JP2000032757A - 直接周波数変換回路 - Google Patents
直接周波数変換回路Info
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- JP2000032757A JP2000032757A JP10195323A JP19532398A JP2000032757A JP 2000032757 A JP2000032757 A JP 2000032757A JP 10195323 A JP10195323 A JP 10195323A JP 19532398 A JP19532398 A JP 19532398A JP 2000032757 A JP2000032757 A JP 2000032757A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接形周波数変換回路で双方向スイッチを用
いずに、入力電圧よりも高い電圧の出力も可能にする。 【解決手段】 Ｒ１〜Ｒ６（Ｓ１〜Ｓ６，Ｔ１〜Ｔ６）
からなる入力側交流（ＡＣ）スイッチ、およびＵ１〜Ｕ
６（Ｖ１〜Ｖ６，Ｗ１〜Ｗ６）からなる出力側ＡＣスイ
ッチをここでは３つずつ（一般には入力側にＮ個，出力
側にＭ個）設けることにより、双方向スイッチを不要と
した簡単な構成とし、かつ、スイッチングを工夫するこ
とで入力電圧よりも高い電圧も出力できるようにする。
いずに、入力電圧よりも高い電圧の出力も可能にする。 【解決手段】 Ｒ１〜Ｒ６（Ｓ１〜Ｓ６，Ｔ１〜Ｔ６）
からなる入力側交流（ＡＣ）スイッチ、およびＵ１〜Ｕ
６（Ｖ１〜Ｖ６，Ｗ１〜Ｗ６）からなる出力側ＡＣスイ
ッチをここでは３つずつ（一般には入力側にＮ個，出力
側にＭ個）設けることにより、双方向スイッチを不要と
した簡単な構成とし、かつ、スイッチングを工夫するこ
とで入力電圧よりも高い電圧も出力できるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流中間回路が
不要で、入力交流電流を高力率で正弦波化することが可
能な、Ｎ（任意の正の整数）相の交流入力から任意の周
波数のＭ（任意の正の整数）相の交流出力を得る電源装
置としての、いわゆるＡＣ／ＡＣ変換器とも称される直
接周波数変換回路に関する。
不要で、入力交流電流を高力率で正弦波化することが可
能な、Ｎ（任意の正の整数）相の交流入力から任意の周
波数のＭ（任意の正の整数）相の交流出力を得る電源装
置としての、いわゆるＡＣ／ＡＣ変換器とも称される直
接周波数変換回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７にこの種の従来例を示す。この回路
はマトリックスコンバータと呼ばれ、例えばスイッチＳ
Ｒ１，ＳＳ２をオンさせることにより、入力側ＲＳ間の
線間電圧が出力側ＵＶ間の線間電圧に分配される。この
ようなスイッチングを繰り返すことにより、入力力率を
高力率に保ちながら入力電流の正弦波化，出力波形の正
弦波化，３相の交流電圧から任意の周波数の３相交流電
圧に変換する直接周波数変換動作などを実現する。
はマトリックスコンバータと呼ばれ、例えばスイッチＳ
Ｒ１，ＳＳ２をオンさせることにより、入力側ＲＳ間の
線間電圧が出力側ＵＶ間の線間電圧に分配される。この
ようなスイッチングを繰り返すことにより、入力力率を
高力率に保ちながら入力電流の正弦波化，出力波形の正
弦波化，３相の交流電圧から任意の周波数の３相交流電
圧に変換する直接周波数変換動作などを実現する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
マトリックスコンバータには、 イ）スイッチとして、通常のスイッチング素子を組み合
わせた図７（ｃ），（ｄ）に示すような双方向スイッチ
を使用しなければならない。 ロ）双方向スイッチは双方向の電流を遮断するため、構
成が複雑なクランプ回路や双方向のスナバ回路を用いて
素子を保護しなければならない。 ハ）スナバ回路で蓄えたエネルギーを抵抗に放電して処
理するため、効率が悪化する。上記エネルギーを有効利
用するためには特別の回生回路が必要となる。 ニ）入力電圧よりも低い電圧（降圧）しか出力できな
い。 などの問題がある。したがって、この発明の課題は、双
方向スイッチを使用することなく、入力電圧よりも高い
電圧の出力も可能とすることにある。
