JP2017112816A - Inverter circuit having self-boosting function - Google Patents
Inverter circuit having self-boosting function Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017112816A JP2017112816A JP2015257831A JP2015257831A JP2017112816A JP 2017112816 A JP2017112816 A JP 2017112816A JP 2015257831 A JP2015257831 A JP 2015257831A JP 2015257831 A JP2015257831 A JP 2015257831A JP 2017112816 A JP2017112816 A JP 2017112816A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inv
- voltage
- inverter
- point
- link voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Images
Abstract
Description
インバータ(INV)では直流電圧を昇圧して使う用途が多く、その場合一段目に昇圧コンバータ(BC)を用いている。系統連系を行う太陽光発電や電気自動車などの交流モータの駆動用電源などがそれである。通常回路をBCとINVの2段構成として昇圧して使用している。図1において一般にはINVの入力直流電圧はA点51とC点53の線間に印加されるが、発明ではB点52とC点53の線間に接続する。スイッチS214はLo 19、Ro20の交流負荷を駆動するための信号が入力されており、制御において例えば最も一般的な三角波‐正弦波比較方式では平均の通電率(一周期のオンの割合)が0.5となるためBCの理論より線間のINVの電圧は約2倍に昇圧され追加のBCは不必要となる。このため1台のINVで目的の昇圧した電圧の交流電力を得る事ができる。The inverter (INV) has many uses for boosting a DC voltage. In that case, a boost converter (BC) is used in the first stage. This includes power sources for driving AC motors such as photovoltaic power generation and electric vehicles that perform grid interconnection. A normal circuit is boosted and used as a two-stage configuration of BC and INV. In FIG. 1, the input DC voltage of INV is generally applied between the line between the
INVにおいて直流電圧を昇圧して使う理由は太陽光発電では昇圧による送電効率の改善の他、ピーク値の高い系統電圧波形以上の昇圧電圧が必要なためであり、電気自動車では同様な送電効率向上の他、高圧モータを使用することで大幅な効率改善が認められるためである。このため昇圧用のBC設置が必然的となりINVと合わせた2段構成となる。これに伴う制御回路も倍増し回路を構成する素子の増設だけでなく互いの連携制御の為に相手出力の検出器なども設ける必要があり、回路は複雑且つ高コスト化することは避けられない。 The reason for boosting the DC voltage in INV is that in solar power generation, boosting voltage beyond boosted system voltage waveform is required in addition to boosting power transmission efficiency by boosting. In addition, the use of a high voltage motor allows a significant improvement in efficiency. This necessitates the installation of a boosting BC, resulting in a two-stage configuration combined with INV. Along with this, the control circuit must be doubled, and it is necessary not only to increase the number of elements constituting the circuit, but also to provide a detector for the other party's output for mutual control, and it is inevitable that the circuit is complicated and expensive. .
太陽光発電システムや電気自動車の駆動用電源において従来システムを効率的に動作させるには、太陽電池やバッテリなどの一段目の直流電圧を昇圧して2段目のINVに伝送する2回路より構成されている。系統連系などの太陽光発電システムでは高いピークの系統電圧以上が必要であり、また電気自動車ではモータの小型化に対し高効率で使用できるように高圧化するためでありこれらはBCとINVの2段構成であった。発明ではINV回路1台で昇圧機能を持たせるようにしたものであり、最近の省エネ・高効率を要求するこれらの技術分野が大きく世間の注目を浴びる中、発展した革新技術を提供でき、これらの産業分野に大きく利用されることが期待できる技術である。 In order to operate a conventional system efficiently in a driving power source of a photovoltaic power generation system or an electric vehicle, it is composed of two circuits that boost a first-stage DC voltage such as a solar battery or a battery and transmit it to the second-stage INV. Has been. In solar power generation systems such as grid interconnections, higher peak system voltages are required, and electric vehicles are used to increase the voltage so that they can be used efficiently with respect to motor miniaturization. It was a two-stage configuration. The invention is designed to have a boosting function with a single INV circuit, and while these technological fields requiring recent energy saving and high efficiency have attracted a great deal of public attention, they can provide advanced innovations. This technology can be expected to be widely used in the industrial field.
