JP2002199737A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング素子の切り替え時のスイッチン
グ損失の低減を図る。 【解決手段】 直列に接続したスイッチング素子ＳＰ
１、ＳＮ１のそれぞれに、ダイオードＦＰ１、ＦＮ１を
逆並列に、コンデンサＣＰ１、ＣＮ１を並列に接続す
る。ダイオードＳＦＮ１が逆並列に接続されたスイッチ
ング素子ＳＳＮ１とダイオードＤＦＮ１のカソード側と
を接続し、スイッチング素子ＳＳＮ１及びダイオードＤ
ＦＮ１の接続点とスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の
接続点との間に、リアクトルＬＮ１とこれにアノード側
が接続されたダイオードＤＮ１とを接続する。直流電源
１と並列に、直流電源分割用のコンデンサＣ1 及びＣ2
と前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１とを接続し、
低電圧側のコンデンサＣ2 の両端に前記スイッチング素
子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１を接続し、スイッチ
ング素子ＳＰ１、ＳＮ１のオンオフに同期してスイッチ
ング素子ＳＳＮ１をオンオフさせる。
グ損失の低減を図る。 【解決手段】 直列に接続したスイッチング素子ＳＰ
１、ＳＮ１のそれぞれに、ダイオードＦＰ１、ＦＮ１を
逆並列に、コンデンサＣＰ１、ＣＮ１を並列に接続す
る。ダイオードＳＦＮ１が逆並列に接続されたスイッチ
ング素子ＳＳＮ１とダイオードＤＦＮ１のカソード側と
を接続し、スイッチング素子ＳＳＮ１及びダイオードＤ
ＦＮ１の接続点とスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の
接続点との間に、リアクトルＬＮ１とこれにアノード側
が接続されたダイオードＤＮ１とを接続する。直流電源
１と並列に、直流電源分割用のコンデンサＣ1 及びＣ2
と前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１とを接続し、
低電圧側のコンデンサＣ2 の両端に前記スイッチング素
子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１を接続し、スイッチ
ング素子ＳＰ１、ＳＮ１のオンオフに同期してスイッチ
ング素子ＳＳＮ１をオンオフさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体スイッチ
ング素子を組み込み、直流電力の出力電力の制御、或い
は直流電力と交流電力との間で一方から他方に電力変換
するようにした電力変換装置に関し、特に、そのスイッ
チング損失を低減するようにした電力変換装置に関す
る。
ング素子を組み込み、直流電力の出力電力の制御、或い
は直流電力と交流電力との間で一方から他方に電力変換
するようにした電力変換装置に関し、特に、そのスイッ
チング損失を低減するようにした電力変換装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば直流電源から三相交流電源
を作る三相インバータは、例えば図１０に示すように構
成されている。すなわち、半導体スイッチング素子ＳＷ
が二つずつ直列に接続されてこれが３組形成され、各半
導体スイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１〜６）には、逆並
列にダイオードＤｎ（ｎ＝１〜６）が接続されている。
そして、直流電源１の両端にコンデンサＣ及び各相に対
応する３組の直列に接続された半導体スイッチング素子
ＳＷｎが接続されると共に、各半導体スイッチング素子
どうしの接続点に負荷２が接続されている。そして、例
えばＰＷＭ制御によって所定のタイミングで各半導体ス
イッチング素子ＳＷｎをオンオフ動作させることによっ
て、直流電源の直流電力が三相交流電力に変換されて負
荷に供給されるようになっている。
を作る三相インバータは、例えば図１０に示すように構
成されている。すなわち、半導体スイッチング素子ＳＷ
が二つずつ直列に接続されてこれが３組形成され、各半
導体スイッチング素子ＳＷｎ（ｎ＝１〜６）には、逆並
列にダイオードＤｎ（ｎ＝１〜６）が接続されている。
そして、直流電源１の両端にコンデンサＣ及び各相に対
応する３組の直列に接続された半導体スイッチング素子
ＳＷｎが接続されると共に、各半導体スイッチング素子
どうしの接続点に負荷２が接続されている。そして、例
えばＰＷＭ制御によって所定のタイミングで各半導体ス
イッチング素子ＳＷｎをオンオフ動作させることによっ
て、直流電源の直流電力が三相交流電力に変換されて負
荷に供給されるようになっている。
【０００３】ところで、このような、半導体スイッチン
グ素子を用いた電力変換回路においては、半導体スイッ
チング素子のオンオフ動作時に過電圧が生じることが知
られており、これを抑制するために、スナバ回路が設け
られている。このスナバ回路としては、例えば図１１
（ａ）に示すように、抵抗Ｒとこれと直列に接続された
コンデンサＣとから構成されるもの、また、例えば図１
１（ｂ）に示すように、ダイオードＤとそのカソード側
に接続されたコンデンサＣとこれらの接続点に接続され
た抵抗Ｒとから構成されるもの等が知られている。そし
て、これらスナバ回路は、図１０に示すように電力変換
回路を構成する各半導体スイッチング素子と並列に接続
されたり、又は直流電源１のプラスとマイナス間に一括
して接続されるようになっている。
グ素子を用いた電力変換回路においては、半導体スイッ
チング素子のオンオフ動作時に過電圧が生じることが知
られており、これを抑制するために、スナバ回路が設け
られている。このスナバ回路としては、例えば図１１
（ａ）に示すように、抵抗Ｒとこれと直列に接続された
コンデンサＣとから構成されるもの、また、例えば図１
１（ｂ）に示すように、ダイオードＤとそのカソード側
に接続されたコンデンサＣとこれらの接続点に接続され
た抵抗Ｒとから構成されるもの等が知られている。そし
て、これらスナバ回路は、図１０に示すように電力変換
回路を構成する各半導体スイッチング素子と並列に接続
されたり、又は直流電源１のプラスとマイナス間に一括
して接続されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力変換装置にあっては、半導体スイッチング素子
はいわゆるハードスイッチング状態となるため、ターン
オン及びターンオフでのｄｖ／ｄｔが非常に高いために
スイッチング損失が大きく、さらに大きなノイズを発生
する。また、スナバ回路は過電圧を抑制するだけのもの
であるため、それぞれ程度は違うもののスナバ損失が発
生するという問題がある。
来の電力変換装置にあっては、半導体スイッチング素子
はいわゆるハードスイッチング状態となるため、ターン
オン及びターンオフでのｄｖ／ｄｔが非常に高いために
スイッチング損失が大きく、さらに大きなノイズを発生
する。また、スナバ回路は過電圧を抑制するだけのもの
であるため、それぞれ程度は違うもののスナバ損失が発
生するという問題がある。
【０００５】そこで、この発明は、上記従来の未解決の
問題に着目してなされたものであり、半導体スイッチン
グ素子両端電圧が零の状態でターンオン及びターンオフ
動作をするいわゆるＺＶＳ（Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を実現し、半導体スイッチング
素子のスイッチング損失を限りなく零に近づけてノイズ
を低減すると共に、半導体スイッチング素子の過電圧を
抑制しスナバ損失を低減することの可能な電力変換装置
を提供することを目的としている。
問題に着目してなされたものであり、半導体スイッチン
グ素子両端電圧が零の状態でターンオン及びターンオフ
動作をするいわゆるＺＶＳ（Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を実現し、半導体スイッチング
素子のスイッチング損失を限りなく零に近づけてノイズ
を低減すると共に、半導体スイッチング素子の過電圧を
抑制しスナバ損失を低減することの可能な電力変換装置
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る電力変換装置は、複数の半
導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイッチン
グ素子を制御することによって、直流電源の出力電力を
制御するようにした電力変換装置において、第１の半導
体スイッチング素子及び第２の半導体スイッチング素子
が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半導体スイッ
チング素子それぞれに逆並列にダイオードが接続される
と共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コンデンサが
並列に接続された主スイッチング部と、当該主スイッチ
ング部と並列に接続され且つ同一容量値を有する直列に
接続された二つのコンデンサと、前記第１及び第２の半
導体スイッチング素子の接続点に接続された第１の補助
回路部と、を備え、当該第１の補助回路部は、逆並列に
ダイオードが接続された第１の補助スイッチング素子及
びこれと直列に接続された第１の補助ダイオードから構
成され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電位側のコ
ンデンサの両端に接続された第１の直列接続部と、前記
第１の補助スイッチング素子及び前記第１の補助ダイオ
ードの接続点に接続された第１の共振用リアクトルと、
当該第１の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導
体スイッチング素子の接続点との間に接続された第２の
補助ダイオードと、から構成されることを特徴としてい
る。
に、本発明の請求項１に係る電力変換装置は、複数の半
導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイッチン
グ素子を制御することによって、直流電源の出力電力を
制御するようにした電力変換装置において、第１の半導
体スイッチング素子及び第２の半導体スイッチング素子
が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半導体スイッ
チング素子それぞれに逆並列にダイオードが接続される
と共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コンデンサが
並列に接続された主スイッチング部と、当該主スイッチ
ング部と並列に接続され且つ同一容量値を有する直列に
接続された二つのコンデンサと、前記第１及び第２の半
導体スイッチング素子の接続点に接続された第１の補助
回路部と、を備え、当該第１の補助回路部は、逆並列に
ダイオードが接続された第１の補助スイッチング素子及
びこれと直列に接続された第１の補助ダイオードから構
成され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電位側のコ
ンデンサの両端に接続された第１の直列接続部と、前記
第１の補助スイッチング素子及び前記第１の補助ダイオ
ードの接続点に接続された第１の共振用リアクトルと、
当該第１の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導
体スイッチング素子の接続点との間に接続された第２の
補助ダイオードと、から構成されることを特徴としてい
る。
【０００７】また、請求項２に係る電力変換装置は、複
数の半導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイ
ッチング素子を制御することによって、直流電源の出力
電力を制御するようにした電力変換装置において、第１
の半導体スイッチング素子及び第２の半導体スイッチン
グ素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半導体
スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオードが接続
されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コンデ
ンサが並列に接続された主スイッチング部と、当該主ス
イッチング部と並列に接続され且つ同一容量値を有する
直列に接続された二つのコンデンサと、前記第１及び第
２の半導体スイッチング素子の接続点に接続された第２
の補助回路部と、を備え、当該第２の補助回路部は、第
３の補助ダイオード及び当該第３の補助ダイオードと直
列に接続されると共に逆並列にダイオードが接続された
第２の補助スイッチング素子から構成され且つ前記二つ
のコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端に接続
された第２の直列接続部と、前記第３の補助ダイオード
及び前記第２の補助スイッチング素子の接続点に接続さ
れた第２の共振用リアクトルと、当該第２の共振用リア
クトルと前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の
接続点との間に接続された第４の補助ダイオードと、か
ら構成されることを特徴としている。
数の半導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイ
ッチング素子を制御することによって、直流電源の出力
電力を制御するようにした電力変換装置において、第１
の半導体スイッチング素子及び第２の半導体スイッチン
グ素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半導体
スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオードが接続
されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コンデ
ンサが並列に接続された主スイッチング部と、当該主ス
イッチング部と並列に接続され且つ同一容量値を有する
直列に接続された二つのコンデンサと、前記第１及び第
２の半導体スイッチング素子の接続点に接続された第２
の補助回路部と、を備え、当該第２の補助回路部は、第
３の補助ダイオード及び当該第３の補助ダイオードと直
列に接続されると共に逆並列にダイオードが接続された
第２の補助スイッチング素子から構成され且つ前記二つ
のコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端に接続
された第２の直列接続部と、前記第３の補助ダイオード
及び前記第２の補助スイッチング素子の接続点に接続さ
れた第２の共振用リアクトルと、当該第２の共振用リア
クトルと前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の
接続点との間に接続された第４の補助ダイオードと、か
ら構成されることを特徴としている。
【０００８】また、請求項３に係る電力変換装置は、複
数の半導体スイッチング素子を含む変換モジュールと、
当該変換モジュールと並列に接続され且つ同一容量値を
有する直列に接続された二つのコンデンサとを備え、前
記半導体スイッチング素子を制御することによって、直
流電力及び交流電力間で一方から他方へ電力変換するよ
うにした電力変換装置であって、前記変換モジュール
は、第１の半導体スイッチング素子及び第２の半導体ス
イッチング素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２
の半導体スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオー
ドが接続されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振
用コンデンサが並列に接続された主スイッチング部と、
前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の接続点に
それぞれ接続された第１の補助回路部及び第２の補助回
路部と、を有し、前記第１の補助回路部は、逆並列にダ
イオードが接続された第１の補助スイッチング素子及び
これと直列に接続された第１の補助ダイオードから構成
され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電位側のコン
デンサの両端に接続された第１の直列接続部と、前記第
１の補助スイッチング素子及び前記第１の補助ダイオー
ドの接続点に接続された第１の共振用リアクトルと、当
該第１の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導体
スイッチング素子の接続点との間に接続された第２の補
