CN101326704B - 电力转换装置及电力转换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力转换装置及电力转换系统，其目的在于，尤其是在三相/二相转换中，通过降低开关元件数来抑制成本的增加及转换效率的降低，并防止在电源中产生高次谐波。为了达到上述目的，电力转换装置(1)具备输入端子(121～123)、第1输出端子(131，132)、第2输出端子(141，142)以及绝缘变压器(11)。绝缘变压器具有电感相等的一次线圈(L1)及二次线圈(L2)。一次线圈的一端侧的极性与二次线圈的另一端侧的极性相同。第1输出端子的一方与输入端子及一次线圈的一端连接。第1输出端子的另一方与输入端子及二次线圈的一端连接。第2输出端子的一方与一次线圈的另一端及二次线圈的另一端连接。第2输出端子的另一方与输入端子连接。

Description

电力转换装置及电力转换系统
技术领域
本发明涉及电力转换装置及电力转换系统，尤其涉及三相/二相转换。 
背景技术
将三相电力转换成直流电力时，为了降低电源中产生的高次谐波，电力转换装置采用有源转换器或矩阵转换器。 
另外，与本发明关联的技术如下所示。 
专利文献1：日本特开2004-215406号公报 
专利文献2：日本特开2004-215408号公报 
专利文献3：日本特开2004-215407号公报 
专利文献4：美国专利第4648022号说明书 
专利文献5：美国专利第6580621号说明书 
非专利文献1：Boon Teck OOI，另外5名，“An Integrated AC DriveSystem Using a Controlled-Current PWM Rectifier/Inverter Link”，IEEETRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS，pp.64-71，VOL3，NO1，JANUARY 1988 
非专利文献2：E.R.Motto，另外5名，“Application Characteristics ofan Experimental RB-IGBT(Reverse Blocking IGBT)Module”，IndustryApplications Conference，2004.39th IAS Annual Meeting.Conference Recordof the 2004 IEEE，Volume 3，3-7 Oct.2004Page(s)：1540-1544 vol.3 
单相的系统中，PFC(Power Factor Correction：功率因数修正)电路已经商业化。但是，三相的系统中，有源转换器需要6个开关元件，矩阵转换器需要18个开关元件，导致成本的增加，且因开关损失而导致转换效率的降低。 
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，通过降低开关元件数来抑制成本的增加及转换效率的降低，并防止在电源中产生高次谐波。 
本发明的电力转换装置的第1方式，具有：具有电感相等的一次线圈(L1)及二次线圈(L2)的绝缘变压器(11)；第1至第3输入端子(121～123)；一对第1输出端子(131、132)；以及一对第2输出端子(141、142)，上述第1输出端子的一方(131)与上述第1输入端子(121)及上述一次线圈的一端(111)连接，上述第1输出端子的另一方(132)与上述第2输入端子(122)及上述二次线圈的一端(113)连接，上述第2输出端子的一方(141)与上述一次线圈的另一端(112)及上述二次线圈的另一端(114)连接，上述第2输出端子的另一方(142)与上述第3输入端子(123)连接，上述一次线圈的上述一端侧的极性与上述二次线圈的上述另一端侧的极性相同。 
本发明的电力转换装置的第2方式，具有：线圈(L3)；第1至第3输入端子(221～223)；一对第1输出端子(231、232)；以及一对第2输出端子(241、242)，上述第1输出端子的一方(231)与上述第1输入端子(221)及上述线圈的一端(211)连接，上述第1输出端子的另一方(232)与上述第2输入端子(222)及上述线圈的另一端(212)连接，上述第2输出端子的一方(241)连接在上述线圈的上述一端(211)和上述另一端(212)之间，上述第2输出端子的另一方(242)与上述第3输入端子(223)连接，上述线圈的上述一端和上述位置之间的电感，与上述线圈的上述另一端和上述位置之间的电感相同。 
本发明的电力转换装置的第3方式是其第2方式，其中，还具有连接在上述一对第1输出端子(231、232)和上述第1输入端子(221)及上述第2输入端子(222)之间的第1绝缘变压器(22)，上述一对第1输出端子与上述第1绝缘变压器的二次线圈(L4)的两端(214、215)连接，上述第1绝缘变压器以上述线圈(L3)作为一次线圈。 
