DE102015201774A1 - Stromumwandlungsvorrichtung - Google Patents

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c/o Omron Corp. Ando Koji
c/o Omron Corp. Mabuchi Masao
c/o Omron Corp. Mizokami Takao
c/oTokyo Institute of Technology Fujta Hideaki
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Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Omron Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

[Aufgabe]: Bei einer Stromumwandlungsvorrichtung, die eine Gleichstromspannung erhöht und in eine Wechselstromspannung umwandelt, soll der Schaltverlust noch weiter verringert werden. [Mittel zur Lösung]: Ein Schaltersteuerabschnitt nimmt in der halben Periode an der Seite mit einem hohen Potential einer Zielwechselstromspannung, die zwischen einem ersten Ausgangspunkt und einem zweiten Ausganspunkt angelegt werden soll, während eines ersten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem ein erster Inverter-Schalter eingeschaltet, ein zweiter Inverter-Schalter ausgeschaltet, ein dritter Inverter-Schalter ausgeschaltet, und ein vierter Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung eines ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der Zielwechselstromspannung vor.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromumwandlungsvorrichtung.
  • [Allgemeiner Stand der Technik]
  • In dem Patentliteraturbeispiel 1 ist beschrieben, dass bei einer Stromumwandlungsvorrichtung, die einen Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsabschnitt und einen Inverterabschnitt umfasst, der Spannungserhöhungsbetrieb durch den Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsabschnitt angehalten wird, wenn der Zielwert einer zweiten Gleichstromspannung an der Ausgangsseite des Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsabschnitts gleich oder kleiner als der Spannungswert einer ersten Gleichstromspannung an der Eingangsseite des Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsabschnitts ist.
    Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift 2012-151923
  • [Kurzdarstellung der Erfindung]
  • [Aufgabe, die die Erfindung lösen soll]
  • Bei einer Stromumwandlungsvorrichtung, die eine Gleichstromspannung erhöht und in eine Wechselstromspannung umwandelt, soll der Schaltverlust noch weiter verringert werden.
  • [Mittel zur Lösung der Aufgabe]
  • Eine Stromumwandlungsvorrichtung nach einer Form der vorliegenden Erfindung umfasst eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter aufweist, der parallel an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist, und durch eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen ist, mehrere Inverter-Schalter aufweist, und die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung durch Ein- und Ausschalten der mehreren Inverter-Schalter in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der dann, wenn die Zielwechselstromspannung, die von dem Inverter ausgegeben werden soll, größer als die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle ist, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters vornimmt, und während der PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters einen Zustand, in dem irgendein Inverter-Schalter der mehreren Inverter-Schalter eingeschaltet und irgendein anderer der mehreren Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, beibehält.
  • Eine Stromumwandlungsvorrichtung nach einer Form der vorliegenden Erfindung umfasst eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter aufweist, der parallel an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist, und eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der einen ersten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, einen ersten Zweig, der zwischen dem ersten Inverter-Schalter und dem zweiten Inverter-Schalter einen ersten Ausgangspunkt enthält, einen dritten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen vierten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen zweiten Zweig, der zwischen dem dritten Inverter-Schalter und dem vierten Inverter-Schalter einen zweiten Ausgangspunkt enthält, aufweist und die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential einer Zielwechselstromspannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt und dem zweiten Ausgangpunkt angelegt werden soll, während eines ersten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter eingeschaltet, der zweite Inverter-Schalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter ausgeschaltet und der vierte Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der Zielwechselstromspannung vornimmt.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential der Zielwechselstromspannung während eines zweiten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in der der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs auf Basis der Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung während eines dritten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter ausgeschaltet, der zweite Inverter-Schalter eingeschaltet, der dritte Inverter-Schalter eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung während eines vierten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs auf Basis der Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Die obige Stromumwandlungsvorrichtung kann ferner mit einer ersten Filterschaltung, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und der Gleichstromquelle ausgebildet ist und eine erste Zeitkonstante aufweist, und einer zweiten Filterschaltung, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und dem Inverter ausgebildet ist und eine zweite Zeitkonstante, die kleiner als die erste Zeitkonstante ist, aufweist, versehen sein, die Spannungserhöhungsschaltung kann ferner eine Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters eingegeben wird, und einen Umgehungsschalter, der die Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, aufweisen, und der Schaltersteuerabschnitt kann während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters den Umgehungsschalter einschalten, wenn ein Strom von Seiten des Inverters zu der Spannungserhöhungsschaltung fließt.
  • Eine Stromumwandlungsvorrichtung nach einer Form der vorliegenden Erfindung umfasst eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Spannungserhöhungsschalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an eine Gleichstromquelle und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen Anschlusspunkt, der zwischen dem ersten Spannungserhöhungsschalter und dem zweiten Spannungserhöhungsschalter an die an einen Erdungspunkt angeschlossene zweite Phase eines Dreiphasenwechselstroms angeschlossen ist, aufweist und eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der einen ersten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, einen ersten Zweig, der zwischen dem ersten Inverter-Schalter und dem zweiten Inverter-Schalter einen ersten Ausgangspunkt enthält, der an die erste Phase des Dreiphasenstroms angeschlossen wird, einen dritten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen vierten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen zweiten Zweig, der zwischen dem dritten Inverter-Schalter und dem vierten Inverter-Schalter einen zweiten Ausgangspunkt enthält, der an die dritte Phase des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen wird, aufweist und die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential einer ersten Zielwechselstromspannung, die zwischen dem zweiten Ausgangspunkt und dem Erdungspunkt angelegt werden soll, während eines ersten Zeitraums, in dem die Größe einer ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe einer zweiten Zielwechselstromspannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt und dem Erdungspunkt angelegt werden soll, ist, in einem Zustand, in dem der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung während eines zweiten Zeitraums, in dem die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, in dem der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter eingeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornehmen, und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt während der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der ersten Zielwechselstromspannung während eines vierten Zeitraums, in dem die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter ausgeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornehmen, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt während der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung während eines fünften Zeitraums, in dem die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter ausgeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornehmen und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Bei der obigen Stromumwandlungsvorrichtung kann der Schaltersteuerabschnitt während eines dritten Zeitraums zwischen dem zweiten Zeitraum und dem vierten Zeitraum und während eines sechsten Zeitraums zwischen dem fünften Zeitraum und dem nächsten ersten Zeitraum in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter und der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurden, eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornehmen, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornehmen.
  • Die obige Stromumwandlungsschaltung kann ferner mit einer ersten Filterschaltung an der Seite mit einem hohen Potential, die eine erste Zeitkonstante aufweist, und einer dritten Filterschaltung an der Seite mit einem niedrigen Potential, die eine dritte Zeitkonstante aufweist, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und der Gleichstromquelle ausgebildet sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und mit einer zweiten Filterschaltung an der Seite mit einem hohen Potential, die eine zweite Zeitkonstante aufweist, welche kleiner als die erste Zeitkonstante ist, und einer vierten Filterschaltung an der Seite mit einem niedrigen Potential, die eine vierte Zeitkonstante aufweist, welche kleiner als die dritte Zeitkonstante ist, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und dem Inverter ausgebildet sind und untereinander seriell angeschlossen sind, versehen sein, die Spannungserhöhungsschaltung kann ferner eine erste Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters eingegeben wird, einen ersten Umgehungsschalter, der die erste Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, eine zweite Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters in das eine Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung eingegeben wird, und einen zweiten Umgehungsschalter, der die zweite Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, aufweisen, und der Schaltersteuerabschnitt kann während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters den ersten Umgehungsschalter einschalten, wenn ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung zu dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters fließt, und den zweiten Umgehungsschalter einschalten, wenn ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters zu dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung fließt.
