JP3216736B2 - Converter circuit - Google Patents

Converter circuit

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JP3216736B2
JP3216736B2 JP25335392A JP25335392A JP3216736B2 JP 3216736 B2 JP3216736 B2 JP 3216736B2 JP 25335392 A JP25335392 A JP 25335392A JP 25335392 A JP25335392 A JP 25335392A JP 3216736 B2 JP3216736 B2 JP 3216736B2
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primary winding
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terminal
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一男 黒木
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、単相交流入力を高周
波の交流に変換して変圧器1次巻線に印加し、この変圧
器2次巻線の電圧を整流して直流出力を得る電源装置、
いわゆる絶縁形のAC/DC変換器としてのコンバータ
回路、特に変換効率を改善でき、かつ交流入力電流を高
力率で正弦波化することができるコンバータ回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts a single-phase AC input into a high-frequency AC, applies it to a primary winding of a transformer, and rectifies the voltage of the secondary winding of the transformer to obtain a DC output. Power supply,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a converter circuit as a so-called insulated AC / DC converter, and more particularly to a converter circuit capable of improving conversion efficiency and converting an AC input current into a sine wave with a high power factor.

【0002】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
[0002] In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のこの種のコンバータ回路として
は、下記文献に発表されたいわゆるSMRコンバータの
構成が良く知られている(なおSMRとは Switching M
ode Rectifier の略である) 。An SMR Topology with S
uppressed DC Link Components and Predictive LineCu
rrent Waveshaping;IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY AP
PLICATIONS,VOL.IA-23,NO.4,JULY/AUGUST,1987 図5はこのコンバータの構成を示す。同図においてはダ
イオード2〜5で構成されたブリッジ整流回路の交流入
力の一方と交流入力端子Uとの間には交流リアクトル1
が接続され、このブリッジ整流回路の他方の交流入力に
は交流入力端子Vが接続されている。そしてこのブリッ
ジ整流回路の直流出力の正極側は変圧器10の1次巻線
の中間タップo1に接続され、このブリッジ整流回路の
直流出力の負極側にはスイッチング素子6と7の一方の
端子(この図ではソース端子)が接続され、変圧器10
の1次巻線の一方の端子u1はスイッチング素子6の他
方の端子(ここではドレイン端子)に接続され、同じく
変圧器10の1次巻線の他方の端子v1はスイッチング
素子7の他方の端子(ここではドレイン端子)に接続さ
れている。次に変圧器10の2次巻線の一方の端子u2
にはダイオード11のアノードが接続され、同じく変圧
器10の2次巻線の他方の端子v2にはダイオード12
のアノードが接続され、ダイオード11のカソードとダ
イオード12のカソードの接続点には平滑用コンデンサ
13の正極端子が接続され、この変圧器10の2次巻線
の中間タップo2にはコンデンサ13の負極端子が接続
され、そしてコンデンサ13の正極端子は直流出力正極
端子Pに、同じくコンデンサ13の負極端子は直流出力
端子Nにそれぞれ接続されている。
2. Description of the Related Art As a conventional converter circuit of this kind, a configuration of a so-called SMR converter disclosed in the following document is well known (SMR is a switching M
ode Rectifier). An SMR Topology with S
uppressed DC Link Components and Predictive LineCu
rrent Waveshaping; IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY AP
PLICATIONS, VOL.IA-23, NO.4, JULY / AUGUST, 1987 FIG. 5 shows the configuration of this converter. In FIG. 1, an AC reactor 1 is connected between one of the AC inputs of a bridge rectifier circuit composed of diodes 2 to 5 and an AC input terminal U.
And an AC input terminal V is connected to the other AC input of the bridge rectifier circuit. The positive side of the DC output of the bridge rectifier circuit is connected to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10, and the negative side of the DC output of the bridge rectifier circuit has one terminal of the switching elements 6 and 7 ( In this figure, the source terminal is connected and the transformer 10
Is connected to the other terminal (here, the drain terminal) of the switching element 6, and similarly, the other terminal v1 of the primary winding of the transformer 10 is connected to the other terminal of the switching element 7. (Here, the drain terminal). Next, one terminal u2 of the secondary winding of the transformer 10
Is connected to the anode of a diode 11, and the other terminal v2 of the secondary winding of the transformer 10 is also connected to a diode 12
Is connected to the connection point between the cathode of the diode 11 and the cathode of the diode 12. The positive terminal of the smoothing capacitor 13 is connected to the intermediate tap o2 of the secondary winding of the transformer 10. The terminals are connected, and the positive terminal of the capacitor 13 is connected to the DC output positive terminal P, and the negative terminal of the capacitor 13 is also connected to the DC output terminal N.

【0004】このような構成において、交流入力端子U
の電圧が交流入力端子Vの電圧より大きい時、スイッチ
ング素子6と7を同時にONさせると、変圧器10の励
磁インダクタンスは零となって短絡状態と同じになり、
電流は交流入力端子U→交流リアクトル1→ダイオード
2→変圧器10の1次巻線中間タップo1の経路を経た
のち、一方は変圧器10の1次巻線u1端子からスイッ
チング素子6を通る経路と、他方は変圧器10の1次巻
線v1端子かスイッチング素子7を通る経路とに分流
し、次に再び合流してダイオード5→交流入力端子Vの
経路をたどる。この時、変圧器10の2次巻線には電圧
は発生せず、また交流リアクトル1には励磁エネルギが
蓄積される。
In such a configuration, an AC input terminal U
Is higher than the voltage of the AC input terminal V, when the switching elements 6 and 7 are turned on at the same time, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero and becomes the same as the short-circuit state.
The current passes through the path of the AC input terminal U → AC reactor 1 → Diode 2 → Primary winding intermediate tap o1 of the transformer 10, one of which passes from the primary winding u1 terminal of the transformer 10 to the switching element 6. And the other shunts into the primary winding v1 terminal of the transformer 10 or a path passing through the switching element 7, and then merges again to follow the path from the diode 5 to the AC input terminal V. At this time, no voltage is generated in the secondary winding of transformer 10 and excitation energy is accumulated in AC reactor 1.

【0005】この状態でスイッチング素子7をオフさせ
ると、変圧器10の1次巻線を通る電流経路は変圧器1
0の中間タップo1と一方の端子u1を通る経路だけと
なり、変圧器10は励磁され、2次巻線にも電圧が発生
し、ダイオード11が導通状態となり、平滑コンデンサ
13が充電される。次に再びスイッチング素子6と7を
同時にオンさせると、前記と同様に変圧器10の励磁イ
ンダクタンスは零となって短絡状態と同じになり、変圧
器10の2次巻線には電圧は発生せず、また交流リアク
トル1には励磁エネルギが蓄積される。
When the switching element 7 is turned off in this state, the current path through the primary winding of the transformer 10
There is only a path passing through the zero intermediate tap o1 and one terminal u1, the transformer 10 is excited, a voltage is also generated in the secondary winding, the diode 11 becomes conductive, and the smoothing capacitor 13 is charged. Next, when the switching elements 6 and 7 are simultaneously turned on again, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero and becomes the same as the short-circuit state as described above, and a voltage is generated in the secondary winding of the transformer 10. In addition, the excitation energy is accumulated in the AC reactor 1.