本发明的电力转换装置的第4方式是其第3方式，其中，还具有第1电容(C1)，上述第1电容连接在上述第1绝缘变压器(22)的上述二次线圈(L4)的两端(214、215)之间。 
本发明的电力转换装置的第5方式是其第3方式或第4方式，其中，还具有连接在上述一对第2输出端子(241、242)和上述第3输入端子(223)及上述位置(213)之间的第2绝缘变压器(23)，上述第3输入端子及上述位置与上述第2绝缘变压器的一次线圈(L5)的两端(231、232)连接，上述一对第2输出端子与上述第2绝缘变压器的二次线圈(L6)的两端(233、234)连接。 
本发明的电力转换装置的第6方式是其第5方式，其中，还具有第2电容(C2)，上述第2电容连接在上述第2绝缘变压器的上述二次线圈(L6)的上述两端(233、234)之间。 
本发明的电力转换系统的第1方式，具有：电力转换装置(1)的第1至第6方式的任意一个；具有一对输入端(311、312；321、322)和一对输出端(313、314；323、324)的第1转换器(31；32)，上述第1转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的任意一方连接。 
本发明的电力转换系统的第2方式是其第1方式，其中，还具有：具有一对输入端(321、322；311、312)和一对输出端(323、324；313、314)的第2转换器(32；31)，上述第2转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的另一方连接。 
根据本发明的电力转换装置的第1或第2方式，可从第1输出端子输出与同第1至第3输入端子连接的三相电源的线电压相等的交流电压，从第2输出端子输出相位与该交流电压相差90°的交流电压。即，可将输入到第1至第3输入端子的三相交流电压转换成二相交流电压。 
而且，为了使从第1输出端子输出的电力与从第2输出端子输出的电力相等，仅将单相的PFC电路与第1输出端子及第2输出端子连接即可。从而，可使输入到第1至第3输入端子的电力彼此相等，从而可防 止在三相电源中产生高次谐波。而且，开关元件数减少，从而成本降低。 
根据本发明的电力转换装置的第3方式，可将与三相电源的线电压相等的交流电压转换成期望的交流电压，从第1输出端子输出。因而，可使从第1输出端子输出的交流电压与从第2输出端子输出的交流电压相等。 
根据本发明的电力转换装置的第4方式，由第1电容和二次线圈构成滤波器。从而，通过该滤波器除去噪声。 
根据本发明的电力转换装置的第5方式，可将对第2绝缘变压器的一次线圈施加的交流电压转换成期望的交流电压，从第2输出端子输出。 
根据本发明的电力转换装置的第6方式，由第1电容和二次线圈构成滤波器。从而，通过该滤波器除去噪声。 
根据本发明的电力转换系统的第1方式，第1转换器可将从电力转换装置输出的交流电压转换成期望的直流电压，向自身的输出端输出，因此，可使从该一方输出端子输出的电力为期望值。因此，可使该电力与从另一方输出端子输出的电力相等，从而可使从第1至第3输入端子输入的电力彼此相等。从而，可防止在与第1至第3输入端子连接的三相电源中产生高次谐波。 
根据本发明的电力转换系统的第2方式，第2转换器可将从电力转换装置输出的交流电压转换成期望的直流电压，向自身的输出端输出。因此，仅通过第1转换器进行控制，即可容易地使从一方输出端子输出的电力和从另一方输出端子输出的电力相等。 
通过以下的详细说明和附图可更加清楚本发明的目的、特征、方面以及优点。 
附图说明
图1是示意地表示第1实施方式的电力转换系统的电路图。 
图2是示意地表示第1实施方式的电力转换系统的电路图。 
图3是示意地表示PFC电路的电路图。 
图4是三相交流电压Va、Vb、Vc的波形图。 
图5是三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形图。 
图6是交流电压V1、V2的波形图。 
图7是交流电流I1、I2的波形图。 
图8是三相交流电压Va、Vb、Vc的波形图。 
图9是三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形图。 
图10是交流电压V1、V2的波形图。 
图11是交流电流I1、I2的波形图。 
图12是示意地表示第2实施方式的电力转换系统的电路图。 
图13是示意地表示第2实施方式的电力转换系统的电路图。 
图14是示意地表示第3实施方式的电力转换系统的电路图。 
图15是示意地表示第3实施方式的电力转换系统的电路图。 
图16是三相交流电压Va、Vb、Vc的波形图。 
图17是三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形图。 
图18是交流电压V1、V2的波形图。 
图19是交流电流I1、I2的波形图。 
图20是三相交流电压Va、Vb、Vc的波形图。 
