JP5765075B2 - Power conversion device and charging device - Google Patents

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Description

本発明は、直流電力の変換を行う電力変換装置及び当該装置を備える充電装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that converts DC power and a charging device that includes the device.

周知の通り、直流電力の変換を行う電力変換装置は、一般的にＤＣ／ＤＣコンバータと呼ばれており、非絶縁型のものと絶縁型のものに大別される。絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータは、例えばトランス（変圧器）と、トランスの一次側に接続されて直流電力を交流電力に変換する第１変換器と、トランスの二次側に接続されて交流電力を直流電力に変換する第２変換器とを備える構成である。   As is well known, power converters that convert DC power are generally called DC / DC converters, and are roughly classified into non-insulated types and insulated types. The insulated DC / DC converter includes, for example, a transformer (transformer), a first converter connected to the primary side of the transformer to convert DC power into AC power, and an AC power connected to the secondary side of the transformer. And a second converter that converts DC to DC power.

近年、トランスの一次側から二次側へ直流電力を伝送するのみならず、トランスの二次側から一次側に直流電力を伝送することができる双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが開発されている。この双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスの一次側及び二次側の双方にスイッチング回路（ブリッジ回路）が設けられており、トランスの一次側に設けられたスイッチング回路を駆動するタイミングと、トランスの二次側に設けられたスイッチング回路を駆動するタイミングとを変えることで、一次側から二次側への直流電力の伝送、或いは、二次側から一次側への直流電力の伝送が可能である。   In recent years, bidirectional insulated DC / DC converters that can transmit DC power from the primary side to the secondary side of the transformer as well as direct current power from the secondary side to the primary side of the transformer have been developed. . In this bidirectional insulated DC / DC converter, switching circuits (bridge circuits) are provided on both the primary side and the secondary side of the transformer, and the timing for driving the switching circuit provided on the primary side of the transformer; By changing the timing of driving the switching circuit provided on the secondary side of the transformer, DC power can be transmitted from the primary side to the secondary side, or DC power can be transmitted from the secondary side to the primary side. It is.

上記の双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることで、例えば二次側に設けられたリチウムイオンバッテリ等の二次電池を必要に応じて充電するとともに、二次電池に充電されている直流電力を必要に応じて一次側に取り出すことが可能な充電装置を実現することができる。尚、双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの詳細については、例えば以下の非特許文献１を参照されたい。   By using the above-described bidirectional insulation type DC / DC converter, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery provided on the secondary side is charged as necessary, and the DC power charged in the secondary battery It is possible to realize a charging device that can be taken out to the primary side as needed. For details of the bidirectional insulated DC / DC converter, see, for example, Non-Patent Document 1 below.

井上重徳，他１名，「双方向絶縁形ＤＣ／ＤＣコンバータを用いたエネルギー蓄積システムの基礎実験」，平成１８年電気学会全国大会講演論文集，第２００６巻，第４号，ｐ．４９Shigenori Inoue and one other, “Basic Experiments of Energy Storage System Using Bidirectional Insulated DC / DC Converter”, Proceedings of 2006 Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Vol. 2006, No. 4, p. 49

ところで、上記の特許文献１に開示された双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスの二次側の出力電圧が一次側巻線と二次側巻線との巻線比でほぼ決まってしまう。このため、このような双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを備える充電装置は、効率的に充電を行うことができる電圧範囲が狭いという問題がある。ここで、充電対象の二次電池の電圧が一定であれば、その二次電池の特性に応じて双方向絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを設計すれば二次電池を効率的に充電することができる。しかしながら、充電対象である二次電池の出力電圧が数十〜数百Ｖ程度の範囲である場合には、全ての二次電池を効率良く充電することが困難であるという問題があった   By the way, in the bidirectional insulated DC / DC converter disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the output voltage on the secondary side of the transformer is almost determined by the winding ratio between the primary side winding and the secondary side winding. . For this reason, a charging device provided with such a bidirectional insulation type DC / DC converter has a problem that a voltage range in which charging can be performed efficiently is narrow. Here, if the voltage of the secondary battery to be charged is constant, the secondary battery can be efficiently charged by designing a bidirectional insulated DC / DC converter according to the characteristics of the secondary battery. . However, when the output voltage of the secondary battery to be charged is in the range of several tens to several hundreds V, there is a problem that it is difficult to efficiently charge all the secondary batteries.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広い電圧範囲に亘って出力電圧が可変である電力変換装置、及び当該装置を備えることにより広い電圧範囲に亘って効率良く充電を行うことが可能な充電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a power conversion device whose output voltage is variable over a wide voltage range, and charging efficiently over a wide voltage range by including the device. It is an object of the present invention to provide a charging device capable of performing the above.

