JP2009171639A - Power conversion device - Google Patents

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克典 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device which can suppress the heat generation of switching elements, can suppress a loss caused by the heat generation, and can use a cooling means which is low in cooling performance compared with a conventional means. <P>SOLUTION: A series circuit composed of first and second switching elements S1, S2, and a series circuit composed of third and fourth switching elements S3, S4 are connected in parallel with each other, and a reverse-parallel diode is connected to each switching elements S1 to S4. Input terminals are connected to a connecting point of the switching elements S1, S2 and a connecting point of the switching elements S3, S4 via coils. When an alternate current input from a power supply is converted into a direct current, the switching elements S1 to S4 are controlled by a control device so that a period T1 for simultaneously switching the switching elements S1, S4 and a period T2 for simultaneously switching the switching elements S2, S3 are alternated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に係り、詳しくは交流を直流に変換する機能を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device having a function of converting alternating current into direct current.

従来、無停電電源装置として、図7に示すように、外部の商用交流電源51より交流が一次側に入力され、二次側に負荷52と双方向インバータ53とが接続された電源トランス54を備え、双方向インバータ53にバッテリ55が接続された構成のものがある(例えば、特許文献1参照。)。電源トランス54は、通常時は、商用交流を電源として負荷52に交流を供給するとともに、双方向インバータ53を介してバッテリ55を充電する。停電時は、バッテリ55から双方向インバータ53を介して電源トランス54に交流が供給され、負荷52に電力が供給される。双方向インバータ53は、高周波成分を遮断するローパスフィルタ53aと、4個のスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4からなるブリッジ回路とで構成されている。スイッチング素子としてFETが使用されている。双方向インバータ53が充電器として動作する場合は、スイッチング素子Q1,Q2をオフ状態に設定し、制御部56でスイッチング素子Q3,Q4をスイッチングすることにより、図7に示す電流経路a,bに電流が流れてバッテリ55を充電する。なお、図7の1点鎖線で示す電流経路aは、電源トランス54からの交流電圧の方向がプラスの場合を示し、図7の2点鎖線で示す電流経路bは、電源トランス54からの交流電圧の方向がマイナスの場合を示している。   Conventionally, as an uninterruptible power supply, as shown in FIG. 7, a power transformer 54 in which an alternating current is input to the primary side from an external commercial AC power source 51 and a load 52 and a bidirectional inverter 53 are connected to the secondary side. And a configuration in which a battery 55 is connected to the bidirectional inverter 53 (see, for example, Patent Document 1). The power transformer 54 normally supplies alternating current to the load 52 using commercial alternating current as a power source and charges the battery 55 via the bidirectional inverter 53. In the event of a power failure, alternating current is supplied from the battery 55 to the power transformer 54 via the bidirectional inverter 53, and power is supplied to the load 52. The bidirectional inverter 53 includes a low-pass filter 53a that blocks high-frequency components and a bridge circuit that includes four switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4. An FET is used as a switching element. When the bidirectional inverter 53 operates as a charger, the switching elements Q1 and Q2 are set to an off state, and the switching unit Q3 and Q4 are switched by the control unit 56, whereby the current paths a and b shown in FIG. A current flows to charge the battery 55. 7 indicates the case where the direction of the AC voltage from the power transformer 54 is positive, and the current path b illustrated by the two-dot chain line in FIG. 7 indicates the AC path from the power transformer 54. The case where the voltage direction is negative is shown.

また、低燃費や排気ガス削減のため、始動時や低速域ではモータで駆動輪を駆動し、中高速域ではエンジンで駆動輪を駆動する所謂ハイブリッド車が実用化されている。しかし、近年、さらなる環境負荷低減のために、家庭用電源(系統電源)でバッテリを充電可能な所謂プラグイン・ハイブリッド車が考えられている。例えば、深夜電力でバッテリを充電してモータによる電気自動車モードで走行できる距離を長くした場合、ガソリン等に対して電気を用いる比率が高まるため、一般的なハイブリッド車に比べて二酸化炭素の排出量削減や大気汚染防止への効果が期待できる。また、系統電源は個々に発電するより発電コストが低く、料金の安い深夜電力を利用して充電すれば、燃料代も低減可能となる。この場合も、バッテリを充電するためと、バッテリに充電された電力を交流電流としてモータに供給するためとに双方向インバータを備えている。
特開2003−143772号公報
In order to reduce fuel consumption and reduce exhaust gas, so-called hybrid vehicles in which driving wheels are driven by motors at the start and low speed ranges and driving wheels are driven by engines at medium and high speed ranges have been put into practical use. However, in recent years, so-called plug-in hybrid vehicles that can charge a battery with a household power supply (system power supply) have been considered in order to further reduce the environmental load. For example, when the battery can be charged with midnight power and the distance that can be driven in the electric vehicle mode by the motor is increased, the ratio of using electricity to gasoline etc. increases, so carbon dioxide emissions compared to general hybrid vehicles Reduction and air pollution prevention effects can be expected. In addition, the power generation cost of the system power supply is lower than that of generating electricity individually, and if it is charged using midnight power with a low charge, the fuel cost can be reduced. Also in this case, a bidirectional inverter is provided for charging the battery and for supplying electric power charged in the battery to the motor as an alternating current.
JP 2003-143772 A

従来の双方向インバータにおいては、交流入力を直流に変換する場合、インバータの上アームを構成するスイッチング素子Q1,Q2はオフ状態に保持され、下アームのスイッチング素子Q3,Q4のみが動作する。そのため、4個のスイッチング素子のうちの2個に電流が流れる時間が多くなり、発熱が大きくなって損失が増える。そのため、冷却能力の高い冷却手段、例えば、空冷であれば大型のファンが必要になり、装置も大型化するという問題がある。   In the conventional bidirectional inverter, when AC input is converted to DC, the switching elements Q1 and Q2 constituting the upper arm of the inverter are held in the off state, and only the lower arm switching elements Q3 and Q4 operate. For this reason, the time during which current flows through two of the four switching elements increases, heat generation increases, and loss increases. Therefore, there is a problem that a cooling means having a high cooling capacity, for example, a large fan is required for air cooling, and the apparatus is also increased in size.

