JP2019170033A - 電力変換装置 - Google Patents
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直列に接続される複数のスイッチング素子(Q1−Q4)と、当該複数のスイッチング素子(Q1−Q4)により充放電される第1キャパシタ(C1)を有する第1フライングキャパシタ回路(11)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q5−Q8)と、当該複数のスイッチング素子(Q5−Q8)により充放電される第2キャパシタ(C2)を有する第2フライングキャパシタ回路(12)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q9−Q12)と、当該複数のスイッチング素子(Q9−Q12)により充放電される第3キャパシタ(C3)を有する第3フライングキャパシタ回路(13)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q13−Q16)と、当該複数のスイッチング素子(Q13−Q16)により充放電される第4キャパシタ(C4)を有する第4フライングキャパシタ回路(14)と、
直列に接続される4つのスイッチング素子(Q17−Q20)を有し、当該4つのスイッチング素子(Q17−Q20)の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子(Q17−Q20)の中点を出力とする第1出力回路(15)と、
直列に接続される4つのスイッチング素子(Q21−Q24)を有し、当該4つのスイッチング素子(Q21−Q24)の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子(Q21−Q24)の中点を出力とする第2出力回路(16)と、を備え、
前記第1フライングキャパシタ回路(11)及び前記第2フライングキャパシタ回路(12)は直流電源(2)の両端間に直列に接続され、前記第3フライングキャパシタ回路(13)及び前記第4フライングキャパシタ回路(14)は前記直流電源(2)の両端間に直列に接続され、前記第1フライングキャパシタ回路(11)と前記第2フライングキャパシタ回路(12)との接続点と前記第3フライングキャパシタ回路(13)と前記第4フライングキャパシタ回路(14)との接続点との間が接続され、
前記第1出力回路(15)の上側の入力が、前記第1フライングキャパシタ回路(11)の出力端に接続され、前記第1出力回路(15)の下側の入力が、前記第2フライングキャパシタ回路(12)の出力端に接続され、前記第2出力回路(16)の上側の入力が、前記第3フライングキャパシタ回路(13)の出力端に接続され、前記第2出力回路(16)の下側の入力が、前記第4フライングキャパシタ回路(14)の出力端に接続され、
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)、前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)、前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)、及び前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)の少なくとも1組は、ドレイン同士またはソース同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
[項目2]
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)、前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)、前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)、及び前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)のそれぞれは、ドレイン同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする項目1に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
[項目3]
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)、前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)、前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)、及び前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)のそれぞれは、ソース同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする項目1に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
[項目4]
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)、前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)、前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)、及び前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)のそれぞれの両端間に、ダイオード(D25−D28)が下側をアノードにして並列に接続されることを特徴とする項目2または3に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、還流経路を追加することができる。
[項目5]
前記第1フライングキャパシタ回路(11)、前記第2フライングキャパシタ回路(12)、前記第3フライングキャパシタ回路(13)、前記第4フライングキャパシタ回路(14)、前記第1出力回路(15)、及び前記第2出力回路(16)にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子(Q1−Q24)をそれぞれ駆動する複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路に電源を供給する複数の電源回路と、をさらに備え、
前記第1フライングキャパシタ回路(11)、前記第2フライングキャパシタ回路(12)、前記第3フライングキャパシタ回路(13)、及び前記第4フライングキャパシタ回路(14)にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子(Q1−Q16)は、上側をドレイン、下側をソースとして同じ向きに接続され、