助ダイオードと、から構成され、前記第２の補助回路部
は、第３の補助ダイオード及び当該第３の補助ダイオー
ドと直列に接続されると共に逆並列にダイオードが接続
された第２の補助スイッチング素子から構成され且つ前
記二つのコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端
に接続された第２の直列接続部と、前記第３の補助ダイ
オード及び前記第２の補助スイッチング素子の接続点に
接続された第２の共振用リアクトルと、この第２の共振
用リアクトルと前記第１及び第２の半導体スイッチング
素子の接続点との間に接続された第４の補助ダイオード
と、から構成されることを特徴としている。
数の半導体スイッチング素子を含む変換モジュールと、
当該変換モジュールと並列に接続され且つ同一容量値を
有する直列に接続された二つのコンデンサとを備え、前
記半導体スイッチング素子を制御することによって、直
流電力及び交流電力間で一方から他方へ電力変換するよ
うにした電力変換装置であって、前記変換モジュール
は、第１の半導体スイッチング素子及び第２の半導体ス
イッチング素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２
の半導体スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオー
ドが接続されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振
用コンデンサが並列に接続された主スイッチング部と、
前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の接続点に
それぞれ接続された第１の補助回路部及び第２の補助回
路部と、を有し、前記第１の補助回路部は、逆並列にダ
イオードが接続された第１の補助スイッチング素子及び
これと直列に接続された第１の補助ダイオードから構成
され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電位側のコン
デンサの両端に接続された第１の直列接続部と、前記第
１の補助スイッチング素子及び前記第１の補助ダイオー
ドの接続点に接続された第１の共振用リアクトルと、当
該第１の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導体
スイッチング素子の接続点との間に接続された第２の補
助ダイオードと、から構成され、前記第２の補助回路部
は、第３の補助ダイオード及び当該第３の補助ダイオー
ドと直列に接続されると共に逆並列にダイオードが接続
された第２の補助スイッチング素子から構成され且つ前
記二つのコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端
に接続された第２の直列接続部と、前記第３の補助ダイ
オード及び前記第２の補助スイッチング素子の接続点に
接続された第２の共振用リアクトルと、この第２の共振
用リアクトルと前記第１及び第２の半導体スイッチング
素子の接続点との間に接続された第４の補助ダイオード
と、から構成されることを特徴としている。
【０００９】また、請求項４に係る電力変換装置は、上
記請求項３記載の電力変換装置において、前記変換モジ
ュールを二組有し、直流電力と単相交流電力との間で電
力変換を行うことを特徴としている。また、請求項５に
係る電力変換装置は、上記請求項３記載の電力変換装置
において、前記変換モジュールを三組有し、直流電力と
三相交流電力との間で電力変換を行うことを特徴として
いる。
記請求項３記載の電力変換装置において、前記変換モジ
ュールを二組有し、直流電力と単相交流電力との間で電
力変換を行うことを特徴としている。また、請求項５に
係る電力変換装置は、上記請求項３記載の電力変換装置
において、前記変換モジュールを三組有し、直流電力と
三相交流電力との間で電力変換を行うことを特徴として
いる。
【００１０】また、請求項６に係る電力変換装置は、複
数の半導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイ
ッチング素子を制御することによって、直流電力と交流
電力との間で一方から他方へ電力変換するようにした電
力変換装置において、第１の半導体スイッチング素子及
び第２の半導体スイッチング素子が直列に接続され且つ
前記第１及び第２の半導体スイッチング素子それぞれに
逆並列にダイオードが接続されると共に当該ダイオード
のそれぞれに共振用コンデンサが並列に接続された複数
の主スイッチング部と、これら主スイッチング部と並列
に接続され且つ同一容量値を有する直列に接続された二
つのコンデンサと、前記各主スイッチング部の第１及び
第２の半導体スイッチング素子の接続点に接続される第
３の補助回路部と、を備え、当該第３の補助回路部は、
逆並列にダイオードが接続された第３の補助スイッチン
グ素子及びこれと直列に接続された第５の補助ダイオー
ドから構成され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電
位側のコンデンサの両端に接続された第３の直列接続部
と、第６の補助ダイオード及び当該第６の補助ダイオー
ドと直列に接続され且つ逆並列にダイオードが接続され
た第４の補助スイッチング素子から構成され且つ前記二
つのコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端に接
続された第４の直列接続部と、前記主スイッチング部毎
に設けられ且つ第７の補助ダイオード及び第８の補助ダ
イオードが直列に接続されると共にこれら補助ダイオー
ドどうしの接続点が前記主スイッチング部の半導体スイ
ッチング素子どうしの接続点に接続されるダイオード接
続部と、前記第３の補助スイッチング素子及び前記第５
の補助ダイオードの接続点と前記ダイオード接続部の前
記第７の補助ダイオード側との間に接続された第３の共
振用リアクトルと、前記第６の補助ダイオード及び前記
第４の補助スイッチング素子の接続点と前記ダイオード
接続部の前記第８の補助ダイオード側との間に接続され
た第４の共振用リアクトルと、から構成されることを特
徴としている。
数の半導体スイッチング素子を有し、これら半導体スイ
ッチング素子を制御することによって、直流電力と交流
電力との間で一方から他方へ電力変換するようにした電
力変換装置において、第１の半導体スイッチング素子及
び第２の半導体スイッチング素子が直列に接続され且つ
前記第１及び第２の半導体スイッチング素子それぞれに
逆並列にダイオードが接続されると共に当該ダイオード
のそれぞれに共振用コンデンサが並列に接続された複数
の主スイッチング部と、これら主スイッチング部と並列
に接続され且つ同一容量値を有する直列に接続された二
つのコンデンサと、前記各主スイッチング部の第１及び
第２の半導体スイッチング素子の接続点に接続される第
３の補助回路部と、を備え、当該第３の補助回路部は、
逆並列にダイオードが接続された第３の補助スイッチン
グ素子及びこれと直列に接続された第５の補助ダイオー
ドから構成され且つ前記二つのコンデンサのうちの低電
位側のコンデンサの両端に接続された第３の直列接続部
と、第６の補助ダイオード及び当該第６の補助ダイオー
ドと直列に接続され且つ逆並列にダイオードが接続され
た第４の補助スイッチング素子から構成され且つ前記二
つのコンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端に接
続された第４の直列接続部と、前記主スイッチング部毎
に設けられ且つ第７の補助ダイオード及び第８の補助ダ
イオードが直列に接続されると共にこれら補助ダイオー
ドどうしの接続点が前記主スイッチング部の半導体スイ
ッチング素子どうしの接続点に接続されるダイオード接
続部と、前記第３の補助スイッチング素子及び前記第５
の補助ダイオードの接続点と前記ダイオード接続部の前
記第７の補助ダイオード側との間に接続された第３の共
振用リアクトルと、前記第６の補助ダイオード及び前記
第４の補助スイッチング素子の接続点と前記ダイオード
接続部の前記第８の補助ダイオード側との間に接続され
た第４の共振用リアクトルと、から構成されることを特
徴としている。
【００１１】また、請求項７に係る電力変換装置は、上
記請求項６記載の電力変換装置において、前記主スイッ
チング部及び前記ダイオード接続部をそれぞれ二組有
し、直流電力と単相交流電力との間で電力変換を行うこ
とを特徴としている。さらに、請求項８に係る電力変換
装置は、上記請求項６記載の電力変換装置において、前
記主スイッチング部及び前記ダイオード接続部をそれぞ
れ三組有し、直流電力と三相交流電力との間で電力変換
を行うことを特徴としている。
記請求項６記載の電力変換装置において、前記主スイッ
チング部及び前記ダイオード接続部をそれぞれ二組有
し、直流電力と単相交流電力との間で電力変換を行うこ
とを特徴としている。さらに、請求項８に係る電力変換
装置は、上記請求項６記載の電力変換装置において、前
記主スイッチング部及び前記ダイオード接続部をそれぞ
れ三組有し、直流電力と三相交流電力との間で電力変換
を行うことを特徴としている。
【００１２】この請求項１乃至請求項８に係る発明にお
いては、例えば、直流電力の出力電力値を変換する場合
或いは交流電力に変換する場合等、前記第１の半導体ス
イッチング素子をターンオンし且つ第２の半導体スイッ
チング素子をターンオフする場合には、まず第１の補助
スイッチング素子を導通させ、第１の共振用リアクトル
に電流を流しこれを増加させた後、第２の半導体スイッ
チング素子をターンオフさせて第１の共振用リアクトル
と共振用コンデンサを共振させ、第２の半導体スイッチ
ング素子と並列に接続された共振用コンデンサを充電す
ると共に他方の共振用コンデンサを放電させる。そし
て、この共振用コンデンサの放電が終了した後、第１の
共振用リアクトルを流れる電流が、前記第１の半導体ス
イッチング素子と逆並列に接続されたダイオードに還流
している間に前記第１の半導体スイッチング素子をター
ンオンし、第１の補助スイッチング素子を遮断する。
いては、例えば、直流電力の出力電力値を変換する場合
或いは交流電力に変換する場合等、前記第１の半導体ス
イッチング素子をターンオンし且つ第２の半導体スイッ
チング素子をターンオフする場合には、まず第１の補助
スイッチング素子を導通させ、第１の共振用リアクトル
に電流を流しこれを増加させた後、第２の半導体スイッ
チング素子をターンオフさせて第１の共振用リアクトル
と共振用コンデンサを共振させ、第２の半導体スイッチ
ング素子と並列に接続された共振用コンデンサを充電す
ると共に他方の共振用コンデンサを放電させる。そし
て、この共振用コンデンサの放電が終了した後、第１の
共振用リアクトルを流れる電流が、前記第１の半導体ス
イッチング素子と逆並列に接続されたダイオードに還流
している間に前記第１の半導体スイッチング素子をター
ンオンし、第１の補助スイッチング素子を遮断する。
【００１３】逆に、第１の半導体スイッチング素子をタ
ーンオフし且つ第２の半導体スイッチング素子をターン
オンする場合には、第２の補助スイッチング素子を導通
させ、第２の共振用リアクトルに電流を流しこれを増加
させた後、第１の半導体スイッチング素子をターンオフ
させて第２の共振用リアクトルと共振用コンデンサとを
共振させ、第１の半導体スイッチング素子と並列に接続
された共振用コンデンサを充電すると共に他方の共振用
コンデンサを放電させる。そして、この共振用コンデン
サの放電が終了した後、第２の共振用リアクトルを流れ
る電流が、前記第２のスイッチング素子と逆並列に接続
されたダイオードに還流している間に前記第２の半導体
スイッチング素子をターンオンし、第２の補助スイッチ
ング素子を遮断する。
ーンオフし且つ第２の半導体スイッチング素子をターン
オンする場合には、第２の補助スイッチング素子を導通
させ、第２の共振用リアクトルに電流を流しこれを増加
させた後、第１の半導体スイッチング素子をターンオフ
させて第２の共振用リアクトルと共振用コンデンサとを
共振させ、第１の半導体スイッチング素子と並列に接続
された共振用コンデンサを充電すると共に他方の共振用
コンデンサを放電させる。そして、この共振用コンデン
サの放電が終了した後、第２の共振用リアクトルを流れ
る電流が、前記第２のスイッチング素子と逆並列に接続
されたダイオードに還流している間に前記第２の半導体
スイッチング素子をターンオンし、第２の補助スイッチ
ング素子を遮断する。
【００１４】このようにすることによって、第１及び第
２の半導体スイッチング素子をターンオン或いはターン
オフする場合には零電圧スイッチング状態となって、ス
イッチング損失の低減を図ることが可能となる。なお、
前述の、第３の補助スイッチング素子、第３の共振用リ
アクトル、第４の補助スイッチング素子、第４の共振用
リアクトルを用いる場合には、上記第１の補助スイッチ
ング素子を第３の補助スイッチング素子に、第１の共振
用リアクトルを第３の共振用リアクトルに、第２の補助
スイッチング素子を第４の補助スイッチング素子に、第
２の共振用リアクトルを第４の共振用リアクトルに置き
換えた場合と同様の動作となる。
２の半導体スイッチング素子をターンオン或いはターン
オフする場合には零電圧スイッチング状態となって、ス
イッチング損失の低減を図ることが可能となる。なお、
前述の、第３の補助スイッチング素子、第３の共振用リ
アクトル、第４の補助スイッチング素子、第４の共振用
リアクトルを用いる場合には、上記第１の補助スイッチ
ング素子を第３の補助スイッチング素子に、第１の共振
用リアクトルを第３の共振用リアクトルに、第２の補助
スイッチング素子を第４の補助スイッチング素子に、第
２の共振用リアクトルを第４の共振用リアクトルに置き
換えた場合と同様の動作となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１は、第１の実施の形態における電力変換装
置を示す概略構成図であって、チョッパ回路に適用した
ものである。図１に示すように、この電力変換装置は、
直流電源１の電源電圧分割用の、直列に接続された同一
容量値を有するコンデンサＣ1 及びＣ2 と、主スイッチ
ング部１１と、当該主スイッチング部１１のＺＶＳ（Ｚ
ｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を実現
するための補助回路部１２とから構成され、直列に接続
された前記コンデンサＣ1 及びＣ2 と主スイッチング部
１１とは、前記直流電源１と並列に接続されている。
明する。図１は、第１の実施の形態における電力変換装
置を示す概略構成図であって、チョッパ回路に適用した
ものである。図１に示すように、この電力変換装置は、
直流電源１の電源電圧分割用の、直列に接続された同一
容量値を有するコンデンサＣ1 及びＣ2 と、主スイッチ
ング部１１と、当該主スイッチング部１１のＺＶＳ（Ｚ
ｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を実現
するための補助回路部１２とから構成され、直列に接続
された前記コンデンサＣ1 及びＣ2 と主スイッチング部
１１とは、前記直流電源１と並列に接続されている。
【００１６】前記主スイッチング部１１は、自己消弧形
の半導体スイッチング素子（以下、スイッチング素子と
いう。）ＳＰ１及びこれと直列に接続された自己消弧形
の半導体スイッチング素子（以下、スイッチング素子と
いう。）ＳＮ１と、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１
のそれぞれに逆並列に接続されたダイオードＦＰ１及び
ＦＮ１と、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のそれぞ
れに並列に接続された、同一容量のコンデンサＣＰ１及
びＣＮ１とから構成されている。
の半導体スイッチング素子（以下、スイッチング素子と
いう。）ＳＰ１及びこれと直列に接続された自己消弧形
の半導体スイッチング素子（以下、スイッチング素子と
いう。）ＳＮ１と、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１
のそれぞれに逆並列に接続されたダイオードＦＰ１及び
ＦＮ１と、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のそれぞ
れに並列に接続された、同一容量のコンデンサＣＰ１及
びＣＮ１とから構成されている。
【００１７】前記補助回路部１２は、自己消孤形の半導
体スイッチング素子（以下、スイッチング素子とい
う。）ＳＳＮ１と、このスイッチング素子ＳＳＮ１と逆
並列に接続されたダイオードＳＦＮ１と、このダイオー
ドＳＦＮ１のアノード側にカソード側が接続されたダイ
オードＤＦＮ１と、スイッチング素子ＳＳＮ１及びダイ
オードＤＦＮ１の接続点に一端が接続された共振用のリ
アクトルＬＮ１と、このリアクトルＬＮ１の他端にアノ
ード側が接続されたダイオードＤＮ１とから構成されて
