JP2004072886A - Ac -ac direct conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流スイッチ回路のスイッチング動作により交流入力から直流に変換することなく直接、交流出力を得る交流交流直接変換装置に関し、特に、交流スイッチ回路及びその駆動用電源の接続構成に特徴を有する交流交流直接変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は、3相入力/3相出力の交流交流直接変換装置としての、いわゆるマトリクスコンバータの構成を示している。ここで、マトリクスコンバータをはじめとする交流交流直接変換装置は、直流段を必要とせず、大容量のコンデンサやリアクトル等のエネルギー蓄積要素が不要であって装置の小型軽量化、低価格化が可能であるため、多相交流電動機等の電源としてしばしば用いられている。
以下では、マトリクスコンバータの3相交流電源200側の交流入力相をR,S,T相、負荷300側の交流出力相をU,V,W相と称して説明する。
【0003】
一般に、マトリクスコンバータでは、図4に示すように2個の単方向の半導体スイッチング素子103,104を組み合わせて交流スイッチ回路(双方向スイッチ回路)102を構成し、出力電圧波形や入力電流波形を制御している。なお、各スイッチング素子103,104は、例えば、環流ダイオードが逆並列接続されたIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)によって構成されている。
【0004】
ここで、各スイッチング素子103,104は、電源の短絡や誘導性負荷の開放を防止するべく電源電圧や負荷電流の極性に応じてそれぞれ独立にスイッチングを行う必要があるため、個別の駆動回路106,107によって駆動されるようになっている。
また、駆動回路106,107の電源は絶縁電源108から供給されており、これらの駆動回路106,107及び絶縁電源108によって駆動ユニット105が構成されている。駆動回路106,107の入力pは、図示されていない制御装置により、所望の出力電圧や入力電流を得るために生成されたPWMパルスである。
【0005】
そして、交流スイッチ回路102及び駆動ユニット105が3相分設けられて一つのスイッチ群101Rが構成され、このスイッチ群101R内の3個の交流スイッチ回路102の一端が一括してR相端子に接続されると共に、3個の交流スイッチ回路102の他端がそれぞれU,V,W相端子に接続されている。
また、スイッチ群101Rと同一構成のスイッチ群101S,101Tが構成され、内部の各交流スイッチ回路102は、スイッチ群101Rと同様にしてS,T相端子、U,V,W相端子にそれぞれ接続されている。
【0006】
このように、図4の構成では、スイッチ群101R,101S,101Tについて、各3個の交流スイッチ回路102と同数の絶縁電源108が必要であり、全体では合計9個の絶縁電源108が必要となる。
【0007】
なお、図4では省略したが、絶縁電源108の入力は、絶縁電源の方式に応じて交流電圧でも直流電圧でもよく、いずれにしても共通の電源から各絶縁電源108へ電力が供給されるようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の交流交流直接変換装置では、交流スイッチ回路一つにつき一つの独立電位の電源(前述した絶縁電源108)を必要とするため、駆動用電源の数が多く、コスト高の原因となっていた。
そこで本発明は、少数の独立電位の電源を使用して半導体スイッチング素子を駆動可能とした、低コストかつ構成簡単な交流交流直接変換装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載した発明は、交流スイッチ回路のスイッチング動作により交流入力を直接、交流出力に変換する交流交流直接変換装置において、
交流入力相と交流出力相との間にそれぞれ接続される複数の交流スイッチ回路が第1,第2の半導体スイッチング素子を備え、複数の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流入力相に接続すると共に、当該交流入力相の電位を基準電位とする第1の共通電源を用いて前記複数の第1の半導体スイッチング素子を駆動し、かつ、複数の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流出力相に接続すると共に、当該交流出力相の電位を基準電位とする第2の共通電源を用いて前記複数の第2の半導体スイッチング素子を駆動する交流交流直接変換装置であって、
前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第2の半導体スイッチング素子とを逆並列接続して構成したものである。
【0010】
請求項2に記載した発明は、前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとの順方向直列接続回路と、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとの順方向直列接続回路とを、逆並列接続して構成したものである。
【0011】
請求項3に記載した発明は、前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとの逆並列接続回路と、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとの逆並列接続回路とによって構成し、第1,第2のダイオードのカソード同士を接続したものである。