上記課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、高周波トランス（２３）と、該高周波トランスの一次側に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第１電力変換回路（２１）と、前記高周波トランスの二次側に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第２電力変換回路（２５）とを備え、直流電力の変換を行う電力変換装置（１３）において、前記第１，第２電力変換回路の少なくとも一方は、前記高周波トランスが備える巻線の一端（Ｐ１）に接続されてスイッチング素子（３１ａ、３１ｂ）を直列接続してなる第１スイッチングレッグ（Ｌ１１）と、前記巻線の他端（Ｐ２）に接続されてスイッチング素子（３１ｃ、３１ｄ）を直列接続してなる第２スイッチングレッグ（Ｌ１２）と、前記巻線の一端と他端との間の中点（Ｐ３）に接続されてスイッチング素子（３１ｅ、３２ｆ）を直列接続してなる少なくとも１つの第３スイッチングレッグ（Ｌ１３）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の電力変換装置は、前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を短絡状態又は開放状態にするスイッチ（２４）を備えることを特徴としている。
また、本発明の電力変換装置は、前記スイッチが、双方向スイッチ、リレースイッチ、又はコンタクタであることを特徴としている。
また、本発明の電力変換装置は、前記スイッチを制御して前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を開放状態にした場合には、前記第１，第２スイッチングレッグに設けられたスイッチング素子の制御を行い、前記スイッチを制御して前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を短絡状態にした場合には、前記第１，第３スイッチングレッグに設けられたスイッチング素子の制御を行う制御装置（１４）を備えることを特徴としている。
本発明の充電装置は、交流電源（ＰＳ）から供給される交流電力を用いて二次電池（Ｂ）の充電を行う充電装置（１）において、前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ（１１）と、前記コンバータで変換された直流電力の変換を行う上記の電力変換装置とを備えることを特徴としている。
また、本発明の充電装置は、前記制御装置が、前記二次電池の特性に応じて、前記コンバータ、前記第１，第２電力変換回路、及び前記スイッチの制御を行うことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a power converter of the present invention includes a high-frequency transformer (23) and a first power conversion circuit (21) provided on the primary side of the high-frequency transformer for converting DC power and AC power. And a second power conversion circuit (25) that is provided on the secondary side of the high-frequency transformer and converts DC power and AC power, and a power converter (13) that converts DC power, At least one of the first and second power conversion circuits is connected to one end (P1) of a winding included in the high-frequency transformer, and a first switching leg (L11) formed by connecting switching elements (31a, 31b) in series. A second switching leg (L12) connected to the other end (P2) of the winding and connected in series with switching elements (31c, 31d), and between the one end and the other end of the winding. Is connected to the point (P3) is characterized in that it comprises a switching element (31e, 32f) at least one of the third switching leg (L13) and formed by serially connected.
Moreover, the power converter device of this invention is provided with the switch (24) which makes a short circuit state or an open state between the said midpoint and a said 3rd switching leg, It is characterized by the above-mentioned.
In the power converter of the present invention, the switch is a bidirectional switch, a relay switch, or a contactor.
Further, the power conversion device of the present invention is configured such that the switching provided in the first and second switching legs when the switch is controlled to open the middle point and the third switching leg. When the element is controlled and the switch is controlled to short-circuit between the midpoint and the third switching leg, the switching element provided in the first and third switching legs is controlled. It is characterized by comprising a control device (14) for performing.
The charging device of the present invention is a charging device (1) for charging a secondary battery (B) using AC power supplied from an AC power source (PS), wherein the AC power supplied from the AC power source is converted to DC power. And a converter (11) for converting to DC power and the power converter for converting DC power converted by the converter.
Moreover, the charging device of the present invention is characterized in that the control device controls the converter, the first and second power conversion circuits, and the switch according to characteristics of the secondary battery.

本発明によれば、高周波トランスの一次側及び二次側にそれぞれ設けられる第１，第２電力変換回路の少なくとも一方を、高周波トランスが備える巻線の一端に接続される第１スイッチングレッグと、巻線の他端に接続される第２スイッチングレッグと、巻線の中点に接続される少なくとも１つの第３スイッチングレッグとを備える構成にしたため、広い電圧範囲に亘って出力電圧を可変にすることができるという効果がある。これにより、充電装置においては、広い電圧範囲に亘って効率良く充電を行うことが可能であるという効果がある。   According to the present invention, at least one of the first and second power conversion circuits provided on the primary side and the secondary side of the high-frequency transformer, respectively, a first switching leg connected to one end of the winding provided in the high-frequency transformer; Since the second switching leg connected to the other end of the winding and at least one third switching leg connected to the midpoint of the winding are provided, the output voltage can be varied over a wide voltage range. There is an effect that can be. Thereby, in a charging device, there exists an effect that it can charge efficiently over a wide voltage range.

本発明の一実施形態による充電装置の要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part structure of the charging device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による充電装置に設けられるスイッチの例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of the switch provided in the charging device by one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による電力変換装置及び充電装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による充電装置の要部構成を示す回路図である。図１に示す通り、本実施形態の充電装置１は、コンバータ１１、コンデンサ１２、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３（電力変換装置）、及び制御装置１４を備えており、交流電源ＰＳから供給される交流電力（例えば、電圧が２００Ｖである三相交流電力）から充電用の直流電力を生成する。   Hereinafter, a power conversion device and a charging device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the charging device 1 of this embodiment includes a converter 11, a capacitor 12, a bidirectional DC / DC converter 13 (power conversion device), and a control device 14, and is supplied from an AC power supply PS. DC power for charging is generated from AC power (for example, three-phase AC power having a voltage of 200V).

充電装置１によって生成された直流電力は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力端子Ｔ１，Ｔ２から外部に出力され、例えば出力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続されたリチウムイオン二次電池等の二次電池Ｂを充電するために用いられる。尚、出力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続される二次電池Ｂは、数十〜数百Ｖ程度の範囲の出力電圧を取り得るものであるとする。ここで、本実施形態の充電装置１は、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続された二次電池Ｂの充電のみならず、二次電池Ｂに充電された直流電力の取り出しも可能であるが、以下では説明を簡単にするために、主として交流電源ＰＳから供給される交流電力を用いて二次電池Ｂを充電する場合について説明する。   The DC power generated by the charging device 1 is output to the outside from the output terminals T1 and T2 of the bidirectional DC / DC converter 13, for example, a secondary battery such as a lithium ion secondary battery connected between the output terminals T1 and T2. Used to charge battery B. It is assumed that the secondary battery B connected between the output terminals T1 and T2 can take an output voltage in the range of several tens to several hundreds of volts. Here, the charging device 1 of the present embodiment can not only charge the secondary battery B connected to the output terminals T1 and T2, but also extract DC power charged in the secondary battery B. Then, in order to simplify the description, a case will be described in which the secondary battery B is charged mainly using AC power supplied from the AC power source PS.

コンバータ１１は、ＡＣリアクトル１１ａ及びＰＷＭコンバータ１１ｂを備えており、交流電源ＰＳから供給される三相交流電源を直流電力に変換する。ＡＣリアクトル１１ａは、ＰＷＭコンバータ１１ｂの入力端（交流電源ＰＳとＰＷＭコンバータ１１ｂとの間）に設けられており、交流電源ＰＳから供給される三相交流電源に重畳されている高調波ノイズを除去する。   The converter 11 includes an AC reactor 11a and a PWM converter 11b, and converts the three-phase AC power supplied from the AC power PS into DC power. The AC reactor 11a is provided at the input end of the PWM converter 11b (between the AC power supply PS and the PWM converter 11b), and removes harmonic noise superimposed on the three-phase AC power supply supplied from the AC power supply PS. To do.