いる。そして、ダイオードＳＦＮ１のカソード側が前記
コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続されると共に、
ダイオードＤＦＮ１のアノード側が直流電源１の低電位
側に接続され、さらに、ダイオードＤＮ１のカソード側
が前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点に接
続されている。
体スイッチング素子（以下、スイッチング素子とい
う。）ＳＳＮ１と、このスイッチング素子ＳＳＮ１と逆
並列に接続されたダイオードＳＦＮ１と、このダイオー
ドＳＦＮ１のアノード側にカソード側が接続されたダイ
オードＤＦＮ１と、スイッチング素子ＳＳＮ１及びダイ
オードＤＦＮ１の接続点に一端が接続された共振用のリ
アクトルＬＮ１と、このリアクトルＬＮ１の他端にアノ
ード側が接続されたダイオードＤＮ１とから構成されて
いる。そして、ダイオードＳＦＮ１のカソード側が前記
コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続されると共に、
ダイオードＤＦＮ１のアノード側が直流電源１の低電位
側に接続され、さらに、ダイオードＤＮ１のカソード側
が前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点に接
続されている。
【００１８】そして、このスイッチング素子ＳＰ１及び
ＳＮ１の接続点とダイオードＦＮ１のアノード側との間
に負荷２が接続されている。そして、制御回路１０によ
ってスイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１を切り替え、また
ＰＷＭ制御することによって、直流電源１の出力電圧を
所定電圧に変換して負荷２に供給すると共に、スイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の切り替えタイミングに同期
してスイッチング素子ＳＳＮ１のオンオフ制御を行うこ
とによってスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧
スイッチング動作ＺＶＳを実現するようになっている。
ＳＮ１の接続点とダイオードＦＮ１のアノード側との間
に負荷２が接続されている。そして、制御回路１０によ
ってスイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１を切り替え、また
ＰＷＭ制御することによって、直流電源１の出力電圧を
所定電圧に変換して負荷２に供給すると共に、スイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の切り替えタイミングに同期
してスイッチング素子ＳＳＮ１のオンオフ制御を行うこ
とによってスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧
スイッチング動作ＺＶＳを実現するようになっている。
【００１９】ここで、スイッチング素子ＳＰ１が第１の
半導体スイッチング素子に対応し、スイッチング素子Ｓ
Ｎ１が第２の半導体スイッチング素子に対応し、コンデ
ンサＣＰ１及びＣＮ１が共振用コンデンサに対応し、補
助回路部１２が第１の補助回路部に対応し、スイッチン
グ素子ＳＳＮ１が第１の補助スイッチング素子に対応
し、ダイオードＤＦＮ１が第１の補助ダイオードに対応
し、直列に接続されたスイッチング素子ＳＳＮ１及びダ
イオードＤＦＮ１が第１の直列接続部に対応し、リアク
トルＬＮ１が第１の共振用リアクトルに対応し、ダイオ
ードＤＮ１が第２の補助ダイオードに対応している。
半導体スイッチング素子に対応し、スイッチング素子Ｓ
Ｎ１が第２の半導体スイッチング素子に対応し、コンデ
ンサＣＰ１及びＣＮ１が共振用コンデンサに対応し、補
助回路部１２が第１の補助回路部に対応し、スイッチン
グ素子ＳＳＮ１が第１の補助スイッチング素子に対応
し、ダイオードＤＦＮ１が第１の補助ダイオードに対応
し、直列に接続されたスイッチング素子ＳＳＮ１及びダ
イオードＤＦＮ１が第１の直列接続部に対応し、リアク
トルＬＮ１が第１の共振用リアクトルに対応し、ダイオ
ードＤＮ１が第２の補助ダイオードに対応している。
【００２０】次に、上記第１の実施の形態の動作を、図
２に示すタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、図２において、（ａ）はスイッチング素子ＳＰ１の
オンオフ制御状態、（ｂ）はスイッチング素子ＳＮ１の
オンオフ制御状態、（ｃ）はスイッチング素子ＳＳＮ１
のオンオフ制御状態、（ｄ）はコンデンサＣＰ１及びＣ
Ｎ１の両端電圧ＶCP1 及びＶCN1 、（ｅ）はスイッチン
グ素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 及びダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 、（ｆ）はスイッチング素子ＳＮ１
を流れる電流ｉSN1 及びダイオードＦＮ１を流れる電流
ｉFN1 、（ｇ）はリアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 、（ｈ）はモード、をそれぞれ表したものであ
る。
２に示すタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、図２において、（ａ）はスイッチング素子ＳＰ１の
オンオフ制御状態、（ｂ）はスイッチング素子ＳＮ１の
オンオフ制御状態、（ｃ）はスイッチング素子ＳＳＮ１
のオンオフ制御状態、（ｄ）はコンデンサＣＰ１及びＣ
Ｎ１の両端電圧ＶCP1 及びＶCN1 、（ｅ）はスイッチン
グ素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 及びダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 、（ｆ）はスイッチング素子ＳＮ１
を流れる電流ｉSN1 及びダイオードＦＮ１を流れる電流
ｉFN1 、（ｇ）はリアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 、（ｈ）はモード、をそれぞれ表したものであ
る。
【００２１】今、スイッチング素子ＳＮ１がオンしてい
る状態から、スイッチング素子ＳＮ１をオフ、スイッチ
ング素子ＳＰ１をオンに切り替えるものとする。まず、
スイッチング素子ＳＮ１がオン状態であり且つダイオー
ドＦＮ１が導通し、負荷２→ダイオードＦＮ１→負荷２
の経路で負荷電流ＩOUT が還流している状態を考える
（モード１）。このとき、スイッチング素子ＳＰ１及び
ＳＳＮ１はオフ状態である。
る状態から、スイッチング素子ＳＮ１をオフ、スイッチ
ング素子ＳＰ１をオンに切り替えるものとする。まず、
スイッチング素子ＳＮ１がオン状態であり且つダイオー
ドＦＮ１が導通し、負荷２→ダイオードＦＮ１→負荷２
の経路で負荷電流ＩOUT が還流している状態を考える
（モード１）。このとき、スイッチング素子ＳＰ１及び
ＳＳＮ１はオフ状態である。
【００２２】この状態から、例えば時点ｔ11でスイッチ
ング素子ＳＳＮ１をオン状態にすると、直流電源１の電
源電圧を二分割するコンデンサＣ2 を電源として、コン
デンサＣ2 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬ
Ｎ１→ダイオードＤＮ１→スイッチング素子ＳＮ１→コ
ンデンサＣ2 の経路でリアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が増加する。このとき、負荷電流ＩOUT は、モード
１と同様に、負荷２→ダイオードＦＮ１→負荷２の経路
で還流を継続する。したがって、ダイオードＦＮ１を流
れる電流ｉFN1 は、前記リアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 の増加に伴って減少する（モード２）。
ング素子ＳＳＮ１をオン状態にすると、直流電源１の電
源電圧を二分割するコンデンサＣ2 を電源として、コン
デンサＣ2 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬ
Ｎ１→ダイオードＤＮ１→スイッチング素子ＳＮ１→コ
ンデンサＣ2 の経路でリアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が増加する。このとき、負荷電流ＩOUT は、モード
１と同様に、負荷２→ダイオードＦＮ１→負荷２の経路
で還流を継続する。したがって、ダイオードＦＮ１を流
れる電流ｉFN1 は、前記リアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 の増加に伴って減少する（モード２）。
【００２３】そして、時点ｔ12で、リアクトルＬＮ１を
流れる電流ｉLN1 が負荷電流ＩOUTを越えると、負荷電
流ＩOUT はダイオードＦＮ１を流れる経路からダイオー
ドＤＮ１を流れる経路に転流し、リアクトルＬＮ１を流
れる電流ｉLN1 は、コンデンサＣ2 →スイッチング素子
ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→負荷
２→コンデンサＣ2 の経路と、コンデンサＣ2 →スイッ
チング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１→ダイオードＤ
Ｎ１→スイッチング素子ＳＮ１→コンデンサＣ 2 の経路
とに流れる。そして、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 の増加に伴って、スイッチング素子ＳＮ１を流れる
電流ｉSN1 が増加する（モード３）。
流れる電流ｉLN1 が負荷電流ＩOUTを越えると、負荷電
流ＩOUT はダイオードＦＮ１を流れる経路からダイオー
ドＤＮ１を流れる経路に転流し、リアクトルＬＮ１を流
れる電流ｉLN1 は、コンデンサＣ2 →スイッチング素子
ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→負荷
２→コンデンサＣ2 の経路と、コンデンサＣ2 →スイッ
チング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１→ダイオードＤ
Ｎ１→スイッチング素子ＳＮ１→コンデンサＣ 2 の経路
とに流れる。そして、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 の増加に伴って、スイッチング素子ＳＮ１を流れる
電流ｉSN1 が増加する（モード３）。
【００２４】そして、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が負荷電流ＩOUT を越えている時点、例えば時点ｔ
13でスイッチング素子ＳＮ１をオフ状態にすると、リア
クトルＬＮ１とコンデンサＣＰ１及びＣＮ１とが共振を
始め、リアクトルＬＮ１とコンデンサＣＰ１及びＣＮ１
との並列容量で決まる共振周波数で共振し、共振電流が
リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→コンデンサＣＰ
１→コンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リア
クトルＬＮ１の経路と、リアクトルＬＮ１→ダイオード
ＤＮ１→コンデンサＣＮ１→コンデンサＣ2 →スイッチ
ング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路とに流れ
る。これによって、コンデンサＣＰ１は直流電源電圧Ｅ
ｄから零電圧に向かって放電され、逆にコンデンサＣＮ
１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄに向かって充電され
る。したがって、スイッチング素子ＳＮ１の両端電圧は
共振現象によって上昇し、ｄｖ／ｄｔが抑制された状態
で直流電源１の直流電源電圧Ｅｄにクランプされるいわ
ゆるソフトスイッチング動作を行う。なお、このとき負
荷電流ＩOUT はモード３と同様の経路で流れる（モード
４）。
LN1 が負荷電流ＩOUT を越えている時点、例えば時点ｔ
13でスイッチング素子ＳＮ１をオフ状態にすると、リア
クトルＬＮ１とコンデンサＣＰ１及びＣＮ１とが共振を
始め、リアクトルＬＮ１とコンデンサＣＰ１及びＣＮ１
との並列容量で決まる共振周波数で共振し、共振電流が
リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→コンデンサＣＰ
１→コンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リア
クトルＬＮ１の経路と、リアクトルＬＮ１→ダイオード
ＤＮ１→コンデンサＣＮ１→コンデンサＣ2 →スイッチ
ング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路とに流れ
る。これによって、コンデンサＣＰ１は直流電源電圧Ｅ
ｄから零電圧に向かって放電され、逆にコンデンサＣＮ
１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄに向かって充電され
る。したがって、スイッチング素子ＳＮ１の両端電圧は
共振現象によって上昇し、ｄｖ／ｄｔが抑制された状態
で直流電源１の直流電源電圧Ｅｄにクランプされるいわ
ゆるソフトスイッチング動作を行う。なお、このとき負
荷電流ＩOUT はモード３と同様の経路で流れる（モード
４）。
【００２５】ここで、前記スイッチング素子ＳＮ１をオ
フにするタイミングは、リアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 が負荷電流ＩOUT 以上であり且つ、リアクトルＬ
Ｎ１を流れる電流ｉLN1 が前述のリアクトルＬＮ１とコ
ンデンサＣＰ１及びＣＮ１との共振動作を確実に行わせ
ることの可能な電流値を満足する間であれば、どの時点
でもよい。
フにするタイミングは、リアクトルＬＮ１を流れる電流
ｉLN1 が負荷電流ＩOUT 以上であり且つ、リアクトルＬ
Ｎ１を流れる電流ｉLN1 が前述のリアクトルＬＮ１とコ
ンデンサＣＰ１及びＣＮ１との共振動作を確実に行わせ
ることの可能な電流値を満足する間であれば、どの時点
でもよい。
【００２６】続いて、時点ｔ14でコンデンサＣＰ１の放
電及びコンデンサＣＮ１の充電が完了し共振動作が終了
すると、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 は、リア
クトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→負荷２→コンデンサ
Ｃ2 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の
経路で還流すると共に、リアクトルＬＮ１→ダイオード
ＤＮ１→ダイオードＦＰ１→コンデンサＣ1 →スイッチ
ング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路で、負荷電
流ＩOUT を越える電流分が回生される。
電及びコンデンサＣＮ１の充電が完了し共振動作が終了
すると、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 は、リア
クトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→負荷２→コンデンサ
Ｃ2 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の
経路で還流すると共に、リアクトルＬＮ１→ダイオード
ＤＮ１→ダイオードＦＰ１→コンデンサＣ1 →スイッチ
ング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路で、負荷電
流ＩOUT を越える電流分が回生される。
【００２７】したがって、リアクトルＬＮ１を流れる電
流ｉLN1 は減少し、この減少に伴ってダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 も減少する（モード５）。そして、
このダイオードＦＰ１に電流ｉFP1 が流れている時点、
例えば時点ｔ 15でスイッチング素子ＳＰ１をオン状態に
する。このとき、スイッチング素子ＳＰ１の両端の電圧
は零電圧となっているからＺＶＳ動作が可能となる。
流ｉLN1 は減少し、この減少に伴ってダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 も減少する（モード５）。そして、
このダイオードＦＰ１に電流ｉFP1 が流れている時点、
例えば時点ｔ 15でスイッチング素子ＳＰ１をオン状態に
する。このとき、スイッチング素子ＳＰ１の両端の電圧
は零電圧となっているからＺＶＳ動作が可能となる。
