JP2001069767A - Three-phase half-bridge inverter circuit - Google Patents

Three-phase half-bridge inverter circuit

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JP2001069767A
JP2001069767A JP24631799A JP24631799A JP2001069767A JP 2001069767 A JP2001069767 A JP 2001069767A JP 24631799 A JP24631799 A JP 24631799A JP 24631799 A JP24631799 A JP 24631799A JP 2001069767 A JP2001069767 A JP 2001069767A
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switching element
choke coil
circuit
diode
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Masao Yamanaka
雅雄 山中
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Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To balance the voltages impressed upon capacitors with each other by connecting a fifth switching element between the junction of the second winding of a choke coil with a second diode and the other end of a DC power source in a three-phase half-bridge type inverter circuit. SOLUTION: In a three-phase half-bridge inverter circuit, a fifth switching element T5 is connected between the junction of the second winding L2 of a choke coil L with a second diode D2 and the other end 12 of a DC power source 1. When the switching element T5 is turned on, a current flows from one end 11 to the other end 12 of the power source 1 through the second winding L2 of the choke coil L and fifth switching element T5 and energy is stored in the coil L. When the element T5 is turned off, on the other hand, the energy stored in the choke coil L is discharged, but, when VC1>VC2, the energy is shifted from the coil L to a second capacitor C2. When VC1<VC2, the energy is shifted to a first capacitor C1. Therefore, the voltages impressed upon the first and second capacitors C1 and C2 can be balanced with each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は三相ハーフブリッジ
形インバータ回路に関するもので、さらに詳しく言え
ば、直流電圧の昇圧手段が介挿され、これによって直流
電圧を昇圧するとともに、直列接続された第1、第2の
コンデンサに印加される電圧をバランスさせることがで
き、直流電力から三相交流電力への変換と三相交流電力
から直流電力への変換が行える双方向性の機能を有した
三相ハーフブリッジ形インバータ回路に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-phase half-bridge type inverter circuit, and more specifically, to a DC voltage boosting means interposed therebetween, thereby boosting a DC voltage and connecting the DC voltage in series. 1. A bidirectional function that can balance the voltage applied to the second capacitor and convert DC power to three-phase AC power and three-phase AC power to DC power. The present invention relates to a half-bridge type inverter circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハーフブリッジ形インバータ回路は、直
流電源と、第1、第2のコンデンサの直列接続回路と、
第1、第2のスイッチング素子の直列接続回路とを備
え、前記第1、第2のコンデンサの直列接続点と第1、
第2のスイッチング素子の直列接続点との間に負荷が接
続されてなるもので、フルブリッジ形インバータ回路に
比べてスイッチング素子の数が半分であるという長所が
あるため、交流出力電圧のピーク値の2倍以上の高い直
流電源電圧が入力されるインバータ回路に広く用いら
れ、近年はこれらの長所を生かして三相出力を得るもの
にも用いられるようになってきている。
2. Description of the Related Art A half-bridge type inverter circuit includes a DC power supply, a series connection circuit of first and second capacitors,
A series connection circuit of first and second switching elements, and a series connection point of the first and second capacitors,
A load is connected between the second switching element and the series connection point, and has an advantage that the number of switching elements is half that of a full-bridge inverter circuit. It has been widely used in inverter circuits to which a DC power supply voltage twice or more than that of the above is input, and in recent years, it has been used also as a circuit for obtaining a three-phase output by taking advantage of these advantages.

【0003】上記した三相ハーフブリッジ形インバータ
回路では、低い直流電源電圧が入力されるインバータ回
路の場合でも、この直流電源電圧を昇圧する昇圧手段を
介挿し、インバータ回路には前記昇圧手段によって昇圧
された直流電力を入力することにより、インバータ回路
を構成するスイッチング素子に流れる電流を低減し、ス
イッチング素子を小型化したり、配線材料を細くすると
いったことが行われている。
In the above-described three-phase half-bridge type inverter circuit, even in the case of an inverter circuit to which a low DC power supply voltage is input, a boosting means for boosting the DC power supply voltage is interposed, and the inverter circuit is boosted by the boosting means. By inputting the obtained DC power, a current flowing through a switching element included in an inverter circuit is reduced, the switching element is reduced in size, and a wiring material is thinned.

【0004】このような昇圧手段が介挿された三相ハー
フブリッジ形インバータ回路では、直流電圧を、得よう
とする交流電圧のピーク値の2倍以上に昇圧する必要が
あり、従来は図5に示したような昇圧チョッパ回路が介
挿されていた。
In a three-phase half-bridge type inverter circuit in which such boosting means is interposed, it is necessary to boost the DC voltage to at least twice the peak value of the AC voltage to be obtained. The boost chopper circuit as shown in FIG.

