CN107370369A - 升压斩波电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种升压斩波电路，其防回流二极管电路具有在开关元件电路的两端之间与防回流二极管电路串联连接的电容器电路的耐压以上的耐压。

Description

升压斩波电路
技术领域
本发明涉及升压斩波电路，特别是涉及具备二极管和电容器的升压斩波电路。
背景技术
目前，已知有具备二极管和电容器的升压斩波电路。这种升压斩波电路在日本特开2015-35890号公报中有公开。
日本特开2015-35890号公报中，直流输出电路(电车线)中串联连接有电抗器和开关元件(半导体元件)。另外，在开关元件的两端连接有防回流二极管(二极管)和电容器(平滑用电容器)的串联电路。该升压斩波电路以通过控制开关元件的接通切断而将输入的电压进行升压的方式构成。
在此，日本特开2015-35890号公报所记载的升压斩波电路中，在将开关元件(半导体元件)切断的情况下，利用直流输出电路(电车线)、电抗器、电容器(平滑用电容器)流过串联谐振电流，有时对电容器施加比通常的动作时高的电压。该过程中，在开关元件引起短路故障的情况下，将施加给电容器的电压施加到防回流二极管，由此，存在防回流二极管被破坏的问题点。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的课题而研发的，本发明的一个目的在于，提供一种升压斩波电路，抑制防回流二极管的破坏。
本发明的一方面提供一种升压斩波电路，其包括：电抗器；经由电抗器与直流输出电路的两端连接的开关元件电路；与开关元件电路串联连接的防回流二极管电路；在开关元件电路的两端之间与防回流二极管电路串联连接的电容器电路，防回流二极管电路具有电容器电路的耐压以上的耐压。
本发明一方面的升压斩波电路中，如上述，通过防回流二极管电路的耐压为电容器电路的耐压以上，在开关元件电路产生短路故障的情况下等，即使对防回流二极管电路施加与施加给电容器电路的电压相同的电压时，也能够抑制防回流二极管电路被破坏。其结果，能够抑制电容器电路的短路放电。
所述一方面的升压斩波电路中，优选防回流二极管电路包含由宽禁带半导体构成的防回流二极管。在此，一般而言，宽禁带半导体的耐压能够比宽禁带半导体以外的半导体的耐压高。因此，通过防回流二极管电路由宽禁带半导体形成，与防回流二极管电路由宽禁带半导体以外的半导体形成的情况相比，能够较容易抑制防回流二极管电路被破坏。
所述一方面的升压斩波电路中，优选以如下方式构成，即，开关元件电路包含第一开关元件和与第一开关元件串联连接的第二开关元件，防回流二极管电路包含与第一开关元件串联连接的第一防回流二极管和与第二开关元件串联连接的第二防回流二极管，电容器电路在开关元件电路的两端之间包含与第一防回流二极管串联连接的第一电容器和与第二防回流二极管串联连接的第二电容器，将第一开关元件和第二开关元件连接的第一连接部与将第一电容器和第二电容器连接的第二连接部连接，第一防回流二极管具有第一电容器的耐压以上的耐压，并且第二防回流二极管具有第二电容器的耐压以上的耐压。如果这样构成，则在对第一防回流二极管施加与第一电容器的电压相同的电压的情况下，能够抑制第一防回流二极管被破坏。另外，在对第二防回流二极管施加与第二电容器的电压相同的电压的情况下，能够抑制第二防回流二极管被破坏。
在该情况下，优选第一防回流二极管和第二防回流二极管各自由宽禁带半导体构成。如果这样构成，则与第一防回流二极管和第二防回流二极管各自由宽禁带半导体以外的半导体形成的情况相比，能够较容易地抑制第一防回流二极管和第二防回流二极管各自被破坏。
所述一方面的升压斩波电路中，优选以如下方式构成，即，还具备与防回流二极管电路并联连接的并联开关元件电路，防回流二极管电路和并联开关元件电路具有电容器电路的耐压以上的耐压。如果这样构成，则防回流二极管电路和并联开关元件电路的耐压在电容器电路的耐压以上，因此，在开关元件电路短路故障的情况下等，对防回流二极管电路和并联开关元件电路施加与电容器电路的电压相同的电压时，也能够抑制防回流二极管电路或并联开关元件电路被破坏。
