御部５０は、昇降圧変換装置を後述の各動作モードで動作させる。また、制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレイン・ソース間の電圧、すなわちキャパシタ３の両端の電圧を検出する電圧検出部としての機能を有する。 The control unit 50 controls on / off of the first high-voltage side switching device 11, the second high-voltage side switching device 12, the first low-voltage side switching device 23, and the second low-voltage side switching devices 21 and 22. Further, the control unit 50 operates the step-up / down converter in each operation mode described later. Further, the control unit 50 has a function as a voltage detection unit that detects the voltage between the drain and the source of the first low-voltage side switching device 23, that is, the voltage across the capacitor 3.

なお、端子Ｔ２及びＧ側を負荷側とする場合には、前述のとおりの名称とするが、端子Ｔ１及びＧ側を負荷側とする場合には、第２高圧側スイッチングデバイス１２を第１高圧側スイッチングデバイスと称し、第１高圧側スイッチングデバイス１１を第２高圧側スイッチングデバイスと称し、第２インダクタ２を第１インダクタと称し、第１インダクタ１を第２インダクタと称するものとする。以下では、端子Ｔ２及びＧ側を負荷側として説明する。 When the terminals T2 and G are set as the load side, the names are as described above. However, when the terminals T1 and G are set as the load side, the second high voltage side switching device 12 is set as the first high voltage. The first high voltage side switching device 11 is referred to as a second high voltage side switching device, the second inductor 2 is referred to as a first inductor, and the first inductor 1 is referred to as a second inductor. Below, the terminal T2 and G side are demonstrated as a load side.

上述のとおり、本実施の形態の昇降圧変換装置は、第１高圧側スイッチングデバイス１１と、第１高圧側スイッチングデバイス１１に一端を接続した第１インダクタ１と、第２高圧側スイッチングデバイス１２と、第２高圧側スイッチングデバイス１２に一端を接続した第２インダクタ２と、第１インダクタ１の他端及び第２インダクタ２の他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイス２３及びキャパシタ３の並列回路と、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部５０とを備える。なお、第２低圧側スイッチングデバイス２１、２２は必須の構成ではなく、省略することもできる。 As described above, the step-up / down converter according to the present embodiment includes the first high-voltage side switching device 11, the first inductor 1 having one end connected to the first high-voltage side switching device 11, the second high-voltage side switching device 12, and the like. The second inductor 2 having one end connected to the second high voltage side switching device 12 and the first low voltage side switching device 23 having one end connected to the connection point between the other end of the first inductor 1 and the other end of the second inductor 2. And a parallel circuit of the capacitors 3 and a control unit 50 that turns on / off each switching device and operates in a predetermined operation mode. Note that the second low-voltage side switching devices 21 and 22 are not essential and can be omitted.

次に、本実施の形態の昇降圧変換装置の動作について説明する。まず、昇圧動作（昇圧変換）について説明する。図２は本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ１の一例を示す説明図である。状態Ｕ１は、昇圧第１モードに対応する。図２に示すように、制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにして第１インダクタ１に電流を流す昇圧第１モードで動作させる。状態Ｕ１では、第２高圧側スイッチングデバイス１２、第２低圧側スイッチングデバイス２１、２２はオフである。第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにすることにより、第１インダクタ１にエネルギーが蓄積される。 Next, the operation of the step-up / down converter according to the present embodiment will be described. First, the boosting operation (boost conversion) will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the state U1 of the step-up operation of the step-up / step-down converter according to the present embodiment. The state U1 corresponds to the boost first mode. As shown in FIG. 2, the control unit 50 turns on the first high-voltage side switching device 11 and the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boost first mode in which current flows through the first inductor 1. In the state U1, the second high-voltage side switching device 12 and the second low-voltage side switching devices 21 and 22 are off. By turning on the first low-voltage side switching device 23, energy is stored in the first inductor 1.

図３は本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ２の一例を示す説明図である。状態Ｕ２は、昇圧第２モードに対応する。図３に示すように、制御部５０は、状態Ｕ１（昇圧第１モード）での動作後に第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフにして第１インダクタ１及びキャパシタ３による共振電流を流す昇圧第２モードで動作させる。第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフにすることにより、第１低圧側スイッチングデバイス２３を流れていた電流は、第１低圧側スイッチングデバイス２３に並列に接続されたキャパシタ３を通じて流れるようになり、キャパシタ３と第１インダクタ１との共振電流が流れる。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of the state U2 of the boosting operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state U2 corresponds to the boost second mode. As shown in FIG. 3, the control unit 50 turns off the first low-voltage side switching device 23 after the operation in the state U1 (step-up first mode), and causes the second boosting current to flow the resonance current from the first inductor 1 and the capacitor 3. Operate in mode. By turning off the first low-voltage side switching device 23, the current flowing through the first low-voltage side switching device 23 flows through the capacitor 3 connected in parallel to the first low-voltage side switching device 23. 3 and the first inductor 1 pass through a resonance current.

