JP2022156565A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

To reduce the circuit size of a power conversion device in which a rectifier circuit is operated in two types of rectification modes.SOLUTION: A power conversion device (1) includes a positive voltage side power supply line (21) and a negative voltage side power supply line (22), a rectifier circuit (10) that converts input AC supplied to first and second input terminals (TE1, TE2) from a single-phase AC power supply (2) into DC and outputs to the positive voltage side power supply line (21) and the negative voltage side power supply line (22), and first and second capacitors (31, 32) connected in series with each other between the positive voltage side power supply line (21) and the negative voltage side power supply line (22). The power conversion device (1) further includes a reverse-conducting switch (50), one end of which is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32) while the other end is connected to the first inputting terminal (TE1).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、単相交流電源から供給される入力交流を直流に変換する整流回路を備えた電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to a power conversion device including a rectifier circuit that converts input AC supplied from a single-phase AC power supply to DC.

特許文献1に開示された電力変換装置は、単相交流電源から第1及び第2の入力端子に供給される入力交流を直流に変換して正電圧側電源線と負電圧側電源線に出力する整流回路と、前記正電圧側電源線と負電圧側電源線の間に互いに直列に接続された第1及び第2のコンデンサと、一端が前記第1及び第2のコンデンサの接続点に接続される一方、他端が前記第1の入力端子に接続された双方向スイッチとを備える。双方向スイッチは、4つのダイオードを有するブリッジ回路と、トランジスタを用いた単方向スイッチ素子とを有している。この電力変換装置では、双方向スイッチの単方向スイッチ素子のオンオフを切り替えることにより、整流回路を2種類の整流モードで動作させることができる。 The power conversion device disclosed in Patent Document 1 converts the input AC supplied to the first and second input terminals from the single-phase AC power supply to DC and outputs it to the positive voltage side power line and the negative voltage side power line. a rectifier circuit, first and second capacitors connected in series between the positive voltage side power supply line and the negative voltage side power supply line, and one end connected to a connection point of the first and second capacitors. and a bidirectional switch whose other end is connected to the first input terminal. A bidirectional switch has a bridge circuit having four diodes and a unidirectional switch element using a transistor. In this power converter, the rectifier circuit can be operated in two rectification modes by switching on and off the unidirectional switch element of the bidirectional switch.

特許第3516601号公報Japanese Patent No. 3516601

しかし、特許文献1では、整流モードの切り替えに、4つのダイオードを有する双方向スイッチを用いるので、素子数が多くなり、回路規模が増大する。 However, in Patent Document 1, a bidirectional switch having four diodes is used for switching the rectification mode, so the number of elements increases and the circuit size increases.

本開示の目的は、整流回路を2種類の整流モードで動作させる電力変換装置の回路規模を小さくすることにある。 An object of the present disclosure is to reduce the circuit scale of a power converter that operates a rectifier circuit in two rectification modes.

本開示の第1の態様は、電力変換装置(1)が、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)と、単相交流電源(2)から第1及び第2の入力端子(TE1,TE2)に供給される入力交流を直流に変換して前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に出力する整流回路(10)と、前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)の間に互いに直列に接続された第1及び第2のコンデンサ(31,32)と、一端が前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続される一方、他端が前記第1の入力端子(TE1)に接続された逆導通スイッチ(50)とを備える。 In a first aspect of the present disclosure, a power conversion device (1) includes a positive voltage side power line (21), a negative voltage side power line (22), and a single-phase AC power supply (2) from first and second a rectifier circuit (10) for converting an input alternating current supplied to the input terminals (TE1, TE2) into a direct current and outputting it to the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22); first and second capacitors (31, 32) connected in series between the side power line (21) and the negative voltage side power line (22); , 32), and a reverse conducting switch (50) having the other end connected to the first input terminal (TE1).

第1の態様では、整流モードの切り替えに、一方向に電流を流すことを可能にするか否かが制御され、他方向には制御によらず常時電流を流すことが可能な逆導通スイッチ(50)(例えば、1つのダイオードと1つのバイポーラトランジスタ又はユニポーラトランジスタとで構成された逆導通スイッチ(50))を用いるので、特許文献1のように4つのダイオードと1つの単方向スイッチとを有する双方向スイッチを用いる場合に比べ、素子数を減らし、回路規模を小さくできる。 In the first aspect, in switching the rectification mode, whether or not to allow current to flow in one direction is controlled, and in the other direction, the reverse conduction switch ( 50) (for example, a reverse conducting switch (50) composed of one diode and one bipolar or unipolar transistor) is used, so it has four diodes and one unidirectional switch as in Patent Document 1 Compared to the case of using a bidirectional switch, the number of elements can be reduced and the circuit scale can be reduced.

本開示の第2の態様は、第1の態様において、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)が無極性コンデンサであり、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合は、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)が無極性コンデンサであることを特徴とする。 In a second aspect of the present disclosure, in the first aspect, current flows in a direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) when the reverse conducting switch (50) is in an OFF state. , the capacitor (31) on the positive voltage side power supply line (21) side of the first and second capacitors (31, 32) is a non-polar capacitor, and the reverse conducting switch (50) is connected so that current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the first and second capacitors (31, 32), the capacitor (32) on the side of the negative voltage power supply line (22) is a non-polar capacitor.

第2の態様では、逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)を無極性コンデンサとするので、当該正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)に、逆導通スイッチ(50)をオフ状態にしたときに負の電圧を印可できる。 In the second aspect, when the reverse conduction switch (50) is connected so that current flows in the direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) in the OFF state, the positive Since the capacitor (31) on the voltage side power line (21) side is a non-polar capacitor, when the reverse conduction switch (50) is turned off to the positive voltage side power line (21) side capacitor (31) can be applied with a negative voltage.

一方、逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)を無極性コンデンサとするので、当該負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)に、逆導通スイッチ(50)をオフ状態にしたときに負の電圧を印可できる。 On the other hand, when the reverse conduction switch (50) is connected so that the current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the negative voltage side power supply line Since the capacitor (32) on the (22) side is a non-polar capacitor, a negative voltage is applied to the capacitor (32) on the negative voltage side power supply line (22) when the reverse conduction switch (50) is turned off. can be printed.

本開示の第3の態様は、第1の態様において、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)は有極性コンデンサであり、当該正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)には、ダイオード(34)がそのカソードを当該コンデンサ(31)の正極側に向けた状態で並列に接続され、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)は有極性コンデンサであり、当該負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)には、ダイオード(33)がそのカソードを当該コンデンサ(32)の正極側に向けた状態で並列に接続されることを特徴とする。 In a third aspect of the present disclosure, in the first aspect, current flows in a direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) when the reverse conducting switch (50) is in an OFF state. , the capacitor (31) on the positive voltage side power supply line (21) side of the first and second capacitors (31, 32) is a polar capacitor, and the positive voltage side A diode (34) is connected in parallel with the capacitor (31) on the power line (21) side with its cathode facing the positive electrode side of the capacitor (31), and the reverse conduction switch (50) is turned off. state, the current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1), the first and second capacitors (31, 32) The capacitor (32) on the negative voltage side power supply line (22) side is a polar capacitor, and the diode (33) connects the cathode of the capacitor (32) on the negative voltage side power supply line (22) side to the capacitor ( 32) is connected in parallel with the positive electrode side thereof facing.

第3の態様では、逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で第1の入力端子(TE1)から接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)として有極性コンデンサを用いるので、無極性コンデンサを用いる場合に比べ、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)を小型化できる。また、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)に印可される逆方向の電圧の絶対値を、ダイオード(34)の順方向電圧以下にできるので、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)に絶対値の大きい逆方向の電圧が印可されることによる当該コンデンサ(31)の故障を抑制できる。 In the third aspect, when the reverse conducting switch (50) is connected so that the current flows in the direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) in the OFF state, the positive voltage side Since a polar capacitor is used as the capacitor (31) on the power line (21) side, the size of the capacitor (31) on the positive voltage power line (21) can be reduced compared to the case of using a non-polar capacitor. In addition, since the absolute value of the reverse voltage applied to the capacitor (31) on the positive voltage side power line (21) can be made equal to or less than the forward voltage of the diode (34), the positive voltage side power line (21) It is possible to suppress failure of the capacitor (31) on the side due to application of a reverse voltage having a large absolute value to the capacitor (31).

逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で接続点(CP)から第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)として有極性コンデンサを用いるので、無極性コンデンサを用いる場合に比べ、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)を小型化できる。また、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)に印可される逆方向の電圧の絶対値を、ダイオード(33)の順方向電圧以下にできるので、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)に絶対値の大きい逆方向の電圧が印可されることによる当該コンデンサ(32)の故障を抑制できる。 When the reverse conduction switch (50) is connected so that the current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the negative voltage side power supply line (22) side Since a polar capacitor is used as the capacitor (32), the size of the capacitor (32) on the side of the negative voltage side power supply line (22) can be reduced compared to the case of using a non-polar capacitor. In addition, since the absolute value of the reverse voltage applied to the capacitor (32) on the negative voltage side power line (22) can be made equal to or less than the forward voltage of the diode (33), the negative voltage side power line (22) It is possible to suppress the failure of the capacitor (32) due to the reverse voltage having a large absolute value being applied to the capacitor (32) on the side.