【0005】図5に示した昇圧チョッパ回路は、直流電
源1の一端11と他端12との間にチョークコイルL0
とスイッチング素子T0 との直列回路を接続し、このチ
ョークコイルL0 とスイッチング素子T0 との直列接続
点をダイオードD0 を介してインバータ回路3の一方の
入力端子31(第1のコンデンサC1 の一端)に接続す
るとともに、前記直流電源1の他端12をインバータ回
路3の他方の入力端子32(第2のコンデンサC2 の他
端)に接続してなる。なお、2はリップル吸収用のコン
デンサである。
The boost chopper circuit shown in FIG. 5 includes a choke coil L 0 between one end 11 and the other end 12 of the DC power supply 1.
And connecting a series circuit of a switching element T 0, one input terminal 31 of the inverter circuit 3 a series connection point between the choke coil L 0 and the switching element T 0 through the diode D 0 (first capacitor C as well as connected to one end) formed by connecting the other end 12 of the DC power source 1 to the other input terminal 32 of the inverter circuit 3 (second end of the capacitor C 2). Reference numeral 2 denotes a capacitor for absorbing ripple.

【0006】そして、前記インバータ回路3は、第1の
コンデンサC1 と第2のコンデンサC2 との第1の直列
接続回路と第1のスイッチング素子T1 と第2のスイッ
チング素子T2 との第2の直列接続回路と第3のスイッ
チング素子T3 と第4のスイッチング素子T4 との第3
の直列接続回路とを並列に接続し、前記第1のコンデン
サC1 と第2のコンデンサC2 との直列接続点を三相の
S相とし、前記第1のスイッチング素子T1 と第2のス
イッチング素子T2 との直列接続点をフィルタ回路4の
リアクトルL41を介して三相のR相とし、前記第3のス
イッチング素子T3 と第4のスイッチング素子T4 との
直列接続点をフィルタ回路4のリアクトルL42を介して
三相のT相として負荷5に接続した三相ハーフブリッジ
形で、リアクトルL41の出力側とS相との間にフィルタ
回路4のコンデンサC41を接続し、リアクトルL42の出
力側とS相との間にフィルタ回路4のコンデンサC42
接続した構成である。なお、このようなインバータ回路
3および前述した昇圧チョッパ回路は公知であるので、
その動作の説明は省略する。
The inverter circuit 3 comprises a first series connection circuit of a first capacitor C 1 and a second capacitor C 2 and a first switching element T 1 and a second switching element T 2 . The third connection between the second series connection circuit, the third switching element T 3 and the fourth switching element T 4
Are connected in parallel with each other, and the series connection point of the first capacitor C 1 and the second capacitor C 2 is set to a three-phase S phase, and the first switching element T 1 and the second switching element T 2 and the series connection point of the filter circuit 4 of the reactor L of 41 via a three-phase R phase city, the third filter a series connection point of the switching element T 3 and fourth switching element T 4 in the three-phase half-bridge type connected as T phase of the three-phase through the reactor L 42 to the load 5 of the circuit 4, and a capacitor C 41 of the filter circuit 4 between the output side and the S-phase of the reactor L 41 a configuration in which a capacitor C 42 of the filter circuit 4 between the output side and the S-phase of the reactor L 42. Since such an inverter circuit 3 and the aforementioned boost chopper circuit are known,
The description of the operation is omitted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したインバータ回
路3では、負荷5が不平衡成分を有すると、第1のコン
デンサC1 と第2のコンデンサC2 とに印加される電圧
がアンバランスになり、電圧が小さくなった側からの出
力電圧がピーク値に達しなくなるという問題があった。
In the inverter circuit 3 and the [SUMMARY OF THE INVENTION], the load 5 has unbalanced components, the voltage applied to the first capacitor C 1 and the second capacitor C 2 becomes unbalanced However, there has been a problem that the output voltage from the side where the voltage has decreased does not reach the peak value.