図４は本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ３の一例を示す説明図である。状態Ｕ３は、昇圧第３モードに対応する。図４に示すように、制御部５０は、状態Ｕ２（昇圧第２モード）での動作後に第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンにして第１インダクタ１、第２インダクタ２及びキャパシタ３による共振電流を流す昇圧第３モードで動作させる。第１低圧側スイッチングデバイス２３、第２低圧側スイッチングデバイス２１、２２はオフである。キャパシタ３に共振電流が流れ、キャパシタ３の電圧が端子Ｔ２及びＧ間の電圧を超えると第２高圧側スイッチングデバイス１２を介して共振電流が負荷側へ流れる。また、キャパシタ３に蓄えられた電荷も負荷側へ流れる。状態Ｕ３では、キャパシタ３の共振電流の向きが状態Ｕ２の場合と比較して反転している。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the state U3 of the step-up operation of the step-up / step-down converter according to the present embodiment. The state U3 corresponds to the boost third mode. As shown in FIG. 4, the control unit 50 turns on the second high-voltage side switching device 12 after the operation in the state U2 (step-up second mode), and the resonance current generated by the first inductor 1, the second inductor 2, and the capacitor 3 is turned on. Is operated in the third step-up mode. The first low-voltage side switching device 23 and the second low-voltage side switching devices 21 and 22 are off. When the resonance current flows through the capacitor 3 and the voltage of the capacitor 3 exceeds the voltage between the terminals T2 and G, the resonance current flows to the load side via the second high-voltage side switching device 12. Further, the electric charge stored in the capacitor 3 also flows to the load side. In the state U3, the direction of the resonance current of the capacitor 3 is reversed as compared with that in the state U2.

図５は本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ４の一例を示す説明図である。状態Ｕ４は、昇圧第４モードに対応する。図５に示すように、制御部５０は、状態Ｕ３（昇圧第３モード）で第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにする昇圧第４モードで動作させる。状態Ｕ３（昇圧第３モード）で、キャパシタ３に蓄えられた電荷がなくなるとキャパシタ３の電圧、すなわち、第１低圧側スイッチングデバイス２３のドレイン・ソース間の電圧が所定の電圧閾値以下になる。この場合に、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにすると、第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧は非常に小さいので、電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。なお、キャパシタ３の電圧が０Ｖ又は０Ｖに近づくと、第１低圧側スイッチングデバイス２３のダイオードが逆バイアスから順バイアスとなり、当該ダイオードを通じて電流が流れる。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the state U4 of the step-up operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. State U4 corresponds to the boost fourth mode. As shown in FIG. 5, the control unit 50 turns on the first low-voltage side switching device 23 when the voltage of the first low-voltage side switching device 23 becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the state U3 (step-up third mode). To be operated in the boost fourth mode. When the electric charge stored in the capacitor 3 runs out in the state U3 (boost third mode), the voltage of the capacitor 3, that is, the voltage between the drain and source of the first low-voltage side switching device 23 becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold. In this case, when the first low-voltage side switching device 23 is turned on, the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is very small, so that the switching loss expressed by voltage × current can be reduced. When the voltage of the capacitor 3 approaches 0 V or 0 V, the diode of the first low-voltage side switching device 23 changes from reverse bias to forward bias, and current flows through the diode.

制御部５０は、状態Ｕ４（昇圧第４モード）での動作後に状態Ｕ１（昇圧第１モード）へ移行させる。 The controller 50 shifts to the state U1 (step-up first mode) after the operation in the state U4 (step-up fourth mode).

図６は本実施の形態の昇降圧変換装置の昇圧動作の状態Ｕ５の一例を示す説明図である。状態Ｕ５は、昇圧第５モードに対応する。図６に示すように、制御部５０は、状態Ｕ３（昇圧第３モード）で第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンにする昇圧第５モードで動作させる。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the state U5 of the step-up operation of the step-up / step-down converter according to the present embodiment. The state U5 corresponds to the boosting fifth mode. As illustrated in FIG. 6, the control unit 50 operates in the boost fifth mode in which the second low-voltage switching device 22 is turned on in the state U3 (boost third mode).