图21是三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形图。 
图22是交流电压V1、V2的波形图。 
图23是交流电流I1、I2的波形图。 
图24是示意地表示第4实施方式的电力转换系统的电路图。 
图25是示意地表示第4实施方式的电力转换系统的电路图。 
图26是示意地表示PFC电路的电路图。 
图27是示意地表示PFC电路的电路图。 
图28是示意地表示PFC电路的电路图。 
图29是示意地表示PFC电路的电路图。 
图30是示意地表示PFC电路的电路图。 
图31是示意地表示PFC电路的电路图。 
图32是示意地表示PFC电路的电路图。 
图33是示意地表示PFC电路的电路图。 
图34是示意地表示PFC电路的电路图。 
图35是示意地表示PFC电路的电路图。 
图36是示意地表示PFC电路的电路图。 
图37是示意地表示PFC电路的电路图。 
图38是示意地表示PFC电路的电路图。 
图39是示意地表示PFC电路的电路图。 
图40是示意地表示PFC电路的电路图。 
具体实施方式
第1实施方式 
图1及图2是示意地表示本实施方式的电力转换系统的电路图。该电力转换系统具备电力转换装置1及转换器31、32。 
图1中还表示了三相电源201及负载211。图2中还表示了负载212。三相电源201向电力转换系统提供电力。从电力转换系统输出的电力被提供给负载211、212。 
电力转换装置1具备输入端子121～123、第1输出端子131、132、第2输出端子141、142以及绝缘变压器11。 
输入端子121～123与三相电源201连接，从三相电源201提供电力。 
绝缘变压器11具有电感相等的一次线圈L1及二次线圈L2。一次线圈L1的一端111侧的极性与二次线圈L2的另一端114侧的极性相同。 
第1输出端子的一方131与输入端子121及一次线圈L1的一端111连接。第1输出端子的另一方132与输入端子122及二次线圈L2的一端113连接。 
第2输出端子的一方141与一次线圈L1的另一端112及二次线圈L2的另一端114连接。第2输出端子的另一方142与输入端子123连接。 
根据电力转换装置1，可从第1输出端子131、132输出与同输入端子121～123连接的三相电源201的线电压V0相等的交流电压V1。而且，可从第2输出端子141、142输出相位与交流电压V1相差90°的交流电压 V2。这是因为，由于一次线圈L1和二次线圈L2各自的电感相等，因此第2输出端子的一方141的电位成为输入端子121的电位和输入端子122的电位的中间值。 
即，可将输入到输入端子121～123的三相交流电压Va、Vb、Vc(图1及图2)转换成正交的二相交流电压V1、V2。另外，交流电压V2的有效值为线电压的有效值的√3/2倍。 
优选在第1输出端子131、132之间连接电容C1，以除去从第1输出端子131、132输出的交流电压V1的噪声。 
优选在第2输出端子141、142之间连接电容C2，以除去从第2输出端子141、142输出的交流电压V2的噪声。而且，由电容C2和线圈L1、L2构成滤波器，通过该滤波器除去噪声。 
转换器31具有输入端311、312和输出端313、314。输入端311、312分别与第1输出端子131、132连接。 
从第1输出端子131、132输出的交流电压V1与从第2输出端子141、142输出的交流电压V2正交，因此，可相对于第2输出端子141、142侧独立地控制从第1输出端子131、132输出的电力。 
具体地说，由于转换器31可将从电力转换装置1输出的交流电压V1转换为期望的直流电压Vd1，向输出端313、314输出，因此，可使从输出端子131、132输出的电力P1为期望值。 
因而，可使电力P1与从输出端子141、142输出的电力P2相等，从而可使从输入端子121～123输入的电力P11～P13彼此相等。由此可防止在三相电源201中产生高次谐波。 
转换器32具有输入端321、322和输出端323、324。输入端321、322分别与第2输出端子141、142连接。 
由于从第2输出端子141、142输出的交流电压V2与从第1输出端子131、132输出的交流电压V1正交，因此，可相对于转换器31独立地控制转换器32。 
具体地说，转换器32可将从电力转换装置1输出的交流电压V2转换为期望的直流电压Vd2，向输出端323、324输出。因而，通过仅控制 转换器31，也容易使电力P1和电力P2相等。 
由于电力转换装置1将三相交流电压Va、Vb、Vc转换为二相交流电压V1、V2，因此，单相的交流电压被分别输入到转换器31、32。因而，转换器31、32采用单相的PFC电路即可。这些控制可相互独立地进行，因此可沿用周知的单相的PFC电路的控制方法。该单相的PFC电路可采用例如图3及图26～40所示的已知电路。PFC电路的具体例将在后面叙述。 
并且，在电力转换装置1中不需要开关元件。因而，电力转换系统中包含的开关元件数比有源转换器和矩阵转换器等中包含的元件数少，从而成本降低。 