在该情况下，优选以如下方式构成，开关元件电路包含第一开关元件和与第一开关元件串联连接的第二开关元件，防回流二极管电路包含与第一开关元件串联连接的第一防回流二极管和与第二开关元件串联连接的第二防回流二极管，电容器电路在开关元件电路的两端之间包含与第一防回流二极管串联连接的第一电容器和与第二防回流二极管串联连接的第二电容器，将第一开关元件和第二开关元件连接的第一连接部与将第一电容器和第二电容器连接的第二连接部连接，并联开关元件电路包含与第一防回流二极管并联连接的第一并联开关元件和与第二防回流二极管并联连接的第二并联开关元件，第一防回流二极管和第一并联开关元件具有第一电容器的耐压以上的耐压，第二防回流二极管和第二并联开关元件具有第二电容器的耐压以上的耐压。如果这样构成，则第一防回流二极管和第一并联开关元件的耐压在第一电容器的耐压以上，因此，在第一开关元件短路故障的情况下等，对第一防回流二极管和第一并联开关元件施加与第一电容器的电压相同的电压时，也能够抑制第一防回流二极管或第一并联开关元件被破坏。另外，第二防回流二极管和第二并联开关元件的耐压在第二电容器的耐压以上，因此，在第二开关元件短路故障的情况下等，对第二防回流二极管和第二并联开关元件施加与第二电容器的电压相同的电压时，也能够抑制第二防回流二极管或第二并联开关元件被破坏。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的2级升压斩波电路的电路结构的图。
图2是表示本发明的第二实施方式的3级升压斩波电路的电路结构的图。
图3是表示本发明的第三实施方式的2级升压斩波电路的电路结构的图。
图4是表示本发明的第四实施方式的3级升压斩波电路的电路结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明将本发明进行具体化的实施方式。
[第一实施方式]
首先，参照图1对本发明的第一实施方式的升压斩波电路100的结构进行说明。
(升压斩波电路的结构)
如图1所示，升压斩波电路100将从直流输出电路1输出的电压进行升压并供给至负载装置101。另外，第一实施方式中，升压斩波电路100为所谓的2级升压斩波电路。另外，直流输出电路1为直流电源，或包含交流电源和整流电路且具有将交流进行了整流的整流波形，由此可输出直流。
而且，升压斩波电路100中设有：电抗器2、开关元件电路3、防回流二极管电路4、电容器电路5、控制电路6。此外，“电路”是指通常将导体以没有终端的方式连接的电路，但本说明书中，将“电路”作为也包含具有终端的情况的“电流的通路”的广泛的概念进行记载。
在此，第一实施方式中，开关元件电路3经由电抗器2与直流输出电路1的两端连接。另外，防回流二极管电路4与开关元件电路3串联连接。另外，电容器电路5在开关元件电路3的两端之间与防回流二极管电路4串联连接。具体而言，开关元件电路3包含开关元件3a。另外，防回流二极管电路4包含防回流二极管4a。另外，电容器电路5包含电容器5a。另外，电抗器2的一端与直流输出电路1的正极连接，电抗器2的另一端与开关元件3a的一端和防回流二极管4a的阳极连接。另外，防回流二极管4a的阴极与电容器5a的正电位侧连接。另外，开关元件3a的另一端和电容器5a的负电位侧与直流输出电路1的负极连接。
另外，防回流二极管电路4的耐压为电容器电路5的耐压以上。具体而言，防回流二极管电路4具有电容器电路5的耐压以上的耐压。即，防回流二极管4a具有电容器5a的耐压以上的耐压。
另外，第一实施方式中，防回流二极管电路4包含由宽禁带半导体构成的防回流二极管。具体而言，防回流二极管4a由带隙比SiC、GaN、金刚石、AlN或ZnO等硅半导体宽的半导体形成。
开关元件3a为MOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)或晶体管等开关元件。另外，开关元件3a由宽禁带半导体以外的半导体(例如硅)形成。
另外，防回流二极管电路4的耐压为开关元件电路3的耐压以上。具体而言，防回流二极管4a具有开关元件3a的耐压以上的耐压。另外，开关元件3a具有低于电容器5a的耐压的耐压。
控制电路6与开关元件3a连接，且控制开关元件3a的接通切断(开关动作)。而且，控制电路6通过控制开关元件3a的接通切断，能够调整(控制)升压斩波电路100相对于负载装置101的电压值和电流值(流过电抗器2的电流值)。
负载装置101具备例如包含多个开关元件的逆变器101a和电动机101b。逆变器101a与电容器电路5的两端连接，将由升压斩波电路100升压的直流电力变换成交流电力，并将交流电力供给至电动机101b。电动机101b为例如旋转电机，且消耗来自逆变器101a的交流电力进行旋转驱动。
(升压斩波电路的动作)
接着，参照图1对第一实施方式的升压斩波电路100的动作进行说明。升压斩波电路100的动作通过控制电路6的控制处理来执行。
