JP5724551B2 - Power conversion device and motor control device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、交流電力および直流電力のうち一方から他方に変換する電力変換装置および電動機用制御装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device and a motor control device that convert AC power and DC power from one to the other.

従来、電力変換装置では、例えば特許文献1中の図1に示すように、4つのダイオードから構成されて交流電源の出力電圧を全波整流するダイオードブリッジ回路と、ダイオードブリッジ回路の正極側出力端子と負極側出力端子との間に配置された直流負荷と、正極側出力端子と直流負荷との間に配置される直流リアクトルと、正極側出力端子と直流リアクトルとの間に配置された入力側トランジスタとを備えたものがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a power converter, for example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a diode bridge circuit configured by four diodes for full-wave rectification of an output voltage of an AC power supply, and a positive output terminal of the diode bridge circuit A DC load disposed between the positive output terminal and the DC load, a DC reactor disposed between the positive output terminal and the DC load, and an input side disposed between the positive output terminal and the DC reactor. Some have a transistor.

このものにおいて、入力側トランジスタの出力端子と直流リアクトルの入力端子との間の共通接続端子と、ダイオードブリッジ回路の負極側出力端子との間に接続された入力側短絡ダイオードと、直流リアクトルと直流負荷との間に配置される出力側ダイオードと、直流リアクトル7と出力側ダイオードの入力端子との間の共通接続端子とダイオードブリッジ回路の負極側出力端子との間に配置された出力側短絡トランジスタとが備えられている。   In this device, a common connection terminal between the output terminal of the input side transistor and the input terminal of the DC reactor, an input side short-circuit diode connected between the negative side output terminal of the diode bridge circuit, a DC reactor and a DC An output side short circuit transistor disposed between the output side diode disposed between the load and the common connection terminal between the DC reactor 7 and the input terminal of the output side diode and the negative side output terminal of the diode bridge circuit And are provided.

ここで、入力側トランジスタと出力側短絡トランジスタとをそれぞれ独立してオン、オフすることにより、ダイオードブリッジ回路からの出力電圧に基づいてエネルギーを直流リアクトルに蓄えるとともに、この直流リアクトルから直流負荷にエネルギー供給するようになっている。このことにより、交流電源の交流電力を直流電力に変換して直流負荷に供給することになる。   Here, by independently turning on and off the input side transistor and the output side short-circuit transistor, energy is stored in the DC reactor based on the output voltage from the diode bridge circuit, and energy from this DC reactor to the DC load is stored. It comes to supply. As a result, the AC power of the AC power source is converted to DC power and supplied to the DC load.

実開平5−18287号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-18287

上述の特許文献1では、入力側トランジスタと出力側短絡トランジスタとをそれぞれ独立してオン、オフすることにより、交流電源からダイオードブリッジ回路および直流リアクトルを介して直流負荷にエネルギーを供給することができるものの、ダイオードブリッジ回路では、交流電源の出力電圧を全波整流する際に、2個のダイオードがオンする。これにより、2個のダイオードでON電圧が導通損として生じる。   In the above-mentioned Patent Document 1, energy can be supplied from an AC power source to a DC load via a diode bridge circuit and a DC reactor by independently turning on and off the input side transistor and the output side short circuit transistor. However, in the diode bridge circuit, two diodes are turned on when full-wave rectifying the output voltage of the AC power supply. Thereby, an ON voltage is generated as a conduction loss by two diodes.

このため、ダイオードブリッジ回路からの出力電圧に基づいてエネルギーを直流リアクトルに蓄えるために、入力側トランジスタと出力側短絡トランジスタとをそれぞれオンするときには、入力側トランジスタ、出力側短絡トランジスタおよび2個のダイオードといった4つの素子で導通損が生じることになる。このため、交流電力を直流電力に電力変換する際の効率の劣化を招くことになる。   Therefore, in order to store energy in the DC reactor based on the output voltage from the diode bridge circuit, when the input side transistor and the output side short circuit transistor are turned on, the input side transistor, the output side short circuit transistor, and the two diodes are turned on. Thus, conduction loss occurs in these four elements. For this reason, the deterioration of the efficiency at the time of converting AC power into DC power is caused.

さらに、発明者が上述の特許文献1に基づいて直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を検討したところ、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置(図42参照)においても、ON電圧が原因で、電力変換する際の効率の劣化を招いていたことが分かった。   Furthermore, when the inventor examined a power conversion device that converts DC power into AC power based on the above-mentioned Patent Document 1, in the power conversion device that converts DC power into AC power (see FIG. 42), the ON voltage As a result, it was found that the efficiency was deteriorated when power was converted.

図42の電力変換装置において、トランジスタTr1〜Tr6をスイッチングさせることにより、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換して交流負荷5に与える。   In the power conversion device of FIG. 42, the DC power of the battery 4 is converted into AC power and applied to the AC load 5 by switching the transistors Tr1 to Tr6.

具体的には、トランジスタTr5、Tr6をオンすることにより、バッテリ4の両電極間で、トランジスタTr6、リアクトル30、およびトランジスタTr5を通して電流を流すことにより、リアクトル30にエネルギーを蓄える。   Specifically, by turning on the transistors Tr5 and Tr6, the current is passed between the two electrodes of the battery 4 through the transistor Tr6, the reactor 30, and the transistor Tr5, whereby energy is stored in the reactor 30.

その後、トランジスタTr5、Tr6をオフした状態で、トランジスタTr1〜Tr4のうちトランジスタTr1、Tr4をオンする第1状態と、トランジスタTr1〜Tr4のうちトランジスタTr2、Tr3をオンする第2状態とを交互に実施する。   After that, with the transistors Tr5 and Tr6 turned off, a first state in which the transistors Tr1 and Tr4 are turned on among the transistors Tr1 to Tr4 and a second state in which the transistors Tr2 and Tr3 are turned on among the transistors Tr1 to Tr4 are alternately switched. carry out.

第1状態では、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、リアクトル30と交流負荷5との間でダイオードD6、トランジスタTr1、トランジスタTr4、およびダイオードD7を通して電流が流れる。第2状態では、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、リアクトル30と交流負荷5との間でダイオードD6、トランジスタTr3、トランジスタTr2、およびダイオードD7を通して電流が流れる。   In the first state, a current flows between the reactor 30 and the AC load 5 through the diode D6, the transistor Tr1, the transistor Tr4, and the diode D7 based on the energy stored in the reactor 30. In the second state, a current flows between the reactor 30 and the AC load 5 through the diode D6, the transistor Tr3, the transistor Tr2, and the diode D7 based on the energy stored in the reactor 30.

このため、トランジスタTr1〜Tr6、ダイオードD5、D7のうち4つの素子で導通損が生じることになる。このため、交流電力を直流電力に電力変換する際の効率の劣化を招くことになる。   For this reason, conduction loss occurs in four elements among the transistors Tr1 to Tr6 and the diodes D5 and D7. For this reason, the deterioration of the efficiency at the time of converting AC power into DC power is caused.

以上により、交流電力から直流電力に変換する電力変換装置に限らず、直流電力から交流電力に変換する電力変換装置においても、導通損が原因で電力変換の効率の低下を招くことが分かった。   From the above, it has been found that not only the power conversion device that converts AC power to DC power but also the power conversion device that converts DC power to AC power causes a reduction in the efficiency of power conversion due to conduction loss.

本発明は上記点に鑑みて、電力変換の効率を向上するようにした電力変換装置および電動機用制御装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the power converter device and the motor control apparatus which improved the efficiency of power conversion in view of the said point.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
ブリッジ回路と直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流負荷のプラス電極との間に配置されて、直流負荷のプラス電極側からリアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
リアクトルと電流制限素子との間の共通接続端子と直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S131、S133)とを備え、
第1のスイッチング素子(Q1p)は、交流電源のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2p)は、交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3p)は、交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4p)は、交流電源のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
充電制御手段(S133)は、第1充電制御期間にて、第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして、第2、第5のスイッチング素子(Q2p、Q5p)をオフして第4スイッチング素子(Q4p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1、第3のスイッチング素子がオンして第2、第5のスイッチング素子がオフして第4スイッチング素子がオンしたときに、交流電源のマイナス電極から電流を、第4スイッチング素子、リアクトル、電流制限素子、直流負荷、第3スイッチング素子を通して交流電源のプラス電極に流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第1、第3のスイッチング素子がオンして第2、第5のスイッチング素子がオフして第4スイッチング素子がオフしたときに、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第1、第3のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流し、
さらに充電制御手段(S131)は、第2充電制御期間にて、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、第3、第5のスイッチング素子(Q3p、Q5p)をオフして第1スイッチング素子(Q1p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第2、第4のスイッチング素子がオンして第3、第5のスイッチング素子をオフして第1スイッチング素子がオンしたときに、交流電源のプラス電極から電流を、リアクトル、第2、第1のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して交流電源のマイナス電極に流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第2、第4のスイッチング素子がオンして第3、第5のスイッチング素子をオフして第1スイッチング素子がオフしたときに、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p) are arranged between the AC power source (2) and the DC load (3). A bridge circuit (20) composed of
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) that is disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load and restricts current from flowing from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load;
Charge control means (S131, S133) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S133) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) and turns off the second and fifth switching elements (Q2p, Q5p) in the first charge control period. The fourth switching element (Q4p) is repeatedly turned on and off,
When the first and third switching elements are turned on and the second and fifth switching elements are turned off and the fourth switching element is turned on, current is supplied from the negative electrode of the AC power source to the fourth switching element, the reactor, Store the energy in the reactor by flowing to the positive electrode of the AC power supply through the current limiting element, DC load, and third switching element .
When the first and third switching elements are turned on and the second and fifth switching elements are turned off and the fourth switching element is turned off, the first and third switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the switching element, current limiting element, and DC load,
Further, the charge control means (S131) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns off the third and fifth switching elements (Q3p, Q5p) in the second charge control period. The first switching element (Q1p) is repeatedly turned on / off,
When the second and fourth switching elements are turned on and the third and fifth switching elements are turned off and the first switching element is turned on, current is supplied from the positive electrode of the AC power source to the reactor, the second, first Through the switching element, current limiting element, and DC load to the negative electrode of the AC power supply to store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the second and fourth switching elements are turned on and the third and fifth switching elements are turned off and the first switching element is turned off, the second and fourth switching elements are turned on. A current is allowed to flow through the switching element, the current limiting element, and the DC load.

請求項1に記載の発明によれば、交流電源の両電極の間でリアクトルに電流を流し、このリアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて直流負荷に電流を流す際に、第1〜第5のスイッチング素子と電流制限素子とのうち、3つの素子を通電させることになる。   According to the first aspect of the present invention, when a current is passed through the reactor between the electrodes of the AC power supply, and when a current is passed through the DC load based on the energy stored in the reactor, the first to fifth Of the switching element and the current limiting element, three elements are energized.

