JP3378562B2 - Single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter - Google Patents

Single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter

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JP3378562B2 JP2000251118A JP2000251118A JP3378562B2 JP 3378562 B2 JP3378562 B2 JP 3378562B2 JP 2000251118 A JP2000251118 A JP 2000251118A JP 2000251118 A JP2000251118 A JP 2000251118A JP 3378562 B2 JP3378562 B2 JP 3378562B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力と直流電
力との間で、単一主回路を用いて電力エネルギーを高効
率および低歪み率で双方向に変換する単三線式AC/
DC双方向コンバータに関する。特に、各種電池の充放
電を低損失で行う装置を対象とし、最も代表的な例とし
ては、最近話題の昼夜電力の平準化のために、夜間電力
を利用して電力の蓄電を行い、昼間に電力回生を行う技
術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single- phase three-wire AC / AC which converts power energy between AC power and DC power bidirectionally with high efficiency and low distortion rate by using a single main circuit.
It relates to a DC bidirectional converter. In particular, it targets devices that charge and discharge various batteries with low loss, and the most typical example is the use of night power to store power during the daytime in order to level the power of day and night, which has recently become a hot topic. Technology related to power regeneration.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力エネルギーの有効利用は、今や世界
的規模の課題となっており、特に電力の給配電系におけ
る昼夜間の不均衡が発電設備の利用率低下の一因になっ
ている。
2. Description of the Related Art The effective utilization of electric power energy has become a global problem nowadays, and in particular, the imbalance between the power supply and distribution system during the day and night is one of the causes of the decrease in the utilization rate of power generation equipment.

【0003】我が国でも、電力各社は、一般家庭に対し
ては、深夜電力の料金体系を昼間の1/3程度に設定して
一日の電力消費の平準化を図ろうとしているが、これに
は安価なエネルギー蓄積装置の開発が必要である。
Even in Japan, electric power companies are trying to equalize daily power consumption by setting the late-night power charge system to about 1/3 during the daytime for ordinary households. Needs to develop an inexpensive energy storage device.

【0004】電力を夜間に蓄えて昼間に回生するために
一般に用いられる方法は、交流からいったん直流に変換
して電池に充電し、充電した電力を交流側に回生するの
が最も効率の高い方法であるが、電池自体の長寿命化と
経済化、さらにAC/DCおよびDC/ACへの変換装置の合理化
および経済化も必要である。
The most commonly used method for storing electric power at night and regenerating it in the daytime is to convert AC to DC once, charge the battery, and regenerate the charged electric power to the AC side. However, it is also necessary to extend the life of the battery itself and make it economical, and also rationalize and make economical the AC / DC and DC / AC converters.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図10は従来の充放電
装置の概略構成を示すブロック図である。図10に示す
ように、従来は、充電を行うAC/DC充電器31と、電力
回生を行うDC/ACインバータ32とを別個に設けてい
た。このため、設備コストが高くなり、小型化も阻害す
る要因になっていた。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional charging / discharging device. As shown in FIG. 10, conventionally, an AC / DC charger 31 for charging and a DC / AC inverter 32 for regenerating electric power are separately provided. For this reason, the equipment cost becomes high, which is also a factor that hinders miniaturization.

【0006】特に、従来のAC/DC充電器は、整流ブリッ
ジと半導体スイッチによるPWM制御技術で構成され、
同一容量のDC/ACインバータよりも小型化が可能で低コ
ストで実現できるが、電源の高調波対策を行った入力電
流正弦波の充電器は、同容量のインバータと容量および
コストが大差なくなってきている。
In particular, the conventional AC / DC charger is composed of a PWM control technique using a rectifying bridge and a semiconductor switch,
It can be made smaller than a DC / AC inverter of the same capacity and can be realized at low cost, but an input current sine wave charger with harmonics of the power supply has the same capacity and cost as an inverter of the same capacity. ing.

【0007】しかしながら、従来は、充放電を行うに
は、DC/ACインバータと充電器の両方を別個に設ける必
要があったため、充放電装置を小型化できず、コストも
高くなるという問題があった。
However, conventionally, in order to perform charging / discharging, it was necessary to separately provide both the DC / AC inverter and the charger, so that there was a problem that the charging / discharging device could not be downsized and the cost was increased. It was

【0008】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、小型化が可能で低コストで実
現可能な単三線式AC/DC双方向コンバータを提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter that can be miniaturized and realized at low cost. is there.

