JP2000308360A - ソフトスイッチングインバータ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中点電位を必要とせずにスイッチング素子を必
要な自由度で切り換える。 【解決手段】アームａ，ｂ，ｃ及び補助アームｆをバッ
テリＢと並列に接続し、アームａ，ｂ，ｃの各中点を双
方向スイッチ及びコイルを介して補助アームｆの中点に
接続する。アームの中点電位がグラウンドレベルからバ
ッテリ電圧になるようにアームのスイッチング素子を切
り換えた後、補助アームの中点電位がバッテリ電圧から
グラウンドレベルになるように補助アームのスイッチン
グ素子を切り換え、コイル電流の回生が生じるように補
助アームを切り換えた後、コイル電流がゼロになったと
きに双方向スイッチを切り換える等によって切り換えを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソフトスイッチン
グインバータ回路に係り、特に、中点電位を必要とせ
ず、主電流回路と直列にスイッチを配置する必要がな
く、各アームの切り替え自由度を必要程度有し、かつコ
イルを１つのみ備え、中点電位の変動の除去及びインバ
ータ損失の低減を両立させたソフトスイッチングインバ
ータ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
ソフトスイッチングインバータ回路で、各アーム毎に切
り替えが可能かまたは切り替え可能に近い回路として、
図２に示す中点電位を利用した補助共振転流ポール型ソ
フトスイッチング回路が知られている（例えば、IEEE t
rans. indust. appl. vol.45，No.2 1998 p200）。

【０００３】このソフトスイッチング回路は、スイッチ
ングＳＷ、ダイオードＤ及びコンデンサＣからなる１対
の並列回路を直列接続して構成されると共に、直流から
変換される交流の相数分の個数設けられたアームを備え
ている。各アームの両端は直流電源Ｂに接続され、各ア
ームの中点は負荷であるモータＭに接続されると共に、
各々コイルＬ、及び一対のダイオードｄ及び一対のスイ
ッチＳを備えたスイッチ回路を介して直流電源Ｂの中点
に接続されている。

【０００４】しかしながら、上記中点電位を用いたイン
バータ回路では、直流電源Ｂの中点を用いた中点電位の
設定が必要であり、直流電源の中点電位に変動が生じた
場合に回路動作に問題が生じる。また、コイルＬが交流
の相数分必要であるので、コストが高くなると共にイン
バータ回路の容量が増大するという問題があった。な
お、直流電源に代えて容量が大きなコンデンサを用いて
中点電位を設定する場合も同様である。

【０００５】また、図３に示すように、双方向スイッチ
を用いたΔ型ソフトスイッチングインバータ回路も提案
されている。この回路は、各アームの中点同士をコイル
Ｌと双方向スイッチ１０を直列接続した直列回路で接続
している。また、各アームの中点には、モータＭが接続
されている。

【０００６】しかしながら、双方向スイッチを用いたΔ
型インバータ回路で３相モータＭを駆動した場合には、
制御に不必要な切り換えが生じることから制御が複雑化
するのみならず、損失の増大が生じるという問題があ
る。また、３相の場合コイルが３個必要であるので、コ
ストが高くなると共にコイルによってインバータ回路の
容量が増大するという問題がある。

【０００７】なお、他の回路構成のインバータ回路も存
在するが、共振電流の増大や主電流回路に直列にトラン
ジスタで構成されたスイッチング素子を配置することに
よる損失の増大が問題となる。

【０００８】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、中点電位を必要とせず、主電流回路と直列
にスイッチを配置する必要がなく、各アームの切り換え
自由度を必要程度有し、かつコイルを１つのみにするこ
とができるソフトスイッチンッグインバータ回路を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明ソフトスイッチングインバー
タ回路は、スイッチング素子、ダイオード及びコンデン
サからなる１対の並列回路を直列接続して直流電源に対
して並列に接続され、並列回路間の中点に負荷が接続さ
れると共に直流から変換される交流の相数に応じて配置
されたアームと、スイッチング素子及びダイオードで構
成され、各々の一端が各アームの中点に接続されかつ他
端が共通に接続された複数の双方向スイッチと、スイッ
チング素子、ダイオード及びコンデンサからなる１対の
並列回路を直列接続して構成されかつ前記アームと並列
に接続された単一の補助アームと、一端が双方向スイッ
チの共通接続部に接続されると共に他端が補助アームの
並列回路間の中点に接続された単一のコイルと、を含ん
で構成したものである。