状態Ｕ３（昇圧第３モード）では、キャパシタ３に蓄えられた電荷も負荷側へ流れるが、キャパシタ３に電荷が残留した場合には、キャパシタ３の電圧が十分小さくならない。そこで、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンにすることにより、キャパシタ３の電荷を第２インダクタ２及び第２低圧側スイッチングデバイス２２を通じて放出し、キャパシタ３の電圧を所定の電圧閾値以下にすることができる。制御部５０は、状態Ｕ５（昇圧第５モード）での動作後に、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオフし、状態Ｕ４（昇圧第４モード）へ移行させ、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにする。 In the state U3 (boost third mode), the charge stored in the capacitor 3 also flows to the load side. However, when the charge remains in the capacitor 3, the voltage of the capacitor 3 does not decrease sufficiently. Therefore, by turning on the second low-voltage side switching device 22, the electric charge of the capacitor 3 is discharged through the second inductor 2 and the second low-voltage side switching device 22, and the voltage of the capacitor 3 is set to a predetermined voltage threshold value or less. Can do. After the operation in the state U5 (step-up fifth mode), the control unit 50 turns off the second low-voltage side switching device 22, shifts to the state U4 (step-up fourth mode), and turns on the first low-pressure side switching device 23. To.

また、制御部５０は、状態Ｕ４において、検出した第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が電圧閾値以下である場合、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにすることもできる。第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が電圧閾値以下になった場合に、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンするので、第１低圧側スイッチングデバイス２３がオンしたときの電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。 Moreover, the control part 50 can also turn ON the 1st low voltage | pressure side switching device 23, when the voltage of the detected 1st low voltage | pressure side switching device 23 is below a voltage threshold value in the state U4. Since the first low voltage side switching device 23 is turned on when the voltage of the first low voltage side switching device 23 is equal to or lower than the voltage threshold value, it is expressed as voltage × current when the first low voltage side switching device 23 is turned on. Switching loss can be reduced.

次に、本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作（降圧変換）について説明する。図７は本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ１の一例を示す説明図である。状態Ｄ１は、降圧第１モードに対応する。図７に示すように、制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンにし、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフにして、第１インダクタ１及びキャパシタ３による共振電流を流す降圧第１モードで動作させる。第２低圧側スイッチングデバイス２１、２２はオフにする。 Next, the step-down operation (step-down conversion) of the buck-boost converter according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a state D1 of the step-down operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state D1 corresponds to the first step-down mode. As shown in FIG. 7, the control unit 50 turns on the first high-voltage side switching device 11 and the second high-voltage side switching device 12, turns off the first low-voltage side switching device 23, and turns on the first inductor 1 and the capacitor 3. The operation is performed in the first step-down mode in which the resonance current is caused to flow. The second low-voltage side switching devices 21 and 22 are turned off.

第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンにすることにより、端子Ｔ２及びＧ側（負荷側）へ電流が流れる。また、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンからオフにすることにより、第１低圧側スイッチングデバイス２３を流れていた電流がキャパシタ３に流れるようになり、第１インダクタ１及びキャパシタ３による共振電流がキャパシタに流れる。 By turning on the first high voltage side switching device 11 and the second high voltage side switching device 12, a current flows to the terminal T2 and the G side (load side). Further, by turning the first low voltage side switching device 23 from on to off, the current flowing through the first low voltage side switching device 23 flows to the capacitor 3, and the resonance current by the first inductor 1 and the capacitor 3 is changed. It flows to the capacitor.

図８は本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ２の一例を示す説明図である。状態Ｄ２は、降圧第１モードに対応する。状態Ｄ２では、第１インダクタ１及びキャパシタ３による共振電流の向きが反転し、反転した共振電流が、第１高圧側スイッチングデバイス１１に流れる負荷電流と相殺され、第１高圧側スイッチングデバイス１１に流れる電流が減少する。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a state D2 of the step-down operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state D2 corresponds to the first step-down mode. In the state D <b> 2, the direction of the resonance current by the first inductor 1 and the capacitor 3 is reversed, and the reversed resonance current is canceled with the load current flowing through the first high-voltage side switching device 11 and flows into the first high-voltage side switching device 11. The current decreases.