ＰＷＭコンバータ１１ｂは、例えば三相全波整流回路を構成する複数のダイオード（例えば、６個のダイオード）と、これらダイオードの各々に並列接続されたトランジスタ等のスイッチング素子とを備えており、制御装置１４の制御の下で、交流電源ＰＳから供給される三相交流電力を整流する。尚、制御装置１４によって、ＰＷＭコンバータ１１ｂに設けられたスイッチング素子がＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御されることにより、出力電圧の制御及び力率の補償が行われる。コンデンサ１２は、コンバータ１１の出力端子間（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力端子間）に設けられており、コンバータ１１で整流された電力を平滑化して直流電力に変換する。   The PWM converter 11b includes, for example, a plurality of diodes (for example, six diodes) constituting a three-phase full-wave rectifier circuit, and switching elements such as transistors connected in parallel to each of these diodes. Under the control of 14, the three-phase AC power supplied from the AC power source PS is rectified. The control device 14 performs PWM (Pulse Width Modulation) control of the switching element provided in the PWM converter 11b, thereby performing output voltage control and power factor compensation. The capacitor 12 is provided between the output terminals of the converter 11 (between the input terminals of the bidirectional DC / DC converter 13), and smoothes the power rectified by the converter 11 and converts it into DC power.

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、電力変換回路２１（第１電力変換回路）、リアクトル２２、高周波トランス２３、スイッチ２４、電力変換回路２５（第２電力変換回路）、及びコンデンサ２６を備えており、制御装置１４の制御の下で直流電力の変換を行う。具体的には、コンバータ１１で変換された直流電力の変換を行って出力端子Ｔ１，Ｔ２から出力する。尚、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続された二次電池Ｂから供給される直流電力の変換を行ってコンバータ１１に出力する場合もある。   The bidirectional DC / DC converter 13 includes a power conversion circuit 21 (first power conversion circuit), a reactor 22, a high frequency transformer 23, a switch 24, a power conversion circuit 25 (second power conversion circuit), and a capacitor 26. The DC power is converted under the control of the control device 14. Specifically, the DC power converted by the converter 11 is converted and output from the output terminals T1 and T2. Note that the DC power supplied from the secondary battery B connected to the output terminals T1 and T2 may be converted and output to the converter 11.

電力変換回路２１は、スイッチング素子を直列接続してなる３つのスイッチングレッグＬ１１〜Ｌ１３（第１〜第３スイッチングレッグ）を備えており、制御装置１４の制御の下で、コンバータ１１で変換された直流電力を交流電力に変換してリアクトル２２側に出力する。尚、この電力変換回路２１は、リアクトル２２側から入力される交流電力を直流電力に変換してコンバータ１１に出力することも可能である。   The power conversion circuit 21 includes three switching legs L11 to L13 (first to third switching legs) in which switching elements are connected in series, and is converted by the converter 11 under the control of the control device 14. DC power is converted into AC power and output to the reactor 22 side. The power conversion circuit 21 can also convert AC power input from the reactor 22 side into DC power and output it to the converter 11.

スイッチングレッグＬ１１は、直列接続されたトランジスタ３１ａ，３１ｂ（スイッチング素子）と、トランジスタ３１ａに並列接続されたダイオード３２ａ及びコンデンサ３３ａと、トランジスタ３１ｂに並列接続されたダイオード３２ｂ及びコンデンサ３３ｂとを備える。スイッチングレッグＬ１２は、直列接続されたトランジスタ３１ｃ，３１ｄ（スイッチング素子）と、トランジスタ３１ｃに並列接続されたダイオード３２ｃ及びコンデンサ３３ｃと、トランジスタ３１ｄに並列接続されたダイオード３２ｄ及びコンデンサ３３ｄとを備える。同様に、スイッチングレッグＬ１３は、直列接続されたトランジスタ３１ｅ，３１ｆ（スイッチング素子）と、トランジスタ３１ｅに並列接続されたダイオード３２ｅ及びコンデンサ３３ｅと、トランジスタ３１ｆに並列接続されたダイオード３２ｆ及びコンデンサ３３ｆとを備える。   The switching leg L11 includes transistors 31a and 31b (switching elements) connected in series, a diode 32a and a capacitor 33a connected in parallel to the transistor 31a, and a diode 32b and a capacitor 33b connected in parallel to the transistor 31b. The switching leg L12 includes transistors 31c and 31d (switching elements) connected in series, a diode 32c and a capacitor 33c connected in parallel to the transistor 31c, and a diode 32d and a capacitor 33d connected in parallel to the transistor 31d. Similarly, the switching leg L13 includes transistors 31e and 31f (switching elements) connected in series, a diode 32e and a capacitor 33e connected in parallel to the transistor 31e, and a diode 32f and a capacitor 33f connected in parallel to the transistor 31f. Prepare.

以上のトランジスタ３１ａ〜３１ｆは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、制御装置１４によってオン状態及びオフ状態が制御される。尚、トランジスタ３１ａ〜３１ｆとして、通常のバイポーラトランジスタを用いることも、ＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を用いることも可能である。尚、コンデンサ３３ａ〜３３ｆは、トランジスタ３１ａ〜３１ｆのスイッチング時に生じる過渡的な高電圧を吸収するために設けられるスナバコンデンサである。   The above transistors 31 a to 31 f are insulated gate bipolar transistors, and the on state and the off state are controlled by the control device 14. As the transistors 31a to 31f, normal bipolar transistors can be used, or FET transistors (Field Effect Transistors) can be used. The capacitors 33a to 33f are snubber capacitors provided to absorb a transient high voltage generated when the transistors 31a to 31f are switched.

具体的に、スイッチングレッグＬ１１〜Ｌ１３に設けられるトランジスタ３１ａ，３１ｃ，３１ｅは、コレクタ電極がコンバータ１１の一方の出力端（コンデンサ１２の一方の電極）に接続されており、エミッタ電極がトランジスタ３１ｂ，３１ｄ，３１ｆのコレクタ電極にそれぞれ接続されている。また、スイッチングレッグＬ１１〜Ｌ１３に設けられるトランジスタ３１ｂ，３１ｄ，３１ｆは、エミッタ電極がコンバータ１１の他方の出両端（コンデンサ１２の他方の電極）に接続されている。これらトランジスタ３１ａ〜３１ｆのベース電極は制御装置１４に接続されている。尚、ダイオード３２ａ〜３２ｆ及びコンデンサ３３ａ〜３３ｆは、トランジスタ３１ａ〜３１ｆのコレクタ・エミッタ間にそれぞれ接続されている。   Specifically, the transistors 31a, 31c, and 31e provided in the switching legs L11 to L13 have a collector electrode connected to one output terminal of the converter 11 (one electrode of the capacitor 12), and an emitter electrode connected to the transistor 31b, The collector electrodes 31d and 31f are connected to the collector electrodes, respectively. In addition, the transistors 31b, 31d, and 31f provided in the switching legs L11 to L13 have emitter electrodes connected to the other output end of the converter 11 (the other electrode of the capacitor 12). Base electrodes of these transistors 31 a to 31 f are connected to the control device 14. The diodes 32a to 32f and the capacitors 33a to 33f are connected between the collectors and emitters of the transistors 31a to 31f, respectively.