【0008】このような問題を解決するために、従来
は、第1のコンデンサC1 と第2のコンデンサC2 に、
それぞれダミー抵抗を並列に接続し、ダミー抵抗に印加
される電圧とダミー抵抗による損失とを釣り合わせるこ
とによって電圧のアンバランスを解消していたが、常に
ダミー抵抗による損失が発生しており、しかもこの損失
は電圧のアンバランスが大きい場合や第1のコンデンサ
1 と第2のコンデンサC2 に印加される電圧が大きい
場合に大きくなるため、このような用途に用いると、変
換効率の低下の原因になって好ましくなかった。
In order to solve such a problem, conventionally, a first capacitor C 1 and a second capacitor C 2 have
The dummy resistors were connected in parallel, and the voltage imbalance was eliminated by balancing the voltage applied to the dummy resistors with the loss caused by the dummy resistors. since this loss is larger when the voltage applied first and if the unbalance voltage larger first capacitor C 1 and the second capacitor C 2 large, when used in such applications, the lowering of conversion efficiency It was not preferable because of the cause.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、直流電源と、第1のコンデ
ンサの他端を第2のコンデンサの一端に接続した第1の
直列接続回路と、第1のスイッチング素子の他端を第2
のスイッチング素子の一端に接続した第2の直列接続回
路と、第3のスイッチング素子の他端を第4のスイッチ
ング素子の一端に接続した第3の直列接続回路とを備
え、前記第1のコンデンサの一端、第1のスイッチング
素子の一端および第3のスイッチング素子の一端が互い
に接続されるとともに、前記第2のコンデンサの他端、
第2のスイッチング素子の他端および第4のスイッチン
グ素子の他端が互いに接続され、前記第1、第2、第3
の直列接続回路の各直列接続点から三相の各相の出力を
得るようにした三相ハーフブリッジ形インバータ回路で
あって、前記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの
直列接続点にセンタータップが接続されたチョークコイ
ルを有し、このチョークコイルの第1巻線が第1のダイ
オードを介して前記第2のコンデンサの他端に接続され
るとともに第2巻線が第2のダイオードを介して前記第
1のコンデンサの一端に接続され、前記直流電源の一端
が前記チョークコイルのセンタータップに接続され、前
記チョークコイルの第2巻線と第2のダイオードとの接
続点と前記直流電源の他端との間に第5のスイッチング
素子が接続されたことを特徴とするものであり、これに
より、負荷5が不平衡成分を有していて第1のコンデン
サと第2のコンデンサに印加される電圧のアンバランス
が大きくなることが考えられる場合やハーフブリッジ形
インバータ回路の入力電圧が高くて第1のコンデンサと
第2のコンデンサに印加される電圧が大きい場合であっ
ても、変換効率を低下させずに第1のコンデンサと第2
のコンデンサに印加される電圧をバランスさせることが
できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC power supply and a first series connection in which the other end of the first capacitor is connected to one end of a second capacitor. Circuit and the other end of the first switching element to the second
A second series connection circuit connected to one end of the first switching element; and a third series connection circuit connected to the other end of the third switching element to one end of the fourth switching element. , One end of the first switching element and one end of the third switching element are connected to each other, and the other end of the second capacitor,
The other end of the second switching element and the other end of the fourth switching element are connected to each other, and the first, second, and third switching elements are connected to each other.
A three-phase half-bridge type inverter circuit configured to obtain an output of each of the three phases from each series connection point of the series connection circuit, wherein a center connection point is provided between the series connection point of the first capacitor and the second capacitor. A choke coil having a tap connected thereto, a first winding of the choke coil being connected to the other end of the second capacitor via a first diode, and a second winding connecting a second diode; One end of the DC power supply is connected to a center tap of the choke coil, a connection point between a second winding of the choke coil and a second diode, and the DC power supply. A fifth switching element is connected between the first capacitor and the second capacitor, so that the load 5 has an unbalanced component and has a first capacitor and a second capacitor. Even when it is conceivable that the imbalance of the voltage applied to the first and second capacitors is large, or when the input voltage of the half-bridge type inverter circuit is high and the voltage applied to the first and second capacitors is large. The first capacitor and the second capacitor without lowering the conversion efficiency.
Can be balanced.

【0010】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の三相ハーフブリッジ形インバータ回路において、前
記第1のコンデンサと第2のコンデンサとの直列接続点
にセンタータップが接続されたチョークコイルを有し、
このチョークコイルの第1巻線が第1のダイオードと第
1のトランジスタとの第1の並列接続回路を介して前記
第2のコンデンサの他端に接続されるとともに第2巻線
が第2のダイオードと第2のトランジスタとの第2の並
列接続回路を介して前記第1のコンデンサの一端に接続
され、前記直流電源の一端が前記チョークコイルのセン
タータップに接続され、前記チョークコイルの第2巻線
と第2の並列接続回路との接続点と前記直流電源の他端
との間に第3のダイオードと第3のトランジスタとの第
3の並列接続回路が接続されたことを特徴とするもので
あり、これにより、第1のコンデンサに印加される電圧
と第2のコンデンサに印加される電圧をバランスさせる
ことができるとともに、該インバータ回路に、直流電力
から三相交流電力への変換と三相交流電力から直流電力
への変換が行える双方向性の機能を持たせることができ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the three-phase half-bridge inverter circuit according to the first aspect, wherein a center tap is connected to a series connection point of the first capacitor and the second capacitor. Having a coil,
A first winding of the choke coil is connected to the other end of the second capacitor via a first parallel connection circuit of a first diode and a first transistor, and a second winding is connected to a second winding of the second capacitor. One end of the DC power supply is connected to one end of the first capacitor through a second parallel connection circuit of a diode and a second transistor, and one end of the DC power supply is connected to a center tap of the choke coil. A third parallel connection circuit of a third diode and a third transistor is connected between a connection point between the winding and the second parallel connection circuit and the other end of the DC power supply. With this, the voltage applied to the first capacitor and the voltage applied to the second capacitor can be balanced, and the inverter circuit can convert the DC power to the three-phase AC power. You can have the conversion and bidirectional function capable of performing conversion into DC power from three-phase AC power.

