JP2003023775A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2003023775A
JP2003023775A JP2001205752A JP2001205752A JP2003023775A JP 2003023775 A JP2003023775 A JP 2003023775A JP 2001205752 A JP2001205752 A JP 2001205752A JP 2001205752 A JP2001205752 A JP 2001205752A JP 2003023775 A JP2003023775 A JP 2003023775A
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幸廣 西川
Masakazu Gekito
政和 鷁頭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of components of a power converter to realize cost reduction and improve efficiency. SOLUTION: A bidirectional switching circuit, comprising a series circuit of diodes D1 and D2, a series circuit of a semiconductor switches Q1 and Q2, and a capacitor C1 which are connected in parallel with each other, is combined with a transformer Tr1, a reactor L1 and L2, a capacitor C2, etc. An output voltage Vout is controlled by the control of the switching frequencies of the semiconductor switches Q1 and Q2. The DC voltage Ed of the capacitor C1 of the bidirectional switching circuit is controlled by the control of the duties of the semiconductor switches Q1 and Q2. Using such a constitution, the number of components can be reduced farther in comparison with a conventional constitution.

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】この発明は、交流電力を直流
電力に変換する電力変換装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power converter for converting AC power into DC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16にダイオード整流回路,昇圧型の
チョッパ回路および電流共振型DC/DCコンバータを
組み合わせて構成される電力変換装置の従来例を示す。
これは、ダイオードD1,D2,D7,D8からなるダ
イオード整流回路により交流入力を整流し、リアクトル
L1,スイッチQ4,ダイオードD9およびコンデンサ
C1からなる昇圧チョッパ回路により直流電圧Edを所
望の直流電圧に昇圧し、スイッチQ2(ダイオードD
3),スイッチQ3(ダイオードD4),変圧器Tr
1,コンデンサC2,リアクトルL2,ダイオードD
5,ダイオードD6およびコンデンサC3からなる電流
共振型DC/DCコンバータにより、所望の出力直流電
圧Voutを得るものである。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows a conventional example of a power conversion device formed by combining a diode rectifier circuit, a booster type chopper circuit and a current resonance type DC / DC converter.
This is to rectify an AC input by a diode rectifier circuit composed of diodes D1, D2, D7, D8, and boost a DC voltage Ed to a desired DC voltage by a boost chopper circuit composed of a reactor L1, a switch Q4, a diode D9 and a capacitor C1. Switch Q2 (diode D
3), switch Q3 (diode D4), transformer Tr
1, capacitor C2, reactor L2, diode D
5, a desired output DC voltage Vout is obtained by a current resonance type DC / DC converter including a diode D6 and a capacitor C3.

【0003】Q1〜Q4の制御は図示のような構成によ
り、以下のように行なわれる。直流電圧指令値Ed*
直流電圧検出値Edとの偏差を調節器R2に入力し、三
角波発生回路G2から発生される三角波と調節器R2か
らの出力とを比較器H2で比較し、ゲート駆動回路GD
UによりスイッチQ4を駆動し、直流電圧を所望の電圧
となるようにする。また、出力電圧指令値Vout*
出力電圧検出値Voutとの偏差を調節器R1に入力
し、三角波発生回路G1で調節器R1の出力に応じて発
生する三角波の周波数を変化させる。さらに、一般的に
は三角波のピーク値の半分となるような基準信号と、三
角波発生回路G1から発生される三角波とを比較器H1
で比較し、ゲート駆動回路GDUによりスイッチQ1と
Q2のオン,オフ比を0.5:0.5の一定比率で交互
にオン,オフさせ、出力電圧Voutを所望の電圧とな
るようにする。
The control of Q1 to Q4 is performed as follows with the configuration shown in the drawing. The deviation between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage detection value Ed is input to the controller R2, the triangular wave generated from the triangular wave generation circuit G2 and the output from the controller R2 are compared by the comparator H2, and the gate is driven. Circuit GD
The switch Q4 is driven by U so that the DC voltage becomes a desired voltage. Further, the deviation between the output voltage command value Vout * and the output voltage detection value Vout is input to the controller R1, and the frequency of the triangular wave generated by the triangular wave generation circuit G1 according to the output of the controller R1 is changed. Further, in general, a comparator H1 compares a reference signal that is half the peak value of the triangular wave and the triangular wave generated from the triangular wave generation circuit G1.
Then, the gate drive circuit GDU alternately turns on and off the on / off ratios of the switches Q1 and Q2 at a constant ratio of 0.5: 0.5 so that the output voltage Vout becomes a desired voltage.

【0004】この場合の回路入力電流波形は、図17に
示すような三角波状のパルス列状となり、各三角波の大
きさは入力電圧の瞬時電圧にほぼ比例した大きさとなる
ことから、例えば、回路の入力部に図18に示すよう
な、リアクトルLとコンデンサCからなる高周波フィル
タ回路を、交流電源VSと電源回路との間に挿入するこ
とにより、電源電流は連続した正弦波状の電流波形とな
り、高入力力率化されることになる。
The circuit input current waveform in this case is in the form of a triangular pulse train as shown in FIG. 17, and the magnitude of each triangular wave is approximately proportional to the instantaneous voltage of the input voltage. By inserting a high frequency filter circuit composed of a reactor L and a capacitor C between the AC power supply VS and the power supply circuit as shown in FIG. 18 in the input section, the power supply current becomes a continuous sinusoidal current waveform, and a high It will be input power factor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では部品点数が多いことから、装置が高価格
となるだけでなく、使用半導体数も多く、電流径路の通
過素子数も多いため、装置の効率が低下すると言う問題
がある。したがって、この発明の課題は、部品点数を少
なくして低コスト化を図るとともに、装置の高効率化を
図ることにある。
However, since the number of parts is large in the above structure, the device is not only expensive, but also the number of semiconductors used and the number of pass elements in the current path are large. There is a problem that the efficiency of the device decreases. Therefore, an object of the present invention is to reduce the cost by reducing the number of parts and to improve the efficiency of the device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、単相交流電源からの交流
電力を直流電力に変換する電力変換装置において、自己
消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続してな
る第1スイッチ,第2スイッチの直列回路と、第1ダイ
オード,第2ダイオードの直列回路と、第1コンデンサ
とを互いに並列に、前記第1ダイオードと第2ダイオー
ドとの接続点を第1リアクトルを介して交流電源の一方
の端子に、交流電源の他方の端子を前記第1スイッチ,
第2スイッチの接続点に、変圧器の第1巻線と第2リア
クトルと第2コンデンサとの直列回路を前記第1スイッ
チまたは第2スイッチと並列に、前記変圧器の第2巻線
の一方の端子を第3ダイオードを介して第3コンデンサ
の一方の端子に、前記変圧器の第2巻線の他方の端子を
前記第3コンデンサの他方の端子と前記変圧器の第3巻
線の一方の端子に、この変圧器の第3巻線の他方の端子
を第4ダイオード介して前記第3コンデンサの一方の端
子にそれぞれ接続することを特徴とする。
In order to solve such a problem, according to the invention of claim 1, in a power converter for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power, a self-arc-extinguishing type semiconductor element is provided. And a diode connected in antiparallel to each other, a series circuit of a first switch and a second switch, a series circuit of a first diode and a second diode, and a first capacitor in parallel with each other, and The connection point with the two diodes is connected to one terminal of the AC power supply via the first reactor, the other terminal of the AC power supply is connected to the first switch,
At the connection point of the second switch, a series circuit of the first winding of the transformer, the second reactor, and the second capacitor in parallel with the first switch or the second switch, one of the second winding of the transformer. Is connected to one terminal of the third capacitor via the third diode, and the other terminal of the second winding of the transformer is connected to the other terminal of the third capacitor and one of the third winding of the transformer. And the other terminal of the third winding of the transformer is connected to one terminal of the third capacitor through the fourth diode.