图1中表示了负载211与转换器31的输出端313、314连接，且转换器32的输出端323、324与输出端313、314分别连接的情况。在该情况下，直流电压Vd1与直流电压Vd2相等，流过转换器31侧的电流Id1与流过转换器32侧的电流Id2也相等。因此，从转换器31输出的电力与从转换器32输出的电力相等，从而电力P1和电力P2大致相等。另外，优选在输出端313、314之间连接电容Cd，以能够除去转换器31、32的输出中包含的脉动，相关形态如图1所示。 
图2中表示了负载211与转换器31的输出端313、314连接，负载212与转换器32的输出端323、324连接的情况。在该情况下，通过控制转换器31、32，使从转换器31输出的电力和从转换器32输出的电力相等，从而电力P1和电力P2大致相等。另外，优选在输出端313、314之间连接电容Cd1，在输出端323、324之间连接电容Cd2，以能够除去转换器31、32的输出中包含的脉动，相关形态如图2所示。 
图3表示可用作转换器31、32的PFC电路501。PFC电路501具有二极管桥DB、电容Cf、线圈L7、二极管D1、D2以及开关SW1。 
PFC电路501还具有输入端101、102及输出端103、104。PFC电路501用作转换器31时，输入端101、102及输出端103、104可分别理解为输入端311、312及输出端313、314，用作转换器32时，可分别理解为输入端321、322及输出端323、324。在后述的图26～40所示的转换器中也同样。
二极管桥DB具有输入端151、152和输出端153、154。输入端151、152分别与输入端101、102连接。电容Cf连接于输入端101、102之间。二极管D1的阳极经由线圈L7与输出端153连接，阴极与输出端103连接。二极管D2的阳极与输出端104连接，阴极与输出端154连接。开关SW1连接于二极管D1的阳极和二极管D2的阴极之间。该PFC电路501起升降压斩波器的功能。 
图5、图6以及图7分别表示将PFC电路501用作图1所示的电力转换系统的转换器31、32时的三相交流电流Ia、Ib、Ic(图1)的波形、交流电压V1、V2的波形以及交流电流I1、I2的波形。这里，图4所示的三相交流电压Va、Vb、Vc(图1)分别输入到输入端子121～123。交流电流I1(图1)流过第1输出端子131、132，交流电流I2(图1)流过第2输出端子141、142。图2所示的电力转换系统也同样。 
图9、图10以及图11分别表示将PFC电路501用作图2所示的电力转换系统的转换器31、32时的三相交流电流Ia、Ib、Ic(图2)的波形、交流电压V1、V2的波形以及交流电流I1、I2的波形。这里，图8所示的三相交流电压Va、Vb、Vc(图2)分别输入到输入端子121～123。 
三相交流电流Ia、Ib、Ic(图5及图9)，交流电压V1、V2(图6及图10)以及交流电流I1、I2(图7及图11)都是正弦波，除了PFC电路501的斩波噪声外，几乎不包含噪声。 
本实施方式的电力转换系统中，在一次线圈L1及二次线圈L2中，分别施加线电压V0的1/2倍的电压，流过在输入端子121～122中流过的电流Ia(＝Ib＝Ic)的1/2倍的电流。此时，电力转换装置1的电力容量Pr1用式(1)表示。这里，符号Vr1、Ir1分别表示一次线圈的电压及电流的有效值，符号Vr2、Ir2分别表示二次线圈的电压及电流的有效值，符号Vr、Ir分别表示线电压V0及电流Ia(＝Ib＝Ic)的有效值。 
Pr 1 = Vr 1 × Ir 1 = Vr 2 × Ir 2
= Σ n = 1 2 Vrn × Irn 2 = 1 4 Vr × Ir · · · ( 1 )
这样，输入到电力转换系统的输入容量Pin为√3·Vr·Ir，因此，电力容量Pr1成为输入容量Pin的14.4％。 
若与有源转换器比较，则在一次线圈L1及二次线圈L2流过的电流可以是在有源转换器的三相交流电抗器流过的电流的一半。另外，一次线圈及二次线圈各自的铜损降低到三相交流电抗器的铜损的1/12倍。 
第2实施方式 
图12及图13是示意地表示本实施方式的电力转换系统的电路图。该电力转换系统具备电力转换装置2a及转换器31、32。 
电力转换装置2a具备输入端子221～223、第1输出端子231、232、第2输出端子241、242以及自耦变压器21。 
输入端子221～223与三相电源201连接，从三相电源201提供电力。 
自耦变压器21具有线圈L3。图12及图13中表示了在线圈L3的一端211和另一端212之间的位置213。线圈L3的一端211和位置213之间的电感与线圈L3的另一端212和位置213之间的电感相等。因而，线圈L3在一端211和位置213之间以及在位置213和另一端212之间，分别起第1实施方式的线圈L1、L2(图1及图2)的功能。因而，自耦变压器21实现与绝缘变压器11相同的功能。 