【００１０】前記アームは、直流電源に対して並列に接
続されており、各アームの中点には、他端が共通に接続
された複数の双方向スイッチの一端が接続されている。
また、アームと並列に補助アームが接続されており、双
方向スイッチの共通接続部が単一のコイルを介して補助
アームの中点に接続されている。

【００１１】このため、直流電源の中点への接続がない
ので中点電位を必要とせず、また、主電流回路と直列に
スイッチを配置する必要がなく、各アームの切り換え自
由度を必要程度有し、かつコイルを１つのみにすること
ができる。

【００１２】また、請求項２記載の発明のように、前記
アームは、２つ配置されると共に、それぞれの並列回路
間の中点に３相負荷のうちの２相がそれぞれ接続され、
前記単一の補助アームは、直列に接続された１対の並列
回路間の中点に前記３相負荷の残りの１相が接続されて
いるようにしてもよい。

【００１３】請求項３記載の本発明ソフトスイッチング
インバータ回路は、スイッチング素子、ダイオード及び
コンデンサからなる１対の並列回路を直列接続して直流
電源に対して並列に接続され、並列回路間の中点に負荷
が接続されると共に直流から変換される交流の相数に応
じて配置されたアームと、スイッチング素子及びダイオ
ードを並列に接続した交流の相数と同数の第１の双方向
スイッチと、スイッチング素子及びダイオードを並列に
接続した単一の第２の双方向スイッチとを備え、各第１
の双方向スイッチのダイオードのアノードが前記各アー
ムの中点にそれぞれ接続され、各第１の双方向スイッチ
及び第２の双方向スイッチのダイオードのカソードが互
いに接続された双方向切換手段と、スイッチング素子、
ダイオード及びコンデンサからなる１対の並列回路を直
列接続して構成されかつ前記アームと並列に接続された
単一の補助アームと、一端が前記第２の双方向スイッチ
のダイオードのアノードに接続されると共に他端が補助
アームの並列回路間の中点に接続された単一のコイル
と、を含んで構成したものである。

【００１４】本発明の双方向切換手段は、第２の双方向
スイッチのスイッチング素子をオンにするだけで、各ア
ームの中点の電流を、各第１の双方向スイッチを介して
補助アームに流す。

【００１５】このため、本発明では、負荷の各相に対す
る所定のスイッチング動作を同時に行うことができ、こ
の結果インバータ損失を低減し、さらに回路構成を簡易
にすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明のソ
フトスイッチングインバータ回路の実施の形態について
詳細に説明する。

【００１７】本実施の形態は、３相のインバータ回路に
本発明を適用したもので、図１に示すように、直流電源
であるバッテリに対して並列に接続された３つのアーム
ａ，ｂ，ｃを備えている。

【００１８】アームａは、トランジスタで構成されたス
イッチング素子Ｓｗ１、ダイオードＤ１及びコンデンサ
Ｃ１を並列接続して構成された並列回路と、トランジス
タで構成されたスイッチング素子Ｓｗ２、ダイオードＤ
２及びコンデンサＣ２を並列接続して構成された並列回
路と、を直列接続して構成されている。同様に、アーム
ｂは、トランジスタで構成されたスイッチング素子Ｓｗ
３、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ３を並列接続して
構成された並列回路と、トランジスタで構成されたスイ
ッチング素子Ｓｗ４、ダイオードＤ４及びコンデンサＣ
４を並列接続して構成された並列回と、を直列接続して
構成され、アームｃは、トランジスタで構成されたスイ
ッチング素子Ｓｗ５、ダイオードＤ５及びコンデンサＣ
５を並列接続して構成された並列回路と、トランジスタ
で構成されたスイッチング素子Ｓｗ６、ダイオードＤ６
及びコンデンサＣ６を並列接続して構成された並列回路
と、を直列接続して構成されている。