【0007】請求項2の発明では、単相交流電源からの
交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、
自己消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続し
てなる第1スイッチ,第2スイッチの直列回路と、第1
コンデンサとを互いに並列に、第1ダイオード,第2ダ
イオードの直列回路と、第3ダイオード,第4ダイオー
ドの直列回路とを、前記第1スイッチまたは第2スイッ
チと並列に、前記第1ダイオードと第2ダイオードとの
接続点を第1リアクトルを介して交流電源の一方の端子
に、交流電源の他方の端子を前記第3ダイオードと第4
ダイオードとの接続点に、変圧器の第1巻線と第2リア
クトルと第2コンデンサとの直列回路を前記第1スイッ
チまたは第2スイッチと並列に、前記変圧器の第2巻線
の一方の端子を第5ダイオードを介して第3コンデンサ
の一方の端子に、前記変圧器の第2巻線の他方の端子を
前記第3コンデンサの他方の端子と前記変圧器の第3巻
線の一方の端子に、この変圧器の第3巻線の他方の端子
を第6ダイオード介して前記第3コンデンサの一方の端
子にそれぞれ接続することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in a power converter for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power,
A series circuit of a first switch and a second switch in which a self-extinguishing type semiconductor device and a diode are connected in antiparallel;
A capacitor in parallel with each other, a series circuit of a first diode and a second diode, and a series circuit of a third diode and a fourth diode in parallel with the first switch or the second switch; The connection point with two diodes is connected to one terminal of the AC power supply via the first reactor, and the other terminal of the AC power supply is connected to the third diode and the fourth diode.
At the connection point with the diode, a series circuit of the first winding, the second reactor, and the second capacitor of the transformer is connected in parallel with the first switch or the second switch, and one of the second windings of the transformer is connected. The terminal is connected to one terminal of the third capacitor through the fifth diode, and the other terminal of the second winding of the transformer is connected to the other terminal of the third capacitor and one of the third winding of the transformer. It is characterized in that the other terminal of the third winding of the transformer is connected to one terminal of the third capacitor via a sixth diode.

【0008】請求項3の発明では、単相交流電源からの
交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、 自己消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続し
てなる第1スイッチ,第2スイッチ,第3スイッチの直
列回路と、第1コンデンサとを互いに並列に、第1ダイ
オード,第2ダイオードの直列回路を、前記第1スイッ
チと第2スイッチとの直列回路または前記第2スイッチ
と第3スイッチとの直列回路と並列に、前記第1ダイオ
ードと第2ダイオードとの接続点を第1リアクトルを介
して交流電源の一方の端子に、交流電源の他方の端子を
前記第1スイッチと第2スイッチとの接続点、または、
前記第2スイッチと第3スイッチとの接続点に、変圧器
の第1巻線と第2リアクトルと第2コンデンサとの直列
回路を前記第1スイッチと第2スイッチとの直列回路、
または前記第2スイッチと第3スイッチとの直列回路と
並列に、前記変圧器の第2巻線の一方の端子を第3ダイ
オードを介して第3コンデンサの一方の端子に、前記変
圧器の第2巻線の他方の端子を前記第3コンデンサの他
方の端子と前記変圧器の第3巻線の一方の端子に、この
変圧器の第3巻線の他方の端子を第4ダイオード介して
前記第3コンデンサの一方の端子にそれぞれ接続するこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in a power conversion device for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power, a first switch formed by connecting a self-arc-extinguishing type semiconductor element and a diode in antiparallel. A series circuit of the second switch and the third switch, and a first capacitor in parallel with each other, a series circuit of the first diode and the second diode, a series circuit of the first switch and the second switch or the second switch And a third switch in parallel with each other, the connection point between the first diode and the second diode is connected to one terminal of the AC power supply via the first reactor, and the other terminal of the AC power supply is connected to the first switch. To the second switch, or
A series circuit of the first winding of the transformer, a second reactor, and a second capacitor at a connection point between the second switch and the third switch, a series circuit of the first switch and the second switch,
Alternatively, in parallel with the series circuit of the second switch and the third switch, one terminal of the second winding of the transformer is connected to one terminal of the third capacitor through the third diode and the first terminal of the transformer is connected. The other terminal of the two windings is connected to the other terminal of the third capacitor and one terminal of the third winding of the transformer, and the other terminal of the third winding of the transformer is connected to the other terminal of the third winding via a fourth diode. It is characterized in that it is connected to one terminal of the third capacitor, respectively.

【0009】上記請求項1〜3のいずれかの発明におい
ては、前記スイッチをオン,オフ周期を変化させながら
一定の比率でオン,オフさせ、前記第3コンデンサの電
圧を設定値となるように制御することができ(請求項4
の発明)、または、前記スイッチをオン,オフ周期およ
びオン,オフ比率を変化させながらオン,オフさせ、前
記第3コンデンサの電圧を設定値となるように制御する
ことができ(請求項5の発明)、または、前記スイッチ
をオン,オフ比率を変化させることで前記第1コンデン
サの電圧を設定値となるように制御し、前記スイッチを
オン,オフ周期を変化させることで前記第3コンデンサ
の電圧を設定値となるように制御することができる(請
求項6の発明)。
In the invention according to any one of claims 1 to 3, the switch is turned on and off at a constant ratio while changing the on and off periods so that the voltage of the third capacitor becomes a set value. Can be controlled (claim 4
Of the invention), or by turning the switch on and off while changing the on and off periods and the on and off ratios, and controlling the voltage of the third capacitor to the set value (claim 5). Invention), or by controlling the voltage of the first capacitor to a set value by changing the ON / OFF ratio of the switch, and changing the ON / OFF cycle of the switch to control the voltage of the third capacitor. The voltage can be controlled so as to reach the set value (the invention of claim 6).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す構成図である。図示のように、自己消弧機能を
持つ半導体スイッチQ1,Q2(ここでは、半導体スイ
ッチを金属酸化膜型電界効果トランジスタMOSFET
としているが、その場合はスイッチと並列に接続されて
いるダイオードD3,D4はMOSFET中の寄生ダイ
オードで良い。また、半導体スイッチとして例えば絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタIGBTを用いる場合
は、スイッチと並列にダイオードD3,D4を接続する
必要がある。)の直列回路と並列にコンデンサC1、お
よびダイオードD1とD2との直列回路を接続し、ダイ
オードD1とD2との直列接続点をリアクトルL1を介
して交流電源VSの一方の端子に、また、スイッチQ1
とQ2との直列接続点を交流電源VSの他方の端子にそ
れぞれ接続する。
1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, semiconductor switches Q1 and Q2 having a self-extinguishing function (here, the semiconductor switches are metal oxide film type field effect transistor MOSFETs).
However, in that case, the diodes D3 and D4 connected in parallel with the switch may be parasitic diodes in the MOSFET. Further, when the insulated gate bipolar transistor IGBT is used as the semiconductor switch, it is necessary to connect the diodes D3 and D4 in parallel with the switch. ) Is connected in parallel with the series circuit of the capacitor C1 and the diodes D1 and D2, and the series connection point of the diodes D1 and D2 is connected to one terminal of the AC power supply VS via the reactor L1 and a switch. Q1
And the series connection point of Q2 are connected to the other terminals of the AC power supply VS.