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は交流を直流に変換する機能を備えた電力変換装置において、スイッチング素子の発熱量を抑制して、発熱による損失を抑制するとともに、同じ電力を供給する際に、従来に比較して冷却機能の低い冷却手段を使用することができる電力変換装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress a heat generation amount of a switching element and a loss due to heat generation in a power conversion device having a function of converting alternating current into direct current. In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can use a cooling means having a cooling function lower than that in the conventional case when supplying the same power.

前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、交流電源に接続されて前記交流電源から入力される交流を直流に変換する変換部を備えた電力変換装置である。そして、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の直列回路と、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子の直列回路とが並列に接続されるとともに、各スイッチング素子と逆並列にダイオードがそれぞれ接続されたブリッジ回路を備えている。前記ブリッジ回路の前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との接続点及び前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点にそれぞれコイルを介して接続された入力端子を備えている。また、前記ブリッジ回路の前記第1スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との接続点にアノードが前記接続点側となるダイオードを介して接続された第1の出力端子と、前記第2スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点に接続された第2の出力端子とを備えている。さらに、前記交流電源から入力される交流を直流に変換する際に、前記第1スイッチング素子及び第4スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間と、前記第2スイッチング素子及び第3スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間とが交互になるように前記各スイッチング素子を制御する制御手段を備えている。ここで、各スイッチング素子に逆並列に接続された各ダイオードは、独立した部品に限らず、スイッチング素子の寄生ダイオードであってもよい。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a power conversion device including a conversion unit that is connected to an AC power source and converts AC input from the AC power source into DC. A series circuit of the first switching element and the second switching element and a series circuit of the third switching element and the fourth switching element are connected in parallel, and a diode is connected in antiparallel to each switching element. A bridge circuit is provided. The bridge circuit includes an input terminal connected via a coil to a connection point between the first switching element and the second switching element and a connection point between the third switching element and the fourth switching element. . A first output terminal having an anode connected to a connection point between the first switching element and the third switching element of the bridge circuit via a diode on the connection point side; the second switching element; And a second output terminal connected to a connection point with the fourth switching element. Furthermore, when the alternating current input from the alternating current power source is converted into direct current, the first switching element and the fourth switching element are simultaneously switched, and the second switching element and the third switching element are simultaneously switched. And a control means for controlling each of the switching elements so as to alternate with each other. Here, each diode connected in antiparallel to each switching element is not limited to an independent component, and may be a parasitic diode of the switching element.

各スイッチング素子がスイッチングされる際にコイルに蓄えられたエネルギーが出力されることにより、ブリッジ回路は昇圧コンバータとして機能する。第1スイッチング素子及び第3スイッチング素子がオフ状態に保持されて、第2スイッチング素子と第4スイッチング素子とがスイッチングされる構成では、一つのスイッチング素子に電流が流れる状態でスイッチングを繰り返すことになり、スイッチング素子の発熱が大きくなる。そして、発熱を抑制するために大きな冷却能力を有する冷却手段が必要になり装置が大型化する。しかし、この発明では、第1スイッチング素子及び第4スイッチング素子が同時にスイッチングする状態と、第2スイッチング素子及び第3スイッチング素子が同時にスイッチングする状態とが繰り返される。そして、2つのスイッチング素子のオン状態における電流経路が分岐されて、一つのスイッチング素子に流れる電流の大きさが小さくなり、スイッチング素子の発熱が抑制される。したがって、同じ電力を供給する際に、従来に比較して冷却能力の小さな冷却手段で冷却が可能となり、装置の小型化を図ることができる。   The bridge circuit functions as a boost converter by outputting the energy stored in the coil when each switching element is switched. In the configuration in which the first switching element and the third switching element are held in the OFF state and the second switching element and the fourth switching element are switched, the switching is repeated with a current flowing through one switching element. The heating of the switching element increases. And in order to suppress heat_generation | fever, the cooling means which has a big cooling capacity is needed, and an apparatus enlarges. However, in this invention, the state in which the first switching element and the fourth switching element are simultaneously switched and the state in which the second switching element and the third switching element are simultaneously switched are repeated. And the current path in the ON state of the two switching elements is branched, the magnitude of the current flowing through one switching element is reduced, and the heat generation of the switching elements is suppressed. Therefore, when the same electric power is supplied, the cooling can be performed by a cooling means having a cooling capacity smaller than that in the conventional case, and the apparatus can be downsized.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1の出力端子に接続された前記ダイオードと逆並列に第5スイッチング素子が接続され、前記制御手段は、前記出力端子が直流電源に接続された状態で、前記変換部を構成する各スイッチング素子を前記直流電源から供給される直流を交流に変換して前記入力端子へ出力するように制御する。この発明では、電流変換装置を双方向インバータとして使用することができ、双方向インバータにおいて小型化を図ることができる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a fifth switching element is connected in antiparallel with the diode connected to the first output terminal, and the control means includes the output terminal. Are connected to a DC power source, each switching element constituting the conversion unit is controlled to convert the DC supplied from the DC power source into an AC and output it to the input terminal. In the present invention, the current converter can be used as a bidirectional inverter, and the bidirectional inverter can be miniaturized.

本発明によれば、交流を直流に変換する機能を備えた電力変換装置において、スイッチング素子の発熱を抑制して、発熱による損失を抑制するとともに、同じ電力を供給する際に、従来に比較して冷却機能の低い冷却手段を使用することができる。   According to the present invention, in a power conversion device having a function of converting alternating current into direct current, heat generation of the switching element is suppressed, loss due to heat generation is suppressed, and when the same electric power is supplied, the power conversion device is compared with the conventional case. Thus, a cooling means having a low cooling function can be used.