【００１９】アームａの中点は、トランジスタで構成さ
れたスイッチング素子Ｓｗ７，Ｓｗ８及びダイオードＤ
７，Ｄ８で構成された双方向スイッチを介して単一のコ
イルＬａの一端に接続され、アームｂの中点は、トラン
ジスタで構成されたスイッチング素子Ｓｗ９，Ｓｗ１０
及びダイオードＤ９，Ｄ１０で構成された双方向スイッ
チを介してコイルＬａの一端に接続され，アームｃの中
点は、トランジスタで構成されたスイッチング素子Ｓｗ
１１，Ｓｗ１２及びダイオードＤ１１，Ｄ１２で構成さ
れた双方向スイッチを介してコイルＬａの一端に接続さ
れている。これによって、双方向スイッチは、一端がア
ームの中点の各々に接続され、かつ他端が共通接続され
る。また、各アームａ，ｂ，ｃの中点には負荷であるモ
ータＭが接続されている。

【００２０】また、アームａ，ｂ，ｃに対して並列に、
トランジスタで構成されたスイッチング素子Ｓｗ１３、
ダイオードＤ１３及びコンデンサＣ７を並列接続して構
成された並列回路と、トランジスタで構成されたスイッ
チング素子Ｓｗ１４、ダイオードＤ１４及びコンデンサ
Ｃ８を並列接続して構成された並列回路と、を直列接続
して構成された単一の補助アームｆが接続されている。
コイルＬａの他端は、補助アームｆの中点に接続されて
いる。

【００２１】各スイッチング素子Ｓｗ１〜Ｓｗ１４は、
オンオフ可能に制御回路１２に接続されている。また、
アームａ，ｂ，ｃに対して並列にバッテリＶｂａｔｔが
接続されている。上記のように、本実施の形態では中点
電位は設けられていないので、中点電位の変動による影
響を受けることはない。また、コイルＬａ及び補助アー
ムｆの数は１つであるため、コスト高になることはな
く、インバータ容量の小型化を図ることができる。

【００２２】本実施の形態では、各アームをアーム毎に
自由に切り換えることができないため、中点電位を用い
る構造の従来のインバータ回路と比較して切り換え自由
度は低下する。しかしながら、実際の制御は図４に示す
三角形の３頂点を時間制御で切り換える方法で実質的に
従来のインバータ回路と同じ制御で切り換えることがで
き、双方向スイッチを用いた従来のΔ型と比較すると切
り換え回数の大幅な低減が可能となる。

【００２３】以下、３相の場合の制御回路１２による切
り換え制御方法について説明する。

【００２４】本実施の形態では、各アームを自由に切り
換えることができないため、３相のベクトル制御方法と
しては図４に示す三角形の３頂点を切り換える方法とな
る。なお、図４では高圧側を１、グランド側を０で表示
してある。この方法は、三角波比較ＰＷＭ方式と同じか
または近い制御方法となる。具体的な切り換え方法の一
例は、（０，０，０）、（１，１，０）、（０，０，
０）、（１，０，０）、（０，０，０）の順の切り換え
制御方法となるが、実際には全ての三角形が使用されて
切り換えられる。従って、（０，０，０）あるいは
（１，１，１）を基準とした切り換え制御方法となる
が、通常は（０，０，０）を基準とした制御になる。

【００２５】従って、切り換え方法としては、（０，
０，０）、（１，１，０）、（０，０，０）のような２
端子の切り換え、または（０，０，０）、（１，０，
０）、（０，０，０）のような１端子の切り換えの組み
合わせになる。なお、切り換え開始時には補助アームｆ
の中点電位ＶｄはＶｂａｔｔとしておく。

【００２６】次に、１端子を切り換える場合について具
体的に説明する。切り換えアームをスイッチング素子Ｓ
ｗ２がオンになっているアームａとすると、まず、双方
向スイッチのスイッチング素子Ｓｗ７をオンにして、電
位Ｖｄ（＝Ｖｂａｔｔ）の補助アームｆの中点からコイ
ルＬａを介して電流を流す。ただし、コイルＬａに流れ
る電流ｉＬａは、補助アームｆの中点からスイッチング
素子Ｓｗ７へ流れる方向を正とする。