本開示の第4の態様は、第1~第3のいずれか1つの態様において、前記入力交流の各周期における一方の半周期に含まれる所定のオン期間(T1)に前記逆導通スイッチ(50)をオンする第1の駆動モードと、前記入力交流の各周期における前記一方の半周期に、常に前記逆導通スイッチ(50)をオフする第2の駆動モードとで前記逆導通スイッチ(50)を制御可能な制御部(60)をさらに備え、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう電流方向に電流が流れるように接続される場合には、前記一方の半周期は、前記第1の入力端子(TE1)の電圧が前記第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)である一方、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう電流方向に電流が流れるように接続される場合には、前記一方の半周期は、前記第2の入力端子(TE2)の電圧が前記第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)であることを特徴とする。 In the fourth aspect of the present disclosure, in any one of the first to third aspects, the reverse conducting switch (50 ) and a second drive mode in which the reverse conducting switch (50) is always turned off in the one half period of each period of the input alternating current. wherein the reverse conduction switch (50) is turned off so that the current flows in the current direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1). , the one half cycle is a half cycle (HC1) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is equal to or greater than the voltage of the second input terminal (TE2), When the reverse conducting switch (50) is connected so that the current flows in the current direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) in the OFF state, the one half cycle is a half cycle (HC2) in which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1).

第4の態様では、第1及び第2の駆動モードで、整流回路(10)の出力電圧、すなわち負電圧側電源線(22)に対する正電圧側電源線(21)の電圧を、互いに異なる態様で遷移させることができる。 In the fourth aspect, in the first and second drive modes, the output voltage of the rectifier circuit (10), that is, the voltage of the positive voltage side power line (21) with respect to the negative voltage side power line (22) is different from each other. You can transition with

本開示の第5の態様は、第4の態様において、前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に入力される直流を直流又は交流に変換して負荷に供給する電力変換回路(40)をさらに備え、前記制御部は、前記電力変換回路(40)、前記単相交流電源(2)、及び前記負荷(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて、前記第1及び第2の駆動モードのいずれか一方を選択し、選択した駆動モードで前記逆導通スイッチ(50)を制御することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present disclosure, in the fourth aspect, the direct current input to the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22) is converted into direct current or alternating current and supplied to the load. A power conversion circuit (40) is further provided, and the controller controls the power conversion circuit (40), the single-phase AC power supply (2), and the load (3) based on the state of at least one of the Either one of the first and second driving modes is selected, and the reverse conducting switch (50) is controlled in the selected driving mode.

第5の態様では、整流回路(10)の出力電圧の遷移の態様が、電力変換回路(40)、単相交流電源(2)、及び負荷(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて、第1及び第2の駆動モードに対応する2つの態様から選択される。 In a fifth aspect, the mode of transition of the output voltage of the rectifier circuit (10) is based on the state of at least one of the power conversion circuit (40), the single-phase AC power supply (2), and the load (3). , are selected from two aspects corresponding to the first and second drive modes.

本開示の第6の態様は、第4又は第5の態様において、オン期間(T1)の長さ、及び開始タイミングのうちの少なくとも一方は可変であることを特徴とする。 A sixth aspect of the present disclosure is characterized in that, in the fourth or fifth aspect, at least one of the length of the ON period (T1) and the start timing is variable.

第6の態様では、第1の駆動モードにおける整流回路(10)の出力電圧の遷移の態様を変更できる。 In the sixth aspect, the aspect of transition of the output voltage of the rectifier circuit (10) in the first drive mode can be changed.

本開示の第7の態様は、第4~第6のいずれか1つの態様において、前記逆導通スイッチ(50)は、ユニポーラトランジスタで構成され、前記制御部(60)は、前記入力交流の各周期における他方の半周期に、前記逆導通スイッチ(50)をオンするオン制御を実行し、前記オン制御中に、前記逆導通スイッチ(50)のチャネルに電流が前記電流方向に流れることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present disclosure, in any one of the fourth to sixth aspects, the reverse conducting switch (50) is composed of a unipolar transistor, and the control section (60) controls each of the input alternating currents. On-control for turning on the reverse conducting switch (50) is performed in the other half period of the cycle, and during the on-control, a current flows through the channel of the reverse conducting switch (50) in the current direction. and

第7の態様では、オン制御中、前記電流方向に流れる電流を逆導通スイッチ(50)のチャネルに流せるので、ボディダイオードだけに流す場合に比べ、逆導通スイッチ(50)における電力損失を低減できる。 In the seventh aspect, during ON control, the current flowing in the current direction can flow through the channel of the reverse conducting switch (50), so power loss in the reverse conducting switch (50) can be reduced compared to the case where the current flows only through the body diode. .

本開示の第8の態様は、第4~第7のいずれか1つの態様において、前記制御部(60)が、前記逆導通スイッチ(50)に電流が流れていないときに、前記逆導通スイッチ(50)をオン状態からオフ状態に切り替える第1切替制御、及び前記逆導通スイッチ(50)をオンしても前記逆導通スイッチ(50)に電流が流れないときに、前記逆導通スイッチ(50)をオフ状態からオン状態に切り替える第2切替制御のうちの少なくとも一方を実行することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present disclosure, in any one of the fourth to seventh aspects, the controller (60) controls the reverse conduction switch (50) when no current is flowing through the reverse conduction switch (50). (50) from an on state to an off state; ) from the OFF state to the ON state.

第8の態様では、逆導通スイッチ(50)のスイッチング損失を低減できる。 In the eighth aspect, the switching loss of the reverse conducting switch (50) can be reduced.

図1は、実施形態1に係る電力変換装置の構成、及び逆導通スイッチのオン状態における電流の流れを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the power converter according to Embodiment 1 and the flow of current in the ON state of the reverse conduction switch. 図2は、逆導通スイッチのオフ状態における図1相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 in the off state of the reverse conducting switch. 図3(a)は、第1の駆動モードにおける電源電圧を例示するタイミングチャートであり、図3(b)は、電源電流及び逆導通スイッチ電流の図3(a)相当図であり、図3(c)は、DC電圧と、第1及び第2のコンデンサの電圧との図3(a)相当図である。FIG. 3(a) is a timing chart illustrating the power supply voltage in the first drive mode, and FIG. 3(b) is a diagram corresponding to FIG. (c) is a diagram corresponding to FIG. 3(a) of the DC voltage and the voltages of the first and second capacitors. 図4(a)は、第2の駆動モードにおける図3(a)相当図であり、図4(b)は、第2の駆動モードにおける図3(b)相当図であり、図4(c)は、第2の駆動モードにおける図3(c)相当図である。4A is a diagram corresponding to FIG. 3A in the second driving mode, FIG. 4B is a diagram corresponding to FIG. 3B in the second driving mode, and FIG. ) is a view corresponding to FIG. 3(c) in the second drive mode. 図5は、実施形態2に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the power converter according to the second embodiment. 図6は、実施形態2の図4(c)相当図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 4(c) of the second embodiment. 図7は、実施形態3に係る電力変換装置の構成、及び第2の駆動モードにおける電源電圧が負となる半周期における電流の流れを示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the power converter according to Embodiment 3 and the current flow in the half cycle in which the power supply voltage is negative in the second drive mode. 図8は、第2の駆動モードにおける電源電圧が正となる半周期における図7相当図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7 in a half cycle in which the power supply voltage is positive in the second drive mode. 図9(a)は、実施形態3の図4(a)相当図であり、図9(b)は、電源電流、逆導通スイッチ電流及び整流回路ダイオード電流の図9(a)相当図であり、図9(c)は、実施形態3の図4(c)相当図である。9A is a diagram corresponding to FIG. 4A of Embodiment 3, and FIG. 9B is a diagram corresponding to FIG. , FIG. 9(c) is a view corresponding to FIG. 4(c) of the third embodiment. 図10は、実施形態4に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of a power converter according to Embodiment 4. FIG. 図11は、実施形態4の図9(c)相当図である。FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 9(c) of the fourth embodiment. 図12は、実施形態5におけるDC電圧を例示するタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart illustrating DC voltages in the fifth embodiment. 図13(a)は、オン期間前後のDC電圧、第1及び第2のコンデンサの電圧を例示するタイミングチャートであり、図13(b)は、逆導通スイッチの制御信号の図13(a)相当図である。FIG. 13(a) is a timing chart illustrating the DC voltage before and after the ON period and the voltages of the first and second capacitors, and FIG. 13(b) is the control signal of the reverse conducting switch. It is an equivalent diagram. 図14は、実施形態6に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing the configuration of the power converter according to the sixth embodiment. 図15(a)は、実施形態7の図3(b)相当図であり、図15(b)は、逆導通スイッチの制御信号の図15(a)相当図である。FIG. 15(a) is a diagram corresponding to FIG. 3(b) of Embodiment 7, and FIG. 15(b) is a diagram corresponding to FIG. 15(a) of the control signal of the reverse conduction switch.