【００２８】なお、前記スイッチング素子ＳＰ１をオン
状態にするタイミングは、前記コンデンサＣＰ１の放電
が完了し、且つ前記ダイオードＦＰ１に電流ｉFP1 が流
れている間であればよい。そして、時点ｔ15でスイッチ
ング素子ＳＰ１をオン状態にすると、リアクトルＬＮ１
を流れる電流ｉLN1 が負荷電流ＩOUT よりも大きい間
は、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 は継続して、
リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→ダイオードＦＰ
１→コンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リア
クトルＬＮ１の経路で回生されると共に、リアクトルＬ
Ｎ１→ダイオードＤＮ１→負荷２→コンデンサＣ2 →ス
イッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路で還
流し、時点ｔ16で、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が負荷電流ＩOUT 以下となると、直流電源１→スイ
ッチング素子ＳＰ１→負荷２→直流電源１の経路でスイ
ッチング素子ＳＰ１に電流が流れるようになり、リアク
トルＬＮ１を流れる電流ｉ LN1 の減少に伴ってスイッチ
ング素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 が増加し、時点ｔ17
で、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 がリセットさ
れると、スイッチング素子ＳＰ１には、負荷電流ＩOUT
に相当する電流ｉLN1 が流れるようになる（モード
６）。
状態にするタイミングは、前記コンデンサＣＰ１の放電
が完了し、且つ前記ダイオードＦＰ１に電流ｉFP1 が流
れている間であればよい。そして、時点ｔ15でスイッチ
ング素子ＳＰ１をオン状態にすると、リアクトルＬＮ１
を流れる電流ｉLN1 が負荷電流ＩOUT よりも大きい間
は、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 は継続して、
リアクトルＬＮ１→ダイオードＤＮ１→ダイオードＦＰ
１→コンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＳＮ１→リア
クトルＬＮ１の経路で回生されると共に、リアクトルＬ
Ｎ１→ダイオードＤＮ１→負荷２→コンデンサＣ2 →ス
イッチング素子ＳＳＮ１→リアクトルＬＮ１の経路で還
流し、時点ｔ16で、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が負荷電流ＩOUT 以下となると、直流電源１→スイ
ッチング素子ＳＰ１→負荷２→直流電源１の経路でスイ
ッチング素子ＳＰ１に電流が流れるようになり、リアク
トルＬＮ１を流れる電流ｉ LN1 の減少に伴ってスイッチ
ング素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 が増加し、時点ｔ17
で、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 がリセットさ
れると、スイッチング素子ＳＰ１には、負荷電流ＩOUT
に相当する電流ｉLN1 が流れるようになる（モード
６）。
【００２９】そして、時点ｔ17で、リアクトルＬＮ１を
流れる電流ｉLN1 がリセットされた後、例えば時点ｔ18
でスイッチング素子ＳＳＮ１をオフにする。以上の動作
によって、スイッチング素子ＳＮ１がオフ状態に切り替
えられ、またスイッチング素子ＳＰ１がオン状態に切り
替えられたことになる。続いて、時点ｔ19でスイッチン
グ素子ＳＰ１をオフ状態、スイッチング素子ＳＮ１をオ
ン状態に切り替えると、負荷電流ＩOUT はダイオードＦ
Ｎ１に転流し、また、コンデンサＣＰ１は零から直流電
源電圧Ｅｄに向かって充電され、逆に、コンデンサＣＮ
１は放電されてモード１の状態に戻る。
流れる電流ｉLN1 がリセットされた後、例えば時点ｔ18
でスイッチング素子ＳＳＮ１をオフにする。以上の動作
によって、スイッチング素子ＳＮ１がオフ状態に切り替
えられ、またスイッチング素子ＳＰ１がオン状態に切り
替えられたことになる。続いて、時点ｔ19でスイッチン
グ素子ＳＰ１をオフ状態、スイッチング素子ＳＮ１をオ
ン状態に切り替えると、負荷電流ＩOUT はダイオードＦ
Ｎ１に転流し、また、コンデンサＣＰ１は零から直流電
源電圧Ｅｄに向かって充電され、逆に、コンデンサＣＮ
１は放電されてモード１の状態に戻る。
【００３０】したがって、スイッチング素子ＳＰ１はＺ
ＶＳ状態となり、また、スイッチング素子ＳＮ１は、負
荷電流ＩOUT がダイオードＦＮ１に転流するためターン
オン損失は発生しない。なお、前記スイッチング素子Ｓ
Ｐ１をオフ、スイッチング素子ＳＮ１をオンに切り替え
るタイミングは、前記スイッチング素子ＳＳＮ１がオフ
に制御された時点以後であればいつでもよい。
ＶＳ状態となり、また、スイッチング素子ＳＮ１は、負
荷電流ＩOUT がダイオードＦＮ１に転流するためターン
オン損失は発生しない。なお、前記スイッチング素子Ｓ
Ｐ１をオフ、スイッチング素子ＳＮ１をオンに切り替え
るタイミングは、前記スイッチング素子ＳＳＮ１がオフ
に制御された時点以後であればいつでもよい。
【００３１】そして、この動作を繰り返し行うことによ
って、スイッチング素子ＳＮ１及びＳＰ１が順次オン／
オフに切り替えられることになる。このように、スイッ
チング素子ＳＰ１のターンオン時及びスイッチング素子
ＳＮ１のターンオフ時のソフトスイッチング動作を実現
することができるから、これらスイッチング素子ＳＰ
１，ＳＮ１のスイッチング動作時におけるｄｖ／ｄｔを
抑制することができスイッチング損失を低減することが
できる。また、スナバ回路による損失も発生せずまた、
そのスイッチング損失を低減することができる。また、
スイッチング時の跳ね上がり動作（サージ電圧）に伴う
ノイズの発生をも低く抑えることができるから、低損失
で低ノイズスイッチングを実現することができる。
って、スイッチング素子ＳＮ１及びＳＰ１が順次オン／
オフに切り替えられることになる。このように、スイッ
チング素子ＳＰ１のターンオン時及びスイッチング素子
ＳＮ１のターンオフ時のソフトスイッチング動作を実現
することができるから、これらスイッチング素子ＳＰ
１，ＳＮ１のスイッチング動作時におけるｄｖ／ｄｔを
抑制することができスイッチング損失を低減することが
できる。また、スナバ回路による損失も発生せずまた、
そのスイッチング損失を低減することができる。また、
スイッチング時の跳ね上がり動作（サージ電圧）に伴う
ノイズの発生をも低く抑えることができるから、低損失
で低ノイズスイッチングを実現することができる。
【００３２】また、スイッチング素子ＳＳＮ１を、零電
流スイッチングで動作させることが可能であるが、制御
誤差等により電流が流れている状態でスイッチング動作
を行った場合であっても、ダイオードＤＦＮ１によっ
て、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 をダイオード
ＤＦＮ１を経由して直流電源電圧Ｅｄを二分しているコ
ンデンサＣ1 及びＣ2 に回生させることができ、損失を
最小限に抑えると共に、スイッチング素子ＳＳＮ１を直
流電源電圧Ｅｄ以下でクランプすることができる。
流スイッチングで動作させることが可能であるが、制御
誤差等により電流が流れている状態でスイッチング動作
を行った場合であっても、ダイオードＤＦＮ１によっ
て、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉLN1 をダイオード
ＤＦＮ１を経由して直流電源電圧Ｅｄを二分しているコ
ンデンサＣ1 及びＣ2 に回生させることができ、損失を
最小限に抑えると共に、スイッチング素子ＳＳＮ１を直
流電源電圧Ｅｄ以下でクランプすることができる。
【００３３】また、リアクトルＬＮ１を流れる電流ｉ
LN1 が零となった時点以後にスイッチング素子ＳＳＮ１
をオフ状態にすればよいから、スイッチング素子ＳＳＮ
１をオフするタイミングに対する制御条件を緩やかにす
ることができ、その分制御を容易に行うことができる。
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
LN1 が零となった時点以後にスイッチング素子ＳＳＮ１
をオフ状態にすればよいから、スイッチング素子ＳＳＮ
１をオフするタイミングに対する制御条件を緩やかにす
ることができ、その分制御を容易に行うことができる。
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３４】上記第１の実施の形態は、スイッチング素
子ＳＰ１のターンオン及びスイッチング素子ＳＮ１のタ
ーンオフ時のＺＶＳ動作を実現するようにしたものであ
るのに対し、この第２の実施の形態は、スイッチング素
子ＳＰ１のターンオフ及びスイッチング素子ＳＮ１のタ
ーンオン時のＺＶＳ動作を実現するようにしたものであ
る。
子ＳＰ１のターンオン及びスイッチング素子ＳＮ１のタ
ーンオフ時のＺＶＳ動作を実現するようにしたものであ
るのに対し、この第２の実施の形態は、スイッチング素
子ＳＰ１のターンオフ及びスイッチング素子ＳＮ１のタ
ーンオン時のＺＶＳ動作を実現するようにしたものであ
る。
【００３５】図３に示すように、この電力変換装置は、
上記第１の実施の形態と同様に構成されたコンデンサＣ
1 及びＣ2 と、上記第１の実施の形態と同様に形成され
た主スイッチング部１１と、当該主スイッチング部１１
のＺＶＳを実現するための補助回路部１３とから構成さ
れ、直列に接続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 及び主ス
イッチング部１１は、直流電源１と並列に接続されてい
る。
上記第１の実施の形態と同様に構成されたコンデンサＣ
1 及びＣ2 と、上記第１の実施の形態と同様に形成され
た主スイッチング部１１と、当該主スイッチング部１１
のＺＶＳを実現するための補助回路部１３とから構成さ
れ、直列に接続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 及び主ス
イッチング部１１は、直流電源１と並列に接続されてい
る。
【００３６】そして、前記補助回路部１３は、ダイオー
ドＤＦＰ１、このダイオードＤＦＰ１のアノード側に接
続された自己消孤形の半導体スイッチング素子（以下、
スイッチング素子という。）ＳＳＰ１、このスイッチン
グ素子ＳＳＰ１に逆並列に接続されたダイオードＳＦＰ
１、ダイオードＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１
の接続点に一端が接続された共振用のリアクトルＬＰ
１、このリアクトルＬＰ１の他端に接続されたダイオー
ドＤＰ１とから構成されている。そして、前記ダイオー
ドＳＦＰ１のアノード側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2
の接続点に接続されると共に、前記ダイオードＤＰ１の
アノード側が前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の
接続点に接続され、さらに、前記ダイオードＤＦＰ１の
カソード側が直流電源１の高電位側に接続されている。
ドＤＦＰ１、このダイオードＤＦＰ１のアノード側に接
続された自己消孤形の半導体スイッチング素子（以下、
スイッチング素子という。）ＳＳＰ１、このスイッチン
グ素子ＳＳＰ１に逆並列に接続されたダイオードＳＦＰ
１、ダイオードＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１
の接続点に一端が接続された共振用のリアクトルＬＰ
１、このリアクトルＬＰ１の他端に接続されたダイオー
ドＤＰ１とから構成されている。そして、前記ダイオー
ドＳＦＰ１のアノード側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2
の接続点に接続されると共に、前記ダイオードＤＰ１の
アノード側が前記スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の
接続点に接続され、さらに、前記ダイオードＤＦＰ１の
カソード側が直流電源１の高電位側に接続されている。
【００３７】そして、ダイオードＦＰ１のカソード側と
スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点との間に負
荷２が接続されている。そして、制御回路１０によって
スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１を所定のタイミング
で切り替え、また、ＰＷＭ制御を行うことによって、直
流電源１の直流電源電圧Ｅｄを所定電圧に変換して負荷
２に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ
１の切り替えタイミングに同期してスイッチング素子Ｓ
ＳＰ１をオンオフ制御することによってスイッチング素
子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを
実現するようになっている。
スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点との間に負
荷２が接続されている。そして、制御回路１０によって
スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１を所定のタイミング
で切り替え、また、ＰＷＭ制御を行うことによって、直
流電源１の直流電源電圧Ｅｄを所定電圧に変換して負荷
２に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ
１の切り替えタイミングに同期してスイッチング素子Ｓ
ＳＰ１をオンオフ制御することによってスイッチング素
子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを
実現するようになっている。
【００３８】ここで、補助回路部１３が第２の補助回路
部に対応し、ダイオードＤＦＰ１が第３の補助ダイオー
ドに対応し、スイッチング素子ＳＳＰ１が第２の補助ス
イッチング素子に対応し、直列に接続されたダイオード
ＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１が第２の直列接
続部に対応し、リアクトルＬＰ１が第２の共振用リアク
トルに対応し、ダイオードＤＰ１が第４の補助ダイオー
ドに対応している。
部に対応し、ダイオードＤＦＰ１が第３の補助ダイオー
ドに対応し、スイッチング素子ＳＳＰ１が第２の補助ス
イッチング素子に対応し、直列に接続されたダイオード
ＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１が第２の直列接
続部に対応し、リアクトルＬＰ１が第２の共振用リアク
トルに対応し、ダイオードＤＰ１が第４の補助ダイオー
ドに対応している。
【００３９】次に、上記第２の実施の形態の動作を、図
４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、図４において、（ａ）はスイッチング素子ＳＰ１の
オンオフ制御状態、（ｂ）はスイッチング素子ＳＮ１の
オンオフ制御状態、（ｃ）はスイッチング素子ＳＳＰ１
のオンオフ制御状態、（ｄ）はコンデンサＣＰ１及びＣ
Ｎ１の両端電圧ＶCP1 及びＶCN1 、（ｅ）はスイッチン
グ素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 及びダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 、（ｆ）はスイッチング素子ＳＮ１
を流れる電流ｉSN1 及びダイオードＦＮ１を流れる電流
ｉFN1 、（ｇ）はリアクトルＬＰ１を流れる電流
ｉLP1 、（ｈ）はモード、をそれぞれ表したものであ
る。
４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、図４において、（ａ）はスイッチング素子ＳＰ１の
オンオフ制御状態、（ｂ）はスイッチング素子ＳＮ１の
オンオフ制御状態、（ｃ）はスイッチング素子ＳＳＰ１
のオンオフ制御状態、（ｄ）はコンデンサＣＰ１及びＣ
Ｎ１の両端電圧ＶCP1 及びＶCN1 、（ｅ）はスイッチン
グ素子ＳＰ１を流れる電流ｉSP1 及びダイオードＦＰ１
を流れる電流ｉFP1 、（ｆ）はスイッチング素子ＳＮ１
を流れる電流ｉSN1 及びダイオードＦＮ１を流れる電流
ｉFN1 、（ｇ）はリアクトルＬＰ１を流れる電流
ｉLP1 、（ｈ）はモード、をそれぞれ表したものであ
る。
【００４０】今、スイッチング素子ＳＰ１がオンしてい