(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。
図1に示すように、電力変換装置11は、交流電源12に接続されて交流電源12から入力される交流を直流に変換する変換部13、即ちインバータを備えている。この実施形態では交流電源12として、系統電源が使用される。変換部13は、第1スイッチング素子S1及び第2スイッチング素子S2の直列回路と、第3スイッチング素子S3及び第4スイッチング素子S4の直列回路とが並列に接続されてブリッジ回路が構成されている。各スイッチング素子S1〜S4にはダイオードD1〜D4がそれぞれ逆並列に接続されている。この実施形態では、各スイッチング素子S1〜S4として絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ(IGBT)が使用され、各スイッチング素子S1〜S4のコレクタとエミッタ間には、ダイオードD1〜D4が逆並列に接続されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 11 includes a conversion unit 13 that is connected to an AC power supply 12 and converts AC input from the AC power supply 12 into DC, that is, an inverter. In this embodiment, a system power supply is used as the AC power supply 12. The converter 13 includes a series circuit of the first switching element S1 and the second switching element S2 and a series circuit of the third switching element S3 and the fourth switching element S4 connected in parallel to form a bridge circuit. Diodes D1 to D4 are connected in antiparallel to the switching elements S1 to S4, respectively. In this embodiment, insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are used as the switching elements S1 to S4, and diodes D1 to D4 are connected in antiparallel between the collectors and emitters of the switching elements S1 to S4. .

第1スイッチング素子S1のエミッタと第2スイッチング素子S2のコレクタとの接続点は、コイル14aを介して入力端子15aに接続されている。第3スイッチング素子S3のエミッタと第4スイッチング素子S4のコレクタとの接続点は、コイル14bを介して入力端子15bに接続されている。   A connection point between the emitter of the first switching element S1 and the collector of the second switching element S2 is connected to the input terminal 15a via the coil 14a. A connection point between the emitter of the third switching element S3 and the collector of the fourth switching element S4 is connected to the input terminal 15b via the coil 14b.

第1スイッチング素子S1のコレクタと第3スイッチング素子S3のコレクタとの接続点は、ダイオードD5を介して第1の出力端子16aに接続されている。ダイオードD5は、アノードが第1スイッチング素子S1と第3スイッチング素子S3との接続点側となるように接続されている。第2スイッチング素子S2のエミッタと第4スイッチング素子のエミッタとの接続点は、第2の出力端子16bに接続されている。両出力端子16a,16bは、バッテリEを充電する充電器17に接続されている。   A connection point between the collector of the first switching element S1 and the collector of the third switching element S3 is connected to the first output terminal 16a via the diode D5. The diode D5 is connected such that the anode is on the connection point side between the first switching element S1 and the third switching element S3. A connection point between the emitter of the second switching element S2 and the emitter of the fourth switching element is connected to the second output terminal 16b. Both output terminals 16a and 16b are connected to a charger 17 for charging the battery E.

各スイッチング素子S1〜S4を制御する制御手段としての制御装置18は、各スイッチング素子S1〜S4のゲートに制御信号を出力する。制御装置18は、図示しないマイクロコンピュータ(マイコン)を備え、マイコンのメモリに記憶されたプログラムメモリに基づいて、各スイッチング素子S1〜S4を制御する。制御装置18は、バッテリEの充電時、交流電流の位相を交流電圧の位相と同位相になるようにスイッチング素子S1〜S4を制御する。   The control device 18 as a control means for controlling the switching elements S1 to S4 outputs a control signal to the gates of the switching elements S1 to S4. The control device 18 includes a microcomputer (not shown) and controls the switching elements S1 to S4 based on a program memory stored in the memory of the microcomputer. When charging battery E, control device 18 controls switching elements S1 to S4 so that the phase of the alternating current is the same as the phase of the alternating voltage.

制御装置18は、交流電源12から入力される交流を直流に変換する際に、第1スイッチング素子S1及び第4スイッチング素子S4を同時にスイッチングさせる期間T1と、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3を同時にスイッチングさせる期間T2とが交互になるように各スイッチング素子S1〜S4を制御する。   The control device 18 converts the alternating current input from the alternating current power supply 12 into direct current, the period T1 during which the first switching element S1 and the fourth switching element S4 are simultaneously switched, and the second switching element S2 and the third switching element. The switching elements S1 to S4 are controlled so that the periods T2 during which S3 is simultaneously switched are alternated.

次に前記のように構成された電力変換装置11の作用を説明する。
交流電源12である系統電源から入力される交流電圧をバッテリEが充電可能な直流電圧に変換する場合、即ち、系統電源でバッテリEを充電する場合は、各スイッチング素子S1〜S4が、制御装置18からの制御信号により、供給された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御され、変換された直流電圧が充電器17に供給される。その際、各スイッチング素子S1〜S4は、2つのコイル14a,14bを昇圧回路のコイルとして機能するように制御されるとともに、供給された交流電流の位相が交流電圧の位相と同じになるように制御される。
Next, the operation of the power conversion device 11 configured as described above will be described.
When converting the AC voltage input from the system power source which is the AC power source 12 into a DC voltage that can be charged by the battery E, that is, when charging the battery E with the system power source, the switching elements S1 to S4 are controlled by the control device. Switching control is performed so that the supplied AC voltage is converted into a DC voltage by a control signal from 18, and the converted DC voltage is supplied to the charger 17. At that time, each of the switching elements S1 to S4 is controlled so that the two coils 14a and 14b function as coils of the booster circuit, and the phase of the supplied AC current is the same as the phase of the AC voltage. Be controlled.

具体的には、図2(a)に示すように、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3が同時にスイッチングされる期間T2と、第1スイッチング素子S1及び第4スイッチング素子S4が同時にスイッチングされる期間T1とが、所定周期(系統電源の周波数に対応した周期)で繰り返されるように制御される。   Specifically, as shown in FIG. 2A, the period T2 in which the second switching element S2 and the third switching element S3 are simultaneously switched, and the first switching element S1 and the fourth switching element S4 are simultaneously switched. The period T1 is controlled so as to be repeated at a predetermined cycle (a cycle corresponding to the frequency of the system power supply).