図９は本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ３の一例を示す説明図である。状態Ｄ３は、降圧第２モードに対応する。図９に示すように、制御部５０は、状態Ｄ２（降圧第１モード）での動作後に第１高圧側スイッチングデバイス１１をオフにしてキャパシタ３の電荷を放出させる降圧第２モードで動作させる。 FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a state D3 of the step-down operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state D3 corresponds to the step-down second mode. As shown in FIG. 9, the control unit 50 operates in the step-down second mode in which the first high-voltage side switching device 11 is turned off after the operation in the state D2 (step-down first mode) to discharge the charge of the capacitor 3.

状態Ｄ２（降圧第１モード）で第１インダクタ１及びキャパシタ３による共振電流の向きが反転すると第１高圧側スイッチングデバイス１１に流れる電流が減少して０に近づく。第１高圧側スイッチングデバイス１１に流れる電流が０又は小さくなったときに第１高圧側スイッチングデバイス１１をオフにする。これにより、キャパシタ３の残留電荷を、第２高圧側スイッチングデバイス１２を通じて端子Ｔ２及びＧ側（負荷側）へ放出する。 When the direction of the resonance current by the first inductor 1 and the capacitor 3 is reversed in the state D2 (step-down first mode), the current flowing through the first high-voltage side switching device 11 decreases and approaches zero. When the current flowing through the first high voltage side switching device 11 becomes zero or small, the first high voltage side switching device 11 is turned off. Thereby, the residual charge of the capacitor 3 is discharged to the terminal T2 and the G side (load side) through the second high voltage side switching device 12.

図１０は本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ４の一例を示す説明図である。状態Ｄ４は、降圧第３モードに対応する。図１０に示すように、制御部５０は、状態Ｄ３（降圧第２モード）で第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにする降圧第３モードで動作させる。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a state D4 of the step-down operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state D4 corresponds to the step-down third mode. As shown in FIG. 10, the control unit 50 turns on the first low-voltage side switching device 23 when the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the state D3 (step-down second mode). To operate in the third step-down mode.

キャパシタ３の残留電荷が放出されることにより、キャパシタ３の電圧、すなわち第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにする。第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧は非常に小さいので、電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。また、状態Ｄ４では、第１低圧側スイッチングデバイス２３のダイオードが逆バイアスから順バイアスとなり、当該ダイオードを通じて電流が流れる。制御部５０は、状態Ｄ４（降圧第３モード）での動作後に状態Ｄ１（降圧第１モード）へ移行させる。 When the voltage of the capacitor 3, that is, the voltage of the first low-voltage side switching device 23 becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold due to the discharge of the residual charge of the capacitor 3, the first low-voltage side switching device 23 is turned on. Since the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is very small, the switching loss represented by voltage × current can be reduced. In the state D4, the diode of the first low-voltage side switching device 23 changes from reverse bias to forward bias, and current flows through the diode. The controller 50 shifts to the state D1 (step-down first mode) after the operation in the state D4 (step-down third mode).

図１１は本実施の形態の昇降圧変換装置の降圧動作の状態Ｄ５の一例を示す説明図である。状態Ｄ５は、降圧第４モードに対応する。図１１に示すように、制御部５０は、状態Ｄ３（降圧第２モード）で第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンにする降圧第４モードで動作させる。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a state D5 of the step-down operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The state D5 corresponds to the step-down fourth mode. As illustrated in FIG. 11, the control unit 50 operates in the step-down fourth mode in which the second low-voltage side switching device 22 is turned on in the state D3 (step-down second mode).

状態Ｄ３（降圧第２モード）では、第１高圧側スイッチングデバイス１１をオフにしてキャパシタ３の電荷を放出させる。しかし、キャパシタ３に電荷が残留した場合には、キャパシタ３の電圧が十分小さくならない。そこで、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンにすることにより、キャパシタ３の電荷を第２インダクタ２及び第２低圧側スイッチングデバイス２２を通じて放出し、キャパシタ３の電圧を所定の電圧閾値以下にすることができる。制御部５０は、状態Ｄ３（降圧第２モード）で第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンし、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオフした後に状態Ｄ４（降圧第３モード）へ移行させる。 In the state D3 (step-down second mode), the first high-voltage side switching device 11 is turned off, and the capacitor 3 is discharged. However, when electric charge remains in the capacitor 3, the voltage of the capacitor 3 does not become sufficiently small. Therefore, by turning on the second low-voltage side switching device 22, the electric charge of the capacitor 3 is discharged through the second inductor 2 and the second low-voltage side switching device 22, and the voltage of the capacitor 3 is set to a predetermined voltage threshold value or less. Can do. The controller 50 turns on the first low-voltage side switching device 23 in the state D3 (step-down second mode), turns off the second low-voltage side switching device 22, and then shifts to the state D4 (step-down third mode).