る状態から、スイッチング素子ＳＰ１をオフ、スイッチ
ング素子ＳＮ１をオンに切り替えるものとする。まず、
スイッチング素子ＳＰ１がオン状態であり且つダイオー
ドＦＰ１が導通し、負荷２→ダイオードＦＰ１→負荷２
の経路で負荷電流ＩOUT が還流している状態を考える
（モード１）。このとき、スイッチング素子ＳＳＰ１及
びＳＮ１はオフ状態である。
る状態から、スイッチング素子ＳＰ１をオフ、スイッチ
ング素子ＳＮ１をオンに切り替えるものとする。まず、
スイッチング素子ＳＰ１がオン状態であり且つダイオー
ドＦＰ１が導通し、負荷２→ダイオードＦＰ１→負荷２
の経路で負荷電流ＩOUT が還流している状態を考える
（モード１）。このとき、スイッチング素子ＳＳＰ１及
びＳＮ１はオフ状態である。
【００４１】この状態から、例えば時点ｔ21でスイッチ
ング素子ＳＳＰ１をオン状態にすると、直流電源１の直
流電源電圧Ｅｄを二分割するコンデンサＣ1 を電源とし
てコンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＰ１→ダイオー
ドＤＰ１→リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ
１→コンデンサＣ1 の経路でリアクトルＬＰ１を流れる
電流ｉLP1 が増加する。このとき、負荷電流ＩOUT は、
モード１と同様に、負荷２→ダイオードＦＰ１→負荷２
の経路で還流を継続する。したがって、リアクトルＬＰ
１を流れる電流ｉLP1 の増加に伴って、ダイオードＦＰ
１を流れる電流ｉFP1 が減少する（モード２）。
ング素子ＳＳＰ１をオン状態にすると、直流電源１の直
流電源電圧Ｅｄを二分割するコンデンサＣ1 を電源とし
てコンデンサＣ1 →スイッチング素子ＳＰ１→ダイオー
ドＤＰ１→リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ
１→コンデンサＣ1 の経路でリアクトルＬＰ１を流れる
電流ｉLP1 が増加する。このとき、負荷電流ＩOUT は、
モード１と同様に、負荷２→ダイオードＦＰ１→負荷２
の経路で還流を継続する。したがって、リアクトルＬＰ
１を流れる電流ｉLP1 の増加に伴って、ダイオードＦＰ
１を流れる電流ｉFP1 が減少する（モード２）。
【００４２】そして、時点ｔ22で、リアクトルＬＰ１を
流れる電流ｉLP1 が負荷電流ＩOUT以上となると、負荷
電流ＩOUT はダイオードＦＰ１を流れる還流経路から、
リアクトルＬＰ１を経由する前述の経路に転流する。そ
して、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 はコンデン
サＣ1 →スイッチング素子ＳＰ１→ダイオードＤＰ１→
リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コンデ
ンサＣ1 の経路と、コンデンサＣ1 →負荷２→ダイオー
ドＤＰ１→リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ
１→コンデンサＣ1 の経路とを流れる。つまり、リアク
トルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 のうち負荷電流ＩOUT を
越えた電流分がスイッチング素子ＳＰ１を流れるように
なる（モード３）。
流れる電流ｉLP1 が負荷電流ＩOUT以上となると、負荷
電流ＩOUT はダイオードＦＰ１を流れる還流経路から、
リアクトルＬＰ１を経由する前述の経路に転流する。そ
して、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 はコンデン
サＣ1 →スイッチング素子ＳＰ１→ダイオードＤＰ１→
リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コンデ
ンサＣ1 の経路と、コンデンサＣ1 →負荷２→ダイオー
ドＤＰ１→リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ
１→コンデンサＣ1 の経路とを流れる。つまり、リアク
トルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 のうち負荷電流ＩOUT を
越えた電流分がスイッチング素子ＳＰ１を流れるように
なる（モード３）。
【００４３】そして、リアクトルＬＰ１の電流ｉLP1 が
負荷電流ＩOUT を越えている時点、例えば時点ｔ23でス
イッチング素子ＳＰ１をオフ状態にすると、リアクトル
ＬＰ１と、コンデンサＣＰ１及びＣＮ１とが共振動作を
開始し、リアクトルＬＰ１、コンデンサＣＰ１及びＣＮ
１の並列容量で決まる共振周波数で共振する。これによ
って、コンデンサＣＰ１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄ
に向かって充電され、コンデンサＣＮ１は直流電源電圧
Ｅｄから零電圧に向かって放電される。
負荷電流ＩOUT を越えている時点、例えば時点ｔ23でス
イッチング素子ＳＰ１をオフ状態にすると、リアクトル
ＬＰ１と、コンデンサＣＰ１及びＣＮ１とが共振動作を
開始し、リアクトルＬＰ１、コンデンサＣＰ１及びＣＮ
１の並列容量で決まる共振周波数で共振する。これによ
って、コンデンサＣＰ１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄ
に向かって充電され、コンデンサＣＮ１は直流電源電圧
Ｅｄから零電圧に向かって放電される。
【００４４】その結果、スイッチング素子ＳＰ１の両端
電圧は共振現象によって徐々に上昇し、ｄｖ／ｄｔが抑
制された状態で直流電源電圧Ｅｄにクランプされる、い
わゆるソフトスイッチング動作を行う（モード４）。な
お、前記スイッチング素子ＳＰ１をオフ状態にするタイ
ミングは、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 が負荷
電流ＩOUT を越え、且つ、リアクトルＬＰ１を流れる電
流ｉLP1 が前記リアクトルＬＰ１とコンデンサＣＰ１及
びＣＮ１との共振動作を確実に開始することの可能な電
流値であるときであればよい。
電圧は共振現象によって徐々に上昇し、ｄｖ／ｄｔが抑
制された状態で直流電源電圧Ｅｄにクランプされる、い
わゆるソフトスイッチング動作を行う（モード４）。な
お、前記スイッチング素子ＳＰ１をオフ状態にするタイ
ミングは、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 が負荷
電流ＩOUT を越え、且つ、リアクトルＬＰ１を流れる電
流ｉLP1 が前記リアクトルＬＰ１とコンデンサＣＰ１及
びＣＮ１との共振動作を確実に開始することの可能な電
流値であるときであればよい。
【００４５】続いて、時点ｔ24でコンデンサＣＮ１の放
電が完了すると、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1
はダイオードＦＮ１に転流し、リアクトルＬＰ１→スイ
ッチング素子ＳＳＰ１→コンデンサＣ1 →負荷２→ダイ
オードＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路を流れると共
に、リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コ
ンデンサＣ2 →ダイオードＦＮ１→ダイオードＤＰ１→
リアクトルＬＰ１の経路で回生される。したがって、リ
アクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 は減少し、これに伴
って、ダイオードＦＮ１を流れる電流ｉFN1 も減少する
（モード５）。
電が完了すると、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1
はダイオードＦＮ１に転流し、リアクトルＬＰ１→スイ
ッチング素子ＳＳＰ１→コンデンサＣ1 →負荷２→ダイ
オードＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路を流れると共
に、リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コ
ンデンサＣ2 →ダイオードＦＮ１→ダイオードＤＰ１→
リアクトルＬＰ１の経路で回生される。したがって、リ
アクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 は減少し、これに伴
って、ダイオードＦＮ１を流れる電流ｉFN1 も減少する
（モード５）。
【００４６】そして、このダイオードＦＮ１に電流が流
れている間に、例えば時点ｔ25でスイッチング素子ＳＮ
１をオン状態にすると、このとき、スイッチング素子Ｓ
Ｎ１の両端は零電圧となっているから、ＺＶＳ状態とな
る。なお、このスイッチング素子ＳＮ１をオンするタイ
ミングは、コンデンサＣＮ１の放電が完了し、且つダイ
オードＦＮ１に電流が流れている間であればよい。
れている間に、例えば時点ｔ25でスイッチング素子ＳＮ
１をオン状態にすると、このとき、スイッチング素子Ｓ
Ｎ１の両端は零電圧となっているから、ＺＶＳ状態とな
る。なお、このスイッチング素子ＳＮ１をオンするタイ
ミングは、コンデンサＣＮ１の放電が完了し、且つダイ
オードＦＮ１に電流が流れている間であればよい。
【００４７】そして、時点ｔ25でスイッチング素子ＳＮ
１をオン状態にすると、リアクトルＬＰ１を流れる電流
ｉLP1 が負荷電流ＩOUT よりも大きい間は、リアクトル
ＬＰ１を流れる電流ｉLP1 は継続して、リアクトルＬＰ
１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コンデンサＣ1 →負荷
２→ダイオードＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路で還流
すると共に、リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳ
Ｐ１→コンデンサＣ2→ダイオードＦＮ１→ダイオード
ＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路で減衰し、時点ｔ
26で、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 が負荷電流
ＩOUT 以下となると、直流電源１→負荷２→スイッチン
グ素子ＳＮ１→直流電源１の経路でスイッチング素子Ｓ
Ｎ１に電流ｉSN1 が流れるようになり、リアクトルＬＰ
１を流れる電流ｉLP1 の減少に伴ってスイッチング素子
ＳＮ１を流れる電流ｉSN1 が増加し、時点ｔ27で、リア
クトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 がリセットされると、
スイッチング素子ＳＮ１には、負荷電流ＩOUT に相当す
る電流ｉSN1 が流れるようになる（モード６）。
１をオン状態にすると、リアクトルＬＰ１を流れる電流
ｉLP1 が負荷電流ＩOUT よりも大きい間は、リアクトル
ＬＰ１を流れる電流ｉLP1 は継続して、リアクトルＬＰ
１→スイッチング素子ＳＳＰ１→コンデンサＣ1 →負荷
２→ダイオードＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路で還流
すると共に、リアクトルＬＰ１→スイッチング素子ＳＳ
Ｐ１→コンデンサＣ2→ダイオードＦＮ１→ダイオード
ＤＰ１→リアクトルＬＰ１の経路で減衰し、時点ｔ
26で、リアクトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 が負荷電流
ＩOUT 以下となると、直流電源１→負荷２→スイッチン
グ素子ＳＮ１→直流電源１の経路でスイッチング素子Ｓ
Ｎ１に電流ｉSN1 が流れるようになり、リアクトルＬＰ
１を流れる電流ｉLP1 の減少に伴ってスイッチング素子
ＳＮ１を流れる電流ｉSN1 が増加し、時点ｔ27で、リア
クトルＬＰ１を流れる電流ｉLP1 がリセットされると、
スイッチング素子ＳＮ１には、負荷電流ＩOUT に相当す
る電流ｉSN1 が流れるようになる（モード６）。
【００４８】そして、時点ｔ27で、リアクトルＬＰ１を
流れる電流ｉLP1 がリセットされた後、例えば時点ｔ28
でスイッチング素子ＳＳＰ１をオフにする。以上の動作
によって、スイッチング素子ＳＰ１がオフ状態に切り替
えられまたスイッチング素子ＳＮ１がオン状態に切り替
えられたことになる。続いて、時点ｔ29でスイッチング
素子ＳＰ１をオン状態、スイッチング素子ＳＮ１をオフ
状態に切り替えると、負荷電流ＩOUT はダイオードＦＰ
１に転流し、また、コンデンサＣＰ１は直流電源電圧Ｅ
ｄから零電圧に向かって放電されると共に、コンデンサ
ＣＮ１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄに向かって充電さ
れ、モード１の状態に戻る。したがって、スイッチング
素子ＳＮ１はＺＶＳ状態となり、また、スイッチング素
子ＳＰ１は負荷電流ＩOUT がダイオードＦＰ１に転流す
るためターンオン損失は発生しない。
流れる電流ｉLP1 がリセットされた後、例えば時点ｔ28
でスイッチング素子ＳＳＰ１をオフにする。以上の動作
によって、スイッチング素子ＳＰ１がオフ状態に切り替
えられまたスイッチング素子ＳＮ１がオン状態に切り替
えられたことになる。続いて、時点ｔ29でスイッチング
素子ＳＰ１をオン状態、スイッチング素子ＳＮ１をオフ
状態に切り替えると、負荷電流ＩOUT はダイオードＦＰ
１に転流し、また、コンデンサＣＰ１は直流電源電圧Ｅ
ｄから零電圧に向かって放電されると共に、コンデンサ
ＣＮ１は零電圧から直流電源電圧Ｅｄに向かって充電さ
れ、モード１の状態に戻る。したがって、スイッチング
素子ＳＮ１はＺＶＳ状態となり、また、スイッチング素
子ＳＰ１は負荷電流ＩOUT がダイオードＦＰ１に転流す
るためターンオン損失は発生しない。
【００４９】そして、この動作を繰り返し行うことによ
って、スイッチング素子ＳＮ１及びＳＰ１が順次オン／
オフに切り替えられることになる。したがって、この場
合も上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ること
ができる。また、この場合も、スイッチング素子ＳＳＰ
１は零電流スイッチングで動作することが可能である
が、制御誤差等によりリアクトルＬＰ１を流れる電流ｉ
LP1 がリセットされていない状態でスイッチング素子Ｓ
ＳＰ１がオフ状態に制御されたとしても、リアクトルＬ
Ｐ１を流れる電流ｉLP1 はダイオードＤＦＰ１を経由し
て、直流電源電圧Ｅｄを二分割しているコンデンサＣ1
及びＣ2 へ回生させることができるから、損失を最小限
に抑えると共にスイッチング素子ＳＳＰ１を直流電源電
圧Ｅｄ以下でクランプすることができる。
って、スイッチング素子ＳＮ１及びＳＰ１が順次オン／
オフに切り替えられることになる。したがって、この場
合も上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ること
ができる。また、この場合も、スイッチング素子ＳＳＰ
１は零電流スイッチングで動作することが可能である
が、制御誤差等によりリアクトルＬＰ１を流れる電流ｉ
LP1 がリセットされていない状態でスイッチング素子Ｓ
ＳＰ１がオフ状態に制御されたとしても、リアクトルＬ
Ｐ１を流れる電流ｉLP1 はダイオードＤＦＰ１を経由し
て、直流電源電圧Ｅｄを二分割しているコンデンサＣ1
及びＣ2 へ回生させることができるから、損失を最小限
に抑えると共にスイッチング素子ＳＳＰ１を直流電源電
圧Ｅｄ以下でクランプすることができる。
【００５０】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図５は、第３の実施の形態における電力変換装置を
示す概略構成図である。図５に示すように、直流電力を
単相交流電力に変換するようにしたハーフブリッジのイ
ンバータ回路に適用したものであって、上記第１の実施
の形態と第２の実施の形態とを組み合わせたものであ
る。
る。図５は、第３の実施の形態における電力変換装置を
示す概略構成図である。図５に示すように、直流電力を
単相交流電力に変換するようにしたハーフブリッジのイ
ンバータ回路に適用したものであって、上記第１の実施
の形態と第２の実施の形態とを組み合わせたものであ
る。
【００５１】第３の実施の形態における電力変換装置
は、図５に示すように、上記第１の実施の形態と同様
の、直流電源電圧Ｅｄ分割用のコンデンサＣ1 及びＣ2
と、上記第１の実施の形態における主スイッチング部１
１と、この主スイッチング部１１の各スイッチング素子
のＺＶＳを実現するための補助回路部ＡＲＣＳとから構
成され、直列に接続されたＣ1 及びＣ2 と主スイッチン
グ部１１とは、前記直流電源１に並列に接続されてい
る。
は、図５に示すように、上記第１の実施の形態と同様