【0012】
請求項4に記載した発明では、請求項1,2または3に記載した交流交流直接変換装置において、交流入力相(例えばR,S,Tの3相とする)の各相と交流出力相(例えばU,V,Rの3相とする)の各相との間にそれぞれ交流スイッチ回路を接続する。
更に、同一の交流入力相(例えばR相)にそれぞれ接続される交流出力相数(3相)分の交流スイッチ回路内の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極(例えばエミッタ)を、当該交流入力相(R相)にそれぞれ接続し、同一の交流出力相(例えばU相)にそれぞれ接続される交流入力相数(3相)分の交流スイッチ回路内の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を、当該交流出力相(U相)にそれぞれ接続する。同様にして、他の交流入力相(S,T相)または他の交流出力相(V,W相)に接続される交流スイッチ回路についても、第1,第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を該当する交流入力相(S相またはT相)、交流出力相(V相またはW相)にそれぞれ接続するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示す構成図であり、請求項1,4に記載した発明の実施形態に相当する。この実施形態に係る交流交流直接変換装置は、図4と同様に3相入力/3相出力のマトリクスコンバータであり、3相交流電源200側のR,S,T相端子と負荷300側のU,V,W相端子との間に接続される。
【0014】
図1において、10RU,10RV,10RW,10SU,10SV,10SW,10TU,10TV,10TWは何れも同一構成の交流スイッチ回路であり、これらのスイッチ回路は、IGBT等の単方向の半導体スイッチング素子11,12を逆並列に接続して構成されている。なお、便宜的に、半導体スイッチング素子11を第1の半導体スイッチング素子、同12を第2の半導体スイッチング素子とする。
【0015】
これらの半導体スイッチング素子11,12の駆動回路の基準電位は、各々の電流流出側電極としてのエミッタの電位に等しくなるため、R,S,T相、U,V,W相の各相について、図示するように半導体スイッチング素子11のエミッタ、半導体スイッチング素子12のエミッタをそれぞれ共通接続してこれらのエミッタが各駆動回路の基準電位となるようにすれば、この基準電位を有する共通の電源を各駆動回路の電源とすることができる。
【0016】
図1において、60R,60S,60T,60U,60V,60Wは同一構成の駆動ユニットであり、駆動ユニット60Rとして例示されているように、駆動回路61,62,63及び絶縁電源64から構成されている。また、駆動回路61,62,63の入力pは、前記同様に制御装置(図示せず)によって所望の出力電圧や入力電流を得るために生成されたPWMパルスである。
【0017】
ここで、各交流スイッチ回路と駆動ユニットとの接続状態を説明すると、例えば3相交流電源200のR相端子に、交流スイッチ回路10RU,10RV,10RW内の半導体スイッチング素子11,11,11のエミッタを接続し、このエミッタを、駆動ユニット60R内の駆動回路61,62,63に接続して基準電位とする。なお、駆動回路61,62,63は、それぞれ交流スイッチ回路10RU,10RV,10RW内の半導体スイッチング素子11,11,11を駆動するためのものである。
また、前記エミッタは単一かつ共通の絶縁電源64の基準電位としてこの絶縁電源64に接続されており、絶縁電源64から各駆動回路61,62,63に電源が供給されている。
【0018】
同様にして、3相交流電源200のS相端子に、交流スイッチ回路10SU,10SV,10SW内の半導体スイッチング素子11,11,11のエミッタを接続し、このエミッタを、駆動ユニット60S内の駆動回路61,62,63(図示せず)に接続して基準電位とする。また、これらのエミッタを駆動ユニット60S内の単一の絶縁電源64(図示せず)の基準電位として接続し、この絶縁電源64から各駆動回路61,62,63に電源を供給するものである。
3相交流電源200のT相端子についても同様であり、駆動ユニット60T内の単一の絶縁電源64により、駆動回路61,62,63(何れも図示せず)を介して交流スイッチ回路10TU,10TV,10TW内の半導体スイッチング素子11,11,11が駆動される。
【0019】
ここで、駆動ユニット60R,60S,60T内の絶縁電源64は、請求項に記載した第1の共通電源に相当している。
【0020】
更に、負荷300側のU,V,W相については、例えば、U相端子に交流スイッチ回路10RU,10SU,10TU内の半導体スイッチング素子12,12,12のエミッタが共通接続され、このエミッタが駆動ユニット60U内の駆動回路61,62,63(図示せず)に接続されて基準電位となる。前記エミッタは駆動ユニット60U内の単一の絶縁電源64(図示せず)の基準電位としてこの絶縁電源64に接続され、絶縁電源64から各駆動回路61,62,63に電源が供給されている。
【0021】
他のV相,W相についても同様であり、駆動ユニット60V,60W内のそれぞれ単一の絶縁電源64により駆動回路61,62,63(何れも図示せず)を介して交流スイッチ回路10RV,10SV,10TV、及び10RW,10SW,10TW内の半導体スイッチング素子12,12,12が駆動されるものである。
【0022】
ここで、駆動ユニット60U,60V,60W内の絶縁電源64は、請求項に記載した第2の共通電源に相当している。
【0023】