第1输出端子的一方231与输入端子221及线圈L3的一端211连接。第1输出端子的另一方232与输入端子222及线圈L3的另一端212连接。 
第2输出端子的一方241在位置213与线圈L3连接。第2输出端子的另一方242与输入端子223连接。 
根据电力转换装置2a，与上述电力转换装置1同样，可从第1输出端子231、232输出与同输入端子221～223连接的三相电源201的线电压V0相等的交流电压V1。而且，可从第2输出端子241、242输出相位与交流电压V1相差90°的交流电压V2。即，可将输入到输入端子221～223的三相交流电压Va、Vb、Vc(图1及图2)转换成二相交流电压V1、 V2。 
与电力转换装置1同样，优选在第1输出端子231、232之间连接电容C1，在第2输出端子241、242之间连接电容C2。 
转换器31的输入端311、312分别与第1输出端子231、232连接，产生与第1实施方式同样的效果。 
转换器32的输入端321、322分别与第2输出端子241、242连接，产生与第1实施方式同样的效果。 
电力转换装置2a将三相交流电压Va、Vb、Vc转换成二相交流电压V1、V2，因此，单相的交流电压被分别输入到转换器31、32。因而，转换器31、32采用单相的PFC电路(图3及图26～40)即可。另外，与第1实施方式同样，可降低成本。 
图12中表示了负载211与转换器31的输出端313、314连接，且转换器32的输出端323、324分别连接到输出端313、314的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd。 
图13中表示了负载211与转换器31的输出端313、314连接，负载212与转换器32的输出端323、324连接的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，通过转换器31、32的控制，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd1，在输出端323、324之间连接电容Cd2。 
转换器31、32采用PFC电路501(图3)时，在图12所示的电力转换系统中，分别获得图5所示的三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形，图6所示的交流电压V1、V2的波形，以及图7所示的交流电流I1、I2的波形。另外，在图13所示的电力转换系统中，分别获得图9所示的三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形，图10所示的交流电压V1、V2的波形，以及图11所示的交流电流I1、I2的波形。 
本实施方式的电力转换系统中，在线圈L3的一端211和位置213之间以及另一端212和位置213之间，分别施加线电压V0的1/2倍的电压，流过电流Ia的1/2倍的电流。此时，电力转换装置2a的电力容量Pr2用式(2)表示。这里，符号Vlow表示在线圈L3的位置213以电压Vb为基准的电压的有效值(＝Vr/2)。另外，符号Vhi表示在线圈L3的一端211以电压Vb为基准的电压的有效值(＝Vr)。 
Pr 2 = ( Vlow × Ir ) × ( Vhi - Vlow ) Vhi
= 1 4 Vr × Ir · · · ( 2 )
这样，该电力容量Pr成为输入容量Pin的14.4％。 
若与有源转换器比较，则在线圈L3的一端211和位置213之间以及另一端212和位置213之间流过的电流可以是在有源转换器的三相交流电抗器流过的电流的一半。另外，线圈L3的一端211和位置213之间以及另一端212和位置213之间各自的铜损降低到三相交流电抗器中的铜损的1/12倍。 
第3实施方式 
图14及图15是示意地表示本实施方式的电力转换系统的电路图。该电力转换系统是图12及图13所示的电力转换系统，其中，电力转换装置2a还具备绝缘变压器22。另外，图14及图15中，该电力转换装置标有符号2b。 
绝缘变压器22连接在第1输出端子231、232和输入端子221、222之间。绝缘变压器22具有一次线圈及二次线圈L4，以线圈L3作为一次线圈。第1输出端子231、232与二次线圈L4的两端214、215连接。 
根据电力转换装置2b，可将在线圈L3的两端211、212之间产生的与三相电源201的线电压V0相等的交流电压V1转换成期望的交流电压V3，从输出端子231、232输出。由此，可使交流电压V3与从输出端子241、242输出的交流电压V2相等。 
优选在二次线圈L4的两端214、215之间连接电容C1。这是因为，电容C1和二次线圈L4构成滤波器，从而通过该滤波器除去噪声。 
与第2实施方式同样，转换器31、32与电力转换装置2b连接，产生与第2实施方式同样的效果。转换器31、32可采用PFC电路(图3及图26～40)。 
与图12所示的电路同样，图14表示负载211与转换器31、32连接的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd。 