【0009】上述した課題を解決するために、本発明
は、第1〜第3の交流端子に接続されたノイズフィルタ
と、このノイズフィルタの一部を構成するコンデンサと
を有する単相三線式交流電源と、充放電可能な電池の両
端間に直列接続された第1および第2のスイッチング素
子と、前記電池の両端間に直列接続された第3および第
4のスイッチング素子と、前記第1および第2のスイッ
チング素子の接続点と前記単相三線式交流電源の端子と
の間に接続された第1のインダクタ素子と、前記第3お
よび第4のスイッチング素子の接続点と前記単相三線式
交流電源の端子との間に接続された第2のインダクタ素
子と、前記第1のスイッチング素子に並列接続された第
1のダイオードと、前記第2のスイッチング素子に並列
接続された第2のダイオードと、前記第3のスイッチン
グ素子に並列接続された第3のダイオードと、前記第4
のスイッチング素子に並列接続された第4のダイオード
と、前記電池の両端間に接続された第1のキャパシタ素
子と、前記電池の一端と中性線との間に接続された第2
のキャパシタ素子と、前記電池の他端と中性線との間に
接続された第3のキャパシタ素子と、前記電池の一端と
中性線との間に接続された第5のダイオードと、前記電
池の他端と中性線との間に接続された第6のダイオード
と、前記第5および第6のダイオードの接続点と、前記
第2および第3のキャパシタ素子の接続点と、の間に接
続されたスイッチと、前記第1〜第4のスイッチング素
子と前記スイッチとのオン・オフを制御する制御回路
と、を備え、前記制御回路は、前記電池の充電時には、
前記単相三線式交流電源が正の半サイクルの間に、前記
第2のスイッチング素子をオン・オフ制御し、かつ、前
記単相三線式交流電源が負の半サイクルの間に、前記第
1のスイッチング素子をオン・オフ制御し、かつ、前記
電池の放電による前記単相三線式交流電源側への電力回
生時には、前記第1および第2のスイッチング素子をオ
ン・オフ制御して正位相の正弦波電圧を前記第1および
第2の交流端子間に供給し、かつ前記第3および第4の
スイッチング素子をオン・オフ制御して負位相の正弦波
電圧を前記第2および第3の交流端子間に供給する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a single-phase three-wire AC having a noise filter connected to first to third AC terminals and a capacitor forming a part of this noise filter. A power source, first and second switching elements connected in series between both ends of a chargeable and dischargeable battery, third and fourth switching elements connected in series between both ends of the battery, and the first and second A first inductor element connected between a connection point of a second switching element and a terminal of the single-phase three-wire AC power supply, a connection point of the third and fourth switching elements, and the single-phase three-wire type A second inductor element connected to a terminal of the AC power source, a first diode connected in parallel to the first switching element, and a second inductor element connected in parallel to the second switching element. And the odd, and the third third diode connected in parallel to the switching element, the fourth
A fourth diode connected in parallel to the switching element, a first capacitor element connected across the battery, and a second capacitor connected between one end of the battery and a neutral wire.
A capacitor element, a third capacitor element connected between the other end of the battery and a neutral wire, a fifth diode connected between one end of the battery and a neutral wire, Between a sixth diode connected between the other end of the battery and the neutral wire, a connection point of the fifth and sixth diodes, and a connection point of the second and third capacitor elements And a control circuit for controlling ON / OFF of the first to fourth switching elements and the switch, the control circuit, when charging the battery,
During the positive half cycle of the single-phase three-wire AC power supply, the second switching element is turned on and off, and during the negative half-cycle of the single-phase three-wire AC power supply, the first switching element is turned on and off. ON / OFF control of the switching element, and at the time of power regeneration to the side of the single-phase three-wire AC power source due to discharge of the battery, ON / OFF control of the first and second switching elements is performed to control the positive phase. A sine wave voltage is supplied between the first and second AC terminals, and the third and fourth switching elements are controlled to be turned on / off to supply a negative phase sine wave voltage to the second and third AC terminals. Supply between terminals.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る単三線式A
C/DC双方向コンバータについて、図面を参照しなが
ら具体的に説明する。本発明は、国内一般家庭で標準に
なってきた単相三線式(日本国内では100V+100Vの両
端200V)の交流電源に接続される単一の主回路を用い
て、この主回路を充電時には入力電流正弦波(高調波対
策)充電器として動作させ、放電(電力回生)時には単
相三線式の正弦波インバータとして動作させるものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A single- phase three-wire system A according to the present invention will be described below.
The C / DC bidirectional converter will be specifically described with reference to the drawings. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses a single main circuit connected to an AC power source of a single-phase three-wire system (in Japan, 100V + 100V, both ends of 200V) that has become standard in domestic households, and this main circuit is charged with an input current. It operates as a sine wave (countermeasure against harmonics) charger, and operates as a single-phase three-wire sine wave inverter during discharge (power regeneration).

【0011】(第1の実施形態) 図1は本発明に係る単三線式AC/DC双方向コンバ
ータの第1の実施形態の回路図、図2は本発明に係る単
線三線式AC/DC双方向コンバータの概念図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to the present invention, and FIG. 2 is a single-wire three-wire AC / DC according to the present invention. It is a conceptual diagram of a bidirectional converter.

【0012】図2に示すように、本実施形態の単三線
式AC/DC双方向コンバータは、充電を行うAC/DC充
電器と電力回生を行うDC/ACインバータとを一つにまと
めた回路20を単相三線式交流電源21に接続する点に
特徴がある。
As shown in FIG. 2, the single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter of this embodiment has an AC / DC charger for charging and a DC / AC inverter for regenerating power as one unit. A feature is that the circuit 20 is connected to a single-phase three-wire type AC power supply 21.

【0013】図1の単三線式AC/DC双方向コンバ
ータは、第1〜第3の交流端子TP1,TP2,TP3
に接続されたノイズフィルタ1と、このノイズフィルタ
1の一部を構成するキャパシタ素子C1,C2とを有す
る単相三線式交流電源2と、充放電可能な電池3と、電
池3の両端間に直列接続された第1および第2のスイッ
チング素子Q1,Q2と、電池3の両端間に直列接続さ
れた第3および第4のスイッチング素子Q3,Q4と、
第1および第2のスイッチング素子Q1,Q2の接続点
と単相三線式交流電源2の端子との間に接続された第1
のリアクトルL1と、第3および第4のスイッチング素
子Q3,Q4の接続点と単相三線式交流電源2の端子と
の間に接続された第2のリアクトルL2と、第1のスイ
ッチング素子Q1のソース端子およびドレイン端子間に
接続された第1のダイオードD1と、第2のスイッチン
グ素子Q2のソース端子およびドレイン端子間に接続さ
れた第2のダイオードD2と、第3のスイッチング素子
Q3のソース端子およびドレイン端子間に接続された第
3のダイオードD3と、第4のスイッチング素子Q4の
ソース端子およびドレイン端子間に接続された第4のダ
イオードD4と、電池3の両端間に接続された高周波ノ
イズ吸収用の第1のキャパシタ素子C3と、電池3の+
端と中性線NLとの間に接続された第2のキャパシタ素
子C4と、電池3の他端と中性線NLとの間に接続され
た第3のキャパシタ素子C5と、電池3の+端と中性線
NLとの間に接続された第5のダイオードD5と、電池
3の他端と中性線NLとの間に接続された第6のダイオ
ードD6と、第5および第6のダイオードD5,D6の
接続点と第2および第3のキャパシタ素子C4,C5の
接続点との間に接続されたスイッチ4と、第1〜第4の
スイッチング素子Q1〜Q4とスイッチ4とのオン・オ
フを制御する制御回路5と、を備えている。
The single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter of FIG. 1 has first to third AC terminals TP1, TP2, TP3.
A single-phase three-wire AC power supply 2 having a noise filter 1 connected to the capacitor 1, and capacitor elements C1 and C2 forming a part of the noise filter 1, a chargeable / dischargeable battery 3, and between both ends of the battery 3. First and second switching elements Q1 and Q2 connected in series, and third and fourth switching elements Q3 and Q4 connected in series between both ends of the battery 3,
The first connected between the connection point of the first and second switching elements Q1 and Q2 and the terminal of the single-phase three-wire AC power supply 2
Of the first switching element Q1 and the second reactor L2 connected between the connection point of the third and fourth switching elements Q3 and Q4 and the terminal of the single-phase three-wire AC power supply 2 A first diode D1 connected between the source terminal and the drain terminal, a second diode D2 connected between the source terminal and the drain terminal of the second switching element Q2, and a source terminal of the third switching element Q3. And a third diode D3 connected between the drain terminals, a fourth diode D4 connected between the source terminal and the drain terminal of the fourth switching element Q4, and high-frequency noise connected across the battery 3. The first capacitor element C3 for absorption and the + of the battery 3
A second capacitor element C4 connected between the end and the neutral wire NL, a third capacitor element C5 connected between the other end of the battery 3 and the neutral wire NL, and a + of the battery 3. A fifth diode D5 connected between the end and the neutral line NL; a sixth diode D6 connected between the other end of the battery 3 and the neutral line NL; and a fifth and a sixth diode D6. Turning on the switch 4 connected between the connection point of the diodes D5 and D6 and the connection point of the second and third capacitor elements C4 and C5, and the first to fourth switching elements Q1 to Q4 and the switch 4 A control circuit 5 for controlling the off state is provided.