以上のようにこの実施形態では、3相電源200のR相にエミッタが接続される第1の半導体スイッチング素子11,11,11の絶縁電源64(第1の共通電源)の基準電位をR相電位とし、S相にエミッタが接続される第1の半導体スイッチング素子11,11,11の絶縁電源64(第1の共通電源)の基準電位をS相電位とし、T相にエミッタが接続される第1の半導体スイッチング素子11,11,11の絶縁電源64(第1の共通電源)の基準電位をT相電位としている。
また、負荷300のU相にエミッタが接続される第2の半導体スイッチング素子12,12,12の絶縁電源64(第2の共通電源)の基準電位をU相電位とし、V相にエミッタが接続される第2の半導体スイッチング素子12,12,12の絶縁電源64(第2の共通電源)の基準電位をV相電位とし、W相にエミッタが接続される第2の半導体スイッチング素子12,12,12の絶縁電源64(第2の共通電源)の基準電位をW相電位としている。
これにより、3相入力/3相出力の場合に、基準電位として独立電位を有する電源を従来の9個から6個に減少させることができ、コストの低減や回路構成の簡略化が可能になる。
【0024】
次に、図2は本発明の第2実施形態を示すものであり、請求項2,4に記載した発明の実施形態に相当する。
図2において、30RU,30RV,30RW,30SU,30SV,30SW,30TU,30TV,30TWは何れも同一構成の交流スイッチ回路であり、これらのスイッチ回路は、IGBT等の単方向の半導体スイッチング素子11,12とダイオード21,22とから構成されている。すなわち、半導体スイッチング素子11のコレクタにダイオード21のカソードを接続し、そのアノードを半導体スイッチング素子12のエミッタに接続すると共に、半導体スイッチング素子12のコレクタにダイオード22のカソードを接続し、そのアノードを半導体スイッチング素子11のエミッタに接続して構成される。
なお、半導体スイッチング素子11を第1の半導体スイッチング素子、同12を第2の半導体スイッチング素子、ダイオード21を第1のダイオード、ダイオード22を第2のダイオードとする。
【0025】
交流スイッチ回路30RU,30RV,30RW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをR相端子に共通接続して駆動ユニット60R内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路30SU,30SV,30SW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをS相端子に共通接続して駆動ユニット60S内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路30TU,30TV,30TW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをT相端子に共通接続して駆動ユニット60T内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点は、図1の実施形態と同様である。
【0026】
また、交流スイッチ回路30RU,30SU,30TU内の半導体スイッチング素子12のエミッタをU相端子に共通接続して駆動ユニット60U内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路30RV,30SV,30TV内の半導体スイッチング素子12のエミッタをV相端子に共通接続して駆動ユニット60V内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路30RW,30SW,30TW内の半導体スイッチング素子12のエミッタをW相端子に共通接続して駆動ユニット60W内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点も、図1の実施形態と同様である。
【0027】
この実施形態は、単方向の半導体スイッチング素子11,12の逆耐圧能力が低い場合のものであり、各スイッチング素子11,12にそれぞれ順方向接続されるダイオード21,22によって逆耐圧特性を向上させている。
本実施形態においても、3相入力/3相出力の場合に、基準電位として独立電位を有する電源を6個にすることができ、コストの低減や回路構成の簡略化が可能になる。
【0028】
次いで、図3は本発明の第3実施形態を示しており、請求項3,4に記載した発明の実施形態に相当する。
図3において、40RU,40RV,40RW,40SU,40SV,40SW,40TU,40TV,40TWは何れも同一構成の交流スイッチ回路であり、これらのスイッチ回路は、半導体スイッチング素子11,12を逆方向に直列接続し、各スイッチング素子11,12に対して逆並列に還流ダイオード21,22をそれぞれ接続して構成されている。
なお、図2と同様に半導体スイッチング素子11を第1の半導体スイッチング素子、同12を第2の半導体スイッチング素子、ダイオード21を第1のダイオード、ダイオード22を第2のダイオードとする。
【0029】
交流スイッチ回路40RU,40RV,40RW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをR相端子に共通接続して駆動ユニット60R内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路40SU,40SV,40SW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをS相端子に共通接続して駆動ユニット60S内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路40TU,40TV,40TW内の半導体スイッチング素子11のエミッタをT相端子に共通接続して駆動ユニット60T内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点は、図1、図2の実施形態と同様である。