与图13所示的电路同样，图15表示负载211、212分别与转换器31、32连接的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，通过转换器31、32的控制，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd1，在输出端323、324之间连接电容Cd2。 
图17、图18以及图19分别表示图14所示的电力转换系统的转换器31、32采用PFC电路501(图3)时的三相交流电流Ia、Ib、Ic(图14)的波形、交流电压V1、V2的波形以及交流电流I1、I2的波形。这里，在输入端子221～223分别输入图16所示的三相交流电压Va、Vb、Vc(图14)。 
图21、图22以及图23分别表示图15所示的电力转换系统的转换器31、32采用PFC电路501(图3)时的三相交流电流Ia、Ib、Ic(图15)的波形、交流电压V1、V2的波形以及交流电流I1、I2的波形。这里，在输入端子221～223分别输入图20所示的三相交流电压Va、Vb、Vc(图15)。 
三相交流电流Ia、Ib、Ic(图17及图21)、交流电压V1、V2(图18及图22)以及交流电流I1、I2(图19及图23)都是正弦波，除了PFC电路501的斩波噪声外，几乎不包含噪声。 
本实施方式的电力转换系统中，电力转换装置2b的电力容量Pr3用式(3)表示。 
Pr 3 = Σ n = 1 2 Vrn × Irn
= 1 3 × ( 3 × Vr × Ir ) · · · ( 3 )
这样，电力容量Pr3成为输入容量的57.7％。 
第4实施方式 
图24及图25是示意地表示本实施方式的电力转换系统的电路图。该电力转换系统是图14及图15所示的电力转换系统，其中，电力转换装置2b还具有绝缘变压器23。另外，图24及图25中，该电力转换装置标有符号2c。 
绝缘变压器23连接在输出端子241、242和输入端子223以及位置213之间。绝缘变压器23具有一次线圈L5及二次线圈L6。一次线圈L5的两端231、232分别与位置213及输入端子223连接。二次线圈L6的两端233、234分别与输出端子241、242连接。 
根据电力转换装置2c，可将施加于一次线圈L5的交流电压V2转换成期望的交流电压V4，输出到输出端子241、242。 
优选在二次线圈L6的两端233、234之间连接电容C2。这是因为，电容C2和二次线圈L6构成滤波器，从而通过该滤波器除去噪声。 
与第3实施方式同样，转换器31、32与电力转换装置2c连接，产生与第3实施方式同样的效果。 
与图14所示的电路同样，图24表示负载211与转换器31、32连接的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd。 
与图15所示的电路同样，图25表示负载211、212分别与转换器31、32连接的情况。在该情况下，如在第1实施方式中说明的那样，通过转换器31、32的控制，电力P1和电力P2大致相等。另外，从与第1实施方式的说明同样的观点看，优选在输出端313、314之间连接电容Cd1，在输出端323、324之间连接电容Cd2。 
与第3实施方式同样，转换器31、32可采用例如PFC电路501(图3)。在该情况下，图24所示的电力转换系统中，分别获得图17所示的三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形，图18所示的交流电压V1、V2的波形，以及图19所示的交流电流I1、I2的波形。另外，图25所示的电力转换系统中，分别获得图21所示的三相交流电流Ia、Ib、Ic的波形，图22所示的交流电压V1、V2的波形，以及图23所示的交流电流I1、I2的波形。 
实施例 
除了图3所示的PFC电路501外，转换器31、32可采用例如图26～40所示的PFC电路。 
图26所示的PFC电路是图3所示的PFC电路501，其中，线圈L7、二极管D1、D2以及开关SW1如下构成。 
即，线圈L7由并联连接的3个线圈组成。二极管D1、D2各自由并联连接的3个二极管组成。该3个二极管中，阳极彼此连接，阴极彼此连接。开关SW1由并联连接的3个开关组成。 
图27所示的PFC电路是PFC电路501，其中，还具有线圈L8、二极管D3、D4以及电容C3。 
二极管D3的阳极与二极管桥DB的输出端153连接，阴极经由线圈L8与二极管D4的阳极连接。二极管D4的阴极与输出端103连接。电容C3连接在二极管D1的阳极和二极管D4的阳极之间。 
图28所示的PFC电路具有二极管桥DB、电容Cf、线圈L9以及开关SW2。 
二极管桥DB的输入端151经由线圈L9与输入端101连接，输入端152与输入端102连接。输出端153、154分别与输出端103、104连接。电容Cf连接在输入端101、102之间。开关SW2连接在输入端151、152之间。 