【0006】この状態で今度はスイッチング素子6をオ
フさせると、変圧器10の1次巻線中間タップo1と1
次巻線の一方の端子v1が励磁され、変圧器10の2次
巻線に電圧が発生し、今度はダイオード12が導通状態
となり平滑コンデンサが充電される。また、交流入力端
子Vの電圧がUの電圧より大きい時は、電流が交流入力
端子V→ダイオード4→変圧器10の1次巻線中間タッ
プo1の経路を経たのち、一方は変圧器10の1次巻線
u1端子からスイッチング素子6を通る経路と、他方は
変圧器10の1次巻線v1端子からスイッチング素子7
を通る経路とに分流し、次に再び合流して、ダイオード
3→交流リアクトル1→U端子の経路をたどるだけでそ
の他の動作は前記と同様である。
When the switching element 6 is turned off in this state, the primary winding intermediate taps o1 and o1 of the transformer 10 are turned off.
One terminal v1 of the secondary winding is excited, a voltage is generated in the secondary winding of the transformer 10, and the diode 12 is turned on, and the smoothing capacitor is charged. When the voltage of the AC input terminal V is larger than the voltage of the U, the current passes through the path of the AC input terminal V → the diode 4 → the primary winding intermediate tap o1 of the transformer 10; The path from the primary winding u1 terminal to the switching element 6 and the other path from the primary winding v1 terminal of the transformer 10 to the switching element 7
The operation is the same as that described above except that the current flows only through the path from the diode 3 → the AC reactor 1 → the U terminal.

【0007】この様な動作を繰り返すことにより、変圧
器10には交流入力の周波数より高い周波数の電圧が印
加され、高周波絶縁変換を実現している。また、スイッ
チング素子6と7のオン/オフを、交流リアクトル1の
電流が交流入力電圧と位相が同じでかつ正弦波状になる
ように行うことにより、交流入力の力率をほぼ1にする
ことができる。
By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the transformer 10, thereby realizing high-frequency insulation conversion. Further, by turning on / off the switching elements 6 and 7 so that the current of the AC reactor 1 has the same phase as that of the AC input voltage and has a sinusoidal waveform, the power factor of the AC input can be made substantially unity. it can.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図5の回
路構成においては、交流リアクトル1にエネルギを蓄積
する時の電流が通過する半導体素子はダイオード2個
(2と5、または4と3)およびスイッチング素子6,
7で、また変圧器10を介して2次側へエネルギを伝達
する時の電流が通過する半導体素子は、ダイオード2個
(2と5、または4と3)およびスイッチング素子1個
(6または7)となるため、半導体素子での発生損失が
大きく、 (1)変換効率が低下しランニングコストが高くなる。
However, in the circuit configuration shown in FIG. 5, two semiconductor elements (2 and 5, or 4 and 3) and a switching element allow a current to pass when the energy is stored in the AC reactor 1. Element 6,
7 and the semiconductor elements through which the current passes when transferring energy to the secondary side via the transformer 10 are two diodes (2 and 5, or 4 and 3) and one switching element (6 or 7). ), The loss generated in the semiconductor element is large, and (1) the conversion efficiency is reduced and the running cost is increased.

【0009】(2)半導体素子の冷却装置が大形になり
電源装置全体が小型化できない。と言う問題があった。
そこでこの発明は発生損失を小さくし、ランニングコス
トを低減でき、かつ小形の半導体素子の冷却装置を使用
可能とした小形で高効率のコンバータ回路を提供するこ
とを課題とする。
(2) The cooling device for the semiconductor element becomes large in size, and the whole power supply device cannot be downsized. There was a problem to say.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a small, high-efficiency converter circuit that can reduce the generation loss, reduce the running cost, and can use a small-sized semiconductor device cooling device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1のコンバータ回路では、単相交流(入力
U,Vなど)を高周波の交流に変換して、変圧器の中間
タップ(o1など)付の1次巻線に印加し、この変圧器
の2次巻線の出力電圧を自身の直流出力端子間にコンデ
ンサ(13など)を持つ両波整流回路を介し整流して取
出すコンバータ回路において、第1のダイオード(2な
ど)のアノードと第2のダイオード(3など)のカソー
ドとを接続し、第1ないし第4の4つのスイッチング素
子からなるブリッジ回路であって、第1,第2の2つの
スイッチング素子(8,9など)を直流正極端子側に持
ち、第3,第4の2つのスイッチング素子(6,7な
ど)を直流負極端子側に持つブリッジ回路の前記直流正
極端子と前記第1のダイオードのカソードとを接続し、
前記ブリッジ回路の直流負極端子と前記第2のダイオー
ドのアノードとを接続し、前記ブリッジ回路の2つの交
流端子を前記変圧器1次巻線の両端(u1,v1など)
に夫々接続し、前記第1,第2のダイオード同士の接続
点と、前記変圧器1次巻線の中間タップとの間に交流リ
アクトル(1など)を介して前記単相交流の電源を接続
するようにする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a converter circuit for converting a single-phase alternating current (inputs U, V, etc.) into a high-frequency alternating current and converting the single-phase alternating current into an intermediate tap of a transformer. (O1) applied to the primary winding, and rectifies the output voltage of the secondary winding of this transformer via a double-wave rectifier circuit having a capacitor (13 or the like) between its own DC output terminals. In the converter circuit, a bridge circuit including first to fourth four switching elements, wherein an anode of a first diode (2 or the like) and a cathode of a second diode (3 or the like) are connected, , A second two switching elements (8, 9 etc.) on the DC positive terminal side and a third and fourth two switching elements (6, 7 etc.) on the DC negative terminal side. Positive electrode terminal and the first Connecting the cathode of the diode,
A DC negative electrode terminal of the bridge circuit is connected to an anode of the second diode, and two AC terminals of the bridge circuit are connected to both ends (u1, v1, etc.) of the primary winding of the transformer.
, And the single-phase AC power supply is connected via an AC reactor (1 or the like) between a connection point between the first and second diodes and an intermediate tap of the primary winding of the transformer. To do it.

【0011】また請求項2のコンバータ回路では、請求
項1に記載のコンバータ回路において、前記第1,第2
のダイオード同士の接続点の電位が前記変圧器1次巻線
の中間タップの電位より高い時は、前記第1,第2のス
イッチング素子を、この2つの素子の同時オンの期間を
間に挟みながら、交互にオン/オフすることを繰返し、
前記第1,第2のダイオード同士の接続点の電位が前記
変圧器1次巻線の中間タップの電位より低い時は、前記
第3,第4のスイッチング素子を、この2つの素子の同
時オンの期間を間に挟みながら、交互にオン/オフする
ことを繰返すようにする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the converter circuit according to the first aspect, wherein the first and second converter circuits are provided.
When the potential of the connection point between the two diodes is higher than the potential of the intermediate tap of the primary winding of the transformer, the first and second switching elements are interposed between the simultaneous ON periods of the two elements. While turning on and off alternately,
When the potential of the connection point between the first and second diodes is lower than the potential of the intermediate tap of the primary winding of the transformer, the third and fourth switching elements are simultaneously turned on. Is repeatedly turned on / off alternately with the period of.