上述の特許文献1の電力変換装置では、ダイオードブリッジ回路が交流電源の出力電圧を整流する際に、2個のダイオードが常にオンする。このため、入力側トランジスタと出力側短絡トランジスタとがそれぞれオンするときには、4つのON電圧が損失として生じることなる。   In the above-described power converter of Patent Document 1, when the diode bridge circuit rectifies the output voltage of the AC power supply, the two diodes are always turned on. For this reason, when the input side transistor and the output side short circuit transistor are turned on, four ON voltages are generated as losses.

これに対して、請求項1に記載の発明では、上述の如く、第1〜第5のスイッチング素子および電流制限素子のうち3つの素子が通電することになる。このため、3つの素子でON電圧が損失として生じる。したがって、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。このため、電力変換の効率を向上することができる。   On the other hand, in the first aspect of the invention, as described above, three elements among the first to fifth switching elements and the current limiting element are energized. For this reason, the ON voltage is generated as a loss in the three elements. Therefore, in the power conversion device that converts AC power into DC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage. For this reason, the efficiency of power conversion can be improved.

請求項2に記載の発明では、交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)と、
第1の電圧検出手段の検出電圧が電圧である場合に、充電制御手段(S133)は、第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして、第2、第5のスイッチング素子(Q2p、Q5p)をオフして第4スイッチング素子(Q4p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が電圧である場合に、充電制御手段(S131)は、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、第3、第5のスイッチング素子(Q3p、Q5p)をオフして第1スイッチング素子(Q1p)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする。
In invention of Claim 2, 1st voltage detection means (51) which detects the voltage between the positive electrode of an alternating current power supply, and a negative electrode,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S133) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) to turn on the second and fifth switching elements. The element (Q2p, Q5p) is turned off and the fourth switching element (Q4p) is repeatedly turned on / off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S131) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p), and the third and fifth switching elements The element (Q3p, Q5p) is turned off to repeatedly turn on / off the first switching element (Q1p).

請求項に記載の発明では、直流負荷のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
充電制御手段は、第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、第1〜第5のスイッチング素子を制御することにより、交流電源(2)からブリッジ回路(20)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ交流電源の出力電圧と電流との間の位相差を零に近づけることを特徴とする。
The invention according to claim 3 includes second voltage detection means (52) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the DC load,
The charge control means controls the first to fifth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, whereby a current (from the AC power supply (2) to the bridge circuit (20) ( Iac) is characterized in that the change in the current value with respect to the time axis is sinusoidal, and the phase difference between the output voltage and current of the AC power supply is brought close to zero.

請求項に記載の発明によれば、交流電源から出力される交流電力の力率を1に近づけることができるので、交流電力から直流電力への電力変換を効率的に行うことができる。 According to the third aspect of the invention, the power factor of the AC power output from the AC power supply can be made close to 1, so that power conversion from AC power to DC power can be performed efficiently.

請求項4に記載の発明では、交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
ブリッジ回路と直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流負荷のプラス電極との間に配置されて、直流負荷のプラス電極側からリアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
リアクトルと電流制限素子との間の共通接続端子と直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S150、S151)とを備え、
第1のスイッチング素子(Q1p)は、交流電源のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2p)は、交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3p)は、交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4p)は、交流電源のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
充電制御手段(S150、S151)は、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、第1、第3スイッチング素子(Q1p、Q3p)のうち一方のスイッチング素子をオフして他方のスイッチング素子を第5スイッチング素子と同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第3スイッチング素子がオフして第1、第5のスイッチング素子がオンしたときには、交流電源の両電極の間で第1、第2、第5のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流し、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第1スイッチング素子がオフして第3スイッチング素子と第5のスイッチング素子がオンしたときには、交流電源の両電極の間で第3、第4、第5のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄えるようになっていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)備え、
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合に、充電制御手段(S150)は、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、第3スイッチング素子(Q3p)をオフして、第1スイッチング素子(Q1p)と第5スイッチング素子(Q5p)とを同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合に、充電制御手段(S151)は、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、第1スイッチング素子(Q1p)をオフして、第3スイッチング素子(Q3p)と第5スイッチング素子(Q5p)とを同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
ブリッジ回路と直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流負荷のプラス電極との間に配置されて、直流負荷のプラス電極側からリアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
リアクトルと電流制限素子との間の共通接続端子と直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S150、S151)とを備え、
第1のスイッチング素子(Q1p)は、交流電源のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2p)は、交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3p)は、交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4p)は、交流電源のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
充電制御手段(S150)は、第1充電制御期間にて、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第3スイッチング素子をオフして第1、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第3スイッチング素子がオフして第1、第5のスイッチング素子がオンしたときには、交流電源の両電極の間で第1、第2、第5のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流し、
第2、第4、第5のスイッチング素子がオンして、第1、第3のスイッチング素子がオフしたときには、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流し、
充電制御手段(S151)は、第2充電制御期間にて、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第1スイッチング素子をオフした状態で、
第3、第5スイッチング素子
第3、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第1スイッチング素子がオフして第3、第5のスイッチング素子がオンしたときには、交流電源の両電極の間で第3、第4、第5のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第2、第4のスイッチング素子がオンして、第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流し、
第2、第4、第5のスイッチング素子がオンして、第1、第3のスイッチング素子がオフしたときには、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流すようになっていることを特徴とする。
In the invention according to claim 4, a bridge circuit which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is constituted by the first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p). (20) and
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) that is disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load and restricts current from flowing from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load;
Charge control means (S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S150, S151) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns off one of the first and third switching elements (Q1p, Q3p). The other switching element is repeatedly turned on / off in synchronization with the fifth switching element,
When the second and fourth switching elements are turned on, the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first, second, and fifth electrodes between the electrodes of the AC power supply are turned on. Current is passed through the switching element and the reactor to store energy in the reactor,
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements and the current limit are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element and DC load,
When the second and fourth switching elements are turned on, the first switching element is turned off and the third switching element and the fifth switching element are turned on, the third, fourth, The fifth switching element and the reactor are configured to store an energy by flowing an electric current through the reactor.
In invention of Claim 5, 1st voltage detection means (51) which detects the voltage between the positive electrode of an alternating current power supply and a negative electrode is provided,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns on the third switching element (Q3p). And the first switching element (Q1p) and the fifth switching element (Q5p) are repeatedly turned on / off in synchronization with each other,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p), and the first switching element (Q1p) And the third switching element (Q3p) and the fifth switching element (Q5p) are repeatedly turned on / off in synchronization with each other.
In the invention according to claim 6, a bridge circuit which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is constituted by the first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p). (20) and
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) that is disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load and restricts current from flowing from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load;
Charge control means (S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
In the first charge control period, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements, turns off the third switching element, and repeatedly turns on and off the first and fifth switching elements. It is what
When the second and fourth switching elements are turned on, the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first, second, and fifth electrodes between the electrodes of the AC power supply are turned on. Current is passed through the switching element and the reactor to store energy in the reactor,
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements and the current limit are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element and DC load,
When the second, fourth, and fifth switching elements are turned on and the first and third switching elements are turned off, the second, fourth, and fifth switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current through
In the second charge control period, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements and turns off the first switching element.
The third and fifth switching elements repeatedly turn on and off the third and fifth switching elements,
When the second and fourth switching elements are turned on, the first switching element is turned off and the third and fifth switching elements are turned on, the third, fourth, and fifth electrodes between the electrodes of the AC power supply are turned on. Current is passed through the switching element and the reactor to store energy in the reactor,
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements and the current limit are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element and DC load,
When the second, fourth, and fifth switching elements are turned on and the first and third switching elements are turned off, the second, fourth, and fifth switching elements are based on the energy stored in the reactor. It is characterized in that a current is passed through.

請求項7に記載の発明では、交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、充電制御手段(S150)は、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第3スイッチング素子をオフして第1、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、充電制御手段(S151)は、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第1スイッチング素子をオフして第3、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、充電制御手段(S150)は、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第3スイッチング素子をオフして第1、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、充電制御手段(S151)は、第2、第4のスイッチング素子をオンして、第1スイッチング素子をオフして第3、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
ブリッジ回路と直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流負荷のプラス電極との間に配置されて、直流負荷のプラス電極側からリアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
リアクトルと電流制限素子との間の共通接続端子と直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S130、S131、S132、S133、S150、S151)とを備え、
第1のスイッチング素子(Q1p)は、交流電源のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2p)は、交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3p)は、交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4p)は、交流電源のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
充電制御手段(S150)は、第1充電制御時間にて、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして第3スイッチング素子(Q3p)をオフして第1、第5のスイッチング素子(Q1p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第2、第4のスイッチング素子がオンして第3スイッチング素子がオフして第1、第5のスイッチング素子がオンしたとき、交流電源の両電極の間で第1、第2、第5のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第2、第4のスイッチング素子がオンして第3スイッチング素子がオフして第1、第5のスイッチング素子がオフしたとき、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第2、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流し、
充電制御手段(S151)は、第2充電制御時間にて、第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして第2スイッチング素子(Q2p)をオフして第4、第5のスイッチング素子(Q4p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
第1、第3のスイッチング素子がオンして第2スイッチング素子がオフして第4、第5のスイッチング素子がオンしたとき、交流電源の両電極の間で、リアクトル、および第3、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第1、第3のスイッチング素子がオンして第2、第4、第5のスイッチング素子がオフしたとき、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第1、第3のスイッチング素子、電流制限素子、および直流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする。
The invention according to claim 7 includes first voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements and turns off the third switching element to turn the first and second 5 The switching element is repeatedly turned on and off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements, turns off the first switching element, and turns on the third, 5 switching elements are repeatedly turned on and off.
The invention according to claim 8 includes first voltage detection means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements and turns off the third switching element to turn the first and second 5 The switching element is repeatedly turned on and off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements, turns off the first switching element, and turns on the third, 5 switching elements are repeatedly turned on and off .
In the invention according to claim 8, the bridge circuit which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is constituted by the first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p). (20) and
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) that is disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load and restricts current from flowing from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load ;
Charge control means (S130, S131, S132, S133, S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns off the third switching element (Q3p) during the first charge control time, and turns off the first and fifth switching elements (Q3p). The switching elements (Q1p, Q5p) are repeatedly turned on and off,
When the second and fourth switching elements are turned on and the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first, second, and fifth electrodes between the electrodes of the AC power supply are turned on. Current is passed through the switching element and the reactor to store energy in the reactor,
When the second and fourth switching elements are turned on and the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element, current limiting element, and DC load,
The charge control means (S151) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) and turns off the second switching element (Q2p) during the second charge control time, and turns on the fourth and fifth The switching elements (Q4p, Q5p) are repeatedly turned on and off,
When the first and third switching elements are turned on, the second switching element is turned off, and the fourth and fifth switching elements are turned on, the reactor, and the third, fourth, , Passing current through the fifth switching element to store energy in the reactor,
When the first and third switching elements are turned on and the second, fourth and fifth switching elements are turned off, the first and third switching elements and the current limiting element are based on the energy stored in the reactor. And a current is allowed to flow through a DC load .