【００２７】基準電流をΔＩ（＞０），アームａに流れ
る電流をｉａとして、ｉＬａ＞ΔＩかつｉＬａ＞ｉａに
なったときにアームａのスイッチング素子Ｓｗ２をオフ
する。すると、アームａの中点電位Ｖａは、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２が充放電することにより、グラウンドレベル
から上昇を開始し、バッテリＢの電圧Ｖｂａｔｔと同じ
になる。そこで、補助アームｆのスイッチング素子Ｓｗ
１３をオフにすると、コイルＬａに流れる電流ｉＬａに
よりコンデンサＣ７，Ｃ８が充放電することにより、補
助アームｆの中点電位Ｖｄは、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔ
から下降を開始し、グラウンドレベルになる。そこで、
補助アームｆのスイッチング素子Ｓｗ１４をオンにする
と、コイル電流の回生が始まる。そして、コイル電流が
ゼロになるとダイオードＤ７が逆バイアスされるので、
スイッチング素子Ｓｗ７をオフにする。これによって、
（０，０，０）から（１，０，０）への切り換えが終了
する。

【００２８】（０，０，０）から（１，０，０）への切
り換えが終了した状態で、必要な時間保持した後、
（１，０，０）から（０，０，０）への切り換えを行
う。

【００２９】次に、（１，０，０）から（０，０，０）
への切り換えについて具体的に説明する。スイッチング
素子Ｓｗ８をオンし、アームａの中点からスイッチング
素子Ｓｗ８及びコイルＬａを介してマイナス方向の電流
ｉＬａの通電を開始し、−ｉＬａ＞ΔＩかつ−ｉＬａ＋
ｉａ＞０となったときにスイッチング素子Ｓｗ１をオフ
にする。これによって、コイルに流れる電流によりコン
デンサＣ１，Ｃ２の充放電が生じ、アームａの中点の電
位Ｖａがバッテリ電圧Ｖｂａｔｔから下降を開始し、グ
ラウンドレベルになる。そこで、スイッチング素子Ｓｗ
２をオンにし、続いて補助アームｆのスイッチング素子
Ｓｗ１４をオフにすると、補助アームｆの中点電位Ｖｄ
はグランドレベルから上昇を開始しバッテリ電圧Ｖｂａ
ｔｔに達する。そこで、スイッチング素子Ｓｗ１３をオ
ンにし回生によりコイルＬａに流れる電流ｉＬａがゼロ
になるまで待つ。コイル電流ｉＬａがゼロになるとダイ
オードＤ８が逆バイアスされるので、スイッチング素子
Ｓｗ８をオフにする。これによって、（１，０，０）か
ら（０，０，０）への切り換えが終了する。

【００３０】以上によって、（０，０，０），（１，
０，０），（０，０，０）の切り換えが順に行われる。

【００３１】次に、２端子を切り換える場合について図
５〜図９を参照して具体的に説明する。まず、（０，
０，０）から（１，１，０）へ切り換える場合について
説明する。まず、スイッチング素子Ｓｗ７及びスイッチ
ング素子Ｓｗ９をオンにした図５の状態から、ｉＬａ＞
ΔＩかつｉＬａ＞ｉａ＋ｉｂ（ｉｂはアームｂを流れる
電流である）を満足したときに図６に示すように、スイ
ッチング素子Ｓｗ２及びスイッチング素子Ｓｗ４をオフ
にする。なお、δＩ＞０としてｉａ＜−δＩまたはｉｂ
＜−δＩの場合にはｉＬａ＞ΔＩかつｉＬａ＞ｉａ及び
ｉＬａ＞ｉｂを満足したときに、スイッチング素子Ｓｗ
２及びスイッチング素子Ｓｗ４をオフにする。