の、直流電源電圧Ｅｄ分割用のコンデンサＣ1 及びＣ2
と、上記第１の実施の形態における主スイッチング部１
１と、この主スイッチング部１１の各スイッチング素子
のＺＶＳを実現するための補助回路部ＡＲＣＳとから構
成され、直列に接続されたＣ1 及びＣ2 と主スイッチン
グ部１１とは、前記直流電源１に並列に接続されてい
る。
【００５２】そして、前記補助回路部ＡＲＣＳは、第１
の実施の形態における補助回路部１２と、第２の実施の
形態における補助回路部１３とから構成されている。そ
して、補助回路部１２のダイオードＤＦＮ１のアノード
側が直流電源１の低電位側に接続され、ダイオードＳＦ
Ｎ１のカソード側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続
点に接続されさらに、ダイオードＤＮ１のカソード側が
前記主スイッチング部１１のスイッチング素子ＳＰ１及
びＳＮ１の接続点に接続されている。同様に、補助回路
部１３のダイオードＤＦＰ１のカソード側が直流電源１
の高電位側に接続され、ダイオードＳＦＰ１のアノード
側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続され、
ダイオードＤＰ１のアノード側が前記主スイッチング部
１１のスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点に接
続されている。
の実施の形態における補助回路部１２と、第２の実施の
形態における補助回路部１３とから構成されている。そ
して、補助回路部１２のダイオードＤＦＮ１のアノード
側が直流電源１の低電位側に接続され、ダイオードＳＦ
Ｎ１のカソード側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続
点に接続されさらに、ダイオードＤＮ１のカソード側が
前記主スイッチング部１１のスイッチング素子ＳＰ１及
びＳＮ１の接続点に接続されている。同様に、補助回路
部１３のダイオードＤＦＰ１のカソード側が直流電源１
の高電位側に接続され、ダイオードＳＦＰ１のアノード
側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続され、
ダイオードＤＰ１のアノード側が前記主スイッチング部
１１のスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点に接
続されている。
【００５３】そして、制御回路１０によって、各スイッ
チング素子ＳＰ１、ＳＮ１を所定のタイミングで交互に
切り替え、またＰＷＭ制御を行うことによって、直流電
源１の出力電力を単相交流電力に変換して負荷３に供給
すると共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の切り
替えタイミングに同期してスイッチング素子ＳＳＮ１、
ＳＳＰ１をオンオフ動作させることによって、スイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧スイッチング動作Ｚ
ＶＳを実現するようになっている。
チング素子ＳＰ１、ＳＮ１を所定のタイミングで交互に
切り替え、またＰＷＭ制御を行うことによって、直流電
源１の出力電力を単相交流電力に変換して負荷３に供給
すると共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の切り
替えタイミングに同期してスイッチング素子ＳＳＮ１、
ＳＳＰ１をオンオフ動作させることによって、スイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の零電圧スイッチング動作Ｚ
ＶＳを実現するようになっている。
【００５４】ここで、主スイッチング部１１及び補助回
路部ＡＲＣＳが、変換モジュールに対応し、補助回路部
１２が第１の補助回路部に対応し、補助回路部１３が第
２の補助回路部に対応し、直列に接続されたスイッチン
グ素子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１が第１の直列接
続部に対応し、直列に接続されたダイオードＤＦＰ１及
びスイッチング素子ＳＳＰ１が第２の直列接続部に対応
し、リアクトルＬＮ１が第１の共振用リアクトルに対応
し、リアクトルＬＰ１が第２の共振用リアクトルに対応
している。
路部ＡＲＣＳが、変換モジュールに対応し、補助回路部
１２が第１の補助回路部に対応し、補助回路部１３が第
２の補助回路部に対応し、直列に接続されたスイッチン
グ素子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１が第１の直列接
続部に対応し、直列に接続されたダイオードＤＦＰ１及
びスイッチング素子ＳＳＰ１が第２の直列接続部に対応
し、リアクトルＬＮ１が第１の共振用リアクトルに対応
し、リアクトルＬＰ１が第２の共振用リアクトルに対応
している。
【００５５】つまりこの場合には、スイッチング素子Ｓ
Ｐ１及びＳＮ１のオン／オフ動作に同期して、スイッチ
ング素子ＳＳＮ１及びＳＳＰ１をオンオフ制御し、すな
わち、次にスイッチング素子ＳＰ１をターンオン、スイ
ッチング素子ＳＮ１をターンオフするときには、上記第
１の実施の形態にしたがってスイッチング素子ＳＳＮ１
をオンオフ制御し、次にスイッチング素子ＳＰ１をター
ンオフ、スイッチング素子ＳＮ１をターンオンするとき
には、上記第２の実施の形態にしたがってスイッチング
素子ＳＳＰ１をオンオフ動作させることによって、スイ
ッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のターンオン及びターン
オフ時のＺＶＳ動作を実現することができる。
Ｐ１及びＳＮ１のオン／オフ動作に同期して、スイッチ
ング素子ＳＳＮ１及びＳＳＰ１をオンオフ制御し、すな
わち、次にスイッチング素子ＳＰ１をターンオン、スイ
ッチング素子ＳＮ１をターンオフするときには、上記第
１の実施の形態にしたがってスイッチング素子ＳＳＮ１
をオンオフ制御し、次にスイッチング素子ＳＰ１をター
ンオフ、スイッチング素子ＳＮ１をターンオンするとき
には、上記第２の実施の形態にしたがってスイッチング
素子ＳＳＰ１をオンオフ動作させることによって、スイ
ッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のターンオン及びターン
オフ時のＺＶＳ動作を実現することができる。
【００５６】したがって、この場合も、上記第１及び第
２の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。図６は、
第４の実施の形態における電力変換装置を示す概略構成
図である。図６に示すように、直流電力を多相交流電力
に変換するようにしたインバータ回路に適用したもので
あって、前記第３の実施の形態において主スイッチング
部１１と補助回路部ＡＲＣＳとで構成される変換モジュ
ールを、相数Ｍに応じてＭ組設けている。
２の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。図６は、
第４の実施の形態における電力変換装置を示す概略構成
図である。図６に示すように、直流電力を多相交流電力
に変換するようにしたインバータ回路に適用したもので
あって、前記第３の実施の形態において主スイッチング
部１１と補助回路部ＡＲＣＳとで構成される変換モジュ
ールを、相数Ｍに応じてＭ組設けている。
【００５７】そして、各相に対応する主スイッチング部
１１のスイッチング素子ＳＰｎ（ｎ＝１〜Ｍ）及びＳＮ
ｎ（ｎ＝１〜Ｍ）の接続点が負荷４に接続されている。
そして、制御回路１０によって、各スイッチング素子Ｓ
Ｐｎ、ＳＮｎを公知の通電手順にしたがって切り替え、
またＰＷＭ制御することによって、直流電源１の出力電
力を多相交流電力に変換して負荷４に供給すると共に、
スイッチング素子ＳＰｎ、ＳＮｎの切り替えタイミング
に同期してスイッチング素子ＳＳＮｎ（ｎ＝１〜Ｍ）、
ＳＳＰｎ（ｎ＝１〜Ｍ）をオンオフ制御することによっ
て、スイッチング素子ＳＰｎ、ＳＮｎの零電圧スイッチ
ング動作ＺＶＳを実現するようになっている。
１１のスイッチング素子ＳＰｎ（ｎ＝１〜Ｍ）及びＳＮ
ｎ（ｎ＝１〜Ｍ）の接続点が負荷４に接続されている。
そして、制御回路１０によって、各スイッチング素子Ｓ
Ｐｎ、ＳＮｎを公知の通電手順にしたがって切り替え、
またＰＷＭ制御することによって、直流電源１の出力電
力を多相交流電力に変換して負荷４に供給すると共に、
スイッチング素子ＳＰｎ、ＳＮｎの切り替えタイミング
に同期してスイッチング素子ＳＳＮｎ（ｎ＝１〜Ｍ）、
ＳＳＰｎ（ｎ＝１〜Ｍ）をオンオフ制御することによっ
て、スイッチング素子ＳＰｎ、ＳＮｎの零電圧スイッチ
ング動作ＺＶＳを実現するようになっている。
【００５８】つまり、例えば、直流電源１の両端に、主
スイッチング部１１及び補助回路ＡＲＣＳを二組設け、
いわゆるフルブリッジ回路を構成して、直流電力を単相
交流電力に変換するようにした電力変換装置に適用した
場合には、図７のタイミングチャートに示すように、ス
イッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２を所定
のタイミングでオンオフ制御して階段波を発生させる。
これと共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のオン
／オフ動作に同期して、スイッチング素子ＳＳＮ１及び
ＳＳＰ１、ＳＳＮ２及びＳＳＰ２をオンオフ制御し、す
なわち、図７に示すように、次の時点ｔ32でスイッチン
グ素子ＳＰ１（図７（ａ））をターンオン、スイッチン
グ素子ＳＮ１（図７（ｂ））をターンオフするときに
は、上記第１の実施の形態にしたがってスイッチング素
子ＳＳＮ１（図７（ｅ））を予め時点ｔ31でオン動作さ
せ、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１を切り替えた後
オフにし、次の時点ｔ35でスイッチング素子ＳＰ２（図
７（ｃ））をターンオン、スイッチング素子ＳＮ２（図
７（ｄ））をターンオフするときにも、上記第１の実施
の形態にしたがってスイッチング素子ＳＳＮ２（図７
（ｇ））を予め時点ｔ33でオン動作させ、スイッチング
素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えた後オフにする。ま
た、次の時点ｔ36でスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１
を切り替えるときには、上記第２の実施の形態にしたが
って、スイッチング素子ＳＳＰ１（図７（ｆ））を予め
時点ｔ34でオン動作させ、スイッチング素子ＳＰ１及び
ＳＮ１を切り替えた後オフにし、同様に、時点ｔ39でス
イッチング素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えるときに
は、ＳＳＰ２（図７（ｈ））を予め時点ｔ37でオン動作
させ、スイッチング素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えた
後にオフする。
スイッチング部１１及び補助回路ＡＲＣＳを二組設け、
いわゆるフルブリッジ回路を構成して、直流電力を単相
交流電力に変換するようにした電力変換装置に適用した
場合には、図７のタイミングチャートに示すように、ス
イッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２を所定
のタイミングでオンオフ制御して階段波を発生させる。
これと共に、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１のオン
／オフ動作に同期して、スイッチング素子ＳＳＮ１及び
ＳＳＰ１、ＳＳＮ２及びＳＳＰ２をオンオフ制御し、す
なわち、図７に示すように、次の時点ｔ32でスイッチン
グ素子ＳＰ１（図７（ａ））をターンオン、スイッチン
グ素子ＳＮ１（図７（ｂ））をターンオフするときに
は、上記第１の実施の形態にしたがってスイッチング素
子ＳＳＮ１（図７（ｅ））を予め時点ｔ31でオン動作さ
せ、スイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１を切り替えた後
オフにし、次の時点ｔ35でスイッチング素子ＳＰ２（図
７（ｃ））をターンオン、スイッチング素子ＳＮ２（図
７（ｄ））をターンオフするときにも、上記第１の実施
の形態にしたがってスイッチング素子ＳＳＮ２（図７
（ｇ））を予め時点ｔ33でオン動作させ、スイッチング
素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えた後オフにする。ま
た、次の時点ｔ36でスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１
を切り替えるときには、上記第２の実施の形態にしたが
って、スイッチング素子ＳＳＰ１（図７（ｆ））を予め
時点ｔ34でオン動作させ、スイッチング素子ＳＰ１及び
ＳＮ１を切り替えた後オフにし、同様に、時点ｔ39でス
イッチング素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えるときに
は、ＳＳＰ２（図７（ｈ））を予め時点ｔ37でオン動作
させ、スイッチング素子ＳＰ２及びＳＮ２を切り替えた
後にオフする。
【００５９】このようにすることによって、スイッチン
グ素子ＳＰ１及びＳＮ１、ＳＰ２及びＳＮ２のターンオ
ン及びターンオフ時のＺＶＳ動作を実現することができ
る。そして、例えば、三相の交流電力に変換するように
した場合には、三相分の主スイッチング部１１及び補助
回路部ＡＲＣＳを設け、各相に対応する主スイッチング
部１１の各スイッチング素子ＳＰ及びＳＮを、例えば、
１２０度通電方式或いは１８０度通電方式等による公知
のタイミングでオンオフ制御し、このとき、スイッチン
グ素子ＳＰ及びＳＮのターンオフ及びターンオンに応じ
て対応するスイッチング素子ＳＳＮｎ或いはＳＳＰｎを
オンオフ動作すればよく、多相の交流電力に変換した場
合も同様である。
グ素子ＳＰ１及びＳＮ１、ＳＰ２及びＳＮ２のターンオ
ン及びターンオフ時のＺＶＳ動作を実現することができ
る。そして、例えば、三相の交流電力に変換するように
した場合には、三相分の主スイッチング部１１及び補助
回路部ＡＲＣＳを設け、各相に対応する主スイッチング
部１１の各スイッチング素子ＳＰ及びＳＮを、例えば、
１２０度通電方式或いは１８０度通電方式等による公知
のタイミングでオンオフ制御し、このとき、スイッチン
グ素子ＳＰ及びＳＮのターンオフ及びターンオンに応じ
て対応するスイッチング素子ＳＳＮｎ或いはＳＳＰｎを
オンオフ動作すればよく、多相の交流電力に変換した場
合も同様である。
【００６０】したがって、この場合も、上記第１及び第
２の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
また、上記第４の実施の形態においては、Ｍ相のインバ
ータの負荷を線間に接続した場合について説明したが、
これに限るものではなく、例えば、Ｍ相のインバータの
各出力とコンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点との間にＭ組
の単相負荷が接続された場合であっても、上記と同等の
作用効果を得ることができるのはいうまでもない。
２の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
また、上記第４の実施の形態においては、Ｍ相のインバ
ータの負荷を線間に接続した場合について説明したが、
これに限るものではなく、例えば、Ｍ相のインバータの
各出力とコンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点との間にＭ組
の単相負荷が接続された場合であっても、上記と同等の
作用効果を得ることができるのはいうまでもない。
【００６１】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図８は、第５の実施の形態における電力変換装置を
示す概略構成図であって、直流電力を単相交流電力に変
換するようにしたインバータ回路に適用したものであ
る。前記第３の実施の形態では、インバータ回路をハー
フブリッジで構成したのに対し、第５の実施の形態で
は、インバータ回路をフルブリッジで構成している。
る。図８は、第５の実施の形態における電力変換装置を
示す概略構成図であって、直流電力を単相交流電力に変
換するようにしたインバータ回路に適用したものであ
る。前記第３の実施の形態では、インバータ回路をハー
フブリッジで構成したのに対し、第５の実施の形態で
は、インバータ回路をフルブリッジで構成している。
【００６２】すなわち、この第５の実施の形態における
電力変換装置は、図８に示すように、直流電源１の直流
電源電圧Ｅｄ分割用の、同一の容量値を有する直列に接
