JP2001069769A - Single-phase full-bridge inverter circuit - Google Patents

Single-phase full-bridge inverter circuit

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JP2001069769A
JP2001069769A JP24631899A JP24631899A JP2001069769A JP 2001069769 A JP2001069769 A JP 2001069769A JP 24631899 A JP24631899 A JP 24631899A JP 24631899 A JP24631899 A JP 24631899A JP 2001069769 A JP2001069769 A JP 2001069769A
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capacitor
switching element
choke coil
circuit
diode
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JP24631899A
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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. SOLUTION: In a single-phase full-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 fifth 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 switching element T5 and energy is stored in the choke coil L. When the switching 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 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】本発明は単相フルブリッジ形
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る
とともに、この第1、第2のコンデンサの直列接続点の
直流電位の安定化を図ることができ、直流電力から交流
電力への変換と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単相フル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 single-phase full-bridge type inverter circuit.
DC voltage boosting means is interposed, thereby boosting the DC voltage and balancing the voltages applied to the first and second capacitors connected in series. A single-phase full-bridge inverter with a bidirectional function that can stabilize the DC potential at the series connection point of the capacitors and convert DC power to AC power and AC power to DC power. It is related to the circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】フルブリッジ形インバータ回路は、直流
電源と、第1、第2のスイッチング素子の直列接続回路
と、第3、第4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のスイッチング素子の直列接続点
と第3、第4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ある。
2. Description of the Related Art A full-bridge type inverter circuit includes a DC power supply, a series connection circuit of first and second switching elements, and a series connection circuit of third and fourth switching elements. A load is connected between the series connection point of the second switching element and the series connection point of the third and fourth switching elements.

【0003】上記したフル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るため、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 the above-described full-bridge type inverter circuit, the DC voltage is set to the peak value of the AC voltage to be obtained, which is equal to the peak value of the AC voltage.
Conventionally, a boost chopper circuit as shown in FIG.

【0004】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, while connected to 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, the The other end 12 of the DC power supply 1 is connected to the other input terminal 32 of the inverter circuit 3. Reference numeral 2 denotes a capacitor for absorbing ripple.

【0005】そして、前記インバータ回路3は、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
の第1の直列接続回路と第3のスイッチング素子T3
第4のスイッチング素子T4 との第2の直列接続回路と
を並列に接続し、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を介して一つの出力端子とし、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L
42を介して他の出力端子とし、各出力端子間に負荷5に
接続した単相フルブリッジ形で、リアクトルL41の出力
側とリアクトルL42の出力側との間にフィルタ回路4の
コンデンサC4 を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 includes a first series connection circuit of a first switching element T 1 and a second switching element T 2 , a third switching element T 3 and a fourth switching element T 4. Are connected in parallel with each other, and a series connection point of the first switching element T 1 and the second switching element T 2 is connected to one output via a reactor L 41 of the filter circuit 4. And a connection point between the third switching element T 3 and the fourth switching element T 4 in series with the reactor L of the filter circuit 4.
42 through the other output terminal, a single-phase full-bridge type connected to the load 5 between the output terminals, the capacitor C of the filter circuit 4 between the output side of the output side and the reactor L 42 of the reactor L 41 4 is connected. Since such an inverter circuit 3 and the above-described step-up chopper circuit are known, the description of the operation thereof is omitted.

【0006】[0006]

【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.

【0007】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 are provided.
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.

【0008】[0008]

【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1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2
の直列接続回路と、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の直列
接続回路の各直列接続点間に出力を得るようにした単相
フル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 having a first switching element and a first switching element having the other end connected to one end of a second switching element. A second circuit in which the other end of the third switching element is connected to one end of the fourth switching element;
And a third series connection circuit in which the other end of the first capacitor is connected to one end of the second capacitor, one end of the first capacitor, one end of the first switching element, and 3 are connected to one another, and the other end of the second capacitor;
A single-phase full-bridge type in which the other end of the second switching element and the other end of the fourth switching element are connected to each other to obtain an output between each series connection point of the first and second series connection circuits An inverter circuit, comprising: a choke coil having a center tap connected to a series connection point of the first capacitor and the second capacitor, wherein a first winding of the choke coil is connected via a first diode. The second winding is connected to the other end of the second capacitor, the second winding is connected to one end of the first capacitor via a second diode, and the one end of the DC power supply is connected to the center tap of the choke coil. Wherein a fifth switching element is connected between a connection point between a second winding of the choke coil and a second diode and the other end of the DC power supply. This may cause the load 5 to have an unbalanced component and increase the imbalance between the voltages applied to the first and second capacitors, or the input voltage of the half-bridge type inverter circuit. Balance the voltages applied to the first and second capacitors without reducing the conversion efficiency even when the voltage is high and the voltage applied to the first and second capacitors is large. Can be.