【００３２】そうすると、アームａの中点電位Ｖａは、
コンデンサＣ１，Ｃ２が充放電することにより、また、
アームｂの中点電位Ｖｂは、コンデンサＣ３，Ｃ４が充
放電することにより、グラウンドレベルから上昇を開始
し、各々バッテリ電圧Ｖｂａｔｔと同じになる。そこ
で、中点電位Ｖａ，Ｖｂがバッテリ電圧Ｖｂａｔｔにな
った時点で、図７に示すようにアームａのスイッチング
素子Ｓｗ１及びアームｂのスイッチング素子Ｓｗ３を各
々オンにする。

【００３３】上記の状態で補助アームｆのスイッチング
素子Ｓｗ１３をオフにすると、コイルＬａに流れる電流
ｉＬａによりコンデンサＣ７，Ｃ８が充放電することに
より、補助アームｆの中点電位Ｖｄは、バッテリ電圧Ｖ
ｂａｔｔから下降を開始し、グラウンドレベルになる。
そこで、補助アームｆのスイッチング素子Ｓｗ１４をオ
ンにすると、図８に示すようにコイル電流ｉＬａの回生
が始まる。そして、コイル電流がゼロになるとダイオー
ドＤ７，Ｄ９が逆バイアスされるので、図９に示すよう
にスイッチング素子Ｓｗ７，Ｓｗ９をオフにする。これ
によって、（０，０，０）から（１，１，０）への切り
換えが終了する。

【００３４】次に、（１，１，０）から（０，０，０）
へ切り換える場合について説明する。まず、スイッチン
グ素子Ｓｗ８及びスイッチング素子Ｓｗ１０をオンに
し、−ｉＬａ＞ΔＩかつ−ｉＬａ−ｉａ−ｉｂ＞０を満
足したときに、スイッチング素子Ｓｗ１及びスイッチン
グ素子Ｓｗ３をオフにする。なお、ｉａ＞δＩまたはｉ
ｂ＞δＩの場合には−ｉＬａ＞ΔＩかつ−ｉＬａ−ｉａ
＞０及び−ｉＬａ＋ｉｂ＞０を満足したときに、スイッ
チング素子Ｓｗ１及びスイッチング素子Ｓｗ３をオフに
する。

【００３５】そうすると、アームａの中点電位Ｖａ及び
アームｂの中点電位Ｖｂは、各々バッテリ電圧Ｖｂａｔ
ｔから下降しグラウンドレベルになるので、グラウンド
レベルになったところでスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ
４を各々オンにする。

【００３６】上記の状態で補助アームｆのスイッチング
素子Ｓｗ１４をオフにすると、コイルＬａに流れる電流
ｉＬａによりコンデンサＣ７，Ｃ８が充放電することに
より、補助アームｆの中点電位Ｖｄは、グラウンドレベ
ルから上昇を開始し、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔになる。
そこで、補助アームｆのスイッチング素子Ｓｗ１３をオ
ンにすると、コイル電流の回生が始まる。そして、コイ
ル電流がゼロになるとダイオードＤ８，Ｄ１０が逆バイ
アスされるので、スイッチング素子Ｓｗ８，Ｓｗ１０を
オフにする。これによって、（１，１，０）から（０，
０，０）への切り換えが終了する。

【００３７】以上は（０，０，０）、（１，０，０）、
（１，１，０）の切り換えについて説明したが、他の三
角形の頂点の場合にも同じように切り換えが可能とな
り、このような電圧ベクトルの制御により３相モータの
制御が可能となる。

【００３８】なお、前述のソフトスイッチングインバー
タ回路は、各アームに対して同一の機能を有する素子を
１つにまとめることによって、例えば図１０に示すよう
に、簡単な回路構成にしてもよい。具体的には、スイッ
チング素子Ｓｗ８、Ｓｗ１０、Ｓｗ１２をスイッチング
素子Ｓｗａとして１つにまとめ、さらに、ダイオードＤ
７、Ｄ９、Ｄ１１をダイオードＤａとして１つにまとめ
ている。

【００３９】このとき、ダイオードＤａとスイッチング
素子Ｓｗａは、第２の双方向スイッチとして、並列に接
続される。また、スイッチング素子Ｓｗ７とダイオード
Ｄ８、スイッチング素子Ｓｗ９とダイオードＤ１０、ス
イッチング素子Ｓｗ１１とダイオードＤ１２は、第１の
双方向スイッチとして、それぞれ並列に接続される。