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.

(実施形態1)
図1は、本開示の実施形態1に係る電力変換装置(1)を示す。この電力変換装置(1)は、単相交流電源(2)から供給される入力交流を、所望周波数及び所望電圧を有する交流に変換して、負荷としての電動機(3)に供給する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a power converter (1) according to Embodiment 1 of the present disclosure. This power converter (1) converts an input alternating current supplied from a single-phase alternating current power supply (2) into alternating current having a desired frequency and voltage, and supplies the alternating current to an electric motor (3) as a load.

電力変換装置(1)は、リアクトル(L)と、整流回路(10)と、正電圧側電源線(21)及び負電圧側電源線(22)と、第1及び第2のコンデンサ(31,32)と、電力変換回路としてのインバータ回路(40)と、逆導通スイッチ(50)と、制御部(60)とを備えている。 A power converter (1) includes a reactor (L), a rectifier circuit (10), a positive voltage side power line (21), a negative voltage side power line (22), first and second capacitors (31, 32), an inverter circuit (40) as a power conversion circuit, a reverse conduction switch (50), and a control section (60).

リアクトル(L)は、単相交流電源(2)と整流回路(10)の第1の入力端子(TE1)との間に接続されている。したがって、整流回路(10)の第1の入力端子(TE1)には、単相交流電源(2)からの電流がリアクトル(L)を介して入力される。 The reactor (L) is connected between the single-phase AC power supply (2) and the first input terminal (TE1) of the rectifier circuit (10). Therefore, current from the single-phase AC power supply (2) is input to the first input terminal (TE1) of the rectifier circuit (10) via the reactor (L).

整流回路(10)は、単相交流電源(2)から第1及び第2の入力端子(TE1,TE2)に供給された入力交流を直流に変換して正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に出力する。整流回路(10)は、ブリッジ状に結線された第1~第4の整流回路用ダイオード(11~14)を有している。これらの整流回路用ダイオード(11~14)は、そのカソードを正電圧側電源線(21)側に向けるとともに、そのアノードを負電圧側電源線(22)側に向けている。第1及び第2の整流回路用ダイオード(11,12)は、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)との間に正電圧側電源線(21)側から順に互いに直列に接続され、それらの接点は、第1の入力端子(TE1)に接続されている。第3及び第4の整流回路用ダイオード(13,14)は、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)との間に正電圧側電源線(21)側から順に互いに直列に接続され、それらの接点は、第2の入力端子(TE2)に接続されている。 The rectifier circuit (10) converts the input alternating current supplied from the single-phase alternating current power supply (2) to the first and second input terminals (TE1, TE2) into direct current and supplies the positive voltage side power supply line (21) and the negative voltage side power supply line (21). Output to the voltage side power line (22). The rectifier circuit (10) has first to fourth rectifier circuit diodes (11 to 14) connected in a bridge configuration. These rectifier circuit diodes (11 to 14) have their cathodes directed toward the positive voltage power supply line (21) and their anodes directed toward the negative voltage power supply line (22). The first and second rectifier circuit diodes (11, 12) are arranged between the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22) in order from the positive voltage power line (21). They are connected in series and their contacts are connected to the first input terminal (TE1). The third and fourth rectifier circuit diodes (13, 14) are connected between the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22) in order from the positive voltage power line (21). They are connected in series and their contacts are connected to the second input terminal (TE2).

第1及び第2のコンデンサ(31,32)は、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)の間に互いに直列に正電圧側電源線(21)側から順に接続されている。つまり、第1のコンデンサ(31)は、正電圧側電源線(21)側に接続され、第2のコンデンサ(32)は、負電圧側電源線(22)に接続されている。第1のコンデンサ(31)は、有極性コンデンサである。一方、第2のコンデンサ(32)は、無極性コンデンサである。 The first and second capacitors (31, 32) are connected in series between the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22) in order from the positive voltage power line (21). ing. That is, the first capacitor (31) is connected to the positive voltage power line (21), and the second capacitor (32) is connected to the negative voltage power line (22). The first capacitor (31) is a polarized capacitor. On the other hand, the second capacitor (32) is a nonpolar capacitor.

インバータ回路(40)は、整流回路(10)により正電圧側電源線(21)及び負電圧側電源線(22)に入力される直流を交流にスイッチング動作により変換して電動機(3)に供給する。詳しくは、インバータ回路(40)は、6つのスイッチング素子(41a~46a)と、6つの還流ダイオード(41b~46b)とを有している。6つのスイッチング素子(41a~46a)は、ブリッジ結線されている。詳しく説明すると、インバータ回路(40)は、正電圧側電源線(21)及び負電圧側電源線(22)間に接続された3つのスイッチングレグを備えている。スイッチングレグは、2つのスイッチング素子(41a~46a)が互いに直列に接続されたものである。3つのスイッチングレグの各々において、上アームのスイッチング素子(41a,43a,45a)と下アームのスイッチング素子(42a,44a,46a)との中点が、電動機(3)の各相のコイル(u相、v相、w相のコイル)にそれぞれ接続されている。各スイッチング素子(41a~46a)には、還流ダイオード(41b~46b)が1つずつ逆並列に接続されている。 The inverter circuit (40) converts the direct current input to the positive voltage power supply line (21) and the negative voltage power supply line (22) by the rectifier circuit (10) into alternating current through switching operation and supplies the alternating current to the electric motor (3). do. Specifically, the inverter circuit (40) has six switching elements (41a-46a) and six free wheel diodes (41b-46b). The six switching elements (41a-46a) are bridge-connected. More specifically, the inverter circuit (40) has three switching legs connected between the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22). A switching leg consists of two switching elements (41a-46a) connected in series. In each of the three switching legs, the midpoint between the upper arm switching elements (41a, 43a, 45a) and the lower arm switching elements (42a, 44a, 46a) is the coil (u phase, v-phase, and w-phase coils). One freewheeling diode (41b-46b) is connected in anti-parallel to each switching element (41a-46a).

逆導通スイッチ(50)は、バイポーラトランジスタ(51)と、当該バイポーラトランジスタ(51)に逆並列に接続された逆導通スイッチ用ダイオード(52)とを備えている。 The reverse conduction switch (50) includes a bipolar transistor (51) and a reverse conduction switch diode (52) connected in antiparallel to the bipolar transistor (51).

バイポーラトランジスタ(51)のコレクタは、第1の入力端子(TE1)に接続され、バイポーラトランジスタ(51)のエミッタは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続されている。 The collector of the bipolar transistor (51) is connected to the first input terminal (TE1) and the emitter of the bipolar transistor (51) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31,32). It is

逆導通スイッチ用ダイオード(52)のアノードは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)、及びバイポーラトランジスタ(51)のエミッタに接続されている。逆導通スイッチ用ダイオード(52)のカソードは、第1の入力端子(TE1)及びバイポーラトランジスタ(51)のコレクタに接続されている。 The anode of the reverse conduction switch diode (52) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32) and the emitter of the bipolar transistor (51). The cathode of the reverse conduction switch diode (52) is connected to the first input terminal (TE1) and the collector of the bipolar transistor (51).

このように、逆導通スイッチ(50)の一端は、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続される一方、逆導通スイッチ(50)の他端は、第1の入力端子(TE1)に接続されている。逆導通スイッチ(50)は、バイポーラトランジスタ(51)をオフしたオフ状態で前記接続点(CP)から第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続されている。 Thus, one end of the reverse conducting switch (50) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32), while the other end of the reverse conducting switch (50) is connected to the second 1 input terminal (TE1). The reverse conduction switch (50) is connected so that current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state in which the bipolar transistor (51) is turned off.

制御部(60)は、インバータ回路(40)の各スイッチング素子(41a~46a)にスイッチング信号を出力することにより、各スイッチング素子(41a~46a)のスイッチング動作を制御する。 The control section (60) controls the switching operation of each switching element (41a-46a) by outputting a switching signal to each switching element (41a-46a) of the inverter circuit (40).

また、制御部(60)は、第1の駆動モードと第2の駆動モードとで逆導通スイッチを制御可能である。第1の駆動モードは、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(図3(b)において、符号HC1で示す)に含まれる所定のオン期間(図3(b)において、符号T1で示す)に逆導通スイッチ(50)をオンするモードであり、第2の駆動モードは、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)に常に逆導通スイッチ(50)をオフするモードである。本実施形態1では、第1の駆動モードにおいて、制御部(60)は、常に逆導通スイッチ(50)をオンにする。したがって、前記所定のオン期間(T1)は、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)全体となる。一方、第2の駆動モードにおいて、常に逆導通スイッチ(50)をオフにする。制御部(60)は、ユーザ又は外部装置からの入力に基づいて、第1及び第2の駆動モードのいずれか一方を選択し、選択した駆動モードで逆導通スイッチ(50)を制御する。 In addition, the control section (60) can control the reverse conducting switch in the first drive mode and the second drive mode. The first drive mode is a predetermined half cycle (indicated by symbol HC1 in FIG. 3B) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is equal to or higher than the voltage of the second input terminal (TE2). is a mode in which the reverse conduction switch (50) is turned on during the ON period (indicated by symbol T1 in FIG. 3B), and the second drive mode is a mode in which the voltage of the first input terminal (TE1) is the second In this mode, the reverse conduction switch (50) is always turned off in the half cycle (HC1) when the voltage at the input terminal (TE2) of the input terminal (TE2) is higher than the voltage of the input terminal (TE2). In Embodiment 1, the control section (60) always turns on the reverse conduction switch (50) in the first drive mode. Thus, the predetermined ON period (T1) is the entire half cycle (HC1) during which the voltage of the first input terminal (TE1) is greater than or equal to the voltage of the second input terminal (TE2). On the other hand, in the second driving mode, the reverse conducting switch (50) is always turned off. The control section (60) selects either one of the first and second drive modes based on an input from a user or an external device, and controls the reverse conducting switch (50) in the selected drive mode.