  • Die obige Kurzdarstellung der Erfindung zählt nicht alle Kennzeichnungen der vorliegenden Erfindung auf. Außerdem stellen auch Unterkombinationen dieser Kennzeichnungsgruppen wiederum Erfindungen dar.
  • [Einfache Erklärung der Zeichnungen]
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Kreisaufbau einer Stromumwandlungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 2 ist eine Ansicht zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters, die durch eine Schaltersteuerung gesteuert werden.
  • 3 ist eine Ansicht zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters, die durch eine Schaltersteuerung gesteuert werden.
  • 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Kreisaufbau einer Stromumwandlungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 5 ist eine Ansicht zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters, die durch eine Schaltersteuerung gesteuert werden.
  • 6 ist eine Ansicht zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters, die durch eine Schaltersteuerung gesteuert werden.
  • [Formen zur Ausführung der Erfindung]
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch Ausführungsformen der Erfindung erklärt, doch stellen die folgenden Ausführungsformen keine Beschränkung der Erfindung gemäß den Patentansprüchen dar. Außerdem sind nicht notwendigerweise alle Kombinationen von Kennzeichnungen, die bei den Ausführungsformen erklärt werden, für das Mittel zur Lösung der Erfindung unerlässlich.
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Kreisaufbau einer Stromumwandlungsvorrichtung 100 nach einer ersten Ausführungsform zeigt. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 wandelt eine Gleichstromspannung von einer Gleichstromquelle 200 in eine Wechselstromspannung um und schließt sie an eine Einphasen-Wechselstromquelle 300 an. Die Gleichstromquelle 200 kann eine dezentrale Gleichstromquelle, die eine Gleichstromspannung ausgibt, wie eine Solarzellenanordnung, ein Gasmotor, eine Gasturbine, eine Mikrogasturbine, eine Brennstoffzelle, ein Windstromerzeuger, ein Elektrofahrzeug oder ein Stromspeichersystem sein. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 kann als Gleichstromquelle 200 an eine Stromspeichervorrichtung angeschlossen sein und nach einer Umwandlung einer Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung Leistung in der Stromspeichervorrichtung speichern.
  • Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 umfasst eine Spannungserhöhungsschaltung 10, einen Inverter 20, eine erste Filterschaltung C1, eine zweite Filterschaltung C2, eine Spule L2 und eine Spule L3.
  • Die erste Filterschaltung C1 ist zwischen der Gleichstromquelle 200 und der Spannungserhöhungsschaltung 10 ausgebildet. Die erste Filterschaltung C1 ist parallel an die Gleichstromquelle 200 angeschlossen und glättet die von der Gleichstromquelle 200 ausgegebene Gleichstromspannung. Die zweite Filterschaltung C2 ist zwischen der Spannungserhöhungsschaltung 10 und dem Inverter 20 ausgebildet. Die zweite Filterschaltung C2 glättet die von der Spannungserhöhungsschaltung 10 ausgegebene Gleichstromspannung. Die erste Filterschaltung C1 und die zweite Filterschaltung C2 können jeweils durch einen Kondensator gebildet sein. Die erste Filterschaltung C1 weist eine erste Zeitkonstante auf. Die zweite Filterschaltung C2 weist eine zweite Zeitkonstante auf, die kleiner als die erste Zeitkonstante ist. Die erste Filterschaltung C1 weist eine erste Kapazität auf. Die zweite Filterschaltung C2 weist eine zweite Kapazität auf, die kleiner als die erste Kapazität ist.
  • Die Spule L2 und die Spule L3 sind zwischen dem Inverter 20 und der Wechselstromquelle 300 ausgebildet. Ein Ende der Spule L2 ist an den Mittelpunkt zwischen einem ersten Inverter-Schalter Su1 und einem zweiten Inverter-Schalter Su2 des Inverters 20 angeschlossen, und das andere Ende der Spule L2 ist elektrisch an die Wechselstromquelle angeschlossen. Ein Ende der Spule L3 ist an den Mittelpunkt zwischen einem dritten Inverter-Schalter Sw1 und einem vierten Inverter-Schalter Sw2 des Inverters 20 angeschlossen, und das andere Ende der Spule L3 ist elektrisch an die Wechselstromquelle 300 angeschlossen.
  • Die Spannungserhöhungsschaltung 10 weist eine Spule L1, einen ersten Spannungserhöhungsschalter Sb1, eine erste Rückflussverhinderungsschaltung D1 und einen ersten Umgehungsschalter Sa1 auf. Die Spannungserhöhungsschaltung 10 nimmt eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle 200 ausgegebenen Gleichstromspannung vor. Die Spannungserhöhungsschaltung 10 kann eine Spannungserhöhungsschaltung vom nicht isolierten Typ oder eine Spannungserhöhungsschaltung vom isolierten Typ sein.
  • Ein Ende der Spule L1 ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential der ersten Filterschaltung C1 angeschlossen, und das andere Ende der Spule L1 ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 angeschlossen. Der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ist parallel an die Gleichstromquelle 200 angeschlossen. Ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der ersten Filterschaltung C1 und an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Filterschaltung C2 angeschlossen.
  • Ein Ende der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1 ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 angeschlossen, und das andere Ende der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1 ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung angeschlossen. Die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1 verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung C2 in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 eingegeben wird. Die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1 kann durch eine Diode gebildet sein. Der erste Umgehungsschalter Sa1 ist parallel an die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1 angeschlossen und umgeht die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1.
  • Der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 kann ein Schaltelement wie zum Beispiel ein MOS-Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) sein. An das Schaltelement kann auch eine Diode antiparallel angeschlossen sein.
  • Der Inverter 20 wandelt die von der Spannungserhöhungsschaltung 10 ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung um. Der Inverter 20 weist einen ersten Zweig 22 und einen zweiten Zweig 24 auf. Der erste Zweig 22 umfasst den ersten Inverter-Schalter Su1 an der Seite mit einem hohen Potential VH und den zweiten Inverter-Schalter Su2 an der Seite mit einem niedrigen Potential VL, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen ersten Ausgangspunkt 26 zwischen dem ersten Inverter-Schalter Su1 und dem zweiten Inverter-Schalter Su2.
  • Der zweite Zweig 24 umfasst den dritten Inverter-Schalter Sw1 an der Seite mit einem hohen Potential VH und den vierten Inverter-Schalter Sw2 an der Seite mit einem niedrigen Potential VL, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen zweiten Ausgangspunkt 28 zwischen dem dritten Inverter-Schalter Sw1 und dem vierten Inverter-Schalter Sw2.