【0011】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の三相ハーフブリッジ形インバータ回路にお
いて、直流電源が蓄電池であり、この蓄電池の電圧を検
出する電圧検出回路にホトモス回路を介挿したことを特
徴とするものであり、これにより、蓄電池の電圧を検出
する必要がない場合に電圧検出回路を切り離すことがで
きるので、蓄電池の不必要な放電を防止することができ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the three-phase half-bridge inverter circuit according to the first or second aspect, the DC power supply is a storage battery, and a photomos circuit is used as a voltage detection circuit for detecting a voltage of the storage battery. Since the voltage detection circuit can be disconnected when it is not necessary to detect the voltage of the storage battery, unnecessary discharge of the storage battery can be prevented.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on its embodiments.

【0013】図1は本発明の第1の実施の形態に係る三
相ハーフブリッジ形インバータ回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a three-phase half-bridge type inverter circuit according to a first embodiment of the present invention.

【0014】図1に示した三相ハーフブリッジ形インバ
ータ回路の特徴は、直流電源1と、第1のコンデンサC
1 の他端を第2のコンデンサC2 の一端に接続した第1
の直列接続回路と、第1のスイッチング素子T1 の他端
を第2のスイッチング素子T2 の一端に接続した第2の
直列接続回路と、第3のスイッチング素子T3 の他端を
第4のスイッチング素子T4 の一端に接続した第3の直
列接続回路とを並列に接続するとともに、前記第1のコ
ンデンサC1 と第2のコンデンサC2 との直列接続点に
センタータップが接続されたチョークコイルLを有し、
このチョークコイルLの第1巻線L1 が第1のダイオー
ドD1 を介して前記第2のコンデンサC2 の他端に接続
されるとともに第2巻線L2 が第2のダイオードD2
介して前記第1のコンデンサC1 の一端に接続され、直
流電源1の一端11が前記チョークコイルLのセンター
タップに接続され、前記チョークコイルLの第2巻線L
2と第2のダイオードD2 との接続点と直流電源1の他
端12との間に第5のスイッチング素子T5 が接続され
たことである。なお、2はリップル吸収用のコンデン
サ、4はリアクトルL41、リアクトルL42、コンデンサ
41、コンデンサC42からなるフィルタ回路である。
The three-phase half-bridge type inverter circuit shown in FIG. 1 is characterized by a DC power supply 1 and a first capacitor C
1 is connected to one end of a second capacitor C2.
A series circuit of a second series connection circuit which connects the first end of the switching element T 1 to a second end of the switching element T 2, a third of the other end of the switching element T 3 4 and a third series circuit connected to one end of the switching element T 4 as well as connected in parallel, the first center tap to a series connection point of the capacitor C 1 and the second capacitor C 2 is connected Having a choke coil L,
The choke coil first winding L 1 is a first diode second winding L 2 is a second diode D 2 is connected to the second end of the capacitor C 2 through the D 1 of the L One end 11 of the DC power supply 1 is connected to a center tap of the choke coil L, and a second winding L of the choke coil L is connected to one end of the first capacitor C 1
2 is that the switching element T 5 of the fifth is connected between the second diode D 2 and the other end 12 of the DC power source 1 and the connection point between. The two capacitor for ripple absorption, 4 reactor L 41, reactor L 42, capacitor C 41, a filter circuit comprising a capacitor C 42.

【0015】上記した三相ハーフブリッジ形インバータ
回路では、その入力電圧、すなわち第1のコンデンサC
1 に印加される電圧VC1と第2のコンデンサC2 に印加
される電圧VC2との和電圧VC を検出し、これを電圧基
準値との間で誤差増幅して得た誤差電圧を三角波と比較
してPWM制御信号を作成すれば前記和電圧VC が一定
になるように第5のスイッチング素子T5 を制御するこ
とができ、また前記和電圧VC を検出し、これを電流基
準値との間で誤差増幅して得た誤差電圧を平滑して電流
目標値とし、この電流目標値と三相ハーフブリッジ形イ
ンバータ回路の入力電流との間で誤差増幅して得た誤差
電圧を三角波と比較してPWM制御信号を作成すれば前
記入力電流に含まれる交流電源1のリップルが小さくな
るように第5のスイッチング素子T5 を制御することが
できる。
In the above-described three-phase half-bridge type inverter circuit, the input voltage, that is, the first capacitor C
An error voltage obtained by detecting a sum voltage V C of a voltage V C1 applied to 1 and a voltage V C2 applied to the second capacitor C 2 , and amplifying an error between the detected voltage and a voltage reference value. compared with the triangular wave can be PWM control signal the sum voltage V C by creating controls the fifth switching element T 5 of to be constant, also detects the sum voltage V C, which current An error voltage obtained by amplifying an error between a reference value and an error voltage obtained by amplifying the error between the current target value and the input current of the three-phase half-bridge inverter circuit by smoothing an error voltage obtained by error amplification. it is possible to control the switching element T 5 of the fifth so that ripples of the AC power source 1 contained in the input current by creating a PWM control signal becomes smaller than the triangular wave.