【0012】また請求項3のコンバータ回路では、単相
交流(入力U,Vなど)を高周波の交流に変換して、変
圧器の中間タップ(o1など)付の1次巻線に印加し、
この変圧器の2次巻線の出力電圧を自身の直流出力端子
間に第1のコンデンサ(13など)を持つ両波整流回路
を介し整流して取出すコンバータ回路において、第1の
ダイオード(2など)のアノードと第2のダイオード
(3など)のカソードとを接続し、第1ないし第4の4
つのスイッチング素子からなるブリッジ回路であって、
第1,第2の2つのスイッチング素子(8,9など)を
直流正極端子側に持ち、第3,第4の2つのスイッチン
グ素子(6,7など)を直流負極端子側に持つブリッジ
回路の前記直流正極端子と前記第1のダイオードのカソ
ードとを接続し、前記ブリッジ回路の直流負極端子と前
記第2のダイオードのアノードとを接続し、前記ブリッ
ジ回路の2つの交流端子を前記変圧器1次巻線の両端
(u1,v1など)に夫々接続し、前記第1,第2のダ
イオード同士の接続点と、前記変圧器1次巻線の中間タ
ップとの間に前記単相交流の電源を接続し、前記両波整
流回路のいずれかの直流出力端子とこの端子に接続され
た前記第1のコンデンサの端子との間に直流リアクトル
(15など)を挿入するようにする。
Further, in the converter circuit of the present invention, a single-phase alternating current (input U, V, etc.) is converted into a high-frequency alternating current and applied to a primary winding having an intermediate tap (o1, etc.) of a transformer,
In a converter circuit for rectifying and taking out the output voltage of the secondary winding of this transformer via a double-wave rectifier circuit having a first capacitor (13 etc.) between its own DC output terminals, a first diode (2 etc.) ) Is connected to the cathode of a second diode (such as 3), and the first to fourth 4
A bridge circuit comprising two switching elements,
A bridge circuit having first and second two switching elements (8, 9 etc.) on the DC positive terminal side and having third and fourth two switching elements (6, 7 etc.) on the DC negative terminal side The DC positive terminal is connected to the cathode of the first diode, the DC negative terminal of the bridge circuit is connected to the anode of the second diode, and the two AC terminals of the bridge circuit are connected to the transformer 1 The single-phase AC power source is connected between both ends (u1, v1, etc.) of the secondary winding and between a connection point between the first and second diodes and an intermediate tap of the transformer primary winding. And a DC reactor (15 or the like) is inserted between any one of the DC output terminals of the double-wave rectifier circuit and the terminal of the first capacitor connected to this terminal.

【0013】また請求項4のコンバータ回路では、請求
項3に記載のコンバータ回路において、前記単相交流の
電源間に第2のコンデンサ(14など)を接続し、この
第2のコンデンサから該単相交流電源側を見た電源ライ
ンに交流リアクトル(1など)を挿入するようにする。
また請求項5のコンバータ回路では、請求項3または請
求項4に記載のコンバータ回路において、前記第1,第
2のダイオード同士の接続点の電位が前記変圧器1次巻
線の中間タップの電位より高い時は、前記第1,第2の
スイッチング素子を、この2つの素子の同時オフの期間
を必要に応じて間に挟みながら、交互にオン/オフする
ことを繰返し、前記第1,第2のダイオード同士の接続
点の電位が前記変圧器1次巻線の中間タップの電位より
低い時は、前記第3,第4のスイッチング素子を、この
2つの素子の同時オフの期間を必要に応じて間に挟みな
がら、交互にオン/オフすることを繰返すようにする。
In the converter circuit according to a fourth aspect of the present invention, in the converter circuit according to the third aspect, a second capacitor (14 or the like) is connected between the single-phase AC power sources, and the second capacitor is connected to the single-phase AC power source. An AC reactor (1 or the like) is inserted into the power supply line looking at the phase AC power supply side.
In the converter circuit according to a fifth aspect, in the converter circuit according to the third or fourth aspect, a potential at a connection point between the first and second diodes is a potential at an intermediate tap of the primary winding of the transformer. When it is higher, the first and second switching elements are alternately turned on / off alternately while interposing the simultaneous off period of the two elements as necessary, thereby repeating the first and second switching elements. When the potential of the connection point between the two diodes is lower than the potential of the intermediate tap of the primary winding of the transformer, the third and fourth switching elements require a period during which the two elements are simultaneously turned off. The on / off operation is alternately repeated while being interposed therebetween.

【0014】また請求項6のコンバータ回路では、単相
交流(入力U,Vなど)を高周波の交流に変換して、変
圧器の中間タップ(O1など)付きの1次巻線に印加
し、この変圧器の2次巻線の出力電圧を自身の直流出力
端子間にコンデンサ(13など)を持つ両波整流回路を
介して取り出すコンバータ回路において、6つのスイッ
チング素子(6〜9,21,22など)と、その全ての
スイッチング素子各々に逆並列接続されたダイオード
(2,3,23〜26など)とからなる、第1ないし第
3の3つのアーム対を持つブリッジ回路であって、その
(スイッチング6〜9、ダイオード23〜26などから
なる)第2,第3のアーム対の2つの交流端子を前記変
圧器1次巻線の両端(u1,v1など)に夫々接続し、
(スイッチング素子21,22、ダイオード2,3など
からなる)前記第1のアーム対の交流端子と、前記変圧
器1次巻線の中間タップとの間に交流リアクトル(1な
ど)を介して前記単相交流の電源を接続するようにす
る。
In the converter circuit of the present invention, a single-phase alternating current (input U, V, etc.) is converted into a high-frequency alternating current and applied to a primary winding having an intermediate tap (O1, etc.) of a transformer. In a converter circuit for taking out the output voltage of the secondary winding of this transformer via a dual-wave rectifier circuit having a capacitor (13 or the like) between its own DC output terminals, six switching elements (6 to 9, 21, 22) ) And a diode (2, 3, 23 to 26, etc.) connected in anti-parallel to each of all the switching elements, and is a bridge circuit having first to third three arm pairs. Connecting two AC terminals of the second and third arm pairs (consisting of switching 6-9, diodes 23-26, etc.) to both ends (u1, v1, etc.) of the transformer primary winding, respectively;
An AC reactor (1 or the like) between an AC terminal of the first arm pair and an intermediate tap of the primary winding of the transformer (comprising switching elements 21 and 22 and diodes 2 and 3); Connect a single-phase AC power supply.

【0015】[0015]

【作用】(1)請求項1ないし5に関わる発明につい
て:2つのダイオードからなるハーフブリッジ回路と4
つのスイッチング素子からなるフルブリッジ回路とを並
列接続し、前記フルブリッジ回路の2つの交流端子を変
圧器の中間タップ付1次巻線の両端に夫々接続し、前記
ハーフブリッジ回路の交流端子と変圧器1次巻線の中間
タップとの間に単相交流を印加する構成で1次電流経路
中の半導体素子数をダイオード1個とスイッチング素子
1個の計2個にして、装置を低損失かつ小形化する。
(1) Regarding the invention according to claims 1 to 5, a half bridge circuit composed of two diodes and 4
A full bridge circuit composed of three switching elements is connected in parallel, two AC terminals of the full bridge circuit are connected to both ends of a primary winding with an intermediate tap of a transformer, respectively, and an AC terminal of the half bridge circuit is connected to a transformer. A single-phase alternating current is applied between the intermediate tap of the primary winding of the device and the number of semiconductor elements in the primary current path is two, one diode and one switching element. Downsize.