図3(a)~図3(c)は、上述のように構成された電力変換装置(1)の第1の駆動モードにおける各部の電圧値及び電流値を示す。図3(a)は、第1の入力端子(TE1)と第2の入力端子(TE2)との間の電源電圧を示す。第1の入力端子(TE1)が第2の入力端子(TE2)よりも高電位のときの電源電圧を正とする。図3(b)は、単相交流電源(2)から第1及び第2の入力端子(TE1,TE2)に流入する電源電流、及び逆導通スイッチ(50)を流れる逆導通スイッチ電流を示す。逆導通スイッチ用ダイオード(52)の整流方向、すなわち接続点(CP)から第1の入力端子(TE1)に向かう方向の逆導通スイッチ電流を負とする。図3(c)は、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)との間のDC(direct current)電圧(直流リンク電圧)と、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の電圧とを示す。 FIGS. 3(a) to 3(c) show voltage values and current values of each part in the first drive mode of the power converter (1) configured as described above. FIG. 3(a) shows the power supply voltage between the first input terminal (TE1) and the second input terminal (TE2). The power supply voltage when the first input terminal (TE1) has a higher potential than the second input terminal (TE2) is assumed to be positive. FIG. 3(b) shows the power supply current flowing from the single-phase AC power supply (2) into the first and second input terminals (TE1, TE2) and the reverse conducting switch current flowing through the reverse conducting switch (50). The reverse conduction switch current in the rectification direction of the reverse conduction switch diode (52), that is, the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) is assumed to be negative. FIG. 3(c) shows the DC (direct current) voltage (direct current link voltage) between the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22), the first and second capacitors (31 ,32).

上述のように構成された電力変換装置(1)では、第1の駆動モードにおいて、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部に、図1中矢印AR1で示す向きに電流が流れ、第2のコンデンサ(32)が充電される。このとき、第1の入力端子(TE1)から逆導通スイッチ(50)のバイポーラトランジスタ(51)を介して第2のコンデンサ(32)に電流が流れる。また、第2のコンデンサ(32)から第4の整流回路用ダイオード(14)を介して第2の入力端子(TE2)に電流が流れる。 In the power converter (1) configured as described above, in the first drive mode, the voltage of the first input terminal (TE1) is the half cycle (HC1 ) in the direction indicated by the arrow AR1 in FIG. 1, and the second capacitor (32) is charged. At this time, current flows from the first input terminal (TE1) to the second capacitor (32) through the bipolar transistor (51) of the reverse conduction switch (50). Further, a current flows from the second capacitor (32) to the second input terminal (TE2) through the fourth rectifier circuit diode (14).

また、第1の駆動モードにおいて、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(図3(b)中符号HC2で示す)の一部には、図1中矢印AR2で示す向きに電流が流れ、第1のコンデンサ(31)が充電される。このとき、第2の入力端子(TE2)から第3の整流回路用ダイオード(13)を介して第1のコンデンサ(31)に電流が流れる。また、第1のコンデンサ(31)から逆導通スイッチ(50)の逆導通スイッチ用ダイオード(52)を介して第1の入力端子(TE1)に電流が流れる。 Also, in the first drive mode, a part of the half cycle (indicated by symbol HC2 in FIG. 3B) in which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1) , current flows in the direction indicated by the arrow AR2 in FIG. 1, and the first capacitor (31) is charged. At this time, a current flows from the second input terminal (TE2) to the first capacitor (31) through the third rectifier circuit diode (13). Further, a current flows from the first capacitor (31) to the first input terminal (TE1) through the reverse conduction switch diode (52) of the reverse conduction switch (50).

このように、第1の駆動モードにおいては、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の両方が充電されるので、正電圧側電源線(21)及び負電圧側電源線(22)間のDC電圧が、各コンデンサ(31,32)の電圧の2倍程度となる。つまり、整流回路(10)が、いわゆる倍電圧整流モードで動作する。 Thus, in the first drive mode, since both the first and second capacitors (31, 32) are charged, the voltage between the positive voltage side power supply line (21) and the negative voltage side power supply line (22) is approximately twice the voltage of each capacitor (31, 32). That is, the rectifier circuit (10) operates in a so-called voltage doubler rectification mode.

図4(a)~図4(c)は、第2の駆動モードにおける図3(a)~図3(c)に相当する図である。 4(a) to 4(c) are diagrams corresponding to FIGS. 3(a) to 3(c) in the second drive mode.

第2の駆動モードにおいては、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部に、図2中矢印AR3で示す向きに電流が流れ、第1のコンデンサ(31)が充電される。このとき、第1の入力端子(TE1)から第1の整流回路用ダイオード(11)を介して第1のコンデンサ(31)に電流が流れる。また、第1のコンデンサ(31)から第2のコンデンサ(32)に電流が流れ、第2のコンデンサ(32)から第4の整流回路用ダイオード(14)を介して第2の入力端子(TE2)に電流が流れる。 In the second drive mode, the direction indicated by arrow AR3 in FIG. current flows to charge the first capacitor (31). At this time, a current flows from the first input terminal (TE1) to the first capacitor (31) through the first rectifier circuit diode (11). Further, a current flows from the first capacitor (31) to the second capacitor (32), and from the second capacitor (32) to the second input terminal (TE2 ) current flows.

また、第2の駆動モードにおいて、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)の一部には、図2中矢印AR4で示す向きに電流が流れ、第1のコンデンサ(31)が充電される。このとき、第2の入力端子(TE2)から第3の整流回路用ダイオード(13)を介して第1のコンデンサ(31)に電流が流れる。また、第1のコンデンサ(31)から第2のコンデンサ(32)に電流が流れ、第2のコンデンサ(32)から第2の整流回路用ダイオード(12)を介して第1の入力端子(TE1)に電流が流れる。 In addition, in the second drive mode, in a part of the half cycle (HC2) in which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1), the arrow AR4 in FIG. Current flows in the indicated direction to charge the first capacitor (31). At this time, a current flows from the second input terminal (TE2) to the first capacitor (31) through the third rectifier circuit diode (13). Further, a current flows from the first capacitor (31) to the second capacitor (32), and from the second capacitor (32) through the second rectifier circuit diode (12) to the first input terminal (TE1 ) current flows.

実施形態1での第2の駆動モードでは、定常状態において、整流回路(10)が、いわゆる全波整流モードのように動作する。過渡状態において第2のコンデンサ(32)の電圧がほぼ0又は正の値であるとき、第2のコンデンサ(32)の電圧と第2の整流回路用ダイオード(12)の順方向電圧を合わせた電圧が、逆導通スイッチ用ダイオード(52)の順方向電圧よりも大きくなるので、電流が矢印AR4で示す経路を流れず、逆導通スイッチ用ダイオード(52)に流れて第2のコンデンサ(32)が充電されない。しかし、第2のコンデンサ(32)から電動機(3)への電力供給によって第2のコンデンサ(32)が放電され、第2のコンデンサ(32)の電圧が0に近い負の電圧となり、第2のコンデンサ(32)の電圧と第2の整流回路用ダイオード(12)の順方向電圧を合わせた電圧が、逆導通スイッチ用ダイオード(52)の順方向電圧よりも小さくなるので、定常的には、第2のコンデンサ(32)の電圧は0に近い負の電圧で安定し、電流が矢印AR4の経路で流れるようになる。よって第2の駆動モードにおいては、正電圧側電源線(21)及び負電圧側電源線(22)間のDC電圧が、第1のコンデンサ(31)の電圧と同じ程度となる。また、第2の駆動モードにおいては、逆導通スイッチ(50)に電流が流れない。第2のコンデンサ(32)の電圧は、常に0に近い負の値となる。 In the second drive mode of Embodiment 1, the rectifier circuit (10) operates in a so-called full-wave rectification mode in a steady state. When the voltage of the second capacitor (32) is approximately 0 or a positive value in a transient state, the voltage of the second capacitor (32) and the forward voltage of the second rectifier circuit diode (12) are combined. Since the voltage is higher than the forward voltage of the reverse conduction switch diode (52), the current does not flow through the path indicated by the arrow AR4, but flows through the reverse conduction switch diode (52) to the second capacitor (32). is not charging. However, the second capacitor (32) is discharged by the power supply from the second capacitor (32) to the electric motor (3), the voltage of the second capacitor (32) becomes a negative voltage close to 0, and the second The sum of the voltage of the capacitor (32) and the forward voltage of the second rectifier circuit diode (12) is smaller than the forward voltage of the reverse conduction switch diode (52). , the voltage of the second capacitor (32) stabilizes at a negative voltage close to 0, and the current begins to flow along the path of arrow AR4. Therefore, in the second drive mode, the DC voltage between the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22) is approximately the same as the voltage of the first capacitor (31). Also, in the second drive mode, no current flows through the reverse conducting switch (50). The voltage of the second capacitor (32) is always a negative value close to zero.