続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 と、前記第１の実施の
形態における主スイッチング部１１と同一に構成された
主スイッチング部１１Ｕ及び１１Ｖと、これら主スイッ
チング部１１Ｕ及び１１Ｖを構成する各スイッチング素
子のＺＶＳ動作を実現するための補助回路部１５とから
構成され、直列に接続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 、
前記主スイッチング部１１Ｕ及び１１Ｖは、それぞれ直
流電源１と並列に接続されている。
電力変換装置は、図８に示すように、直流電源１の直流
電源電圧Ｅｄ分割用の、同一の容量値を有する直列に接
続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 と、前記第１の実施の
形態における主スイッチング部１１と同一に構成された
主スイッチング部１１Ｕ及び１１Ｖと、これら主スイッ
チング部１１Ｕ及び１１Ｖを構成する各スイッチング素
子のＺＶＳ動作を実現するための補助回路部１５とから
構成され、直列に接続されたコンデンサＣ1 及びＣ2 、
前記主スイッチング部１１Ｕ及び１１Ｖは、それぞれ直
流電源１と並列に接続されている。
【００６３】前記補助回路部１５は、自己消弧形の半導
体スイッチング素子（以下、スイッチング素子とい
う。）ＳＳＮ１及びこれと逆並列に接続されたダイオー
ドＳＦＮ１と、自己消弧形の半導体スイッチング素子
（以下、スイッチング素子という。）ＳＳＰ１及びこれ
と逆並列に接続されたダイオードＳＦＰ１と、ダイオー
ドブリッジ部１５ａを構成する、ダイオードＤＮ１、Ｄ
Ｎ２、ＤＰ１、ＤＰ２と、前記ダイオードＳＦＮ１のア
ノード側とダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイ
オードＤＮ１及びＤＮ２のアノード側との間に接続され
たリアクトルＬＮ１と、前記ダイオードＳＦＰ１のカソ
ード側とダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイオ
ードＤＰ１及びＤＰ２のカソード側との間に接続された
リアクトルＬＰ１と、前記スイッチング素子ＳＳＰ１及
びリアクトルＬＰ１の接続点にアノード側が接続された
ダイオードＤＦＰ１と、前記スイッチング素子ＳＳＮ１
及びリアクトルＬＮ１の接続点にカソード側が接続され
たダイオードＤＦＮ１とから構成されている。そして、
前記ダイオードＤＦＰ１のカソード側が直流電源１の高
電位側に、またダイオードＤＦＮ１のアノード側が直流
電源１の低電位側に接続され、さらに、前記ダイオード
ＳＦＮ１のカソード側及びダイオードＳＦＰ１のアノー
ド側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続さ
れ、また、ダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイ
オードＤＮ１及びＤＰ１の接続点が主スイッチング部１
１Ｕを構成するスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接
続点に接続され、ダイオードＤＮ２及びＤＰ２の接続点
が主スイッチング部１１Ｖを構成するスイッチング素子
ＳＰ２及びＳＮ２の接続点に接続され、これらスイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点とスイッチング素子
ＳＰ２及びＳＮ２の接続点との間に負荷３が接続されて
いる。
体スイッチング素子（以下、スイッチング素子とい
う。）ＳＳＮ１及びこれと逆並列に接続されたダイオー
ドＳＦＮ１と、自己消弧形の半導体スイッチング素子
（以下、スイッチング素子という。）ＳＳＰ１及びこれ
と逆並列に接続されたダイオードＳＦＰ１と、ダイオー
ドブリッジ部１５ａを構成する、ダイオードＤＮ１、Ｄ
Ｎ２、ＤＰ１、ＤＰ２と、前記ダイオードＳＦＮ１のア
ノード側とダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイ
オードＤＮ１及びＤＮ２のアノード側との間に接続され
たリアクトルＬＮ１と、前記ダイオードＳＦＰ１のカソ
ード側とダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイオ
ードＤＰ１及びＤＰ２のカソード側との間に接続された
リアクトルＬＰ１と、前記スイッチング素子ＳＳＰ１及
びリアクトルＬＰ１の接続点にアノード側が接続された
ダイオードＤＦＰ１と、前記スイッチング素子ＳＳＮ１
及びリアクトルＬＮ１の接続点にカソード側が接続され
たダイオードＤＦＮ１とから構成されている。そして、
前記ダイオードＤＦＰ１のカソード側が直流電源１の高
電位側に、またダイオードＤＦＮ１のアノード側が直流
電源１の低電位側に接続され、さらに、前記ダイオード
ＳＦＮ１のカソード側及びダイオードＳＦＰ１のアノー
ド側が前記コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続点に接続さ
れ、また、ダイオードブリッジ部１５ａを構成するダイ
オードＤＮ１及びＤＰ１の接続点が主スイッチング部１
１Ｕを構成するスイッチング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接
続点に接続され、ダイオードＤＮ２及びＤＰ２の接続点
が主スイッチング部１１Ｖを構成するスイッチング素子
ＳＰ２及びＳＮ２の接続点に接続され、これらスイッチ
ング素子ＳＰ１及びＳＮ１の接続点とスイッチング素子
ＳＰ２及びＳＮ２の接続点との間に負荷３が接続されて
いる。
【００６４】そして、制御回路１０によって各スイッチ
ング素子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２を、所定のタ
イミングで切り替え、また、ＰＷＭ制御を行うことによ
って、直流電源１の出力電力を単相交流電力に変換して
負荷３に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１、Ｓ
Ｎ１、ＳＰ２、ＳＮ２の切り替えタイミングに同期して
スイッチング素子ＳＳＰ１及びＳＳＮ１をオンオフ制御
することによって、スイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１、
ＳＰ２、ＳＮ２の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを実現
するようになっている。
ング素子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２を、所定のタ
イミングで切り替え、また、ＰＷＭ制御を行うことによ
って、直流電源１の出力電力を単相交流電力に変換して
負荷３に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１、Ｓ
Ｎ１、ＳＰ２、ＳＮ２の切り替えタイミングに同期して
スイッチング素子ＳＳＰ１及びＳＳＮ１をオンオフ制御
することによって、スイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ１、
ＳＰ２、ＳＮ２の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを実現
するようになっている。
【００６５】ここで、補助回路部１５が第３の補助回路
部に対応し、スイッチング素子ＳＳＮ１が第３の補助ス
イッチング素子に対応し、ダイオードＤＦＮ１が第５の
補助ダイオードに対応し、直列に接続されたスイッチン
グ素子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１が第３の直列接
続部に対応し、ダイオードＤＦＰ１が第６の補助ダイオ
ードに対応し、スイッチング素子ＳＳＰ１が第４の補助
スイッチング素子に対応し、直列に接続されたダイオー
ドＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１が第４の直列
接続部に対応し、ダイオードＤＮ１及びＤＮ２が第７の
補助ダイオードに対応し、ダイオードＤＰ１及びＤＰ２
が第８の補助ダイオードに対応し、直列に接続されたダ
イオードＤＮ１及びＤＰ１、ＤＮ２及びＤＰ２がダイオ
ード接続部に対応し、リアクトルＬＮ１が第３の共振用
リアクトルに対応し、リアクトルＬＰ１が第４の共振用
リアクトルに対応している。
部に対応し、スイッチング素子ＳＳＮ１が第３の補助ス
イッチング素子に対応し、ダイオードＤＦＮ１が第５の
補助ダイオードに対応し、直列に接続されたスイッチン
グ素子ＳＳＮ１及びダイオードＤＦＮ１が第３の直列接
続部に対応し、ダイオードＤＦＰ１が第６の補助ダイオ
ードに対応し、スイッチング素子ＳＳＰ１が第４の補助
スイッチング素子に対応し、直列に接続されたダイオー
ドＤＦＰ１及びスイッチング素子ＳＳＰ１が第４の直列
接続部に対応し、ダイオードＤＮ１及びＤＮ２が第７の
補助ダイオードに対応し、ダイオードＤＰ１及びＤＰ２
が第８の補助ダイオードに対応し、直列に接続されたダ
イオードＤＮ１及びＤＰ１、ＤＮ２及びＤＰ２がダイオ
ード接続部に対応し、リアクトルＬＮ１が第３の共振用
リアクトルに対応し、リアクトルＬＰ１が第４の共振用
リアクトルに対応している。
【００６６】つまりこの場合には、前記図７に示すよう
に、所定のタイミングでスイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ
１、ＳＰ２、ＳＮ２をオン／オフ制御すると共に、この
オンオフ動作に同期して、スイッチング素子ＳＳＰ１及
びＳＳＮ１を動作させ、すなわち、スイッチング素子Ｓ
Ｐ１及びＳＮ１を切り替える場合には、ダイオードＤＮ
１及びＤＰ１を経由し、逆に、スイッチング素子ＳＰ２
及びＳＮ２を切り替える場合には、ダイオードＤＮ２及
びＤＰ２を経由して、前記第１又は第２の実施の形態に
したがって、スイッチング素子ＳＳＮ１及びＳＳＰ１
を、オンオフ動作させることによって、スイッチング素
子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２のターンオン及びタ
ーンオフ時のＺＶＳ動作を実現することができる。
に、所定のタイミングでスイッチング素子ＳＰ１、ＳＮ
１、ＳＰ２、ＳＮ２をオン／オフ制御すると共に、この
オンオフ動作に同期して、スイッチング素子ＳＳＰ１及
びＳＳＮ１を動作させ、すなわち、スイッチング素子Ｓ
Ｐ１及びＳＮ１を切り替える場合には、ダイオードＤＮ
１及びＤＰ１を経由し、逆に、スイッチング素子ＳＰ２
及びＳＮ２を切り替える場合には、ダイオードＤＮ２及
びＤＰ２を経由して、前記第１又は第２の実施の形態に
したがって、スイッチング素子ＳＳＮ１及びＳＳＰ１
を、オンオフ動作させることによって、スイッチング素
子ＳＰ１、ＳＮ１、ＳＰ２、ＳＮ２のターンオン及びタ
ーンオフ時のＺＶＳ動作を実現することができる。
【００６７】したがって、この場合も、上記第３の実施
の形態と同等の作用効果を得ることができる。また、こ
の場合、各主スイッチング部１１Ｕ、１１Ｖに対してＺ
ＶＳを実現するためのダイオード及びスイッチング素子
を設ける必要がないから、その分電力変換装置の構成品
の削減を図ることができる。
の形態と同等の作用効果を得ることができる。また、こ
の場合、各主スイッチング部１１Ｕ、１１Ｖに対してＺ
ＶＳを実現するためのダイオード及びスイッチング素子
を設ける必要がないから、その分電力変換装置の構成品
の削減を図ることができる。
【００６８】次に、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。この第６の実施の形態は、第５の実施の形態におい
て、直流電力を三相交流電力に変換するようにしたもの
であって、図９に示すように、主スイッチング部１１Ｗ
が追加されると共に、２相のダイオードブリッジ部１５
ａに代えて、３相のダイオードブリッジ部１５ｂが設け
られている。
る。この第６の実施の形態は、第５の実施の形態におい
て、直流電力を三相交流電力に変換するようにしたもの
であって、図９に示すように、主スイッチング部１１Ｗ
が追加されると共に、２相のダイオードブリッジ部１５
ａに代えて、３相のダイオードブリッジ部１５ｂが設け
られている。
【００６９】すなわち、ダイオードブリッジ部１５ｂ
は、ダイオードＤＮ１及びこれと直列に接続されたダイ
オードＤＰ１、ダイオードＤＮ２及びこれと直列に接続
されたダイオードＤＰ２、ダイオードＤＮ３及びこれと
直列に接続されたダイオードＤＰ３の三組のダイオード
接続部から構成され、ダイオードＤＮ１、ＤＮ２、ＤＮ
３のアノード側がリアクトルＬＮ１に接続されると共
に、ダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３のカソード側が
リアクトルＬＰ１に接続されている。
は、ダイオードＤＮ１及びこれと直列に接続されたダイ
オードＤＰ１、ダイオードＤＮ２及びこれと直列に接続
されたダイオードＤＰ２、ダイオードＤＮ３及びこれと
直列に接続されたダイオードＤＰ３の三組のダイオード
接続部から構成され、ダイオードＤＮ１、ＤＮ２、ＤＮ
３のアノード側がリアクトルＬＮ１に接続されると共
に、ダイオードＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３のカソード側が
リアクトルＬＰ１に接続されている。
【００７０】そして、ダイオードＤＮ１及びＤＰ１の接
続点、ダイオードＤＮ２及びＤＰ２の接続点、ダイオー
ドＤＮ３及びＤＰ３の接続点と、スイッチング素子ＳＰ
１及びＳＮ１の接続点、スイッチング素子ＳＰ２及びＳ
Ｎ２の接続点、スイッチング素子ＳＰ３及びＳＮ３の接
続点の接続点がそれぞれ接続され、さらに、これら各ス
イッチング素子の接続点が負荷５に接続されている。
続点、ダイオードＤＮ２及びＤＰ２の接続点、ダイオー
ドＤＮ３及びＤＰ３の接続点と、スイッチング素子ＳＰ
１及びＳＮ１の接続点、スイッチング素子ＳＰ２及びＳ
Ｎ２の接続点、スイッチング素子ＳＰ３及びＳＮ３の接
続点の接続点がそれぞれ接続され、さらに、これら各ス
イッチング素子の接続点が負荷５に接続されている。
【００７１】そして、制御回路１０によって、各スイッ
チング素子ＳＰ１〜ＳＰ３、ＳＮ１〜ＳＮ３を公知の１
２０度通電方式或いは１８０度通電方式にしたがって所
定のタイミングで切り替え、またＰＷＭ制御を行うこと
によって、直流電源１の出力電力を三相交流電力に変換
して負荷５に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１
〜ＳＰ３、ＳＮ１〜ＳＮ３の切り替えタイミングに同期
してスイッチング素子ＳＳＰ１及びＳＳＮ１をオンオフ
制御することによって、スイッチング素子ＳＰ１〜ＳＰ
３、ＳＮ１〜ＳＮ３の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを
実現するようになっている。
チング素子ＳＰ１〜ＳＰ３、ＳＮ１〜ＳＮ３を公知の１
２０度通電方式或いは１８０度通電方式にしたがって所
定のタイミングで切り替え、またＰＷＭ制御を行うこと
によって、直流電源１の出力電力を三相交流電力に変換
して負荷５に供給すると共に、スイッチング素子ＳＰ１
〜ＳＰ３、ＳＮ１〜ＳＮ３の切り替えタイミングに同期
してスイッチング素子ＳＳＰ１及びＳＳＮ１をオンオフ
制御することによって、スイッチング素子ＳＰ１〜ＳＰ
３、ＳＮ１〜ＳＮ３の零電圧スイッチング動作ＺＶＳを
実現するようになっている。
【００７２】つまりこの場合には、スイッチング素子Ｓ
Ｐ１及びＳＮ１、ＳＰ２及びＳＮ２、ＳＰ３及びＳＮ３
のオン／オフ動作に同期して、上記第１及び第２の実施
の形態と同様にスイッチング素子ＳＳＰ１又はＳＳＮ１
を動作させることによって、スイッチング素子ＳＰ１及
びＳＮ１が切り替わるときにはダイオードＤＮ１及びＤ
Ｐ１を経由し、また、スイッチング素子ＳＰ２及びＳＮ
２が切り替わるときにはダイオードＤＮ２及びＤＰ２を
経由し、スイッチング素子ＳＰ３及びＳＮ３が切り替わ
るときにはダイオードＤＮ３及びＤＰ３を経由して動作
することによって、スイッチング素子ＳＰ１〜ＳＰ３、
ＳＮ１〜ＳＮ３のターンオン及びターンオフ時のＺＶＳ
動作を実現することができる。
Ｐ１及びＳＮ１、ＳＰ２及びＳＮ２、ＳＰ３及びＳＮ３
のオン／オフ動作に同期して、上記第１及び第２の実施
の形態と同様にスイッチング素子ＳＳＰ１又はＳＳＮ１
を動作させることによって、スイッチング素子ＳＰ１及
びＳＮ１が切り替わるときにはダイオードＤＮ１及びＤ
Ｐ１を経由し、また、スイッチング素子ＳＰ２及びＳＮ
２が切り替わるときにはダイオードＤＮ２及びＤＰ２を
経由し、スイッチング素子ＳＰ３及びＳＮ３が切り替わ
るときにはダイオードＤＮ３及びＤＰ３を経由して動作
することによって、スイッチング素子ＳＰ１〜ＳＰ３、
ＳＮ１〜ＳＮ３のターンオン及びターンオフ時のＺＶＳ
動作を実現することができる。
【００７３】したがって、この場合も、上記第５の実施
の形態と同等の作用効果を得ることができる。また、こ