【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の単相フル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
ら交流電力への変換と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, in the single-phase full-bridge inverter circuit according to the first aspect, a choke having a center tap connected to a series connection point of the first capacitor and the second capacitor. And a first winding of the choke coil having a first diode and a first diode.
Connected to the other end of the second capacitor via a first parallel connection circuit with the second transistor, and a second winding is connected via a second parallel connection circuit between the second diode and the second transistor. 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 is connected to the DC power supply. A third diode and a third transistor between the other end of the power supply and the third diode;
Are connected, whereby the voltage applied to the first capacitor and the voltage applied to the second capacitor can be balanced, and the inverter circuit In addition, a bidirectional function capable of converting DC power into AC power and converting AC power into DC power can be provided.

【0010】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の単相フル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 single-phase full-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 the 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.

【0011】[0011]

【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.

【0012】図1は本発明の第1の実施の形態に係る単
相フル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 single-phase full-bridge inverter circuit according to a first embodiment of the present invention.

【0013】図1に示した単相フル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1の直列接続回路と、第3のスイッチング素子
3 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2の直列接続回路と、第1のコンデンサC1 の他
端を第2のコンデンサC2 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
1 を介して前記第2のコンデンサCの他端に接続さ
れるとともに第2巻線L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
4 からなるフィルタ回路である。
[0013] Features of the single-phase full-bridge inverter circuit shown in FIG. 1, a DC power source 1, a first connecting a first end of the switching element T 1 to a second end of the switching element T 2 a series circuit, the second series connection circuit, the first end of the capacitor C 1 second capacitor connected to the third end of the switching element T 3 to a fourth end of the switching element T 4 with connecting the third series circuit connected to one end of the C 2 in parallel, the first choke coil L to the center tap to the series connection point is connected to the capacitor C 1 and the second capacitor C 2 the a first winding L 1 of the choke coil L together with the second winding L 2 is the second is connected to the second end of the capacitor C 2 through the first diode D 1 via said diode D 2 first capacitor Is connected to one end of the C 1, one end 11 of the DC power source 1 is connected to the center tap of the choke coil L, the second winding of the choke coil L L
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, the 4 reactor L 41, reactor L 42, a filter circuit comprising a capacitor C 4.

【0014】上記した単相フル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 single-phase full-bridge type inverter circuit, its input voltage, that is, the first capacitor C 1
, A sum voltage V C of the voltage V C1 applied to the second capacitor C 2 and the voltage V C2 applied to the second capacitor C 2 is detected, and the sum voltage V C is amplified between a voltage reference value and a triangular wave. compared to the sum voltage V C by creating a PWM control signal can control the switching element T 5 of the fifth to be constant, also detects the sum voltage V C and, this current reference The error voltage obtained by amplifying the error between the two values is smoothed to obtain a current target value, and the error voltage obtained by amplifying the error between the current target value and the input current of the three-phase half-bridge inverter circuit is calculated as follows. 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.

【0015】次に、上記した単相フルブリッジ形インバ
ータ回路の動作について説明する。
Next, the operation of the above-described single-phase full-bridge type inverter circuit will be described.

【0016】(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.

【0017】(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

【0018】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.

【0019】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 the 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.

【0020】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 operation mode described above, 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.

【0021】図2は本発明の第2の実施の形態に係る単
相フル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 single-phase full-bridge inverter circuit according to a second embodiment of the present invention.

【0022】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 by 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.