また、制御部５０は、状態Ｄ４において、検出した第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が電圧閾値以下である場合、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンにすることもできる。第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が電圧閾値以下になった場合に、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンするので、第１低圧側スイッチングデバイス２３がオンしたときの電圧×電流で表されるスイッチング損失を低減することができる。 Moreover, the control part 50 can also turn ON the 1st low voltage | pressure side switching device 23, when the voltage of the detected 1st low voltage | pressure side switching device 23 is below a voltage threshold value in the state D4. Since the first low voltage side switching device 23 is turned on when the voltage of the first low voltage side switching device 23 is equal to or lower than the voltage threshold value, it is expressed as voltage × current when the first low voltage side switching device 23 is turned on. Switching loss can be reduced.

次に、本実施の形態の昇降圧変換装置の変換動作の処理手順について説明する。図１２は本実施の形態の昇降圧変換装置の変換動作の処理手順の第１例を示すフローチャートである。制御部５０は、入力電圧＜出力電圧であるか否かを判定し（Ｓ１１）、入力電圧＜出力電圧である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、昇圧変換を開始する（Ｓ１２）。制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして昇圧第１モードで動作させる（Ｓ１３）。 Next, the processing procedure of the conversion operation of the step-up / down converter according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a first example of the processing procedure of the conversion operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The control unit 50 determines whether or not the input voltage <the output voltage (S11), and when the input voltage <the output voltage (YES in S11), starts the boost conversion (S12). The controller 50 turns on the first high-voltage side switching device 11 and the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boost first mode (S13).

制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフして昇圧第２モードで動作させ（Ｓ１４）、第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンして昇圧第３モードで動作させる（Ｓ１５）。制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下であるか否かを判定し（Ｓ１６）、第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下でない場合（Ｓ１６でＮＯ）、ステップＳ１６の処理を続ける。 The controller 50 turns off the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boost second mode (S14), and turns on the second high-voltage side switching device 12 to operate in the boost third mode (S15). The control unit 50 determines whether or not the voltage of the first low-voltage switching device 23 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold (S16), and when the voltage of the first low-voltage switching device 23 is not equal to or lower than the predetermined voltage threshold ( (NO in S16), the process of step S16 is continued.

第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下である場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして昇圧第４モードで動作させ（Ｓ１７）、昇圧変換を終了するか否かを判定する（Ｓ１８）。昇圧変換を終了しない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１３以降の処理を続け、昇圧変換を終了する場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、処理を終了する。 When the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is equal to or lower than the predetermined voltage threshold (YES in S16), the control unit 50 turns on the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boost fourth mode (S17). Then, it is determined whether or not the boost conversion is finished (S18). When the boost conversion is not finished (NO in S18), the control unit 50 continues the process after step S13, and when the boost conversion is finished (YES in S18), the process is finished.

入力電圧＜出力電圧でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、制御部５０は、降圧変換を開始する（Ｓ１９）。制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンし、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフして降圧第１モードで動作させる（Ｓ２０）。 When input voltage <output voltage is not satisfied (NO in S11), the control unit 50 starts step-down conversion (S19). The controller 50 turns on the first high voltage side switching device 11 and the second high voltage side switching device 12 and turns off the first low voltage side switching device 23 to operate in the step-down first mode (S20).

制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１をオフして降圧第２モードで動作させ（Ｓ２１）、第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２２）。第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下でない場合（Ｓ２２でＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ２２の処理を続ける。 The controller 50 turns off the first high-voltage side switching device 11 to operate in the step-down second mode (S21), and determines whether or not the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is equal to or lower than a predetermined voltage threshold. (S22). When the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is not equal to or lower than the predetermined voltage threshold (NO in S22), the control unit 50 continues the process of step S22.