【0030】
また、交流スイッチ回路40RU,40SU,40TU内の半導体スイッチング素子12のエミッタをU相端子に共通接続して駆動ユニット60U内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路40RV,40SV,40TV内の半導体スイッチング素子12のエミッタをV相端子に共通接続して駆動ユニット60V内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点、交流スイッチ回路40RW,40SW,40TW内の半導体スイッチング素子12のエミッタをW相端子に共通接続して駆動ユニット60W内の駆動回路61,62,63及び絶縁電源64に接続する点も、図1、図2の実施形態と同様である。
【0031】
この実施形態においても、3相入力/3相出力の場合に、基準電位として独立電位を有する電源を6個にすることができ、コストの低減や回路構成の簡略化が可能になる。また、交流スイッチ回路40RU,40RV,40RW,40SU,40SV,40SW,40TU,40TV,40TWとして、図4に示した従来技術の交流スイッチ回路102をそのまま利用可能である。
【0032】
なお、上記各実施形態では、共通電源として絶縁電源64を用いているが、線間電圧を利用したシリーズレギュレータ等の電源でもよい。
また、各実施形態では半導体スイッチング素子11,12としてIGBTを使用した場合を説明したが、MOSFET等の電圧駆動型デバイスを使用しても良い。
更に、本発明は、3相入力/3相出力に限定されるものではなく、それ以外の多相入力/多相出力の交流交流直接変換装置に適用可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、交流交流直接変換装置において単方向の半導体スイッチング素子を用いて交流スイッチ回路を構成する際に、各半導体スイッチング素子の電流流出側電極を交流入力相(交流電源側)及び交流出力相(負荷側)に接続することにより、電流流出側電極の電位を電源の基準電位とすることができ、独立電位を有する電源の数を従来よりも減少させることができる。
この結果、交流交流直接変換装置の回路構成の簡略化、並びにコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。
【図2】本発明の第2実施形態を示す回路構成図である。
【図3】本発明の第3実施形態を示す回路構成図である。
【図4】従来技術としてのマトリクスコンバータの回路構成図である。
【符号の説明】
10RU,10RV,10RW,10SU,10SV,10SW,10TU,10TV,10TW:交流スイッチ回路
11,12:半導体スイッチング素子
21,22:ダイオード
30RU,30RV,30RW,30SU,30SV,30SW,30TU,30TV,30TW:交流スイッチ回路
40RU,40RV,40RW,40SU,40SV,40SW,40TU,40TV,40TW:交流スイッチ回路
60R,60S,60T,60U,60V,60W:駆動ユニット
61,62,63:駆動回路
64:絶縁電源
200:3相交流電源
300:負荷[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC / AC direct conversion device that directly obtains an AC output without converting an AC input to a DC by a switching operation of an AC switch circuit, and particularly has a feature in a connection configuration of an AC switch circuit and a power supply for driving the AC switch circuit. The present invention relates to an AC / AC direct conversion device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a configuration of a so-called matrix converter as a three-phase input / 3-phase output AC / AC direct conversion device. Here, AC / AC direct conversion devices such as matrix converters do not require a DC stage, and do not require energy storage elements such as large-capacity capacitors and reactors, making it possible to reduce the size, weight, and cost of the device. Therefore, it is often used as a power source for a polyphase AC motor or the like.