首先，当切断开关元件3a时，成为直流输出电路1、电抗器2和电容器5a的串联谐振电路，电容器5a的电压上升。此时，电容器5a的电压施加给开关元件3a。另外，防回流二极管4a为导通状态，不施加电压。
接着，当接通开关元件3a时，直流输出电路1经由电抗器2成为短路状态，电流不会流向电容器5a。此时，将电容器5a的电压施加给防回流二极管4a。而且，从电容器5a向后段的负载装置101侧流过电流，由此，电容器5a的电压降低。
而且，在稳定地运转的状态下，以一定的时间比率切换开关元件3a的切断和接通，使切断开关元件3a时的电容器5a的电压的上升量与接通开关元件3a时的电容器5a的电压的降低量均衡，成为输入电源电压以上的大致一定的升压的直流电压。
在此，停止装置(负载装置101)时，切断开关元件3a。另外，切断负载装置101内部的逆变器101a的开关，成为不会向负载装置101一侧流过电流的状态。在该情况下，直流输出电路1、电抗器2和电容器5a成为串联谐振电路，因此，对电容器5a施加的电压比通常动作时的电压高。电容器5a的耐压比此时施加给电容器5a的电压高。
另外，谐振电流成为0时，电容器5a的放电被防回流二极管4a和切断的开关元件3a阻碍。而且，开关元件3a的电压在对电容器5a进行充电的期间与电容器5a的电压相等，另一方面，谐振电流成为0时，与直流输出电路1的电压相等。电容器5a充电时，防回流二极管4a的电压比较低，另一方面，谐振电流成为0时，使由电容器5a的电压减去开关元件3a的电压(直流输出电路1的电压)的值的电压施加给防回流二极管4a。
此外，在上述那样进行动作的升压斩波电路100中，从控制电路6输入异常的控制信号的情况或施加超过耐压的电压的情况下，开关元件3a可能有时短路故障。在该情况下，不将电容器5a的电压施加给开关元件3a，而施加给防回流二极管4a。
[第一实施方式的效果]
第一实施方式中，能够得到以下那样的效果。
第一实施方式中，如上述，以如下方式构成升压斩波电路100，即，具备：电抗器2、经由电抗器2与直流输出电路1的两端连接的开关元件电路3、与开关元件电路3串联连接的防回流二极管电路4、在开关元件电路3的两端之间与防回流二极管电路4串联连接的电容器电路5，防回流二极管电路4的耐压为电容器电路5的耐压以上。由此，防回流二极管电路4的耐压为电容器电路5的耐压以上，由此，在开关元件电路3短路故障的情况下等，即使在对防回流二极管电路4施加与电容器电路5的电压大致相同的电压时，也能够抑制防回流二极管电路4被破坏。其结果，能够抑制电容器电路5的短路放电。
另外，第一实施方式中，如上述，以防回流二极管电路4具有电容器电路5的耐压以上的耐压的方式构成升压斩波电路100。由此，在对防回流二极管电路4施加与电容器电路5的电压大致相同的电压的情况下，能够更可靠地抑制防回流二极管电路4被破坏。
另外，第一实施方式中，如上述，以防回流二极管电路4包含由宽禁带半导体构成的防回流二极管的方式构成升压斩波电路100。在此，一般而言，宽禁带半导体的耐压比宽禁带半导体以外的半导体的耐压高。因此，通过防回流二极管电路4由宽禁带半导体形成，与防回流二极管电路4由宽禁带半导体以外的半导体形成的情况相比，能够较容易地抑制防回流二极管电路4被破坏。
另外，第一实施方式中，如上述，以防回流二极管电路4具有开关元件电路3的耐压以上的耐压的方式构成升压斩波电路100。由此，在通过开关元件电路3产生短路故障，将电容器电路5的电压施加给防回流二极管电路4的情况下，能够抑制防回流二极管电路4被破坏。
[第二实施方式]
接着，参照图2对第二实施方式的升压斩波电路200的结构进行说明。第二实施方式中，升压斩波电路200与第一实施方式不同，作为3级升压斩波电路而构成。此外，对与上述第一实施方式相同的结构标注相同的符号并省略其说明。
(升压斩波电路的结构)
如图2所示，第二实施方式中，升压斩波电路200为所谓的3级升压斩波电路。
开关元件电路13包含第一开关元件13a和与第一开关元件13a串联连接的第二开关元件13b。另外，防回流二极管电路14包含与第一开关元件13a串联连接的第一防回流二极管14a和与第二开关元件13b串联连接的第二防回流二极管14b。另外，电容器电路15在开关元件电路13的两端之间包含与第一防回流二极管14a串联连接的第一电容器15a和与第二防回流二极管14b串联连接的第二电容器15b。另外，将第一开关元件13a和第二开关元件13b连接的第一连接部102与将第一电容器15a和第二电容器15b连接的第二连接部103连接。