交流電源12から入力される電流の向きが、図3(a)に示すように、交流電源12からコイル14bを通って変換部13に向かい、コイル14aを通って交流電源12に戻る状態のときには、第1及び第4スイッチング素子S1,S4がオフ状態に維持され、第2及び第3スイッチング素子S2,S3が同時にスイッチングされる。そして、第2及び第3スイッチング素子S2,S3がオンになると、交流電源12から供給される電流は、コイル14b→第2スイッチング素子S2→ダイオードD4→コイル14a→となる経路と、コイル14b→ダイオードD1→第3スイッチング素子S3→コイル14a→となる経路とに流れ、コイル14a,14bに電気エネルギーが蓄積される。その状態から、第2及び第3スイッチング素子S2,S3がオフになると、コイル14a,14bに蓄積されたエネルギーが加えられた状態で、図3(b)に示すように、コイル14b→ダイオードD1→充電器17→ダイオードD4→コイル14a→となるように電流が流れる。   When the direction of the current input from the AC power supply 12 is in a state of returning from the AC power supply 12 to the converter 13 through the coil 14b and returning to the AC power supply 12 through the coil 14a, as shown in FIG. The first and fourth switching elements S1, S4 are maintained in the OFF state, and the second and third switching elements S2, S3 are switched simultaneously. When the second and third switching elements S2 and S3 are turned on, the current supplied from the AC power source 12 is a path of the coil 14b → the second switching element S2 → the diode D4 → the coil 14a → and the coil 14b → The electric energy is accumulated in the coils 14a and 14b through the path of the diode D1 → the third switching element S3 → the coil 14a →. From this state, when the second and third switching elements S2 and S3 are turned off, the energy stored in the coils 14a and 14b is applied and the coil 14b → the diode D1 as shown in FIG. 3B. → Current flows in the order of charger 17 → diode D4 → coil 14a →.

一方、従来技術のように第1、第3及び第4スイッチング素子S1,S3,S4がオフ状態に維持され、第2スイッチング素子S2のみスイッチングされる場合は、図3(c)に示すように、電流経路は一つになる。即ち、第2スイッチング素子S2がオンになると、交流電源12から供給される電流は、コイル14b→第2スイッチング素子S2→ダイオードD4→コイル14a→となる経路で流れ、コイル14a,14bに電気エネルギーが蓄積される。その状態から、第2スイッチング素子S2がオフになると、コイル14a,14bに蓄積されたエネルギーが加えられた状態で、図3(d)に示すように、コイル14b→ダイオードD1→充電器17→ダイオードD4→コイル14a→となるように電流が流れる。   On the other hand, when the first, third, and fourth switching elements S1, S3, and S4 are maintained in the OFF state and only the second switching element S2 is switched as in the prior art, as shown in FIG. The current path becomes one. That is, when the second switching element S2 is turned on, the current supplied from the AC power source 12 flows along a path of the coil 14b → second switching element S2 → diode D4 → coil 14a →, and electric energy is supplied to the coils 14a and 14b. Is accumulated. In this state, when the second switching element S2 is turned off, the energy accumulated in the coils 14a and 14b is applied, and as shown in FIG. 3D, the coil 14b → the diode D1 → the charger 17 → A current flows so that the diode D4 → the coil 14a →.

また、交流電源12から入力される電流の向きが、図4(a)に示すように、交流電源12からコイル14aを通って変換部13に向かい、コイル14bを通って交流電源12に戻る状態のときには、第2及び第3スイッチング素子S2,S3がオフ状態に維持され、第1及び第4スイッチング素子S1,S4が同時にスイッチングされる。そして、第1及び第4スイッチング素子S1,S4がオンになると、交流電源12から供給される電流は、コイル14a→ダイオードD3→第1スイッチング素子S1→コイル14b→となる経路と、コイル14a→第4スイッチング素子S4→ダイオードD2→コイル14b→となる経路とに流れ、コイル14a,14bに電気エネルギーが蓄積される。その状態から、第1及び第4スイッチング素子S1,S4がオフすると、コイル14a,14bに蓄積されたエネルギーが加えられた状態で、図4(b)に示すように、コイル14a→ダイオードD3→充電器17→ダイオードD2→コイル14b→となるように電流が流れる。   Further, as shown in FIG. 4A, the direction of the current input from the AC power source 12 is a state in which the AC power source 12 passes through the coil 14a toward the converter 13 and returns to the AC power source 12 through the coil 14b. In this case, the second and third switching elements S2 and S3 are maintained in the off state, and the first and fourth switching elements S1 and S4 are simultaneously switched. When the first and fourth switching elements S1 and S4 are turned on, the current supplied from the AC power source 12 is a path of the coil 14a → the diode D3 → the first switching element S1 → the coil 14b →, and the coil 14a → The electric current is accumulated in the coils 14a and 14b through the path of the fourth switching element S4 → the diode D2 → the coil 14b →. When the first and fourth switching elements S1 and S4 are turned off from that state, the energy stored in the coils 14a and 14b is applied and the coil 14a → the diode D3 → as shown in FIG. A current flows in the order of charger 17 → diode D2 → coil 14b →.

一方、従来技術のように第1、第2及び第3スイッチング素子S1,S2,S3がオフ状態に維持され、第4スイッチング素子S4のみスイッチングされる場合は、図5(a)に示すように、電流経路は一つになる。即ち、第4スイッチング素子S4がオンになると、交流電源12から供給される電流は、コイル14a→第4スイッチング素子S4→ダイオードD2→コイル14b→となる経路で流れ、コイル14a,14bに電気エネルギーが蓄積される。その状態から、スイッチング素子S4がオフになると、コイル14a,14bに蓄積されたエネルギーが加えられた状態で、図5(b)に示すように、コイル14a→ダイオードD3→充電器17→ダイオードD2→コイル14b→となるように電流が流れる。   On the other hand, when the first, second, and third switching elements S1, S2, and S3 are maintained in the OFF state and only the fourth switching element S4 is switched as in the prior art, as shown in FIG. The current path becomes one. That is, when the fourth switching element S4 is turned on, the current supplied from the AC power supply 12 flows along a path of the coil 14a → the fourth switching element S4 → the diode D2 → the coil 14b →, and the electric energy is supplied to the coils 14a and 14b. Is accumulated. From this state, when the switching element S4 is turned off, the energy accumulated in the coils 14a and 14b is applied and the coil 14a → the diode D3 → the charger 17 → the diode D2 as shown in FIG. 5B. The current flows so as to be the coil 14b →.