【0016】次に、上記した三相ハーフブリッジ形イン
バータ回路の動作について説明する。
Next, the operation of the above-described three-phase half-bridge type inverter circuit will be described.

【0017】(動作モード1)この動作モード1は第5
のスイッチング素子T5 がオンの場合である。すなわ
ち、第5のスイッチング素子T5 がオンになると、直流
電源1の一端11→チョークコイルLの第2巻線L2
第5のスイッチング素子T5 →直流電源1の他端12な
る経路で電流が流れて前記チョークコイルLにエネルギ
ーが蓄積される。
(Operation mode 1) This operation mode 1 is the fifth operation mode.
Switching element T 5 of the case on. That is, when the switching element T 5 of the fifth is turned on, one end of the DC power source 1 11 → second winding of the choke coil L L 2
Current flows through the path of the fifth switching element T 5 → the other end 12 of the DC power supply 1 and energy is accumulated in the choke coil L.

【0018】(動作モード2)この動作モード2は第5
のスイッチング素子T5 がオフの場合である。すなわ
ち、第5のスイッチング素子T5 がオフになると、動作
モード1でチョークコイルLに蓄積されていたエネルギ
ーが放出されるが、第1のコンデンサC1 に印加される
電圧VC1と第2のコンデンサC2 に印加される電圧VC2
の大小関係によって放出される経路が異なる。
(Operation Mode 2) This operation mode 2 is the fifth operation mode.
Switching element T 5 of the case off. That is, the switching element T 5 of the fifth is turned off, but the energy in the operation mode 1 have been accumulated in the choke coil L is discharged, the voltage V C1 applied to the first capacitor C 1 second Voltage V C2 applied to capacitor C 2
The release route differs depending on the magnitude relation of

【0019】すなわち、チョークコイルLの第1巻線L
1 の巻数=チョークコイルLの第2巻線L2 の巻数とす
れば、VC1>VC2の場合はチョークコイルLの第1巻線
1と第1のダイオードD1 との接続点の電位は第2の
コンデンサC2 の他端の電位(第1のダイオードD1
アノード側の電位)より低くなって第1のダイオードD
1 が順バイアスされるから、チョークコイルLの第1巻
線L1 →第2のコンデンサC2 →第1のダイオードD1
→チョークコイルLの第1巻線L1 なる経路で電流が流
れてチョークコイルLのエネルギーが第2のコンデンサ
2 に移される。この時、チョークコイルLの第2巻線
2 と第2のダイオードD2 との接続点の電位は第1の
コンデンサC1 の一端の電位より低くなって第2のダイ
オードD2 が逆バイアスされるから、チョークコイルL
の第2巻線L2 →第2のダイオードD2 →第1のコンデ
ンサC1 →チョークコイルLの第2巻線L2 なる経路に
は電流は流れない。
That is, the first winding L of the choke coil L
If the second winding L 2 of the number of turns of the number of turns = choke coil L, V C1> For V C2 at the node between the first winding L 1 and the first diode D 1 of the choke coil L potential first diode D is lower than the potential of the other end of the second capacitor C 2 (the anode side of the potential of the first diode D 1)
1 is forward biased, the first winding L 1 of the choke coil L → the second capacitor C 2 → the first diode D 1
→ a current flows in the first winding L 1 becomes the path of the choke coil L is energy of the choke coil L is transferred to the second capacitor C 2. At this time, the choke coil secondary winding L 2 and the potential at the connection point between the second diode D 2 second diode D 2 is reverse biased is lower than the first end of the potential of the capacitor C 1 of L The choke coil L
No current flows through the path of the second winding L 2 → the second diode D 2 → the first capacitor C 1 → the second winding L 2 of the choke coil L.

【0020】同様に、VC1<VC2の場合はチョークコイ
ルLの第2巻線L2 と第2のダイオードD2 との接続点
の電位は第1のコンデンサC1 の一端の電位(第2のダ
イオードD2 のカソード側の電位)より高くなって第2
のダイオードD2 が順バイアスされるから、チョークコ
イルLの第2巻線L2 →第2のダイオードD2 →第1の
コンデンサC1 →チョークコイルLの第2巻線L2 なる
経路で電流が流れてチョークコイルLのエネルギーが第
1のコンデンサC1 に移される。この時、チョークコイ
ルLの第1巻線L1 と第1のダイオードD1 との接続点
の電位は第2のコンデンサC2 の他端の電位より高くな
って第1のダイオードD1 が逆バイアスされるから、チ
ョークコイルLの第1巻線L1 →第2のコンデンサC2
→第1のダイオードD1 →チョークコイルLの第1巻線
1 なる経路には電流は流れない。
Similarly, when V C1 <V C2 , the potential at the connection point between the second winding L 2 of the choke coil L and the second diode D 2 is the potential at one end of the first capacitor C 1 (the potential at one end of the first capacitor C 1 ). The potential on the cathode side of the second diode D2).
Since the diode D 2 is forward biased, the second winding of the choke coil L L 2 → second diode D 2 → first capacitor C 1 → second winding L 2 consisting path current of the choke coil L energy of the choke coil L is transferred to the first capacitor C 1 is flowing. At this time, the first winding L 1 of the choke coil L and the potential at the connection point between the first diode D 1 the first diode D 1 is reverse higher than the second electric potential at the other end of the capacitor C 2 Being biased, the first winding L 1 of the choke coil L → the second capacitor C 2
No current flows through the path of the first diode D 1 → the first winding L 1 of the choke coil L.