【0011】さらに、リアクトルL2と変圧器(トラン
ス)Tr1の第1巻線N1とコンデンサC2との直列回
路を、スイッチQ2と並列に接続する。なお、リアクト
ルL2をトランスTr1の漏れインダクタンスで代用で
きる場合は、これを省略することができる。また、トラ
ンスTr1の第2巻線N2の一方の端子を、ダイオード
D5を介してコンデンサC3の一方の端子に、巻線N2
の他方の端子をコンデンサC3の他方の端子と、トラン
スTr1の第3巻線N3の一方の端子に、さらにトラン
スTr1の第3巻線N3の他方の端子を、ダイオードD
6を介してコンデンサC3の一方の端子に接続する。
Further, a series circuit of the reactor L2, the first winding N1 of the transformer Tr1 and the capacitor C2 is connected in parallel with the switch Q2. If the reactor L2 can be replaced by the leakage inductance of the transformer Tr1, this can be omitted. Further, one terminal of the second winding N2 of the transformer Tr1 is connected to one terminal of the capacitor C3 via the diode D5 and the winding N2.
The other terminal of the capacitor C3 to the other terminal of the third winding N3 of the transformer Tr1, and the other terminal of the third winding N3 of the transformer Tr1 to the diode D.
It is connected to one terminal of the capacitor C3 via 6.

【0012】図1の回路につき交流電源の極性が正の場
合(図1の矢印の向きを正とする)について、図14,
15も参照して説明する。図14はモード1,2の場
合、図15はモード3,4の場合を示す。 モード1 スイッチQ1がオンすると電源がリアクトルL1を介し
て短絡され、交流電源VS→リアクトルL1→ダイオー
ドD1→スイッチQ1→交流電源VSの径路で電流が流
れ、リアクトルL1にエネルギーが蓄積される。それと
同時に、コンデンサC1→スイッチQ1→リアクトルL
2→トランスTr1の第1巻線N1→コンデンサC2→
コンデンサC1の径路で電流が流れ、この期間にトラン
スTr1の第2巻線N2よりダイオードD5を介して負
荷RLに電流が流れる。なお、コンデンサC2に流れる
電流は、トランスの漏れインダクタンスを無視すれば、
リアクトルL2とコンデンサC2での共振動作となる。
When the polarity of the AC power supply in the circuit of FIG. 1 is positive (the direction of the arrow in FIG. 1 is positive), FIG.
Description will also be made with reference to 15. FIG. 14 shows the case of modes 1 and 2, and FIG. 15 shows the case of modes 3 and 4. When the mode 1 switch Q1 is turned on, the power supply is short-circuited via the reactor L1, and a current flows in the path of AC power supply VS → reactor L1 → diode D1 → switch Q1 → AC power supply VS, and energy is accumulated in the reactor L1. At the same time, capacitor C1 → switch Q1 → reactor L
2 → first winding N1 of transformer Tr1 → capacitor C2 →
Current flows in the path of the capacitor C1, and during this period, current flows from the second winding N2 of the transformer Tr1 to the load RL via the diode D5. The current flowing through the capacitor C2 can be calculated by ignoring the leakage inductance of the transformer.
Resonant operation is performed by the reactor L2 and the capacitor C2.

【0013】モード2 スイッチQ2がオフすると、リアクトルL1に蓄積され
たエネルギーは、交流電源VS→リアクトルL1→ダイ
オードD1→コンデンサC1→ダイオードD4→交流電
源VSの径路で放出され、コンデンサC1にエネルギー
が蓄積される。また、この期間にはリアクトルL2→ト
ランスTr1の第1巻線N1→コンデンサC2→ダイオ
ードD4の径路で電流が流れ続け、負荷RLにはトラン
スTr1の第2巻線N2→ダイオードD5→コンデンサ
C3→トランスTr1の第2巻線N2の径路で負荷RL
に電流が流れる。なお、ダイオードD4を介して電流が
流れている期間にスイッチQ2をオンすると、スイッチ
Q2はゼロ電圧,ゼロ電流でターンオンすることにな
る。
When the mode 2 switch Q2 is turned off, the energy stored in the reactor L1 is released in the path of the AC power supply VS → reactor L1 → diode D1 → capacitor C1 → diode D4 → AC power supply VS, and the energy is stored in the capacitor C1. Accumulated. Further, during this period, current continues to flow in the path of the reactor L2 → the first winding N1 of the transformer Tr1 → the capacitor C2 → the diode D4, and the load RL has the second winding N2 of the transformer Tr1 → the diode D5 → the capacitor C3 → Load RL in the path of the second winding N2 of the transformer Tr1
Current flows through. When the switch Q2 is turned on while the current is flowing through the diode D4, the switch Q2 is turned on at zero voltage and zero current.

【0014】モード3 コンデンサC2に流れている電流は、リアクトルL2と
コンデンサC2で共振動作を続け、コンデンサC2に流
れる電流の極性がモード1,モード2とは逆向きにな
り、コンデンサC2→トランスTr1の第1巻線N1→
リアクトルL2→スイッチQ2→コンデンサC2の径路
で電流が流れ、トランスTr1の第3巻線N3→ダイオ
ードD6→コンデンサC3→トランスTr1の第3巻線
N3の径路で負荷RLに電流が流れる。
Mode 3 The current flowing in the capacitor C2 continues to resonate in the reactor L2 and the capacitor C2, and the polarity of the current flowing in the capacitor C2 is opposite to that in modes 1 and 2, and the capacitor C2 → transformer Tr1 First winding N1 →
Current flows through the path of reactor L2 → switch Q2 → capacitor C2, and current flows through load RL through the path of third winding N3 of transformer Tr1 → diode D6 → capacitor C3 → third winding N3 of transformer Tr1.

【0015】モード4 スイッチQ2がオフすると、コンデンサC2に流れてい
た電流は、コンデンサC2→トランスTr1の第1巻線
N1→リアクトルL2→ダイオードD3→コンデンサC
1→コンデンサC2の径路で電流が流れ、また、この期
間に、トランスTr1の第3巻線N3→ダイオードD6
→コンデンサC3→トランスTr1の第3巻線N3の径
路で負荷RLに電流が流れる。なお、ダイオードD3に
電流が流れている期間にスイッチQ1をオンすると、ス
イッチQ1はゼロ電圧,ゼロ電流でターンオンすること
になる。電源極性が負の場合については、スイッチQ2
がオンすると交流電源VSがリアクトルL1を介して短
絡され、交流電源VS→スイッチQ2→ダイオードD2
→リアクトルL1→交流電源VSの径路で電流が流れ、
リアクトルL1にエネルギーが蓄積される点が異なるだ
けで、他は電源極性が正の場合と同様なので、説明は省
略する。
Mode 4 When the switch Q2 is turned off, the current flowing through the capacitor C2 is changed from the capacitor C2 to the first winding N1 of the transformer Tr1 to the reactor L2 to the diode D3 to the capacitor C.
1 → current flows in the path of the capacitor C2, and during this period, the third winding N3 of the transformer Tr1 → diode D6
→ Capacitor C3 → Current flows through the load RL in the path of the third winding N3 of the transformer Tr1. When the switch Q1 is turned on while the current is flowing through the diode D3, the switch Q1 is turned on at zero voltage and zero current. If the power supply polarity is negative, switch Q2
When is turned on, the AC power supply VS is short-circuited via the reactor L1, and the AC power supply VS → switch Q2 → diode D2.
→ Reactor L1 → Current flows in the path of AC power supply VS,
The description is omitted because it is the same as the case where the power source polarity is positive except that energy is stored in the reactor L1.

