JP5339018B1 - 電力変換器、この電力変換器を備えるインバータ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2、21 インバータ回路
3 フィルタ回路
4 負荷
10 交流電源
30,31 制御回路
Claims (9)
- それぞれダイオードが逆並列に接続されて直流電源の両端に直列接続される第1と第2のスイッチング素子と、第1と第2のスイッチ素子を逆直列または逆並列に接続して構成されその一端が前記第1と第2のスイッチング素子の接続点に接続される双方向スイッチとからなり、
前記第1のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の正電圧と前記第2のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の負電圧および前記双方向スイッチを介して入力される電圧を用いて交流電圧を出力する動作モードにおいて、出力電圧と出力電流の極性が異なる期間は、前記第1と第2のスイッチング素子をオフさせるとともに、出力電圧と出力電流の極性に応じて前記双方向スイッチの一方のスイッチ素子をオンし、前記双方向スイッチの他方のスイッチ素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された信号の反転信号に基づいてオンオフさせることにより、前記双方向スイッチの他端に入力される電圧と、前記パルス幅変調された信号に対応して生じる電圧であってその振幅が前記直流電源の正電圧または負電圧に相当するパルス列の電圧とを合成して得られる交流電圧を出力することを特徴とする電力変換器。 - 前記双方向スイッチの他端は、前記直流電源の中間電位点に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換器。
- 前記双方向スイッチの他端は、その一端が前記直流電源の中間電位点に接続される交流電源の他端に接続されており、
前記中間電位点を基準とする前記直流電源の正電圧と負電圧の大きさは、前記交流電源の電圧の振幅値よりも大きくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換器。 - 前記動作モードにおいて、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも正の期間は、前記第2のスイッチング素子と前記第2のスイッチ素子をオフし、前記第1のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第1の信号に基づいてオンオフさせるとともに、前記第1のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも負の期間は、前記第1のスイッチング素子と前記第1のスイッチ素子をオフし、前記第2のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第2の信号に基づいてオンオフさせるともに、前記第1のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が正極性かつ出力電流が負極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子をオフ、前記第1のスイッチ素子をオン、前記第2のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が負極性かつ出力電流が正極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子をオフ、前記第2のスイッチ素子をオン、前記第1のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に基づいてオンオフさせる
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換器。 - それぞれダイオードが逆並列に接続されて直流電源の両端に直列接続される第1と第2のスイッチング素子と、第1と第2のスイッチ素子を逆直列または逆並列に接続して構成され前記第1と第2のスイッチング素子の接続点とその一端が前記直流電源の中間電位点に接続される交流電源の他端との間に接続される第1の双方向スイッチと、第3と第4のスイッチ素子を逆直列または逆並列に接続して構成され前記第1と第2のスイッチング素子の接続点と前記直流電源の中間電位点との間に接続される第2の双方向スイッチとからなり、
前記中間電位点を基準とする前記直流電源の正電圧と負電圧の大きさは、前記交流電源の電圧の振幅値よりも大きくなるように設定されており、
前記第1のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の正電圧と前記第2のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の負電圧および前記第2の双方向スイッチを介して入力される前記直流電源の中間電圧を用いて交流電圧を出力する第1の動作モードにおいて、出力電圧と出力電流の極性が異なる期間は、
前記第1と第2のスイッチング素子および前記第1の双方向スイッチをオフさせるとともに、出力電圧と出力電流の極性に応じて前記第2の双方向スイッチの一方のスイッチ素子をオンし、前記第2の双方向スイッチの他方のスイッチ素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された信号の反転信号に基づいてオンオフさせることにより、前記直流電源の中間電圧と、前記パルス幅変調された信号に対応して生じる電圧であってその振幅が前記直流電源の正電圧または負電圧に相当するパルス列の電圧とを合成して得られる交流電圧を出力することを特徴とする電力変換器。 - 前記第1の動作モードにおいて、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも正の期間は、前記第2のスイッチング素子と前記第1の双方向スイッチをオフ、前記第3のスイッチ素子をオンし、前記第1のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第1の信号に基づいてオンオフさせるとともに、前記第4のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも負の期間は、前記第1のスイッチング素子と前記第1の双方向スイッチをオフ、前記第4のスイッチ素子をオンし、前記第2のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第2の信号に基づいてオンオフさせるとともに、前記第3のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が正極性かつ出力電流が負極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子および前記第1の双方向スイッチをオフ、前記第3のスイッチ素子をオン、前記第4のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が負極性かつ出力電流が正極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子および前記第1の双方向スイッチをオフ、前記第4のスイッチ素子をオン、前記第3のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に基づいてオンオフさせる
ことを特徴とする請求項6に記載の電力変換器。 - それぞれダイオードが逆並列に接続されて直流電源の両端に直列接続される第1と第2のスイッチング素子と、第1と第2のスイッチ素子を逆直列または逆並列に接続して構成され前記第1と第2のスイッチング素子の接続点とその一端が前記直流電源の中間電位点に接続される交流電源の他端との間に接続される第1の双方向スイッチと、第3と第4のスイッチ素子を逆直列または逆並列に接続して構成され前記第1と第2のスイッチング素子の接続点と前記直流電源の中間電位点との間に接続される第2の双方向スイッチとからなり、
前記中間電位点を基準とする前記直流電源の正電圧と負電圧の大きさは、前記交流電源の電圧の振幅値よりも大きくなるように設定されており、
前記第1のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の正電圧と前記第2のスイッチング素子を介して入力される前記直流電源の負電圧および前記第1の双方向スイッチを介して入力される前記交流電源の電圧を用いて交流電圧を出力する第2の動作モードにおいて出力電圧と出力電流の極性が異なる期間は、
前記第1と第2のスイッチング素子および前記第2の双方向スイッチをオフさせるとともに、出力電圧と出力電流の極性に応じて前記第1の双方向スイッチの一方のスイッチ素子をオンし、前記第1の双方向スイッチの他方のスイッチ素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された信号の反転信号に基づいてオンオフさせることにより、前記交流電源の電圧と、前記パルス幅変調された信号に対応して生じる電圧であってその振幅が前記直流電源の正電圧または負電圧に相当するパルス列の電圧とを合成して得られる交流電圧を出力することを特徴とする電力変換器。 - 前記第2の動作モードにおいて、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも正の期間は、前記第2のスイッチング素子と前記第2の双方向スイッチをオフ、前記第1のスイッチ素子をオンし、前記第1のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第1の信号に基づいてオンオフさせるとともに、前記第2のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧と出力電流の極性がいずれも負の期間は、前記第1のスイッチング素子と前記第2の双方向スイッチをオフ、前記第2のスイッチ素子をオンし、前記第2のスイッチング素子を出力電圧指令に基づいてパルス幅変調された第2の信号に基づいてオンオフさせるとともに、前記第1のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に休止期間を付加した信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が正極性かつ出力電流が負極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子および前記第2の双方向スイッチをオフ、前記第1のスイッチ素子をオン、前記第2のスイッチ素子を前記第1の信号の反転信号に基づいてオンオフさせ、
出力電圧が負極性かつ出力電流が正極性の期間は、前記第1と第2のスイッチング素子および前記第2の双方向スイッチをオフ、前記第2のスイッチ素子をオン、前記第1のスイッチ素子を前記第2の信号の反転信号に基づいてオンオフさせる
ことを特徴とする請求項7に記載の電力変換器。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電力変換器を備えることを特徴とするインバータ装置。
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