【0016】(2)請求項6に関わる発明について:全
てのアームがスイッチング素子とダイオードを逆並列接
続した構成の3組のアーム対をブリッジ接続し、そのう
ち2組のアーム対の交流端子を変圧器の中間タップ付き
1次巻線の両端に各々接続し、残りの1組のアーム対の
交流端子と前記変圧器の1次巻線中間タップとの間に交
流リアクトルを介し単相交流を印加する構成で1次電流
経路中の半導体素子数をダイオード1個とスイッチング
素子1個の計2個にして、装置を低損失かつ小形化す
る。
(2) Regarding the invention according to claim 6, all the arms are bridge-connected with three sets of arm pairs in which switching elements and diodes are connected in anti-parallel, and the AC terminals of two of the arm pairs are transformed. A single-phase alternating current is applied between the AC terminal of the remaining pair of arm pairs and the primary winding intermediate tap of the transformer via an AC reactor. With this configuration, the number of semiconductor elements in the primary current path is made two in total, one diode and one switching element, and the device is reduced in loss and size.

【0017】[0017]

【実施例】図1は請求項1,2に関わる発明の実施例と
しての構成図である。同図においてはダイオード2のア
ノードとダイオード3のカソードとを接続したダイオー
ド直列接続回路と4個のスイッチング素子6〜9から構
成されたブリッジ回路を並列接続し、ダイオードの直列
接続点と交流入力の一方の端子Uとの間に交流リアクト
ル1を、スイッチング素子8とスイッチング素子6との
直列接続点には変圧器10の1次巻線の一方の端子u1
を、スイッチング素子9とスイッチング素子8との直列
接続点には変圧器10の1次巻線の他方の端子v1を、
また変圧器10の1次巻線の中間タップo1には交流入
力端子Vを夫々接続している。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the first and second aspects of the present invention. In the figure, a diode series connection circuit connecting the anode of the diode 2 and the cathode of the diode 3 and a bridge circuit composed of four switching elements 6 to 9 are connected in parallel. The AC reactor 1 is connected to one terminal U, and one terminal u1 of the primary winding of the transformer 10 is connected to a series connection point of the switching element 8 and the switching element 6.
The other terminal v1 of the primary winding of the transformer 10 is connected to a series connection point of the switching element 9 and the switching element 8,
An AC input terminal V is connected to an intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10.

【0018】また変圧器10の2次巻線の一方の端子u
2にはダイオード11のアノードが、同じく2次巻線の
他方の端子v2にはダイオード12のアノードが夫々接
続され、ダイオード11のカソードとダイオード12の
カソードとの接続点には平滑用コンデンサ13の正極端
子が、変圧器10の2次巻線の中間タップo2にはコン
デンサ13の負極端子がそれぞれ接続され、コンデンサ
13の正極端子は直流出力正極端子Pに、コンデンサ1
3の負極端子は直流出力端子Nにそれぞれ接続されてい
る。
One terminal u of the secondary winding of the transformer 10
2, the anode of the diode 11 is connected to the other terminal v2 of the secondary winding, and the anode of the diode 12 is connected to the connection point between the cathode of the diode 11 and the cathode of the diode 12. The positive terminal is connected to the intermediate tap o2 of the secondary winding of the transformer 10, and the negative terminal of the capacitor 13 is connected to the DC output positive terminal P.
The negative terminal 3 is connected to the DC output terminal N.

【0019】このような構成において、交流入力端子U
の電圧が交流入力端子Vの電圧より大きい時、スイッチ
ング素子8と9を同時にONさせると、変圧器10の励
磁インダクタンスは零となって短絡状態と同じになり、
電流は、U端子→交流リアクトル1→ダイオード2の経
路をたどったのち、一方はスイッチング素子8を経て変
圧器10の1次巻線のu1端子から変圧器10の1次巻
線の中間タップo1へ至る経路と、他方はスイッチング
素子9を経て変圧器10の1次巻線のv1端子から変圧
器10の1次巻線の中間タップo1へ至る経路とに分流
し、次に再び合流して交流入力端子Vへ向かって流れ
る。この時、変圧器10の2次巻線には電圧は発生せ
ず、また交流リアクトル1には励磁エネルギが蓄積され
る。この状態でスイッチング素子9をオフさせると、変
圧器10の1次巻線を通る電流経路は変圧器10の1次
巻線の一方の端子u1から中間タップo1を通る経路だ
けとなり、変圧器10は励磁され、その2次巻線にも電
圧が発生し、ダイオード11が導通状態となり、平滑コ
ンデンサ13が充電される。次にスイッチング素子8と
9を同時にオンさせると、前記と同様に変圧器10の励
磁インダクタンスは零となって短絡状態と同じになり、
変圧器10の2次巻線には電圧は発生せず、また交流リ
アクトル1には励磁エネルギが蓄積される。この状態で
今度はスイッチング素子8をオフさせると、変圧器10
の1次巻線を通る電流経路は変圧器10の一方の端子v
1から中間タップo1を通る経路だけとなり、変圧器1
0は励磁され、2次巻線にも電圧が発生し、今度はダイ
オード12が導通状態となり、平滑コンデンサ13が充
電される。また、交流入力端子Vの電圧が交流入力端子
Uの電圧より大きい時は、例えば交流リアクトル1の付
勢時には電流が交流入力端子V→変圧器10の1次巻線
の中間タップo1の経路を経たのち、一方は変圧器10
の1次巻線のu1端子からスイッチング素子6を通る経
路と、他方は変圧器10の1次巻線のv1端子からスイ
ッチング素子7を通る経路とに分流し、次に再び合流し
て、ダイオード3→交流リアクトル1→交流入力端子U
の経路をたどって流れるだけで、その他の動作は前記と
同様である。
In such a configuration, the AC input terminal U
Is higher than the voltage of the AC input terminal V, when the switching elements 8 and 9 are turned on at the same time, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero and becomes the same as the short-circuit state.
The current follows the path of the U terminal → the AC reactor 1 → the diode 2, one of which passes through the switching element 8 from the u1 terminal of the primary winding of the transformer 10 to the intermediate tap o 1 of the primary winding of the transformer 10. And a path through the switching element 9 to the path from the terminal v1 of the primary winding of the transformer 10 to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10, and then merge again. It flows toward the AC input terminal V. At this time, no voltage is generated in the secondary winding of transformer 10 and excitation energy is accumulated in AC reactor 1. When the switching element 9 is turned off in this state, the current path through the primary winding of the transformer 10 becomes only the path from one terminal u1 of the primary winding of the transformer 10 to the intermediate tap o1, and the current path through the transformer 10 Is excited, a voltage is also generated in its secondary winding, the diode 11 becomes conductive, and the smoothing capacitor 13 is charged. Next, when the switching elements 8 and 9 are simultaneously turned on, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero and becomes the same as the short-circuit state as described above,
No voltage is generated in the secondary winding of the transformer 10, and excitation energy is stored in the AC reactor 1. When the switching element 8 is turned off in this state, the transformer 10
The current path through the primary winding of the
1 only passes through the intermediate tap o1, and the transformer 1
0 is excited, a voltage is also generated in the secondary winding, the diode 12 is turned on, and the smoothing capacitor 13 is charged. When the voltage of the AC input terminal V is larger than the voltage of the AC input terminal U, for example, when the AC reactor 1 is energized, the current flows through the path from the AC input terminal V to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10. After passing, one is transformer 10
Of the primary winding of the transformer 10 through the switching element 6 and the other branch from the terminal v1 of the primary winding of the transformer 10 through the switching element 7, and then merge again to form a diode. 3 → AC reactor 1 → AC input terminal U
Other operations are the same as those described above, except that the flow only follows the path.