具体而言，第一开关元件13a的、与第二开关元件13b连接的一端的相反侧的另一端与第一防回流二极管14a的阳极连接。另外，第一开关元件13a的、与第二开关元件13b连接的一端的相反侧的另一端和第一防回流二极管14a的阳极各自与电抗器2的、连接于直流输出电路1的正极的一端的相反侧的另一端连接。另外，第二开关元件13b的、与第一开关元件13a连接的一端的相反侧的另一端与第二防回流二极管14b的阴极连接。另外，第二开关元件13b的与第一开关元件13a连接的一端的相反侧的另一端和第二防回流二极管14b的阴极各自与直流输出电路1的负极连接。
另外，第二实施方式中，第一防回流二极管14a具有第一电容器15a的耐压以上的耐压。另外，第二防回流二极管14b具有第二电容器15b的耐压以上的耐压。另外，第一防回流二极管14a具有第一开关元件13a的耐压以上的耐压。另外，第二防回流二极管14b具有第二开关元件13b的耐压以上的耐压。另外，第一开关元件13a的耐压比第一电容器15a的耐压低。另外，第二开关元件13b的耐压比第二电容器15b的耐压低。
另外，第二实施方式中，第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b各自由宽禁带半导体形成。另外，第一开关元件13a和第二开关元件13b各自由宽禁带半导体以外的半导体(例如硅)形成。
控制电路16与第一开关元件13a和第二开关元件13b连接，且控制第一开关元件13a和第二开关元件13b的接通切断(开关动作)的时间比率。而且，控制电路16通过控制第一开关元件13a和第二开关元件13b的接通切断的时间比率，能够调整(控制)升压斩波电路200相对于负载装置101的电压值和电流值(流向电抗器2的电流值)。
(升压斩波电路的动作)
接着，参照图2对第二实施方式的升压斩波电路200的动作进行说明。升压斩波电路200的动作通过控制电路16的控制处理来执行。
首先，当接通第一开关元件13a且切断第二开关元件13b时，成为直流输出电路1、电抗器2和第二电容器15b的串联谐振电路，第二电容器15b的电压上升。此时，将第二电容器15b的电压施加给第二开关元件13b。另外，第二防回流二极管14b为导通状态，且不施加电压。而且，将不流入来自直流输出电路1的电流的第一电容器15a的电压施加给第一防回流二极管14a。
另外，当切断第一开关元件13a且接通第二开关元件13b时，直流输出电路1对第一电容器15a进行充电，第一电容器15a的电压施加给设为切断的第一开关元件13a。
另外，当将第一开关元件13a和第二开关元件13b都接通时，直流输出电路1经由电抗器2成为短路，电流不会从直流输出电路1流入第一电容器15a、第二电容器15b。第一电容器15a和第二电容器15b的电压分别施加给第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b。而且，从第一电容器15a和第二电容器15b向后段的负载装置101(其中，图2中将负载装置101作为半桥式单相逆变器进行图示，但不限于此)流过电流，由此，第一电容器15a和第二电容器15b的电压降低。
另外，当将第一开关元件13a和第二开关元件13b都切断时，通过来自直流输出电路1的电流，对第一电容器15a和第二电容器15b进行充电。而且，将第一电容器15a的电压施加给第一开关元件13a，并且将第二电容器15b的电压施加给第二开关元件13b。
而且，在稳定地运转的状态下，以一定的时间比率切换第一开关元件13a和第二开关元件13b的切断和接通，切断第一开关元件13a和第二开关元件13b时的第一电容器15a和第二电容器15b的电压的上升量、与接通第一开关元件13a和第二开关元件13b时的第一电容器15a和第二电容器15b的电压的降低量均衡，得到大致一定的直流电压。
而且，在停止装置(负载装置101)的情况下，将第一开关元件13a和第二开关元件13b都切断。另外，后段的负载装置101(逆变器的开关)也进行切断，电流不会流向负载装置101一侧。在该情况下，成为直流输出电路1、电抗器2和第一电容器15a和第二电容器15b的串联谐振电路，第一电容器15a和第二电容器15b的电压上升。第一开关元件13a和第二开关元件13b都未接通(切断的状态)，因此，第一电容器15a和第二电容器15b的电压比稳定运转时上升。此外，第一电容器15a和第二电容器15b的耐压比此时上升的电压高。
