EVや蓄電池の普及で、「電気を貯める・使う」を1つの回路で切り替える双方向DC-DCコンバータの重要性が高まっています。本記事では、高周波トランス・リアクトルを手掛ける北川電機（KEC）が、双方向DC-DCコンバータの仕組みと種類、用途を解説します。
双方向DC-DCコンバータとは？
双方向DC-DCコンバータとは、直流の電圧を変換しながら、電力を両方向（行き＝充電／帰り＝放電）に流せるDC-DCコンバータです。従来の一方向コンバータが電力を一方向にしか流せないのに対し、双方向型は1つの回路で充電と放電の両方を担えます。
非絶縁型と絶縁型
双方向DC-DCコンバータは、大きく2種類に分けられます。
種類 | 特徴 | 代表回路 |
|---|---|---|
非絶縁型 | 入出力が電気的につながる。小型・高効率だが絶縁なし | 双方向昇降圧（バック・ブースト）チョッパ |
絶縁型 | 高周波トランスで絶縁。安全・大電位差に対応 | DABコンバータ |
安全性や大きな電位差が必要な用途では、高周波トランスで絶縁する絶縁型が選ばれます。
絶縁型の代表：DABコンバータ
絶縁型の双方向DC-DCコンバータの代表が、DAB（Dual Active Bridge）コンバータです。入力側と出力側の両方にフルブリッジを持ち、間を高周波トランスで結合。位相シフト制御により、電力の向きと大きさを自在に操ります。電力を運ぶのは高周波トランスの漏れインダクタンスで、その設計が性能を左右します。
主な用途
- EV双方向充電（V2G／V2H）：クルマ⇔家庭・系統で電力をやり取り。
- 蓄電システム（ESS）：バッテリーの充放電を1回路で。
- 回生を伴う産業機器：減速時のエネルギーを回収・再利用。
- DCマイクログリッド／SST：次世代電力インフラ。
磁気部品が性能を決める
双方向DC-DCコンバータ、とくに絶縁型では、高周波トランス（絶縁・電力伝送・漏れL）と、平滑や昇降圧に使うリアクトルが性能・効率の要です。北川電機は、これらを用途に合わせてカスタム設計・製造しています。
よくある質問
双方向DC-DCコンバータとDABは同じですか？
DABは双方向DC-DCコンバータの一種（絶縁型の代表）です。双方向DC-DCコンバータには非絶縁型（双方向昇降圧チョッパ）もあり、DABはそのうち高周波トランスで絶縁するタイプを指します。
非絶縁型と絶縁型はどう選びますか？
小型・低コスト・同電位で良いなら非絶縁型、安全性や大きな電位差・ノイズ絶縁が必要なら絶縁型（DAB等）が適します。用途の要求に応じて選定します。
なぜ双方向が必要なのですか？
EVのV2G/V2Hや蓄電システムのように「充電も放電も」必要な用途では、1回路で双方向に流せると装置を小型・低コストにできます。回生エネルギーの回収にも役立ちます。
DAB・双方向コンバータ向け高周波トランスのご相談
漏れインダクタンスを作り込むカスタム設計。試作1台から量産まで対応します。
まとめ
- 双方向DC-DCコンバータは、直流を変換しつつ電力を両方向に流せる回路。
- 非絶縁型（双方向昇降圧）と絶縁型（DAB等・高周波トランスで絶縁）に大別。
- EVのV2G/V2H・蓄電・回生で活躍。絶縁型の性能は高周波トランスの設計が決める。