第１低圧側スイッチングデバイス２３の電圧が所定の電圧閾値以下である場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして降圧第３モードで動作させ（Ｓ２３）、降圧変換を終了するか否かを判定する（Ｓ２４）。高圧変換を終了しない場合（Ｓ２４でＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ２０以降の処理を続け、降圧変換を終了する場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、処理を終了する。 When the voltage of the first low-voltage side switching device 23 is equal to or lower than the predetermined voltage threshold (YES in S22), the control unit 50 turns on the first low-voltage side switching device 23 to operate in the step-down third mode (S23). Then, it is determined whether or not to end the step-down conversion (S24). When the high voltage conversion is not finished (NO in S24), the control unit 50 continues the process from step S20, and when the step-down conversion is finished (YES in S24), the process is finished.

図１３は本実施の形態の昇降圧変換装置の変換動作の処理手順の第２例を示すフローチャートである。制御部５０は、入力電圧＜出力電圧であるか否かを判定し（Ｓ３１）、入力電圧＜出力電圧である場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、昇圧変換を開始する（Ｓ３２）。制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして昇圧第１モードで動作させる（Ｓ３３）。 FIG. 13 is a flowchart showing a second example of the processing procedure of the conversion operation of the step-up / down converter according to the present embodiment. The control unit 50 determines whether or not the input voltage <the output voltage (S31), and when the input voltage <the output voltage (YES in S31), starts the boost conversion (S32). The controller 50 turns on the first high voltage side switching device 11 and the first low voltage side switching device 23 to operate in the boost first mode (S33).

制御部５０は、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフして昇圧第２モードで動作させ（Ｓ３４）、第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンして昇圧第３モードで動作させる（Ｓ３５）。制御部５０は、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンして昇圧第５モードで動作させ（Ｓ３６）、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして昇圧第４モードで動作させる（Ｓ３７）。 The controller 50 turns off the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boost second mode (S34), and turns on the second high-voltage side switching device 12 to operate in the boost third mode (S35). The controller 50 turns on the second low-voltage side switching device 22 to operate in the boosting fifth mode (S36), and turns on the first low-voltage side switching device 23 to operate in the boosting fourth mode (S37).

制御部５０は、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオフし（Ｓ３８）、昇圧変換を終了するか否かを判定する（Ｓ３９）。昇圧変換を終了しない場合（Ｓ３９でＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ３３以降の処理を続け、昇圧変換を終了する場合（Ｓ３９でＹＥＳ）、処理を終了する。 The control unit 50 turns off the second low-voltage side switching device 22 (S38), and determines whether or not to finish the boost conversion (S39). When the boost conversion is not finished (NO in S39), the control unit 50 continues the process from step S33, and when the boost conversion is finished (YES in S39), the process is finished.

入力電圧＜出力電圧でない場合（Ｓ３１でＮＯ）、制御部５０は、降圧変換を開始する（Ｓ４０）。制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１及び第２高圧側スイッチングデバイス１２をオンし、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオフして降圧第１モードで動作させる（Ｓ４１）。 When input voltage <output voltage is not satisfied (NO in S31), the control unit 50 starts step-down conversion (S40). The controller 50 turns on the first high voltage side switching device 11 and the second high voltage side switching device 12 and turns off the first low voltage side switching device 23 to operate in the step-down first mode (S41).

制御部５０は、第１高圧側スイッチングデバイス１１をオフして降圧第２モードで動作させ（Ｓ４２）、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオンして降圧第４モードで動作させ（Ｓ４３）、第１低圧側スイッチングデバイス２３をオンして昇圧第３モードで動作させる（Ｓ４４）。 The controller 50 turns off the first high-voltage side switching device 11 to operate in the step-down second mode (S42), turns on the second low-voltage side switching device 22 and operates in the step-down fourth mode (S43), 1 The low voltage side switching device 23 is turned on to operate in the boost third mode (S44).

制御部５０は、第２低圧側スイッチングデバイス２２をオフし（Ｓ４５）、降圧変換を終了するか否かを判定する（Ｓ４６）。高圧変換を終了しない場合（Ｓ４６でＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ４１以降の処理を続け、降圧変換を終了する場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、処理を終了する。 The control unit 50 turns off the second low-voltage side switching device 22 (S45), and determines whether or not to end the step-down conversion (S46). When the high voltage conversion is not finished (NO in S46), the control unit 50 continues the process from step S41, and when the step-down conversion is finished (YES in S46), the process is finished.