  • Der erste Inverter-Schalter Su1, der zweite Inverter-Schalter Su2, der dritte Inverter-Schalter Sw1 und der vierte Inverter-Schalter Sw2 können ein Schaltelement wie zum Beispiel einen MOS-Feldeffekttransistor oder einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), und eine Diode umfassen, wobei die Diode in Bezug auf das Schaltelement antiparallel angeschlossen sein kann.
  • Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen Schaltersteuerabschnitt 30, einen Spannungssensor 40, einen Spannungssensor 42 und einen Spannungssensor 44. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 kann auch mit einem Stromsensor 50 versehen sein.
  • Der Spannungssensor 40 detektiert die Spannung Vin, die von der Gleichstromquelle 200 in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegeben wird. Der Spannungssensor 42 detektiert die Spannung Vout1, die von der Spannungserhöhungsschaltung 10 ausgegeben wird. Der Spannungssensor 44 detektiert die Spannung Vout2, die von dem Inverter 20 ausgegeben wird. Der Schaltersteuerabschnitt 30 steuert auf Basis der durch den Spannungssensor 40, den Spannungssensor 42, und den Spannungssensor 44 detektierten Spannungen die Spannungserhöhungsschaltung 10 und den Inverter 20, und sorgt dafür, dass von der Stromumwandlungsvorrichtung 100 eine Wechselstromspannung ausgegeben wird, die mit der von der Wechselstromquelle 300 ausgegebenen Wechselstromspannung synchronisiert ist.
  • Durch die Stromumwandlungsvorrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform können Schaltverluste unterdrückt werden, indem die Schalttätigkeiten der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20 verringert werden.
  • 2 und 3 sind Ansichten zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20, die durch den Schaltersteuerabschnitt 30 gesteuert werden.
  • Die Zielwechselstromspannung Vt1 ist die Spannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt 26 und dem zweiten Ausgangspunkt 28 angelegt werden soll. Die Zielwechselstromspannung Vt1 wird auf Basis der von der Wechselstromquelle 300 ausgegebenen Wechselstromspannung festgelegt. Die Wellenform v1 zeigt den Zustand der Veränderung des Potentials, das an dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential VH des Inverters 20 auftritt, wenn die Spannungserhöhungsschaltung 10 und der Inverter 20 bei den in 3 gezeigten Umschaltbedingungen betrieben wurden. Die Wellenform v2 zeigt den Zustand der Veränderung des Potentials, das an dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential VL des Inverters 20 auftritt, wenn die Spannungserhöhungsschaltung 10 und der Inverter 20 bei den in 3 gezeigten Umschaltbedingungen betrieben wurden. Wenn die Stromumwandlungsvorrichtung 100 an eine Einphasen-Dreileiter-Last, die einen ersten Stromleiter, einen zweiten Stromleiter und einen Neutralleiter aufweist, angeschlossen ist, entspricht die Zielwechselstromspannung Vt1 der Leiterspannung, die zwischen dem ersten Leiter und dem Neutralleiter angelegt werden soll. Die Spannung Vt2 entspricht der Leiterspannung, die zwischen dem zweiten Leiter und dem Neutralleiter angelegt werden soll.
  • Der erste Zeitraum Ta1 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem hohen Potential der Zielwechselstromspannung Vt1 die Größe der Zielwechselstromspannung Vt1 größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegebenen Spannung Vin ist. Der zweite Zeitraum Ta2 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem hohen Potential die Größe der Zielwechselstromspannung Vt1 der Zielwechselstromspannung Vt1 kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegebenen Spannung Vin ist. Der dritte Zeitraum Ta3 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung Vt1 die Größe der Zielwechselstromspannung Vt1 größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegebenen Spannung Vin ist. Der vierte Zeitraum Ta4 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung Vt1 die Größe der Zielwechselstromspannung Vt1 kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegebenen Spannung Vin ist.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des ersten Zeitraums Ta1 in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter Su1 eingeschaltet, der zweite Inverter-Schalter Su2 ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 ausgeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 auf Basis der Zielwechselstromspannung Vt1 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des zweiten Zeitraums Ta2 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 und des zweiten Zweigs 24 auf Basis der Zielwechselstromspannung Vt1 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des dritten Zeitraums Ta3 in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter Su1 ausgeschaltet, der zweite Inverter-Schalter Su2 eingeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 auf Basis der Zielwechselstromspannung Vt1 vor. Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des vierten Zeitraums Ta4 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 und des zweiten Zweigs 24 auf Basis der Zielwechselstromspannung Vt1 vor.
  • Da der Schaltersteuerabschnitt 30 wie oben beschrieben in dem zweiten Zeitraum Ta2 und in dem vierten Zeitraum Ta4, bei denen es sich um Zeiträume handelt, in denen die Größe der Zielwechselstromspannung Vt1 kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegebenen Spannung Vin ist, durch eine PWM-Steuerung des ersten Inverter-Schalters Su1, des zweiten Inverter-Schalters Su2, des dritten Inverter-Schalters Sw1 und des vierten Inverter-Schalters Sw2 des Inverters 20, während der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 in einem ausgeschalteten Zustand behalten wird, einen Wechselstromausgang erbringt, kann in dem zweiten Zeitraum Ta2 und in dem vierten Zeitraum Ta4 der Schaltverlust des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 verringert werden.
  • Außerdem erzeugt der Schaltersteuerabschnitt 30 die Zielwechselspannung Vt1 in dem ersten Zeitraum Ta1 und in dem dritten Zeitraum Ta3 durch eine PWM-Steuerung durch Ein- und Ausschalten des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 ohne Vornahme einer PWM-Steuerung, bei der der erste Zweig 22 und der zweite Zweig 24 wiederholt ein- und ausgeschaltet werden. In dem ersten Zeitraum Ta1 behält der Schaltersteuerabschnitt 30 den Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter Su1 eingeschaltet, der zweite Inverter-Schalter Su2 ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 ausgeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 eingeschaltet wurde, bei. Und in dem dritten Zeitraum Ta3 behält der Schaltersteuerabschnitt 30 den Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter Su1 ausgeschaltet, der zweite Inverter-Schalter Su2 eingeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 ausgeschaltet wurde, bei. Dadurch kann in dem ersten Zeitraum Ta1 und in dem dritten Zeitraum Ta3 ein Schaltverlust durch die Vornahme einer PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 und des zweiten Zweigs 24 verringert werden.
  • Wenn die Zeitkonstante der zweiten Filterschaltung C2 groß ist, werden der Anstieg und der Abfall der Spannungswellenform, die durch die PWM-Steuerung durch die Spannungserhöhungsschaltung 10 erzeugt wird, sanft geworden in den Inverter 20 eingegeben. In dem ersten Zeitraum Ta1 und in dem dritten Zeitraum Ta3 besteht die Möglichkeit, dass die Spannung, die von dem nicht PWM-gesteuerten Inverter 20 ausgegeben wird, eine Spannung wird, die sich von der Zielwechselstromspannung Vt1 unterscheidet.