マトリックスコンバータには、 イ）スイッチとして、通常のスイッチング素子を組み合
わせた図７（ｃ），（ｄ）に示すような双方向スイッチ
を使用しなければならない。 ロ）双方向スイッチは双方向の電流を遮断するため、構
成が複雑なクランプ回路や双方向のスナバ回路を用いて
素子を保護しなければならない。 ハ）スナバ回路で蓄えたエネルギーを抵抗に放電して処
理するため、効率が悪化する。上記エネルギーを有効利
用するためには特別の回生回路が必要となる。 ニ）入力電圧よりも低い電圧（降圧）しか出力できな
い。 などの問題がある。したがって、この発明の課題は、双
方向スイッチを使用することなく、入力電圧よりも高い
電圧の出力も可能とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、Ｎ（任意の正の整数）相
の交流入力を任意の周波数のＭ（任意の正の整数）相の
交流出力に変換する直接周波数変換回路であって、２つ
のダイオードを直列接続した第１のダイオード直列回路
と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方にの
みスイッチング素子を逆並列に接続した第２，第３のダ
イオード直列回路とを互いに並列接続してなる交流スイ
ッチ回路（ＡＣスイッチ回路）を交流入力側にＮ個、直
列接続された２つのダイオードのそれぞれにスイッチン
グ素子を逆並列に接続した第４のダイオード直列回路
と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方にの
みスイッチング素子を逆並列に接続した第５，第６のダ
イオード直列回路とを互いに並列接続してなるＡＣスイ
ッチ回路を交流出力側にＭ個それぞれ設置し、前記第１
のダイオード直列回路のダイオード接続点には入力相
を、前記第４のダイオード直列回路のダイオード接続点
には出力相をそれぞれ接続し、かつ、前記第２，第５の
ダイオード直列回路のダイオード接続点同士を相互に接
続し、さらに、第３と第６のダイオード直列回路のダイ
オード接続点同士を相互に接続するようにしている。上
記請求項１の発明では、前記第１のダイオード直列回路
の各ダイオードに、スイッチング素子を逆並列にそれぞ
れ接続し、低力率負荷にも対応可能にすることができる
（請求項２の発明）。また、この請求項２の発明では、
前記第１のダイオード直列回路のダイオード接続点と入
力相間にリアクトルを接続し、入力電圧よりも高い電圧
を出力可能にすることができる（請求項３の発明）。
るため、請求項１の発明では、Ｎ（任意の正の整数）相
の交流入力を任意の周波数のＭ（任意の正の整数）相の
交流出力に変換する直接周波数変換回路であって、２つ
のダイオードを直列接続した第１のダイオード直列回路
と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方にの
みスイッチング素子を逆並列に接続した第２，第３のダ
イオード直列回路とを互いに並列接続してなる交流スイ
ッチ回路（ＡＣスイッチ回路）を交流入力側にＮ個、直
列接続された２つのダイオードのそれぞれにスイッチン
グ素子を逆並列に接続した第４のダイオード直列回路
と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方にの
みスイッチング素子を逆並列に接続した第５，第６のダ
イオード直列回路とを互いに並列接続してなるＡＣスイ
ッチ回路を交流出力側にＭ個それぞれ設置し、前記第１
のダイオード直列回路のダイオード接続点には入力相
を、前記第４のダイオード直列回路のダイオード接続点
には出力相をそれぞれ接続し、かつ、前記第２，第５の
ダイオード直列回路のダイオード接続点同士を相互に接
続し、さらに、第３と第６のダイオード直列回路のダイ
オード接続点同士を相互に接続するようにしている。上
記請求項１の発明では、前記第１のダイオード直列回路
の各ダイオードに、スイッチング素子を逆並列にそれぞ
れ接続し、低力率負荷にも対応可能にすることができる
（請求項２の発明）。また、この請求項２の発明では、
前記第１のダイオード直列回路のダイオード接続点と入
力相間にリアクトルを接続し、入力電圧よりも高い電圧
を出力可能にすることができる（請求項３の発明）。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す回路図である。この変換回路は、入力相Ｒ，