【0016】スイッチQ1,Q2の制御に当たり図1で
は、出力電圧指令値Vout*と出力電圧検出値Vou
tとの偏差を調節器R1に入力し、三角波発生回路Gで
調節器R1の出力に応じて発生する三角波の周波数を変
化させる。また、三角波のピーク値の半分となるような
基準信号と、三角波発生回路Gから発生される三角波と
を比較器H1で比較し、ゲート駆動回路GDUによりス
イッチQ1とQ2を駆動する。このとき、スイッチQ1
とQ2のオン,オフ比を0.5:0.5の一定比率で交
互にオン,オフさせ、出力電圧指令値Vout*と出力
電圧検出値Voutとの偏差に応じてスイッチング周波
数変化させることで、出力電圧Voutを所望の電圧と
なるようにする。入力電流波形は図17に示したよう
に、スイッチQ1,Q2のオン,オフに伴い、電源電圧
の瞬時電圧にほぼ比例した三角波状のパルス列となるた
め、例えば図18に示したようなリアクトルとコンデン
サからなるフィルタを交流電源と電力変換装置との間に
挿入することで、入力電流を連続した正弦波状の電流と
することができるのは、図16の場合と同様である。
In controlling the switches Q1 and Q2, the output voltage command value Vout * and the output voltage detection value Vou are shown in FIG.
The deviation from t is input to the controller R1, and the frequency of the triangular wave generated by the triangular wave generation circuit G is changed according to the output of the controller R1. Further, the comparator H1 compares the reference signal that is half the peak value of the triangular wave with the triangular wave generated from the triangular wave generation circuit G, and the gate drive circuit GDU drives the switches Q1 and Q2. At this time, switch Q1
By alternately turning on and off the ON and OFF ratios of Q2 and Q2 at a constant ratio of 0.5: 0.5 and changing the switching frequency according to the deviation between the output voltage command value Vout * and the output voltage detection value Vout. , So that the output voltage Vout becomes a desired voltage. As shown in FIG. 17, the input current waveform becomes a triangular pulse train substantially proportional to the instantaneous voltage of the power supply voltage when the switches Q1 and Q2 are turned on and off. Therefore, for example, the reactor shown in FIG. As in the case of FIG. 16, the input current can be made a continuous sinusoidal current by inserting a filter made of a capacitor between the AC power supply and the power conversion device.

【0017】図2に図1の変形例を示す。リアクトルL
2とトランスTr1の第1巻線N1とコンデンサC2と
の直列回路を、図1ではスイッチQ2と並列に接続した
が、ここではスイッチQ1と並列に接続した点が異なる
だけで、基本的な機能,動作は図1の場合と同様なので
説明は省略する。
FIG. 2 shows a modification of FIG. Reactor L
1 and the series circuit of the first winding N1 of the transformer Tr1 and the capacitor C2 are connected in parallel with the switch Q2 in FIG. 1, but the basic function is different only in that they are connected in parallel with the switch Q1. Since the operation is the same as in the case of FIG. 1, the description is omitted.

【0018】図3は図1の他の変形例を示す構成図であ
る。これは図1に示すものに対し、電圧検出器K2,K
3、調節器R2、極性判別回路DP、オンオフ比反転回
路IO等を付加した点が特徴である。すなわち、直流電
圧指令値Ed*と直流電圧検出値Edとの偏差を調節器
R2に、調節器R2の出力を比較器H1に、比較器H1
の出力をオンオフ比反転回路IOにそれぞれ入力する。
また、電圧検出器K3と極性判別回路DPによって交流
電源VSの極性を判別し、その出力をオンオフ比反転回
路IOに入力する。オンオフ比反転回路IOの出力はゲ
ート駆動回路GDUに入力され、スイッチQ1とQ2を
駆動する。
FIG. 3 is a block diagram showing another modification of FIG. This is different from that shown in FIG. 1 in voltage detectors K2, K.
3, a regulator R2, a polarity discriminating circuit DP, an on / off ratio inverting circuit IO and the like are added. That is, the deviation between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage detection value Ed is fed to the regulator R2, the output of the regulator R2 is fed to the comparator H1, and the comparator H1.
To the on / off ratio inversion circuit IO.
Further, the polarity of the AC power supply VS is determined by the voltage detector K3 and the polarity determination circuit DP, and the output thereof is input to the on / off ratio inverting circuit IO. The output of the on / off ratio inversion circuit IO is input to the gate drive circuit GDU and drives the switches Q1 and Q2.

【0019】図3のような構成とすることにより、直流
電圧指令値Ed*と直流電圧検出値Edとの偏差に応じ
てスイッチQ1,Q2のオン,オフ比を変化させ、ま
た、出力電圧指令値Vout*と出力電圧検出値Vou
tとの偏差に応じてスイッチング周波数を変化させ、さ
らに、電源の極性に応じてスイッチQ1,Q2のオン,
オフ比を反転させることで、直流電圧Edと出力電圧V
outを所望の値となるように制御することができる。
なお、このような制御は、主回路が図2のものについて
も適用できるのは勿論である。
With the configuration shown in FIG. 3, the on / off ratios of the switches Q1 and Q2 are changed according to the deviation between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage detection value Ed, and the output voltage command is changed. Value Vout * and output voltage detection value Vou
The switching frequency is changed according to the deviation from t, and the switches Q1 and Q2 are turned on according to the polarity of the power supply.
By inverting the off ratio, the DC voltage Ed and the output voltage V
Out can be controlled to have a desired value.
It is needless to say that such control can be applied to the main circuit shown in FIG.

【0020】図4はこの発明の第2の実施の形態を示す
構成図である。これは、ダイオードD1とD2の直列回
路とダイオードD7とD8の直列回路とスイッチQ2と
を並列接続し、ダイオードD1とD2との接続点をリア
クトルL1を介して交流電源VSの一方に、ダイオード
D7とD8との接続点を交流電源VSの他方に接続した
点が特徴である。なお、スイッチQ1,Q2のオン,オ
フ比も、ここでは任意としている。上記リアクトルL1
はダイオードD1とD7との接続点とスイッチQ1とQ
2との接続点間、または、ダイオードD2とD8との接
続点とコンデンサC1とスイッチQ2との接続点間に接
続しても良い。図4の場合の動作は、交流電源VSの極
性が正負いずれの場合も、スイッチQ2がオンした際に
リアクトルL1を介して電源が短絡され、リアクトルL
1にエネルギーが蓄えられる点が図1の場合と異なるだ
けで、その他は同様なので説明は省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. This is because the series circuit of the diodes D1 and D2, the series circuit of the diodes D7 and D8, and the switch Q2 are connected in parallel, and the connection point of the diodes D1 and D2 is connected to one of the AC power supply VS via the reactor L1 and the diode D7. It is characterized in that the connection point between D8 and D8 is connected to the other side of the AC power supply VS. The on / off ratios of the switches Q1 and Q2 are also arbitrary here. The reactor L1
Is the connection point between the diodes D1 and D7 and the switches Q1 and Q
It may be connected between the connection point with the node 2, or between the connection point between the diodes D2 and D8 and the connection point between the capacitor C1 and the switch Q2. In the operation of FIG. 4, regardless of whether the polarity of the AC power supply VS is positive or negative, when the switch Q2 is turned on, the power supply is short-circuited via the reactor L1 and the reactor L
1 is different from the case of FIG. 1 in that energy is stored, and the other points are the same as those in FIG.

