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公開番号2025171678
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077261
出願日2024-05-10
発明の名称電源回路
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20251113BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】単相交流電源および三相交流電源の両方に対応した低コストの電源回路を提供する。
【解決手段】交流電力を入出力するための4つの交流電力用端子と、直流電力を入出力するための2つの直流電力用端子と、各々が2つのスイッチング素子を有する4つのレグと、コンデンサと、を有し、前記4つのレグと前記コンデンサは、前記2つの直流電力用端子の間に、並列に接続され、前記4つの交流用端子と前記4つのレグとは、一対一対応しており、前記4つの交流用端子の各々は、対応するレグの2つのスイッチング素子の間にある接続点において、インダクタを介して、当該対応するレグに接続され、前記4つの交流用端子のうちの2つの交流用端子の間に第1のスイッチが接続され、前記4つの交流用端子のうちの残りの2つの交流用端子の間に第2のスイッチが接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電力を入出力するための４つの交流電力用端子と、
直流電力を入出力するための２つの直流電力用端子と、
各々が２つのスイッチング素子を有する４つのレグと、
コンデンサと、を有し、
前記４つのレグと前記コンデンサは、前記２つの直流電力用端子の間に、並列に接続され、
前記４つの交流用端子と前記４つのレグとは、一対一対応しており、
前記４つの交流用端子の各々は、対応するレグの２つのスイッチング素子の間にある接続点において、インダクタを介して、当該対応するレグに接続され、
前記４つの交流用端子のうちの２つの交流用端子の間に第１のスイッチが接続され、前記４つのレグのうちの残りの２つの交流用端子の間に第２のスイッチが接続されている、電源回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記４つのレグのスイッチング素子を制御する制御部をさらに有する、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記交流電力用端子に単相交流電源が接続されているならば、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを閉じるように制御し、
前記４つのレグのスイッチング素子に対して、単相交流電力を直流電流に変換する際のスイッチング制御を行う、請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記交流電力用端子に４線式の三相交流電源が接続されているならば、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを開くように制御し、
前記４つのレグのスイッチング素子に対して、三相交流電力を直流電流に変換する際のスイッチング制御を行う、請求項３に記載の電源回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記交流電力用端子に３線式の三相交流電源が接続されているならば、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを開くように制御し、
前記三相交流電源が接続されていない交流電力用電源に対応するレグのスイッチング素子を常に開くように制御し、
前記三相交流電源が接続されている交流電力用電源に対応するレグのスイッチング素子に対して、三相交流電力を直流電流に変換する際のスイッチング制御を行う、請求項３または４に記載の電源回路。
【請求項６】
請求項１に記載の電源回路を制御するための、コンピュータにより実行される制御方法であって、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを制御する工程と、
前記４つのレグのスイッチング素子を制御する工程と、を有し、
前記交流電力用端子に単相交流電源が接続されているならば、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを制御する工程において、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを閉じるように制御し、
前記４つのレグのスイッチング素子を制御する工程において、前記４つのレグのスイッチング素子に対して、単相交流電力を直流電流に変換する際のスイッチング制御を行う、制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の制御方法を、コンピュータに実行させる制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
４線式の三相交流を直流に変換するコンバータとして、４レグ方式ＡＣＤＣコンバータが開発されている。この４レグ方式ＡＣＤＣコンバータでは、図９に示すように、２つの出力端子ＯＴ１、ＯＴ２の間に、４つのレグ（第１～第４のレグＬＥＧ１～ＬＥＧ４）とコンデンサが並列に接続されており、３本の電圧線が接続される第１～第３の入力端子ＩＴ１～ＩＴ３が、インダクタを介して、第１～第３のレグＬＥＧ１～ＬＥＧ３の接続点ＣＰに接続され、中性線が接続される第４の入力端子ＩＴ４が、第４のレグＬＥＧ４の接続点ＣＰに接続され、第１～３の入力端子ＩＴ１～ＩＴ３から入力された交流電力が直流電力に変換され、出力端子ＯＴ１、ＯＴ２から出力される。
【０００３】
４レグ方式ＡＣＤＣコンバータでは、負荷変動や電源欠相時にコンデンサＣの電圧のアンバランスが生じたときに、第４のレグＬＥＧ４のスイッチング素子ＳＷ７、ＳＷ８を制御することにより、アンバランス電流を引き抜き、コンデンサの電圧のアンバランスを抑制している。例えば、特許文献１には、４レグ方式ＡＣＤＣコンバータを用いた回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－４１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気自動車が普及し、電気自動車用の充電装置も普及してきている。現在設置されている充電装置の仕様には様々な種類があり、例えば、三相２２ｋＷ／３２Ａ、三相１１ｋＷ／１６Ａ、単相１１ｋＷ／４８Ａ、単相７．２ｋＷ／３２Ａ、単相３．６ｋＷ／１６Ａがある。車載充電器側としては、搭載されるバッテリ容量や充電時間の関係から７．２ｋＷや１１ｋＷの充電能力が求められる場合が多い。ここで、三相の充電装置を利用可能な地域については、より少ない電流値で１１ｋＷの充電が可能（１１ｋＷ／１６Ａ）であるが、依然として広い地域に単相７．２ｋＷ／３２Ａの充電装置が設置されている状況があるため、三相１１ｋＷ／１６Ａと単相７．２ｋＷ／３２Ａの両立性（コンパチブル）を確保することが、広い地域で充電を行うために求められる。
【０００６】
図９に示した４レグ方式ＡＣＤＣコンバータを三相１１ｋＷ／１６Ａでの充電に対応させるためには、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８を１６Ａクラスにすれば良い。しかしながら、図９に示した４レグ方式ＡＣＤＣコンバータを単相７．２ｋＷ／３６Ａでの充電にも対応させようとすると、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ８を３２Ａクラスにする必要があり、コストが高くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、単相交流電源および三相交流電源の両方に対応した低コストの電源回路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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態に係る電源回路は、交流電力を入出力するための４つの交流電力用端子と、直流電力を入出力するための２つの直流電力用端子と、各々が２つのスイッチング素子を有する４つのレグと、コンデンサと、を有し、
前記４つのレグと前記コンデンサは、前記２つの直流電力用端子の間に、並列に接続され、前記４つの交流用端子と前記４つのレグとは、一対一対応しており、前記４つの交流用端子の各々は、対応するレグの２つのスイッチング素子の間にある接続点において、インダクタを介して、当該対応するレグに接続され、前記４つの交流用端子のうちの２つの交流用端子の間に第１のスイッチが接続され、前記４つのレグのうちの残りの２つの交流用端子の間に第２のスイッチが接続されている。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る制御方法は、上記電源回路を制御するための、コンピュータにより実行される制御方法であって、前記第１のスイッチＳ１と前記第２のスイッチを制御する工程と、前記４つのレグのスイッチング素子を制御する工程と、を有し、前記交流電力用端子に単相交流電源が接続されているならば、前記第１のスイッチＳ１と前記第２のスイッチを制御する工程において、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを閉じるように制御し、前記４つのレグのスイッチング素子を制御する工程において、前記４つのレグのスイッチング素子に対して、単相交流電力を直流電流に変換する際のスイッチング制御を行う。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る制御プログラムは、上記制御方法を、コンピュータに実行させる制御プログラム。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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