Ｓ，Ｔに３個、出力相Ｕ，Ｖ，Ｗに３個の交流（ＡＣ）
スイッチ回路をそれぞれ接続して構成されているが、一
般的には入力をＮ（任意の正の整数）相、出力をＭ（任
意の正の整数）相とすることができる。入力相のＡＣス
イッチ回路はダイオードＲ１とＲ４（Ｓ１とＳ４，Ｔ１
とＴ４）の直列回路、ダイオードの直列回路にＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチン
グ素子Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２を逆並列接続したものと、ダイ
オードの直列回路にスイッチング素子Ｒ６，Ｓ６，Ｔ６
を逆並列接続したものとが互いに並列に接続されて構成
されている。なお、ＳＲ（ＳＳ，ＳＴ）はスナバ回路で
ある。
態を示す回路図である。この変換回路は、入力相Ｒ，
Ｓ，Ｔに３個、出力相Ｕ，Ｖ，Ｗに３個の交流（ＡＣ）
スイッチ回路をそれぞれ接続して構成されているが、一
般的には入力をＮ（任意の正の整数）相、出力をＭ（任
意の正の整数）相とすることができる。入力相のＡＣス
イッチ回路はダイオードＲ１とＲ４（Ｓ１とＳ４，Ｔ１
とＴ４）の直列回路、ダイオードの直列回路にＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチン
グ素子Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２を逆並列接続したものと、ダイ
オードの直列回路にスイッチング素子Ｒ６，Ｓ６，Ｔ６
を逆並列接続したものとが互いに並列に接続されて構成
されている。なお、ＳＲ（ＳＳ，ＳＴ）はスナバ回路で
ある。
【０００６】出力相のＡＣスイッチ回路も上記と同様
に、ダイオードの直列回路の各ダイオードと逆並列にそ
れぞれスイッチング素子Ｕ３，Ｕ６（Ｖ３とＶ６，Ｗ３
とＷ６）を接続したものと、ダイオードの直列回路にス
イッチング素子Ｕ２（Ｖ２，Ｗ２）を逆並列接続したも
のと、ダイオードの直列回路にスイッチング素子Ｕ４
（Ｖ４，Ｗ４）を逆並列接続したものと、が互いに並列
に接続されて構成されている。なお、ＳＵ（ＳＶ，Ｓ
Ｗ）はスナバ回路である。
に、ダイオードの直列回路の各ダイオードと逆並列にそ
れぞれスイッチング素子Ｕ３，Ｕ６（Ｖ３とＶ６，Ｗ３
とＷ６）を接続したものと、ダイオードの直列回路にス
イッチング素子Ｕ２（Ｖ２，Ｗ２）を逆並列接続したも
のと、ダイオードの直列回路にスイッチング素子Ｕ４
（Ｖ４，Ｗ４）を逆並列接続したものと、が互いに並列
に接続されて構成されている。なお、ＳＵ（ＳＶ，Ｓ
Ｗ）はスナバ回路である。
【０００７】その動作について、図２を参照して説明す
る。なお、同図において、Ｒ，Ｓ，Ｔはそれぞれ入力相
および入力相電圧を示す。また、スイッチ素子Ｒ２とＲ
６は図示のような入力電圧Ｒ相と同期したスイッチング
パターンで駆動する。スイッチ素子Ｓ２とＳ６，Ｔ２と
Ｔ６も同様にＳ相，Ｔ相と同期したスイッチングパター
ンでそれぞれ駆動する。一方、スイッチ素子Ｕ３とＵ６
の制御信号は、出力指令波形Ｕとキャリア信号ＣＲとを
比較することにより生成される。同様に、Ｖ３とＶ６の
制御信号，Ｗ３とＷ６の制御信号は、出力指令波形Ｖ，
Ｗとキャリア信号ＣＲとをそれぞれ比較することにより
生成される。
る。なお、同図において、Ｒ，Ｓ，Ｔはそれぞれ入力相
および入力相電圧を示す。また、スイッチ素子Ｒ２とＲ
６は図示のような入力電圧Ｒ相と同期したスイッチング
パターンで駆動する。スイッチ素子Ｓ２とＳ６，Ｔ２と
Ｔ６も同様にＳ相，Ｔ相と同期したスイッチングパター
ンでそれぞれ駆動する。一方、スイッチ素子Ｕ３とＵ６
の制御信号は、出力指令波形Ｕとキャリア信号ＣＲとを
比較することにより生成される。同様に、Ｖ３とＶ６の
制御信号，Ｗ３とＷ６の制御信号は、出力指令波形Ｖ，
Ｗとキャリア信号ＣＲとをそれぞれ比較することにより
生成される。
【０００８】いま、図１で例えばスイッチ素子Ｒ２とＳ
６およびＵ３とＶ６がそれぞれオンしているとすると、
Ｒ→Ｒ１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ
６→Ｓ４→Ｓ→Ｒの経路で、入力線間ＲＳ間の電圧が出
力線間ＵＶ間に印加され、かかる動作を繰り返すことに
より、入力周波数の交流電圧を任意の周波数の交流電圧