Hereinafter, the AC input phase on the three-phase
[0003]
Generally, in a matrix converter, an AC switch circuit (bidirectional switch circuit) 102 is formed by combining two unidirectional
[0004]
Here, since each of the
The power of the
[0005]
The
Also,
[0006]
As described above, in the configuration of FIG. 4, the
[0007]
Although not shown in FIG. 4, the input of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional AC / AC direct converter requires one power supply having an independent potential (the above-described insulated power supply 108) for each AC switch circuit, so that the number of driving power supplies is large and cost is high. Was the cause.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost and simple-structure AC / AC direct conversion device that can drive a semiconductor switching element using a small number of power supplies with independent potentials.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an invention according to
A plurality of AC switch circuits respectively connected between the AC input phase and the AC output phase include first and second semiconductor switching elements, and a current outflow side electrode of the plurality of first semiconductor switching elements is connected to the same AC. Connected to the input phase, and driving the plurality of first semiconductor switching elements using a first common power supply having the potential of the AC input phase as a reference potential; AC / AC direct conversion in which a current outflow side electrode is connected to the same AC output phase, and the plurality of second semiconductor switching elements are driven using a second common power supply having a potential of the AC output phase as a reference potential. A device,
The AC switch circuit is configured by connecting a first semiconductor switching element and a second semiconductor switching element in antiparallel.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the AC switch circuit includes a forward series connection circuit of a first semiconductor switching element and a first diode, and a forward connection of a second semiconductor switching element and a second diode. And a series connection circuit connected in anti-parallel.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the AC switch circuit includes an anti-parallel connection circuit of a first semiconductor switching element and a first diode, and an anti-parallel connection of a second semiconductor switching element and a second diode. And a circuit in which the cathodes of the first and second diodes are connected to each other.
[0012]
According to the invention described in claim 4, in the AC-AC direct conversion device described in
Further, the current outflow-side electrodes (eg, emitters) of the first semiconductor switching elements in the AC switch circuits for the number of AC output phases (three phases) connected to the same AC input phase (eg, R phase) are connected to the same. The current of the second semiconductor switching element in the AC switch circuit for the number of AC input phases (three phases) connected to the AC input phase (R phase) and connected to the same AC output phase (for example, U phase). The outflow-side electrodes are connected to the AC output phase (U-phase). Similarly, for an AC switch circuit connected to another AC input phase (S, T phase) or another AC output phase (V, W phase), the current outflow side of the first and second semiconductor switching elements is also used. The electrodes are connected to the corresponding AC input phase (S phase or T phase) and the AC output phase (V phase or W phase).
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and corresponds to the first and fourth embodiments of the present invention. The AC / AC direct conversion device according to this embodiment is a three-phase input / three-phase output matrix converter as in FIG. , V, W phase terminals.
[0014]
1, 10RU, 10RV, 10RW, 10SU, 10SV, 10SW, 10TU, 10TV, 10TW are all AC switch circuits having the same configuration. These switch circuits are unidirectional
[0015]
Since the reference potential of the drive circuit of these
[0016]
In FIG. 1, 60R, 60S, 60T, 60U, 60V, and 60W are drive units having the same configuration, and include
[0017]
Here, the connection state between each AC switch circuit and the drive unit will be described. For example, the emitters of the
Further, the emitter is connected to the
[0018]
Similarly, the emitters of the
The same applies to the T-phase terminal of the three-phase
[0019]
Here, the
[0020]
Further, for the U, V, and W phases on the
[0021]
The same applies to other V-phases and W-phases. The AC switch circuits 10RV, 10RV, are driven by
[0022]
Here, the
[0023]
As described above, in this embodiment, the reference potential of the insulated power supply 64 (first common power supply) of the first
The reference potential of the insulated power supply 64 (second common power supply) of the second
As a result, in the case of three-phase input / three-phase output, the number of power supplies having independent potentials as reference potentials can be reduced from nine to six in the related art, which enables cost reduction and simplification of the circuit configuration. .