本実施の形態の昇降圧変換装置の制御方法は、制御部５０を、例えば、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などで構成し、図１２及び図１３に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で昇降圧変換装置の制御方法を実現することができる。 In the control method of the step-up / down converter according to the present embodiment, the control unit 50 is constituted by, for example, a CPU (processor), a RAM (memory), and the like, and the procedure of each process as shown in FIGS. By loading a predetermined computer program into a RAM (memory) and executing the computer program by a CPU (processor), a method for controlling the step-up / down converter can be realized on the computer.

以上に開示された実施の形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態及び実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての修正や変形を含むものと意図される。 The embodiments and examples disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. .

１第１インダクタ
２第２インダクタ
３キャパシタ
１１第１高圧側スイッチングデバイス
１２第２高圧側スイッチングデバイス
２１、２２第２低圧側スイッチングデバイス
２３第１低圧側スイッチングデバイス
５０制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st inductor 2 2nd inductor 3 Capacitor 11 1st high voltage | pressure side switching device 12 2nd high voltage | pressure side switching device 21, 22 2nd low voltage | pressure side switching device 23 1st low voltage | pressure side switching device 50 Control part

Claims

第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタと、各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部とを備える昇降圧変換装置であって、
前記制御部は、昇圧変換時に、
前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、
該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、
該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、
該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、
該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる昇降圧変換装置。 A first high voltage side switching device, a first inductor having one end connected to the first high voltage side switching device, a second high voltage side switching device, and a second inductor having one end connected to the second high voltage side switching device; A first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; a capacitor present in parallel with the first low-voltage side switching device; A step-up / down converter including a controller that turns on / off a switching device and operates in a predetermined operation mode,
The control unit at the time of boost conversion,
Turning on the first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device to operate in a boost first mode in which a current flows through the first inductor;
After the operation in the boost first mode, the first low-voltage side switching device is turned off to operate in the boost second mode in which a resonance current from the first inductor and the capacitor flows.
After the operation in the step-up second mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the step-up third mode in which a resonance current from the first inductor, the second inductor, and the capacitor flows.
When the voltage of the first low-voltage side switching device is equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the boost third mode, the first low-voltage side switching device is operated in the boost fourth mode to turn on,
A step-up / down converter for shifting to the first step-up mode after the operation in the fourth step-up mode.

前記制御部は、降圧変換時に、
前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにし、前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして、前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す降圧第１モードで動作させ、
該降圧第１モードでの動作後に前記第１高圧側スイッチングデバイスをオフにして前記キャパシタの電荷を放出させる降圧第２モードで動作させ、
該降圧第２モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第３モードで動作させ、
該降圧第３モードでの動作後に前記降圧第１モードへ移行させる請求項１に記載の昇降圧変換装置。 The control unit at the time of step-down conversion,
The first high-voltage side switching device and the second high-voltage side switching device are turned on, the first low-voltage side switching device is turned off, and the first low-voltage side switching device is operated in a step-down first mode in which a resonance current is flown by the first inductor and the capacitor. ,
After the operation in the step-down first mode, the first high-voltage side switching device is turned off to operate in the step-down second mode for discharging the capacitor charge,
When the voltage of the first low-voltage side switching device is equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the step-down second mode, the first low-voltage side switching device is operated in the step-down third mode to turn on,
The step-up / down converter according to claim 1, wherein the step-up / step-down converter is shifted to the step-down first mode after the operation in the step-down third mode.

前記第２高圧側スイッチングデバイスと前記第２インダクタとの接続点に接続され、前記２高圧側スイッチングデバイスと直列をなす第２低圧側スイッチングデバイスを備え、
前記制御部は、
前記昇圧第３モードで前記第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第５モードで動作させ、
該昇圧第５モードでの動作後に前記昇圧第４モードへ移行させる請求項１又は請求項２に記載の昇降圧変換装置。 A second low voltage side switching device connected to a connection point between the second high voltage side switching device and the second inductor, and in series with the second high voltage side switching device;
The controller is
Operating in the boosting fifth mode to turn on the second low-voltage side switching device in the boosting third mode;
The step-up / step-down converter according to claim 1 or 2, wherein the step-up / step-down converter is shifted to the step-up fourth mode after the operation in the step-up fifth mode.

前記制御部は、
前記降圧第２モードで前記第２低圧側スイッチングデバイスをオンにする降圧第４モードで動作させ、
該降圧第４モードでの動作後に前記降圧第３モードへ移行させる請求項３に記載の昇降圧変換装置。 The controller is
Operating in the step-down fourth mode to turn on the second low-voltage side switching device in the step-down second mode;
The step-up / step-down converter according to claim 3, wherein the step-up / step-down converter is shifted to the step-down third mode after the operation in the step-down fourth mode.