請求項9に記載の発明では、交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、The invention according to claim 9 includes first voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source,
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、充電制御手段(S150)は、第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして第3スイッチング素子(Q3p)をオフして第1、第5のスイッチング素子(Q1p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、  When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns on the third switching element (Q3p). It is turned off and the first and fifth switching elements (Q1p, Q5p) are repeatedly turned on / off,
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、充電制御手段(S151)は、第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして第2スイッチング素子(Q2p)をオフして第4、第5のスイッチング素子(Q4p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする。  When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) and turns on the second switching element (Q2p). The fourth and fifth switching elements (Q4p, Q5p) are repeatedly turned on and off to turn off and on.

請求項10に記載の発明では、直流負荷のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
充電制御手段は、第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、第1〜第5のスイッチング素子を制御することにより、交流電源(2)からブリッジ回路(20)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ交流電源の出力電圧と電流との間の位相差を零に近づけることを特徴とする。
The invention according to claim 10 includes second voltage detection means (52) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the DC load,
The charge control means controls the first to fifth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, whereby a current (from the AC power supply (2) to the bridge circuit (20) ( Iac) is characterized in that the change in the current value with respect to the time axis is sinusoidal, and the phase difference between the output voltage and current of the AC power supply is brought close to zero.

請求項10に記載の発明によれば、交流電源から出力される交流電力の力率を1に近づけることができるので、交流電力から直流電力への電力変換を効率的に行うことができる。 According to the invention described in claim 10 , since the power factor of the AC power output from the AC power source can be made close to 1, power conversion from AC power to DC power can be performed efficiently.

請求項11に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の電力変換装置(1)と、
電力変換装置の直流負荷(3)のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続される第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)とを備え、
第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち直流負荷のプラス電極側の第7のスイッチング素子(Q7)が電流制限素子を構成し、
第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち直流負荷のマイナス電極側の第8のスイッチング素子(Q8)が第5スイッチング素子(Q5)を構成し、
第7、8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)と三相交流電動機を構成するステータコイル(110)の第1の電極(110a)との間が接続され、
電力変換装置のブリッジ回路と交流電源(2)との間を接続、或いは開放する第1のスイッチ(SW1)と、
電力変換装置の第2、4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)の間の共通接続素子(T2)とステータコイルの第2の電極(110b)との間を接続、或いは開放する第2のスイッチ(SW2)と、
電力変換装置の第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)の間の共通接続素子(T3)とステータコイルの第3の電極(110c)との間を接続、或いは開放する第3のスイッチ(SW3)と、
第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と直流負荷のプラス電極との間に配置される第4のスイッチ(SW4)と、
第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)とリアクトルとの間に配置される第5のスイッチ(SW5)と、
第1〜第5のスイッチを制御するスイッチ制御手段(50)と、
スイッチ制御手段が第1〜第5のスイッチのうち第2、第3、第4のスイッチをオンしたときに、第1、第2、第3、第4、第7、第8のスイッチング素子を制御して、第1、第3のスイッチング素子の間の共通接続端子(T3)、第2、第4のスイッチング素子の間の共通接続端子(T2)、および第7、第8のスイッチング素子の共通接続端子(T1)から交流電流をステータコイルに流して三相交流電動機を駆動させるインバータ制御手段(50)とを備え、
スイッチ制御手段が第1〜第5のスイッチのうち第1、第5のスイッチをオンしたときに、充電制御手段が第1〜第4のスイッチング素子および第7、第8のスイッチング素子を制御することを特徴とする。
In invention of Claim 11 , the power converter device (1) as described in any one of Claim 1 thru | or 10 ,
And seventh and eighth switching elements (Q7, Q8) connected in series between the positive electrode and the negative electrode of the DC load (3) of the power converter,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the seventh switching element (Q7) on the positive electrode side of the DC load constitutes a current limiting element,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the eighth switching element (Q8) on the negative electrode side of the DC load constitutes the fifth switching element (Q5),
The common connection terminal (T1) between the seventh and eighth switching elements and the first electrode (110a) of the stator coil (110) constituting the three-phase AC motor are connected,
A first switch (SW1) for connecting or opening between the bridge circuit of the power converter and the AC power source (2);
A second switch that connects or opens the common connection element (T2) between the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) of the power converter and the second electrode (110b) of the stator coil ( SW2)
A third switch for connecting or opening between the common connection element (T3) between the first and third switching elements (Q1p, Q3p) of the power converter and the third electrode (110c) of the stator coil (SW3),
A fourth switch (SW4) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the positive electrode of the DC load;
A fifth switch (SW5) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the reactor;
Switch control means (50) for controlling the first to fifth switches;
When the switch control means turns on the second, third, and fourth switches among the first to fifth switches, the first, second, third, fourth, seventh, and eighth switching elements are turned on. The common connection terminal (T3) between the first and third switching elements, the common connection terminal (T2) between the second and fourth switching elements, and the seventh and eighth switching elements. Inverter control means (50) for driving a three-phase AC motor by flowing an AC current from the common connection terminal (T1) to the stator coil,
When the switch control means turns on the first and fifth switches among the first to fifth switches, the charge control means controls the first to fourth switching elements and the seventh and eighth switching elements . It is characterized by that.

請求項11に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様、交流電力を直流電力に変換する際に、ON電圧として生じる損失を低減することができるので、電力変換の効率を向上することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, as in the first aspect, the loss generated as the ON voltage can be reduced when converting AC power to DC power. Can be improved.

請求項12に記載の発明では、直流電源(4)と交流負荷(5)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q3n、Q4n)から構成されるブリッジ回路(20B)と、
ブリッジ回路と直流電源のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流電源のプラス電極との間に配置される第6のスイッチング素子(Q6)と、
リアクトルと第6のスイッチング素子(Q6)との間の共通接続端子と直流電源(4)のマイナス電極との間に配置されて、共通接続端子側から直流電源(4)のマイナス電極側に電流が流れることを妨げる電流制限素子(D2)と、
第1〜第4のスイッチング素子および第6のスイッチング素子を制御する逆潮流制御手段(131a、133a)と、を備え、
第1のスイッチング素子(Q1n)は、交流負荷のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2n)は、交流負荷のマイナス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3n)は、交流負荷のプラス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4n)は、交流負荷のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
逆潮流制御手段(S131a)は、第1逆潮流制御期間にて、第1、第2、第6のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q6n)をオンして、第3スイッチング素子(Q3n)をオフして第4スイッチング素子(Q4n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1、第2、第4、第6のスイッチング素子がオンして第3スイッチング素子がオフしたとき直流電源の両電極の間で第2、第4、第6のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第1、第2、第6のスイッチング素子がオンして第3、第4のスイッチング素子がオフしたとき、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第1、第2のスイッチング素子、および交流負荷を通して電流を流し、
逆潮流制御手段(133a)は、第2逆潮流制御期間にて、第3、第4、第6のスイッチング素子(Q3n、Q4n、Q6n)をオンして、第2スイッチング素子(Q2n)をオフして第1スイッチング素子(Q1n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1、第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして第2スイッチング素子がオフしたとき直流電源の両電極の間で第1、第3、第6のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして第1、第2のスイッチング素子がオフしたときに、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第3、第4、第6のスイッチング素子、電流制限素子、および交流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする。
In the invention described in claim 12, a bridge circuit which is arranged between the DC power supply (4) and the AC load (5) and is constituted by the first to fourth switching elements (Q1n, Q2n, Q3n, Q4n). (20B)
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC power supply;
A sixth switching element (Q6) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC power supply;
Arranged between the common connection terminal between the reactor and the sixth switching element (Q6) and the negative electrode of the DC power supply (4), current flows from the common connection terminal side to the negative electrode side of the DC power supply (4). A current limiting element (D2) that prevents current flow;
Reverse flow control means (131a, 133a) for controlling the first to fourth switching elements and the sixth switching element,
The first switching element (Q1n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the reactor,
The second switching element (Q2n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The third switching element (Q3n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The fourth switching element (Q4n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the reactor,
The reverse flow control means (S 131a ) turns on the first, second, and sixth switching elements (Q1n, Q2n, Q6n) and turns on the third switching element (Q3n) in the first reverse flow control period. Turning off and repeatedly turning on and off the fourth switching element (Q4n),
When the first, second, fourth, and sixth switching elements are turned on and the third switching element is turned off, current flows through the second, fourth, and sixth switching elements and the reactor between the electrodes of the DC power supply. To store energy in the reactor,
When the first, second and sixth switching elements are turned on and the third and fourth switching elements are turned off, the first and second switching elements and the AC load are based on the energy stored in the reactor. Current through
The reverse flow control means ( 133a ) turns on the third, fourth and sixth switching elements (Q3n, Q4n, Q6n) and turns off the second switching element (Q2n) in the second reverse flow control period. The first switching element (Q1n) is repeatedly turned on and off,
When the first, third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the second switching element is turned off, current flows through the first, third, and sixth switching elements and the reactor between the electrodes of the DC power supply. To store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the first and second switching elements are turned off, the third, fourth, and sixth switching elements , A current limiting element, and a current flowing through an AC load .

請求項12に記載の発明によれば、直流電源の両電極の間でリアクトルに電流を流し、このリアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて交流負荷に電流を流す際に、第1〜第4のスイッチング素子、第6のスイッチング素子、および電流制限素子とのうち、3つの素子を通電させることになる。このため、3つの素子でON電圧が損失として生じる。したがって、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。このため、電力変換の効率を向上することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, when a current is passed through the reactor between the two electrodes of the DC power source and the current is passed through the AC load based on the energy stored in the reactor, Three elements among the switching element, the sixth switching element, and the current limiting element are energized. For this reason, the ON voltage is generated as a loss in the three elements. Therefore, in the power conversion device that converts DC power into AC power, it is possible to reduce loss that occurs as an ON voltage. For this reason, the efficiency of power conversion can be improved.