[0024]
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and corresponds to the second and fourth embodiments of the present invention.
2, 30RU, 30RV, 30RW, 30SU, 30SV, 30SW, 30TU, 30TV, 30TW are all AC switch circuits having the same configuration, and these switch circuits are unidirectional
The
[0025]
The point that the emitters of the
[0026]
Also, the point that the emitters of the
[0027]
In this embodiment, the unidirectional
Also in this embodiment, in the case of three-phase input / three-phase output, the number of power supplies having independent potentials as reference potentials can be reduced to six, so that cost can be reduced and the circuit configuration can be simplified.
[0028]
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, which corresponds to the third and fourth embodiments of the present invention.
In FIG. 3, 40RU, 40RV, 40RW, 40SU, 40SV, 40SW, 40TU, 40TV, 40TW are all AC switch circuits having the same configuration, and these switch circuits connect the
2, the
[0029]
The point that the emitters of the
[0030]
Also, the point that the emitters of the
[0031]
Also in this embodiment, in the case of three-phase input / three-phase output, the number of power supplies having independent potentials as reference potentials can be reduced to six, so that cost can be reduced and the circuit configuration can be simplified. Further, the
[0032]
In the above embodiments, the
In each embodiment, the case where the IGBT is used as the
Furthermore, the present invention is not limited to three-phase input / three-phase output, but can be applied to other multi-phase input / multi-phase output AC / AC direct conversion devices.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when configuring an AC switch circuit using unidirectional semiconductor switching elements in an AC / AC direct converter, the current outflow-side electrodes of each semiconductor switching element are connected to an AC input phase (AC power supply). Side) and the AC output phase (load side), the potential of the current outflow side electrode can be used as the reference potential of the power supply, and the number of power supplies having independent potentials can be reduced as compared with the conventional case.
As a result, the circuit configuration of the AC / AC direct conversion device can be simplified and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional matrix converter.
[Explanation of symbols]
10RU, 10RW, 10RW, 10SU, 10SV, 10SW, 10TU, 10TV, 10TW:
Claims (4)
交流入力相と交流出力相との間にそれぞれ接続される複数の交流スイッチ回路が第1,第2の半導体スイッチング素子を備え、複数の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流入力相に接続すると共に、当該交流入力相の電位を基準電位とする第1の共通電源を用いて前記複数の第1の半導体スイッチング素子を駆動し、かつ、複数の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流出力相に接続すると共に、当該交流出力相の電位を基準電位とする第2の共通電源を用いて前記複数の第2の半導体スイッチング素子を駆動する交流交流直接変換装置であって、
前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第2の半導体スイッチング素子とを逆並列接続して構成したことを特徴とする交流交流直接変換装置。In an AC / AC direct conversion device that directly converts an AC input into an AC output by a switching operation of an AC switch circuit,
A plurality of AC switch circuits respectively connected between the AC input phase and the AC output phase include first and second semiconductor switching elements, and a current outflow side electrode of the plurality of first semiconductor switching elements is connected to the same AC. The plurality of first semiconductor switching elements are connected to an input phase and are driven by a first common power supply having a potential of the AC input phase as a reference potential, and a plurality of second semiconductor switching elements are driven. AC / AC direct conversion in which a current outflow side electrode is connected to the same AC output phase, and the plurality of second semiconductor switching elements are driven using a second common power supply having a potential of the AC output phase as a reference potential. A device,
An AC / AC direct conversion device, wherein the AC switch circuit is configured by connecting a first semiconductor switching element and a second semiconductor switching element in antiparallel.