  • Es kann sein, dass die Phasen des Stroms und der Spannung, die von der Stromumwandlungsvorrichtung 100 ausgegeben werden, verschoben sind. Zum Beispiel kann es sein, dass die Stromumwandlungsvorrichtung 100 zum Beispiel bei einem photovoltaischen Stromerzeuger die Phase des Stroms und die Phase der Spannung absichtlich verschoben ausgibt, um die Feststellung eines sogenannten Einzelbetriebs vorzunehmen. In diesem Fall besteht durch die Verschiebung der Phasen des Stroms und der Spannung die Möglichkeit, dass während der Spannungserhöhung der Gleichstromspannung und der Umwandlung der Gleichstromspannung, deren Spannung erhöht wurde, in eine Wechselstromspannung und ihrer Ausgabe durch die Stromumwandlungsvorrichtung 10 Strom von der Wechselstromquelle 300 über den Inverter 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 fließt. Normalerweise kann der durch die Verschiebung der Phasen des Stroms und der Spannung verursachte Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 durch die zweite Filterschaltung C2 absorbiert werden, da die Zeitkonstante der zweiten Filterschaltung C2 zu einem gewissen Grad groß festgelegt ist. Doch nach der ersten Ausführungsform wird die Zielwechselspannung Vt1 in dem ersten Zeitraum Ta1 und in dem dritten Zeitraum Ta3 durch eine PWM-Steuerung der Spannungserhöhungsschaltung 10, ohne dass eine PWM-Steuerung des Inverters 20 vorgenommen wird, erzeugt. Um zu verhindern, dass der Anstieg und der Abfall der Spannungswellenform, die durch die PWM-Steuerung durch die Spannungserhöhungsschaltung 10 erzeugt wird, sanft werden und die von dem Inverter 20 ausgegebene Wechselstromspannung eine Spannung wird, die sich von der Zielwechselstromspannung Vt1 unterscheidet, ist es daher erwünscht, dass die Zeitkonstante der zweiten Filterschaltung C2 klein ist.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird ein erster Umgehungsschalter Sa1, der die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1 umgeht, parallel zu der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1 ausgebildet. Der Schaltersteuerabschnitt 30 schaltet den Umgehungsschalter Sa1 ein, wenn während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle 200 in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20 ein Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 fließt. Außerdem kann dann, wenn der Umgehungsschalter Sa1 eingeschaltet wird, der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 auch ausgeschaltet werden.
  • Dadurch kann der Rest des infolge der Verschiebung der Phasen des Stroms und der Spannung verursachten Stroms von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, der nicht durch die zweite Filterschaltung C2 absorbiert werden kann, über den Umgehungsschalter Sa1 und die Spule L1 durch die erste Filterschaltung C1 absorbiert werden. Daher kann auch dann ein nachteiliger Einfluss durch Strom, der von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 fließt, verhindert werden, wenn als zweite Filterschaltung C2 zum Beispiel ein Kondensator mit einer geringen Kapazität und einer kleinen Zeitkonstanten verwendet wird. Außerdem kann verhindert werden, dass die Wechselstromspannung, die infolge der Eingabe einer durch die PWM-Steuerung durch die Spannungserhöhungsschaltung 10 erzeugten Spannungswellenform, deren Anstieg und Abfall durch die zweite Filterschaltung C2 sanft geworden sind, in den Inverter 20 von dem Inverter 20 ausgegeben wird, eine Spannung wird, die sich von der Zielwechselstromspannung Vt1 unterscheidet.
  • Wenn zwischen dem Strom und der Spannung eine Phasenverschiebung aufgetreten ist, fließt Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, wenn die von dem Inverter 20 ausgegebene Spannung positiv und der Strom negativ ist. Der Schaltersteuerabschnitt 30 kann den Umgehungsschalter Sa1 auch einschalten, während die von dem Inverter 20 ausgegebene Spannung positiv und der Strom negativ ist. Wenn der Umgehungsschalter Sa1 eingeschaltet wird, kann der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 auch ausgeschaltet werden.
  • 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Kreisaufbau einer Stromumwandlungsvorrichtung 100 nach einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 umfasst eine Spannungserhöhungsschaltung 10, einen Inverter 20, eine erste Filterschaltung C1a, eine zweite Filterschaltung C2a, eine dritte Filterschaltung C1b, eine vierte Filterschaltung C2b, eine Spule L2, und eine Spule L3. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 wandelt die Gleichstromspannung von einer Gleichstromquelle 200 in eine Wechselstromspannung um und schließt sie an ein Dreiphasenwechselstromnetz 310 an.
  • Die erste Filterschaltung C1a an der Seite mit einem hohen Potential und die dritte Filterschaltung C1b an der Seite mit einem niedrigen Potential sind zwischen der Spannungserhöhungsschaltung 10 und der Gleichstromquelle 200 ausgebildet und untereinander seriell angeschlossen. Die zweite Filterschaltung C2a an der Seite mit einem hohen Potential und die vierte Filterschaltung C2b an der Seite mit einem niedrigen Potential sind zwischen der Spannungserhöhungsschaltung 10 und dem Inverter 20 ausgebildet und untereinander seriell angeschlossen.
  • Die erste Filterschaltung C1a weist eine erste Zeitkonstante auf. Die zweite Filterschaltung C2a weist eine zweite Zeitkonstante auf, die kleiner als die erste Zeitkonstante ist. Die dritte Filterschaltung C1b weist eine dritte Zeitkonstante auf. Die vierte Filterschaltung C2b weist eine vierte Zeitkonstante auf, die kleiner als die dritte Zeitkonstante ist. Die Zeitkonstanten der ersten Filterschaltung C1a und der dritten Filterschaltung C1b können gleich sein. Die Zeitkonstanten der zweiten Filterschaltung C2a und der vierten Filterschaltung C2b können gleich sein. Die erste Filterschaltung C1a, die dritte Filterschaltung C1b, die zweite Filterschaltung C2a und die vierte Filterschaltung C2b können jeweils durch einen Kondensator gebildet werden. Die erste Filterschaltung C1a weist eine erste Kapazität auf. Die zweite Filterschaltung C2a weist eine zweite Kapazität auf, die kleiner als die erste Kapazität ist. Die dritte Filterschaltung C1b weist eine dritte Kapazität auf. Die vierte Filterschaltung C2b weist eine vierte Kapazität auf, die kleiner als die dritte Kapazität ist. Die erste Kapazität und die dritte Kapazität können gleich sein. Die zweite Kapazität und die vierte Kapazität können gleich sein.
  • Der Anschlusspunkt zwischen der ersten Filterschaltung C1a und der dritten Filterschaltung C1b und der Anschlusspunkt zwischen der zweiten Filterschaltung C2a und der vierten Filterschaltung V2b sind im Fall eines Dreiphasenwechselstroms mit geerdeter V-Phase an die zweite Phase (V-Phase) angeschlossen.