【0014】第1〜第3の交流端子TP1,TP2,T
P3には、例えばそれぞれAC0V、100V、200Vが印
加される。第1および第2のリアクトルL1,L2は、
充電時には昇圧チョッパ用リアクトルとして作用し、電
力回生(放電)時には正弦波インバータのフィルタとし
て作用する。
First to third AC terminals TP1, TP2, T
For example, AC0V, 100V, and 200V are applied to P3, respectively. The first and second reactors L1 and L2 are
It acts as a boost chopper reactor during charging and as a sine wave inverter filter during power regeneration (discharge).

【0015】第1〜第4のスイッチング素子Q1〜Q4
と、これらスイッチング素子にそれぞれ並列接続された
第1〜第4のダイオードD1〜D4とは、充電時には高
力率整流器として作用し、電力回生時にはブリッジ形イ
ンバータ10として作用する。
First to fourth switching elements Q1 to Q4
And the first to fourth diodes D1 to D4 respectively connected in parallel to these switching elements act as a high power factor rectifier during charging and act as a bridge inverter 10 during power regeneration.

【0016】第5および第6のダイオードD5,D6
は、入力電源端子TP1,TP2間、またはTP2,T
P3間の電圧のみで充電する場合にダイオードD1〜D
4に代わって電流を流す役割を果たす。
Fifth and sixth diodes D5, D6
Is between the input power terminals TP1 and TP2, or TP2 and T
When charging only with the voltage between P3, diode D1-D
Instead of 4, it plays the role of passing an electric current.

【0017】第2および第3のキャパシタ素子C4,C
5は、大容量の電解コンデンサであり、電池3を用いな
い単独負荷運転時の直流出力リップルを減少させるため
に設けられる。スイッチ4は、充電時にはオフされ、電
力回生(放電)時にはオンされる。
Second and third capacitor elements C4, C
Reference numeral 5 is a large-capacity electrolytic capacitor, which is provided to reduce the DC output ripple during single load operation without using the battery 3. The switch 4 is turned off during charging and turned on during power regeneration (discharging).

【0018】図1の単三線式AC/DC双方向コンバ
ータの充電時の動作として、第1および第2のスイッチ
ング素子Q1,Q2をオン・オフ制御して充電を行う場
合と、第2および第4のスイッチング素子Q2,Q4を
オン・オフ制御して充電を行う場合とがある。
As the operation during charging of the single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter shown in FIG. 1, the first and second switching elements Q1 and Q2 are on / off controlled to perform charging, and the second and second switching elements Q1 and Q2 are charged. There is a case where the fourth switching elements Q2 and Q4 are on / off controlled to perform charging.

【0019】本実施形態では、第1および第2のスイッ
チング素子Q1,Q2をオン・オフ制御して充電を行う
場合について説明する。図3はTP1がTP2に対して
正の半サイクル時の電流経路を矢印で示した図である。
第2のスイッチング素子Q2がオンの場合には、図示の
実線矢印で示すように、第1のリアクトルL1、第2の
トランジスタQ2、第4のダイオードD4、および第2
のリアクトルL2を経て電流が流れ、第1および第2の
リアクトルL1,L2にエネルギーが蓄積される。
In the present embodiment, a case will be described in which the first and second switching elements Q1 and Q2 are on / off controlled to perform charging. FIG. 3 is a diagram showing by arrows the current paths when TP1 is a positive half cycle with respect to TP2.
When the second switching element Q2 is turned on, the first reactor L1, the second transistor Q2, the fourth diode D4, and the second
A current flows through the reactor L2 and the energy is accumulated in the first and second reactors L1 and L2.

【0020】また、第2のスイッチング素子Q2がオフ
の場合には、第1および第2のリアクトルL1,L2は
同じ方向に電流を流そうとするため、図示の点線矢印で
示すように、第1のリアクトルL1、第1のダイオード
D1、第2、第3のキャパシタ素子C4,C5および電
池3、第4のダイオードD4、および第2のリアクトル
L2を経て電流が流れる。
When the second switching element Q2 is off, the first and second reactors L1 and L2 try to flow current in the same direction, so that the first and second reactors L1 and L2, as shown by the dotted arrow in the figure, A current flows through the first reactor L1, the first diode D1, the second and third capacitor elements C4 and C5 and the battery 3, the fourth diode D4, and the second reactor L2.

【0021】一方、図4は負の半サイクル時の電流経路
を矢印で示した図である。第1のスイッチング素子Q1
がオンの場合には、図4の実線矢印で示すように、第2
のリアクトルL2、第3のダイオードD3、第1のスイ
ッチング素子Q1、および第1のリアクトルL1を経て
電流が流れる。
On the other hand, FIG. 4 is a diagram showing by arrows the current paths in the negative half cycle. First switching element Q1
When is on, as indicated by the solid arrow in FIG.
A current flows through the reactor L2, the third diode D3, the first switching element Q1, and the first reactor L1.

【0022】また、第1のスイッチング素子Q1がオフ
の場合には、図4の点線矢印で示すように、第2のリア
クトルL2、第3のダイオードD3、第2、第3のキャ
パシタ素子C4,C5および電池3、第2のダイオード
D2、および第1のリアクトルL1を経て電流が流れ
る。
When the first switching element Q1 is off, the second reactor L2, the third diode D3, the second and third capacitor elements C4, as shown by the dotted arrow in FIG. A current flows through C5, the battery 3, the second diode D2, and the first reactor L1.

【0023】このように、正のサイクル時も負のサイク
ル時も、電池3には同じ方向に電流が流れるため、高力
率に充電を行うことができる。
As described above, since the current flows in the same direction in the battery 3 during both the positive cycle and the negative cycle, it is possible to perform charging with a high power factor.