【0021】図5は図4の第1の変形例を示す構成図で
ある。リアクトルL2とトランスTr1の第1巻線N1
とコンデンサC2との直列回路を、図4ではスイッチQ
2と並列に接続したが、ここではスイッチQ1と並列に
接続した点が異なるだけで、基本的な機能,動作は図4
の場合と同様なので説明は省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing a first modification of FIG. First winding N1 of reactor L2 and transformer Tr1
And a capacitor C2 in series circuit, switch Q in FIG.
2 is connected in parallel, but here, the basic function and operation are shown in FIG.
The description is omitted because it is the same as the case.

【0022】図6は図4の第2の変形例を示す構成図で
ある。図4では、ダイオードD1とD2の直列回路とダ
イオードD7とD8の直列回路のそれぞれに対しスイッ
チQ2を並列接続したが、ここでは、スイッチQ1を並
列接続した点が特徴である。このとき、リアクトルL1
はダイオードD1とD7との接続点とコンデンサC1と
スイッチQ1との接続点間、または、ダイオードD2と
D8との接続点とスイッチQ1とQ2との接続点間に接
続しても良い。この場合の動作は、スイッチQ1がオン
した際にリアクトルL1を介して電源が短絡され、リア
クトルL1にエネルギーが蓄えられる点が図4の場合と
異なるだけで、その他は同様なので説明は省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a second modification of FIG. In FIG. 4, the switch Q2 is connected in parallel to each of the series circuit of the diodes D1 and D2 and the series circuit of the diodes D7 and D8, but the feature here is that the switch Q1 is connected in parallel. At this time, the reactor L1
May be connected between the connection point between the diodes D1 and D7 and the connection point between the capacitor C1 and the switch Q1, or between the connection point between the diodes D2 and D8 and the connection point between the switches Q1 and Q2. The operation in this case is the same as the case of FIG. 4 in that the power source is short-circuited via the reactor L1 when the switch Q1 is turned on, and energy is stored in the reactor L1.

【0023】図7は図4の第3の変形例を示す構成図で
ある。図4では、ダイオードD1とD2の直列回路とダ
イオードD7とD8の直列回路のそれぞれに対しスイッ
チQ2を並列接続したが、ここでは、スイッチQ1を並
列接続した点、および、リアクトルL2とトランスTr
1の第1巻線N1とコンデンサC2との直列回路を、図
4ではスイッチQ2と並列に接続したが、ここではスイ
ッチQ1と並列に接続した点が特徴である。なお、リア
クトルL1はダイオードD1とD7との接続点とコンデ
ンサC1とスイッチQ1との接続点間、または、ダイオ
ードD2とD8との接続点とスイッチQ1とQ2との接
続点間に接続しても良い。
FIG. 7 is a block diagram showing a third modification of FIG. In FIG. 4, the switch Q2 is connected in parallel to each of the series circuit of the diodes D1 and D2 and the series circuit of the diodes D7 and D8, but here, the switch Q1 is connected in parallel, and the reactor L2 and the transformer Tr.
Although the series circuit of the first first winding N1 and the capacitor C2 is connected in parallel with the switch Q2 in FIG. 4, it is characterized in that it is connected in parallel with the switch Q1. The reactor L1 may be connected between the connection point between the diodes D1 and D7 and the connection point between the capacitor C1 and the switch Q1, or between the connection point between the diodes D2 and D8 and the connection point between the switches Q1 and Q2. good.

【0024】図8は図4の第4の変形例を示す構成図で
ある。これは、図4に示すものに対し、電圧検出器K2
で直流電圧Edを検出し、これと直流電圧指令値Ed*
との偏差を調節器R2に入力し、三角波発生器Gから出
力される三角波を比較器H1で調節器R2からの出力と
比較し、スイッチQ1,Q2を駆動するようにした点に
ある。こうすることにより、直流電圧指令値Ed*と直
流電圧検出値Edとの偏差に応じてスイッチQ1,Q2
のオン,オフ比を、また、出力電圧指令値Vout*
出力電圧検出値Voutとの偏差に応じてスイッチング
周波数を変化させることで、直流電圧Edと出力電圧V
outを所望の値となるように制御するものである。主
回路の動作は図4の場合と同様なので、説明は省略す
る。また、このような制御は図5,図6および図7の場
合も同様に適用できることは勿論である。
FIG. 8 is a block diagram showing a fourth modification of FIG. This is different from the voltage detector K2 shown in FIG.
DC voltage Ed is detected with and this and DC voltage command value Ed *
The difference between and is input to the controller R2, the triangular wave output from the triangular wave generator G is compared with the output from the controller R2 by the comparator H1, and the switches Q1 and Q2 are driven. By doing so, the switches Q1 and Q2 are switched according to the deviation between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage detection value Ed.
Of the DC voltage Ed and the output voltage Vout by changing the switching frequency according to the on / off ratio of the output voltage command value Vout * and the deviation between the output voltage command value Vout * and the output voltage detection value Vout.
Out is controlled so as to have a desired value. Since the operation of the main circuit is the same as that in the case of FIG. 4, description thereof will be omitted. Further, it goes without saying that such control can be similarly applied to the cases of FIGS. 5, 6 and 7.

【0025】図9はこの発明の第3の実施例を示す構成
図である。これは、スイッチQ1,Q2,Q3の直列回
路をコンデンサC1と並列に、スイッチQ2とQ3との
直列回路をダイオードD1とD2との直列回路と並列
に、ダイオードD1とD2との接続点をリアクトルL1
と交流電源VSを介してスイッチQ2とQ3との接続点
に、リアクトルL2とトランスTr1の第1巻線N1と
コンデンサC2との直列回路をスイッチQ2とQ3との
直列回路と並列にそれぞれ接続するとともに、スイッチ
Q2,Q3を同時に、かつスイッチQ1とは交互にオ
ン,オフさせ、比較器H1の基準信号を任意とした点に
ある。
FIG. 9 is a block diagram showing the third embodiment of the present invention. This is because the series circuit of the switches Q1, Q2 and Q3 is parallel to the capacitor C1, the series circuit of the switches Q2 and Q3 is parallel to the series circuit of the diodes D1 and D2, and the connection point of the diodes D1 and D2 is the reactor. L1
And a series circuit of the reactor L2, the first winding N1 of the transformer Tr1, and the capacitor C2 are connected in parallel to the series circuit of the switches Q2 and Q3, respectively, at a connection point between the switches Q2 and Q3 via the AC power supply VS. At the same time, the switches Q2 and Q3 are turned on and off at the same time and alternately with the switch Q1, and the reference signal of the comparator H1 is set arbitrarily.

【0026】図9の構成において、電源極性が正のとき
(電源の図示矢印の向きを正とする)には、スイッチQ
2,Q3がオンした際に、交流電源VS→リアクトルL
1→ダイオードD1→スイッチQ2→交流電源VSの径
路で電流が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積す
る。また、電源極性が負のときは、スイッチQ2,Q3
がオンした際に、交流電源VS→スイッチQ3→ダイオ
ードD2→リアクトルL1→交流電源VSの径路で電流
が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積する。ま
た、スイッチQ1とダイオードD3がオフ、スイッチQ
2,Q3がオンの時の電流径路は、リアクトルL2→ト
ランスTr1の第1巻線N1→コンデンサC2→ダイオ
ードD7→ダイオードD4→リアクトルL2、または、
リアクトルL2→スイッチQ2→スイッチQ3→コンデ
ンサC2→トランスTr1の第1巻線N1→リアクトル
L2となり、2つの半導体スイッチを通過する。その他
は、図1の場合と同様なので説明は省略する。
In the configuration of FIG. 9, when the power source polarity is positive (the direction of the arrow of the power source is positive), the switch Q
When Q2 and Q3 turn on, AC power supply VS → reactor L
A current flows in the path of 1 → diode D1 → switch Q2 → AC power supply VS, and stores energy in the reactor L1. When the power supply polarity is negative, switches Q2 and Q3
When is turned on, a current flows in the path of AC power supply VS → switch Q3 → diode D2 → reactor L1 → AC power supply VS, and energy is stored in reactor L1. Also, the switch Q1 and the diode D3 are turned off, and the switch Q
The current path when 2, 2 and Q3 are on is reactor L2 → first winding N1 of transformer Tr1 → capacitor C2 → diode D7 → diode D4 → reactor L2, or
Reactor L2 → switch Q2 → switch Q3 → capacitor C2 → first winding N1 of transformer Tr1 → reactor L2 and passes through two semiconductor switches. Others are the same as in the case of FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