而且，谐振电流成为0时，第一电容器15a和第二电容器15b的放电被第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b和切断的第一开关元件13a和第二开关元件13b阻碍。第一开关元件13a和第二开关元件13b的电压在将电容器电路15充电的期间与第一电容器15a或第二电容器15b的电压相等，但谐振电流成为0时，与直流电压电路1的电压一半相等。第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b的电压在第一电容器15a和第二电容器15b进行充电的期间不具有电压(电位差大致为0)，但在谐振电流成为0时，成为施加第一电容器15a和第二电容器15b的电压减去第一开关元件13a和第二开关元件13b的电压(直流输出电路1的电压一半)的值的电压的状态。
此外，在上述那样进行动作的升压斩波电路200中，在从控制电路16输入异常的控制信号的情况或施加超过耐压的电压的情况下，第一开关元件13a和第二开关元件13b中的一方(例如，第一开关元件13a)可能有时短路故障。此时，对第一防回流二极管14a施加第一电容器15a的电压，但第一防回流二极管14a的耐压比第一电容器15a的电压高，因此，第一防回流二极管14a不会被破坏，可防止第一电容器15a的短路放电。另外，在该情况下，以如下方式控制，通过切断逆变器101a，将负载装置101从升压斩波电路200分开，且切断第二开关元件13b。由于第一开关元件13a短路故障，从直流输出电路1，经由电抗器2和短路的第一开关元件13a，向第二电容器15b流过直流谐振电流，第二电容器15b的电压上升。因此，第二电容器15b的电压在切断第一开关元件13a和第二开关元件13b双方时，比施加给第二电容器15b的电压高。此外，第二电容器15b的耐压比此时上升的第二电容器15b的电压高。另外，第一电容器15a的耐压在第二开关元件13b短路故障的情况下，比上升的第一电容器15a的电压高。
而且，谐振电流成为0时，第二电容器15b的放电被第二防回流二极管14b和切断的第二开关元件13b阻碍。第二开关元件13b的电压在将第二电容器15b充电的期间，与第二电容器15b的电压相等，但谐振电流成为0时，与直流电压电路1的电压相等。第二防回流二极管14b的电压在第二电容器15b进行充电的期间不具有电压(电位差大致为0)，但谐振电流成为0时，成为施加第二电容器15b的电压减去第二开关元件13b的电压(直流输出电路1的电压)的值的电压的状态。
第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式一样。
[第二实施方式的效果]
第二实施方式中，能够得到以下所述的效果。
第二实施方式中，如上述，以如下方式构成升压斩波电路200，即，开关元件电路13包含第一开关元件13a和与第一开关元件13a串联连接的第二开关元件13b，防回流二极管电路14包含与第一开关元件13a串联连接的第一防回流二极管14a和与第二开关元件13b串联连接的第二防回流二极管14b，电容器电路15在开关元件电路13的两端之间包含与第一防回流二极管14a串联连接的第一电容器15a和与第二防回流二极管14b串联连接的第二电容器15b，将第一开关元件13a和第二开关元件13b连接的第一连接部102与将第一电容器15a和第二电容器15b连接的第二连接部103连接，第一防回流二极管14a具有第一电容器15a的耐压以上的耐压，并且第二防回流二极管14b具有第二电容器15b的耐压以上的耐压。由此，在对第一防回流二极管14a施加与第一电容器15a的电压大致相同的电压的情况下，能够抑制第一防回流二极管14a被破坏。另外，在对第二防回流二极管14b施加与第二电容器15b的电压大致相同的电压的情况下，能够抑制第二防回流二极管14b被破坏。
另外，第二实施方式中，如上述，以第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b各自由宽禁带半导体构成的方式构成升压斩波电路200。由此，与第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b各自由宽禁带半导体以外的半导体形成的情况相比，能够较容易地抑制第一防回流二极管14a和第二防回流二极管14b各自被破坏。