【0024】図5は図2〜図4の制御回路5の内部構成
例を示すブロック図である。図示のように、制御回路5
は、ダイオードD11〜D16と、フィルタ11,12と、
昇圧型力率改善専用IC(PFC-IC)13と、電流変成器
14,15,16と、オペアンプOP1,OP2と、インバ
ータIV1〜IV6と、クランプ回路17と、充放電切替ス
イッチ18と、論理ゲートG1〜G13と、駆動回路19
〜23と、スイッチング電源制御用PWM-IC24と、ダイ
オードブリッジ25と、アナログ乗算器26と、三角波
を発生する三角波発生器27と、比較器28,29と、
駆動回路19〜23に電源電圧を供給する電力モジュー
ル30とを有する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit 5 shown in FIGS. As shown, the control circuit 5
Are diodes D11 to D16, filters 11 and 12,
Step-up type power factor correction dedicated IC (PFC-IC) 13, current transformers 14, 15 and 16, operational amplifiers OP1 and OP2, inverters IV1 to IV6, a clamp circuit 17, a charge / discharge switch 18, and a logic Gates G1 to G13 and drive circuit 19
23, a switching power supply control PWM-IC 24, a diode bridge 25, an analog multiplier 26, a triangular wave generator 27 for generating a triangular wave, and comparators 28 and 29,
The power supply module 30 supplies a power supply voltage to the drive circuits 19 to 23.

【0025】電流変成器14は第1のリアクトルL1を
流れる電流を検出し、電流変成器15は第2のリアクト
ルL2を流れる電流を検出する。電流変成器14,15
は、入力された交流信号の半サイクルごとに動作する。
電流変成器14,15の出力はオペアンプOP1,OP2に
て増幅された後、ダイオードD13,D14で論理和が取ら
れて、PFC-IC13の電流検出端子に印加される。
The current transformer 14 detects the current flowing through the first reactor L1 and the current transformer 15 detects the current flowing through the second reactor L2. Current transformer 14, 15
Operates every half cycle of the input AC signal.
The outputs of the current transformers 14 and 15 are amplified by the operational amplifiers OP1 and OP2, and then ORed by the diodes D13 and D14 and applied to the current detection terminal of the PFC-IC13.

【0026】また、基準入力正弦波は、ダイオードD1
5,D16により二相半波整流され、抵抗R1を介してPFC
-IC13に内蔵された乗算器に供給される。PFC-IC13
の出力パルス幅により、入力電流波形が正弦波に近づく
ように制御される。
The reference input sine wave is a diode D1.
Two-phase half-wave rectification by 5, D16, PFC through resistor R1
-Supplied to the multiplier built in IC13. PFC-IC13
With the output pulse width of, the input current waveform is controlled so as to approach a sine wave.

【0027】充電時には、充放電切替スイッチ18の出
力接点がC側に切り替えられ、インバータIV6の出力は
ハイレベルになる。このため、論理ゲートG1〜G4の
出力はすべてハイレベルになる。論理ゲートG8,G9
の出力は、PFC-IC13の出力信号PFC-PWMの反転信号/P
FC-PWM(PFC-PWM信号の否定信号)になり、論理ゲート
G5,G6の出力は、PFC-IC13の出力と同じ信号PFC-
PWMになる。また、論理ゲートG12,G13の出力はロー
レベルになる。
During charging, the output contact of the charge / discharge switch 18 is switched to the C side, and the output of the inverter IV6 becomes high level. Therefore, the outputs of the logic gates G1 to G4 are all at the high level. Logic gates G8 and G9
Is the inverted signal of PFC-IC13 output signal PFC-PWM / P
It becomes FC-PWM (negative signal of PFC-PWM signal), and the output of logic gates G5 and G6 is the same signal as the output of PFC-IC13.
Becomes PWM. Further, the outputs of the logic gates G12 and G13 become low level.

【0028】このため、第1および第2のスイッチング
素子Q1,Q2は、PFC-IC13の出力信号PFC-PWMに応
じてオン・オフし、第3および第4のスイッチング素子
Q3,Q4は常にオフになる。より具体的には、正の半
サイクル時は、図3に示すように、第2のスイッチング
素子Q2のオン・オフにより電池3の充電が行われ、負
の半サイクル時は、図4に示すように、第1のスイッチ
ング素子Q1のオン・オフにより電池3の充電が行われ
る。
Therefore, the first and second switching elements Q1 and Q2 are turned on / off according to the output signal PFC-PWM of the PFC-IC 13, and the third and fourth switching elements Q3 and Q4 are always off. become. More specifically, during the positive half cycle, the battery 3 is charged by turning on / off the second switching element Q2 as shown in FIG. 3, and during the negative half cycle, as shown in FIG. Thus, the battery 3 is charged by turning on / off the first switching element Q1.

【0029】図3および図4では、第1および第2のス
イッチング素子Q1,Q2をオン・オフ制御して充電を
行う例を説明したが、第2および第4のスイッチング素
子Q2,Q4をオン・オフ制御して充電を行ってもよ
い。
In FIGS. 3 and 4, an example in which the first and second switching elements Q1 and Q2 are on / off controlled to perform charging has been described, but the second and fourth switching elements Q2 and Q4 are turned on. -You may charge by controlling the off.

【0030】一方、図6および図7は電力回生時の電流
経路を矢印で示した図であり、図6は正の半サイクルに
おける電流経路を示し、図7は負のサイクルにおける電
流経路を示している。
On the other hand, FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing the current path at the time of power regeneration by arrows, FIG. 6 shows the current path in the positive half cycle, and FIG. 7 shows the current path in the negative cycle. ing.

【0031】電力回生時は、スイッチ4は常にオン状態
に設定される。正のサイクル時は、端子TP1,TP2
間には、図6の一点鎖線矢印で示すように、第1のスイ
ッチング素子Q1、第1のリアクトルL1、およびスイ
ッチ4を経て電流が流れる。また、端子TP2,TP3
間には、図6の二点鎖線矢印で示すように、第2のリア
クトルL2、第4のスイッチング素子Q4、およびスイ
ッチ4を経て電流が流れる。
When power is regenerated, the switch 4 is always set to the ON state. During the positive cycle, terminals TP1 and TP2
In between, a current flows through the first switching element Q1, the first reactor L1, and the switch 4, as indicated by the one-dot chain line arrow in FIG. Also, terminals TP2 and TP3
In between, a current flows through the second reactor L2, the fourth switching element Q4, and the switch 4, as indicated by the two-dot chain line arrow in FIG.