【0020】この様な動作を繰り返すことにより、変圧
器10の1次巻線には交流入力の周波数より高い周波数
の電圧が印加され、高周波絶縁変換を実現している。ま
たスイッチング素子6〜9のオン/オフのさせかたを交
流リアクトル1の電流が交流入力電圧と位相が同じでか
つ正弦波状になるように行うことにより、交流入力の力
率はほぼ1になる。
By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the primary winding of the transformer 10, thereby realizing high-frequency insulation conversion. The power factor of the AC input becomes approximately 1 by turning on / off the switching elements 6 to 9 so that the current of the AC reactor 1 has the same phase as the AC input voltage and becomes sinusoidal. .

【0021】図2は請求項3,4,5に関わる発明の実
施例としての構成図である。同図は図1に対し、ダイオ
ード2と3との直列接続点と交流入力端子Vとの間にコ
ンデンサ14が設けられた点と、変圧器10の2次側の
ダイオード11,12のカソード同士の接続点とコンデ
ンサ13の正極端子との間に平滑用直流リアクトル15
が設けられた点とが異なる。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment according to the third, fourth and fifth aspects of the present invention. FIG. 3 is different from FIG. 1 in that a capacitor 14 is provided between a series connection point of diodes 2 and 3 and an AC input terminal V, and the cathodes of diodes 11 and 12 on the secondary side of transformer 10 are different from each other. DC reactor 15 between the connection point of
Is provided.

【0022】図1の方式はスイッチング素子8および
9、又は6および7の同時オン時に交流リアクトル1に
蓄えられるエネルギを用い、スイッチング素子8又は
9、もしくは6又は9のオフによって変圧器10を付勢
するいわゆる電流入力方式であるのに対して、図2の方
式はコンデンサ14を電圧源として、スイッチング素子
8,9の交互オン又はスイッチング素子6,7の交互オ
ンによって変圧器10を付勢する、いわゆる電圧入力方
式を用いるものである。この場合、原理的には交流リア
クトル1およびコンデンサ14は必須ではない。しかし
実用回路としては交流電源UV側へ高周波電流が流れる
ことを防止するためのローパスフィルタとして、交流リ
アクトル1及びコンデンサ14が必要となる。
The system shown in FIG. 1 uses the energy stored in the AC reactor 1 when the switching elements 8 and 9 or 6 and 7 are simultaneously turned on, and attaches the transformer 10 by turning off the switching elements 8 or 9 or 6 or 9. In contrast to the so-called current input system, the system of FIG. 2 uses the capacitor 14 as a voltage source to energize the transformer 10 by alternately turning on the switching elements 8 and 9 or alternately turning on the switching elements 6 and 7. That is, a so-called voltage input method is used. In this case, the AC reactor 1 and the capacitor 14 are not essential in principle. However, as a practical circuit, the AC reactor 1 and the capacitor 14 are required as a low-pass filter for preventing a high-frequency current from flowing to the AC power supply UV side.

【0023】次に図2の動作を説明する。交流入力端子
Uの電圧が交流入力端子Vの電圧より大きい時、スイッ
チング素子8をオンさせると、変圧器10が1次巻線u
1−o1間で励磁され、変圧器の2次巻線に電圧が誘起
され、ダイオード11が導通し、直流リアクトル15を
介して電流が流れ、平滑用コンデンサ13が充電され
る。次にスイッチング素子4個を全てオフにすると、直
流リアクトル15の電流はコンデンサ13を通ったの
ち、一方は変圧器10の2次巻線の中間タップo2から
一方の端子u2→ダイオード11を通る経路と、他方は
変圧器10の2次巻線の中間タップo2から他方の端子
v2→ダイオード12を通る経路とに分かれ還流する。
Next, the operation of FIG. 2 will be described. When the switching element 8 is turned on when the voltage of the AC input terminal U is higher than the voltage of the AC input terminal V, the transformer 10 turns on the primary winding u.
Excited between 1-o1, a voltage is induced in the secondary winding of the transformer, the diode 11 conducts, a current flows through the DC reactor 15, and the smoothing capacitor 13 is charged. Next, when all four switching elements are turned off, the current of the DC reactor 15 passes through the capacitor 13, and one of the paths passes from the intermediate tap o 2 of the secondary winding of the transformer 10 to one terminal u 2 → the diode 11. And the other flows back from the intermediate tap o2 of the secondary winding of the transformer 10 to the other terminal v2 → a path through the diode 12.

【0024】次にスイッチング素子9をオンさせると、
変圧器10が1次巻線v1−o1間で励磁され、変圧器
の2次巻線に電圧が誘起され、今度はダイオード12が
導通し、直流リアクトル15を介して電流が流れ、平滑
用コンデンサ13が充電される。次にスイッチング素子
4個を全てオフにすると、直流リアクトル15の電流は
コンデンサ13を通ったのち、一方は変圧器10の2次
巻線の中間タップo2から一方の端子u2→ダイオード
11を通る経路と、他方は変圧器10の2次巻線の中間
タップo2から他方の端子v2→ダイオード12を通る
経路とに分かれて還流する。
Next, when the switching element 9 is turned on,
The transformer 10 is excited between the primary windings v1-o1, a voltage is induced in the secondary winding of the transformer, the diode 12 conducts, the current flows through the DC reactor 15, and the smoothing capacitor 13 is charged. Next, when all four switching elements are turned off, the current of the DC reactor 15 passes through the capacitor 13, and one of the paths passes from the intermediate tap o 2 of the secondary winding of the transformer 10 to one terminal u 2 → the diode 11. And the other flows back from the intermediate tap o2 of the secondary winding of the transformer 10 to a path passing through the other terminal v2 → the diode 12.

【0025】また、交流入力端子Vの電圧が交流入力端
子Uの電圧より大きい時は、スイッチング素子6と7を
交互にオン/オフさせることにより、前記と同様の結果
が得られる。このような動作を繰り返すことにより、変
圧器10には交流入力の周波数より高い周波数の電圧が
印加され、高周波絶縁変換を実現している。また、スイ
ッチング素子6〜9のオン/オフのさせかたを、交流リ
アクトルの電流が交流入力電圧と位相が同じでかつ正弦
波状になるように行うことにより、交流入力の力率はほ
ぼ1になる。
When the voltage at the AC input terminal V is higher than the voltage at the AC input terminal U, the same result as described above can be obtained by alternately turning on / off the switching elements 6 and 7. By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the transformer 10, and high-frequency insulation conversion is realized. The power factor of the AC input is reduced to approximately 1 by turning on / off the switching elements 6 to 9 so that the current of the AC reactor has the same phase as the AC input voltage and has a sine wave shape. Become.