請求項13に記載の発明では、交流負荷の出力電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)と、
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合に、逆潮流制御手段(S131a)は、第1、第2、第6のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q6n)をオンして、第3スイッチング素子(Q3n)をオフして第4スイッチング素子(Q4n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合に、逆潮流制御手段(133a)は、第3、第4、第6のスイッチング素子(Q3n、Q4n、Q6n)をオンして、第2スイッチング素子(Q2n)をオフして第1スイッチング素子(Q1n)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする。
In invention of Claim 13 , 1st voltage detection means (51) which detects the output voltage of AC load,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the reverse power flow control means (S 131a ) turns on the first, second, and sixth switching elements (Q1n, Q2n, Q6n), The third switching element (Q3n) is turned off and the fourth switching element (Q4n) is repeatedly turned on / off.
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the reverse power flow control means ( 133a ) turns on the third, fourth, and sixth switching elements (Q3n, Q4n, Q6n) and Repeat der Rukoto which turns on and off the first switching element and turning off the second switching element (Q2n) (Q1n), characterized.

請求項14に記載の発明では、直流電源(4)と交流負荷(5)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q3n、Q4n)から構成されるブリッジ回路(20B)と、
ブリッジ回路と直流電源のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
リアクトルと直流電源のプラス電極との間に配置される第6のスイッチング素子(Q6)と、
リアクトルと第6のスイッチング素子(Q6)との間の共通接続端子と直流電源(4)のマイナス電極との間に配置されて、共通接続端子側から直流電源(4)のマイナス電極側に電流が流れることを妨げる電流制限素子(D2)と、
第1〜第4のスイッチング素子および第6のスイッチング素子を制御する逆潮流制御手段(150b、151b)と、を備え、
第1のスイッチング素子(Q1n)は、交流負荷のプラス電極とリアクトルとの間に配置され、
第2のスイッチング素子(Q2n)は、交流負荷のマイナス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
第3のスイッチング素子(Q3n)は、交流負荷のプラス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
第4のスイッチング素子(Q4n)は、交流負荷のマイナス電極とリアクトルとの間に配置されており、
逆潮流制御手段(S150b)は、第1逆潮流制御期間にて、第1、第2のスイッチング素子(Q1n、Q2n)をオンして、第3スイッチング素子(Q3n)をオフして第4、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1、第2、第4、第6のスイッチング素子がオンして第3スイッチング素子がオフしたとき直流電源の両電極の間で第2、第4、第6のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第1、第2のスイッチング素子がオンして第3、第4、第6のスイッチング素子がオフしたとき、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第1、第2のスイッチング素子、電流制限素子、および交流負荷を通して電流を流し、
逆潮流制御手段(S151b)は、第2逆潮流制御期間にて、第3、第4のスイッチング素子(Q3n、Q4n)をオンして、第1スイッチング素子(Q1n)をオフして第2、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第2、第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして第1スイッチング素子がオフしたとき直流電源の両電極の間で第2、第4、第6のスイッチング素子、およびリアクトルを通して電流を流してリアクトルにエネルギーを蓄え、
第3、第4のスイッチング素子がオンして、第1、第2、第6のスイッチング素子がオフしたときに、リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、第3、第4のスイッチング素子、電流制限素子、および交流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする。
In a fourteenth aspect of the present invention, a bridge circuit that is arranged between the DC power source (4) and the AC load (5) and includes the first to fourth switching elements (Q1n, Q2n, Q3n, Q4n). (20B)
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC power supply;
A sixth switching element (Q6) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC power supply;
Arranged between the common connection terminal between the reactor and the sixth switching element (Q6) and the negative electrode of the DC power supply (4), current flows from the common connection terminal side to the negative electrode side of the DC power supply (4). A current limiting element (D2) that prevents current flow;
Reverse flow control means (150b, 151b) for controlling the first to fourth switching elements and the sixth switching element,
The first switching element (Q1n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the reactor,
The second switching element (Q2n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The third switching element (Q3n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The fourth switching element (Q4n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the reactor,
The reverse flow control means (S150b) turns on the first and second switching elements (Q1n, Q2n) and turns off the third switching element (Q3n) in the first reverse flow control period. The sixth switching element (Q4n, Q6n) is repeatedly turned on / off,
When the first, second, fourth, and sixth switching elements are turned on and the third switching element is turned off, current flows through the second, fourth, and sixth switching elements and the reactor between the electrodes of the DC power supply. To store energy in the reactor,
When the first and second switching elements are turned on and the third, fourth, and sixth switching elements are turned off, the first and second switching elements and the current limiting element are based on the energy stored in the reactor. Current through an AC load, and
The reverse flow control means (S151b) turns on the third and fourth switching elements (Q3n, Q4n) and turns off the first switching element (Q1n) in the second reverse flow control period. The sixth switching element (Q4n, Q6n) is repeatedly turned on / off,
When the second, third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the first switching element is turned off, current flows through the second, fourth, and sixth switching elements and the reactor between the electrodes of the DC power supply. To store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the third and fourth switching elements are turned on and the first, second and sixth switching elements are turned off, the third and fourth switching elements and current A current is allowed to flow through the limiting element and the AC load .

請求項15に記載の発明では、交流負荷の出力電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、逆潮流制御手段(S150b)は、第1、第2のスイッチング素子(Q1n、Q2n)をオンして、第3スイッチング素子(Q3n)をオフして第4、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、逆潮流制御手段(S151b)は、第3、第4のスイッチング素子(Q3n、Q4n)をオンして、第1スイッチング素子(Q1n)をオフして第2、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする。
The invention according to claim 15 comprises first voltage detection means (51) for detecting the output voltage of the AC load,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the reverse power flow control means (S150b) turns on the first and second switching elements (Q1n, Q2n) and turns on the third switching element (Q3n). ) To turn on / off the fourth and sixth switching elements (Q4n, Q6n) repeatedly,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the reverse power flow control means (S151b) turns on the third and fourth switching elements (Q3n, Q4n) and turns on the first switching element (Q1n). ) the second off the sixth switching element (Q4n, characterized der Rukoto one which repeatedly turned on and off Q6n).

請求項16に記載の発明では、直流電源の出力電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
逆潮流制御手段は、第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、第1〜第4、第6のスイッチング素子を制御することにより、ブリッジ回路(20)から交流負荷(5)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ交流負荷の両電極間電圧と電流との間の位相差を零に近づけるようになっていることを特徴とする。
In invention of Claim 16, it has the 2nd voltage detection means (52) which detects the output voltage of DC power supply,
The reverse power flow control means controls the first to fourth and sixth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, thereby causing the AC load (5) from the bridge circuit (20). The change in the current value with respect to the time axis of the current (Iac) flowing in the sine is made sinusoidal, and the phase difference between the voltage and current between the electrodes of the AC load is made close to zero.

請求項17に記載の発明では、請求項12ないし17のいずれか1つに記載の電力変換装置(1)と、
電力変換装置の直流電源(3)のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続される第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)とを備え、
第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち直流電源のマイナス電極側の第8のスイッチング素子(Q8)が電流制限素子を構成し、
第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち直流電源のプラス電極側の第7スイッチング素子(Q7)が第6スイッチング素子(Q6)を構成し、
第7、8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)と三相交流電動機を構成するステータコイル(110)の第1の電極(110a)との間が接続され、
電力変換装置のブリッジ回路と交流負荷(5)との間を接続、或いは開放する第1のスイッチ(SW1)と、
電力変換装置の第2、4のスイッチング素子(Q2n、Q4n)の間の共通接続素子(T2)とステータコイルの第2の電極(110b)との間を接続、或いは開放する第2のスイッチ(SW2)と、
電力変換装置の第1、第3のスイッチング素子(Q1n、Q3n)の間の共通接続素子(T3)とステータコイルの第3の電極(110c)との間を接続、或いは開放する第3のスイッチ(SW3)と、
第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と直流負荷のプラス電極との間に配置される第4のスイッチ(SW4)と、
第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)とリアクトルとの間に配置される第5のスイッチ(SW5)と、
第1〜第5のスイッチを制御するスイッチ制御手段(50)と、
スイッチ制御手段が第1〜第5のスイッチのうち第2、第3、第4のスイッチをオンしたときに、第1、第2、第3、第4、第7、第8のスイッチング素子を制御して、第1、第3のスイッチング素子の間の共通接続端子(T3)、第2、第4のスイッチング素子の間の共通接続端子(T2)、および第7、第8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)から交流電流をステータコイルに流して三相交流電動機を駆動させるインバータ制御手段(50)とを備え、
スイッチ制御手段が第1〜第5のスイッチのうち第1、第5のスイッチをオンしたときに、逆潮流制御手段が第1〜第4、第7のスイッチング素子を制御することを特徴とする。
In invention of Claim 17, the power converter device (1) as described in any one of Claim 12 thru | or 17,
Seventh and eighth switching elements (Q7, Q8) connected in series between the positive electrode and the negative electrode of the DC power source (3) of the power converter,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the eighth switching element (Q8) on the negative electrode side of the DC power supply constitutes a current limiting element,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the seventh switching element (Q7) on the positive electrode side of the DC power supply constitutes the sixth switching element (Q6),
The common connection terminal (T1) between the seventh and eighth switching elements and the first electrode (110a) of the stator coil (110) constituting the three-phase AC motor are connected,
A first switch (SW1) for connecting or opening the bridge circuit of the power converter and the AC load (5);
A second switch that connects or opens between the common connection element (T2) between the second and fourth switching elements (Q2n, Q4n) of the power converter and the second electrode (110b) of the stator coil ( SW2)
A third switch that connects or opens between the common connection element (T3) between the first and third switching elements (Q1n, Q3n) of the power converter and the third electrode (110c) of the stator coil. (SW3),
A fourth switch (SW4) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the positive electrode of the DC load;
A fifth switch (SW5) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the reactor;
Switch control means (50) for controlling the first to fifth switches;
When the switch control means turns on the second, third, and fourth switches among the first to fifth switches, the first, second, third, fourth, seventh, and eighth switching elements are turned on. The common connection terminal (T3) between the first and third switching elements, the common connection terminal (T2) between the second and fourth switching elements, and the seventh and eighth switching elements. And an inverter control means (50) for driving a three-phase AC motor by flowing an AC current from a common connection terminal (T1) between the stator coil,
The reverse power flow control means controls the first to fourth and seventh switching elements when the switch control means turns on the first and fifth switches among the first to fifth switches. .