に直接周波数変換することが可能となる。また、入力電
流は入力相に接続されたＡＣスイッチ回路で制御され、
入力力率「１」を保ちながら入力電流の正弦波化を実現
している。同時に出力波形は出力相に接続されたＡＣス
イッチ回路で制御され、出力波形の正弦波化を実現す
る。
６およびＵ３とＶ６がそれぞれオンしているとすると、
Ｒ→Ｒ１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ
６→Ｓ４→Ｓ→Ｒの経路で、入力線間ＲＳ間の電圧が出
力線間ＵＶ間に印加され、かかる動作を繰り返すことに
より、入力周波数の交流電圧を任意の周波数の交流電圧
に直接周波数変換することが可能となる。また、入力電
流は入力相に接続されたＡＣスイッチ回路で制御され、
入力力率「１」を保ちながら入力電流の正弦波化を実現
している。同時に出力波形は出力相に接続されたＡＣス
イッチ回路で制御され、出力波形の正弦波化を実現す
る。
【０００９】スナバ回路ＳＲ，ＳＳ，ＳＴ，ＳＵ，Ｓ
Ｖ，ＳＷは常に同一方向の電圧でクランプされるため、
スナバ回路としては構成が簡単なＤＣスナバ回路を用い
ることができる。また、スナバ回路に蓄積されたエネル
ギーは、特別な回生回路を付加することなく、既存のス
イッチを使用して回生することができる。例えば、スイ
ッチ素子Ｕ３とＶ６がオンしているときに、スイッチ素
子Ｒ２とＲ６を同時にオンさせることにより、スナバ回
路ＳＲ→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｒ６
→スナバ回路ＳＲの経路で、スナバエネルギーを回生す
ることができる。Ｓ相およびＴ相に接続されたＡＣスイ
ッチのスナバ回路も同様に、上下アームのスイッチ素子
を同時にオンさせることで、スナバエネルギーを回生す
ることができる。例えば、スイッチ素子Ｕ３とＶ６がオ
ンしているときに、Ｕ４をオンすることにより、スナバ
回路ＳＵ→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｕ４→スナバ回
路ＳＵの経路で、スナバエネルギーを回生することがで
きる。なお、上記スイッチ素子はいずれも双方向スイッ
チではなく、通常のスイッチである。
Ｖ，ＳＷは常に同一方向の電圧でクランプされるため、
スナバ回路としては構成が簡単なＤＣスナバ回路を用い
ることができる。また、スナバ回路に蓄積されたエネル
ギーは、特別な回生回路を付加することなく、既存のス
イッチを使用して回生することができる。例えば、スイ
ッチ素子Ｕ３とＶ６がオンしているときに、スイッチ素
子Ｒ２とＲ６を同時にオンさせることにより、スナバ回
路ＳＲ→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｒ６
→スナバ回路ＳＲの経路で、スナバエネルギーを回生す
ることができる。Ｓ相およびＴ相に接続されたＡＣスイ
ッチのスナバ回路も同様に、上下アームのスイッチ素子
を同時にオンさせることで、スナバエネルギーを回生す
ることができる。例えば、スイッチ素子Ｕ３とＶ６がオ
ンしているときに、Ｕ４をオンすることにより、スナバ
回路ＳＵ→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｕ４→スナバ回
路ＳＵの経路で、スナバエネルギーを回生することがで
きる。なお、上記スイッチ素子はいずれも双方向スイッ
チではなく、通常のスイッチである。
【００１０】図３はこの発明の第２の実施の形態を示す
回路図、図４はその動作説明図である。図３からも明ら
かなように、この例は図１の入力側のＡＣスイッチ回路
を、出力側のＡＣスイッチ回路と対称に構成した点が特
徴である。こうすることで、負荷の力率が１でなく、負
荷電圧と負荷電流の極性が異なる場合でも、負荷電流を
連続的に流すことが可能となる。例えば、図３でスイッ
チ素子Ｒ２とＳ６およびＵ３とＶ６がオンしているとき
に、入力線間ＲＳ間の電圧が出力線間ＵＶ間に印加され
る。このとき、負荷電圧と逆方向の電流はスイッチ素子
Ｒ１とＳ４およびＵ２とＶ４をオンすることにより、Ｖ
→Ｕ→Ｕ３→Ｕ２→Ｒ２→Ｒ１→Ｒ→Ｓ→Ｓ４→Ｓ６→
Ｖ４→Ｖ６→Ｖの経路で通流することができる。このよ
うに、各ＡＣスイッチ回路の同側アームを同一の制御信
号でオンさせることにより、負荷の力率が１でない場合
でも、負荷電流を連続的に流すことができる。