另外，第二实施方式中，如上述，以如下方式构成升压斩波电路200，即，第一防回流二极管14a具有第一开关元件13a的耐压以上的耐压，并且第二防回流二极管14b具有第二开关元件13b的耐压以上的耐压。由此，在通过第一开关元件13a短路故障，将第一电容器15a的电压施加给第一防回流二极管14a的情况下，能够抑制第一防回流二极管14a被破坏。另外，在通过第二开关元件13b短路故障，将第二电容器15b的电压施加给第二防回流二极管14b的情况下，能够抑制第二防回流二极管14b被破坏。
此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式一样。
[第三实施方式]
接着，参照图3对第三实施方式的升压斩波电路300的结构进行说明。第三实施方式中，升压斩波电路300与第一实施方式一样，作为2级升压斩波电路而构成。另一方面，具备与防回流二极管电路24并联连接的开关元件。此外，对与上述第一实施方式相同的结构标注相同的符号并省略其说明。
(升压斩波电路的结构)
第三实施方式中，具备与防回流二极管电路24并联连接的并联开关元件电路7。另外，防回流二极管电路24和并联开关元件电路7具有电容器电路5的耐压以上的耐压。具体而言，并联开关元件电路7包含与防回流二极管电路24的防回流二极管24a并联连接的并联开关元件7a。另外，防回流二极管24a和并联开关元件7a具有电容器5a的耐压以上的耐压。
另外，升压斩波电路300中设有与开关元件电路23的开关元件23a反向并联连接的反向并联二极管8。此外，防回流二极管24a和并联开关元件7a构成单个模块。另外，开关元件23a和反向并联二极管8构成单个模块。
另外，防回流二极管24a的耐压或并联开关元件7a的耐压中较低的一方比开关元件23a的耐压或反向并联二极管8的耐压中较低的一方高。具体而言，并联开关元件7a的耐压比防回流二极管24a的耐压高。另外，反向并联二极管8的耐压比开关元件23a的耐压高。另外，防回流二极管24a的耐压比反向并联二极管8的耐压低，但比开关元件23a的耐压高。此外，并联开关元件7a和反向并联二极管8各自与开关动作无关。
第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式一样。
[第三实施方式的效果]
第三实施方式中，能够得到以下所述的效果。
第三实施方式中，如上述，以如下方式构成升压斩波电路300，即，还具备与防回流二极管电路24并联连接的并联开关元件电路7，防回流二极管电路24和并联开关元件电路7具有电容器电路5的耐压以上的耐压。由此，防回流二极管电路24和并联开关元件电路7的耐压在电容器电路5的耐压以上，因此，在开关元件电路23短路故障的情况下等，对防回流二极管电路24和并联开关元件电路7施加与电容器电路5的电压大致相同的电压时，也能够抑制防回流二极管电路24或并联开关元件电路7被破坏。
此外，第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式一样。
[第四实施方式]
接着，参照图4对第四实施方式的升压斩波电路400的结构进行说明。第四实施方式中，升压斩波电路400与第二实施方式一样，为3级升压斩波电路。另一方面，具备与防回流二极管电路34并联连接的开关元件。此外，对与上述第二实施方式相同的结构标注相同的符号并省略其说明。
(升压斩波电路的结构)
如图4所示，开关元件电路33包含第一开关元件33a和与第一开关元件33a串联连接的第二开关元件33b。防回流二极管电路34包含与第一开关元件33a串联连接的第一防回流二极管34a和与第二开关元件33b串联连接的第二防回流二极管34b。
另外，升压斩波电路400中设有与开关元件电路33反向并联连接的反向并联二极管18。具体而言，反向并联二极管18包含第一反向并联二极管18a，第一反向并联二极管18a与第一开关元件33a反向并联连接。另外，反向并联二极管18包含第二反向并联二极管18b，第二反向并联二极管18b与第二开关元件33b反向并联连接。此外，第一防回流二极管34a和后述的第一并联开关元件17a构成单个模块。另外，第一开关元件33a和第一反向并联二极管18a构成单个模块。另外，第二防回流二极管34b和后述的第二并联开关元件17b构成单个模块。另外，第二开关元件33b和第二反向并联二极管18b构成单个模块。
在此，第四实施方式中，并联开关元件电路17包含与第一防回流二极管34a并联连接的第一并联开关元件17a和与第二防回流二极管34b并联连接的第二并联开关元件17b。另外，第一防回流二极管34a和第一并联开关元件17a具有第一电容器15a的耐压以上的耐压。另外，第二防回流二极管34b和第二并联开关元件17b具有第二电容器15b的耐压以上的耐压。