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態における電力変換装置の電気回路構成を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit structure of the power converter device in 1st Embodiment of this invention. 図1の制御装置の充電制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows charge control of the control apparatus of FIG. 第1実施形態における交流電源の出力電圧の絶対値と直流負荷の両電極間電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the output voltage of AC power supply in 1st Embodiment, and the voltage between both electrodes of DC load, and the ON / OFF timing of each switching element. 第1実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 1st Embodiment. 第1実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 1st Embodiment. 第1実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 1st Embodiment. 第1実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例の制御装置の充電制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows charge control of the control apparatus of the modification of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態の制御装置の充電制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows charge control of the control apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態における交流電源の出力電圧の絶対値と直流負荷の両電極間電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the output voltage of AC power supply in 2nd Embodiment, and the voltage between both electrodes of DC load, and the ON / OFF timing of each switching element. 第2実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 2nd Embodiment. 第2実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態における交流電源の出力電圧の絶対値と直流負荷の両電極間電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the output voltage of AC power supply and the voltage between both electrodes of DC load in 3rd Embodiment of this invention, and the ON / OFF timing of each switching element. 第3実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 3rd Embodiment. 第3実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 3rd Embodiment. 本発明の第4実施形態における電力変換装置の電気回路構成を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit structure of the power converter device in 4th Embodiment of this invention. 図16の制御装置の充電制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows charge control of the control apparatus of FIG. 第4実施形態における交流電源の出力電圧の絶対値と直流負荷の両電極間電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the output voltage of AC power supply in 4th Embodiment, and the voltage between both electrodes of DC load, and the ON / OFF timing of each switching element. 第4実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 4th Embodiment. 第4実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 4th Embodiment. 本発明の第5実施形態における電力変換装置の電気回路構成を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit structure of the power converter device in 5th Embodiment of this invention. 図21の制御装置の充電制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows charge control of the control apparatus of FIG. 第5実施形態における交流負荷の両電極間電圧の絶対値とバッテリの出力電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the voltage between both electrodes of the alternating current load in 5th Embodiment, and the output voltage of a battery, and the ON / OFF timing of each switching element. 第5実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 5th Embodiment. 第5実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 5th Embodiment. 第5実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 5th Embodiment. 第5実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 5th Embodiment. 本発明の第6実施形態における制御装置の逆潮流制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reverse power flow control of the control apparatus in 6th Embodiment of this invention. 第6実施形態における交流負荷の両電極間電圧の絶対値とバッテリの出力電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the voltage between both electrodes of the alternating current load in 6th Embodiment, and the output voltage of a battery, and the ON / OFF timing of each switching element. 第6実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 6th Embodiment. 第6実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 6th Embodiment. 本発明の第7実施形態における電力変換装置の電気回路構成を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit structure of the power converter device in 7th Embodiment of this invention. 第7実施形態における制御装置の逆潮流制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reverse power flow control of the control apparatus in 7th Embodiment. 第7実施形態における交流負荷の両電極間電圧の絶対値とバッテリの出力電圧の大小関係、および各スイッチング素子のオン、オフのタイミングを示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of the absolute value of the voltage between both electrodes of the alternating current load in 7th Embodiment, and the output voltage of a battery, and the ON / OFF timing of each switching element. 第7実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 7th Embodiment. 第7実施形態における電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in 7th Embodiment. 本発明の第8実施形態の三相交流電動機用制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the control apparatus for three-phase alternating current motors of 8th Embodiment of this invention. 第8実施形態のリレーのオン、オフのタイミングを示す図表である。It is a graph which shows the ON / OFF timing of the relay of 8th Embodiment. 本発明の第9実施形態の三相交流電動機用制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the control apparatus for three-phase alternating current motors of 9th Embodiment of this invention. 第9実施形態のリレーのオン、オフのタイミングを示す図表である。It is a graph which shows the ON / OFF timing of the relay of 9th Embodiment. 本発明の第10実施形態の三相交流電動機用制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the control apparatus for three-phase alternating current motors of 10th Embodiment of this invention. 本発明の課題を説明するための電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device for demonstrating the subject of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.

(第1実施形態)
図1に本発明の電力変換装置の第1実施形態を示す。図1に本実施形態の電力変換装置1の電気回路構成を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of a power conversion device of the present invention. FIG. 1 shows an electric circuit configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment.

図1に示すように、電力変換装置1は、ローパスフィルタ10、ブリッジ回路20、リアクトル30、スイッチング素子Q5、ダイオードD1、D2、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、および電流センサ53から構成されている。   As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 includes a low-pass filter 10, a bridge circuit 20, a reactor 30, a switching element Q5, diodes D1 and D2, a smoothing capacitor 40, a control device 50, voltage sensors 51 and 52, and a current sensor. 53.

ローパスフィルタ10は、交流電源2のプラス電極とマイナス電極との間に配置されている。ブリッジ回路20は、交流電源2と直流負荷3との間に配置されている。ブリッジ回路20は、スイッチング素子Q1p〜Q4pから構成されている。スイッチング素子Q1pは、交流電源2のプラス電極と直流負荷3のプラス電極との間に配置されている。スイッチング素子Q2pは、交流電源2のマイナス電極と直流負荷3のマイナス電極との間に配置されている。スイッチング素子Q3pは、交流電源2のプラス電極と直流負荷3のマイナス電極との間に配置されている。スイッチング素子Q4pは、交流電源2のマイナス電極と直流負荷3のプラス電極との間に配置されている。本実施形態の直流負荷3としてはバッテリが用いられている。   The low-pass filter 10 is disposed between the positive electrode and the negative electrode of the AC power supply 2. The bridge circuit 20 is disposed between the AC power supply 2 and the DC load 3. The bridge circuit 20 includes switching elements Q1p to Q4p. Switching element Q1p is arranged between the positive electrode of AC power supply 2 and the positive electrode of DC load 3. Switching element Q2p is arranged between the negative electrode of AC power supply 2 and the negative electrode of DC load 3. Switching element Q3p is arranged between the positive electrode of AC power supply 2 and the negative electrode of DC load 3. Switching element Q4p is arranged between the negative electrode of AC power supply 2 and the positive electrode of DC load 3. A battery is used as the DC load 3 of the present embodiment.

リアクトル30は、スイッチング素子Q1p、Q4pの間の共通接続端子と直流負荷3のプラス電極との間に配置されている。ダイオードD1は、リアクトル30と直流負荷3のプラス電極との間に配置されている。ダイオードD1は、直流負荷3のプラス電極側からリアクトル30側に電流が流れることを妨げる。   Reactor 30 is arranged between the common connection terminal between switching elements Q1p and Q4p and the positive electrode of DC load 3. The diode D1 is disposed between the reactor 30 and the positive electrode of the DC load 3. The diode D1 prevents current from flowing from the positive electrode side of the DC load 3 to the reactor 30 side.

スイッチング素子Q5は、リアクトル30とダイオードD1との間の共通接続素子と直流負荷3のマイナス電極との間に配置されている。本実施形態のスイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5としては、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが用いられている。スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4pとしては、コレクタ端子とエミッタ端子との間で高い逆電圧が与えられても耐え得る素子が用いられている。   Switching element Q <b> 5 is arranged between the common connection element between reactor 30 and diode D <b> 1 and the negative electrode of DC load 3. As the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q5 of this embodiment, for example, insulated gate bipolar transistors are used. As the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, and Q4p, elements that can endure even when a high reverse voltage is applied between the collector terminal and the emitter terminal are used.

ダイオードD5は、直流負荷3のプラス電極とマイナス電極との間でスイッチング素子Q5に対して逆並列に配置されている。ダイオードD2は、リアクトル30とダイオードD1との間の共通接続素子側から、直流負荷3のマイナス電極側に電流が流れることを妨げる。   The diode D5 is disposed in antiparallel with the switching element Q5 between the plus electrode and the minus electrode of the DC load 3. Diode D2 prevents current from flowing from the common connection element side between reactor 30 and diode D1 to the negative electrode side of DC load 3.

平滑コンデンサ40は、直流負荷3のプラス電極とマイナス電極との間に配置されている。平滑コンデンサ40は、直流負荷3の両電極の間の電圧を平滑化する。   The smoothing capacitor 40 is disposed between the plus electrode and the minus electrode of the DC load 3. The smoothing capacitor 40 smoothes the voltage between both electrodes of the DC load 3.

制御装置50は、マイクロコンピュータやメモリ等から構成され、交流電源2の交流電力を直流電力に変換して直流負荷(バッテリ)3に与える充電処理を実施する。制御装置50は、充電処理を実施する際に、電子制御装置60からの要求電力とセンサ51、52、53の出力信号とに基づいて、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5をスイッチング制御する。   The control device 50 includes a microcomputer, a memory, and the like, and performs a charging process for converting the AC power of the AC power source 2 into DC power and applying it to the DC load (battery) 3. When performing the charging process, the control device 50 performs switching control of the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q5 based on the required power from the electronic control device 60 and the output signals of the sensors 51, 52, and 53. To do.

電圧センサ51は、交流電源2のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。電圧センサ52は、直流負荷3のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。電流センサ53は、スイッチング素子Q1p、Q4pの間の共通接続端子とリアクトル30との間に流れる電流を検出する。   The voltage sensor 51 detects the voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power supply 2. The voltage sensor 52 detects a voltage between the plus electrode and the minus electrode of the DC load 3. The current sensor 53 detects a current flowing between the common connection terminal between the switching elements Q1p and Q4p and the reactor 30.

次に、本実施形態の制御装置50の充電処理について説明する。   Next, the charging process of the control apparatus 50 of this embodiment is demonstrated.

まず、制御装置50が電子制御装置60から要求電力P’を与えられると、充電処理の実行を開始する。要求電力P’は、交流電源2から直流負荷3に与えるように電子制御装置60から要求された電力値である。   First, when the control device 50 is provided with the required power P ′ from the electronic control device 60, the execution of the charging process is started. The required power P ′ is a power value requested from the electronic control unit 60 to be supplied from the AC power source 2 to the DC load 3.

制御装置50は、要求電力P’を電圧センサ51の検出電圧Vacにより除算して要求電流Iac’(=P’/Vac)を求める。要求電流Iac’は、交流電源2から出力させるように電子制御装置60から要求された要求値である。制御装置50は、交流電源2からローパスフィルタ10を通してブリッジ回路20に出力される実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるようにスイッチング素子Q1p、・・Q4p、Q5を制御する。   The controller 50 divides the required power P ′ by the detection voltage Vac of the voltage sensor 51 to obtain the required current Iac ′ (= P ′ / Vac). The requested current Iac ′ is a requested value requested from the electronic control unit 60 so as to be output from the AC power supply 2. The control device 50 controls the switching elements Q1p,... Q4p, Q5 so that the actual current Iac output from the AC power source 2 through the low-pass filter 10 to the bridge circuit 20 approaches the required current Iac '.