回路図、図４はその動作説明図である。図３からも明ら
かなように、この例は図１の入力側のＡＣスイッチ回路
を、出力側のＡＣスイッチ回路と対称に構成した点が特
徴である。こうすることで、負荷の力率が１でなく、負
荷電圧と負荷電流の極性が異なる場合でも、負荷電流を
連続的に流すことが可能となる。例えば、図３でスイッ
チ素子Ｒ２とＳ６およびＵ３とＶ６がオンしているとき
に、入力線間ＲＳ間の電圧が出力線間ＵＶ間に印加され
る。このとき、負荷電圧と逆方向の電流はスイッチ素子
Ｒ１とＳ４およびＵ２とＶ４をオンすることにより、Ｖ
→Ｕ→Ｕ３→Ｕ２→Ｒ２→Ｒ１→Ｒ→Ｓ→Ｓ４→Ｓ６→
Ｖ４→Ｖ６→Ｖの経路で通流することができる。このよ
うに、各ＡＣスイッチ回路の同側アームを同一の制御信
号でオンさせることにより、負荷の力率が１でない場合
でも、負荷電流を連続的に流すことができる。
【００１１】図５はこの発明の第３の実施の形態を示す
回路図、図６はその動作説明図である。これは図３に示
すものに対し、入力相とＡＣスイッチ回路間にリアクト
ルＬＲ，ＬＳ，ＬＴを接続した点が特徴で、これによ
り、入力電圧よりも高い電圧を出力することができる。
いま、図６に示すように、Ｒ相の６０〜１２０度区間で
はスイッチ素子Ｒ１，Ｒ２をオンとし、Ｓ１，Ｓ２また
はＴ１，Ｔ２は一定のデューティでオンにすると、この
区間では電圧の１番高いＲ相からＳ相またはＴ相に電流
が流れる。例えば、Ｒ１，Ｒ２およびＳ１，Ｓ２がオン
することにより、電流はＲ→ＬＲ→Ｒ１→Ｒ２→Ｓ２→
Ｓ１→ＬＳ→Ｓ→Ｒの経路で電流が流れ、ＬＲとＬＳに
エネルギーが蓄えられる。
回路図、図６はその動作説明図である。これは図３に示
すものに対し、入力相とＡＣスイッチ回路間にリアクト
ルＬＲ，ＬＳ，ＬＴを接続した点が特徴で、これによ
り、入力電圧よりも高い電圧を出力することができる。
いま、図６に示すように、Ｒ相の６０〜１２０度区間で
はスイッチ素子Ｒ１，Ｒ２をオンとし、Ｓ１，Ｓ２また
はＴ１，Ｔ２は一定のデューティでオンにすると、この
区間では電圧の１番高いＲ相からＳ相またはＴ相に電流
が流れる。例えば、Ｒ１，Ｒ２およびＳ１，Ｓ２がオン
することにより、電流はＲ→ＬＲ→Ｒ１→Ｒ２→Ｓ２→
Ｓ１→ＬＳ→Ｓ→Ｒの経路で電流が流れ、ＬＲとＬＳに
エネルギーが蓄えられる。
【００１２】ここで、図５においてスイッチＳ１とＳ２
をオフしＳ４とＳ６をオンすると、ＬＲとＬＳに蓄えら
れたエネルギーは負荷へ供給される。例えば、その際Ｕ
３とＶ６がオンしているとすると、電流はＲ→ＬＲ→Ｒ
１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ６→Ｓ
４→ＬＳ→Ｓ→Ｒの経路で電流が流れ、ＬＲとＬＳに蓄
えられたエネルギーが負荷へ供給される。よって、これ
らの区間では、リアクトルＬＲ，ＬＳ，ＬＴで蓄えたエ
ネルギーを負荷へ転流させるため、図６のようにＳ１と
Ｓ２の反転信号でＳ４とＳ６をオンし、Ｔ１とＴ２の反
転信号でＴ４とＴ６をオンする。さらに、その他の区間
においても同様な方法で、スイッチ素子を制御する。
をオフしＳ４とＳ６をオンすると、ＬＲとＬＳに蓄えら
れたエネルギーは負荷へ供給される。例えば、その際Ｕ
３とＶ６がオンしているとすると、電流はＲ→ＬＲ→Ｒ
１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ６→Ｓ
４→ＬＳ→Ｓ→Ｒの経路で電流が流れ、ＬＲとＬＳに蓄
えられたエネルギーが負荷へ供給される。よって、これ
らの区間では、リアクトルＬＲ，ＬＳ，ＬＴで蓄えたエ
ネルギーを負荷へ転流させるため、図６のようにＳ１と
Ｓ２の反転信号でＳ４とＳ６をオンし、Ｔ１とＴ２の反
転信号でＴ４とＴ６をオンする。さらに、その他の区間
においても同様な方法で、スイッチ素子を制御する。
【００１３】一方、出力側のスイッチ素子は出力指令波
形Ｕ，Ｖ，Ｗと同期して上アームの素子Ｕ３，Ｖ３，Ｗ
３のうち必ず１つがオンし、かつ、下アームの素子Ｕ
６，Ｖ６，Ｗ６のうち必ず１つがオンしているという条
件で決定され、また、負荷の力率が低い場合は、負荷電
圧と逆方向の電流が流れる経路を確保することが必要と
なる。ここで、例えばＲ１，Ｒ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｕ３，