【0026】次に図3は請求項6に関わる発明の第1の
実施例を示す。同図においては、6つのスイッチング素
子21,22,8,6,9,7に夫々逆並列にダイオー
ド2,3,23,24,25,26を接続し、この逆並
列ダイオードを持つスイッチング素子(21と22)、
(8と6)、(9と7)の3組のアーム対でブリッジ回
路を構成し、スイッチング素子21,22、ダイオード
2,3からなるアーム対の交流端子と交流入力の一方の
端子Uとの間に交流リアクトル1を接続し、スイッチン
グ素子8,6、ダイオード23,24からなるアーム対
の交流端子には変圧器10の1次巻線の一方の端子u1
を接続し、スイッチング素子9,7、ダイオード25,
26からなるアーム対の交流端子には変圧器10の1次
巻線の他方の端子v1を接続し、また変圧器10の1次
巻線の中間タップo1には交流入力端子Vを接続してい
る。
Next, FIG. 3 shows a first embodiment of the invention according to claim 6. In the figure, diodes 2, 3, 23, 24, 25, and 26 are connected in anti-parallel to six switching elements 21, 22, 8, 6, 9, and 7, respectively. 21 and 22),
A bridge circuit is formed by three pairs of arms (8 and 6) and (9 and 7), and an AC terminal of an arm pair including switching elements 21, 22, and diodes 2, 3 and one terminal U of the AC input are connected to a bridge circuit. An AC reactor 1 is connected between the two terminals, and one terminal u1 of the primary winding of the transformer 10 is connected to an AC terminal of an arm pair including the switching elements 8, 6 and the diodes 23, 24.
And switching elements 9 and 7, a diode 25,
The other terminal v1 of the primary winding of the transformer 10 is connected to the AC terminal of the arm pair consisting of 26, and the AC input terminal V is connected to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10. I have.

【0027】また変圧器10の2次巻線の一方の端子u
2にはダイオード11のアノードが、同じく2次巻線の
他方の端子v2にはダイオード12のアノードが各々接
続され、ダイオード11のカソードとダイオード12の
カソードとの接続点には平滑用コンデンサ13の正極端
子が、変圧器10の2次巻線の中間タップo2にはコン
デンサ13の負極端子がそれぞれ接続され、コンデンサ
13の正極端子は直流出力正極端子Pに、コンデンサ1
3の負極端子は直流出力負極端子Nにそれぞれ接続され
ている。
One terminal u of the secondary winding of the transformer 10
2, the anode of the diode 11 is connected to the other terminal v2 of the secondary winding, and the anode of the diode 12 is connected to the connection point between the cathode of the diode 11 and the cathode of the diode 12. The positive terminal is connected to the intermediate tap o2 of the secondary winding of the transformer 10, and the negative terminal of the capacitor 13 is connected to the DC output positive terminal P.
The negative terminal 3 is connected to the DC output negative terminal N, respectively.

【0028】この様な構成において、交流入力端子Uの
電圧が交流入力端子Vの電圧より大きい時、スイッチン
グ素子22をONさせると、電流は、U端子→交流リア
クトル1→スイッチング素子22の経路をたどったの
ち、一方はダイオード24を経て変圧器10の1次巻線
のu1端子から変圧器10の1次巻線の中間タップo1
へ至る経路と、他方はダイオード26を経て変圧器10
の1次巻線のv1端子から変圧器10の1次巻線の中間
タップo1へ至る経路とに分流し、次に再び合流して交
流入力端子Vに向かって流れる。この時、変圧器10の
励磁インダクタンスは零となって短絡状態と同じにな
り、変圧器10の2次巻線には電圧は発生せず、また交
流リアクトル1には励磁エネルギが蓄積される。
In such a configuration, when the switching element 22 is turned on when the voltage of the AC input terminal U is higher than the voltage of the AC input terminal V, the current flows through the path from the U terminal → the AC reactor 1 → the switching element 22. Following this, one goes from the u1 terminal of the primary winding of the transformer 10 via the diode 24 to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10
To the transformer 10 via the diode 26
Of the primary winding from the terminal v1 of the primary winding to the intermediate tap o1 of the primary winding of the transformer 10, and then merges again and flows toward the AC input terminal V. At this time, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero and becomes the same as the short-circuit state, no voltage is generated in the secondary winding of the transformer 10, and the exciting energy is accumulated in the AC reactor 1.

【0029】この状態で、スイッチング素子8をONさ
せてからスイッチング素子22をOFFさせると、電流
はU端子→交流リアクトル1→ダイオード2→スイッチ
ング素子8→変圧器10のu1端子→変圧器10のo1
端子→V端子の経路に転流し、変圧器10の1次巻線を
通る電流経路は変圧器10の1次巻線の一方の端子u1
から中間タップo1を通る経路だけとなり、変圧器10
は励磁され、その2次巻線にも電圧が発生し、ダイオー
ド11が導通状態となり、平滑コンデンサ13が充電さ
れる。次にスイッチング素子22をONさせると、前記
と同様に変圧器10の励磁インダクタンスは零となって
短絡状態と同じになり、変圧器10の2次巻線には電圧
は発生せず、また交流リアクトル1には励磁エネルギが
蓄積される。この状態で今度はスイッチング素子8をO
FFにし、スイッチング素子9をONにすると、変圧器
10の1次巻線を通る電流経路は変圧器10の一方の端
子v1から中間タップo1を通る経路だけとなり、変圧
器10は励磁され、2次巻線にも電圧が発生し、今度は
ダイオード12が導通状態となり、平滑コンデンサ13
が充電される。
In this state, when the switching element 8 is turned on and then the switching element 22 is turned off, the current is U terminal → AC reactor 1 → diode 2 → switching element 8 → u1 terminal of transformer 10 → transformer 10 o1
A current path commutating from the terminal to the V terminal and passing through the primary winding of the transformer 10 is one terminal u1 of the primary winding of the transformer 10.
From the transformer 10 to the intermediate tap o1.
Is excited, a voltage is also generated in its secondary winding, the diode 11 becomes conductive, and the smoothing capacitor 13 is charged. Next, when the switching element 22 is turned on, the exciting inductance of the transformer 10 becomes zero as described above and becomes the same as the short-circuit state, no voltage is generated in the secondary winding of the transformer 10, and Excitation energy is stored in the reactor 1. In this state, the switching element 8 is
When the switching element 9 is turned on when the switching element 9 is turned on, the current path through the primary winding of the transformer 10 becomes only a path from one terminal v1 of the transformer 10 to the intermediate tap o1, and the transformer 10 is excited and A voltage is also generated in the next winding, and the diode 12 is turned on, and the smoothing capacitor 13
Is charged.