以下、充電処理の詳細について図2〜図7を参照して説明する。図2は充電処理を示すフローチャートである。図3(a)は交流電源2の出力電圧の絶対値|Vac|と直流負荷3の両電極間の電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図3(b)〜(f)は、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5のオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図4〜図7は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   Details of the charging process will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the charging process. 3A is a timing chart showing the relationship between the absolute value | Vac | of the output voltage of the AC power supply 2 and the voltage VB between both electrodes of the DC load 3, and FIGS. 3B to 3F show the switching element Q1p. , Q2p, Q3p, Q4p, Q5 is a timing chart showing on and off timings. 4 to 7 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.

まず、図2のステップS100において、電圧センサ51の検出電圧(すなわち、交流電源2の出力電圧)Vacが零以上であるか否かを判定する。電圧センサ51の検出電圧Vacが零以上であるとしてYESと判定したときには、次のステップS110において、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ52の検出電圧(すなわち、直流負荷3の両電極間の電圧)VBよりも小さいか否かを判定する。   First, in step S100 of FIG. 2, it is determined whether or not the detection voltage (that is, the output voltage of the AC power supply 2) Vac of the voltage sensor 51 is greater than or equal to zero. When the determination is YES because the detection voltage Vac of the voltage sensor 51 is greater than or equal to zero, in the next step S110, the absolute value | Vac | of the detection voltage of the voltage sensor 51 is the detection voltage of the voltage sensor 52 (ie, the DC load 3 It is determined whether the voltage between the two electrodes is smaller than VB.

ここで、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ52の検出電圧VBよりも小さいとしてステップS110においてYESと判定したときには、ステップS130に進んで、昇圧制御を実施する。   Here, when it is determined that the absolute value | Vac | of the detection voltage of the voltage sensor 51 is smaller than the detection voltage VB of the voltage sensor 52 and YES is determined in step S110, the process proceeds to step S130 and boost control is performed.

具体的には、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q4pをオンしてスイッチング素子Q3pをオフして、スイッチング素子Q5に対してスイッチング制御(PWM制御)を実施する。   Specifically, switching elements Q1p, Q2p, Q4p are turned on, switching element Q3p is turned off, and switching control (PWM control) is performed on switching element Q5.

このスイッチング制御を実施する際に、スイッチング素子Q5をオンするON期間とスイッチング素子Q5をオフするOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定される。   When performing this switching control, the ON period during which the switching element Q5 is turned on and the OFF period during which the switching element Q5 is turned off are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '.

まず、スイッチング素子Q5をオンしたときには、図4中のMode1の矢印の如く、交流電源2のプラス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q2p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q5 is turned on, as indicated by the arrow of Mode 1 in FIG. 4, the current from the positive electrode of the AC power supply 2 is changed to the low pass filter 10, the switching element Q1p, the reactor 30, the switching elements Q5, Q2p, and the low pass. It flows through the filter 10 to the negative electrode of the AC power supply 2. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q5をオフしたときには、図4中のMode2の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、交流電源2のプラス電極からローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、電流センサ53、リアクトル30、直流負荷3、スイッチング素子Q2p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。   Further, when the switching element Q5 is turned off, the low-pass filter 10, the switching element Q1p, the current sensor 53, the positive electrode of the AC power source 2, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 2 in FIG. It flows to the positive electrode of the AC power supply 2 through the reactor 30, the DC load 3, the switching element Q2p, and the low-pass filter 10.

ここで、スイッチング素子Q1pのデューティ比{=(ON期間)/(ON期間+OFF期間)}を1とし、スイッチング素子Q5pのデューティ比を{1−(|Vac|/VB)}としている。このため、スイッチング素子Q5pのデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5pのデューティ比は大きくなる。このため、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることにより、力率を1に近づけることになる。したがって、スイッチング素子Q5が昇圧PFC回路として動作することになる。   Here, the duty ratio {= (ON period) / (ON period + OFF period)} of the switching element Q1p is 1, and the duty ratio of the switching element Q5p is {1- (| Vac | / VB)}. Therefore, the duty ratio of switching element Q5p decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching element Q5p increases as | Vac | decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made sinusoidal, and the power factor is set to 1 by bringing the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac close to zero. It will be closer. Therefore, the switching element Q5 operates as a boost PFC circuit.

また、上述のステップS100において、電圧センサ51の検出電圧Vacが零未満であるとしてNOと判定したときには、次のステップS120において、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ52の検出電圧VBよりも小さいか否かを判定する。   Further, in step S100 described above, when it is determined NO because the detection voltage Vac of the voltage sensor 51 is less than zero, the absolute value | Vac | of the detection voltage of the voltage sensor 51 is equal to the voltage sensor 52 in the next step S120. It is determined whether or not it is smaller than the detection voltage VB.

ここで、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ52の検出電圧VBよりも小さいとして(|Vac|<VB)、ステップS120においてYESと判定したときには、ステップS132に進んで、昇圧制御を実施する。   Here, assuming that the absolute value | Vac | of the detection voltage of the voltage sensor 51 is smaller than the detection voltage VB of the voltage sensor 52 (| Vac | <VB), if YES is determined in step S120, the process proceeds to step S132. Perform boost control.

具体的には、スイッチング素子Q1p、Q3p、Q4pをオンしてスイッチング素子Q2pをオフして、スイッチング素子Q5に対してスイッチング制御(PWM制御)を実施する。このスイッチング制御を実施する際に、スイッチング素子Q5のON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定される。   Specifically, the switching elements Q1p, Q3p, Q4p are turned on, the switching element Q2p is turned off, and switching control (PWM control) is performed on the switching element Q5. When performing this switching control, the ON period and the OFF period of the switching element Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '.

まず、スイッチング素子Q5をオンしたときには、図5中のMode5の矢印の如く、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q5 is turned on, the current from the negative electrode of the AC power supply 2 is changed to the low pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the reactor 30, the switching element Q5, as indicated by the arrow of Mode 5 in FIG. It flows to the positive electrode of the AC power supply 2 through Q3p and the low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q5をオフしたときには、図5中のMode6の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、交流電源2のマイナス電極からローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。   Further, when the switching element Q5 is turned off, the low-pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the negative electrode of the AC power supply 2, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 6 in FIG. It flows to the negative electrode of the AC power supply 2 through the reactor 30, the diode D1, the DC load 3, the switching element Q3p, and the low-pass filter 10.

ここで、スイッチング素子Q4pのデューティ比{=(ON期間)/(ON期間+OFF期間)}を1として、スイッチング素子Q5pのデューティ比を{1−(|Vac|/VB)}としている。このため、スイッチング素子Q5pのデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5pのデューティ比は大きくなる。このため、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることにより、力率を1に近づけることになる。したがって、スイッチング素子Q5が昇圧PFC回路として動作することになる。   Here, the duty ratio {= (ON period) / (ON period + OFF period)} of the switching element Q4p is 1, and the duty ratio of the switching element Q5p is {1- (| Vac | / VB)}. Therefore, the duty ratio of switching element Q5p decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching element Q5p increases as | Vac | decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made sinusoidal, and the power factor is set to 1 by bringing the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac close to zero. It will be closer. Therefore, the switching element Q5 operates as a boost PFC circuit.

また、ステップS110において、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ52の検出電圧VB以上であるとして(|Vac|≧VB)、NOと判定したときには、ステップS131に進んで、降圧制御を実施する。   In step S110, assuming that the absolute value | Vac | of the detection voltage of the voltage sensor 51 is equal to or higher than the detection voltage VB of the voltage sensor 52 (| Vac | ≧ VB), if NO, the process proceeds to step S131. Implement step-down control.

具体的には、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンしてスイッチング素子Q3p、Q5をオフして、スイッチング素子Q1pに対してスイッチング制御(PWM制御)を実施する。このスイッチング制御を実施する際に、スイッチング素子Q1pのON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定される。   Specifically, switching elements Q2p and Q4p are turned on, switching elements Q3p and Q5 are turned off, and switching control (PWM control) is performed on switching element Q1p. When performing this switching control, the ON period and OFF period of the switching element Q1p are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '.

まず、スイッチング素子Q1pをオンしたときには、図6中のMode4の矢印の如く、交流電源2のプラス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、電流センサ53、リアクトル30、ダイオードD1、直流負荷40、スイッチング素子Q2p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30および直流負荷40にそれぞれエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q1p is turned on, as indicated by the arrow of Mode 4 in FIG. 6, the current from the positive electrode of the AC power supply 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q1p, the current sensor 53, the reactor 30, the diode D1, and the DC. It flows to the negative electrode of the AC power supply 2 through the load 40, the switching element Q2p, and the low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30 and the DC load 40, respectively.

また、スイッチング素子Q1pをオフしたときには、図6中のMode3の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、ダイオードD1、およびスイッチング素子Q2、Q4pを通して電流が流れる。   When switching element Q1p is turned off, switching element Q4p, current sensor 53, reactor 30, diode D1, and switching element Q2, based on the energy stored in reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 3 in FIG. Current flows through Q4p.

ここで、スイッチング素子Q1pのデューティ比{=(ON期間)/(ON期間+OFF期間)}としては、(VB/|Vac|)が用いられる。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q1pのデューティ比が小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q1pのデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, (VB / | Vac |) is used as the duty ratio {= (ON period) / (ON period + OFF period)} of the switching element Q1p. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching element Q1p decreases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching element Q1p increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.

なお、降圧制御を実施する際には、スイッチング素子Q1pが降圧チョッパ回路のスイッチング素子として動作し、スイッチング素子Q4pが整流ダイオード(環流ダイオード)として動作する。   When the step-down control is performed, the switching element Q1p operates as a switching element of the step-down chopper circuit, and the switching element Q4p operates as a rectifier diode (freewheeling diode).

また、上述のテップS120において、電圧センサ51の検出電圧の絶対値|Vac|が電圧センサ51の検出電圧VBよりも大きいとして(|Vac|≧VB)、NOと判定したときには、ステップS133に進んで、降圧制御を実施する。   In step S120 described above, if the absolute value | Vac | of the voltage sensor 51 is greater than the detection voltage VB of the voltage sensor 51 (| Vac | ≧ VB), if NO, the process proceeds to step S133. Thus, step-down control is performed.

具体的には、スイッチング素子Q1p、Q3pをオンしてスイッチング素子Q2p、Q5をオフして、スイッチング素子Q4pに対してスイッチング制御(PWM制御)を実施する。このスイッチング制御を実施する際に、スイッチング素子Q4pのON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定される。   Specifically, switching elements Q1p and Q3p are turned on, switching elements Q2p and Q5 are turned off, and switching control (PWM control) is performed on switching element Q4p. When this switching control is performed, the ON period and the OFF period of the switching element Q4p are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '.