ここで、スイッチングレッグＬ１１をなすトランジスタ３１ａのエミッタ電極とトランジスタ３１ｂのコレクタ電極との接続点は、リアクトル２２を介して高周波トランス２３の一次巻線２３ａの一端Ｐ１に接続されている。また、スイッチングレッグＬ１２をなすトランジスタ３１ｃのエミッタ電極とトランジスタ３１ｄのコレクタ電極との接続点は、高周波トランス２３の一次巻線２３ａの他端Ｐ２に接続されている。   Here, the connection point between the emitter electrode of the transistor 31a and the collector electrode of the transistor 31b forming the switching leg L11 is connected to one end P1 of the primary winding 23a of the high-frequency transformer 23 via the reactor 22. The connection point between the emitter electrode of the transistor 31c and the collector electrode of the transistor 31d that form the switching leg L12 is connected to the other end P2 of the primary winding 23a of the high-frequency transformer 23.

更に、スイッチングレッグＬ１３をなすトランジスタ３１ｅのエミッタ電極とトランジスタ３１ｆのコレクタ電極との接続点は、高周波トランス２３の一次巻線２３ａの中点Ｐ３に接続されている。尚、ここにいう中点Ｐ３は、一次巻線２３ａを正確に二分する点という狭い意味ではなく、一次巻線２３ａの一端Ｐ１と他端Ｐ２との間の任意の点という広い意味であり、その位置は充電装置１の仕様によって設定される。   Further, the connection point between the emitter electrode of the transistor 31e and the collector electrode of the transistor 31f forming the switching leg L13 is connected to the midpoint P3 of the primary winding 23a of the high-frequency transformer 23. The midpoint P3 here is not a narrow meaning of accurately dividing the primary winding 23a into two, but a broad meaning of an arbitrary point between one end P1 and the other end P2 of the primary winding 23a. The position is set according to the specifications of the charging device 1.

スイッチングレッグＬ１２に設けられたトランジスタ３１ｃ，３１ｄ、及び、スイッチングレッグＬ１３に設けられたトランジスタ３１ｅ，３１ｆは、制御装置１４によって排他的に駆動される。このため、スイッチングレッグＬ１１，Ｌ１２に設けられた４つのトランジスタ３１ａ〜３１ｄ、或いは、スイッチングレッグＬ１１，Ｌ１３に設けられた４つのトランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｅ，３１ｆの各々を、予め設定された規則に従ってスイッチング動作（例えば、ＰＷＭスイッチング動作）させることにより、コンバータ１１からの直流電力が交流電力に変換されてリアクトル２２側に出力される。これに対し、例えばトランジスタ３１ａ〜３１ｆが全てオフ状態である場合にリアクトル２２側から交流電力が供給されると、その交流電力がダイオード３２ａ〜３２ｆにより整流されてコンバータ１１に出力される。   The transistors 31c and 31d provided in the switching leg L12 and the transistors 31e and 31f provided in the switching leg L13 are exclusively driven by the control device 14. Therefore, each of the four transistors 31a to 31d provided in the switching legs L11 and L12 or the four transistors 31a, 31b, 31e and 31f provided in the switching legs L11 and L13 is set in accordance with a preset rule. By performing a switching operation (for example, a PWM switching operation), DC power from the converter 11 is converted into AC power and output to the reactor 22 side. On the other hand, for example, when all the transistors 31a to 31f are in the off state, when AC power is supplied from the reactor 22 side, the AC power is rectified by the diodes 32a to 32f and output to the converter 11.

リアクトル２２は、一端がスイッチングレッグＬ１１に設けられたトランジスタ３１ａのエミッタ電極とトランジスタ３１ｂのコレクタ電極との接続点に接続されており、他端が高周波トランス２３に設けられた一次側巻線２３ａの一端Ｐ１に接続されている。このリアクトル２２は、力率を調整するために設けられる。尚、一次側巻線２３ａの他端Ｐ２は、スイッチングレッグＬ１２（トランジスタ３１ｃのエミッタ電極とトランジスタ３１ｄのコレクタ電極との接続点）に接続されており、一次側巻線２３ａの中点Ｐ３は、スイッチングレッグＬ１３（トランジスタ３１ｅのエミッタ電極とトランジスタ３１ｆのコレクタ電極との接続点）に接続されている。   One end of the reactor 22 is connected to a connection point between the emitter electrode of the transistor 31a provided in the switching leg L11 and the collector electrode of the transistor 31b, and the other end of the primary side winding 23a provided in the high-frequency transformer 23. One end is connected to P1. This reactor 22 is provided to adjust the power factor. The other end P2 of the primary winding 23a is connected to the switching leg L12 (the connection point between the emitter electrode of the transistor 31c and the collector electrode of the transistor 31d), and the midpoint P3 of the primary winding 23a is It is connected to the switching leg L13 (the connection point between the emitter electrode of the transistor 31e and the collector electrode of the transistor 31f).

高周波トランス２３は、上述した一次側巻線２３ａと二次側巻線２３ｂとを備える。この高周波トランス２３は、一次側巻線２３ａの全体（一端Ｐ１と他端Ｐ２との間）に対する二次側巻線２３ｂの巻線比が例えば「６」に設定されており、一次側巻線２３ａの一部（一端Ｐ１と中点Ｐ３との間）に対する二次側巻線２３ｂの巻線比が例えば「１０」に設定されている。尚、この巻線比の設定は、充電装置１の仕様に応じて任意に設定することができる。この高周波トランス２３が設けられていることにより、交流電源ＰＳと二次電池Ｂとの間が絶縁されることになる。   The high-frequency transformer 23 includes the primary winding 23a and the secondary winding 23b described above. In the high-frequency transformer 23, the winding ratio of the secondary winding 23b with respect to the entire primary winding 23a (between one end P1 and the other end P2) is set to “6”, for example. The winding ratio of the secondary winding 23b to a part of 23a (between one end P1 and the middle point P3) is set to “10”, for example. The winding ratio can be arbitrarily set according to the specifications of the charging device 1. By providing the high-frequency transformer 23, the AC power source PS and the secondary battery B are insulated.