【0030】また、交流入力端子Vの電圧が交流入力端
子Uの電圧より大きい時は、回路の正負対称性からスイ
ッチング素子22,8,9の代わりに各々スイッチング
素子21,6,7が、またダイオード2,24,26の
代わりに各々ダイオード3,23,25が前記と同様の
動作を行う。この様な動作を繰り返すことにより、変圧
器10の1次巻線には交流入力の周波数より高い周波数
の電圧が印加され、高周波絶縁変換を実現している。ま
たスイッチング素子21,22,6〜9のON/OFF
のさせかたを交流リアクトル1の電流が交流入力電圧と
位相が同じで、かつ正弦波状になるように行うことによ
り、交流入力の力率はほぼ1になる。
When the voltage at the AC input terminal V is higher than the voltage at the AC input terminal U, the switching elements 21, 6, and 7 are replaced with the switching elements 22, 8, and 7, respectively, because of the positive / negative symmetry of the circuit. Instead of the diodes 2, 24 and 26, the diodes 3, 23 and 25 perform the same operation as described above. By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the primary winding of the transformer 10, thereby realizing high-frequency insulation conversion. ON / OFF of the switching elements 21, 22, 6 to 9
The power factor of the AC input becomes approximately 1 by performing the operation so that the current of the AC reactor 1 has the same phase as the AC input voltage and has a sinusoidal waveform.

【0031】図4は請求項6に関わる発明の第2の実施
例を示す。図3との違いは、2次側の整流ダイオード1
1と12に各々スイッチング素子27,28が逆並列に
付け加えられているところだけである。その動作につい
ても図3と同様で、同じ番号のついている部品は同じ動
作をおこなう。さらに、スイッチング素子27は,スイ
ッチング素子8及び7と同期してON/OFFを行い、
スイッチング素子28は、スイッチング素子6及び9と
同期してON/OFFを行う。ここで、スイッチング素
子21,22,6〜9および27,28のON/OFF
のさせかたを調整することで、交流入力電流を任意の位
相で、かつ任意の波形に制御することが可能となり、い
わゆる高調波補償装置(アクティブフィルタ)としての
機能も兼ね備えることができる。さらに、この装置が高
周波絶縁形のDC/ACコンバータ(インバータ)とし
て機能できることは云うまでもない。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The difference from FIG. 3 is that the secondary side rectifier diode 1
The only difference is that switching elements 27 and 28 are added in antiparallel to 1 and 12, respectively. The operation is the same as that of FIG. 3, and the components having the same numbers perform the same operation. Further, the switching element 27 performs ON / OFF in synchronization with the switching elements 8 and 7,
The switching element 28 performs ON / OFF in synchronization with the switching elements 6 and 9. Here, ON / OFF of switching elements 21, 22, 6-9 and 27, 28
By adjusting the method, the AC input current can be controlled at an arbitrary phase and an arbitrary waveform, and can also have a function as a so-called harmonic compensator (active filter). Further, it goes without saying that this device can function as a high-frequency insulating DC / AC converter (inverter).

【0032】[0032]

【発明の効果】請求項1,2に関わる発明によれば、交
流リアクトル1にエネルギを蓄積する時にはダイオード
1個(2または3)とスイッチング素子2個の並列回路
(8と9の並列または6と7の並列)で電流を流し、ま
た変圧器の2次側へエネルギを放出する時には、ダイオ
ード1個とスイッチング素子1個が電流を流すだけとな
るようにしたので、従来回路に比べ電流の通過する素子
数が減少し、発生損失が減少するため、変換効率が向上
すると同時に冷却装置を小型化でき、装置全体を小型・
低価格化できる。
According to the first and second aspects of the present invention, when energy is stored in the AC reactor 1, a parallel circuit of one diode (2 or 3) and two switching elements (parallel of 8 and 9 or 6 When a current flows and the energy is released to the secondary side of the transformer, only one diode and one switching element flow the current. Since the number of elements passing through is reduced and the generated loss is reduced, the cooling efficiency can be improved and the cooling device can be downsized.
Price can be reduced.

【0033】請求項3,4,5に関わる発明においても
半導体回路の構成および変圧器1次側電流経路内の半導
体素子数は上記の請求項1,2に関わる発明と同じであ
り前記と同様の効果が得られる。また請求項6に関わる
発明においても、交流リアクトル1にエネルギを蓄積す
る時には、スイッチング素子1個(21または22)と
ダイオード2個の並列回路(23と25の並列または2
4と26の並列)で電流を流し、また変圧器の2次側へ
エネルギを放出する時にはダイオード1個とスイッチン
グ素子1個だけが電流を流すだけとなるようにしたの
で、従来回路に比べ電流の通過する素子数が減少し、発
生損失が減少するため、変換効率が向上すると同時に冷
却装置を小形化でき、装置全体を小形・低価格化でき
る。
Also in the inventions according to the third, fourth and fifth aspects, the configuration of the semiconductor circuit and the number of semiconductor elements in the current path on the primary side of the transformer are the same as those of the first and second aspects of the present invention. The effect of is obtained. Also in the invention according to claim 6, when energy is stored in the AC reactor 1, a parallel circuit of one switching element (21 or 22) and two diodes (parallel circuit of 23 and 25 or 2
4 and 26 in parallel), and when discharging energy to the secondary side of the transformer, only one diode and one switching element flow current. Since the number of elements passing through decreases and the generation loss decreases, the conversion efficiency can be improved, and at the same time, the cooling device can be downsized, and the entire device can be reduced in size and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1,2に関わる発明の実施例としての構
成を示す回路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration as an embodiment of the invention according to claims 1 and 2;

【図2】請求項3,4,5に関わる発明の実施例として
の構成を示す回路図
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration as an embodiment of the invention according to claims 3, 4, and 5;

【図3】請求項6に関わる発明の第1の実施例としての
構成を示す回路図
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration as a first embodiment of the invention according to claim 6;

【図4】請求項6に関わる発明の第2の実施例としての
構成を示す回路図
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration as a second embodiment of the invention according to claim 6;

【図5】従来のコンバータの回路図FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流リアクトル 2 ダイオード 3 ダイオード 6 スイッチング素子 7 スイッチング素子 8 スイッチング素子 9 スイッチング素子 10 変圧器 11 ダイオード 12 ダイオード 13 平滑用コンデンサ 14 コンデンサ 15 直流リアクトル 21 スイッチング素子 22 スイッチング素子 23 ダイオード 24 ダイオード 25 ダイオード 26 ダイオード 27 スイッチング素子 28 スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC reactor 2 Diode 3 Diode 6 Switching element 7 Switching element 8 Switching element 9 Switching element 10 Transformer 11 Diode 12 Diode 13 Smoothing capacitor 14 Capacitor 15 DC reactor 21 Switching element 22 Switching element 23 Diode 24 Diode 25 Diode 26 Diode 27 Switching element 28 Switching element

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/219 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/219