前記第1出力回路(15)の上側の入力を受けるスイッチング素子(Q17)の駆動回路に電源を供給する電源回路と、前記第1キャパシタ(C1)と並列に接続される2つのスイッチング素子の上側のスイッチング素子(Q2)の駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第1出力回路(15)の出力端に接続された2つのスイッチング素子(Q18−Q19)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路(16)の上側の入力を受けるスイッチング素子(Q21)の駆動回路に電源を供給する電源回路と、前記第3キャパシタ(C3)と並列に接続される2つのスイッチング素子の上側のスイッチング素子(Q10)の駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路(16)の出力端に接続された2つのスイッチング素子(Q22−Q23)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
の少なくとも1つが採用されていることを特徴とする項目2に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
[項目6]
前記第1フライングキャパシタ回路(11)、前記第2フライングキャパシタ回路(12)、前記第3フライングキャパシタ回路(13)、前記第4フライングキャパシタ回路(14)、前記第1出力回路(15)、及び前記第2出力回路(16)にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路に電源を供給する複数の電源回路と、をさらに備え、
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
の少なくとも1つが採用されていることを特徴とする項目3に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
[項目7]
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q1−Q4)と、当該複数のスイッチング素子(Q1−Q4)により充放電される第1キャパシタ(C1)を有する第1フライングキャパシタ回路(11)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q5−Q8)と、当該複数のスイッチング素子(Q5−Q8)により充放電される第2キャパシタ(C2)を有する第2フライングキャパシタ回路(12)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q9−Q12)と、当該複数のスイッチング素子(Q9−Q12)により充放電される第3キャパシタ(C3)を有する第3フライングキャパシタ回路(13)と、
直列に接続される複数のスイッチング素子(Q13−Q16)と、当該複数のスイッチング素子(Q13−Q16)により充放電される第4キャパシタ(C4)を有する第4フライングキャパシタ回路(14)と、
直列に接続される4つのスイッチング素子(Q17−Q20)を有し、当該4つのスイッチング素子(Q17−Q20)の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子(Q17−Q20)の中点を出力とする第1出力回路(15)と、
直列に接続される4つのスイッチング素子(Q21−Q24)を有し、当該4つのスイッチング素子(Q21−Q24)の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子(Q21−Q24)の中点を出力とする第2出力回路(16)と、を備え、
前記第1フライングキャパシタ回路(11)及び前記第2フライングキャパシタ回路(12)は直流電源(2)の両端間に直列に接続され、前記第3フライングキャパシタ回路(13)及び前記第4フライングキャパシタ回路(14)は前記直流電源(2)の両端間に直列に接続され、前記第1フライングキャパシタ回路(11)と前記第2フライングキャパシタ回路(12)との接続点と前記第3フライングキャパシタ回路(13)と前記第4フライングキャパシタ回路(14)との接続点との間が接続され、
前記第1出力回路(15)の上側の入力が、前記第1フライングキャパシタ回路(11)の出力端に接続され、前記第1出力回路(15)の下側の入力が、前記第2フライングキャパシタ回路(12)の出力端に接続され、前記第2出力回路(16)の上側の入力が、前記第3フライングキャパシタ回路(13)の出力端に接続され、前記第2出力回路(16)の下側の入力が、前記第4フライングキャパシタ回路(14)の出力端に接続され、
前記第1出力回路(15)の上側の2つのスイッチング素子(Q17−Q18)、前記第1出力回路(15)の下側の2つのスイッチング素子(Q19−Q20)、前記第2出力回路(16)の上側の2つのスイッチング素子(Q21−Q22)、及び前記第2出力回路(16)の下側の2つのスイッチング素子(Q23−Q24)の少なくとも1組は、コレクタ同士またはエミッタ同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
これによれば、スイッチング素子(Q1−Q24)を駆動する駆動回路の電源回路の数を減らすことができる。
Claims (7)
- 直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第1キャパシタを有する第1フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第2キャパシタを有する第2フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第3キャパシタを有する第3フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第4キャパシタを有する第4フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される4つのスイッチング素子を有し、当該4つのスイッチング素子の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子の中点を出力とする第1出力回路と、
直列に接続される4つのスイッチング素子を有し、当該4つのスイッチング素子の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子の中点を出力とする第2出力回路と、を備え、
前記第1フライングキャパシタ回路及び前記第2フライングキャパシタ回路は直流電源の両端間に直列に接続され、前記第3フライングキャパシタ回路及び前記第4フライングキャパシタ回路は前記直流電源の両端間に直列に接続され、前記第1フライングキャパシタ回路と前記第2フライングキャパシタ回路との接続点と前記第3フライングキャパシタ回路と前記第4フライングキャパシタ回路との接続点との間が接続され、
前記第1出力回路の上側の入力が、前記第1フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第1出力回路の下側の入力が、前記第2フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第2出力回路の上側の入力が、前記第3フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第2出力回路の下側の入力が、前記第4フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、