【0032】一方、負の半サイクル時は、端子TP1,
TP2間には、図7の一点鎖線矢印で示すように、第2
のスイッチング素子Q2、スイッチ4、および第1のリ
アクトルL1を経て電流が流れる。また、端子TP2,
TP3間には、図7の二点鎖線矢印で示すように、第2
のリアクトルL2、スイッチ4、および第3のスイッチ
ング素子Q3を経て電流が流れる。
On the other hand, during the negative half cycle, the terminals TP1,
Between TP2, as shown by the one-dot chain line arrow in FIG.
A current flows through the switching element Q2, the switch 4, and the first reactor L1. Also, the terminals TP2,
Between TP3, as shown by the two-dot chain line arrow in FIG.
A current flows through the reactor L2, the switch 4, and the third switching element Q3.

【0033】図8は電力回生時の第1〜第4のスイッチ
ング素子Q1〜Q4の切替タイミングを示す図である。
電力回生時には、図6および図7の充放電切替スイッチ
18はD側に切り替えられる。このため、インバータI
V6の出力は「0」、インバータIV2の出力は
「1」、論理ゲートG4,G8,G9の出力は「1」に
なる。
FIG. 8 is a diagram showing switching timings of the first to fourth switching elements Q1 to Q4 during power regeneration.
During power regeneration, the charging / discharging changeover switch 18 of FIGS. 6 and 7 is switched to the D side. Therefore, the inverter I
The output of V6 is "0", the output of the inverter IV2 is "1", and the outputs of the logic gates G4, G8, G9 are "1".

【0034】乗算器26のX端子には、絶縁兼歪除去フ
ィルタ11を通過した基準正弦波が印加される。また、
この基準正弦波は、ダイオードブリッジ25により整流
平滑される。
The reference sine wave that has passed through the insulation / distortion removal filter 11 is applied to the X terminal of the multiplier 26. Also,
This reference sine wave is rectified and smoothed by the diode bridge 25.

【0035】交流電流検出器14,15の出力は、オペ
アンプOP1,OP2を介してダイオードD11,D12の
アノード端子に供給される。ダイオードD11,D12のカ
ソード端子からは、交流電流検出器14,15の出力の
論理和信号が出力される。
The outputs of the AC current detectors 14 and 15 are supplied to the anode terminals of the diodes D11 and D12 via the operational amplifiers OP1 and OP2. From the cathode terminals of the diodes D11 and D12, the logical sum signals of the outputs of the alternating current detectors 14 and 15 are output.

【0036】PWM-IC24は、ダイオードブリッジ25で
整流平滑された電圧信号と前記電流検出信号に基づい
て、定電圧・定電流制御のためのパルス変調信号を出力
する。これをフィルタで直流に直し、乗算器26のY端
子に入力する。乗算器26に加えられた基準正弦波信号
振幅は、Y端子の直流電圧により制御され、電力回生時
のインバータ出力、電圧および電流に適した振幅の基準
正弦波信号を出力する。
The PWM-IC 24 outputs a pulse modulation signal for constant voltage / constant current control based on the voltage signal rectified and smoothed by the diode bridge 25 and the current detection signal. This is converted to direct current by a filter and input to the Y terminal of the multiplier 26. The reference sine wave signal amplitude applied to the multiplier 26 is controlled by the DC voltage at the Y terminal, and outputs a reference sine wave signal having an amplitude suitable for the inverter output, voltage and current during power regeneration.

【0037】比較器28,29は、三角波発振器27か
ら出力された三角波信号と振幅制御された基準正弦波信
号とを比較し、図8に示すように、比較結果に応じたパ
ルス信号を出力する。インバータIV4,IV3はそれ
ぞれ比較器28,29の出力であるパルス信号の反転信
号を出力する。比較器28,29の出力とインバータI
V4,IV3の出力は、論理ゲートG1〜G4にそれぞ
れ入力される。
The comparators 28 and 29 compare the triangular wave signal output from the triangular wave oscillator 27 and the amplitude-controlled reference sine wave signal, and output a pulse signal according to the comparison result, as shown in FIG. . The inverters IV4 and IV3 output inverted signals of the pulse signals output from the comparators 28 and 29, respectively. Outputs of comparators 28 and 29 and inverter I
The outputs of V4 and IV3 are input to the logic gates G1 to G4, respectively.

【0038】このような制御により、図8に示すような
パルス電圧が電池3側からL1C1およびL2C2フィ
ルタに供給され、さらに、ノイズフィルタを通って単
交流端子TP1〜TP3側には、図8に示すような
正弦波電圧電流が回生される。
By such control, the pulse voltage as shown in FIG. 8 is supplied from the battery 3 side to the L1C1 and L2C2 filters, and further, through the noise filter, the single- phase three- wire AC terminals TP1 to TP3. A sine wave voltage current as shown in FIG. 8 is regenerated on the side.

【0039】なお、第1〜第4のスイッチング素子Q1
〜Q4をオン・オフするにあたり、実際には、デッドタ
イム付加回路や、主回路のスパイクパルス除去のための
スナバ回路などが必要になるが、上述した実施形態で
は、これらの回路を省略している。
The first to fourth switching elements Q1
In order to turn on / off Q4, a dead time adding circuit, a snubber circuit for removing spike pulses of the main circuit, etc. are actually required. However, in the above-described embodiment, these circuits are omitted. There is.

【0040】このように、本実施形態では、AC/DC充電
器とDC/ACインバータとを一つの回路にまとめたため、
従来に比べて回路構成を簡略化でき、小型化、低価格化
および消費電力の低減が図れる。また、第1〜第4のス
イッチング素子Q1〜Q4をオン・オフ制御することに
より、高効率および高力率で充放電を行うことができ
る。
As described above, in this embodiment, the AC / DC charger and the DC / AC inverter are combined into one circuit,
The circuit configuration can be simplified, size reduction, price reduction, and power consumption reduction can be achieved as compared with the related art. Further, by controlling the ON / OFF of the first to fourth switching elements Q1 to Q4, charging / discharging can be performed with high efficiency and high power factor.

【0041】(第2の実施形態)上述した第1の実施形
態は、第1および第2のスイッチング素子Q1,Q2を
オン・オフ制御して充電を行う例を説明したが、第2お
よび第4のスイッチング素子Q2,Q4をオン・オフ制
御して充電を行ってもよい。
(Second Embodiment) In the above-described first embodiment, an example in which the first and second switching elements Q1 and Q2 are on / off-controlled to perform charging has been described. The switching elements Q2 and Q4 of No. 4 may be controlled to be turned on / off to perform charging.