图29所示的PFC电路具有电容Cf、线圈L10、二极管D5、D6以及开关SW3、SW4。 
二极管D5的阳极经由线圈L10与输入端101连接，阴极与输出端103连接。二极管D6的阳极与输入端102连接，阴极与输出端103连接。开关SW3连接在二极管D5的阳极和输出端104之间。开关SW4连接在二极管D6的阳极和输出端104之间。电容Cf连接在输入端101、102之间。根据这样的PFC电路，可进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制。
图30所示的PFC电路是在图29所示的PFC电路中，采用开关SW5、SW6来取代二极管D5、D6。 
图31所示的PFC电路具有二极管桥DB、电容Cf、线圈L11、二极管D7以及开关SW7。 
二极管桥DB的输入端151、152分别与输入端101、102连接。输出端153按顺序经由开关SW7及线圈L11与输出端103连接。输出端154与输出端104连接。二极管D7的阳极与输出端104连接，阴极连接在开关SW7和线圈L11之间。电容Cf连接在输入端101、102之间。这样的PFC电路起降压斩波器的功能。 
图32所示的PFC电路是图31所示的PFC电路，其中，线圈L11、二极管D7以及开关SW7如下构成。 
即，线圈L11由并联连接的3个线圈组成。二极管D7由并联连接的3个二极管组成。该3个二极管中，阳极彼此连接，阴极彼此连接。开关SW7由并联连接的3个开关组成。 
图33所示的PFC电路具有电容Cf、线圈L11、二极管D7～D9以及开关SW8、SW9。 
二极管D7的阳极与输出端104连接，阴极经由线圈L11与输出端103连接。二极管D8的阳极与输入端101连接，阴极与二极管D7的阴极连接。二极管D9的阳极与输入端102连接，阴极与二极管D7的阴极连接。开关SW8连接在二极管D8的阳极和输出端104之间。开关SW9连接在二极管D9的阳极和输出端104之间。电容Cf连接在输入端101、102之间。这样的PFC电路起降压斩波器的功能，而且可进行PWM控制。 
图34所示的PFC电路具有电容Cf、线圈L11、二极管D7、D10～D17以及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)71、 72。 
二极管D7的阳极与输出端104连接，阴极经由线圈L11与输出端103连接。二极管D10的阳极与IGBT71的发射极连接，阴极与二极管D7的阴极连接。二极管D11的阳极与IGBT72的发射极连接，阴极与二极管D7的阴极连接。二极管D12的阳极与输出端104连接，阴极与IGBT71的集电极连接。二极管D13的阳极与输出端104连接，阴极与IGBT72的集电极连接。 
二极管D14的阳极与IGBT71的发射极连接，阴极与输入端101连接。二极管D15的阳极与输入端101连接，阴极与IGBT71的集电极连接。二极管D16的阳极与IGBT72的发射极连接，阴极与输入端102连接。二极管D17的阳极与输入端102连接，阴极与IGBT72的集电极连接。电容Cf连接在输入端101、102之间。这样的PFC电路起降压斩波器的功能，而且可进行PWM控制。 
图35所示的PFC电路是在图33所示的PFC电路中，采用开关SW10、SW11来取代二极管D8、D9。 
图36～40所示的PFC电路分别是在图31～35所示的PFC电路中，不连接线圈L11而连接二极管D18，不连接二极管D7而连接线圈L12。二极管D18的阳极与输出端103连接。这样的PFC电路起升压斩波器的功能。特别地，根据图38～40所示的PFC电路，可进行PWM控制。 
图26～40所示的PFC电路中，即使开关元件增多也只是包含4个。因此，上述任意一个实施方式中，电力转换系统中包含的开关元件数都比有源转换器和矩阵转换器中包含的开关元件数小。 
虽然详细说明了本发明，但是，上述说明只是在所有方面的例示，本发明不限于此。应该理解为未例示的无数变形例没有脱离本发明的范围。 

Claims (12)

1.一种电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置具有：
具有电感相等的一次线圈(L1)及二次线圈(L2)的绝缘变压器(11)；
第1至第3输入端子(121～123)；
一对第1输出端子(131、132)；以及
一对第2输出端子(141、142)，
上述第1输出端子的一方(131)与上述第1输入端子(121)及上述一次线圈的一端(111)连接，
上述第1输出端子的另一方(132)与上述第2输入端子(122)及上述二次线圈的一端(113)连接，
上述第2输出端子的一方(141)与上述一次线圈的另一端(112)及上述二次线圈的另一端(114)连接，
上述第2输出端子的另一方(142)与上述第3输入端子(123)连接，
上述一次线圈的上述一端侧的极性与上述二次线圈的上述另一端侧的极性相同。