このように、第1の駆動モードと第2の駆動モードとで、整流回路(10)の出力電圧、すなわち負電圧側電源線(22)に対する正電圧側電源線(21)の電圧を、互いに異なる態様で遷移させることができる。 Thus, in the first drive mode and the second drive mode, the output voltage of the rectifier circuit (10), that is, the voltage of the positive voltage side power line (21) with respect to the negative voltage side power line (22) It can be transitioned in different manners.

したがって、本実施形態1によれば、整流モードの切り替えに、1つの逆導通スイッチ用ダイオード(52)と1つのバイポーラトランジスタ(51)とで構成された逆導通スイッチ(50)を用いるので、特許文献1のように4つのダイオードと1つの単方向スイッチとを有する双方向スイッチを用いる場合に比べ、素子数を減らし、回路規模を小さくできる。 Therefore, according to the first embodiment, the reverse conduction switch (50) composed of one reverse conduction switch diode (52) and one bipolar transistor (51) is used for switching the rectification mode. Compared to the case of using a bidirectional switch having four diodes and one unidirectional switch as in Document 1, the number of elements can be reduced and the circuit scale can be reduced.

また、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ、すなわち第2のコンデンサ(32)を無極性コンデンサとしたので、当該第2のコンデンサ(32)に、逆導通スイッチ(50)をオフ状態にしたときに負の電圧を印可できる。 In addition, since the capacitor on the side of the negative voltage side power supply line (22), that is, the second capacitor (32) is a non-polar capacitor, the reverse conduction switch (50) is turned off to the second capacitor (32). A negative voltage can be applied when

(実施形態2)
図5は、本開示の実施形態2に係る電力変換装置(1)を示す。本実施形態2では、第1のコンデンサ(31)が、無極性コンデンサである一方、第2のコンデンサ(32)が、有極性コンデンサである。
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a power converter (1) according to Embodiment 2 of the present disclosure. In Embodiment 2, the first capacitor (31) is a non-polar capacitor, while the second capacitor (32) is a polar capacitor.

また、逆導通スイッチ(50)が、バイポーラトランジスタ(51)をオフしたオフ状態で第1の入力端子(TE1)から第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続されている。つまり、バイポーラトランジスタ(51)のコレクタは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続され、バイポーラトランジスタ(51)のエミッタは、第1の入力端子(TE1)に接続されている。 In addition, the reverse conduction switch (50) turns off the bipolar transistor (51) and directs from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32). It is connected so that current flows in one direction. That is, the collector of the bipolar transistor (51) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32), and the emitter of the bipolar transistor (51) is connected to the first input terminal (TE1). It is connected to the.

また、逆導通スイッチ用ダイオード(52)のアノードは、第1の入力端子(TE1)及びバイポーラトランジスタ(51)のエミッタに接続されている。逆導通スイッチ用ダイオード(52)のカソードは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)、及びバイポーラトランジスタ(51)のコレクタに接続されている。 The anode of the reverse conduction switch diode (52) is connected to the first input terminal (TE1) and the emitter of the bipolar transistor (51). The cathode of the reverse conduction switch diode (52) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32) and the collector of the bipolar transistor (51).

また、本実施形態2では、第1の駆動モードは、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)に含まれる所定のオン期間に逆導通スイッチ(50)をオンするモードであり、第2の駆動モードは、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)に常に逆導通スイッチ(50)をオフするモードである。本実施形態2でも、実施形態1と同様に、第1の駆動モードにおいて、制御部(60)は、常に逆導通スイッチ(50)をオンにする。したがって、前記所定のオン期間は、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)全体となる。一方、第2の駆動モードにおいて、常に逆導通スイッチ(50)をオフにする。 Further, in Embodiment 2, the first drive mode is a predetermined ON state included in the half cycle (HC2) in which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1). The second drive mode is a half cycle (HC2 ) to always turn off the reverse conduction switch (50). In the second embodiment, as in the first embodiment, the control section (60) always turns on the reverse conduction switch (50) in the first drive mode. Therefore, the predetermined ON period is the entire half cycle (HC2) during which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or greater than the voltage of the first input terminal (TE1). On the other hand, in the second driving mode, the reverse conducting switch (50) is always turned off.

その他の構成は、実施形態1と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施形態2では、図6に示すように、第2の駆動モードにおいて、第2のコンデンサ(32)だけが充電され、第1のコンデンサ(31)の電圧が、常に0に近い負の値となる。 In the second embodiment, as shown in FIG. 6, in the second driving mode, only the second capacitor (32) is charged, and the voltage of the first capacitor (31) is always a negative value close to 0. becomes.

したがって、本実施形態2によれば、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ、すなわち第1のコンデンサ(31)を無極性コンデンサとしたので、当該第1のコンデンサ(31)に、逆導通スイッチ(50)をオフ状態にしたときに負の電圧を印可できる。 Therefore, according to the second embodiment, since the capacitor on the positive voltage side power supply line (21) side, that is, the first capacitor (31) is a non-polar capacitor, the first capacitor (31) is reverse conductive. A negative voltage can be applied when the switch (50) is turned off.

(実施形態3)
図7は、本開示の実施形態3に係る電力変換装置(1)を示す。本実施形態3では、第2のコンデンサ(32)が、有極性コンデンサである。また、この第2のコンデンサ(32)に、負電圧電源線側ダイオード(33)がそのカソードを第2のコンデンサ(32)の正極側に向けた状態で並列に接続されている。負電圧電源線側ダイオード(33)のアノードは、負電圧側電源線(22)に接続され、負電圧電源線側ダイオード(33)のカソードは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続されている。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows a power converter (1) according to Embodiment 3 of the present disclosure. In Embodiment 3, the second capacitor (32) is a polar capacitor. A negative voltage power line side diode (33) is connected in parallel to the second capacitor (32) with its cathode facing the positive electrode side of the second capacitor (32). The anode of the negative voltage power supply line side diode (33) is connected to the negative voltage power supply line (22), and the cathode of the negative voltage power supply line side diode (33) is connected to the first and second capacitors (31, 32). connected to the connection point (CP) of the

その他の構成は、実施形態1と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

図9(a)~図9(c)は、本実施形態3の電力変換装置(1)の第2の駆動モードにおける各部の電圧値及び電流値を示す。図9(b)において、整流回路ダイオード電流は、整流回路(10)の第2及び第4の整流回路用ダイオード(12,14)を流れる電流である。 FIGS. 9(a) to 9(c) show voltage values and current values of each part in the second drive mode of the power converter (1) of Embodiment 3. FIG. In FIG. 9(b), the rectifier circuit diode current is the current flowing through the second and fourth rectifier circuit diodes (12, 14) of the rectifier circuit (10).

本実施形態3の電力変換装置(1)では、第2の駆動モードにおいて、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)の一部に、図7中矢印AR5及び矢印AR6で示す2つの経路に分かれて電流が流れる。矢印AR5に示す経路は、第2の入力端子(TE2)から第3の整流回路用ダイオード(13)、第1のコンデンサ(31)、及び逆導通スイッチ用ダイオード(52)を順に介して第1の入力端子(TE1)に至る経路である。矢印AR6に示す経路は、第2の入力端子(TE2)から第3の整流回路用ダイオード(13)、インバータ回路(40)、及び第2の整流回路用ダイオード(12)を順に介して第1の入力端子(TE1)に至る経路である。矢印AR5の経路に電流が流れる理由は以下のとおりである。前記半周期(HC2)において、矢印AR5の経路で電流が流れる前は、第2のコンデンサ(32)の電圧が負電圧電源線側ダイオード(33)の順方向電圧以下の負の電圧であり、図2の矢印AR4の経路で電流が流れている。矢印AR4の経路に電流が流れた状態で、第2のコンデンサ(32)が充電され続けると、第2のコンデンサ(32)の電圧と第2の整流回路用ダイオード(12)の順方向電圧を合わせた電圧が、逆導通スイッチ用ダイオード(52)の順方向電圧よりも大きくなり、この時点で、矢印AR5の経路に電流の経路が切り替わる。 In the power conversion device (1) of Embodiment 3, in the second drive mode, the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1) in a half cycle (HC2). Part of the current flows through two paths indicated by arrows AR5 and AR6 in FIG. The path indicated by the arrow AR5 is from the second input terminal (TE2) through the third rectifier circuit diode (13), the first capacitor (31), and the reverse conduction switch diode (52) in order to the first input terminal. is the path leading to the input terminal (TE1) of The path indicated by the arrow AR6 is from the second input terminal (TE2) through the third rectifier circuit diode (13), the inverter circuit (40), and the second rectifier circuit diode (12) in order to the first input terminal (TE2). is the path leading to the input terminal (TE1) of The reason why the current flows in the path of arrow AR5 is as follows. In the half cycle (HC2), before the current flows through the path of the arrow AR5, the voltage of the second capacitor (32) is a negative voltage lower than the forward voltage of the negative voltage power line side diode (33), A current flows along the path indicated by the arrow AR4 in FIG. When the second capacitor (32) continues to be charged while the current flows through the path of arrow AR4, the voltage of the second capacitor (32) and the forward voltage of the second rectifier circuit diode (12) The combined voltage becomes greater than the forward voltage of the reverse conduction switch diode (52), and at this point the current path is switched to the path of arrow AR5.