另外，第一防回流二极管34a的耐压或第一并联开关元件17a的耐压中较低的一方比第一开关元件33a的耐压或第一反向并联二极管18a的耐压中较低的一方高。具体而言，第一并联开关元件17a的耐压比第一防回流二极管34a的耐压高。另外，第一反向并联二极管18a的耐压比第一开关元件33a的耐压高。另外，第一防回流二极管34a的耐压比第一反向并联二极管18a的耐压低，但比第一开关元件33a的耐压高。此外，第一并联开关元件17a和第一反向并联二极管18a各自与开关动作无关。
另外，第二防回流二极管34b的耐压或第二并联开关元件17b的耐压中较低的一方比第二开关元件33b的耐压或第二反向并联二极管18b的耐压中较低的一方高。具体而言，第二并联开关元件17b的耐压比第二防回流二极管34b的耐压高。另外，第二反向并联二极管18b的耐压比第二开关元件33b的耐压高。另外，第二防回流二极管34b的耐压比第二反向并联二极管18b的耐压低，但比第二开关元件33b的耐压高。此外，第二并联开关元件17b和第二反向并联二极管18b各自与开关动作无关。
此外，第四实施方式的其它结构与上述第二实施方式一样。
[第四实施方式的效果]
第四实施方式中，能够得到以下所述的效果。
第四实施方式中，如上述，以如下方式构成升压斩波电路400，即，开关元件电路33包含第一开关元件33a和与第一开关元件33a串联连接的第二开关元件33b，防回流二极管电路34包含与第一开关元件33a串联连接的第一防回流二极管34a和与第二开关元件33b串联连接的第二防回流二极管34b，电容器电路15在开关元件电路33的两端之间包含与第一防回流二极管34a串联连接的第一电容器15a和与第二防回流二极管34b串联连接的第二电容器15b，将第一开关元件33a和第二开关元件33b连接的第一连接部102与将第一电容器15a和第二电容器15b连接的第二连接部103连接，并联开关元件电路17包含与第一防回流二极管34a并联连接的第一并联开关元件17a和与第二防回流二极管34b并联连接的第二并联开关元件17b，第一防回流二极管34a和第一并联开关元件17a具有第一电容器15a的耐压以上的耐压，第二防回流二极管34b和第二并联开关元件17b具有第二电容器15b的耐压以上的耐压。
由此，第一防回流二极管34a和第一并联开关元件17a的耐压在第一电容器15a的耐压以上，因此，在第一开关元件33a短路故障的情况下等，对第一防回流二极管34a和第一并联开关元件17a施加与第一电容器15a的电压大致相同的电压时，也能够抑制第一防回流二极管34a或第一并联开关元件17a被破坏。另外，第二防回流二极管34b和第二并联开关元件17b的耐压在第二电容器15b的耐压以上，因此，在第二开关元件33b短路故障的情况下等，对第二防回流二极管34b和第二并联开关元件17b施加与第二电容器15b的电压大致相同的电压的情况下，能够抑制第二防回流二极管34b或第二并联开关元件17b被破坏。
此外，第四实施方式的其它效果与上述第二实施方式一样。
[变形例]
此外，应考虑为此次公开的实施方式是以所有的点的示例，不限于此。本发明的范围不由上述的实施方式的说明表示，而由专利请求的范围表示，还包含在与专利请求的范围等同的内容和范围内的所有的变更(变形例)。
例如，上述第一～第四实施方式中，表示了开关元件电路3(13，23，33)的开关元件由宽禁带半导体以外的半导体形成的结构的例子，但本发明不限于此。例如，开关元件电路3(13，23，33)的开关元件也可以由宽禁带半导体形成。
另外，上述第一～第四实施方式中，表示了开关元件电路3(13，23，33)的耐压比电容器电路5(15)的耐压低的结构的例子，但本发明不限于此。例如，开关元件电路3(13，23，33)的耐压也可以比电容器电路5(15)的耐压和防回流二极管电路4(14，24，34)的耐压中的至少任一方高。
另外，上述第三实施方式中，表示了防回流二极管24a的耐压比反向并联二极管8的耐压低的结构的例子，但本发明不限于此。例如，防回流二极管24a的耐压也可以比反向并联二极管8的耐压高。
另外，上述第四实施方式中，表示了第一防回流二极管34a的耐压比第一反向并联二极管18a的耐压低，并且第二防回流二极管34b的耐压比第二反向并联二极管18b的耐压低的结构的例子，但本发明不限于此。例如，第一防回流二极管34a的耐压也可以比第一反向并联二极管18a的耐压高，并且第二防回流二极管34b的耐压比第二反向并联二极管18b的耐压高。