2.一种电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置具有：
线圈(L3)；
第1至第3输入端子(221～223)；
一对第1输出端子(231、232)；以及
一对第2输出端子(241、242)，
上述第1输出端子的一方(231)与上述第1输入端子(221)及上述线圈的一端(211)连接，
上述第1输出端子的另一方(232)与上述第2输入端子(222)及上述线圈的另一端(212)连接，
上述第2输出端子的一方(241)连接在上述线圈的上述一端(211)和上述另一端(212)之间，
上述第2输出端子的另一方(242)与上述第3输入端子(223)连 接，
上述线圈的上述一端和上述位置之间的电感与上述线圈的上述另一端和上述位置之间的电感相同。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置还具有连接在上述一对第1输出端子(231、232)和上述第1输入端子(221)及上述第2输入端子(222)之间的第1绝缘变压器(22)，
上述一对第1输出端子与上述第1绝缘变压器的二次线圈(L4)的两端(214、215)连接，
上述第1绝缘变压器以上述线圈(L3)作为一次线圈。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置还具有第1电容(C1)，
上述第1电容连接在上述第1绝缘变压器(22)的上述二次线圈(L4)的两端(214、215)之间。
5.一种电力转换系统，其特征在于，所述电力转换系统具有：
权利要求1至权利要求4的任意一项所述的电力转换装置(1)；以及
具有一对输入端(311、312；321、322)和一对输出端(313、314；323、324)的第1转换器(31；32)，
上述第1转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的任意一方连接。
6.根据权利要求5所述的电力转换系统，其特征在于，
所述电力转换系统还具有：
具有一对输入端(321、322；311、312)和一对输出端(323、324；313、314)的第2转换器(32；31)，
上述第2转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的另一方连接。
7.根据权利要求3或4所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置还具有连接在上述一对第2输出端子(241、242) 和上述第3输入端子(223)及上述位置(213)之间的第2绝缘变压器(23)， 
上述第3输入端子及上述位置与上述第2绝缘变压器的一次线圈(L5)的两端(231、232)连接， 
上述一对第2输出端子与上述第2绝缘变压器的二次线圈(L6)的两端(233、234)连接。 
8.一种电力转换系统，其特征在于，所述电力转换系统具有： 
权利要求7所述的电力转换装置(1)；以及 
具有一对输入端(311、312；321、322)和一对输出端(313、314；323、324)的第1转换器(31；32)， 
上述第1转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的任意一方连接。 
9.根据权利要求8所述的电力转换系统，其特征在于， 
所述电力转换系统还具有： 
具有一对输入端(321、322；311、312)和一对输出端(323、324；313、314)的第2转换器(32；31)， 
上述第2转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的另一方连接。 
10.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于， 
所述电力转换装置还具有第2电容(C2)， 
上述第2电容连接在上述第2绝缘变压器的上述二次线圈(L6)的上述两端(233、234)之间。 
11.一种电力转换系统，其特征在于，所述电力转换系统具有： 
权利要求10所述的电力转换装置(1)；以及 
具有一对输入端(311、312；321、322)和一对输出端(313、314；323、324)的第1转换器(31；32)， 
上述第1转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的任意一方连接。 
12.根据权利要求11所述的电力转换系统，其特征在于， 
所述电力转换系统还具有： 
具有一对输入端(321、322；311、312)和一对输出端(323、324；313、314)的第2转换器(32；31)， 
上述第2转换器的上述一对输入端与上述一对第1输出端子(131、132)及上述一对第2输出端子(141、142)的另一方连接。 
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