また、第2の駆動モードにおいて、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部には、図8中矢印AR7及び矢印AR8で示す2つの経路に分かれて電流が流れる。矢印AR7に示す経路は、第1の入力端子(TE1)から第1の整流回路用ダイオード(11)、第1のコンデンサ(31)、第2のコンデンサ(32)及び第4の整流回路用ダイオード(14)を順に介して第2の入力端子(TE2)に至る経路である。矢印AR8に示す経路は、第1の入力端子(TE1)から第1の整流回路用ダイオード(11)、インバータ回路(40)、及び第4の整流回路用ダイオード(14)を順に介して第2の入力端子(TE2)に至る経路である。本実施形態3では、図9(c)に示すように、第2のコンデンサ(32)に印可される逆方向の電圧の絶対値が、負電圧電源線側ダイオード(33)の順方向電圧以下に維持される。 Further, in the second drive mode, the arrow AR7 and the arrow AR7 in FIG. 8 and The current flows through two paths indicated by arrows AR8. A path indicated by an arrow AR7 is from the first input terminal (TE1) to the first rectifier circuit diode (11), the first capacitor (31), the second capacitor (32), and the fourth rectifier circuit diode. (14) in order to reach the second input terminal (TE2). A path indicated by an arrow AR8 extends from the first input terminal (TE1) through the first rectifier circuit diode (11), the inverter circuit (40), and the fourth rectifier circuit diode (14) in order to the second input terminal (TE1). This is the path leading to the input terminal (TE2) of In the third embodiment, as shown in FIG. 9C, the absolute value of the reverse voltage applied to the second capacitor (32) is less than or equal to the forward voltage of the negative voltage power supply line diode (33). maintained at

したがって、本実施形態3によれば、負電圧側電源線(22)側のコンデンサ、すなわち第2のコンデンサ(32)として有極性コンデンサを用いるので、無極性コンデンサを用いる場合に比べ、当該第2のコンデンサ(32)を小型化できる。また、第2のコンデンサ(32)に印可される逆方向の電圧の絶対値を、負電圧電源線側ダイオード(33)の順方向電圧以下にできるので、第2のコンデンサ(32)に絶対値の大きい逆方向の電圧が印可されることによる当該第2のコンデンサ(32)の故障を抑制できる。 Therefore, according to the third embodiment, a polar capacitor is used as the capacitor on the negative voltage side power supply line (22) side, that is, the second capacitor (32). , the capacitor (32) can be miniaturized. In addition, since the absolute value of the reverse voltage applied to the second capacitor (32) can be made equal to or less than the forward voltage of the negative voltage power line side diode (33), the absolute value of the second capacitor (32) It is possible to suppress failure of the second capacitor (32) due to application of a large reverse voltage.

(実施形態4)
図10は、本開示の実施形態4に係る電力変換装置(1)を示す。本実施形態4では、第1のコンデンサ(31)が、有極性コンデンサである。また、この第1のコンデンサ(31)に、正電圧電源線側ダイオード(34)がそのカソードを第1のコンデンサ(31)の正極側に向けた状態で並列に接続されている。正電圧電源線側ダイオード(34)のアノードは、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続され、正電圧電源線側ダイオード(34)のカソードは、正電圧側電源線(21)に接続されている。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a power converter (1) according to Embodiment 4 of the present disclosure. In Embodiment 4, the first capacitor (31) is a polar capacitor. A positive voltage power line side diode (34) is connected in parallel to the first capacitor (31) with its cathode facing the positive electrode side of the first capacitor (31). The anode of the positive voltage power line side diode (34) is connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32), and the cathode of the positive voltage power line side diode (34) is connected to the positive voltage It is connected to the side power line (21).

その他の構成は、実施形態2と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施形態4では、図11に示すように、第2の駆動モードにおいて、第1のコンデンサ(31)に印可される逆方向の電圧の絶対値が、正電圧電源線側ダイオード(34)の順方向電圧以下に維持される。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, in the second drive mode, the absolute value of the reverse voltage applied to the first capacitor (31) is the positive voltage power supply line diode (34). Maintained below the forward voltage.

したがって、本実施形態4によれば、正電圧側電源線(21)側のコンデンサ、すなわち第1のコンデンサ(31)として有極性コンデンサを用いるので、無極性コンデンサを用いる場合に比べ、当該第1のコンデンサ(31)を小型化できる。また、第1のコンデンサ(31)に印可される逆方向の電圧の絶対値を、正電圧電源線側ダイオード(34)の順方向電圧以下にできるので、第1のコンデンサ(31)に絶対値の大きい逆方向の電圧が印可されることによる当該第1のコンデンサ(31)の故障を抑制できる。 Therefore, according to the fourth embodiment, since a polar capacitor is used as the capacitor on the positive voltage side power supply line (21) side, that is, the first capacitor (31), the first , the capacitor (31) can be miniaturized. In addition, since the absolute value of the reverse voltage applied to the first capacitor (31) can be made equal to or less than the forward voltage of the positive voltage power line side diode (34), the absolute value of the first capacitor (31) It is possible to suppress failure of the first capacitor (31) due to application of a large reverse voltage.

(実施形態5)
本開示の実施形態5では、制御部(60)が、オン期間(T1)の長さ、及び開始タイミングをユーザ又は外部装置からの入力に基づいて可変に設定できる。
(Embodiment 5)
In Embodiment 5 of the present disclosure, the control section (60) can variably set the length of the ON period (T1) and the start timing based on input from the user or an external device.

その他の構成は、実施形態1と同じであるので、その詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

図12中、G1は、オン期間(T1)を、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部とした場合の整流回路(10)の出力電圧を示す。G2は、実施形態1と同様に、オン期間(T1)を、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)全体にした場合の整流回路(10)の出力電圧を示す。G3は、オン期間(T1)を、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)に設けない場合の整流回路(10)の出力電圧を示す。 In FIG. 12, G1 is a half cycle (HC1) when the ON period (T1) is a part of the voltage of the first input terminal (TE1) equal to or higher than the voltage of the second input terminal (TE2). It shows the output voltage of the rectifier circuit (10). G2 is the same as the first embodiment, when the ON period (T1) is the entire half cycle (HC1) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is equal to or higher than the voltage of the second input terminal (TE2). shows the output voltage of the rectifier circuit (10) of G3 is the rectifier circuit (10) when the ON period (T1) is not provided in the half cycle (HC1) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is equal to or higher than the voltage of the second input terminal (TE2). Indicates the output voltage.

図13(a)及び図13(b)に示す例では、オン期間(T1)を、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部としている。また、オン期間(T1)の開始タイミングを、当該半周期(HC1)の開始タイミング、すなわち第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧と等しくなったタイミングとしている。オン期間(T1)を、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)の一部とした場合、オン期間(T1)中、第2のコンデンサ(32)だけが充電され、第1のコンデンサ(31)が充電されない。一方、第1の入力端子(TE1)の電圧が第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)のうち、逆導通スイッチ(50)をオフする期間(図13(b)中、符号T2で示す)の少なくとも一部には、第1及び第2のコンデンサ(31,32)の両方が充電される。 In the examples shown in FIGS. 13A and 13B, the ON period (T1) is a half cycle ( HC1). The start timing of the ON period (T1) is the start timing of the half cycle (HC1), that is, the timing when the voltage of the first input terminal (TE1) becomes equal to the voltage of the second input terminal (TE2). there is If the on-period (T1) is the part of the half-cycle (HC1) in which the voltage at the first input terminal (TE1) is greater than or equal to the voltage at the second input terminal (TE2), then during the on-period (T1), Only the second capacitor (32) is charged and the first capacitor (31) is not. On the other hand, in the half cycle (HC1) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is equal to or higher than the voltage of the second input terminal (TE2), the period (Fig. At least part of T2 in the middle) charges both the first and second capacitors (31, 32).

したがって、本実施形態5によれば、オン期間(T1)の長さ(半周期(HC1)に占める割合)又は開始タイミングを変更することにより、第1の駆動モードにおける整流回路(10)の出力電圧の遷移の態様を変更できる。 Therefore, according to the fifth embodiment, by changing the length of the ON period (T1) (proportion of the half cycle (HC1)) or the start timing, the output of the rectifier circuit (10) in the first drive mode The mode of voltage transition can be changed.