従来太陽光発電や電気自動車ではインバータ(INV)を効果的に使用するために直流電圧を昇圧して利用する必要があった。昇圧コンバータ(BC)とINVはそれぞれ別々の用途での使用が目的のため、BCとINVを合体させる構想は生ずることはなく、“直流電圧はBCで昇圧し、それからINVで交流を得る”この考えから発展することはなかった。初期には変圧器で昇圧することなども提案されていた。その他太陽電池や蓄電池を縦続接続して昇圧する方法も用いられたが高圧線路の引き回しなどから生じるトラブルや、なおかつ電圧調整も必要であることなどから広く採用されてゆくことはなかった。このように種々の方式が模索されたが最近ではBCで昇圧することが一般的になっている。このことは回路をBCとINVの2段で構成することとなり制御回路および両者の連携制御とあわせ回路は複雑およびコスト高をもたらしていた。 Conventionally, solar power generation and electric vehicles have been required to boost the DC voltage in order to use the inverter (INV) effectively. Since the boost converter (BC) and INV are intended to be used in different applications, there is no concept of combining BC and INV. “The DC voltage is boosted by BC and then AC is obtained by INV.” There was no development from the idea. Initially, boosting with a transformer was also proposed. In addition, a method of boosting voltage by connecting cascaded solar cells or storage batteries was used, but it has not been widely adopted because of troubles caused by routing of high-voltage lines and the necessity of voltage adjustment. Various methods have been sought in this way, but recently, boosting with BC has become common. This means that the circuit is composed of two stages of BC and INV, and the control circuit and the combined control of both have brought complexity and cost.
BCとINVの2段構成となる従来の方式で仮にBCを用いない場合では低い入力直流電圧が直接INV直流電圧として使用されるため、低い入力直流電圧は系統電圧やモータ電圧に対し不十分となり出力に深刻なひずみをもたらしたり、大幅な効率低下などをもたらすことになる。このため一段目にBCを用いて昇圧することは必然的となる。このため回路はBCとINVの2段構成となり制御回路とあわせ回路は複雑およびコスト高となる。この昇圧機能を発明ではINVだけで実現することで余分なBCやその制御回路及びBCとINVを連携して制御する機能などは不要となり構成およびその制御は極めてシンプルとなる。 If BC is not used in the conventional system with a two-stage configuration of BC and INV, a low input DC voltage is used directly as an INV DC voltage, so the low input DC voltage is insufficient for the system voltage and motor voltage. This will cause severe distortion in the output and a significant reduction in efficiency. For this reason, it is inevitable to boost the voltage using BC in the first stage. Therefore, the circuit has a two-stage configuration of BC and INV, and the circuit together with the control circuit is complicated and expensive. By realizing this boosting function only with INV, an extra BC, its control circuit, and a function for controlling BC and INV in cooperation with each other become unnecessary, and the configuration and control thereof become extremely simple.
上記の問題点を解決する方法を図1のINVの基本原理構成図の詳しい図面をもとに説明する。従来INVでは入力直流電圧はA点51とC点53の線間に印加されるが、発明ではB点52とC点53の線間に変更する。従来方式は2段構成でありINVの昇圧は1段目に設けたBCにより行っていた。発明ではこのBCを省略し従ってBC用のスイッチは存在せずINV用のスイッチS214でこれを兼用する。従来一般にBCでは単調なスイッチングがおこなわれ次段のINVで目的の出力周波数を得るためパルス幅変調のスイッチングが行われる。このようにスイッチS214はLo 19、Ro20の交流負荷を駆動するための信号が入力されており、発明のBCではこれを利用する。最も一般的な三角波‐正弦波比較方式では平均の通電率(一周期のオンの割合)が0.5となるためBCの理論よりINVの線間直流電圧は約2倍に昇圧されBCの働きをこのS214で兼用することができる。A method for solving the above problem will be described with reference to the detailed drawing of the basic principle configuration diagram of INV in FIG. In the conventional INV, the input DC voltage is applied between the line between the
図2に発明を実施するための実用的形態例を示す。単相フルブリッジ形に展開した発明の回路構成である。従来INVでは入力直流電圧はD点61とF点63の線間に印加されるが、発明ではG点62とF点63の線間に変更する。発明ではBCを省略し従ってBC用のスイッチと回路は除去され、INV用のスイッチS224でこれを兼用する。スイッチS224はS325と合わせてLo31、Ro32の交流負荷を駆動するための信号が入力されており、最も一般的な三角波‐正弦波比較方式では平均の通電率(一周期のオンの割合)が0.5となるためBCの理論よりINVの線間直流電圧は約2倍に昇圧されBCの働きをこのS224で兼用することができる。このフルブリッジの場合入力電源入力端は左端側A点33に接続されるが、あわせて入力電源E21は右端側A点34にインダクタL235を介して接続することもでき、スイッチS426と合わせてこの部分の昇圧コンバータ(BC)を構成することになる。この場合も従来のS426に与える信号波形を何ら変更することなくそのままBCの信号として利用できる。更には入力端子をG点62、H点64の2点にも分散して設けることで電力の分担化および流入電流リプルの平滑化が可能となる。FIG. 2 shows a practical embodiment for carrying out the invention. It is the circuit configuration of the invention developed into a single-phase full-bridge type. In the conventional INV, the input DC voltage is applied between the line between the
〔図1〕
11 直流電源
12 限流インダクタ
13 インバータスイッチ
14 インバータスイッチ
15 環流ダイオード
16 環流ダイオード
17 電源用キャパシタ
18 電源用キャパシタ
19 負荷インダクタ
20 負荷抵抗
51 インバータ直流正電圧端子
52 インバータ直流中性点電圧端子
53 インバータ直流負電圧端子
〔図2〕
21 直流電源
22 限流インダクタ
23 インバータスイッチ
24 インバータスイッチ
25 インバータスイッチ
26 インバータスイッチ
27 環流ダイオード
28 環流ダイオード
29 環流ダイオード
30 環流ダイオード
31 負荷インダクタ
32 負荷抵抗
33 左端インダクタ端子
34 右端インダクタ端子
35 限流インダクタ
41 インバータ直流負電圧端子
42 電源用キャパシタ
61 インバータ直流正電圧端子
62 インバータ直流中性点電圧端子
63 インバータ直流負電圧端子
64 インバータ直流中性点電圧端子[Figure 1]
11
21 DC power supply 22 Current