【0042】第2の実施形態は、制御回路5の構成が第
1の実施形態と一部異なる他は第1の実施形態と共通す
るため、以下では、相違点を中心に説明する。
The second embodiment is common to the first embodiment except that the configuration of the control circuit 5 is partly different from that of the first embodiment. Therefore, the difference will be mainly described below.

【0043】図9は本発明に係る単三線式AC/DC
双方向コンバータの第2の実施形態の回路図である。図
9の回路図では、充電時で負のサイクル時の電流の流れ
を矢印で表している。図9の制御回路5aは、論理ゲー
トG5の後段に論理ゲートG7を設ける代わりに、図5
の論理ゲートG13を省略した点に特徴がある。
FIG. 9 shows a single- phase three-wire AC / DC according to the present invention.
It is a circuit diagram of 2nd Embodiment of a bidirectional converter. In the circuit diagram of FIG. 9, arrows indicate current flows during charging and in negative cycles. The control circuit 5a shown in FIG. 9 does not include the logic gate G7 in the subsequent stage of the logic gate G5,
It is characterized in that the logic gate G13 is omitted.

【0044】図9において、第4のスイッチング素子Q
4がオンの場合には、第2のリアクトルL2、第4のス
イッチング素子Q4、第2のダイオードD2、および第
1のリアクトルL1を経て電流が流れる。
In FIG. 9, the fourth switching element Q
When 4 is on, a current flows through the second reactor L2, the fourth switching element Q4, the second diode D2, and the first reactor L1.

【0045】また、第4のスイッチング素子Q4がオフ
の場合には、第2のリアクトルL2、第3のダイオード
D3、電池3、第2のダイオードD2、および第1のリ
アクトルL1を経て電流が流れる。
When the fourth switching element Q4 is off, a current flows through the second reactor L2, the third diode D3, the battery 3, the second diode D2, and the first reactor L1. .

【0046】なお、正の半サイクル時は、図3と同様に
第2のスイッチング素子Q2をオン・オフ制御すること
により電池3への充電を行う。また、電力回生時は、図
6および図7と同様に、第1〜第4のスイッチング素子
Q1〜Q4をオン・オフ制御することにより、電池3の
放電を行う。
During the positive half cycle, the battery 3 is charged by controlling the ON / OFF of the second switching element Q2 as in the case of FIG. Further, at the time of power regeneration, the battery 3 is discharged by performing on / off control of the first to fourth switching elements Q1 to Q4, as in FIGS. 6 and 7.

【0047】このように、第2の実施形態も、第1の実
施形態と同様に、AC/DC充電器とDC/ACインバータとを一
つの回路にまとめて充放電を行うため、小型化、低価格
化および消費電力の低減が図れる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the AC / DC charger and the DC / AC inverter are integrated into one circuit for charging / discharging. The price can be reduced and the power consumption can be reduced.

【0048】上述した各実施形態において、制御回路
5,5aの回路構成は図示されたものに限定されない。
上述したタイミングで第1〜第4のスイッチング素子Q
1〜Q4をオン・オフ制御できる回路であれば、具体的
な回路構成は問わない。
In each of the above-described embodiments, the circuit configuration of the control circuits 5 and 5a is not limited to the illustrated one.
The first to fourth switching elements Q at the timing described above.
The specific circuit configuration does not matter as long as the circuit can control ON / OFF of 1 to Q4.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、単相三線式交流電源から電池への充電と、電池の
放電による単相三線式交流電源への電力回生とを、一つ
の回路で実現できるため、従来に比べて小型化、低価格
化および低消費電力化が可能になる。また、本発明を利
用して、夜間の安価な電力により電池の充電を行えば、
昼夜間の電力の平準化を実現できる。このため、本発明
による単相三線充放電装置が一般家庭に導入されれば、
各家庭の電力コストを抑制でき、電力の安定供給および
有効利用が可能になる。
As described in detail above, according to the present invention, charging of a battery from a single-phase three-wire AC power supply and regeneration of power to the single-phase three-wire AC power supply by discharging the battery can be achieved. Since it can be realized with one circuit, it is possible to achieve smaller size, lower price, and lower power consumption than ever before. Further, using the present invention, if the battery is charged with inexpensive electric power at night,
It is possible to achieve leveling of power during the day and night. Therefore, if the single-phase three-wire charging / discharging device according to the present invention is introduced into a general household,
The power cost of each household can be suppressed, and stable power supply and effective use can be achieved.

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

【図1】本発明に係る単三線式AC/DC双方向コン
バータの第1の実施形態の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to the present invention.

【図2】本発明に係る単三線式AC/DC双方向コン
バータの概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to the present invention.

【図3】正の半サイクル時の電流経路を矢印で示した
図。
FIG. 3 is a diagram showing by arrows the current path in a positive half cycle.

【図4】負の半サイクル時の電流経路を矢印で示した
図。
FIG. 4 is a diagram in which a current path in a negative half cycle is indicated by an arrow.

【図5】図2〜図4の制御回路の内部構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the control circuit shown in FIGS.

【図6】電力回生時の正の半サイクルにおける電流経路
を矢印で示した図。
FIG. 6 is a diagram showing by arrows the current paths in a positive half cycle during power regeneration.

【図7】電力回生時の負の半サイクルにおける電流経路
を矢印で示した図。
FIG. 7 is a diagram showing, by arrows, a current path in a negative half cycle during power regeneration.

【図8】電力回生時の第1〜第4のスイッチング素子Q
1〜Q4の切替タイミングを示す図。
FIG. 8 shows first to fourth switching elements Q during power regeneration.
The figure which shows the switching timing of 1-Q4.

【図9】本発明に係る単三線式AC/DC双方向コン
バータの第2の実施形態の回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram of a second embodiment of a single- phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to the present invention.