Ｖ６がオンしており、Ｒ→ＬＲ→Ｒ１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ
３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ６→Ｓ４→ＬＳ→Ｓ→Ｒの
経路で入力ＲＳ間の電圧が出力線間ＵＶ間に印加されて
いるときに、出力電圧とは逆方向の電流はＵ２とＶ４を
オンすることによって、電圧とは逆の経路で環流させる
ことができる。よって、Ｕ２，Ｕ４，Ｖ２，Ｖ４，Ｗ
２，Ｗ４の制御信号はそれぞれＵ３，Ｕ６，Ｖ３，Ｖ
６，Ｗ３，Ｗ６と同様な信号で制御される。このような
手法により、入力線間電圧とリアルトル両端間の電圧の
和が出力線間電圧に印加され、入力電圧よりも高い電圧
を出力することができる。
形Ｕ，Ｖ，Ｗと同期して上アームの素子Ｕ３，Ｖ３，Ｗ
３のうち必ず１つがオンし、かつ、下アームの素子Ｕ
６，Ｖ６，Ｗ６のうち必ず１つがオンしているという条
件で決定され、また、負荷の力率が低い場合は、負荷電
圧と逆方向の電流が流れる経路を確保することが必要と
なる。ここで、例えばＲ１，Ｒ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｕ３，
Ｖ６がオンしており、Ｒ→ＬＲ→Ｒ１→Ｒ２→Ｕ２→Ｕ
３→Ｕ→Ｖ→Ｖ６→Ｖ４→Ｓ６→Ｓ４→ＬＳ→Ｓ→Ｒの
経路で入力ＲＳ間の電圧が出力線間ＵＶ間に印加されて
いるときに、出力電圧とは逆方向の電流はＵ２とＶ４を
オンすることによって、電圧とは逆の経路で環流させる
ことができる。よって、Ｕ２，Ｕ４，Ｖ２，Ｖ４，Ｗ
２，Ｗ４の制御信号はそれぞれＵ３，Ｕ６，Ｖ３，Ｖ
６，Ｗ３，Ｗ６と同様な信号で制御される。このような
手法により、入力線間電圧とリアルトル両端間の電圧の
和が出力線間電圧に印加され、入力電圧よりも高い電圧
を出力することができる。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、入力相と出力相にＡ
Ｃスイッチ回路を適宜配置するだけで、双方向スイッチ
を用いず、しかも構成を複雑化することなく、低力率負
荷にも適用でき、かつ、入力電圧よりも高い電圧を得る
ことができる、などの利点がもたらされる。
Ｃスイッチ回路を適宜配置するだけで、双方向スイッチ
を用いず、しかも構成を複雑化することなく、低力率負
荷にも適用でき、かつ、入力電圧よりも高い電圧を得る
ことができる、などの利点がもたらされる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図４】図３の動作説明図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図６】図５の動作説明図である。
【図７】従来例を示す回路図である。
Ｒ，Ｓ，Ｔ…入力相および入力相電圧、Ｕ，Ｖ，Ｗ…出
力相および出力指令波形、ＣＲ…キャリア信号、ＬＲ，
ＬＳ，ＬＴ…リアクトル、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５，Ｒ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ
３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ
５，Ｖ６，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６…スイ
ッチング素子またはダイオード若しくは制御パターン、
ＳＲ，ＳＳ，ＳＴ，ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ…スナバ回路、Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＴ
１，ＳＴ２，ＳＴ３…双方向スイッチ。
力相および出力指令波形、ＣＲ…キャリア信号、ＬＲ，
ＬＳ，ＬＴ…リアクトル、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５，Ｒ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ
３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ
５，Ｖ６，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６…スイ