(実施形態6)
図14は、本開示の実施形態6に係る電力変換装置(1)を示す。本実施形態6では、逆導通スイッチ(50)が、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)、すなわちユニポーラトランジスタで構成されている。
(Embodiment 6)
FIG. 14 shows a power converter (1) according to Embodiment 6 of the present disclosure. In Embodiment 6, the reverse conducting switch (50) is composed of a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), that is, a unipolar transistor.

その他の構成は、実施形態1と同じであるので、同一の構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施形態6でも、第1の駆動モードにおいて、制御部(60)は、常に逆導通スイッチ(50)をオンにする。つまり、第1の駆動モードにおいて、制御部(60)は、第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)中常に、逆導通スイッチ(50)をオンにするオン制御を実行する。したがって、当該オン制御中、電流が、逆導通スイッチ(50)のチャネルに、第1及び第2のコンデンサ(31,32)から第1の入力端子(TE1)に向かう方向(電流方向)に電流が流れる。このように、オン制御中、電流を逆導通スイッチ(50)のチャネルに流せるので、ボディダイオードだけに流す場合に比べ、逆導通スイッチ(50)における電力損失を低減できる。 Also in the sixth embodiment, the control section (60) always turns on the reverse conduction switch (50) in the first drive mode. That is, in the first drive mode, the control section (60) always keeps the reverse conduction during the half cycle (HC2) in which the voltage of the second input terminal (TE2) is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1). Execute the on control to turn on the switch (50). Therefore, during the ON control, the current flows in the channel of the reverse conducting switch (50) in the direction (current direction) from the first and second capacitors (31, 32) to the first input terminal (TE1). flows. In this way, the current can flow through the channel of the reverse conducting switch (50) during ON control, so power loss in the reverse conducting switch (50) can be reduced compared to the case where the current flows only through the body diode.

なお、上記実施形態3において、第2の駆動モードにおける第2の入力端子(TE2)の電圧が第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)中に、逆導通スイッチ(50)をオンするオン制御を実行してもよい。これにより、例えば図7の矢印AR5に示す経路で、接続点(CP)から逆導通スイッチ(50)を介して第1の入力端子(TE1)に電流が流れる際に、逆導通スイッチ(50)のチャネルに電流を流し、逆導通スイッチ(50)における電力損失を低減できる。 In the third embodiment, the reverse conducting switch ( 50) may be executed. As a result, when current flows from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) via the reverse conduction switch (50), for example, along the path indicated by the arrow AR5 in FIG. 7, the reverse conduction switch (50) channel to reduce power loss in the reverse conducting switch (50).

(実施形態7)
本開示の実施形態7では、図15(a)及び図15(b)に示すように、制御部(60)が、第1の駆動モードにおいて、逆導通スイッチ(50)に電流が流れていないときに、逆導通スイッチ(50)をオン状態からオフ状態に切り替える第1切替制御、及び逆導通スイッチ(50)をオンしても逆導通スイッチ(50)に電流が流れないときに、逆導通スイッチ(50)をオフ状態からオン状態に切り替える第2切替制御を実行する。
(Embodiment 7)
In Embodiment 7 of the present disclosure, as shown in FIGS. 15(a) and 15(b), the control section (60) controls that no current flows through the reverse conducting switch (50) in the first drive mode. When the first switching control to switch the reverse conducting switch (50) from the ON state to the OFF state, and when the reverse conducting switch (50) is turned on but current does not flow through the reverse conducting switch (50), reverse conducting Second switching control is performed to switch the switch (50) from the OFF state to the ON state.

その他の構成は、実施形態1と同じであるので、その詳細な説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

したがって、本実施形態7によれば、逆導通スイッチ(50)のスイッチング損失を低減できる。 Therefore, according to Embodiment 7, the switching loss of the reverse conducting switch (50) can be reduced.

また、上記実施形態1において、第1の駆動モードでオン状態の逆導通スイッチ(50)のチャネルに電流が流れていないときに、逆導通スイッチ(50)をオン状態からオフ状態に切り替えることにより、駆動モードを第2の駆動モードに切り替えるようにしてもよい。また、この場合、第2の駆動モードで逆導通スイッチ(50)をオンしても逆導通スイッチ(50)のチャネルに電流が流れないタイミングで、逆導通スイッチ(50)をオフ状態からオン状態に切り替えることにより、駆動モードを第1の駆動モードに切り替えるようにしてもよい。これにより、逆導通スイッチ(50)のスイッチング損失を低減できる。 Further, in Embodiment 1 above, by switching the reverse conducting switch (50) from the on state to the off state when no current flows in the channel of the reverse conducting switch (50) which is in the ON state in the first drive mode, , the drive mode may be switched to the second drive mode. In this case, even if the reverse conduction switch (50) is turned on in the second drive mode, the reverse conduction switch (50) is turned on from the off state at the timing when the current does not flow through the channel of the reverse conduction switch (50). , the drive mode may be switched to the first drive mode. Thereby, the switching loss of the reverse conducting switch (50) can be reduced.

(その他の実施形態)
上記実施形態1~7では、制御部(60)が、ユーザ又は外部装置からの入力に基づいて、第1及び第2の駆動モードのいずれか一方を選択したが、インバータ回路(40)、単相交流電源(2)、及び電動機(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて選択してもよい。例えば、インバータ回路(40)の出力電力、入力電力、及び入力電流等、インバータ回路(40)の出力電力に関わる値に基づいて選択してもよいし、電動機(3)の回転数、インバータ回路(40)のスイッチング素子(41a~46a)のデューティ比、インバータ回路(40)の入力電力等、電動機(3)の誘起電圧に関わる値に基づいて選択してもよい。また、電源電圧に基づいて選択してもよい。
(Other embodiments)
In Embodiments 1 to 7 above, the control section (60) selects either one of the first and second drive modes based on an input from the user or an external device. The selection may be made based on the state of at least one of the phase AC power supply (2) and the electric motor (3). For example, it may be selected based on values related to the output power of the inverter circuit (40), such as the output power, input power, and input current of the inverter circuit (40). The selection may be made based on values related to the induced voltage of the motor (3), such as the duty ratio of the switching elements (41a to 46a) of (40), the input power of the inverter circuit (40), and the like. Alternatively, the selection may be made based on the power supply voltage.

また、上記実施形態1~7では、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に入力される直流を交流に変換して電動機(3)に供給するインバータ回路(40)を電力変換回路として設けたが、正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に入力される直流を直流に変換して電動機(3)に供給するDC/DCコンバータを電力変換回路として設けてもよい。 Further, in Embodiments 1 to 7, the inverter circuit (40) converts the direct current input to the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22) into alternating current and supplies the alternating current to the electric motor (3). is provided as a power conversion circuit, the DC/DC converter converts the direct current input to the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22) into direct current and supplies it to the electric motor (3). It may be provided as a conversion circuit.

なお、上記実施形態5では、オン期間(T1)の長さ及び開始タイミングの両方を可変としたが、いずれか一方だけを可変としてもよい。 In Embodiment 5, both the length of the ON period (T1) and the start timing are variable, but only one of them may be variable.

また、上記実施形態5では、制御部(60)が、オン期間(T1)の長さ、及び開始タイミングをユーザ又は外部装置からの入力に基づいて設定したが、電力変換装置(1)、単相交流電源(2)、及び電動機(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて設定してもよい。例えば、インバータ回路(40)の出力電力、入力電力、及び入力電流等、インバータ回路(40)の出力電力に関わる値に基づいて設定してもよいし、電動機(3)の回転数、インバータ回路(40)のスイッチング素子(41a~46a)のデューティ比、インバータ回路(40)の入力電力等、電動機(3)の誘起電圧に関わる値に基づいて設定してもよい。また、電源電圧に基づいて設定してもよい。これにより、整流回路(10)の出力電圧の遷移の態様を、電力変換装置(1)、単相交流電源(2)、及び電動機(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて、第1及び第2の駆動モードに対応する2つの態様から選択できる。 Further, in the fifth embodiment, the control unit (60) sets the length of the ON period (T1) and the start timing based on the input from the user or the external device. It may be set based on the state of at least one of the phase AC power supply (2) and the electric motor (3). For example, it may be set based on values related to the output power of the inverter circuit (40), such as the output power, input power, and input current of the inverter circuit (40), or the rotation speed of the electric motor (3), the inverter circuit It may be set based on a value related to the induced voltage of the electric motor (3), such as the duty ratio of the switching elements (41a to 46a) of (40) and the input power of the inverter circuit (40). Alternatively, it may be set based on the power supply voltage. Thereby, the state of the transition of the output voltage of the rectifier circuit (10) can be changed to the first and the second drive mode.

また、上記実施形態7では、制御部(60)が、第1の駆動モードにおいて、第1切替制御と第2切替制御の両方を実行したが、いずれか一方だけを実行してもよい。 Further, in the seventh embodiment, the control section (60) executes both the first switching control and the second switching control in the first drive mode, but may execute only one of them.