スイッチ２４は、高周波トランス２３に設けられた一次巻線２３ａの中点Ｐ３とスイッチングレッグＬ１２（トランジスタ３１ｃのエミッタ電極とトランジスタ３１ｄのコレクタ電極との接続点）との間に設けられており、制御装置１４の制御の下でこれらの間を短絡状態又は開放状態にする。このスイッチ２４は、スイッチングレッグＬ１１，Ｌ１２に設けられた４つのトランジスタ３１ａ〜３１ｄを駆動している最中に、スイッチングレッグＬ１３に電流が流れるのを防止するために設けられる。   The switch 24 is provided between the midpoint P3 of the primary winding 23a provided in the high-frequency transformer 23 and the switching leg L12 (a connection point between the emitter electrode of the transistor 31c and the collector electrode of the transistor 31d). Under the control of the device 14, they are short-circuited or opened. The switch 24 is provided to prevent a current from flowing through the switching leg L13 while driving the four transistors 31a to 31d provided in the switching legs L11 and L12.

図２は、本発明の一実施形態による充電装置に設けられるスイッチの例を示す回路図である。図２（ａ）に示すスイッチは、２つのトランジスタと２つのダイオードからなる双方向スイッチである。この双方向スイッチは、一方のトランジスタのベース電極に制御信号を印加すると一方向（例えば、紙面左側から右側）に電流が流れ、他方のトランジスタのベース電極に制御信号を印加すると他方向（例えば、紙面右側から左側）に電流が流れる。また、図２（ｂ）に示すスイッチは、電磁リレー等のリレースイッチである。尚、図２（ａ），（ｂ）に例示するスイッチ以外にも、電磁接触器（コンタクタ）を用いることも可能である。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a switch provided in the charging apparatus according to the embodiment of the present invention. The switch shown in FIG. 2A is a bidirectional switch composed of two transistors and two diodes. In this bidirectional switch, when a control signal is applied to the base electrode of one transistor, current flows in one direction (for example, from the left side to the right side of the paper), and when a control signal is applied to the base electrode of the other transistor, the other direction (for example, Current flows from the right side to the left side of the page. Further, the switch shown in FIG. 2B is a relay switch such as an electromagnetic relay. In addition to the switches illustrated in FIGS. 2A and 2B, an electromagnetic contactor (contactor) can be used.

電力変換回路２５は、スイッチング素子を直列接続してなる２つのスイッチングレッグＬ２１，Ｌ２２を備えており、制御装置１４の制御の下で高周波トランス２３の一次側から二次側に移行される交流電力を直流電力に変換して出力端子Ｔ１，Ｔ２側に出力する。尚、この電力変換回路２５は、出力端子Ｔ１，Ｔ２側から供給される直流電力を交流電力に変換して高周波トランス２３の二次側巻線２３ｂに出力することも可能である。   The power conversion circuit 25 includes two switching legs L21 and L22 in which switching elements are connected in series, and AC power transferred from the primary side to the secondary side of the high-frequency transformer 23 under the control of the control device 14. Is converted to DC power and output to the output terminals T1 and T2. The power conversion circuit 25 can also convert DC power supplied from the output terminals T1 and T2 side into AC power and output the AC power to the secondary winding 23b of the high-frequency transformer 23.

スイッチングレッグＬ２１は、直列接続されたトランジスタ４１ａ，４１ｂと、トランジスタ４１ａに並列接続されたダイオード４２ａ及びコンデンサ４３ａと、トランジスタ４１ｂに並列接続されたダイオード４２ｂ及びコンデンサ４３ｂとを備える。スイッチングレッグＬ２２は、直列接続されたトランジスタ４１ｃ，４１ｄと、トランジスタ４１ｃに並列接続されたダイオード４２ｃ及びコンデンサ４３ｃと、トランジスタ４１ｄに並列接続されたダイオード４２ｄ及びコンデンサ４３ｄとを備える。   The switching leg L21 includes transistors 41a and 41b connected in series, a diode 42a and a capacitor 43a connected in parallel to the transistor 41a, and a diode 42b and a capacitor 43b connected in parallel to the transistor 41b. The switching leg L22 includes transistors 41c and 41d connected in series, a diode 42c and a capacitor 43c connected in parallel to the transistor 41c, and a diode 42d and a capacitor 43d connected in parallel to the transistor 41d.

トランジスタ４１ａ〜４１ｄは、電力変換回路２１に設けられるトランジスタ３１ａ〜３１ｆと同様に絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、制御装置１４によってオン状態及びオフ状態が制御される。尚、トランジスタ４１ａ〜４１ｄとして、通常のバイポーラトランジスタを用いることも、ＦＥＴトランジスタを用いることも可能である。   The transistors 41 a to 41 d are insulated gate bipolar transistors, similarly to the transistors 31 a to 31 f provided in the power conversion circuit 21, and the on state and the off state are controlled by the control device 14. As the transistors 41a to 41d, normal bipolar transistors or FET transistors can be used.

具体的に、スイッチングレッグＬ２１，Ｌ２２に設けられるトランジスタ４１ａ，４１ｃは、コレクタ電極が出力端子Ｔ１（コンデンサ２６の一方の電極）に接続されており、エミッタ電極がトランジスタ４１ｂ，４１ｄのコレクタ電極にそれぞれ接続されている。また、スイッチングレッグＬ２１，Ｌ２２に設けられるトランジスタ４１ｂ，４１ｄは、エミッタ電極が出力端子Ｔ２（コンデンサ２６の他方の電極）に接続されている。これらトランジスタ４１ａ〜４１ｄのベース電極は制御装置１４に接続されている。尚、ダイオード４２ａ〜４２ｄ及びコンデンサ４３ａ〜４３ｄは、トランジスタ４１ａ〜４１ｄのコレクタ・エミッタ間にそれぞれ接続されている。   Specifically, the transistors 41a and 41c provided in the switching legs L21 and L22 have collector electrodes connected to the output terminal T1 (one electrode of the capacitor 26) and emitter electrodes connected to the collector electrodes of the transistors 41b and 41d, respectively. It is connected. The transistors 41b and 41d provided in the switching legs L21 and L22 have their emitter electrodes connected to the output terminal T2 (the other electrode of the capacitor 26). Base electrodes of these transistors 41 a to 41 d are connected to the control device 14. The diodes 42a to 42d and the capacitors 43a to 43d are connected between the collectors and emitters of the transistors 41a to 41d, respectively.