【0027】図10に図9の第1の変形例を示す。同図
からも明らかなように、リアクトルL2とトランスTr
1の第1巻線N1とコンデンサC2との直列回路を、図
9ではスイッチQ2,Q3と並列に接続したが、ここで
はスイッチQ1と並列に接続した点が特徴である。この
場合、スイッチQ1とダイオードD3がオフ、スイッチ
Q2,Q3がオンの時の電流径路は、コンデンサC1→
リアクトルL2→トランスTr1の第1巻線N1→コン
デンサC2→スイッチQ2→スイッチQ3→コンデンサ
C1、または、コンデンサC1→ダイオードD7→ダイ
オードD4→コンデンサC2→トランスTr1の第1巻
線N1→リアクトルL2→コンデンサC1となり、2つ
の半導体スイッチを通過する。その他の基本的な機能,
動作は図9の場合と同様なので説明は省略する。
FIG. 10 shows a first modification of FIG. As is clear from the figure, the reactor L2 and the transformer Tr
Although the series circuit of the first winding N1 of No. 1 and the capacitor C2 is connected in parallel with the switches Q2 and Q3 in FIG. 9, it is characterized in that it is connected in parallel with the switch Q1. In this case, the current path when the switch Q1 and the diode D3 are off and the switches Q2 and Q3 are on is the capacitor C1 →
Reactor L2 → first winding N1 of transformer Tr1 → capacitor C2 → switch Q2 → switch Q3 → capacitor C1 or capacitor C1 → diode D7 → diode D4 → capacitor C2 → first winding N1 of transformer Tr1 → reactor L2 → It becomes the capacitor C1 and passes through the two semiconductor switches. Other basic functions,
The operation is the same as in the case of FIG.

【0028】図11に図9の第2の変形例を示す。スイ
ッチQ1,Q2,Q3の直列回路をコンデンサC1と並
列に接続する点は図9と同じであるが、スイッチQ1と
Q2との直列回路をダイオードD1とD2との直列回路
と並列に、ダイオードD1とD2との接続点をリアクト
ルL1と交流電源VSを介してスイッチQ1とQ2との
接続点に、リアクトルL2とトランスTr1の第1巻線
N1とコンデンサC2との直列回路をスイッチQ3と並
列にそれぞれ接続するとともに、スイッチQ2,Q3を
同時に、かつスイッチQ1とは交互にオン,オフさせる
点で異なっている。
FIG. 11 shows a second modification of FIG. The point that the series circuit of the switches Q1, Q2, Q3 is connected in parallel with the capacitor C1 is the same as in FIG. 9, but the series circuit of the switches Q1, Q2 is connected in parallel with the series circuit of the diodes D1, D2, and the diode D1 is connected. And D2 are connected to the connection point between the reactor L1 and the switches Q1 and Q2 via the AC power supply VS, and the series circuit of the reactor L2, the first winding N1 of the transformer Tr1 and the capacitor C2 is connected in parallel to the switch Q3. They are different in that they are connected to each other and that the switches Q2 and Q3 are turned on and off at the same time and alternately with the switch Q1.

【0029】図11の構成において、電源極性が正のと
き(電源の図示矢印の向きを正とする)には、スイッチ
Q1,Q2がオンした際に、交流電源VS→リアクトル
L1→ダイオードD1→スイッチQ1→交流電源VSの
径路で電流が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積
する。また、電源極性が負のときは、スイッチQ1,Q
2がオンした際に、交流電源VS→スイッチQ2→ダイ
オードD2→リアクトルL1→交流電源VSの径路で電
流が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積する。ま
た、スイッチQ3とダイオードD7がオフ、スイッチQ
1,Q2がオンの時の電流径路は、コンデンサC1→ス
イッチQ1→スイッチQ2→リアクトルL2→トランス
Tr1の第1巻線N1→コンデンサC2→コンデンサC
1、または、コンデンサC1→コンデンサC2→トラン
スTr1の第1巻線N1→リアクトルL2→ダイオード
D4→ダイオードD3→コンデンサC1となり、2つの
半導体スイッチを通過する。その他は、図9の場合と同
様なので説明は省略する。
In the configuration of FIG. 11, when the power source polarity is positive (the direction of the arrow of the power source is positive), the AC power source VS → reactor L1 → diode D1 → when the switches Q1 and Q2 are turned on. A current flows through the path from the switch Q1 to the AC power supply VS, and energy is stored in the reactor L1. When the power supply polarity is negative, the switches Q1, Q
When 2 is turned on, a current flows through the path of AC power supply VS → switch Q2 → diode D2 → reactor L1 → AC power supply VS, and energy is stored in reactor L1. Further, the switch Q3 and the diode D7 are turned off, and the switch Q
The current path when 1, 1 and Q2 are on is capacitor C1 → switch Q1 → switch Q2 → reactor L2 → first winding N1 of transformer Tr1 → capacitor C2 → capacitor C
1 or capacitor C1 → capacitor C2 → first winding N1 of transformer Tr1 → reactor L2 → diode D4 → diode D3 → capacitor C1 and passes through two semiconductor switches. Others are the same as in the case of FIG. 9, and thus description thereof will be omitted.

【0030】図12に図9の第3の変形例を示す。スイ
ッチQ1,Q2,Q3の直列回路をコンデンサC1と並
列に接続する点は図9と同じであるが、スイッチQ1と
Q2との直列回路をダイオードD1とD2との直列回路
と並列に、ダイオードD1とD2との接続点をリアクト
ルL1と交流電源VSを介してスイッチQ1とQ2との
接続点に、リアクトルL2とトランスTr1の第1巻線
N1とコンデンサC2との直列回路をスイッチQ1とQ
2との直列回路に並列にそれぞれ接続するとともに、ス
イッチQ1,Q2を同時に、かつスイッチQ3とは交互
にオン,オフさせる点で異なっている。
FIG. 12 shows a third modification of FIG. The point that the series circuit of the switches Q1, Q2, Q3 is connected in parallel with the capacitor C1 is the same as in FIG. 9, but the series circuit of the switches Q1, Q2 is connected in parallel with the series circuit of the diodes D1, D2, and the diode D1 is connected. And D2 are connected to the connection point between the reactor L1 and the switches Q1 and Q2 via the AC power supply VS, and the series circuit of the reactor L2, the first winding N1 of the transformer Tr1 and the capacitor C2 is connected to the switches Q1 and Q2.
It is different in that the switches Q1 and Q2 are connected in parallel to a series circuit of 2 and the switches Q1 and Q2 are simultaneously turned on and off alternately with the switch Q3.