前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子、前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子、前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子、及び前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子の少なくとも1組は、ドレイン同士またはソース同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子、前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子、前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子、及び前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子のそれぞれは、ドレイン同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子、前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子、前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子、及び前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子のそれぞれは、ソース同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子、前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子、前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子、及び前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子のそれぞれの両端間に、ダイオードが下側をアノードにして並列に接続されることを特徴とする請求項2または3に記載の電力変換装置。
- 前記第1フライングキャパシタ回路、前記第2フライングキャパシタ回路、前記第3フライングキャパシタ回路、前記第4フライングキャパシタ回路、前記第1出力回路、及び前記第2出力回路にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路に電源を供給する複数の電源回路と、をさらに備え、
前記第1フライングキャパシタ回路、前記第2フライングキャパシタ回路、前記第3フライングキャパシタ回路、及び前記第4フライングキャパシタ回路にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子は、上側をドレイン、下側をソースとして同じ向きに接続され、
前記第1出力回路の上側の入力を受けるスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する電源回路と、前記第1キャパシタと並列に接続される2つのスイッチング素子の上側のスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第1出力回路の出力端に接続された2つのスイッチング素子の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路の上側の入力を受けるスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する電源回路と、前記第3キャパシタと並列に接続される2つのスイッチング素子の上側のスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路の出力端に接続された2つのスイッチング素子)の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
の少なくとも1つが採用されていることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1フライングキャパシタ回路、前記第2フライングキャパシタ回路、前記第3フライングキャパシタ回路、前記第4フライングキャパシタ回路、前記第1出力回路、及び前記第2出力回路にそれぞれ含まれる複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路に電源を供給する複数の電源回路と、をさらに備え、
前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子の2つの駆動回路に電源を供給する電源回路が共有される構成、
の少なくとも1つが採用されていることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第1キャパシタを有する第1フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第2キャパシタを有する第2フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第3キャパシタを有する第3フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される複数のスイッチング素子と、当該複数のスイッチング素子により充放電される第4キャパシタを有する第4フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される4つのスイッチング素子を有し、当該4つのスイッチング素子の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子の中点を出力とする第1出力回路と、
直列に接続される4つのスイッチング素子を有し、当該4つのスイッチング素子の両端を入力とし、当該4つのスイッチング素子の中点を出力とする第2出力回路と、を備え、
前記第1フライングキャパシタ回路及び前記第2フライングキャパシタ回路は直流電源の両端間に直列に接続され、前記第3フライングキャパシタ回路及び前記第4フライングキャパシタ回路は前記直流電源の両端間に直列に接続され、前記第1フライングキャパシタ回路と前記第2フライングキャパシタ回路との接続点と前記第3フライングキャパシタ回路と前記第4フライングキャパシタ回路との接続点との間が接続され、
前記第1出力回路の上側の入力が、前記第1フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第1出力回路の下側の入力が、前記第2フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第2出力回路の上側の入力が、前記第3フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、前記第2出力回路の下側の入力が、前記第4フライングキャパシタ回路の出力端に接続され、
前記第1出力回路の上側の2つのスイッチング素子、前記第1出力回路の下側の2つのスイッチング素子、前記第2出力回路の上側の2つのスイッチング素子、及び前記第2出力回路の下側の2つのスイッチング素子の少なくとも1組は、コレクタ同士またはエミッタ同士が接続される向きに接続されていることを特徴とする電力変換装置。
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