  • Die Spule L2 und die Spule L3 sind zwischen dem Inverter 20 und der Wechselstromquelle 310 ausgebildet. Im Fall einer Dreiphasenwechselstromanschlussleitung mit geerdeter V-Phase ist ein Ende der Spule L2 an den Mittelpunkt zwischen dem ersten Inverter-Schalter Su1 und dem zweiten Inverter-Schalter Su2 des Inverters 20 angeschlossen, und ist das andere Ende der Spule L2 an die erste Phase (U-Phase) des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen. Ein Ende der Spule L3 ist an den Mittelpunkt zwischen dem dritten Inverter-Schalter Sw1 und dem vierten Inverter-Schalter Sw2 angeschlossen, und das andere Ende der Spule L3 ist an die dritte Phase (W-Phase) des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen.
  • Die Spannungserhöhungsschaltung 10 umfasst Spulen L1a, L2b, einen ersten Spannungserhöhungsschalter Sb1, einen zweiten Spannungserhöhungsschalter Sb2, eine erste Rückflussverhinderungsschaltung D1a, einen ersten Umgehungsschalter Sa1, eine zweite Rückflussverhinderungsschaltung D1b, und einen zweiten Umgehungsschalter Sa2.
  • Ein Ende der Spule L1a ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential der ersten Filterschaltung C1a angeschlossen, und das andere Ende der Spule L1a ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 angeschlossen. Der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ist parallel an die Gleichstromquelle 200 angeschlossen. Ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der ersten Filterschaltung C1a, ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2, und an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Filterschaltung C2a angeschlossen.
  • Ein Ende der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1a ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 angeschlossen, und das andere Ende der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1a ist an ein Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung C2a angeschlossen. Die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1a verhindert, dass ein Strom von dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung C2a in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 eingegeben wird. Die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1a kann durch eine Diode gebildet sein. Der erste Umgehungsschalter Sa1 ist parallel zu der ersten Rückflussverhinderungsschaltung D1a angeschlossen und umgeht die erste Rückflussverhinderungsschaltung D1a.
  • Ein Ende der Spule L1b ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der dritten Filterschaltung C1b angeschlossen, und das andere Ende der Spule L1b ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 angeschlossen. Der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 ist parallel an die Gleichstromquelle 200 angeschlossen. Ein Ende der zweiten Rückflussverhinderungsschaltung D1b ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigem Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 angeschlossen, und das andere Ende der zweiten Rückflussverhinderungsschaltung D1b ist an ein Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung C2b angeschlossen. Die zweite Rückflussverhinderungsschaltung D1b verhindert, dass ein Strom von dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Spannungserhöhungsschaltung Sb2 in das eine Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung C2b eingegeben wird. Die zweite Rückflussverhinderungsschaltung D1b kann durch eine Diode gebildet sein. Der zweite Umgehungsschalter Sa2 ist parallel zu der zweiten Rückflussverhinderungsschaltung D1b angeschlossen und umgeht die zweite Rückflussverhinderungsschaltung D1b.
  • Der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 und der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 sind untereinander seriell angeschlossen. Die Spannungserhöhungsschaltung 10 weist zwischen dem ersten Spannungserhöhungsschalter Sb1 und dem zweiten Spannungserhöhungsschalter Sb2 einen Anschlusspunkt 12 auf, der an die an den Erdungspunkt angeschlossene zweite Phase (V-Phase) des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen ist. Bei dem ersten Spannungserhöhungsschalter Sb1 und dem zweiten Spannungserhöhungsschalter Sb2 kann es sich um ein Schaltelement wie zum Beispiel einen MOS-Feldeffekttransistor oder einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder dergleichen handeln. An das Schaltelement kann auch eine Diode antiparallel angeschlossen sein.
  • Der Inverter 20 wandelt die von der Spannungserhöhungsschaltung 10 ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung um. Der Inverter 20 weist einen ersten Zweig 22 und einen zweiten Zweig 24 auf. Der erste Zweig 22 enthält den ersten Inverter-Schalter Su1 an der Seite mit einem hohen Potential VH und den zweiten Inverter-Schalter Su2 an der Seite mit einem niedrigen Potential VL, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung 10 und untereinander seriell angeschlossen sind, und zwischen dem ersten Inverter-Schalter Su1 und dem zweiten Inverter-Schalter Su2 einen ersten Ausgangspunkt 26. Der erste Ausgangspunkt 26 ist an die erste Phase (U-Phase) des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen.
  • Der zweite Zweig 24 enthält den dritten Inverter-Schalter Sw1 an der Seite mit einem hohen Potential VH und den vierten Inverter-Schalter Sw2 an der Seite mit einem niedrigen Potential VL, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung 10 und untereinander seriell angeschlossen sind, und zwischen dem dritten Inverter-Schalter Sw1 und dem vierten Inverter-Schalter Sw2 einen zweiten Ausgangspunkt 28. Der zweite Ausgangspunkt 28 ist an die dritte Phase (W-Phase) des Dreiphasenwechselstroms angeschlossen.
  • Der erste Inverter-Schalter Su1, der zweite Inverter-Schalter Su2, der dritte Inverter-Schalter Sw1, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 können ein Schaltelement wie zum Beispiel einen MOS-Feldeffekttransistor, einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder dergleichen, und eine Diode enthalten, und die Diode kann in Bezug auf das Schaltelement antiparallel angeschlossen sein.
  • Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen Schaltersteuerabschnitt 30, einen Spannungssensor 40a, einen Spannungssensor 40b, einen Spannungssensor 42a, einen Spannungssensor 42b, einen Spannungssensor 44a, und einen Spannungssensor 44b. Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 kann auch einen Stromsensor 52 und einen Stromsensor 54 umfassen.
  • Der Spannungssensor 40a detektiert aus der Spannung Vin, die von der Gleichstromquelle 200 in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegeben wird, die an den ersten Spannungserhöhungsschalter Sb1 angelegte Spannung Vina. Der Spannungssensor 40b detektiert aus der Spannung Vin, die von der Gleichstromquelle 200 in die Spannungserhöhungsschaltung 10 eingegeben wird, die an den zweiten Spannungserhöhungsschalter Sb2 angelegte Spannung Vinb.
  • Der Spannungssensor 42a detektiert eine Spannung Vout1a, die dem Potentialunterschied zwischen dem Ausgangsende an der Seite mit einem hohen Potential der Spannungserhöhungsschaltung 10 und dem Erdungspunkt entspricht. Der Spannungssensor 42b detektiert eine Spannung Vout1b, die dem Potentialunterschied zwischen dem Ausgangsende an der Seite mit einem niedrigen Potential der Spannungserhöhungsschaltung 10 und dem Erdungspunkt entspricht.
  • Der Spannungssensor 44a detektiert eine Spannung Vwu (eine Leiterspannung zwischen der dritten Phase und der zweiten Phase), die dem Potentialunterschied zwischen dem zweiten Ausgangspunkt 28 des Inverters 20 und dem Erdungspunkt entspricht. Der Spannungssensor 44b detektiert eine Spannung Vuv (eine Leiterspannung zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase), die dem Potentialunterschied zwischen dem ersten Ausgangspunkt 26 des Inverters 20 und dem Erdungspunkt entspricht.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 steuert auf Basis der durch den Spannungssensor 40a, den Spannungssensor 40b, den Spannungssensor 42a, den Spannungssensor 42b, den Spannungssensor 44a, und den Spannungssensor 44b detektierten Spannungen die Spannungserhöhungsschaltung 10 und den Inverter 20 und sorgt dafür, dass von der Wechselstromumwandlungsvorrichtung 100 eine Wechselstromspannung ausgegeben wird, die mit der von der Wechselstromquelle 310 ausgegebenen Wechselstromspannung synchronisiert ist.