ここで、スイッチングレッグＬ２１をなすトランジスタ４１ａのエミッタ電極とトランジスタ４１ｂのコレクタ電極との接続点は、高周波トランス２３の二次巻線２３ｂの一端に接続されている。また、スイッチングレッグＬ２２をなすトランジスタ４１ｃのエミッタ電極とトランジスタ４１ｄのコレクタ電極との接続点は、高周波トランス２３の二次巻線２３ｂの他端に接続されている。   Here, the connection point between the emitter electrode of the transistor 41 a and the collector electrode of the transistor 41 b forming the switching leg L 21 is connected to one end of the secondary winding 23 b of the high-frequency transformer 23. The connection point between the emitter electrode of the transistor 41c and the collector electrode of the transistor 41d forming the switching leg L22 is connected to the other end of the secondary winding 23b of the high-frequency transformer 23.

スイッチングレッグＬ２１，Ｌ２２に設けられた４つのトランジスタ４１ａ〜４１ｄの各々を、予め設定された規則に従ってスイッチング動作（例えば、ＰＷＭスイッチング動作）させることにより、出力端子Ｔ１，Ｔ２側（コンデンサ２６側）からの直流電力が交流電力に変換されて高周波トランス２３の二次側巻線２３ｂに出力される。これに対し、例えばトランジスタ４１ａ〜４１ｄが全てオフ状態である場合に、高周波トランス２３の一次側から二次側に交流電力が移行されると、その交流電力がダイオード４２ａ〜４２ｄにより整流されて出力端子Ｔ１，Ｔ２側（コンデンサ２６）側に出力される。コンデンサ２６は、充電装置１の出力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続されており、電力変換回路２５で整流された電力を平滑化して直流電力に変換する。   By switching each of the four transistors 41a to 41d provided in the switching legs L21 and L22 according to a preset rule (for example, PWM switching operation), from the output terminals T1 and T2 side (capacitor 26 side) Is converted to AC power and output to the secondary winding 23b of the high-frequency transformer 23. On the other hand, for example, when all of the transistors 41a to 41d are in the off state, when AC power is transferred from the primary side to the secondary side of the high-frequency transformer 23, the AC power is rectified by the diodes 42a to 42d and output. Output to the terminals T1 and T2 (capacitor 26). The capacitor 26 is connected between the output terminals T1 and T2 of the charging device 1, and smoothes the power rectified by the power conversion circuit 25 and converts it into DC power.

制御装置１４は、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続された二次電池Ｂの充電制御を行う。具体的には、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続された二次電池Ｂの特性に応じて、コンバータ１１、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に設けられた電力変換回路３１，２５、及びスイッチ２４の制御を行う。   The control device 14 controls charging of the secondary battery B connected to the output terminals T1 and T2. Specifically, according to the characteristics of the secondary battery B connected to the output terminals T1, T2, control of the converter 11, the power conversion circuits 31, 25 provided in the bidirectional DC / DC converter 13, and the switch 24 is performed. I do.

次に、上記構成における充電装置１を用いて二次電池Ｂを充電する場合の動作について説明する。尚、本実施形態の充電装置１は、高周波トランス２３の一次側から二次側に電力を移行させる場合に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に設けられた電力変換回路２１，２５の各々を制御すれば移行される電力量の制御が可能であるが、ここでは説明を簡単にするために、電力変換回路２１のみを制御して充電を行う場合について説明する。   Next, the operation when the secondary battery B is charged using the charging device 1 having the above-described configuration will be described. Note that the charging device 1 of the present embodiment controls each of the power conversion circuits 21 and 25 provided in the bidirectional DC / DC converter 13 when the power is transferred from the primary side to the secondary side of the high-frequency transformer 23. In this case, the amount of power transferred can be controlled. Here, for the sake of simplicity, a case where charging is performed by controlling only the power conversion circuit 21 will be described.

まず、充電すべき二次電池Ｂを充電装置１に接続し、二次電池Ｂの正電極及び負電極を充電装置１の出力端子Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ導通させる。二次電池Ｂの接続が完了すると、制御装置１４は、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続された二次電池Ｂに関する情報（例えば、出力電圧や残容量等の情報）を取得する。例えば、図１に示す通り、二次電池Ｂの監視を行う監視回路Ｄが二次電池Ｂに設けられている場合には、この監視回路Ｄから二次電池Ｂに関する情報を取得する。尚、二次電池Ｂの出力電圧等の情報を検出する検出回路を出力端子Ｔ１，Ｔ２との間に設け、この検出回路から二次電池Ｂに関する情報を取得しても良い。   First, the secondary battery B to be charged is connected to the charging device 1, and the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery B are electrically connected to the output terminals T 1 and T 2 of the charging device 1, respectively. When the connection of the secondary battery B is completed, the control device 14 acquires information about the secondary battery B connected to the output terminals T1 and T2 (for example, information such as output voltage and remaining capacity). For example, as shown in FIG. 1, when the monitoring circuit D that monitors the secondary battery B is provided in the secondary battery B, information on the secondary battery B is acquired from the monitoring circuit D. A detection circuit that detects information such as the output voltage of the secondary battery B may be provided between the output terminals T1 and T2, and information about the secondary battery B may be acquired from the detection circuit.