另外，上述第三实施方式中，表示了并联开关元件7a的耐压比防回流二极管24a的耐压高，并且反向并联二极管8的耐压比开关元件23a的耐压高的结构的例子，但本发明不限于此。例如，防回流二极管24a的耐压也可以比并联开关元件7a的耐压高，并且开关元件23a的耐压比反向并联二极管8的耐压高。在该情况下，并联开关元件7a的耐压比开关元件23a的耐压和反向并联二极管8的耐压中的至少任一方高。
另外，上述第四实施方式中，表示了第一并联开关元件17a的耐压比第一防回流二极管34a的耐压高，并且第一反向并联二极管18a的耐压比第一开关元件33a的耐压高的结构的例子，但本发明不限于此。例如，第一防回流二极管34a的耐压也可以比第一并联开关元件17a的耐压高，并且第一开关元件33a的耐压比第一反向并联二极管18a的耐压高。在该情况下，第一并联开关元件17a的耐压比第一开关元件33a的耐压和第一反向并联二极管18a的耐压中的至少任一方高。另外，表示了第二并联开关元件17b的耐压比第二防回流二极管34b的耐压高，并且第二反向并联二极管18b的耐压比第二开关元件33b的耐压高的结构的例子，但本发明不限于此。例如，第二防回流二极管34b的耐压也可以比第二并联开关元件17b的耐压高，并且第二开关元件33b的耐压比第二反向并联二极管18b的耐压高。在该情况下，第二并联开关元件17b的耐压比第二开关元件33b的耐压或第二反向并联二极管18b的耐压中的至少任一方高。
另外，上述第三(第四)实施方式中，表示了反向并联二极管8(18a，18b)与开关元件23a(33a，33b)反向并联连接的结构的例子，但本发明不限于此。例如，也可以是二极管以外的开关元件与开关元件23a(33a，33b)并联连接的结构。
另外，上述第一～第四实施方式中，表示了直流输出电路1和电抗器2之间总是导通的结构的例子，但本发明不限于此。例如，也可以在直流输出电路1和电抗器2之间设置电流断路机构的方式构成。

Claims (6)

1.一种升压斩波电路，其特征在于，包括：
电抗器；
经由所述电抗器与直流输出电路的两端连接的开关元件电路；
与所述开关元件电路串联连接的防回流二极管电路；和
在所述开关元件电路的两端之间与所述防回流二极管电路串联连接的电容器电路，
所述防回流二极管电路具有所述电容器电路的耐压以上的耐压。
2.根据权利要求1所述的升压斩波电路，其特征在于：
所述防回流二极管电路包括由宽禁带半导体构成的防回流二极管。
3.根据权利要求1所述的升压斩波电路，其特征在于：
所述开关元件电路包括第一开关元件和与所述第一开关元件串联连接的第二开关元件，
所述防回流二极管电路包括与所述第一开关元件串联连接的第一防回流二极管和与所述第二开关元件串联连接的第二防回流二极管，
所述电容器电路在所述开关元件电路的两端之间包括与所述第一防回流二极管串联连接的第一电容器和与所述第二防回流二极管串联连接的第二电容器，
将所述第一开关元件和所述第二开关元件连接的第一连接部与将所述第一电容器和所述第二电容器连接的第二连接部连接，
所述第一防回流二极管具有所述第一电容器的耐压以上的耐压，并且所述第二防回流二极管具有所述第二电容器的耐压以上的耐压。
4.根据权利要求3所述的升压斩波电路，其特征在于：
所述第一防回流二极管和所述第二防回流二极管各自由宽禁带半导体构成。
5.根据权利要求1所述的升压斩波电路，其特征在于：
还包括与所述防回流二极管电路并联连接的并联开关元件电路，
所述防回流二极管电路和所述并联开关元件电路具有所述电容器电路的耐压以上的耐压。
6.根据权利要求5所述的升压斩波电路，其特征在于：
所述开关元件电路包括第一开关元件和与所述第一开关元件串联连接的第二开关元件，
所述防回流二极管电路包括与所述第一开关元件串联连接的第一防回流二极管和与所述第二开关元件串联连接的第二防回流二极管，
所述电容器电路在所述开关元件电路的两端之间包括与所述第一防回流二极管串联连接的第一电容器和与所述第二防回流二极管串联连接的第二电容器，
将所述第一开关元件和所述第二开关元件连接的第一连接部与将所述第一电容器和所述第二电容器连接的第二连接部连接，
所述并联开关元件电路包括与所述第一防回流二极管并联连接的第一并联开关元件和与所述第二防回流二极管并联连接的第二并联开关元件，
所述第一防回流二极管和所述第一并联开关元件具有所述第一电容器的耐压以上的耐压，
所述第二防回流二极管和所述第二并联开关元件具有所述第二电容器的耐压以上的耐压。
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