【0031】図12の構成において、電源極性が正のと
き(電源の図示矢印の向きを正とする)には、スイッチ
Q1,Q2がオンした際に、交流電源VS→リアクトル
L1→ダイオードD1→スイッチQ1→交流電源VSの
径路で電流が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積
する。また、電源極性が負のときは、スイッチQ1,Q
2がオンした際に、交流電源VS→スイッチQ2→ダイ
オードD2→リアクトルL1→交流電源VSの径路で電
流が流れ、リアクトルL1にエネルギーを蓄積する。ま
た、スイッチQ3とダイオードD7がオフ、スイッチQ
1,Q2がオンの時の電流径路は、リアクトルL2→ト
ランスTr1の第1巻線N1→コンデンサC2→ダイオ
ードD4→ダイオードD3→リアクトルL2、または、
リアクトルL2→スイッチQ1→スイッチQ2→コンデ
ンサC2→トランスTr1の第1巻線N1→リアクトル
L2となり、2つの半導体スイッチを通過する。その他
は、図9の場合と同様なので説明は省略する。
In the configuration of FIG. 12, when the power supply polarity is positive (the direction of the arrow of the power supply is positive), the AC power supply VS → reactor L1 → diode D1 → when the switches Q1 and Q2 are turned on. A current flows through the path from the switch Q1 to the AC power supply VS, and energy is stored in the reactor L1. When the power supply polarity is negative, the switches Q1, Q
When 2 is turned on, a current flows through the path of AC power supply VS → switch Q2 → diode D2 → reactor L1 → AC power supply VS, and energy is stored in reactor L1. Further, the switch Q3 and the diode D7 are turned off, and the switch Q
The current path when 1 and Q2 are on is reactor L2 → first winding N1 of transformer Tr1 → capacitor C2 → diode D4 → diode D3 → reactor L2, or
Reactor L2 → switch Q1 → switch Q2 → capacitor C2 → first winding N1 of transformer Tr1 → reactor L2 and passes through two semiconductor switches. Others are the same as in the case of FIG. 9, and thus description thereof will be omitted.

【0032】図13に図9の第4の変形例を示す。これ
は、図9に示すものに対し、電圧検出器K2で直流電圧
Edを検出し、これと直流電圧指令値Ed*との偏差を
調節器R2に入力し、三角波発生器Gから出力される三
角波を比較器H1で調節器R2からの出力と比較し、ス
イッチQ1とQ2およびQ3を駆動するようにした点に
ある。こうすることにより、直流電圧指令値Ed*と直
流電圧検出値Edとの偏差に応じてスイッチQ1とQ2
およびQ3のオン,オフ比を変化させ、また、出力電圧
指令値Vout*と出力電圧検出値Voutとの偏差に
応じてスイッチング周波数を変化させることで、直流電
圧Edと出力電圧Voutを所望の値となるように制御
するものである。主回路の動作は図9の場合と同様なの
で、説明は省略する。また、このような制御は図10,
図11および図12の場合も同様に適用できることは勿
論である。
FIG. 13 shows a fourth modification of FIG. This is different from that shown in FIG. 9 in that the voltage detector K2 detects the DC voltage Ed, and the deviation between this and the DC voltage command value Ed * is input to the controller R2 and output from the triangular wave generator G. The triangular wave is compared with the output from the regulator R2 by the comparator H1, and the switches Q1, Q2 and Q3 are driven. By doing so, the switches Q1 and Q2 are switched according to the deviation between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage detection value Ed.
By changing the ON / OFF ratio of Q3 and Q3 and changing the switching frequency according to the deviation between the output voltage command value Vout * and the output voltage detection value Vout, the DC voltage Ed and the output voltage Vout can be changed to desired values. It is controlled so that Since the operation of the main circuit is the same as that in the case of FIG. 9, description thereof will be omitted. In addition, such control is shown in FIG.
Of course, the same can be applied to the cases of FIGS. 11 and 12.

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明によれば、少ない部品点数で入
力高周波電流を低減でき、かつ、直流中間電圧と出力電
圧を制御することが可能となる利点が得られる。また、
従来例比べ、電流の通過半導体素子数を低減できるか
ら、高効率化が可能となる。
According to the present invention, it is possible to reduce the input high frequency current with a small number of parts and to control the DC intermediate voltage and the output voltage. Also,
Compared with the conventional example, since the number of semiconductor elements that pass current can be reduced, higher efficiency can be achieved.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の第1の変形例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a first modification of FIG.

【図3】図1の第2の変形例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a second modification of FIG.

【図4】この発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の第1の変形例を示す構成図である。5 is a configuration diagram showing a first modified example of FIG. 4. FIG.

【図6】図4の第2の変形例を示す構成図である。6 is a configuration diagram showing a second modification of FIG.

【図7】図4の第3の変形例を示す構成図である。7 is a configuration diagram showing a third modification example of FIG. 4. FIG.

【図8】図4の第4の変形例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a fourth modification of FIG.

【図9】この発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図10】図9の第1の変形例を示す構成図である。10 is a configuration diagram showing a first modification example of FIG. 9. FIG.

【図11】図9の第2の変形例を示す構成図である。11 is a configuration diagram showing a second modification of FIG. 9. FIG.

【図12】図9の第3の変形例を示す構成図である。12 is a configuration diagram showing a third modification example of FIG. 9. FIG.

【図13】図9の第4の変形例を示す構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram showing a fourth modified example of FIG. 9.

【図14】モード1,2の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of modes 1 and 2.

【図15】モード3,4の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of modes 3 and 4.

【図16】従来例を示す構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図17】図16の回路入力電流を示す波形図である。FIG. 17 is a waveform diagram showing the circuit input current of FIG.

【図18】高調波フィルタ回路例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing an example of a harmonic filter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