  • Die Stromumwandlungsvorrichtung 100 kann anstelle des Spannungssensors 40a und des Spannungssensors 40b auch einen Spannungssensor umfassen, der die Spannung Vin, die dem Potentialunterschied zwischen dem Eingangsende an der Seite mit einem hohen Potential und dem Eingangsende an der Seite mit einem niedrigen Potential der Spannungserhöhungsschaltung 10 entspricht, detektiert. Außerdem kann die Stromumwandlungsvorrichtung 100 anstelle des Spannungssensors 42a und des Spannungssensors 42b auch einen Spannungssensor umfassen, der die Spannung Vout1, die dem Potentialunterschied zwischen dem Ausgangsende an der Seite mit einem hohen Potential und dem Ausgangsende an der Seite mit einem niedrigen Potential der Spannungserhöhungsschaltung 10 entspricht, detektiert.
  • Bei der Stromumwandlungsvorrichtung 100 nach der zweiten Ausführungsform wird der Schaltverlust unterdrückt, indem die Schalttätigkeiten der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20 verringert werden.
  • 5 und 6 sind Ansichten zur Erklärung der Umschaltbedingungen der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20, die durch den Schaltersteuerabschnitt 30 gesteuert werden.
  • Die erste Zielwechselstromspannung Vs1 ist eine Spannung, die zwischen dem zweiten Ausgangspunkt 28 (W-Phase) und dem Erdungspunkt (V-Phase) angelegt werden soll. Die zweite Zielwechselstromspannung Vs2 ist eine Spannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt 26 (U-Phase) und dem Erdungspunkt (V-Phase) angelegt werden soll. Die erste Zielwechselstromspannung Vs1 und die zweite Zielwechselstromspannung Vs2 werden auf Basis des von der Dreiphasenwechselstromquelle 310 ausgegebenen Dreiphasenwechselstroms festgelegt. Die Wellenform v1 zeigt den Zustand der Veränderung des Potentials, das an dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential VH des Inverters 20 auftritt, wenn die Spannungserhöhungsschaltung 10 und der Inverter 20 bei den in 6 gezeigten Umschaltbedingungen betrieben wurden. Die Wellenform v2 zeigt den Zustand der Veränderung des Potentials, das an dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential VH des Inverters 20 auftritt, wenn die Spannungserhöhungsschaltung 10 und der Inverter 20 bei den in 6 gezeigten Umschaltbedingungen betrieben wurden.
  • Der erste Zeitraum Tb1 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem hohen Potential der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 und dem Anschlusspunkt 12 ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 größer als die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 ist.
  • Der zweite Zeitraum Tb2 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 und dem Anschlusspunkt 12 ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 ist.
  • Der vierte Zeitraum Tb4 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem niedrigen Potential der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 und dem Anschlusspunkt 12 ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 größer als die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 ist.
  • Der fünfte Zeitraum Tb5 zeigt den Zeitraum, während dem in der halben Periode an der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 und dem Anschlusspunkt 12 ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 ist.
  • Der dritte Zeitraum Tb3 zeigt den Zeitraum zwischen dem zweiten Zeitraum Tb2 und dem vierten Zeitraum Tb4. Der sechste Zeitraum Tb6 zeigt den Zeitraum zwischen dem fünften Zeitraum Tb5 und dem nächsten ersten Zeitraum Tb6.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des ersten Zeitraums Tb1 in einem Zustand, in dem der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des zweiten Zeitraums Tb2 in einem Zustand, in dem der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter Su1 eingeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter Su2 ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs 24 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des dritten Zeitraums Tb3 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 und der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 ausgeschaltet wurden, eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs 24 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des vierten Zeitraums Tb4 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter Sw1 ausgeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter Sw2 eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des fünften Zeitraums Tb5 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter Su1 ausgeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter Su2 eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs 24 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 vor.
  • Der Schaltersteuerabschnitt 30 nimmt während des sechsten Zeitraums Tb6 in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 und der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 ausgeschaltet wurden, eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs 24 auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 vor.
  • Da der Schaltersteuerabschnitt 30 wie oben beschrieben in dem dritten Zeitraum Tb3 und in dem sechsten Zeitraum Tb6 durch eine PWM-Steuerung des ersten Inverter-Schalters Su1, des zweiten Inverter-Schalters Su2, des dritten Inverter-Schalters Sw1 und des vierten Inverter-Schalters Sw2 des Inverters 20, während der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 und der zweiten Spannungserhöhungsschalter Sb2 in einem ausgeschalteten Zustand behalten werden, einen Wechselstromausgang erbringt, kann in dem dritten Zeitraum Tb3 und in dem sechsten Zeitraum Tb6 der Schaltverlust des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 und des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 verringert werden.
  • Außerdem behält der Schaltersteuerabschnitt 30 in dem ersten Zeitraum Tb1 und in dem vierten Zeitraum Tb4 den dritten Inverter-Schalter Sw1 und den vierten Inverter-Schalter Sw1 in einem eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand und erfolgt keine PWM-Steuerung. In dem zweiten Zeitraum Tb2 und in dem fünften Zeitraum Tb5 behält der Schaltersteuerabschnitt 30 den ersten Inverter-Schalter Su1 und den zweiten Inverter-Schalter Su2 in einem eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand und erfolgt keine PWM-Steuerung. Daher kann in dem ersten Zeitraum Tb1, dem zweiten Zeitraum Tb2, dem vierten Zeitraum Tb4 und dem fünften Zeitraum Tb5 ein Schaltverlust infolge einer PWM-Steuerung des ersten Zweigs 22 oder des zweiten Zweigs 24 verringert werden.
  • Im Fall der Dreiphasenwechselstromanschlussleitung mit geerdeter V-Phase ist bei dem Dreiphasenwechselstrom mit geerdeter zweiter Phase (V-Phase) bei der ersten Phase (U-Phase) der Strom in Bezug auf die Spannung um 30 Grad verzögert. Bei der dritten Phase (W-Phase) geht der Strom der Spannung um 30 Grad voraus. Daher kann es während der Spannungserhöhung der Gleichstromspannung und der Ausgabe der Gleichstromspannung, deren Spannung erhöht wurde, als Wechselstromspannung durch die Stromumwandlungsvorrichtung 100 wie im Fall der Einzelphase zu einem Stromfluss von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 kommen.
  • Wenn während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle 200 in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20 ein Strom von dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung C2a zu dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters Sb1 fließt, schaltet der Schaltersteuerabschnitt 30 den ersten Umgehungsschalter Sa1 ein. Wenn der erste Umgehungsschalter Sa1 eingeschaltet wird, kann der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 auch ausgeschaltet werden. Und wenn während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle 200 in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung 10 und des Inverters 20 ein Strom von dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters Sb2 zu dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung C2b fließt, schaltet der Schaltersteuerabschnitt 30 den zweiten Umgehungsschalter Sa2 ein. Wenn der zweite Umgehungsschalter Sa2 eingeschaltet wird, kann der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 auch ausgeschaltet werden.