【0023】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交
流電力に変換する機能に、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、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 the transistor S 3, together with the first voltage V C1 of the capacitor by turning off the voltage V C2 of the second capacitor can be balanced, the function of converting the DC power mentioned above into AC power, the AC power Since bidirectionality can be achieved by adding a function of converting to DC power, it can be used for interconnection operation between a system for obtaining AC power and a DC power supply such as a solar cell.

【0024】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 single-phase full-bridge type inverter circuit described above is connected to the system, 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.

【0025】(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.

【0026】(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.

【0027】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, according to 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.

【0028】[0028]

【発明の効果】上記した如く、本発明は、単相フルブリ
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、第1のコンデンサと第2のコンデンサとの直列
接続点を中性点として直流電源の一端に直接接続して接
地して中性点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
力から交流電力への変換と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、単相フル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 single-phase full-bridge inverter circuit in which the load 5 has an unbalanced component and the voltage applied to the first capacitor and the second capacitor is unbalanced. When the input voltage is high and the voltage applied to the first capacitor and the second capacitor is large, the first capacitor and the second capacitor can be connected without lowering the conversion efficiency. The voltage applied to the capacitors can be balanced, and the series connection point of the first capacitor and the second capacitor can be directly connected to one end of the DC power source as a neutral point and grounded to neutral point. Bi-directional that can stabilize DC potential, reduce high-frequency leakage current and EMI noise, and convert DC power to AC power and AC power to DC power It is possible to have a function, that contribute However large expansion of the single-phase full-bridge inverter circuit applications.

【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単相フルブリ
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 single-phase full-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単相フルブリ
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 single-phase full-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単相フルブリッジ形イ
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 when a voltage detection circuit is provided in the single-phase full-bridge inverter circuit according to the embodiment of FIG. 1;

【図4】図2の実施の形態に係る単相フルブリッジ形イ
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 a case where a voltage detection circuit is provided in the single-phase full-bridge inverter circuit according to the embodiment of FIG. 2;

【図5】従来の単相フル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 single-phase full-bridge 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1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2の直列接続回
路と、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の直列接続回路の各直
列接続点間に出力を得るようにした単相フルブリッジ形
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単
相フルブリッジ形インバータ回路。
1. A DC power supply, a first series connection circuit having the other end of a first switching element connected to one end of a second switching element, and a fourth series connection circuit having the other end of a third switching element connected to a fourth switching element.
A second series connection circuit connected to one end of the switching element, and a third series connection circuit connected to the other end of the first capacitor to one end of the second capacitor. 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. A single-phase full-bridge type inverter circuit connected to each other and configured to obtain an output between respective series connection points of the first and second series connection circuits, wherein the first capacitor and the second capacitor are connected to each other.
A choke coil having a center tap connected to a series connection point with a capacitor of the first type.
A winding is connected to the other end of the second capacitor via a first diode, and a second winding is connected to one end of the first capacitor via a second diode. One end is connected to a center tap of the choke coil, and a fifth switching element is connected between a connection point between a second winding of the choke coil and a second diode and the other end of the DC power supply. A single-phase full-bridge type inverter circuit characterized by the following.
【請求項2】 請求項1記載の単相フルブリッジ形イン
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
ことを特徴とする単相フルブリッジ形インバータ回路。
2. The single-phase full-bridge inverter circuit according to claim 1, further comprising: a choke coil having a center tap connected to a series connection point of the first capacitor and the 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. A second transistor connected to one end of the first capacitor via a second parallel connection circuit, one end of the DC power supply is connected to a center tap of the choke coil, and A third parallel connection circuit comprising a third diode and a third transistor is connected between a connection point with the second parallel connection circuit and the other end of the DC power supply. Phase full bridge type inverter circuit.
【請求項3】 請求項1または2記載の単相フルブリッ
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単相フルブリッジ形
インバータ回路。
3. The single-phase full-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. Single-phase full-bridge inverter circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057097B1 (en) * 2011-05-02 2011-08-16 신우전원기술 주식회사 High power factor single phase ups including the elimination function of dc voltage imbalance

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101057097B1 (en) * 2011-05-02 2011-08-16 신우전원기술 주식회사 High power factor single phase ups including the elimination function of dc voltage imbalance

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