の場合も、各主スイッチング部１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ
それぞれに対してＺＶＳを実現するためのダイオード及
びスイッチング素子を設ける必要がないから、その分電
力変換装置の構成品の削減を図ることができる。
の形態と同等の作用効果を得ることができる。また、こ
の場合も、各主スイッチング部１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ
それぞれに対してＺＶＳを実現するためのダイオード及
びスイッチング素子を設ける必要がないから、その分電
力変換装置の構成品の削減を図ることができる。
【００７４】なお、この第６の実施の形態においては、
三相の交流電力に変換するようにした場合について説明
したが、これに限るものではなく、多相の交流電力に変
換することも可能であり、この場合には、相数に応じて
主スイッチング部を追加すると共に、補助回路部１５の
ダイオードブリッジ部の相数を増加させればよい。ま
た、第６の実施の形態において、単相負荷を、コンデン
サＣ1 及びＣ2 の接続点と、各相に対応する主スイッチ
ング部１１のスイッチング素子の接続点との間に接続す
るようにした場合にあっても、同等の作用効果を得るこ
とができる。
三相の交流電力に変換するようにした場合について説明
したが、これに限るものではなく、多相の交流電力に変
換することも可能であり、この場合には、相数に応じて
主スイッチング部を追加すると共に、補助回路部１５の
ダイオードブリッジ部の相数を増加させればよい。ま
た、第６の実施の形態において、単相負荷を、コンデン
サＣ1 及びＣ2 の接続点と、各相に対応する主スイッチ
ング部１１のスイッチング素子の接続点との間に接続す
るようにした場合にあっても、同等の作用効果を得るこ
とができる。
【００７５】なお、上記各実施の形態において、負荷の
前段にＰＷＭ制御による高周波リプルを除去するための
フィルタが挿入されている場合でも適用することがで
き、同等の作用効果を得ることができる。また、上記各
実施の形態においては、チョッパ回路、また、直流電力
を交流電力に変換するインバータ回路について説明した
が、これに限るものではなく、交流電力から直流電力に
変換するコンバータ回路に適用することができるのはい
うまでもない。
前段にＰＷＭ制御による高周波リプルを除去するための
フィルタが挿入されている場合でも適用することがで
き、同等の作用効果を得ることができる。また、上記各
実施の形態においては、チョッパ回路、また、直流電力
を交流電力に変換するインバータ回路について説明した
が、これに限るものではなく、交流電力から直流電力に
変換するコンバータ回路に適用することができるのはい
うまでもない。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
乃至請求項８に係る電力変換装置によれば、第１又は第
２の半導体スイッチング素子の零電圧スイッチング状態
を実現するようにしたから、これら半導体スイッチング
素子のスイッチング損失を低減することができると共
に、半導体スイッチング素子のｄｖ／ｄｔは共振現象及
びコンデンサへの充電動作によって低く抑えられている
からスイッチング時の跳ね上がり電圧に伴うノイズの発
生を抑えることができる。
乃至請求項８に係る電力変換装置によれば、第１又は第
２の半導体スイッチング素子の零電圧スイッチング状態
を実現するようにしたから、これら半導体スイッチング
素子のスイッチング損失を低減することができると共
に、半導体スイッチング素子のｄｖ／ｄｔは共振現象及
びコンデンサへの充電動作によって低く抑えられている
からスイッチング時の跳ね上がり電圧に伴うノイズの発
生を抑えることができる。
【図１】第１の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】第１の実施の形態における電力変換装置の動作
説明に供するタイミングチャートである。
説明に供するタイミングチャートである。
【図３】第２の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図４】第２の実施の形態における電力変換装置の動作
説明に供するタイミングチャートである。
説明に供するタイミングチャートである。
【図５】第３の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図６】第４の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図７】第４の実施の形態における電力変換装置の動作
説明に供するタイミングチャートである。
説明に供するタイミングチャートである。
【図８】第５の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図９】第６の実施の形態における電力変換装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図１０】従来の電力変換装置の概略構成図である。
【図１１】スナバ回路の一例である。
１ 直流電源 ２〜５ 負荷 １０ 制御回路 １１ 主スイッチング部 １２〜１５ 補助回路部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/538 Ｈ０２Ｍ 7/538 Ａ 7/5387 7/5387 Ｚ Ｆターム(参考） 5H006 AA01 BB01 CA01 CA07 CB01 CB08 FA01 5H007 AA01 AA03 CA01 CB05 CB09 CB17 CC07 CD08 EA02 FA01 FA12 FA20 5H730 AA02 AA10 AA14 AA20 BB61 DD02 DD42 FG05
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の半導体スイッチング素子を有し、
これら半導体スイッチング素子を制御することによっ
て、直流電源の出力電力を制御するようにした電力変換
装置において、 第１の半導体スイッチング素子及び第２の半導体スイッ
チング素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半
導体スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオードが
接続されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コ
ンデンサが並列に接続された主スイッチング部と、 当該主スイッチング部と並列に接続され且つ同一容量値
を有する直列に接続された二つのコンデンサと、 前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の接続点に
接続された第１の補助回路部と、を備え、 当該第１の補助回路部は、逆並列にダイオードが接続さ
れた第１の補助スイッチング素子及びこれと直列に接続
された第１の補助ダイオードから構成され且つ前記二つ
のコンデンサのうちの低電位側のコンデンサの両端に接
続された第１の直列接続部と、 前記第１の補助スイッチング素子及び前記第１の補助ダ
イオードの接続点に接続された第１の共振用リアクトル
と、 当該第１の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導
体スイッチング素子の接続点との間に接続された第２の
補助ダイオードと、から構成されることを特徴とする電
力変換装置。 - 【請求項２】 複数の半導体スイッチング素子を有し、
これら半導体スイッチング素子を制御することによっ
て、直流電源の出力電力を制御するようにした電力変換
装置において、 第１の半導体スイッチング素子及び第２の半導体スイッ
チング素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半
導体スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオードが
接続されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コ
ンデンサが並列に接続された主スイッチング部と、 当該主スイッチング部と並列に接続され且つ同一容量値
を有する直列に接続された二つのコンデンサと、 前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の接続点に
接続された第２の補助回路部と、を備え、 当該第２の補助回路部は、第３の補助ダイオード及び当
該第３の補助ダイオードと直列に接続されると共に逆並
列にダイオードが接続された第２の補助スイッチング素
子から構成され且つ前記二つのコンデンサのうち高電位
側のコンデンサの両端に接続された第２の直列接続部
と、 前記第３の補助ダイオード及び前記第２の補助スイッチ
ング素子の接続点に接続された第２の共振用リアクトル
と、 当該第２の共振用リアクトルと前記第１及び第２の半導
体スイッチング素子の接続点との間に接続された第４の
補助ダイオードと、から構成されることを特徴とする電
力変換装置。 - 【請求項３】 複数の半導体スイッチング素子を含む変
換モジュールと、当該変換モジュールと並列に接続され
且つ同一容量値を有する直列に接続された二つのコンデ
ンサとを備え、前記半導体スイッチング素子を制御する
ことによって、直流電力及び交流電力間で一方から他方
へ電力変換するようにした電力変換装置であって、 前記変換モジュールは、第１の半導体スイッチング素子
及び第２の半導体スイッチング素子が直列に接続され且
つ前記第１及び第２の半導体スイッチング素子それぞれ
に逆並列にダイオードが接続されると共に当該ダイオー
ドのそれぞれに共振用コンデンサが並列に接続された主
スイッチング部と、 前記第１及び第２の半導体スイッチング素子の接続点に
それぞれ接続された第１の補助回路部及び第２の補助回
路部と、を有し、 前記第１の補助回路部は、逆並列にダイオードが接続さ
れた第１の補助スイッチング素子及びこれと直列に接続
された第１の補助ダイオードから構成され且つ前記二つ
のコンデンサのうちの低電位側のコンデンサの両端に接
続された第１の直列接続部と、前記第１の補助スイッチ
ング素子及び前記第１の補助ダイオードの接続点に接続
された第１の共振用リアクトルと、当該第１の共振用リ
アクトルと前記第１及び第２の半導体スイッチング素子
の接続点との間に接続された第２の補助ダイオードと、
から構成され、 前記第２の補助回路部は、第３の補助ダイオード及び当
該第３の補助ダイオードと直列に接続されると共に逆並
列にダイオードが接続された第２の補助スイッチング素
子から構成され且つ前記二つのコンデンサのうち高電位
側のコンデンサの両端に接続された第２の直列接続部
と、前記第３の補助ダイオード及び前記第２の補助スイ
ッチング素子の接続点に接続された第２の共振用リアク
トルと、この第２の共振用リアクトルと前記第１及び第
２の半導体スイッチング素子の接続点との間に接続され
た第４の補助ダイオードと、から構成されることを特徴
とする電力変換装置。 - 【請求項４】 前記変換モジュールを二組有し、直流電
力と単相交流電力との間で電力変換を行うことを特徴と
する請求項３記載の電力変換装置。 - 【請求項５】 前記変換モジュールを三組有し、直流電
力と三相交流電力との間で電力変換を行うことを特徴と
する請求項３記載の電力変換装置。 - 【請求項６】 複数の半導体スイッチング素子を有し、
これら半導体スイッチング素子を制御することによっ
て、直流電力と交流電力との間で一方から他方へ電力変
換するようにした電力変換装置において、 第１の半導体スイッチング素子及び第２の半導体スイッ
チング素子が直列に接続され且つ前記第１及び第２の半
導体スイッチング素子それぞれに逆並列にダイオードが
接続されると共に当該ダイオードのそれぞれに共振用コ
ンデンサが並列に接続された複数の主スイッチング部
と、 これら主スイッチング部と並列に接続され且つ同一容量
値を有する直列に接続された二つのコンデンサと、 前記各主スイッチング部の第１及び第２の半導体スイッ
チング素子の接続点に接続される第３の補助回路部と、
を備え、 当該第３の補助回路部は、逆並列にダイオードが接続さ
れた第３の補助スイッチング素子及びこれと直列に接続
された第５の補助ダイオードから構成され且つ前記二つ
のコンデンサのうちの低電位側のコンデンサの両端に接
続された第３の直列接続部と、 第６の補助ダイオード及び当該第６の補助ダイオードと
直列に接続され且つ逆並列にダイオードが接続された第
４の補助スイッチング素子から構成され且つ前記二つの
コンデンサのうち高電位側のコンデンサの両端に接続さ
れた第４の直列接続部と、 前記主スイッチング部毎に設けられ且つ第７の補助ダイ
オード及び第８の補助ダイオードが直列に接続されると
共にこれら補助ダイオードどうしの接続点が前記主スイ
ッチング部の半導体スイッチング素子どうしの接続点に
接続されるダイオード接続部と、 前記第３の補助スイッチング素子及び前記第５の補助ダ
イオードの接続点と前記ダイオード接続部の前記第７の
補助ダイオード側との間に接続された第３の共振用リア
クトルと、 前記第６の補助ダイオード及び前記第４の補助スイッチ
ング素子の接続点と前記ダイオード接続部の前記第８の
補助ダイオード側との間に接続された第４の共振用リア
クトルと、から構成されることを特徴とする電力変換装
置。 - 【請求項７】 前記主スイッチング部及び前記ダイオー
ド接続部をそれぞれ二組有し、直流電力と単相交流電力
との間で電力変換を行うことを特徴とする請求項６記載
の電力変換装置。 - 【請求項８】 前記主スイッチング部及び前記ダイオー
ド接続部をそれぞれ三組有し、直流電力と三相交流電力
との間で電力変換を行うことを特徴とする請求項６記載
の電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000401675A JP4304862B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000401675A JP4304862B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 電力変換装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010057239A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sanken Electric Co Ltd | 共振型インバータ装置 |
| WO2010125630A1 (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2011078204A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置及びその制御方法 |
| JP2012070467A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Denso Corp | 電力変換装置 |
| JP2012139048A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Fuji Electric Co Ltd | 直流−直流変換回路及びこれを用いた電力変換装置 |
| JP2018148725A (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 直流電圧変換装置 |
| WO2020255459A1 (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000401675A patent/JP4304862B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8605470B2 (en) | 2009-04-27 | 2013-12-10 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power converter performing soft switching |
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| JP2018148725A (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 直流電圧変換装置 |
| WO2020255459A1 (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
| JP2020205699A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
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