【0021】上記した各動作モードによれば、VC1>V
C2の場合はチョークコイルLのエネルギーが第2のコン
デンサC2 に移されるから、第2のコンデンサC2 の電
圧VC2が上昇して第2のコンデンサC2 に印加される電
圧VC2と第1のコンデンサC1 に印加される電圧VC1
をバランスさせることができ、VC1<VC2の場合はチョ
ークコイルLのエネルギーが第1のコンデンサC1 に移
されるから、第1のコンデンサC1 の電圧VC1が上昇し
て第1のコンデンサC1 に印加される電圧VC1と第2の
コンデンサC2 に印加される電圧VC2とをバランスさせ
ることができる。
According to each of the above operation modes, V C1 > V
Since in the case of C2 energy of the choke coil L is transferred to the second capacitor C 2, the voltage V C2 of the second voltage V C2 of the capacitor C 2 is applied to the second capacitor C 2 rises first it is possible to balance the voltage V C1 applied to the first capacitor C 1, in the case of V C1 <V C2 because energy of the choke coil L is transferred to the first capacitor C 1, the first capacitor C 1 voltage V C1 can be balanced with the voltage V C2 applied to the first voltage V C1 applied to the capacitor C 1 to the second capacitor C 2 rises.

【0022】図2は本発明の第2の実施の形態に係る三
相ハーフブリッジ形インバータ回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a three-phase half-bridge type inverter circuit according to a second embodiment of the present invention.

【0023】図2に示した実施の形態の特徴は、第1の
ダイオードD1 に代えて、第1のダイオードD1 に第1
のトランジスタS1 を並列に接続した第1の並列接続回
路とし、第2のダイオードD2 に代えて、第2のダイオ
ードD2 に第2のトランジスタS2 を並列に接続した第
2の並列接続回路とし、第5のスイッチング素子T5
代えて、第3のダイオードD3 に第3のトランジスタS
3 を並列に接続した第3の並列接続回路としたことであ
る。
The feature of the embodiment shown in FIG. 2 is that the first diode D 1 is replaced with the first diode D 1 instead of the first diode D 1 .
The transistors S 1 and the first parallel connection circuit connected in parallel, instead of the second diode D 2, a second parallel connection of connecting the second transistor S 2 in parallel with the second diode D 2 and circuitry, in place of the switching element T 5 of the fifth, third transistor S to the third diode D 3
3 is a third parallel connection circuit connected in parallel.

【0024】上記した第2の実施の形態によれば、第3
のトランジスタS3 のオン、オフによって第1のコンデ
ンサの電圧VC1と第2のコンデンサの電圧VC2をバラン
スさせることができるとともに、前述した直流電力を三
相交流電力に変換する機能に、三相交流電力を直流電力
に変換する機能を付加した双方向性にすることができる
ので、三相交流電力を得る系統と太陽電池などの直流電
源との間の連系運転用に用いることができる。
According to the above-described second embodiment, the third embodiment
ON of the transistor S 3, it is possible to balance the voltage V C2 of the first voltage V C1 of the capacitor by the off the second capacitor, the function of converting the DC power previously described three-phase AC power, the three Since it can be made bidirectional with the function of converting phase AC power to DC power, it can be used for interconnection operation between a system that obtains three-phase AC power and a DC power supply such as a solar cell .

【0025】すなわち、上記した単相フルブリッジ形イ
ンバータ回路の交流側と系統とを連系し、系統からの交
流電力を該インバータ回路によって直流電力に変換して
直流電源1に供給するのは、以下のような動作モード
3,4によって行われる。
That is, the AC side of the above-described single-phase full-bridge type inverter circuit and the system are interconnected, and the AC power from the system is converted into DC power by the inverter circuit and supplied to the DC power supply 1 The operation is performed in the following operation modes 3 and 4.

