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公開番号2024048860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154992
出願日2022-09-28
発明の名称電力変換装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡易な構成で、DC/AC変換及びDC/DC変換の両方を行うことのできる電力変換装置、を提供する。
【解決手段】電力変換装置10は、直流電源が接続される第1接続部201と、交流電源又は電力消費機器が接続される第2接続部202と、第1接続部201と第2接続部202との間で電力変換を行う変換部200と、変換部200の動作を制御する制御部130と、を備える。制御部130は、第2接続部202において交流電力の入力又は出力が行われるように変換部200の動作を制御する交流制御と、第2接続部202において直流電力の出力が行われるように変換部200の動作を制御する直流制御と、の両方を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源が接続される第１接続部と、
交流電源又は電力消費機器が接続される第２接続部と、
前記第１接続部と前記第２接続部との間で電力変換を行う変換部と、
前記変換部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第２接続部において交流電力の入力又は出力が行われるように前記変換部の動作を制御する交流制御と、
前記第２接続部において直流電力の出力が行われるように前記変換部の動作を制御する直流制御と、の両方を行う、電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第２接続部において電力が入出力される経路である一対の配線と、前記配線に設けられた漏電検出器と、を含み、
前記制御部は、
前記直流制御を行うに先立ち、
前記配線間の電位差が矩形波状に変化するように、前記変換部の動作を制御する検出制御、を行う、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記検出制御が行われた際の、前記漏電検出器から出力された信号に基づいて、漏電の有無を判定する判定部、を更に備える、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記変換部は、
直列に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、直列に接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子と、を有する回路であって、
前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のそれぞれが上アームを構成し、前記第２スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のそれぞれが下アームを構成するフルブリッジ回路を含み、
前記制御部が行う前記直流制御には、
前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を閉状態とし、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を開状態とする第１直流制御と、
前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を閉状態とし、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を開状態とする第２直流制御と、の両方が含まれる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記変換部の温度を検知する温度検知部を更に備え、
前記制御部は、
前記温度検知部が検知した温度に基づいて、前記第１直流制御と前記第２直流制御との間を切り替える、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記温度検知部は、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子のうちの少なくとも一部の温度を検知するものであり、
前記制御部は、
前記第１直流制御を行っているときに、前記第１スイッチング素子又は前記第４スイッチング素子の温度が所定の上限温度を超えた場合には、前記第１直流制御から前記第２直流制御に切り替え、
前記第２直流制御を行っているときに、前記第２スイッチング素子又は前記第３スイッチング素子の温度が所定の上限温度を超えた場合には、前記第２直流制御から前記第１直流制御に切り替える、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御部は、
時間が経過するに従って前記第１直流制御と前記第２直流制御との間を切り替える、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御部は、
所定期間が経過する毎に前記第１直流制御と前記第２直流制御との間を切り替える、請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記制御部は、
起動される毎に前記第１直流制御と前記第２直流制御との間を切り替える、請求項７に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載されているように、電動車両には、例えば外部電源と蓄電池との間で電力変換を行うための電力変換装置が設けられる。電力変換装置により、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池に供給することや、蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換して外部へと出力すること、等が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／１４４０４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されているような、ＤＣ／ＡＣ変換を行うように構成された電力変換装置では、例えば蓄電池のような直流電源が接続される第１接続部と、例えば交流の電力消費機器や交流電源等が接続される第２接続部と、が設けられる。このような従来構成においては、第２接続部から交流電力を出力すること等はできるが、第２接続部から直流電力を出力することはできない。このため、例えば電動車両において、電気加熱式触媒（ＥＣＨ）用のヒーターに直流電力を供給するためには、ＤＣ／ＤＣ変換を行うように構成された電力変換装置を別途設ける必要があり、コスト増となる。尚、ヒーターに交流電力を供給することも可能ではあるが、その場合、エネルギー効率が低下することに加え、交流電力の出力に伴ってノイズが増加してしまう。
【０００５】
本発明は、簡易な構成で、ＤＣ／ＡＣ変換及びＤＣ／ＤＣ変換の両方を行うことのできる電力変換装置、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電力変換装置は、直流電源が接続される第１接続部と、交流電源又は電力消費機器が接続される第２接続部と、第１接続部と第２接続部との間で電力変換を行う変換部と、変換部の動作を制御する制御部と、を備える。制御部は、第２接続部において交流電力の入力又は出力が行われるように変換部の動作を制御する交流制御と、第２接続部において直流電力の出力が行われるように変換部の動作を制御する直流制御と、の両方を行う。
【０００７】
このような構成の電力変換装置では、変換部に対して制御部が行う制御の態様を変更するだけで、第２接続部において交流電力の入力又は出力が行われる制御（つまりＤＣ／ＡＣ変換）と、第２接続部において直流電力の出力が行われる制御（つまりＤＣ／ＤＣ変換）と、を切り替えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成で、ＤＣ／ＡＣ変換及びＤＣ／ＤＣ変換の両方を行うことのできる電力変換装置、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置の全体構成を模式的に示す図である。
図２は、第１実施形態に係る電力変換装置の、変換部の動作を説明するための図である。
図３は、第１実施形態に係る電力変換装置の、変換部の動作を説明するための図である。
図４は、第１実施形態において、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図５は、第２接続部における出力電圧の変化の例を示す図である。
図６は、第２接続部における出力電圧の変化の例を示す図である。
図７は、第１実施形態の直流制御において、制御装置によって実行される具体的な処理の流れを示すフローチャートである。
図８は、図７の処理が行われた場合における、スイッチング素子の温度変化の一例を示す図である。
図９は、第２実施形態の直流制御において、制御装置によって実行される具体的な処理の流れを示すフローチャートである。
図１０は、第３実施形態の直流制御において、制御装置によって実行される具体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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