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】単相交流を高周波の交流に変換して、変圧
器の中間タップ付の1次巻線に印加し、この変圧器の2
次巻線の出力電圧を自身の直流出力端子間にコンデンサ
を持つ両波整流回路を介して取出すコンバータ回路にお
いて、 第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカソ
ードとを接続し、 第1ないし第4の4つのスイッチング素子からなるブリ
ッジ回路であって、第1,第2の2つのスイッチング素
子を直流正極端子側に持ち、第3,第4の2つのスイッ
チング素子を直流負極端子側に持つブリッジ回路の前記
直流正極端子と前記第1のダイオードのカソードとを接
続し、 前記ブリッジ回路の直流負極端子と前記第2のダイオー
ドのアノードとを接続し、 前記ブリッジ回路の2つの交流端子を前記変圧器1次巻
線の両端に夫々接続し、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点と、前記変圧
器1次巻線の中間タップとの間に交流リアクトルを介し
て前記単相交流の電源を接続したことを特徴とするコン
バータ回路。
1. A single-phase alternating current is converted to a high-frequency alternating current and applied to a primary winding with an intermediate tap of a transformer.
In a converter circuit for taking out the output voltage of the next winding via a double-wave rectifier circuit having a capacitor between its own DC output terminals, an anode of a first diode and a cathode of a second diode are connected, A bridge circuit comprising four fourth switching elements, wherein the first and second two switching elements are provided on a DC positive terminal side, and the third and fourth two switching elements are provided on a DC negative terminal side. Connecting the DC positive terminal of the bridge circuit to the cathode of the first diode; connecting the DC negative terminal of the bridge circuit to the anode of the second diode; connecting the two AC terminals of the bridge circuit to the AC terminal An AC rear terminal connected between both ends of the transformer primary winding, and a connection point between the first and second diodes and an intermediate tap of the transformer primary winding; Converter circuit, characterized in that connect the power of the single-phase AC through Torr.
【請求項2】請求項1に記載のコンバータ回路におい
て、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点の電位が前記
変圧器1次巻線の中間タップの電位より高い時は、前記
第1,第2のスイッチング素子を、この2つの素子の同
時オンの期間を間に挟みながら、交互にオン/オフする
ことを繰返し、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点の電位が前記
変圧器1次巻線の中間タップの電位より低い時は、前記
第3,第4のスイッチング素子を、この2つの素子の同
時オンの期間を間に挟みながら、交互にオン/オフする
ことを繰返すようにしたことを特徴とするコンバータ回
路。
2. The converter circuit according to claim 1, wherein when a potential at a connection point between the first and second diodes is higher than a potential at an intermediate tap of the primary winding of the transformer, the first circuit is connected to the first diode. , The second switching element is alternately turned on / off alternately with the simultaneous on period of the two elements interposed therebetween, and the potential at the connection point between the first and second diodes is changed by the transformation. When the potential is lower than the potential of the intermediate tap of the primary winding of the switch, the third and fourth switching elements are repeatedly turned on / off alternately with the simultaneous on period of the two elements interposed therebetween. A converter circuit characterized in that:
【請求項3】単相交流を高周波の交流に変換して、変圧
器の中間タップ付の1次巻線に印加し、この変圧器の2
次巻線の出力電圧を自身の直流出力端子間に第1のコン
デンサを持つ両波整流回路を介して取出すコンバータ回
路において、 第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカソ
ードとを接続し、 第1ないし第4の4つのスイッチン
グ素子からなるブリッジ回路であって、第1,第2の2
つのスイッチング素子を直流正極端子側に持ち、第3,
第4の2つのスイッチング素子を直流負極端子側に持つ
ブリッジ回路の前記直流正極端子と前記第1のダイオー
ドのカソードとを接続し、 前記ブリッジ回路の直流負極端子と前記第2のダイオー
ドのアノードとを接続し、 前記ブリッジ回路の2つの交流端子を前記変圧器1次巻
線の両端に夫々接続し、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点と、前記変圧
器1次巻線の中間タップとの間に前記単相交流の電源を
接続し、 前記両波整流回路のいずれかの直流出力端子とこの端子
に接続された前記第1のコンデンサの端子との間に直流
リアクトルを挿入したことを特徴とするコンバータ回
路。
3. A single-phase alternating current is converted into a high-frequency alternating current and applied to a primary winding with an intermediate tap of the transformer.
In a converter circuit for taking out the output voltage of the next winding via a dual-wave rectifier circuit having a first capacitor between its own DC output terminals, an anode of a first diode and a cathode of a second diode are connected; A bridge circuit comprising first to fourth switching elements, wherein the first, second, and second switching elements are
Holding three switching elements on the DC positive terminal side,
Connecting the DC positive terminal of the bridge circuit having the fourth two switching elements on the DC negative terminal side to the cathode of the first diode; and connecting the DC negative terminal of the bridge circuit and the anode of the second diode to each other. And connecting two AC terminals of the bridge circuit to both ends of the transformer primary winding, respectively, and a connection point between the first and second diodes and an intermediate point between the transformer primary windings. The single-phase AC power supply was connected between the tap and a tap, and a DC reactor was inserted between any one of the DC output terminals of the double-wave rectifier circuit and the terminal of the first capacitor connected to this terminal. A converter circuit characterized by the above.
【請求項4】請求項3に記載のコンバータ回路におい
て、前記単相交流の電源間に第2のコンデンサを接続
し、この第2のコンデンサから該単相交流電源側を見た
電源ラインに交流リアクトルを挿入したことを特徴とす
るコンバータ回路。
4. A converter circuit according to claim 3, wherein a second capacitor is connected between said single-phase AC power supplies, and said second capacitor is connected to a power supply line as viewed from said single-phase AC power supply side. A converter circuit having a reactor inserted.
【請求項5】請求項3または請求項4に記載のコンバー
タ回路において、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点の電位が前記
変圧器1次巻線の中間タップの電位より高い時は、前記
第1,第2のスイッチング素子を、この2つの素子の同
時オフの期間を必要に応じて間に挟みながら、交互にオ
ン/オフすることを繰返し、 前記第1,第2のダイオード同士の接続点の電位が前記
変圧器1次巻線の中間タップの電位より低い時は、前記
第3,第4のスイッチング素子を、この2つの素子の同
時オフの期間を必要に応じて間に挟みながら、交互にオ
ン/オフすることを繰返すようにしたことを特徴とする
コンバータ回路。
5. The converter circuit according to claim 3, wherein a potential at a connection point between the first and second diodes is higher than a potential at an intermediate tap of the primary winding of the transformer. Repeating the on / off of the first and second switching elements alternately while interposing the simultaneous off period of the two elements as necessary, When the potential of the connection point is lower than the potential of the intermediate tap of the primary winding of the transformer, the third and fourth switching elements are connected between the two elements at the same time, if necessary. A converter circuit characterized in that it alternately turns on and off while being sandwiched.
【請求項6】単相交流を高周波の交流に変換して、変圧
器の中間タップ付きの1次巻線に印加し、この変圧器の
2次巻線の出力電圧を自身の直流出力端子間にコンデン
サを持つ両波整流回路を介して取り出すコンバータ回路
において、 6つのスイッチング素子と、その全てのスイッチング素
子各々に逆並列接続されたダイオードとからなる、第1
ないし第3の3つのアーム対を持つブリッジ回路であっ
て、その第2,第3のアーム対の2つの交流端子を前記
変圧器1次巻線の両端に夫々接続し、 前記第1のアーム対の交流端子と、前記変圧器1次巻線
の中間タップとの間に交流リアクトルを介して前記単相
交流の電源を接続したことを特徴とするコンバータ回
路。
6. A single-phase alternating current is converted into a high-frequency alternating current and applied to a primary winding having an intermediate tap of a transformer, and an output voltage of a secondary winding of the transformer is applied between its own DC output terminals. A converter circuit that takes out via a double-wave rectifier circuit having a capacitor, comprising: six switching elements; and diodes connected in anti-parallel to all of the switching elements.
A bridge circuit having third to third arm pairs, wherein two AC terminals of the second and third arm pairs are respectively connected to both ends of the transformer primary winding; A converter circuit, wherein the single-phase AC power source is connected between a pair of AC terminals and an intermediate tap of the transformer primary winding via an AC reactor.
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