まず、スイッチング素子Q4pをオンしたときには、図7中のMode7の矢印の如く、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、ダイオードD1、直流負荷40、スイッチング素子Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30および直流負荷40にそれぞれエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q4p is turned on, as indicated by the arrow of Mode 7 in FIG. 7, the current from the negative electrode of the AC power supply 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the reactor 30, the diode D1, and the DC. It flows to the positive electrode of the AC power supply 2 through the load 40, the switching element Q3p, and the low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30 and the DC load 40, respectively.

また、スイッチング素子Q4pをオフしたときには、図7中のMode8の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、スイッチング素子Q1p、電流センサ53、リアクトル30、ダイオードD1、直流負荷40、およびスイッチング素子Q3pを通して電流が流れる。   When switching element Q4p is turned off, switching element Q1p, current sensor 53, reactor 30, diode D1, DC load 40, and the like, based on the energy stored in reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 8 in FIG. A current flows through the switching element Q3p.

ここで、スイッチング素子Q4pのデューティ比{=(ON期間)/(ON期間+OFF期間)}としては、(VB/|Vac|)が用いられる。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q4pのデューティ比が小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q4pのデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, (VB / | Vac |) is used as the duty ratio {= (ON period) / (ON period + OFF period)} of the switching element Q4p. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching element Q4p decreases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching element Q4p increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.

なお、降圧制御を実施する際には、スイッチング素子Q4pが降圧チョッパ回路のスイッチング素子として動作し、スイッチング素子Q1pが整流ダイオード(環流ダイオード)として動作する。   When the step-down control is performed, the switching element Q4p operates as a switching element of the step-down chopper circuit, and the switching element Q1p operates as a rectifier diode (freewheeling diode).

このように|Vac|が検出電圧VBよりも大きい期間では、電源電圧が正極であるときにはスイッチング素子Q1pが降圧チョッパ回路のスイッチング素子の役割を果たし、スイッチング素子Q4pが整流ダイオードの役割を果たす。電源電圧が負極であるときにはスイッチング素子Q4pが降圧チョッパ回路のスイッチング素子の役割を果たし、スイッチング素子Q1pが整流ダイオードの役割を果たすことになる。   Thus, in a period in which | Vac | is larger than detection voltage VB, when power supply voltage is positive, switching element Q1p serves as a switching element of the step-down chopper circuit, and switching element Q4p serves as a rectifier diode. When the power supply voltage is negative, the switching element Q4p serves as a switching element for the step-down chopper circuit, and the switching element Q1p serves as a rectifier diode.

以上のように、ステップS130〜S133のうちいずれか1つステップに進んでスイッチング素子Q1p〜Q4p、Q5を制御して交流電源2の出力電力を直流電力に変換してこの直流電力を直流負荷3に蓄えることになる。   As described above, the process proceeds to any one of steps S130 to S133 to control the switching elements Q1p to Q4p and Q5 to convert the output power of the AC power source 2 into DC power, and this DC power is converted to the DC load 3 Will be stored.

その後、ステップS140において、電子制御装置60から動作終了要求を受けているか否かを判定する。電子制御装置60から動作終了要求を受けていないとしてNOと判定したときには、ステップS100に戻る。   Thereafter, in step S140, it is determined whether an operation end request is received from the electronic control unit 60. When it is determined NO because the operation end request has not been received from the electronic control unit 60, the process returns to step S100.

その後、電子制御装置60から動作終了要求を受けるまで、ステップS100、S110の処理或いは、ステップS100、S120の処理を終えた後、ステップS130〜S133のうち1つステップにおいてスイッチング素子Q1p〜、Q4p、Q5を制御することになる。その後、ステップS140において、電子制御装置60から動作終了要求を受けたとしてYESと判定すると、充電処理を停止することになる。   Then, after finishing the process of step S100, S110 or the process of step S100, S120 until it receives the operation | movement completion request | requirement from the electronic control apparatus 60, switching element Q1p-, Q4p, in one step of step S130-S133, Q5 will be controlled. Thereafter, in step S140, if it is determined YES because an operation end request is received from the electronic control unit 60, the charging process is stopped.

以上説明した本実施形態によれば、制御装置50が充電制御を実施する際に、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5およびダイオードD1のうち3つの素子を通電させることになる。このため、制御装置50が充電制御を実施する際に3つの素子でON電圧が損失して生じることなる。   According to the present embodiment described above, when the control device 50 performs the charge control, three elements among the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5 and the diode D1 are energized. For this reason, when the control device 50 performs the charge control, the ON voltage is lost in the three elements.

上述の特許文献1の電力変換装置では、4つの素子でON電圧が損失として生じることなる。   In the above-described power conversion device of Patent Document 1, the ON voltage is generated as a loss by four elements.

これに対して、本実施形態によれば、上述の如く、3つの素子でON電圧が損失して生じることなる。したがって、交流電源2の交流電力を直流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧が生じる素子の個数を減らすことができる。このため、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置1の電力変換の効率を向上することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, as described above, the ON voltage is lost by the three elements. Therefore, in the power converter 1 that converts the AC power of the AC power supply 2 into DC power, the number of elements that generate the ON voltage can be reduced. For this reason, the efficiency of the power conversion of the power converter 1 which converts alternating current power into direct current power can be improved.

本実施形態では、ステップS130〜S133では、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5を制御して、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけている。これにより、交流電源2から出力される交流電力の力率を1に近づけることができるので、効率的に電力変換を実施することができる。   In the present embodiment, in steps S130 to S133, the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q5 are controlled so that the change in the current value with respect to the time axis in the actual current Iac approaches a sine wave shape and the AC power supply 2 The phase difference between the output voltage and the actual current Iac is close to zero. Thereby, since the power factor of the alternating current power output from the alternating current power supply 2 can be brought close to 1, power conversion can be performed efficiently.

上述の第1実施形態では、充電制御を実施する際に、図2のフローチャートを用いたが、これに代えて、図8のフローチャートを用いてもよい。   In the first embodiment described above, the flowchart of FIG. 2 is used when performing the charge control, but the flowchart of FIG. 8 may be used instead.

具体的には、図2と図8との相違点について説明すると、図2中のステップS130では、スイッチング素子Q4pがオンしているが、図8中のステップS130では、スイッチング素子Q4pがオフしている。図2中のステップS132では、スイッチング素子Q1pがオンしているが、図8中のステップS132では、スイッチング素子Q1pがオフしている。   Specifically, the difference between FIG. 2 and FIG. 8 will be described. In step S130 in FIG. 2, the switching element Q4p is turned on, but in step S130 in FIG. 8, the switching element Q4p is turned off. ing. In step S132 in FIG. 2, the switching element Q1p is turned on, but in step S132 in FIG. 8, the switching element Q1p is turned off.

(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、交流電源の出力電圧の絶対値|Vac|と直流負荷の両電極間の電圧VBとの大小関係に応じて、昇圧制御と降圧制御を切り替える例について説明したが、これに代えて、本第2実施形態では、昇降圧制御を常時実施する例について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the boost control and the buck control are switched according to the magnitude relationship between the absolute value | Vac | of the output voltage of the AC power supply and the voltage VB between both electrodes of the DC load has been described. Instead, in the second embodiment, an example in which the step-up / step-down control is always performed will be described.

本実施形態の電力変換装置1のハードウェア構成は、上述の第1実施形態の電力変換装置1のハードウェア構成と同一である。このため、以下、本実施形態の充電制御について図9〜図12を参照して説明する。   The hardware configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment is the same as the hardware configuration of the power conversion device 1 of the first embodiment described above. For this reason, the charge control of the present embodiment will be described below with reference to FIGS.

図9は本実施形態の充電制御を示すフローチャートであり、図10(a)は交流電源2の出力電圧の絶対値|Vac|と直流負荷3の両電極間の電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図3(b)〜(f)は、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5のオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図11、図12は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   FIG. 9 is a flowchart showing the charging control of this embodiment, and FIG. 10A is a timing chart showing the relationship between the absolute value | Vac | of the output voltage of the AC power supply 2 and the voltage VB between both electrodes of the DC load 3. FIGS. 3B to 3F are timing charts showing the on / off timings of the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q5. 11 and 12 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.

まず、図9のステップS100において、電圧センサ51の検出電圧(すなわち、交流電源2の出力電圧)Vacが零以上であるか否かを判定する。電圧センサ51の検出電圧Vacが零以上であるとして(Vac≧0)、YESと判定したときには、ステップS150において後述する昇降圧制御を実施する。   First, in step S100 of FIG. 9, it is determined whether or not the detection voltage (that is, the output voltage of the AC power supply 2) Vac of the voltage sensor 51 is greater than or equal to zero. Assuming that the detection voltage Vac of the voltage sensor 51 is equal to or greater than zero (Vac ≧ 0) and determining YES, step-up / step-down control described later is performed in step S150.

また、上述のステップS100において、電圧センサ51の検出電圧Vacが零未満であるとして(Vac<0)、NOと判定したときには、ステップS151において後述する昇降圧制御を実施する。   In step S100 described above, assuming that the detection voltage Vac of the voltage sensor 51 is less than zero (Vac <0) and NO is determined, step-up / step-down control described later is performed in step S151.

このようにステップS150或いはステップS151において昇降圧制御を実施すると、次のステップS140において、電子制御装置60から動作終了要求を受けているか否かを判定する。電子制御装置60から動作終了要求を受けていないとしてNOと判定したときには、ステップS100に戻る。   As described above, when the step-up / step-down control is performed in step S150 or step S151, it is determined whether or not an operation end request is received from the electronic control unit 60 in the next step S140. When it is determined NO because the operation end request has not been received from the electronic control unit 60, the process returns to step S100.

その後、電子制御装置60から動作終了要求を受ける迄、ステップS100の判定、ステップS150或いはステップS151における昇降圧制御、およびステップS140のNO判定を繰り返しことになる。そして、電子制御装置60から動作終了要求を受けるとステップS140でYESと判定して、充電制御を終了する。   Thereafter, until the operation end request is received from the electronic control unit 60, the determination in step S100, the step-up / step-down control in step S150 or step S151, and the NO determination in step S140 are repeated. And if the operation | movement completion request | requirement is received from the electronic control apparatus 60, it will determine with YES by step S140, and charge control will be complete | finished.