前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、
前記電圧検出部で検出した電圧が前記電圧閾値以下である場合、前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする請求項１又は請求項２に記載の昇降圧変換装置。 A voltage detection unit for detecting a voltage of the first low-voltage side switching device;
The controller is
The step-up / down converter according to claim 1 or 2, wherein the first low-voltage side switching device is turned on when a voltage detected by the voltage detector is equal to or lower than the voltage threshold.

コンピュータに、第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタとを備える昇降圧変換装置を制御させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで動作させる制御部として機能させ、
前記制御部は、昇圧変換時に、
前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、
該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、
該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、
該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、
該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる処理を実行するコンピュータプログラム。 A first high-voltage switching device; a first inductor connected at one end to the first high-voltage switching device; a second high-voltage switching device; and a second connected at one end to the second high-voltage switching device. An inductor, a first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor, and a capacitor present in parallel with the first low-voltage side switching device A computer program for controlling a step-up / down converter comprising:
Computer
Each switching device is turned on / off to function as a control unit that operates in a predetermined operation mode,
The control unit at the time of boost conversion,
Turning on the first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device to operate in a boost first mode in which a current flows through the first inductor;
After the operation in the boost first mode, the first low-voltage side switching device is turned off to operate in the boost second mode in which a resonance current from the first inductor and the capacitor flows.
After the operation in the step-up second mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the step-up third mode in which a resonance current from the first inductor, the second inductor, and the capacitor flows.
When the voltage of the first low-voltage side switching device is equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the boost third mode, the first low-voltage side switching device is operated in the boost fourth mode to turn on,
A computer program for executing processing for shifting to the first step-up mode after the operation in the fourth step-up mode.

第１高圧側スイッチングデバイスと、該第１高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第１インダクタと、第２高圧側スイッチングデバイスと、該第２高圧側スイッチングデバイスに一端を接続した第２インダクタと、前記第１インダクタの他端及び前記第２インダクタの他端同士の接続点に一端を接続した第１低圧側スイッチングデバイスと、該第１低圧側スイッチングデバイスに対して並列に存在するキャパシタとを備える昇降圧変換装置の制御方法であって、
各スイッチングデバイスをオン／オフして所定の動作モードで制御部が動作させ、
前記制御部は、昇圧変換時に、
前記第１高圧側スイッチングデバイス及び前記第１低圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタに電流を流す昇圧第１モードで動作させ、
該昇圧第１モードでの動作後に前記第１低圧側スイッチングデバイスをオフにして前記第１インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第２モードで動作させ、
該昇圧第２モードでの動作後に前記第２高圧側スイッチングデバイスをオンにして前記第１インダクタ、第２インダクタ及び前記キャパシタによる共振電流を流す昇圧第３モードで動作させ、
該昇圧第３モードで前記第１低圧側スイッチングデバイスの電圧が所定の電圧閾値以下になった場合、該第１低圧側スイッチングデバイスをオンにする昇圧第４モードで動作させ、
該昇圧第４モードでの動作後に前記昇圧第１モードへ移行させる昇降圧変換装置の制御方法。 A first high voltage side switching device, a first inductor having one end connected to the first high voltage side switching device, a second high voltage side switching device, and a second inductor having one end connected to the second high voltage side switching device; A first low-voltage side switching device having one end connected to a connection point between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor; and a capacitor present in parallel with the first low-voltage side switching device. A method for controlling a step-up / down converter,
Each control device is turned on / off and the control unit operates in a predetermined operation mode.
The control unit at the time of boost conversion,
Turning on the first high-voltage side switching device and the first low-voltage side switching device to operate in a boost first mode in which a current flows through the first inductor;
After the operation in the boost first mode, the first low-voltage side switching device is turned off to operate in the boost second mode in which a resonance current from the first inductor and the capacitor flows.
After the operation in the step-up second mode, the second high-voltage side switching device is turned on to operate in the step-up third mode in which a resonance current from the first inductor, the second inductor, and the capacitor flows.
When the voltage of the first low-voltage side switching device is equal to or lower than a predetermined voltage threshold in the boost third mode, the first low-voltage side switching device is operated in the boost fourth mode to turn on,
A control method for a step-up / down converter, wherein the step-up / step-down converter is shifted to the step-up first mode after operation in the step-up fourth mode.