交流入力相と交流出力相との間にそれぞれ接続される複数の交流スイッチ回路が第1,第2の半導体スイッチング素子を備え、複数の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流入力相に接続すると共に、当該交流入力相の電位を基準電位とする第1の共通電源を用いて前記複数の第1の半導体スイッチング素子を駆動し、かつ、複数の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流出力相に接続すると共に、当該交流出力相の電位を基準電位とする第2の共通電源を用いて前記複数の第2の半導体スイッチング素子を駆動する交流交流直接変換装置であって、
前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとの順方向直列接続回路と、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとの順方向直列接続回路とを、逆並列接続して構成したことを特徴とする交流交流直接変換装置。In an AC / AC direct conversion device that directly converts an AC input into an AC output by a switching operation of an AC switch circuit,
A plurality of AC switch circuits respectively connected between the AC input phase and the AC output phase include first and second semiconductor switching elements, and a current outflow side electrode of the plurality of first semiconductor switching elements is connected to the same AC. Connected to the input phase, and driving the plurality of first semiconductor switching elements using a first common power supply having the potential of the AC input phase as a reference potential; AC / AC direct conversion in which a current outflow side electrode is connected to the same AC output phase, and the plurality of second semiconductor switching elements are driven using a second common power supply having a potential of the AC output phase as a reference potential. A device,
The AC switch circuit is connected in reverse parallel to a forward series connection circuit of a first semiconductor switching element and a first diode, and a forward series connection circuit of a second semiconductor switching element and a second diode. An AC / AC direct conversion device characterized by being configured as follows.
交流入力相と交流出力相との間にそれぞれ接続される複数の交流スイッチ回路が第1,第2の半導体スイッチング素子を備え、複数の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流入力相に接続すると共に、当該交流入力相の電位を基準電位とする第1の共通電源を用いて前記複数の第1の半導体スイッチング素子を駆動し、かつ、複数の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を同一の交流出力相に接続すると共に、当該交流出力相の電位を基準電位とする第2の共通電源を用いて前記複数の第2の半導体スイッチング素子を駆動する交流交流直接変換装置であって、
前記交流スイッチ回路を、第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとの逆並列接続回路と、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとの逆並列接続回路とによって構成し、第1,第2のダイオードのカソード同士を接続したことを特徴とする交流交流直接変換装置。In an AC / AC direct conversion device that directly converts an AC input into an AC output by a switching operation of an AC switch circuit,
A plurality of AC switch circuits respectively connected between the AC input phase and the AC output phase include first and second semiconductor switching elements, and a current outflow side electrode of the plurality of first semiconductor switching elements is connected to the same AC. The plurality of first semiconductor switching elements are connected to an input phase and are driven by a first common power supply having a potential of the AC input phase as a reference potential, and a plurality of second semiconductor switching elements are driven. AC / AC direct conversion in which a current outflow side electrode is connected to the same AC output phase, and the plurality of second semiconductor switching elements are driven using a second common power supply having a potential of the AC output phase as a reference potential. A device,
The AC switch circuit includes an anti-parallel connection circuit of a first semiconductor switching element and a first diode, and an anti-parallel connection circuit of a second semiconductor switching element and a second diode. An AC / AC direct conversion device, wherein cathodes of a second diode are connected to each other.
交流入力相の各相と交流出力相の各相との間にそれぞれ交流スイッチ回路を接続すると共に、
同一の交流入力相にそれぞれ接続される交流出力相数分の交流スイッチ回路内の第1の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を、当該交流入力相にそれぞれ接続し、
同一の交流出力相にそれぞれ接続される交流入力相数分の交流スイッチ回路内の第2の半導体スイッチング素子の電流流出側電極を、当該交流出力相にそれぞれ接続したことを特徴とする交流交流直接変換装置。The AC / AC direct conversion device according to claim 1, 2, or 3,
An AC switch circuit is connected between each phase of the AC input phase and each phase of the AC output phase,
Connecting the current outflow-side electrodes of the first semiconductor switching elements in the AC switch circuits for the number of AC output phases respectively connected to the same AC input phase to the AC input phases;
AC AC direct current characterized in that the current outflow-side electrodes of the second semiconductor switching elements in the AC switch circuits for the number of AC input phases respectively connected to the same AC output phase are connected to the AC output phases, respectively. Conversion device.
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JP2002228331A JP2004072886A (en) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | Ac -ac direct conversion device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267486A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | Converter |
JP2009273298A (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Honda Motor Co Ltd | Cycloconverter generator |
JP2010172067A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Daikin Ind Ltd | Bidirectional switch drive circuit and matrix converter |
-
2002
- 2002-08-06 JP JP2002228331A patent/JP2004072886A/en not_active Withdrawn
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