即ち、従来技術では、図2(b)に示すように、交流電源12から入力される交流電流の1周期の半分の期間T2に第2スイッチング素子S2がオン、オフ制御され、残りの半分の期間T1に第4スイッチング素子S4がオン、オフ制御され、電流はそれぞれ一つのスイッチング素子のみを流れる。一方、この実施形態では、図2(a)に示すように、交流電源12から入力される交流電流の1周期の半分の期間T2に第2及び第3スイッチング素子S2,S3が同時にオン、オフ制御され、残りの半分の期間T1に第1及び第4スイッチング素子S1,S4が同時にオン、オフ制御される。即ち、この実施形態では、各スイッチング素子S1〜S4のスイッチング時間は同じでも、電流経路が2経路に分岐され、各スイッチング素子S1〜S4に流れる電流が小さく(ほぼ半分に)なる。その結果、変換部13全体としての発熱が抑制される。   That is, in the prior art, as shown in FIG. 2B, the second switching element S2 is controlled to be turned on / off during a period T2 that is half of one cycle of the alternating current input from the alternating current power supply 12, and the remaining half In the period T1, the fourth switching element S4 is controlled to be turned on and off, and each current flows through only one switching element. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 2A, the second and third switching elements S2 and S3 are simultaneously turned on and off during a period T2 that is half of one cycle of the alternating current input from the alternating current power supply 12. The first and fourth switching elements S1 and S4 are simultaneously turned on and off in the remaining half period T1. That is, in this embodiment, even though the switching times of the switching elements S1 to S4 are the same, the current path is branched into two paths, and the current flowing through the switching elements S1 to S4 is small (almost halved). As a result, heat generation as a whole of the conversion unit 13 is suppressed.

また、第2及び第3スイッチング素子S2,S3がオン時には、ダイオードD1とダイオードD4とが並列の状態で、充電器17側からダイオードD5、ダイオードD1およびダイオードD4の寄生容量を充電するように電流が流れる。即ち、ダイオードD1とダイオードD5とが二直列の状態およびダイオードD4とダイオードD5とが二直列の状態でその寄生容量が充電されることになり、ダイオードD5が存在しない場合に比較して、充電時間が短縮されるとともに第2及び第3スイッチング素子S2,S3のオン損失が低減する。また、第1及び第4スイッチング素子S1,S4のオン時には、ダイオードD2とダイオードD3とが並列の状態で、充電器17側からダイオードD5、ダイオードD2およびダイオードD3の寄生容量を充電するように電流が流れる。即ち、ダイオードD2とダイオードD5とが二直列の状態およびダイオードD3とダイオードD5とが二直列の状態でその寄生容量が充電されることになり、前記と同様にダイオードD5が存在しない場合に比較して、充電時間が短縮されるとともに第1及び第4スイッチング素子S1,S4のオン損失が低減する。   Further, when the second and third switching elements S2 and S3 are turned on, the current is charged so as to charge the parasitic capacitances of the diode D5, the diode D1, and the diode D4 from the charger 17 side in a state where the diode D1 and the diode D4 are in parallel. Flows. That is, the parasitic capacitance is charged in a state where the diode D1 and the diode D5 are in two series and in a state where the diode D4 and the diode D5 are in two series. Compared with the case where the diode D5 does not exist, the charging time is longer. Is reduced, and the on-loss of the second and third switching elements S2 and S3 is reduced. Further, when the first and fourth switching elements S1 and S4 are turned on, the current is charged so as to charge the parasitic capacitances of the diode D5, the diode D2, and the diode D3 from the charger 17 side with the diode D2 and the diode D3 in parallel. Flows. That is, the parasitic capacitance is charged in a state where the diode D2 and the diode D5 are in two series and in a state where the diode D3 and the diode D5 are in two series, as compared with the case where the diode D5 does not exist as described above. As a result, the charging time is shortened and the on-loss of the first and fourth switching elements S1 and S4 is reduced.

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)電力変換装置11は、第1スイッチング素子S1及び第2スイッチング素子S2の直列回路と、第3スイッチング素子S3及び第4スイッチング素子S4の直列回路とが並列に接続されるとともに、各スイッチング素子S1〜S4と逆並列にダイオードD1〜D4がそれぞれ接続された変換部13を備えている。そして、第1スイッチング素子S1と第2スイッチング素子S2との接続点及び第3スイッチング素子S3と第4スイッチング素子S4との接続点に、入力端子15a,15bがコイル14a,14bを介してそれぞれ接続されている。交流電源12から入力される交流を直流に変換する際に、第1スイッチング素子S1及び第4スイッチング素子S4を同時にスイッチングさせる期間T1と、第2スイッチング素子S2及び第3スイッチング素子S3を同時にスイッチングさせる期間T2とが交互になるように各スイッチング素子S1〜S4を制御する制御装置18が設けられている。したがって、各スイッチング素子S1〜S4のオン状態において電流経路が2経路になり、オン状態の各スイッチング素子S1〜S4に流れる電流が小さくなって発熱が抑制され、同じ電力を供給する際に、従来に比較して冷却能力の小さな冷却手段で冷却が可能となり、装置の小型化を図ることができる。また、特定のスイッチング素子のみがオン状態になる構成に比較して、オン状態になるスイッチング素子の寿命が長くなり、装置の寿命も長くなる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the power converter 11, the series circuit of the first switching element S1 and the second switching element S2 and the series circuit of the third switching element S3 and the fourth switching element S4 are connected in parallel, and each switching A conversion unit 13 is provided in which diodes D1 to D4 are connected in antiparallel to the elements S1 to S4, respectively. The input terminals 15a and 15b are connected to the connection point between the first switching element S1 and the second switching element S2 and the connection point between the third switching element S3 and the fourth switching element S4 via the coils 14a and 14b, respectively. Has been. When the alternating current input from the alternating current power source 12 is converted into direct current, the first switching element S1 and the fourth switching element S4 are simultaneously switched, and the second switching element S2 and the third switching element S3 are simultaneously switched. A control device 18 that controls each of the switching elements S1 to S4 is provided so as to alternate with the periods T2. Therefore, when each switching element S1 to S4 is turned on, there are two current paths, the current flowing through each switching element S1 to S4 in the on state is reduced, heat generation is suppressed, and when the same power is supplied, Compared to the above, cooling is possible with a cooling means having a small cooling capacity, and the apparatus can be miniaturized. In addition, compared to a configuration in which only a specific switching element is turned on, the life of the switching element that is turned on is prolonged, and the life of the apparatus is also prolonged.