【0026】(動作モード3)この動作モード3は第3
のトランジスタS3 がオフ、第1の並列接続回路の第1
のトランジスタS1 と第2の並列接続回路の第2のトラ
ンジスタS2 がオンの場合であり、これにより、第1の
コンデンサC1 の一端→第2のトランジスタS2 →チョ
ークコイルLの第2巻線L2 →チョークコイルLの第1
巻線L1 →第1のトランジスタS1 →第2のコンデンサ
2 の他端なる経路で電流が流れて前記チョークコイル
Lにエネルギーが蓄積される。
(Operation Mode 3) This operation mode 3 is the third operation mode.
Of the transistor S 3 is turned off, first the first parallel connection circuit
Of a case where the transistor S 1 and the second transistor S 2 of the second parallel connection circuit is ON, thereby, a second first end of the capacitor C 1 → second transistor S 2 → choke coil L Winding L 2 → First of choke coil L
A current flows through a path from the winding L 1 → the first transistor S 1 → the other end of the second capacitor C 2 , and energy is stored in the choke coil L.

【0027】(動作モード4)この動作モード4は第3
のトランジスタS3 がオフ、第1の並列接続回路の第1
のトランジスタS1 と第2の並列接続回路の第2のトラ
ンジスタS2 がオフの場合であり、これにより、チョー
クコイルLの第2巻線L2 →直流電源1→第3のダイオ
ード→チョークコイルLの第2巻線L2 なる経路で電流
が流れて前記チョークコイルLに蓄積されたエネルギー
が直流電源1に移されるので、系統からの交流電力を該
インバータ回路3によって直流電力に変換して蓄電池の
ような直流電源1に供給することができる。
(Operation Mode 4) This operation mode 4 is the third operation mode.
Of the transistor S 3 is turned off, first the first parallel connection circuit
Transistors S 1 and the case of the second transistor S 2 is turned off in the second parallel connection circuit, thereby, the second winding L 2 → DC power source 1 → the third diode → choke coil of the choke coil L of The current stored in the choke coil L is transferred to the DC power supply 1 by passing a current through the path of the second winding L 2 of L, so that the AC power from the system is converted into DC power by the inverter circuit 3. It can be supplied to a DC power supply 1 such as a storage battery.

【0028】さらに、上記した各実施の形態に対し、イ
ンバータ回路が無停電電源装置に用いられ、直流電源1
が蓄電池で、この蓄電池の電圧を検出する電圧検出回路
20が設けられると、この電圧検出回路20によって蓄
電池が微小電流で連続放電し、サルフェーションによる
容量の回復が図れなくなるという問題の発生が考えられ
るため、該電圧検出回路20にホトモス回路21を介挿
した図3、図4のような構成にして前述した問題の解消
を図ることができる。
Further, in each of the above-described embodiments, an inverter circuit is used in an uninterruptible power supply,
Is a storage battery, and if a voltage detection circuit 20 for detecting the voltage of the storage battery is provided, the storage battery may be continuously discharged with a very small current by the voltage detection circuit 20, and a problem that recovery of capacity due to sulfation may not be achieved may occur. 3 and 4 in which the photomos circuit 21 is interposed in the voltage detection circuit 20, so that the above-mentioned problem can be solved.

【0029】[0029]

【発明の効果】上記した如く、本発明は、三相ハーフブ
リッジ形インバータ回路において、負荷5が不平衡成分
を有していて第1のコンデンサと第2のコンデンサに印
加される電圧のアンバランスが大きくなることが考えら
れる場合や入力電圧が高くて第1のコンデンサと第2の
コンデンサに印加される電圧が大きい場合であっても、
変換効率を低下させずに第1のコンデンサと第2のコン
デンサに印加される電圧をバランスさせることができる
とともに、S相を中性点として直流電源の一端に直接接
続してS相に対する直流電位の安定化と高周波の漏洩電
流やEMI雑音の低減を図ることができ、かつ直流電力
から三相交流電力への変換と三相交流電力から直流電力
への変換が行える双方向性の機能を持たせることができ
るので、三相ハーフブリッジ形インバータ回路の用途の
拡大に寄与するところが大である。
As described above, the present invention relates to a three-phase half-bridge inverter circuit in which the load 5 has an unbalanced component and the voltage applied to the first and second capacitors is unbalanced. Is large, or when the input voltage is high and the voltage applied to the first and second capacitors is large,
The voltage applied to the first capacitor and the second capacitor can be balanced without lowering the conversion efficiency, and the DC potential with respect to the S phase can be directly connected to one end of the DC power source with the S phase as a neutral point. It has a bidirectional function that can stabilize power, reduce high-frequency leakage current and EMI noise, and convert DC power to three-phase AC power and three-phase AC power to DC power. This greatly contributes to the expansion of applications of the three-phase half-bridge type inverter circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る三相ハーフブ
リッジ形インバータ回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a three-phase half-bridge inverter circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る三相ハーフブ
リッジ形インバータ回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a three-phase half-bridge inverter circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図1の実施の形態に係る三相ハーフブリッジ形
インバータ回路に電圧検出回路を設けた場合の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram in a case where a voltage detection circuit is provided in the three-phase half-bridge inverter circuit according to the embodiment of FIG. 1;

【図4】図2の実施の形態に係る三相ハーフブリッジ形
インバータ回路に電圧検出回路を設けた場合の回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram in the case where a voltage detection circuit is provided in the three-phase half-bridge inverter circuit according to the embodiment of FIG. 2;