【００４０】ダイオードＤ８、Ｄ１０、Ｄ１２のカソー
ドは、ダイオードＤａのカソードに接続される。ダイオ
ードＤ８、Ｄ１０、Ｄ１２のアノードは、それぞれアー
ムａ、アームｂ、アームｃの中点に接続される。一方、
ダイオードＤａのアノードは、コイルＬａに接続され
る。

【００４１】このような構成により、前記ソフトスイッ
チングインバータ回路は、スイッチング素子Ｓｗａをオ
ンするだけで、スイッチング素子Ｓｗ８、Ｓｗ１０、Ｓ
ｗ１２を同時にオンするのと同様の効果を得ることがで
きる。すなわち、各アームの中点を電位を、同時に一括
して高圧側からグランド側に切り換えることができる。
なお、このスイッチング素子Ｓｗａをオンする動作は、
（０、０、０）ベクトルに切り換える際の基本動作であ
る。

【００４２】この結果、各アームの中点電位を高圧側か
らグランド側に切り換える際において、各スイッチング
素子Ｓｗの切換タイミングのずれによって補助アームｆ
にインバータ損失が生じるのを防止することができる。
さらに、簡単な回路構成にすることによって、コストを
抑制することもできる。

【００４３】なお、上記では、３相モータの切り換えに
ついて説明したが、本発明は２相、４相の場合もアーム
の数の調整のみで、対応することができる。

【００４４】２相の場合のインバータ回路は、図１１に
示すように、３相の場合のインバータ回路から、アーム
及び双方向スイッチを１つずつ除去して（例えば、アー
ムｃ、及びスイッチング素子Ｓｗ１１，Ｓｗ１２とダイ
オードＤ１１，１２とからなる双方向スイッチ）、アー
ム及び双方向スイッチを２つとし、各アームの中点を双
方向スイッチを介してコイルＬａに接続したものであ
る。

【００４５】このようなソフトスイッチングインバータ
回路は、２相の場合のときに用いるのが好ましいが、補
助アームｆを主アームとして使用すれば３相の場合にも
用いることができる。この場合、３相負荷のうちの２相
についてはそれぞれ各アームの中点に接続し、３相負荷
のうちの残りの１相については補助アームｆの中点に接
続すればよい。このとき、図１２に示すような電圧ベク
トル間で切り換えをすることができる。つまり、すべて
の電圧ベクトルをとることが可能であることから、３相
負荷にも適用することができる。

【００４６】なお、このソフトスイッチングインバータ
回路は、（０、０、０）ベクトルを利用するための制御
をすることが難しくなるものの、回路の構成要素を減少
させるだけでなく、特に軽負荷時に（０、１、０）→
（０、０，１）→（１、０、０）及び（１、０、０）→
（０、０，１）→（０、０，１）の制御を行うことがで
きる。すなわち、このような制御の際には、切り換えを
２回で済ましていることから、軽負荷時のインバータ損
失を低減することができる。

【００４７】また、４相の場合のインバータ回路は、図
１３に示すように、３相の場合のインバータ回路にスイ
ッチング素子Ｓｗ１５，Ｓｗ１６、ダイオードＤ１５，
１６、及びコンデンサＣ９，１０からなるアーム、及び
スイッチング素子Ｓｗ１７，Ｓｗ１８、及びダイオード
Ｄ１７，１８からなる双方向スイッチを１つずつ追加し
てアーム及び双方向スイッチを交流の相数に相当する４
つとし、各アームの中点を双方向スイッチを介してコイ
ルＬａに接続したものである。

【００４８】なお、５相以上の場合も相数と同数のアー
ム及び双方向スイッチを設けるようにすればよい。な
お、用途により双方向スイッチを、双方向サイリスタを
用いて１素子として構成してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明ソフトスイッチングインバータ回路によれば、中点
電位を必要とせず、主電流回路と直列にスイッチを配置
する必要がなく、各アームの切り換え自由度を必要程度
有し、かつコイルを１つのみにすることができるという
効果が得られる。