(2)電力変換装置11は、第1スイッチング素子S1と第3スイッチング素子S3との接続点にアノードが前記接続点側となるダイオードD5を介して第1の出力端子16aが接続され、第2スイッチング素子S2と第4スイッチング素子S4との接続点に第2の出力端子16bが接続されている。そのため、第2及び第3スイッチング素子S2,S3のオン時には、ダイオードD1とダイオードD5とが二直列の状態およびダイオードD4とダイオードD5とが二直列の状態で充電器17側からダイオードD1,D4,D5の寄生容量を充電するように電流が流れる。また、第1及び第4スイッチング素子S1,S4のオン時には、ダイオードD2とダイオードD5とが二直列の状態およびダイオードD3とダイオードD5とが二直列の状態で充電器17側からダイオードD2,D3,D5の寄生容量を充電するように電流が流れる。したがって、ダイオードD5が存在しない場合に比較して、スイッチング素子S1〜S4のオン時に、ダイオードD1,D2,D3,D4,D5の寄生容量の充電時間が短縮されてリカバリー時間が短縮され、スイッチング素子S1〜S4のオン損失が低減する。   (2) In the power converter 11, the first output terminal 16a is connected to the connection point between the first switching element S1 and the third switching element S3 via the diode D5 whose anode is on the connection point side. A second output terminal 16b is connected to a connection point between the switching element S2 and the fourth switching element S4. Therefore, when the second and third switching elements S2 and S3 are turned on, the diode D1 and the diode D5 are in a two-series state and the diode D4 and the diode D5 are in a two-series state. A current flows to charge the parasitic capacitance of D5. Further, when the first and fourth switching elements S1 and S4 are turned on, the diodes D2, D3 and D3 are connected in two series, and the diodes D3 and D5 are connected in two series. A current flows to charge the parasitic capacitance of D5. Therefore, when the switching elements S1 to S4 are turned on, the charging time of the parasitic capacitances of the diodes D1, D2, D3, D4, and D5 is shortened and the recovery time is shortened, compared with the case where the diode D5 is not present. The ON loss of S1 to S4 is reduced.

(3)各スイッチング素子S1〜S4として、絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ(IGBT)が使用されている。したがって、各スイッチング素子S1〜S4に流れる電流が大きな場合(例えば、100A以上)でも、スイッチング素子S1〜S4の耐久性が向上する。   (3) As each of the switching elements S1 to S4, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used. Therefore, even when the current flowing through each of the switching elements S1 to S4 is large (for example, 100 A or more), the durability of the switching elements S1 to S4 is improved.

(第2の実施形態)
次に本発明をプラグイン・ハイブリッド車の双方向インバータに具体化した実施形態を図6に従って説明する。なお、第1の実施形態と同じ部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment in which the present invention is embodied in a bidirectional inverter of a plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIG. In addition, the same part as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits detailed description.

コイル14aと入力端子15aとの接続点及びコイル14bと入力端子15bとの接続点の間にはコンデンサ20が接続されている。コイル14a,14b及びコンデンサ20により平滑フィルタが構成されている。コイル14a,14bは系統電源用接続部21に接続されている。系統電源用接続部21は、系統電源のコンセントに接続可能なプラグ22及び家電製品のプラグを接続可能なアダプタとしてのコンセント23を備えている。プラグ22及びコンセント23は、スイッチ24,25を介して入力端子15a,15bに接続されている。スイッチ24,25はそれぞれリレーのc接点で構成されており、リレーのオン状態でスイッチ24,25はプラグ22を変換部13と通電可能な状態に保持され、リレーのオフ状態でコンセント23を変換部13と通電可能な状態に保持されるように構成されている。   A capacitor 20 is connected between a connection point between the coil 14a and the input terminal 15a and a connection point between the coil 14b and the input terminal 15b. The coils 14a and 14b and the capacitor 20 constitute a smoothing filter. The coils 14 a and 14 b are connected to the system power supply connection portion 21. The system power supply connection unit 21 includes a plug 22 that can be connected to an outlet of the system power supply and an outlet 23 as an adapter that can be connected to a plug of home appliances. Plug 22 and outlet 23 are connected to input terminals 15a and 15b via switches 24 and 25, respectively. Each of the switches 24 and 25 is constituted by a relay contact c. When the relay is on, the switches 24 and 25 are held in a state where the plug 22 can be energized with the converter 13 and the outlet 23 is converted when the relay is off. It is comprised so that the part 13 may be hold | maintained in the state which can be supplied with electricity.