【図5】従来の三相ハーフブリッジ形インバータ回路の
回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional three-phase half-bridge type inverter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 コンデンサ 3 インバータ回路 4 フィルタ回路 5 負荷 1 DC power supply 2 Capacitor 3 Inverter circuit 4 Filter circuit 5 Load

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、第1のコンデンサの他端を
第2のコンデンサの一端に接続した第1の直列接続回路
と、第1のスイッチング素子の他端を第2のスイッチン
グ素子の一端に接続した第2の直列接続回路と、第3の
スイッチング素子の他端を第4のスイッチング素子の一
端に接続した第3の直列接続回路とを備え、前記第1の
コンデンサの一端、第1のスイッチング素子の一端およ
び第3のスイッチング素子の一端が互いに接続されると
ともに、前記第2のコンデンサの他端、第2のスイッチ
ング素子の他端および第4のスイッチング素子の他端が
互いに接続され、前記第1、第2、第3の直列接続回路
の各直列接続点から三相の各相の出力を得るようにした
三相ハーフブリッジ形インバータ回路であって、前記第
1のコンデンサと第2のコンデンサとの直列接続点にセ
ンタータップが接続されたチョークコイルを有し、この
チョークコイルの第1巻線が第1のダイオードを介して
前記第2のコンデンサの他端に接続されるとともに第2
巻線が第2のダイオードを介して前記第1のコンデンサ
の一端に接続され、前記直流電源の一端が前記チョーク
コイルのセンタータップに接続され、前記チョークコイ
ルの第2巻線と第2のダイオードとの接続点と前記直流
電源の他端との間に第5のスイッチング素子が接続され
たことを特徴とする三相ハーフブリッジ形インバータ回
路。
1. A DC power supply, a first series connection circuit in which the other end of a first capacitor is connected to one end of a second capacitor, and the other end of the first switching element is connected to one end of a second switching element. And a third series connection circuit in which the other end of the third switching element is connected to one end of the fourth switching element, and one end of the first capacitor, One end of the switching element and one end of the third switching element are connected to each other, and the other end of the second capacitor, the other end of the second switching element, and the other end of the fourth switching element are connected to each other. A three-phase half-bridge type inverter circuit configured to obtain three-phase outputs from respective series connection points of the first, second, and third series connection circuits, wherein the first capacitor and a third A choke coil having a center tap connected to a series connection point with the second capacitor, a first winding of the choke coil being connected to the other end of the second capacitor via a first diode, Second
A winding is connected to one end of the first capacitor via a second diode, one end of the DC power supply is connected to a center tap of the choke coil, and a second winding of the choke coil and a second diode A fifth switching element is connected between the connection point of the DC power supply and the other end of the DC power supply.
【請求項2】 請求項1記載の三相ハーフブリッジ形イ
ンバータ回路において、前記第1のコンデンサと第2の
コンデンサとの直列接続点にセンタータップが接続され
たチョークコイルを有し、このチョークコイルの第1巻
線が第1のダイオードと第1のトランジスタとの第1の
並列接続回路を介して前記第2のコンデンサの他端に接
続されるとともに第2巻線が第2のダイオードと第2の
トランジスタとの第2の並列接続回路を介して前記第1
のコンデンサの一端に接続され、前記直流電源の一端が
前記チョークコイルのセンタータップに接続され、前記
チョークコイルの第2巻線と第2の並列接続回路との接
続点と前記直流電源の他端との間に第3のダイオードと
第3のトランジスタとの第3の並列接続回路が接続され
たことを特徴とする三相ハーフブリッジ形インバータ回
路。
2. The three-phase half-bridge type inverter circuit according to claim 1, further comprising a choke coil having a center tap connected to a series connection point between said first capacitor and said second capacitor. Is connected to the other end of the second capacitor via a first parallel connection circuit of a first diode and a first transistor, and a second winding is connected to a second diode and a second transistor. The first transistor through a second parallel connection circuit with two transistors.
One end of the DC power supply is connected to a center tap of the choke coil, and a connection point between a second winding of the choke coil and a second parallel connection circuit and the other end of the DC power supply Characterized in that a third parallel connection circuit of a third diode and a third transistor is connected between the inverter and the third diode.
【請求項3】 請求項1または2記載の三相ハーフブリ
ッジ形インバータ回路において、直流電源が蓄電池であ
り、この蓄電池の電圧を検出する電圧検出回路にホトモ
ス回路を介挿したことを特徴とする三相ハーフブリッジ
形インバータ回路。
3. The three-phase half-bridge inverter circuit according to claim 1, wherein the DC power supply is a storage battery, and a photomos circuit is inserted in a voltage detection circuit for detecting a voltage of the storage battery. Three-phase half-bridge type inverter circuit.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101298503B1 (en) 2011-09-09 2013-08-21 주식회사 브이씨텍 Imbalancing voltage compensation circuit of 3 phase inverter and its method
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