【００５０】請求項２記載の本発明ソフトスイッチング
インバータ回路によれば、アームを２つ配置すると共
に、各アームの並列回路間の中点に３相負荷のうちの２
相がそれぞれ接続され、単一の補助アームにおいて１対
の並列回路間の中点に前記３相負荷の残りの１相が接続
したので、電圧ベクトルの切り換えを簡単に行い、軽負
荷時のインバータ損失を軽減するという効果が得られ
る。

【００５１】請求項３記載の本発明ソフトスイッチング
インバータ回路によれば、第２の双方向スイッチによっ
て負荷の各相に対する所定のスイッチング動作を同時に
行うことができたので、インバータ損失を低減し、さら
に回路構成を簡易にしてコストを削減するという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の回路図である。

【図２】従来の中点を用いた補助共振転流ポール型イン
バータ回路の回路図である。

【図３】従来の双方向Δ型インバータ回路の回路図であ
る。

【図４】上記実施の形態の三角波比較ＰＷＭにおけるベ
クトル制御点の説明図である。

【図５】２端子を切り換える場合の説明図である。

【図６】２端子を切り換える場合の説明図である。

【図７】２端子を切り換える場合の説明図である。

【図８】２端子を切り換える場合の説明図である。

【図９】２端子を切り換える場合の説明図である。

【図１０】ソフトスイッチングインバータ回路の他の構
成を示す回路図である。

【図１１】本発明の実施の形態の２相の場合の回路図で
ある。

【図１２】２相の場合のソフトスイッチングインバータ
回路を３相負荷に対応させて使用したときの電圧ベクト
ルを示す図である。

【図１３】本発明の実施の形態の４相の場合の回路図で
ある。

【符号の説明】

Ｓｗ１〜Ｓｗ１８ スイッチング素子 Ｄ１〜Ｄ１８ ダイオード Ｃ１〜Ｃ１６ コンデンサ Ｌ、Ｌa コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング素子、ダイオード及びコンデ
   ンサからなる１対の並列回路を直列接続して直流電源に
   対して並列に接続され、並列回路間の中点に負荷が接続
   されると共に直流から変換される交流の相数に応じて配
   置されたアームと、 スイッチング素子及びダイオードで構成され、各々の一
   端が各アームの中点に接続されかつ他端が共通に接続さ
   れた複数の双方向スイッチと、 スイッチング素子、ダイオード及びコンデンサからなる
   １対の並列回路を直列接続して構成されかつ前記アーム
   と並列に接続された単一の補助アームと、 一端が双方向スイッチの共通接続部に接続されると共に
   他端が補助アームの並列回路間の中点に接続された単一
   のコイルと、 を含むソフトスイッチングインバータ回路。
2. 【請求項２】 前記アームは、２つ配置されると共に、
   それぞれの並列回路間の中点に３相負荷のうちの２相が
   それぞれ接続され、 前記単一の補助アームは、直列に接続された１対の並列
   回路間の中点に前記３相負荷の残りの１相が接続されて
   いる請求項１記載のソフトスイッチングインバータ回
   路。
3. 【請求項３】 スイッチング素子、ダイオード及びコン
   デンサからなる１対の並列回路を直列接続して直流電源
   に対して並列に接続され、並列回路間の中点に負荷が接
   続されると共に直流から変換される交流の相数に応じて
   配置されたアームと、 スイッチング素子及びダイオードを並列に接続した交流
   の相数と同数の第１の双方向スイッチと、スイッチング
   素子及びダイオードを並列に接続した単一の第２の双方
   向スイッチとを備え、各第１の双方向スイッチのダイオ
   ードのアノードが前記各アームの中点にそれぞれ接続さ
   れ、各第１の双方向スイッチ及び第２の双方向スイッチ
   のダイオードのカソードが互いに接続された双方向切換
   手段と、 スイッチング素子、ダイオード及びコンデンサからなる
   １対の並列回路を直列接続して構成されかつ前記アーム
   と並列に接続された単一の補助アームと、 一端が前記第２の双方向スイッチのダイオードのアノー
   ドに接続されると共に他端が補助アームの並列回路間の
   中点に接続された単一のコイルと、 を含むソフトスイッチングインバータ回路。