直流電源としてのバッテリEと変換部13との間に絶縁伝達部26が接続されている。絶縁伝達部26は、図示しないトランス及びトランスの一次側及び二次側に接続された図示しないHブリッジ回路を備えている。そして、絶縁伝達部26は、Hブリッジ回路の各スイッチング素子が制御装置18によって制御され、バッテリEの直流を家電製品の使用電圧の直流に変換して変換部13に供給する機能と、系統電源から供給されて変換部13で直流に変換された電流をバッテリEに充電する機能を果たすようになっている。   An insulation transmission unit 26 is connected between the battery E as a DC power source and the conversion unit 13. The insulation transmission unit 26 includes a transformer (not shown) and an H bridge circuit (not shown) connected to the primary side and the secondary side of the transformer. And the insulation transmission part 26 has the function which each switching element of an H bridge circuit is controlled by the control apparatus 18, converts the direct current of the battery E into the direct current of the use voltage of household appliances, and supplies it to the conversion part 13, and a system power supply The battery E is charged with the current supplied from the converter and converted into direct current by the converter 13.

ダイオードD5と逆並列に第5スイッチング素子S5が接続されている。第5スイッチング素子S5としてIGBTが使用されている。第5スイッチング素子S5は、制御装置18により制御される。そして、変換部13がバッテリEから絶縁伝達部26を介して供給される直流を交流に変換して、コンセント23に出力する場合は、オン状態に保持され、変換部13が系統電源から供給される交流を直流に変換して絶縁伝達部26へ出力する場合は、オフ状態に保持されるように制御される。   A fifth switching element S5 is connected in antiparallel with the diode D5. An IGBT is used as the fifth switching element S5. The fifth switching element S5 is controlled by the control device 18. And when the conversion part 13 converts the direct current supplied from the battery E through the insulation transmission part 26 into alternating current, and outputs it to the outlet 23, it is hold | maintained in an ON state and the conversion part 13 is supplied from a system power supply. When the alternating current to be converted into direct current is output to the insulation transmission unit 26, control is performed so as to be maintained in the off state.

この実施形態においては、プラグ22から系統電源を変換部13に供給してバッテリEを充電する場合は、前記第1の実施形態と同様にして、各スイッチング素子S1〜S4が制御される。   In this embodiment, when the system power is supplied from the plug 22 to the conversion unit 13 to charge the battery E, the switching elements S1 to S4 are controlled in the same manner as in the first embodiment.

一方、バッテリEを電源としてコンセント23に接続された電気製品を駆動する場合は、バッテリEを電源として変換部13に出力端子16a,16bから直流が供給される。そして、各スイッチング素子S1〜S4は、出力端子16a,16bから変換部13に供給される直流を交流に変換して、コンセント23から所定電圧、所定周波数(例えば、100V、60Hz)の交流電圧が得られるように、制御装置18からの制御信号によってスイッチング制御される。具体的には、スイッチング素子S1,S4とスイッチング素子S2,S3が交互にオン、オフ制御される。   On the other hand, when an electric product connected to the outlet 23 is driven using the battery E as a power source, direct current is supplied from the output terminals 16a and 16b to the conversion unit 13 using the battery E as a power source. And each switching element S1-S4 converts the direct current supplied to the conversion part 13 from the output terminals 16a and 16b into alternating current, and the alternating voltage of predetermined voltage and predetermined frequency (for example, 100V, 60Hz) is supplied from the outlet 23. As can be obtained, switching control is performed by a control signal from the control device 18. Specifically, the switching elements S1, S4 and the switching elements S2, S3 are alternately turned on and off.

したがって、この実施形態では、双方向インバータを備えた電力変換装置において、バッテリEの充電時に各スイッチング素子S1〜S4の発熱が抑制され、同じ電力を供給する際に、従来に比較して冷却能力の小さな冷却手段で冷却が可能となり、装置の小型化を図ることができる。   Therefore, in this embodiment, in the power converter provided with the bidirectional inverter, when the battery E is charged, the heat generation of each of the switching elements S1 to S4 is suppressed. Cooling is possible with a small cooling means, and the apparatus can be miniaturized.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 変換部13を構成する各スイッチング素子S1〜S4及び第5スイッチング素子S5は、IGBTに限らず、例えばMOSEFTやパワーバイポーラトランジスタを使用してもよい。MOSFETは寄生ダイオードを有するため、スイッチング素子として寄生ダイオードを有しないIGBTを使用した場合と異なり、ダイオードを接続する手間が不要になり、構成も簡単になる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
O Each switching element S1-S4 and 5th switching element S5 which comprise the conversion part 13 may use not only IGBT but MOSEFT and a power bipolar transistor, for example. Since the MOSFET has a parasitic diode, unlike the case where an IGBT having no parasitic diode is used as a switching element, the trouble of connecting the diode becomes unnecessary and the configuration is simplified.

○ 交流電源12は、系統電源に限らず、発電機で発電された交流を供給する構成であってもよい。例えば、ハイブリッド車では、走行用モータとしてモータジェネレータが使用され、モータジェネレータが発電機として機能した場合に発電された電力をバッテリEに充電する構成になっている。したがって、ハイブリッド車の場合、変換部13の入力端子15a,15bに対して、モータジェネレータを、スイッチを介して電気的に接続可能に構成してもよい。   The AC power supply 12 is not limited to the system power supply, and may be configured to supply AC generated by a generator. For example, in a hybrid vehicle, a motor generator is used as a traveling motor, and the battery E is charged with electric power generated when the motor generator functions as a generator. Therefore, in the case of a hybrid vehicle, the motor generator may be configured to be electrically connectable to the input terminals 15a and 15b of the conversion unit 13 via a switch.

○ 変換部13が双方向インバータとして機能せず、交流を直流に変換する動作のみ行う場合、変換部13は充電器17に接続される構成に限らず、直流で動作する電気機器に直接接続される構成や、コネクタを介して接続される構成としてもよい。   ○ When the converter 13 does not function as a bidirectional inverter and performs only the operation of converting alternating current to direct current, the converter 13 is not limited to the configuration connected to the charger 17 and is directly connected to an electric device that operates with direct current. It is good also as a structure connected via a connector.

以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記各スイッチング素子としてMOSFETが使用され、各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードはMOSFETの寄生ダイオードで構成されている。
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1) In the invention described in claim 1 or claim 2, a MOSFET is used as each switching element, and the diode connected in antiparallel to each switching element is constituted by a parasitic diode of the MOSFET.