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。 Although the embodiments have been described above, it will be appreciated that various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the claims. Also, the embodiments and modifications described above may be appropriately combined or replaced as long as the functions of the object of the present disclosure are not impaired.

本開示は、単相交流電源から供給される入力交流を直流に変換する整流回路を備えた電力変換装置として有用である。 INDUSTRIAL APPLICATION This indication is useful as a power converter device provided with the rectifier circuit which converts the input alternating current supplied from a single-phase alternating current power supply into direct current.

1 電力変換装置
2 単相交流電源
3 電動機(負荷)
10 整流回路
21 正電圧側電源線
22 負電圧側電源線
31 第1のコンデンサ
32 第2のコンデンサ
33 負電圧電源線側ダイオード
34 正電圧電源線側ダイオード
40 インバータ回路(電力変換回路)
50 逆導通スイッチ
60 制御部
TE1 第1の入力端子
TE2 第2の入力端子
CP 接続点
1 power conversion device 2 single-phase AC power supply 3 motor (load)
10 rectifier circuit 21 positive voltage side power supply line
22 Negative voltage side power supply line 31 First capacitor
32 Second capacitor 33 Negative voltage power line side diode
34 positive voltage power line side diode
40 Inverter circuit (power conversion circuit)
50 reverse conduction switch
60 control unit TE1 first input terminal TE2 second input terminal CP connection point

Claims (8)

正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)と、
単相交流電源(2)から第1及び第2の入力端子(TE1,TE2)に供給される入力交流を直流に変換して前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に出力する整流回路(10)と、
前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)の間に互いに直列に接続された第1及び第2のコンデンサ(31,32)と、
一端が前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)の接続点(CP)に接続される一方、他端が前記第1の入力端子(TE1)に接続された逆導通スイッチ(50)とを備える電力変換装置。
a positive voltage side power line (21) and a negative voltage side power line (22);
The input alternating current supplied from the single-phase alternating current power supply (2) to the first and second input terminals (TE1, TE2) is converted to direct current, and the positive voltage side power line (21) and the negative voltage side power line (22) are converted into direct current. ) and a rectifier circuit (10) that outputs to
first and second capacitors (31, 32) connected in series between the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22);
a reverse conducting switch (50) having one end connected to the connection point (CP) of the first and second capacitors (31, 32) and the other end connected to the first input terminal (TE1); A power conversion device comprising:
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)が無極性コンデンサであり、
前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合は、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)が無極性コンデンサであることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
When the reverse conduction switch (50) is connected so that current flows in the direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) in the OFF state, the first and second of the capacitors (31, 32), the capacitor (31) on the side of the positive voltage power supply line (21) is a non-polar capacitor,
When the reverse conduction switch (50) is connected so that current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the first and second A power conversion device, wherein the capacitor (32) of the capacitors (31, 32) on the side of the negative voltage side power supply line (22) is a non-polar capacitor.
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)は有極性コンデンサであり、当該正電圧側電源線(21)側のコンデンサ(31)には、ダイオード(34)がそのカソードを当該コンデンサ(31)の正極側に向けた状態で並列に接続され、
前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう方向に電流が流れるように接続される場合には、前記第1及び第2のコンデンサ(31,32)のうち前記負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)は有極性コンデンサであり、当該負電圧側電源線(22)側のコンデンサ(32)には、ダイオード(33)がそのカソードを当該コンデンサ(32)の正極側に向けた状態で並列に接続されることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
When the reverse conduction switch (50) is connected so that current flows in the direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP) in the OFF state, the first and second Among the capacitors (31, 32) in the above, the capacitor (31) on the positive voltage side power supply line (21) side is a polar capacitor, and the capacitor (31) on the positive voltage side power supply line (21) side has a diode (34) are connected in parallel with their cathodes facing the positive side of the capacitor (31),
When the reverse conducting switch (50) is connected so that current flows in the direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the first and second Among the capacitors (31, 32), the capacitor (32) on the negative voltage side power line (22) side is a polar capacitor, and the capacitor (32) on the negative voltage side power line (22) side has a diode (33) is connected in parallel with its cathode facing the positive electrode side of the capacitor (32).
請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換装置において、
前記入力交流の各周期における一方の半周期に含まれる所定のオン期間(T1)に前記逆導通スイッチ(50)をオンする第1の駆動モードと、
前記入力交流の各周期における前記一方の半周期に、常に前記逆導通スイッチ(50)をオフする第2の駆動モードとで前記逆導通スイッチ(50)を制御可能な制御部(60)をさらに備え、
前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記接続点(CP)から前記第1の入力端子(TE1)に向かう電流方向に電流が流れるように接続される場合には、前記一方の半周期は、前記第1の入力端子(TE1)の電圧が前記第2の入力端子(TE2)の電圧以上となる半周期(HC1)である一方、前記逆導通スイッチ(50)が、オフ状態で前記第1の入力端子(TE1)から前記接続点(CP)に向かう電流方向に電流が流れるように接続される場合には、前記一方の半周期は、前記第2の入力端子(TE2)の電圧が前記第1の入力端子(TE1)の電圧以上となる半周期(HC2)であることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to any one of claims 1 to 3,
a first drive mode in which the reverse conducting switch (50) is turned on during a predetermined ON period (T1) included in one half cycle of each cycle of the input alternating current;
a control unit (60) capable of controlling the reverse conducting switch (50) in a second drive mode in which the reverse conducting switch (50) is always turned off in the one half cycle of each cycle of the input alternating current; prepared,
When the reverse conducting switch (50) is connected so that the current flows in the current direction from the connection point (CP) to the first input terminal (TE1) in the OFF state, the one half cycle is a half cycle (HC1) in which the voltage of the first input terminal (TE1) is greater than or equal to the voltage of the second input terminal (TE2), while the reverse conducting switch (50) is in the OFF state and the When connected so that the current flows in the current direction from the first input terminal (TE1) to the connection point (CP), the one half period is the voltage of the second input terminal (TE2) is a half cycle (HC2) that is equal to or higher than the voltage of the first input terminal (TE1).
請求項4に記載の電力変換装置において、
前記正電圧側電源線(21)と負電圧側電源線(22)に入力される直流を直流又は交流に変換して負荷に供給する電力変換回路(40)をさらに備え、
前記制御部は、前記電力変換回路(40)、前記単相交流電源(2)、及び前記負荷(3)のうちの少なくとも1つの状態に基づいて、前記第1及び第2の駆動モードのいずれか一方を選択し、選択した駆動モードで前記逆導通スイッチ(50)を制御することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 4,
Further comprising a power conversion circuit (40) that converts direct current input to the positive voltage power line (21) and the negative voltage power line (22) into direct current or alternating current and supplies the converted power to a load,
The control unit selects one of the first and second drive modes based on the state of at least one of the power conversion circuit (40), the single-phase AC power supply (2), and the load (3). A power conversion device characterized by selecting either one and controlling the reverse conducting switch (50) in the selected drive mode.
請求項4又は5に記載の電力変換装置において、
前記オン期間(T1)の長さ、及び開始タイミングのうちの少なくとも一方は可変であることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 4 or 5,
A power converter, wherein at least one of the length of the ON period (T1) and the start timing is variable.
請求項4~6のいずれか1項に記載の電力変換装置において、
前記逆導通スイッチ(50)は、ユニポーラトランジスタで構成され、
前記制御部(60)は、前記入力交流の各周期における他方の半周期に、前記逆導通スイッチ(50)をオンするオン制御を実行し、
前記オン制御中に、前記逆導通スイッチ(50)のチャネルに電流が前記電流方向に流れることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to any one of claims 4 to 6,
The reverse conducting switch (50) is composed of a unipolar transistor,
The control section (60) performs on-control to turn on the reverse conducting switch (50) in the other half cycle of each cycle of the input alternating current,
A power converter, wherein a current flows through a channel of the reverse conducting switch (50) in the current direction during the ON control.
請求項4~7のいずれか1項に記載の電力変換装置において、
前記制御部(60)が、前記逆導通スイッチ(50)に電流が流れていないときに、前記逆導通スイッチ(50)をオン状態からオフ状態に切り替える第1切替制御、及び前記逆導通スイッチ(50)をオンしても前記逆導通スイッチ(50)に電流が流れないときに、前記逆導通スイッチ(50)をオフ状態からオン状態に切り替える第2切替制御のうちの少なくとも一方を実行することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to any one of claims 4 to 7,
The control section (60) performs first switching control for switching the reverse conducting switch (50) from an on state to an off state when no current is flowing through the reverse conducting switch (50), and the reverse conducting switch ( 50) is turned on, when no current flows through the reverse conducting switch (50), executing at least one of second switching control for switching the reverse conducting switch (50) from an off state to an on state. A power conversion device characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11206130A (en) * 1998-01-16 1999-07-30 Toshiba Corp Power unit
JP2013240274A (en) * 2013-07-10 2013-11-28 Mitsubishi Electric Corp Ac-dc conversion device, motor drive device, compressor drive device, air conditioner and heat pump water heater

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