【図10】従来の充放電装置の概略構成を示すブロック
図。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional charging / discharging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノイズフィルタ 2 単相三線式交流電源 3 電池 4 スイッチ 5 制御回路 Q1 第1のスイッチング素子 Q2 第2のスイッチング素子 Q3 第3のスイッチング素子 Q4 第4のスイッチング素子 L1 第1のリアクトル L2 第2のリアクトル D1 第1のダイオード D2 第2のダイオード D3 第3のダイオード D4 第4のダイオード D5 第5のダイオード D6 第6のダイオード C3 第1のキャパシタ素子 C4 第2のキャパシタ素子 C5 第3のキャパシタ素子 1 noise filter 2 Single-phase three-wire type AC power supply 3 batteries 4 switches 5 control circuit Q1 First switching element Q2 Second switching element Q3 Third switching element Q4 Fourth switching element L1 first reactor L2 Second reactor D1 First diode D2 Second diode D3 Third diode D4 Fourth diode D5 Fifth diode D6 Sixth diode C3 first capacitor element C4 second capacitor element C5 Third capacitor element

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02J 3/32 H02J 3/38 H02M 7/12 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 H02J 3/32 H02J 3/38 H02M 7/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1〜第3の交流端子に接続されたノイズ
フィルタと、このノイズフィルタの一部を構成するコン
デンサとを有する単相三線式交流電源と、 充放電可能な電池の両端間に直列接続された第1および
第2のスイッチング素子と、 前記電池の両端間に直列接続された第3および第4のス
イッチング素子と、 前記第1および第2のスイッチング素子の接続点と前記
単相三線式交流電源の端子との間に接続された第1のイ
ンダクタ素子と、 前記第3および第4のスイッチング素子の接続点と前記
単相三線式交流電源の端子との間に接続された第2のイ
ンダクタ素子と、 前記第1のスイッチング素子に並列接続された第1のダ
イオードと、 前記第2のスイッチング素子に並列接続された第2のダ
イオードと、 前記第3のスイッチング素子に並列接続された第3のダ
イオードと、 前記第4のスイッチング素子に並列接続された第4のダ
イオードと、 前記電池の両端間に接続された第1のキャパシタ素子
と、 前記電池の一端と中性線との間に接続された第2のキャ
パシタ素子と、 前記電池の他端と中性線との間に接続された第3のキャ
パシタ素子と、 前記電池の一端と中性線との間に接続された第5のダイ
オードと、 前記電池の他端と中性線との間に接続された第6のダイ
オードと、 前記第5および第6のダイオードの接続点と、前記第2
および第3のキャパシタ素子の接続点と、の間に接続さ
れたスイッチと、 前記第1〜第4のスイッチング素子と前記スイッチとの
オン・オフを制御する制御回路と、を備え、 前記制御回路は、前記電池の充電時には、前記単相三線
式交流電源が正の半サイクルの間に、前記第2のスイッ
チング素子をオン・オフ制御し、かつ、前記単相三線式
交流電源が負の半サイクルの間に、前記第1のスイッチ
ング素子をオン・オフ制御し、かつ、前記電池の放電に
よる前記単相三線式交流電源側への電力回生時には、前
記第1および第2のスイッチング素子をオン・オフ制御
して正位相の正弦波電圧を前記第1および第2の交流端
子間に供給し、かつ前記第3および第4のスイッチング
素子をオン・オフ制御して負位相の正弦波電圧を前記第
2および第3の交流端子間に供給することを特徴とする
単相三線式AC/DC双方向コンバータ。
1. A single-phase three-wire AC power supply having a noise filter connected to first to third AC terminals, and a capacitor forming a part of the noise filter, and between both ends of a rechargeable battery. First and second switching elements serially connected to each other, third and fourth switching elements serially connected between both ends of the battery, a connection point of the first and second switching elements, and the single switching element. A first inductor element connected between the terminals of the three-phase three-wire AC power supply, and a connection point between the third and fourth switching elements and the terminal of the single-phase three-wire AC power supply. A second inductor element; a first diode connected in parallel with the first switching element; a second diode connected in parallel with the second switching element; and a third switching element A third diode connected in parallel to the child, a fourth diode connected in parallel to the fourth switching element, a first capacitor element connected across the battery, and one end of the battery A second capacitor element connected between the neutral line and a third capacitor element connected between the other end of the battery and the neutral line; and one end of the battery and the neutral line. A fifth diode connected in between, a sixth diode connected between the other end of the battery and a neutral wire, a connection point of the fifth and sixth diodes, the second diode
A switch connected between the connection point of the third capacitor element and the connection point of the third capacitor element; and a control circuit for controlling ON / OFF of the first to fourth switching elements and the switch, When charging the battery, the single-phase three-wire AC power supply controls the second switching element to be turned on / off during a positive half cycle, and the single-phase three-wire AC power supply has a negative half-cycle. ON / OFF control of the first switching element is performed during a cycle, and at the time of power regeneration to the single-phase three-wire AC power supply side due to discharge of the battery, the first and second switching elements are turned on. -Off control is performed to supply a positive phase sine wave voltage between the first and second alternating current terminals, and on / off control is performed for the third and fourth switching elements to generate a negative phase sine wave voltage. The second and Single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter and supplying between 3 the AC terminal.
【請求項2】前記制御回路は、 前記電池の充電時で、かつ前記単相三線式交流電源が正
の半サイクルの間に前記第2のスイッチング素子をオン
させているとき、前記第1のインダクタ素子、前記第2
のスイッチング素子、前記第4のダイオードおよび前記
第2のインダクタ素子を経て電流を流させ、 前記電池の充電時で、かつ前記単相三線式交流電源が正
の半サイクルの間に前記第2のスイッチング素子をオフ
させているとき、前記第1のインダクタ素子、前記第1
のダイオード、前記電池、前記第4のダイオードおよび
前記第2のインダクタ素子を経て電流を流させることを
特徴とする請求項1に記載の単相三線式AC/DC双方
向コンバータ。
2. The control circuit, when charging the battery, and when the single-phase three-wire AC power supply turns on the second switching element during a positive half cycle, Inductor element, the second
A current is caused to flow through the switching element, the fourth diode and the second inductor element, and the second phase is applied during charging of the battery and during the positive half cycle of the single-phase three-wire AC power supply. When the switching element is turned off, the first inductor element and the first inductor element
The single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to claim 1, wherein a current is caused to flow through the diode, the battery, the fourth diode, and the second inductor element.
【請求項3】前記制御回路は、 前記電池の充電時で、かつ前記単相三線式交流電源が負
の半サイクルの間に前記第1のスイッチング素子をオン
させているとき、前記第2のインダクタ素子、前記第3
のダイオード、前記第1のトランジスタおよび前記第1
のインダクタ素子を経て電流を流させ、かつ前記単相三
線式交流電源が負の半サイクルの間に前記第1のスイッ
チング素子をオフさせているとき、前記第2のインダク
タ素子、前記第3のダイオード、前記電池、前記第2の
ダイオード、および前記第1のインダクタ素子を経て電
流を流させることを特徴とする請求項1に記載の単相三
線式AC/DC双方向コンバータ。