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015257831A JP2017112816A (en) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Inverter circuit having self-boosting function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015257831A JP2017112816A (en) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Inverter circuit having self-boosting function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017112816A true JP2017112816A (en) | 2017-06-22 |
Family
ID=59079865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015257831A Abandoned JP2017112816A (en) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Inverter circuit having self-boosting function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017112816A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60134776A (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Power source |
JPH07123736A (en) * | 1993-10-26 | 1995-05-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Inverter device |
JPH10271833A (en) * | 1996-08-21 | 1998-10-09 | Origin Electric Co Ltd | Boosting bridge inverter circuit and control thereof |
JP2001128457A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Power supply |
US20070247123A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | International Rectifier Corporation | Single stage integrated boost inverter motor drive circuit |
-
2015
- 2015-12-16 JP JP2015257831A patent/JP2017112816A/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60134776A (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Power source |
JPH07123736A (en) * | 1993-10-26 | 1995-05-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Inverter device |
JPH10271833A (en) * | 1996-08-21 | 1998-10-09 | Origin Electric Co Ltd | Boosting bridge inverter circuit and control thereof |
JP2001128457A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Power supply |
US20070247123A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | International Rectifier Corporation | Single stage integrated boost inverter motor drive circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8681522B2 (en) | Method for operating an electronically controlled inverter with switches that alternate between being elements of a boost-buck converter and an inverting Cuk converter | |
CN108702104B (en) | Five-level inverter topology circuit and three-phase five-level inverter topology circuit | |
WO2017157271A1 (en) | Multilevel inverters | |
US20120019230A1 (en) | Dc/dc converter circuit and method for controlling a dc/dc converter circuit | |
US20200295570A1 (en) | System and Device for Exporting Power, and Method of Configuring Thereof | |
JP2017512050A (en) | Multi-level hybrid inverter and operation method | |
CN111555651A (en) | Multi-level flying capacitor converter module | |
US8248828B2 (en) | Medium voltage inverter system | |
Dhara et al. | An integrated semi-double stage-based multilevel inverter with voltage boosting scheme for photovoltaic systems | |
Zhang et al. | A hybrid modulation method for single-phase quasi-Z source inverter | |
JP2020503830A (en) | Modulation method and apparatus based on three-phase neutral point clamp inverter | |
CN107534398B (en) | Half-bridge inverter unit and inverter | |
JP5362657B2 (en) | Power converter | |
KR101697855B1 (en) | H-bridge multi-level inverter | |
US11038436B2 (en) | Inverter system | |
Das et al. | A five-level quasi Z-source based NPC inverter for PV applications | |
JP2017112816A (en) | Inverter circuit having self-boosting function | |
WO2016128819A1 (en) | Power conversion device | |
Shaikh et al. | Single phase seven level inverter | |
Mohamad et al. | Simulation analysis of an improved cascaded multilevel inverter topology | |
Nguyen et al. | Input-Parallel Output-Parallel Current-Fed Isolated DC-DC Converters with Double Step-Down Converter | |
CN103107726B (en) | Single-stage buck-boost neutral point clamp type three-level inverter | |
Heydari et al. | Buck-boost reduced switch-count converters based on three-phase six-switch dual-terminal inverter | |
US20230253879A1 (en) | Charger, a multiplexing current conversion circuit and an uninterruptible power supply including the same | |
Mandekar et al. | A-5 Level Inverter For Regulated Power Supply From DC Generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180320 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20180320 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190129 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20190318 |