JP5626293B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
直流電源の第1入力端と中性点との間に直列接続された第1乃至第4の前段スイッチ素子(S1〜S4)と、第1の前段スイッチ素子(S1)と第2の前段スイッチ素子(S2)との接続点に第1端が接続され、第3の前段スイッチ素子(S3)と第4の前段スイッチ素子(S4)との接続点に第2端が接続された第1充放電コンデンサ(Cf1)と、で構成された第1の3レベル回路と、
中性点と前記直流電源の第2入力端との間に直列接続された第5乃至第8の前段スイッチ素子(S5〜S8)と、第5の前段スイッチ素子(S5)と第6の前段スイッチ素子(S6)との接続点に第1端が接続され、第7の前段スイッチ素子(S7)と第8の前段スイッチ素子(S8)との接続点に第2端が接続された第2充放電コンデンサ(Cf2)と、で構成された第2の3レベル回路と、
第1乃至第4の端子に対してブリッジ接続された第1乃至第4の後段スイッチ素子(S1U,S2U,S1W,S2W)を備え、前記第2の前段スイッチ素子(S2)と前記第3の前段スイッチ素子(S3)との接続点に第1端が接続され、前記第6の前段スイッチ素子(S6)と前記第7の前段スイッチ素子(S7)との接続点に第2端が接続されたブリッジクランプ回路(後段スイッチング回路)と、
前記ブリッジクランプ回路の第1の後段スイッチ素子(S1U)と第2の後段スイッチ素子(S2U)との接続点と第1出力端との間に接続された第1インダクタ(L1)と、
前記ブリッジクランプ回路の第3の後段スイッチ素子(S1W)と第4の後段スイッチ素子(S2W)との接続点と第2出力端との間に接続された第2インダクタ(L2)と、
を備えたことを特徴としている。
前記第1乃至第8のスイッチ素子(S1〜S8)のスイッチング周波数は、前記第1〜第4の後段スイッチ素子のスイッチング周波数より高く、前記第1インダクタ(L1)および第2インダクタ(L2)による平滑作用が生じる周波数であることが好ましい。
図1は第1の実施形態に係るインバータ装置101の一部ブロック化回路図である。インバータ装置101は、直流電源電圧を入力する第1入力端IN1、第2入力端IN2、交流電圧を出力する第1出力端OUT1および第2出力端OUT2を備えている。第1入力端IN1および第2入力端IN2に例えば太陽光発電パネルにより発電された直流電圧が印加される。図1においてSu,SwはU相とW相を有する単相三線式系統を表している。第1出力端OUT1と中性点NPとの間に実効電圧100Vの交流電圧が掛かり、中性点NPと第2出力端OUT2との間に実効電圧100Vの交流電圧が掛かり、第1出力端OUT1と第2出力端OUT2との間に実効電圧200Vの交流電圧が掛かる。
第1の実施形態では、特に図13・図14に示したように、第1の3レベル回路121のスイッチ素子S1〜S4と第2の3レベル回路122のスイッチ素子S5〜S8を対称的に連動して駆動する例を示した。しかし、本発明はそのように駆動されるものに限らない。第2の実施形態では、第1の3レベル回路121のスイッチ素子S1〜S4と第2の3レベル回路122のスイッチ素子S5〜S8を独立して駆動する例を示す。
第1・第2の実施形態では、第1入力端IN1に正電圧、第2入力端IN2に負電圧をそれぞれ印加する例を示したが、本発明は正負両極性の電圧を入力するものに限らない。第3の実施形態では単一極性の直流電圧を入力する例を示す。
Cf1…第1充放電コンデンサ
Cf2…第2充放電コンデンサ
IN1…直流電源の第1入力端
IN2…直流電源の第2入力端
L1…第1インダクタ
L2…第2インダクタ
NP…中性点
OUT1…第1出力端
OUT2…第2出力端
S1…第1の前段スイッチ素子
S2…第2の前段スイッチ素子
S3…第3の前段スイッチ素子
S4…第4の前段スイッチ素子
S5…第5の前段スイッチ素子
S6…第6の前段スイッチ素子
S7…第7の前段スイッチ素子
S8…第8の前段スイッチ素子
S1U…第1の後段スイッチ素子
S2U…第2の後段スイッチ素子
S1W…第3の後段スイッチ素子
S2W…第4の後段スイッチ素子
S…第1の端子
T…第2の端子
U…第3の端子
W…第4の端子
110…コンデンサ分圧回路
120…前段スイッチング回路
121…第1の3レベル回路
122…第2の3レベル回路
130…ブリッジクランプ回路
101,103…インバータ装置
Claims (4)
- 直流電源の第1入力端と中性点との間に直列接続された第1乃至第4の前段スイッチ素子と、第1の前段スイッチ素子と第2の前段スイッチ素子との接続点に第1端が接続され、第3の前段スイッチ素子と第4の前段スイッチ素子との接続点に第2端が接続された第1充放電コンデンサと、で構成された第1の3レベル回路と、
中性点と前記直流電源の第2入力端との間に直列接続された第5乃至第8の前段スイッチ素子と、第5の前段スイッチ素子と第6の前段スイッチ素子との接続点に第1端が接続され、第7の前段スイッチ素子と第8の前段スイッチ素子との接続点に第2端が接続された第2充放電コンデンサと、で構成された第2の3レベル回路と、
第1乃至第4の端子に対してブリッジ接続された第1乃至第4の後段スイッチ素子を備え、前記第2の前段スイッチ素子と前記第3の前段スイッチ素子との接続点に第1端が接続され、前記第6の前段スイッチ素子と前記第7の前段スイッチ素子との接続点に第2端が接続されたブリッジクランプ回路と、
前記ブリッジクランプ回路の第1の後段スイッチ素子と第2の後段スイッチ素子との接続点と第1出力端との間に接続された第1インダクタと、
前記ブリッジクランプ回路の第3の後段スイッチ素子と第4の後段スイッチ素子との接続点と第2出力端との間に接続された第2インダクタと、
を備えたインバータ装置。 - 前記第1の後段スイッチ素子および前記第4の後段スイッチ素子は同時にオン/オフされ、前記第2の後段スイッチ素子および前記第3の後段スイッチ素子は同時にオフ/オンされ、且つ前記第1〜第4の後段スイッチ素子のスイッチング周波数は前記第1出力端と第2出力端との間に発生する交流電源電圧の周波数であり、
前記第1乃至第8のスイッチ素子のスイッチング周波数は、前記第1〜第4の後段スイッチ素子のスイッチング周波数より高く、前記第1インダクタおよび第2インダクタによる平滑作用が生じる周波数である、請求項1に記載のインバータ装置。 - 前記直流電源の第1入力端と第2入力端との間に接続され、直列接続された2つのコンデンサを備え、この2つのコンデンサ同士の接続点を中性点とするコンデンサ分圧回路を備えた、請求項1または2に記載のインバータ装置。
- 前記第1乃至第8の前段スイッチ素子はMOS−FETである、請求項1〜3のいずれかに記載のインバータ装置。
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