二次電池Ｂに関する情報を取得すると、制御装置１４は、取得した情報に応じてスイッチ２４のオン状態・オフ状態を切り替える。例えば、二次電池Ｂの出力電圧が数十Ｖ程度である場合にはスイッチ２４をオフ状態にし、二次電池Ｂの出力電圧が数百Ｖ程度である場合にはスイッチ２４をオン状態にする。つまり、二次電池Ｂの電圧が低い場合には、高周波トランス２３の一次側巻線２３ａの中点Ｐ３とスイッチングレッグＬ１３との間を開放し、二次電池Ｂの電圧が高い場合には、高周波トランス２３の一次側巻線２３ａの中点Ｐ３とスイッチングレッグＬ１３との間を短絡する。   When the information about the secondary battery B is acquired, the control device 14 switches the on / off state of the switch 24 according to the acquired information. For example, when the output voltage of the secondary battery B is about several tens of volts, the switch 24 is turned off, and when the output voltage of the secondary battery B is about several hundred volts, the switch 24 is turned on. . That is, when the voltage of the secondary battery B is low, the middle point P3 of the primary side winding 23a of the high-frequency transformer 23 and the switching leg L13 are opened, and when the voltage of the secondary battery B is high, The middle point P3 of the primary side winding 23a of the high frequency transformer 23 and the switching leg L13 are short-circuited.

以上の作業及び制御が終了し、充電開始の指示が行われると、制御装置１４から双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に設けられた電力変換回路２１に制御信号が出力され、電力変換回路２１に設けられたトランジスタ３１ａ〜３１ｆのスイッチング動作が開始される。具体的に、二次電池Ｂの電圧が低い場合には、電力変換回路２１に設けられた６つのトランジスタ３１ａ〜３１ｆのうち、スイッチングレッグＬ１１，Ｌ１２に設けられた４つのトランジスタ３１ａ〜３１ｆのスイッチング動作が開始される。これに対し、二次電池Ｂの電圧が高い場合には、スイッチングレッグＬ１１，Ｌ１３に設けられた４つのトランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｅ，３１ｆのスイッチング動作が開始される。   When the above work and control are completed and an instruction to start charging is given, a control signal is output from the control device 14 to the power conversion circuit 21 provided in the bidirectional DC / DC converter 13, and provided in the power conversion circuit 21. The switching operation of the transistors 31a to 31f thus started is started. Specifically, when the voltage of the secondary battery B is low, among the six transistors 31a to 31f provided in the power conversion circuit 21, switching of the four transistors 31a to 31f provided in the switching legs L11 and L12 is performed. Operation starts. On the other hand, when the voltage of the secondary battery B is high, the switching operation of the four transistors 31a, 31b, 31e, 31f provided in the switching legs L11, L13 is started.

これにより、交流電源ＰＳから供給される三相交流電力はコンバータ１１によって直流電力に変換され、トランジスタ３１ａ〜３１ｄ、或いは、トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｅ，３１ｆのスイッチング動作によってコンバータ１１で変換された直流電力が交流電力に変換される。電力変換回路２１によって変換された交流電力は、リアクトル２２を介して高周波トランス２３の一次側巻線２３ａに供給される。   Thus, the three-phase AC power supplied from the AC power source PS is converted into DC power by the converter 11, and the DC converted by the converter 11 by the switching operation of the transistors 31a to 31d or the transistors 31a, 31b, 31e, and 31f. Electric power is converted into AC power. The AC power converted by the power conversion circuit 21 is supplied to the primary winding 23 a of the high-frequency transformer 23 via the reactor 22.

ここで、二次電池Ｂの電圧が低い場合には、トランジスタ３１ａ〜３１ｄのスイッチング動作によって変換された交流電力は、高周波トランス２３の巻線比が低い状態（昇圧比が小さい状態）で一次側から二次側に移行される。このため、高周波トランス２３の二次側巻線２３ｂには巻線比に応じたさほど高くない電圧（例えば、数十Ｖ程度）の電圧が誘起される。これに対し、二次電池Ｂの電圧が高い場合には、トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３１ｅ，３１ｆのスイッチング動作によって変換された交流電力は、高周波トランス２３の巻線比が高い状態（昇圧比が大きい状態）で一次側から二次側に移行される。このため、高周波トランス２３の二次側巻線２３ｂには巻線比に応じた高い電圧（例えば、数百Ｖ程度）の電圧が誘起される。   Here, when the voltage of the secondary battery B is low, the AC power converted by the switching operation of the transistors 31a to 31d is the primary side when the winding ratio of the high-frequency transformer 23 is low (the boost ratio is small). To the secondary side. For this reason, a voltage not so high (for example, about several tens of volts) is induced in the secondary winding 23b of the high-frequency transformer 23 according to the winding ratio. On the other hand, when the voltage of the secondary battery B is high, the AC power converted by the switching operation of the transistors 31a, 31b, 31e, and 31f has a high winding ratio of the high-frequency transformer 23 (a large boost ratio). State) is transferred from the primary side to the secondary side. For this reason, a high voltage (for example, about several hundred volts) corresponding to the winding ratio is induced in the secondary winding 23 b of the high-frequency transformer 23.

高周波トランス２３の二次側に移行された交流電力は電力変換回路２５に入力され、電力変換回路２５に設けられたダイオード４１ａ〜４１ｄによって整流された後にコンデンサ２６で平滑されて直流電力に変換される。この直流電力は、接続端子Ｔ１，Ｔ２を介して二次電池Ｂに供給され、これにより二次電池Ｂが充電される。このようにして、充電装置１による二次電池Ｂの充電が行われる。   The AC power transferred to the secondary side of the high-frequency transformer 23 is input to the power conversion circuit 25, rectified by diodes 41 a to 41 d provided in the power conversion circuit 25, smoothed by the capacitor 26, and converted to DC power. The This DC power is supplied to the secondary battery B via the connection terminals T1 and T2, thereby charging the secondary battery B. In this way, the secondary battery B is charged by the charging device 1.

以上の通り、本実施形態では、高周波トランス２３の一次巻線２３ａの一端Ｐ１及び他端Ｐ２にそれぞれ接続されるスイッチングレッグＬ１１，Ｌ１２に加えて、一次巻線２３ａの中点Ｐ３に接続されるスイッチングレッグＬ１３を設け、出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続される二次電池Ｂの出力電圧に応じて、スイッチングレッグＬ１２，Ｌ１３に設けられたトランジスタを排他的にスイッチングするようにしたため、広い電圧範囲に亘って充電装置１の出力電圧を変えることができる。これにより、充電装置１を用いて様々な種類の二次電池の充電を効率的に行うことができる。   As described above, in the present embodiment, in addition to the switching legs L11 and L12 connected to the one end P1 and the other end P2 of the primary winding 23a of the high-frequency transformer 23, they are connected to the midpoint P3 of the primary winding 23a. Since the switching leg L13 is provided and the transistors provided in the switching legs L12 and L13 are exclusively switched according to the output voltage of the secondary battery B connected to the output terminals T1 and T2, a wide voltage range is achieved. The output voltage of the charging device 1 can be changed over this. Thereby, various kinds of secondary batteries can be efficiently charged using the charging device 1.