  • Dadurch kann der Rest des infolge der Verschiebung der Phasen des Stroms und der Spannung verursachten Stroms von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, der nicht durch die zweite Filterschaltung C2a oder die vierte Filterschaltung C2b absorbiert werden kann, durch die erste Filterschaltung C1a oder die dritte Filterschaltung C1b absorbiert werden. Daher kann auch dann ein nachteiliger Einfluss durch Strom, der von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10 fließt, verhindert werden, wenn für die zweite Filterschaltung C2a und die vierte Filterschaltung C2b zum Beispiel ein Kondensator mit einer geringen Kapazität und einer kleinen Zeitkonstanten verwendet wird. Außerdem kann verhindert werden, dass die Wechselstromspannung, die infolge der Eingabe einer durch die PWM-Steuerung durch die Spannungserhöhungsschaltung 10 erzeugten Spannungswellenform, deren Anstieg und Abfall durch die zweite Filterschaltung C2a oder die vierte Filterschaltung C2b sanft geworden sind, in den Inverter 20 von dem Inverter 20 ausgegeben wird, eine Spannung wird, die sich von der ersten Zielwechselstromspannung Vs1 oder der zweiten Zielwechselstromspannung Vs2 unterscheidet.
  • Wenn zwischen dem Strom und der Spannung eine Phasenverschiebung aufgetreten ist, fließt Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, wenn die Spannung Vuv der von dem Inverter 20 ausgegebenen ersten Phase (U-Phase) positiv ist und der Strom der ersten Phase (U-Phase) negativ ist. Außerdem fließt Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, wenn die Spannung Vwv der von dem Inverter 20 ausgegebenen dritten Phase (W-Phase) positiv ist und der Strom der dritten Phase (W-Phase) negativ ist. Ferner fließt Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, wenn die Spannung Vuv der ersten Phase (U-Phase) negativ ist und der Strom der ersten Phase (U-Phase) positiv ist. Außerdem fließt Strom von Seiten des Inverters 20 zu der Spannungserhöhungsschaltung 10, wenn die Spannung Vwv der von dem Inverter 20 ausgegebenen dritten Phase (W-Phase) negativ ist und der Strom der dritten Phase (W-Phase) positiv ist.
  • Wenn die Spannung Vuv der von dem Inverter 20 ausgegebenen ersten Phase (U-Phase) positiv ist und der Strom der ersten Phase (U-Phase) negativ ist, kann der Schaltersteuerabschnitt 30 den ersten Umgehungsschalter Sa1 einschalten. Wenn der erste Umgehungsschalter Sa1 eingeschaltet wird, kann der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 auch ausgeschaltet werden. Wenn die Spannung Vwv der von dem Inverter 20 ausgegebenen dritten Phase (W-Phase) positiv ist und der Strom der dritten Phase (W-Phase) negativ ist, kann der Schaltersteuerabschnitt 30 den ersten Umgehungsschalter Sa1 einschalten. Wenn der erste Umgehungsschalter Sa1 eingeschaltet wird, kann der erste Spannungserhöhungsschalter Sb1 auch ausgeschaltet werden. Und wenn die Spannung Vuv der ersten Phase (U-Phase) negativ ist und der Strom der ersten Phase (U-Phase) positiv ist, kann der Schaltersteuerabschnitt 30 den zweiten Umgehungsschalter Sa2 einschalten. Wenn der zweite Umgehungsschalter eingeschaltet wird, kann der zweite Spannungserhöhungsschalter Sa2 auch ausgeschaltet werden. Wenn der zweite Umgehungsschalter eingeschaltet wird, kann der zweite Spannungserhöhungsschalter Sb2 auch ausgeschaltet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsformen erklärt, doch ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Dem Fachmann ist klar, dass den oben beschriebenen Ausführungsformen verschiedenste Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt werden können. Aus den Angaben in den Patentansprüchen ist klar, dass derartige Änderungen oder Verbesserungen ebenfalls in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
  • Es versteht sich, dass die Reihenfolge der Ausführung der einzelnen Verarbeitungen von Tätigkeiten, Abfolgen, Schritten und Stufen bei den in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen gezeigten Vorrichtungen, Systemen, Programmen und Verfahren in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen kann, sofern nicht ausdrücklich ”vor”, ”vorhergehend” oder dergleichen angegeben ist oder das Ergebnis einer früheren Verarbeitung bei einer späteren Verarbeitung verwendet wird. Was Betriebsabläufe in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen betrifft, wurde die Erklärung zur Bequemlichkeit unter Verwendung von ”zuerst”, ”dann” oder dergleichen vorgenommen, doch bedeutet dies nicht, dass eine Ausführung in dieser Reihenfolge unerlässlich ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Spannungserhöhungsschaltung
    20
    Inverter
    30
    Schaltersteuerabschnitt
    40, 42, 44
    Spannungssensor
    Sb1
    erster Spannungserhöhungsschalter
    Sb2
    zweiter Spannungserhöhungsschalter
    Su1
    erster Inverter-Schalter
    Su2
    zweiter Inverter-Schalter
    Sw1
    dritter Inverter-Schalter
    Sw2
    vierter Inverter-Schalter
    C1, C1a
    erste Filterschaltung
    C2, C2a
    zweite Filterschaltung
    C1b
    dritte Filterschaltung
    C2b
    vierte Filterschaltung
    D1
    Diode
    Sa1
    erster Umgehungsschalter
    Sa2
    zweiter Umgehungsschalter
    100
    Stromumwandlungsvorrichtung
    200
    Gleichstromquelle
    300
    Wechselstromquelle
    310
    Wechselstromquelle

Claims (12)

  1. Stromumwandlungsvorrichtung, umfassend eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter aufweist, der parallel an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist, und durch eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen ist, mehrere Inverter-Schalter aufweist, und durch Ein- und Ausschalten der mehreren Inverter-Schalter die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der dann, wenn die Zielwechselstromspannung, die von dem Inverter ausgegeben werden soll, größer als die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle ist, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters vornimmt, und während der PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters einen Zustand, in dem irgendein Inverter-Schalter der mehreren Inverter-Schalter eingeschaltet und irgendein anderer der mehreren Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, beibehält.
  2. Spannungserhöhungsvorrichtung, umfassend eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter aufweist, der parallel an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist, und eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der einen ersten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, einen ersten Zweig, der zwischen dem ersten Inverter-Schalter und dem zweiten Inverter-Schalter einen ersten Ausgangspunkt enthält, einen dritten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen vierten Inverter-Schalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen zweiten Zweig, der zwischen dem dritten Inverter-Schalter und dem vierten Inverter-Schalter einen zweiten Ausgangspunkt enthält, aufweist und die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential einer Zielwechselstromspannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt und dem zweiten Ausgangpunkt angelegt werden soll, während eines ersten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter eingeschaltet, der zweite Inverter-Schalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter ausgeschaltet und der vierte Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der Zielwechselstromspannung vornimmt.