VS…交流電源、D1〜D9…ダイオード、GDU…ゲ
ート駆動回路、Ed…直流電圧、C1〜C3…コンデン
サ、Tr1…変圧器(トランス)、N1〜N3…トラン
ス巻線、L1,L2…リアクトル、Q1〜Q4…スイッ
チ素子、RL…負荷、R1,R2…調節器、G,G1,
G2…三角波発生器、K1,K2,K3…電圧検出器、
H1,H2…比較器、DP…極性判別回路、IO…オン
オフ比反転回路。
VS ... AC power supply, D1-D9 ... Diode, GDU ... Gate drive circuit, Ed ... DC voltage, C1-C3 ... Capacitor, Tr1 ... Transformer (transformer), N1-N3 ... Transformer winding, L1, L2 ... Reactor, Q1-Q4 ... switch element, RL ... load, R1, R2 ... regulator, G, G1,
G2 ... Triangular wave generator, K1, K2, K3 ... Voltage detector,
H1, H2 ... Comparator, DP ... Polarity discrimination circuit, IO ... On / off ratio inverting circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷁頭 政和 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5H006 AA01 AA02 CA02 CA07 CA12 CA13 CB02 CB08 CC01 CC02 DA02 DA04 DB02 DB05 DC05 5H730 AA02 AA14 AA18 AS01 BB24 BB57 BB66 CC01 CC04 DD04 DD12 DD13 EE03 EE07 FD01 FF02 FG05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masakazu Iwazu             1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Within Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H006 AA01 AA02 CA02 CA07 CA12                       CA13 CB02 CB08 CC01 CC02                       DA02 DA04 DB02 DB05 DC05                 5H730 AA02 AA14 AA18 AS01 BB24                       BB57 BB66 CC01 CC04 DD04                       DD12 DD13 EE03 EE07 FD01                       FF02 FG05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単相交流電源からの交流電力を直流電力
に変換する電力変換装置において、 自己消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続し
てなる第1スイッチ,第2スイッチの直列回路と、第1
ダイオード,第2ダイオードの直列回路と、第1コンデ
ンサとを互いに並列に、前記第1ダイオードと第2ダイ
オードとの接続点を第1リアクトルを介して交流電源の
一方の端子に、交流電源の他方の端子を前記第1スイッ
チ,第2スイッチの接続点に、変圧器の第1巻線と第2
リアクトルと第2コンデンサとの直列回路を前記第1ス
イッチまたは第2スイッチと並列に、前記変圧器の第2
巻線の一方の端子を第3ダイオードを介して第3コンデ
ンサの一方の端子に、前記変圧器の第2巻線の他方の端
子を前記第3コンデンサの他方の端子と前記変圧器の第
3巻線の一方の端子に、この変圧器の第3巻線の他方の
端子を第4ダイオード介して前記第3コンデンサの一方
の端子にそれぞれ接続することを特徴とする電力変換装
置。
1. A power conversion device for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power, wherein a self-extinguishing semiconductor element and a diode are connected in anti-parallel and a first switch and a second switch are connected in series. Circuit and first
A series circuit of a diode and a second diode, and a first capacitor are parallel to each other, and a connection point between the first diode and the second diode is connected to one terminal of an AC power supply via the first reactor and the other of the AC power supply. At the connection point between the first switch and the second switch, the first winding of the transformer and the second
A series circuit of a reactor and a second capacitor is connected in parallel with the first switch or the second switch, and the second circuit of the transformer is connected.
One terminal of the winding is connected to one terminal of the third capacitor via the third diode, and the other terminal of the second winding of the transformer is connected to the other terminal of the third capacitor and the third terminal of the transformer. A power converter, wherein one terminal of the winding is connected to the other terminal of the third winding of the transformer via a fourth diode to one terminal of the third capacitor.
【請求項2】 単相交流電源からの交流電力を直流電力
に変換する電力変換装置において、 自己消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続し
てなる第1スイッチ,第2スイッチの直列回路と、第1
コンデンサとを互いに並列に、第1ダイオード,第2ダ
イオードの直列回路と、第3ダイオード,第4ダイオー
ドの直列回路とを、前記第1スイッチまたは第2スイッ
チと並列に、前記第1ダイオードと第2ダイオードとの
接続点を第1リアクトルを介して交流電源の一方の端子
に、交流電源の他方の端子を前記第3ダイオードと第4
ダイオードとの接続点に、変圧器の第1巻線と第2リア
クトルと第2コンデンサとの直列回路を前記第1スイッ
チまたは第2スイッチと並列に、前記変圧器の第2巻線
の一方の端子を第5ダイオードを介して第3コンデンサ
の一方の端子に、前記変圧器の第2巻線の他方の端子を
前記第3コンデンサの他方の端子と前記変圧器の第3巻
線の一方の端子に、この変圧器の第3巻線の他方の端子
を第6ダイオード介して前記第3コンデンサの一方の端
子にそれぞれ接続することを特徴とする電力変換装置。
2. A power converter for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power, wherein a self-extinguishing semiconductor element and a diode are connected in anti-parallel and a first switch and a second switch are connected in series. Circuit and first
A capacitor in parallel with each other, a series circuit of a first diode and a second diode, and a series circuit of a third diode and a fourth diode in parallel with the first switch or the second switch; The connection point with two diodes is connected to one terminal of the AC power supply via the first reactor, and the other terminal of the AC power supply is connected to the third diode and the fourth diode.
At the connection point with the diode, a series circuit of the first winding, the second reactor, and the second capacitor of the transformer is connected in parallel with the first switch or the second switch, and one of the second windings of the transformer is connected. The terminal is connected to one terminal of the third capacitor through the fifth diode, and the other terminal of the second winding of the transformer is connected to the other terminal of the third capacitor and one of the third winding of the transformer. A power converter, wherein the other terminal of the third winding of the transformer is connected to one terminal of the third capacitor via a sixth diode.
【請求項3】 単相交流電源からの交流電力を直流電力
に変換する電力変換装置において、 自己消弧型半導体素子とダイオードとを逆並列に接続し
てなる第1スイッチ,第2スイッチ,第3スイッチの直
列回路と、第1コンデンサとを互いに並列に、第1ダイ
オード,第2ダイオードの直列回路を、前記第1スイッ
チと第2スイッチとの直列回路または前記第2スイッチ
と第3スイッチとの直列回路と並列に、前記第1ダイオ
ードと第2ダイオードとの接続点を第1リアクトルを介
して交流電源の一方の端子に、交流電源の他方の端子を
前記第1スイッチと第2スイッチとの接続点、または、
前記第2スイッチと第3スイッチとの接続点に、変圧器
の第1巻線と第2リアクトルと第2コンデンサとの直列
回路を前記第1スイッチと第2スイッチとの直列回路、
または前記第2スイッチと第3スイッチとの直列回路と
並列に、前記変圧器の第2巻線の一方の端子を第3ダイ
オードを介して第3コンデンサの一方の端子に、前記変
圧器の第2巻線の他方の端子を前記第3コンデンサの他
方の端子と前記変圧器の第3巻線の一方の端子に、この
変圧器の第3巻線の他方の端子を第4ダイオード介して
前記第3コンデンサの一方の端子にそれぞれ接続するこ
とを特徴とする電力変換装置。
3. A power converter for converting AC power from a single-phase AC power supply into DC power, wherein a self-extinguishing semiconductor element and a diode are connected in antiparallel to each other. A series circuit of three switches and a first capacitor in parallel with each other, a series circuit of a first diode and a second diode, a series circuit of the first switch and the second switch, or the second switch and the third switch In parallel with the series circuit, the connection point between the first diode and the second diode is connected to one terminal of the AC power supply via the first reactor, and the other terminal of the AC power supply is connected to the first switch and the second switch. Connection point, or
A series circuit of the first winding of the transformer, a second reactor, and a second capacitor at a connection point between the second switch and the third switch, a series circuit of the first switch and the second switch,
Alternatively, in parallel with the series circuit of the second switch and the third switch, one terminal of the second winding of the transformer is connected to one terminal of the third capacitor through the third diode and the first terminal of the transformer is connected. The other terminal of the two windings is connected to the other terminal of the third capacitor and one terminal of the third winding of the transformer, and the other terminal of the third winding of the transformer is connected to the other terminal of the third winding via a fourth diode. A power converter characterized in that it is connected to one terminal of a third capacitor, respectively.
【請求項4】 前記スイッチをオン,オフ周期を変化さ
せながら一定の比率でオン,オフさせ、前記第3コンデ
ンサの電圧を設定値となるように制御することを特徴と
する請求項1ないし3のいずれかに記載の電力変換装
置。
4. The switch is turned on / off at a constant ratio while changing the on / off cycle, and the voltage of the third capacitor is controlled to a set value. The power converter according to any one of 1.
【請求項5】 前記スイッチをオン,オフ周期およびオ
ン,オフ比率を変化させながらオン,オフさせ、前記第
3コンデンサの電圧を設定値となるように制御すること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電力
変換装置。
5. The switch according to claim 1, wherein the switch is turned on / off while changing the on / off period and the on / off ratio, and the voltage of the third capacitor is controlled to a set value. 3. The power conversion device according to any one of 3.
【請求項6】 前記スイッチをオン,オフ比率を変化さ
せることで前記第1コンデンサの電圧を設定値となるよ
うに制御し、前記スイッチをオン,オフ周期を変化させ
ることで前記第3コンデンサの電圧を設定値となるよう
に制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
かに記載の電力変換装置。
6. The voltage of the first capacitor is controlled to a set value by changing the ON / OFF ratio of the switch, and the ON / OFF cycle of the third capacitor is changed by changing the ON / OFF cycle of the switch. The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the voltage is controlled to be a set value.
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