以上、本発明の一実施形態による電力変換装置及び充電装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、高周波トランス２３の一次巻線２３ａに１つの中点Ｐ３が設定されており、この中点Ｐ３に接続される１つのスイッチングレッグＬ１３が設けられた例について説明したが、一次巻線２３ａの異なる位置に複数の中点を設定し、各々の中点に接続される複数のスイッチングレッグを設ける構成にしても良い。かかる構成にすることで、電圧の可変範囲を細かく設定することができる。   As mentioned above, although the power converter device and charging device by one Embodiment of this invention were demonstrated, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, It can change freely within the scope of the present invention. For example, in the embodiment described above, an example in which one middle point P3 is set in the primary winding 23a of the high-frequency transformer 23 and one switching leg L13 connected to the middle point P3 is provided. A plurality of midpoints may be set at different positions of the primary winding 23a, and a plurality of switching legs connected to each midpoint may be provided. With this configuration, the variable range of voltage can be set finely.

また、上記実施形態では、電力変換回路２１に３つのスイッチングレッグが設けられており、電力変換回路２５には２つのスイッチングレッグが設けられている構成を例に挙げて説明した。しかしながら、しかしながら、電力変換回路２１に代えて、或いは電力変換回路２１とともに、電力変換回路２５が３つのスイッチングレッグを備える構成にすることも可能である。   In the above embodiment, the power conversion circuit 21 is provided with three switching legs and the power conversion circuit 25 is provided with two switching legs as an example. However, instead of the power conversion circuit 21 or together with the power conversion circuit 21, the power conversion circuit 25 may be configured to include three switching legs.

更に、上記実施形態では、交流電源ＰＳから供給される三相交流電力を用いて二次電池Ｂの充電を行う充電装置を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明は単相交流電力を用いて二次電池Ｂの充電を行う充電装置にも適用することが可能である。   Furthermore, in the said embodiment, it demonstrated taking the case of the charging device which charges the secondary battery B using the three-phase alternating current power supplied from alternating current power supply PS. However, the present invention can also be applied to a charging device that charges the secondary battery B using single-phase AC power.

１ 充電装置
１１ コンバータ
１３ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４ 制御装置
２１，２５ 電力変換回路
２３ 高周波トランス
２４ スイッチ
３１ａ〜３１ｆ トランジスタ
Ｂ 二次電池
Ｌ１１〜Ｌ１３ スイッチングレッグ
Ｐ１ 一端
Ｐ２ 他端
Ｐ３ 中点
ＰＳ 交流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging device 11 Converter 13 Bidirectional DC / DC converter 14 Control device 21, 25 Power conversion circuit 23 High frequency transformer 24 Switch 31a to 31f Transistor B Secondary battery L11 to L13 Switching leg P1 One end P2 Other end P3 Middle point PS AC power supply

Claims (4)

高周波トランスと、該高周波トランスの一次側に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第１電力変換回路と、前記高周波トランスの二次側に設けられて直流電力と交流電力との変換を行う第２電力変換回路とを備え、直流電力の変換を行う電力変換装置において、
前記第１，第２電力変換回路の少なくとも一方は、前記高周波トランスが備える巻線の一端に接続されてスイッチング素子を直列接続してなる第１スイッチングレッグと、
前記巻線の他端に接続されてスイッチング素子を直列接続してなる第２スイッチングレッグと、
前記巻線の一端と他端との間の中点に接続されてスイッチング素子を直列接続してなる少なくとも１つの第３スイッチングレッグと、
前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を短絡状態又は開放状態にするスイッチと、
前記スイッチを制御して前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を開放状態にした場合には、前記第１，第２スイッチングレッグに設けられたスイッチング素子の制御を行い、前記スイッチを制御して前記中点と前記第３スイッチングレッグとの間を短絡状態にした場合には、前記第１，第３スイッチングレッグに設けられたスイッチング素子の制御を行う制御装置と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 A high-frequency transformer, a first power conversion circuit provided on the primary side of the high-frequency transformer for converting DC power and AC power, and a conversion of DC power and AC power provided on the secondary side of the high-frequency transformer And a second power conversion circuit that performs DC power conversion.
At least one of the first and second power conversion circuits is connected to one end of a winding included in the high-frequency transformer, and a first switching leg formed by connecting switching elements in series;
A second switching leg connected to the other end of the winding and connected in series with switching elements;
At least one third switching leg connected to a midpoint between one end and the other end of the winding and connected in series with switching elements ;
A switch for short-circuiting or opening between the midpoint and the third switching leg;
When the switch is controlled to open the midpoint and the third switching leg, the switching elements provided in the first and second switching legs are controlled to control the switch. And a control device that controls the switching elements provided in the first and third switching legs when the midpoint and the third switching leg are short-circuited. Power converter. 前記スイッチは、双方向スイッチ、リレースイッチ、又はコンタクタであることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 1 , wherein the switch is a bidirectional switch, a relay switch, or a contactor. 交流電源から供給される交流電力を用いて二次電池の充電を行う充電装置において、
前記交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータで変換された直流電力の変換を行う請求項１又は請求項２記載の電力変換装置と
を備えることを特徴とする充電装置。 In a charging device that charges a secondary battery using AC power supplied from an AC power source,
A converter that converts AC power supplied from the AC power source into DC power;
A charging device comprising: the power conversion device according to claim 1 or 2 that performs conversion of DC power converted by the converter. 前記制御装置は、前記二次電池の特性に応じて、前記コンバータ、前記第１，第２電力変換回路、及び前記スイッチの制御を行うことを特徴とする請求項３記載の充電装置。 The said control apparatus controls the said converter, the said 1st, 2nd power converter circuit, and the said switch according to the characteristic of the said secondary battery, The charging device of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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