  3. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential der Zielwechselstromspannung während eines zweiten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in der der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs auf Basis der Zielwechselstromspannung vornimmt.
  4. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung während eines dritten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung größer als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Inverter-Schalter ausgeschaltet, der zweite Inverter-Schalter eingeschaltet, der dritte Inverter-Schalter eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der Zielwechselstromspannung vornimmt.
  5. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Schaltersteuerabschnitt auch in der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der Zielwechselstromspannung während eines vierten Zeitraums, in dem die Größe der Zielwechselstromspannung kleiner als die Größe der in die Spannungserhöhungsschaltung eingegebenen Spannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs und des zweiten Zweigs auf Basis der Zielwechselstromspannung vornimmt.
  6. Stromumwandlungsvorrichtung nach einem von Anspruch 2 bis Anspruch 5, ferner umfassend eine erste Filterschaltung, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und der Gleichstromquelle ausgebildet ist, und eine erste Zeitkonstante aufweist, und eine zweite Filterschaltung, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und dem Inverter ausgebildet ist und eine zweite Zeitkonstante, die kleiner als die erste Zeitkonstante ist, aufweist, wobei die Spannungserhöhungsschaltung ferner eine Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters eingegeben wird, und einen Umgehungsschalter, der die Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, aufweist, und der Schaltersteuerabschnitt während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters den Umgehungsschalter einschaltet, wenn ein Strom von Seiten des Inverters zu der Spannungserhöhungsschaltung fließt.
  7. Stromumwandlungsvorrichtung, umfassend eine Spannungserhöhungsschaltung, die einen ersten Spannungserhöhungsschalter an einer Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Spannungserhöhungsschalter an einer Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an eine Gleichstromquelle und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen Anschlusspunkt, der zwischen dem ersten Spannungserhöhungsschalter und dem zweiten Spannungserhöhungsschalter an die an einen Erdungspunkt angeschlossene zweite Phase eines Dreiphasenwechselstroms angeschlossen ist, aufweist und eine Spannungserhöhung der von der Gleichstromquelle ausgegebenen Gleichstromspannung vornimmt; einen Inverter, der einen ersten Inverter-Schalter an der Seite mit einem hohen Potential und einen zweiten Inverter-Schalter an der Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, einen ersten Zweig, der zwischen dem ersten Inverter-Schalter und dem zweiten Inverter-Schalter einen ersten Ausgangspunkt enthält, der an die erste Phase des Dreiphasenstroms angeschlossen wird, einen dritten Inverter-Schalter an der Seite mit einem hohen Potential und einen vierten Inverter-Schalter an der Seite mit einem niedrigen Potential, die parallel an die Spannungserhöhungsschaltung angeschlossen sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und einen zweiten Zweig, der zwischen dem dritten Inverter-Schalter und dem vierten Inverter-Schalter einen zweiten Ausgangspunkt enthält, der an die dritte Phase des Dreiphasenstroms angeschlossen wird, aufweist und die von der Spannungserhöhungsschaltung ausgegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung umwandelt; und einen Schaltersteuerabschnitt, der in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential einer ersten Zielwechselstromspannung, die zwischen dem zweiten Ausgangspunkt und dem Erdungspunkt angelegt werden soll, während eines ersten Zeitraums, in dem die Größe einer ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe einer zweiten Zielwechselstromspannung, die zwischen dem ersten Ausgangspunkt und dem Erdungspunkt angelegt werden soll, ist, in einem Zustand, in dem der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter eingeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  8. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schaltersteuerabschnitt in der halben Periode der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung während eines zweiten Zeitraums, in dem die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, indem der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter eingeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter ausgeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des ersten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  9. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Schaltersteuerabschnitt während der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der ersten Zielwechselstromspannung während eines vierten Zeitraums, in dem die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der ersten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der dritte Inverter-Schalter ausgeschaltet, und der vierte Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  10. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Schaltersteuerabschnitt während der halben Periode der Seite mit einem niedrigen Potential der zweiten Zielwechselstromspannung während eines fünften Zeitraums, in dem die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der Spannung zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem Anschlusspunkt ist, und die Größe der zweiten Zielwechselstromspannung größer als die Größe der ersten Zielwechselstromspannung ist, in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet, der erste Inverter-Schalter ausgeschaltet, und der zweite Inverter-Schalter eingeschaltet wurde, eine PWM-Steuerung des zweiten Spannungserhöhungsschalters auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  11. Stromumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Schaltersteuerabschnitt während des dritten Zeitraums zwischen dem zweiten Zeitraum und dem vierten Zeitraum und während eines sechsten Zeitraums zwischen dem fünften Zeitraum und dem nächsten ersten Zeitraum in einem Zustand, in dem der erste Spannungserhöhungsschalter und der zweite Spannungserhöhungsschalter ausgeschaltet wurden, eine PWM-Steuerung des zweiten Zweigs auf Basis der ersten Zielwechselstromspannung vornimmt, und eine PWM-Steuerung des ersten Zweigs auf Basis der zweiten Zielwechselstromspannung vornimmt.
  12. Stromumwandlungsvorrichtung nach einem von Anspruch 7 bis Anspruch 11, ferner umfassend eine erste Filterschaltung an der Seite mit einem hohen Potential, die eine erste Zeitkonstante aufweist, und eine dritte Filterschaltung an der Seite mit einem niedrigen Potential, die eine dritte Zeitkonstante aufweist, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und der Gleichstromquelle ausgebildet sind und untereinander seriell angeschlossen sind, und eine zweite Filterschaltung an der Seite mit einem hohen Potential, die eine zweite Zeitkonstante aufweist, welche kleiner als die erste Zeitkonstante ist, und eine vierte Filterschaltung an der Seite mit einem niedrigen Potential, die eine vierte Zeitkonstante aufweist, welche kleiner als die dritte Zeitkonstante ist, die zwischen der Spannungserhöhungsschaltung und dem Inverter ausgebildet sind und untereinander seriell angeschlossen sind, wobei die Spannungserhöhungsschaltung ferner eine erste Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung in das eine Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters eingegeben wird, einen ersten Umgehungsschalter, der die erste Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, eine zweite Rückflussverhinderungsschaltung, die zwischen dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters und dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung angeschlossen ist und verhindert, dass ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters in das eine Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung eingegeben wird, und einen zweiten Umgehungsschalter, der die zweite Rückflussverhinderungsschaltung umgeht, aufweist, und der Schaltersteuerabschnitt während der Umwandlung der Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle in eine Wechselstromspannung durch Steuern der Spannungserhöhungsschaltung und des Inverters den ersten Umgehungsschalter einschaltet, wenn ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem hohen Potential der zweiten Filterschaltung zu dem einen Ende an der Seite mit einem hohen Potential des ersten Spannungserhöhungsschalters fließt, und den zweiten Umgehungsschalter einschaltet, wenn ein Strom von Seiten des einen Endes an der Seite mit einem niedrigen Potential des zweiten Spannungserhöhungsschalters zu dem einen Ende an der Seite mit einem niedrigen Potential der vierten Filterschaltung fließt.
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