3. The control circuit, when the battery is being charged and when the single-phase three-wire AC power supply turns on the first switching element during a negative half cycle, Inductor element, the third
Diode, the first transistor and the first transistor
When a current is caused to flow through the inductor element and the first switching element is turned off during the negative half cycle of the single-phase three-wire AC power source, the second inductor element and the third inductor element The single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to claim 1, wherein a current is caused to flow through the diode, the battery, the second diode, and the first inductor element.
【請求項4】第1〜第3の交流端子に接続されたノイズ
フィルタと、このノイズフィルタの一部を構成するコン
デンサとを有する単相三線式交流電源と、 充放電可能な電池の両端間に直列接続された第1および
第2のスイッチング素子と、 前記電池の両端間に直列接続された第3および第4のス
イッチング素子と、 前記第1および第2のスイッチング素子の接続点と前記
単相三線式交流電源の端子との間に接続された第1のイ
ンダクタ素子と、 前記第3および第4のスイッチング素子の接続点と前記
単相三線式交流電源の端子との間に接続された第2のイ
ンダクタ素子と、 前記第1のスイッチング素子に並列接続された第1のダ
イオードと、 前記第2のスイッチング素子に並列接続された第2のダ
イオードと、 前記第3のスイッチング素子に並列接続された第3のダ
イオードと、 前記第4のスイッチング素子に並列接続された第4のダ
イオードと、 前記電池の両端間に接続された第1のキャパシタ素子
と、 前記電池の一端と中性線との間に接続された第2のキャ
パシタ素子と、 前記電池の他端と中性線との間に接続された第3のキャ
パシタ素子と、 前記電池の一端と中性線との間に接続された第5のダイ
オードと、 前記電池の他端と中性線との間に接続された第6のダイ
オードと、 前記第5および第6のダイオードの接続点と、前記第2
および第3のキャパシタ素子の接続点と、の間に接続さ
れたスイッチと、 前記第1〜第4のスイッチング素子と前記スイッチとの
オン・オフを制御する制御回路と、を備え、 前記制御回路は、前記電池の充電時には、前記単相三線
式交流電源が正の半サイクルの間に、前記第2のスイッ
チング素子をオン・オフ制御し、かつ、前記単相三線式
交流電源が負の半サイクルの間に、前記第4のスイッチ
ング素子をオン・オフ制御し、かつ、前記電池の放電に
よる前記単相三線式交流電源側への電力回生時には、前
記第1および第2のスイッチング素子をオン・オフ制御
して正位相の正弦波電圧を前記第1および第2の交流端
子間に供給し、かつ前記第3および第4のスイッチング
素子をオン・オフ制御して負位相の正弦波電圧を前記第
2および第3の交流端子間に供給することを特徴とする
単相三線式AC/DC双方向コンバータ。
4. A single-phase three-wire AC power supply having a noise filter connected to the first to third AC terminals and a capacitor forming a part of the noise filter, and between both ends of a chargeable / dischargeable battery. First and second switching elements serially connected to each other, third and fourth switching elements serially connected between both ends of the battery, a connection point of the first and second switching elements, and the single switching element. A first inductor element connected between the terminals of the three-phase three-wire AC power supply, and a connection point between the third and fourth switching elements and the terminal of the single-phase three-wire AC power supply. A second inductor element; a first diode connected in parallel with the first switching element; a second diode connected in parallel with the second switching element; and a third switching element A third diode connected in parallel to the child, a fourth diode connected in parallel to the fourth switching element, a first capacitor element connected across the battery, and one end of the battery A second capacitor element connected between the neutral line and a third capacitor element connected between the other end of the battery and the neutral line; and one end of the battery and the neutral line. A fifth diode connected in between, a sixth diode connected between the other end of the battery and a neutral wire, a connection point of the fifth and sixth diodes, the second diode
A switch connected between the connection point of the third capacitor element and the connection point of the third capacitor element; and a control circuit for controlling ON / OFF of the first to fourth switching elements and the switch, When charging the battery, the single-phase three-wire AC power supply controls the second switching element to be turned on / off during a positive half cycle, and the single-phase three-wire AC power supply has a negative half-cycle. ON / OFF control of the fourth switching element is performed during a cycle, and at the time of power regeneration to the single-phase three-wire AC power supply side due to discharge of the battery, the first and second switching elements are turned on. -Off control is performed to supply a positive phase sine wave voltage between the first and second alternating current terminals, and on / off control is performed for the third and fourth switching elements to generate a negative phase sine wave voltage. The second and Single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter and supplying between 3 the AC terminal.
【請求項5】前記制御回路は、前記電池の充電時におい
て、前記単相三線式交流電源が負の半サイクルの間に前
記第4のスイッチング素子をオンさせているとき、前記
第2のインダクタ素子、前記第4のスイッチング素子、
前記第2のダイオードおよび前記第1のインダクタ素子
を経て電流を流させ、かつ前記単相三線式交流電源が負
の半サイクルの間に前記第4のスイッチング素子をオフ
させているとき、前記第2のインダクタ素子、前記第3
のダイオード、前記電池、前記第2のダイオードおよび
前記第1のインダクタ素子を経て電流を流させることを
特徴とする請求項4に記載の単相三線式AC/DC双方
向コンバータ。
5. The second inductor when the control circuit turns on the fourth switching element during a negative half cycle of the single-phase three-wire AC power supply during charging of the battery. An element, the fourth switching element,
A current is caused to flow through the second diode and the first inductor element, and the fourth switching element is turned off during the negative half cycle of the single-phase three-wire AC power supply; 2 inductor element, said 3rd
5. The single-phase three-wire AC / DC bidirectional converter according to claim 4, wherein a current is caused to flow through the diode, the battery, the second diode, and the first inductor element.
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JP2012228023A (en) * 2011-04-18 2012-11-15 Sharp Corp Dc power feeding system
JP5823248B2 (en) * 2011-10-17 2015-11-25 新電元工業株式会社 AC / DC inverter device and control method of AC / DC inverter device
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CN104937829B (en) * 2013-12-04 2017-06-16 阳光电源股份有限公司 A kind of five-electrical level inverter
JP6398414B2 (en) * 2014-07-18 2018-10-03 富士電機株式会社 Power storage system, power conversion device, self-sustaining operation system, and power storage system control method
CN107749641A (en) * 2017-11-07 2018-03-02 国网重庆市电力公司电力科学研究院 Consider that the combining inverter grid-connected current of control delay improves repetitive control
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