(2)請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記各スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタが使用されている。
(3)第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の直列回路と、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子の直列回路とが並列に接続されるとともに、各スイッチング素子と逆並列にダイオードがそれぞれ接続されたブリッジ回路を備えた双方向インバータにおけるスイッチング素子の制御方法であって、
交流電源から入力される交流を直流に変換する際に、直流出力の逆方向への流れがダイオードで抑制された状態で、前記第1スイッチング素子及び第4スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間と、前記第2スイッチング素子及び第3スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間とが交互になるように前記各スイッチング素子を制御するスイッチング素子の制御方法。
(2) In the invention according to claim 1 or 2, an insulated gate bipolar transistor is used as each of the switching elements.
(3) A series circuit of the first switching element and the second switching element and a series circuit of the third switching element and the fourth switching element are connected in parallel, and a diode is connected in antiparallel to each switching element. A switching element control method in a bidirectional inverter provided with a bridge circuit,
When the alternating current input from the alternating current power source is converted into direct current, a period in which the first switching element and the fourth switching element are simultaneously switched in a state in which the reverse flow of the direct current output is suppressed by the diode; The switching element control method of controlling each said switching element so that the period which switches a 2nd switching element and a 3rd switching element simultaneously may alternate.

第1の実施形態における電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in a 1st embodiment. (a)はスイッチング素子S2,S3及びスイッチング素子S1,S4のオン、オフ状態と電流波形との関係を示す模式図、(b)はスイッチング素子S2及びスイッチング素子S4のオン、オフ状態と電流波形との関係を示す模式図。(A) is a schematic diagram showing the relationship between the on / off states of switching elements S2 and S3 and switching elements S1 and S4 and current waveforms, and (b) is the on / off state and current waveforms of switching elements S2 and S4. The schematic diagram which shows the relationship. (a),(b)はスイッチング素子S2,S3が同時にスイッチングされるときの動作を説明する回路図、(c),(d)はスイッチング素子S2のみがスイッチングされた場合の動作を説明する回路図。(A), (b) is a circuit diagram explaining operation | movement when switching element S2, S3 is switched simultaneously, (c), (d) is a circuit explaining operation | movement when only switching element S2 is switched. Figure. (a),(b)はスイッチング素子S1,S4が同時にスイッチングされるときの動作を説明する回路図。(A), (b) is a circuit diagram explaining operation | movement when switching element S1, S4 is switched simultaneously. (a),(b)はスイッチング素子S4のみがスイッチングされた場合の動作を説明する回路図。(A), (b) is a circuit diagram explaining operation | movement when only switching element S4 is switched. 第2の実施形態の電力変換装置を示す回路図。The circuit diagram which shows the power converter device of 2nd Embodiment. 従来技術の双方向インバータの動作を説明する回路図。The circuit diagram explaining operation | movement of the bidirectional inverter of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

D1,D2,D3,D4,D5…ダイオード、S1…第1スイッチング素子、S2…第2スイッチング素子、S3…第3スイッチング素子、S4…第4スイッチング素子、S5…第5スイッチング素子、T1,T2…期間、11…電力変換装置、12…交流電源、13…変換部、14a,14b…コイル、15a,15b…入力端子、16a…第1の出力端子、16b…第2の出力端子、18…制御手段としての制御装置。   D1, D2, D3, D4, D5 ... diode, S1 ... first switching element, S2 ... second switching element, S3 ... third switching element, S4 ... fourth switching element, S5 ... fifth switching element, T1, T2 ... Period, 11 ... Power converter, 12 ... AC power supply, 13 ... Conversion unit, 14a, 14b ... Coil, 15a, 15b ... Input terminal, 16a ... First output terminal, 16b ... Second output terminal, 18 ... A control device as a control means.

Claims (2)

交流電源に接続されて前記交流電源から入力される交流を直流に変換する変換部を備えた電力変換装置であって、
第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の直列回路と、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子の直列回路とが並列に接続されるとともに、各スイッチング素子と逆並列にダイオードがそれぞれ接続されたブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との接続点及び前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点にそれぞれコイルを介して接続された入力端子と、
前記ブリッジ回路の前記第1スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との接続点にアノードが前記接続点側となるダイオードを介して接続された第1の出力端子と、
前記第2スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点に接続された第2の出力端子と、
前記交流電源から入力される交流を直流に変換する際に、前記第1スイッチング素子及び第4スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間と、前記第2スイッチング素子及び第3スイッチング素子を同時にスイッチングさせる期間とが交互になるように前記各スイッチング素子を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device including a conversion unit that is connected to an AC power source and converts AC input from the AC power source into DC,
A bridge circuit in which a series circuit of a first switching element and a second switching element and a series circuit of a third switching element and a fourth switching element are connected in parallel, and a diode is connected in antiparallel to each switching element. When,
An input terminal connected via a coil to a connection point between the first switching element and the second switching element and a connection point between the third switching element and the fourth switching element of the bridge circuit;
A first output terminal having an anode connected to a connection point between the first switching element and the third switching element of the bridge circuit via a diode on the connection point side;
A second output terminal connected to a connection point between the second switching element and the fourth switching element;
When the alternating current input from the alternating current power source is converted into direct current, a period for simultaneously switching the first switching element and the fourth switching element and a period for simultaneously switching the second switching element and the third switching element are provided. And a control means for controlling each of the switching elements so as to alternate with each other.
前記第1の出力端子に接続された前記ダイオードと逆並列に第5スイッチング素子が接続され、前記制御手段は、前記出力端子が直流電源に接続された状態で、前記変換部を構成する各スイッチング素子を前記直流電源から供給される直流を交流に変換して前記入力端子へ出力するように制御する請求項1に記載の電力変換装置。   A fifth switching element is connected in antiparallel with the diode connected to the first output terminal, and the control means is configured to switch each of the switching units constituting the conversion unit in a state where the output terminal is connected to a DC power source. The power converter according to claim 1, wherein the element is controlled so as to convert direct current supplied from the direct current power source into alternating current and output the alternating current to the input terminal.
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