ッチング素子またはダイオード若しくは制御パターン、
ＳＲ，ＳＳ，ＳＴ，ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ…スナバ回路、Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＴ
１，ＳＴ２，ＳＴ３…双方向スイッチ。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎ（任意の正の整数）相の交流入力を任
意の周波数のＭ（任意の正の整数）相の交流出力に変換
する直接周波数変換回路であって、 ２つのダイオードを直列接続した第１のダイオード直列
回路と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方
にのみスイッチング素子を逆並列に接続した第２，第３
のダイオード直列回路とを互いに並列接続してなる交流
スイッチ回路（ＡＣスイッチ回路）を交流入力側にＮ
個、直列接続された２つのダイオードのそれぞれにスイ
ッチング素子を逆並列に接続した第４のダイオード直列
回路と、直列接続された２つのダイオードのうちの一方
にのみスイッチング素子を逆並列に接続した第５，第６
のダイオード直列回路とを互いに並列接続してなるＡＣ
スイッチ回路を交流出力側にＭ個それぞれ設置し、 前記第１のダイオード直列回路のダイオード接続点には
入力相を、前記第４のダイオード直列回路のダイオード
接続点には出力相をそれぞれ接続し、 かつ、前記第２，第５のダイオード直列回路のダイオー
ド接続点同士を相互に接続し、さらに、第３と第６のダ
イオード直列回路のダイオード接続点同士を相互に接続
したことを特徴とする直接周波数変換回路。 - 【請求項２】 前記第１のダイオード直列回路の各ダイ
オードに、スイッチング素子を逆並列にそれぞれ接続
し、低力率負荷にも対応可能にしたことを特徴とする請
求項１に記載の直接周波数変換回路。 - 【請求項３】 前記第１のダイオード直列回路のダイオ
ード接続点と入力相間にリアクトルを接続し、入力電圧
よりも高い電圧を出力可能にしたことを特徴とする請求
項２に記載の直接周波数変換回路。
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|---|---|---|---|
| JP19532398A JP3698235B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 直接周波数変換回路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19532398A JP3698235B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 直接周波数変換回路 |
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|---|---|
| JP2000032757A true JP2000032757A (ja) | 2000-01-28 |
| JP3698235B2 JP3698235B2 (ja) | 2005-09-21 |
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ID=16339264
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP19532398A Expired - Lifetime JP3698235B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 直接周波数変換回路 |
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| JP (1) | JP3698235B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
- 1998-07-10 JP JP19532398A patent/JP3698235B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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