次に、ステップS150の昇降圧制御とステップS151の昇降圧制御とについて説明する。
(ステップS150)
まず、スイッチング素子Q3pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンして、スイッチング素子Q1p、Q5を同期してスイッチングさせる。すなわち、スイッチング素子Q1pのオンとスイッチング素子Q5のオンとを同一タイミングで実施し、スイッチング素子Q1pのオフとスイッチング素子Q5のオフと同一タイミングで実施する。スイッチング素子Q1p、Q5をスイッチングさせる際に、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるようにスイッチング素子Q1p、Q5のON期間とOFF期間とが設定される。
Next, the step-up / step-down control in step S150 and the step-up / step-down control in step S151 will be described.
(Step S150)
First, the switching element Q3p is turned off, the switching elements Q2p and Q4p are turned on, and the switching elements Q1p and Q5 are switched in synchronization. That is, switching element Q1p is turned on and switching element Q5 is turned on at the same timing, and switching element Q1p is turned off and switching element Q5 is turned off at the same timing. When switching the switching elements Q1p and Q5, the ON period and the OFF period of the switching elements Q1p and Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac ′.

まず、スイッチング素子Q1p、Q5をオンしたときには、図11中のMode1の矢印の如く、交流電源2のプラス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q2p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q1p and Q5 are turned on, the current from the positive electrode of the AC power supply 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q1p, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching element as indicated by the arrow of Mode 1 in FIG. It flows to the negative electrode of AC power supply 2 through Q5, Q2p, and low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q1p、Q5をオフしたときには、図11中のMode2の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q2p、Q4pおよび電流センサ30を通して流れる。   Further, when the switching elements Q1p and Q5 are turned off, as shown by the arrows of Mode 2 in FIG. 11, the current is changed to the reactor 30, the diode D1, the DC load 3, the switching elements Q2p, Q4p based on the energy stored in the reactor 30. And flows through the current sensor 30.

このようなスイッチング素子Q1p、Q5のオンとスイッチング素子Q3p、Q5のオフとを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q1p、Q5のデューティ比としては、(VB/(|Vac|+VB))が用いられる。このため、スイッチング素子Q1p、Q5のデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど、小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q1p、Q5のデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。
(ステップS151)
まず、スイッチング素子Q1pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンして、スイッチング素子Q3p、Q5を同期してスイッチングさせる。すなわち、スイッチング素子Q3pのオンとスイッチング素子Q5のオンとを同一タイミングで実施し、スイッチング素子Q3pのオフとスイッチング素子Q5のオフと同一タイミングで実施する。スイッチング素子Q3p、Q5をスイッチングさせる際に、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるようにスイッチング素子Q3p、Q5のON期間とOFF期間とが設定される。
Such switching elements Q1p and Q5 are turned on and switching elements Q3p and Q5 are turned off repeatedly. At this time, (VB / (| Vac | + VB)) is used as the duty ratio of the switching elements Q1p and Q5. For this reason, the duty ratio of switching elements Q1p and Q5 decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching elements Q1p and Q5 increases as | Vac | decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.
(Step S151)
First, the switching element Q1p is turned off, the switching elements Q2p and Q4p are turned on, and the switching elements Q3p and Q5 are switched in synchronization. That is, switching element Q3p is turned on and switching element Q5 is turned on at the same timing, and switching element Q3p is turned off and switching element Q5 is turned off at the same timing. When switching the switching elements Q3p, Q5, the ON period and the OFF period of the switching elements Q3p, Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac ′.

まず、スイッチング素子Q3p、Q5をオンしたときには、図12中のMode3の矢印の如く、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q3p and Q5 are turned on, the current from the negative electrode of the AC power source 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching element as indicated by the arrows of Mode 3 in FIG. It flows to the positive electrode of AC power supply 2 through Q5, Q3p, and low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q3p、Q5をオフしたときには、図12中のMode4の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q2p、Q4p、および電流センサ53を通して流れる。   Further, when the switching elements Q3p and Q5 are turned off, as shown by the arrows of Mode 4 in FIG. 12, the current is converted into the reactor 30, the diode D1, the DC load 3, the switching elements Q2p and Q4p based on the energy stored in the reactor 30. And through the current sensor 53.

このようなスイッチング素子Q3p、Q5のオンとスイッチング素子Q3p、Q5のオフとを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q3p、Q5のデューティ比としては、(VB/(|Vac|+VB))が用いられる。このため、スイッチング素子Q3p、Q5のデューティ比としては、|Vac|が大きくなるほど、小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q3p、Q5のデューティ比が大きくなる。このため、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Such switching elements Q3p and Q5 are turned on and switching elements Q3p and Q5 are turned off repeatedly. At this time, (VB / (| Vac | + VB)) is used as the duty ratio of the switching elements Q3p and Q5. Therefore, the duty ratio of switching elements Q3p and Q5 decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching elements Q3p and Q5 increases as | Vac | decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.

なお、ステップS150、S151では、スイッチング素子Q2pは整流ダイオードの役割を果たす。   In steps S150 and S151, the switching element Q2p serves as a rectifier diode.

以上説明した本実施形態では、制御装置50が充電制御を実施する際にスイッチング素子Q1p〜Q4p、Q5およびダイオードD1のうち3つの素子でON電圧が損失として生じることなる。したがって、上述の第1実施形態と同様、交流電源2の交流電力を直流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。   In the present embodiment described above, when the control device 50 performs the charge control, the ON voltage is generated as a loss in three elements among the switching elements Q1p to Q4p, Q5 and the diode D1. Therefore, similarly to the first embodiment described above, in the power conversion device 1 that converts the AC power of the AC power supply 2 into DC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage.

本実施形態では、スイッチング素子Q1p〜Q4p、Q5を制御することにより実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。このため、交流電源2から出力される交流電力の力率を1に近づけることができる。   In the present embodiment, by controlling the switching elements Q1p to Q4p, Q5, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is brought close to a sine wave, and the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac are The phase difference between them will be close to zero. For this reason, the power factor of the alternating current power output from the alternating current power supply 2 can be brought close to 1.

(第3実施形態)
上述の第2実施形態では、図9のステップS150(S151)の昇降圧制御において、スイッチング素子Q1p、Q5(Q3p、Q5)を同期してスイッチングさせる例について説明したが、これに代えて、スイッチング素子Q1p、Q5(Q3p、Q5)を非同期でスイッチングさせて昇降圧制御を実施する例について説明する。
(Third embodiment)
In the above-described second embodiment, the example in which the switching elements Q1p and Q5 (Q3p, Q5) are switched synchronously in the step-up / step-down control in step S150 (S151) in FIG. 9 has been described. An example will be described in which the elements Q1p and Q5 (Q3p and Q5) are switched asynchronously to perform the buck-boost control.

以下、本実施形態のステップS150(S151)の昇降圧制御について図13〜図15を参照して説明する。   Hereinafter, the step-up / step-down control in step S150 (S151) of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図13(a)は電源電圧2の出力電圧の絶対値|Vac|と直流負荷3の両電極間の電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図13(b)〜(f)は、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5のオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図14、図15は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。
(ステップS150)
まず、スイッチング素子Q3pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンして、スイッチング素子Q1p、Q5をスイッチングさせる。スイッチング素子Q1p、Q5のON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定されている。
13A is a timing chart showing the relationship between the absolute value | Vac | of the output voltage of the power supply voltage 2 and the voltage VB between both electrodes of the DC load 3, and FIGS. 13B to 13F show the switching element Q1p. , Q2p, Q3p, Q4p, Q5 is a timing chart showing on and off timings. 14 and 15 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.
(Step S150)
First, the switching element Q3p is turned off, the switching elements Q2p and Q4p are turned on, and the switching elements Q1p and Q5 are switched. The ON period and the OFF period of the switching elements Q1p and Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac ′.

まず、スイッチング素子Q1p、Q5をオンしたときには、図14中のMode1の矢印の如く、交流電源2のプラス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q2p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q1p and Q5 are turned on, the current from the positive electrode of the AC power source 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q1p, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching element as indicated by the arrow of Mode 1 in FIG. It flows to the negative electrode of AC power supply 2 through Q5, Q2p, and low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

その後、スイッチング素子Q1p、Q5をオフしたときには、図14中のMode2の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q2p、Q4p、および電流センサ53を通して流れる。   After that, when the switching elements Q1p and Q5 are turned off, as shown by the arrows of Mode 2 in FIG. 14, the current is changed to the reactor 30, the diode D1, the DC load 3, the switching elements Q2p and Q4p based on the energy stored in the reactor 30. And through the current sensor 53.

また、スイッチング素子Q1pをオフして、スイッチング素子Q5をオンすると、図14中のMode3の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、スイッチング素子Q5p、スイッチング素子Q2p、Q4pおよび電流センサ53を通して流れる。   Further, when the switching element Q1p is turned off and the switching element Q5 is turned on, as shown by the arrow of Mode 3 in FIG. 14, the current is changed to the reactor 30, the switching element Q5p, and the switching element Q2p based on the energy stored in the reactor 30. , Q4p and the current sensor 53.

このようなスイッチング素子Q1p、Q5のスイッチングにより直流負荷3に電流が流れ込んで直流電力が蓄えられる。   As a result of such switching of the switching elements Q1p and Q5, a current flows into the DC load 3 and DC power is stored.

ここで、スイッチング素子Q1pのデューティ比を一定値Dとしている。一定値Dは、|Vac|×DがVBよりも小さくなるように設定されている。|Vac|は、交流電源2の出力電圧Vac(=電圧センサ51の検出電圧)の絶対値である。VBは、直流負荷3のプラス電極とマイナス電極との間の電圧である。 スイッチング素子Q5のデューティ比は、{1−(|Vac|×D)/VB}に設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比を小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比を大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。
(ステップS151)
まず、スイッチング素子Q1pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンして、スイッチング素子Q3p、Q5をスイッチングさせる。スイッチング素子Q3p、Q5のON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定されている。
Here, the duty ratio of the switching element Q1p is set to a constant value D. The constant value D is set so that | Vac | × D is smaller than VB. | Vac | is the absolute value of the output voltage Vac of the AC power supply 2 (= the detection voltage of the voltage sensor 51). VB is a voltage between the plus electrode and the minus electrode of the DC load 3. The duty ratio of switching element Q5 is set to {1- (| Vac | × D) / VB}. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of the switching element Q5 decreases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of the switching element Q5 increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.
(Step S151)
First, the switching element Q1p is turned off, the switching elements Q2p and Q4p are turned on, and the switching elements Q3p and Q5 are switched. The ON period and OFF period of the switching elements Q3p, Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac ′.

まず、スイッチング素子Q3p、Q5をオンしたときには、図15中のMode4の矢印の如く、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q3p and Q5 are turned on, the current from the negative electrode of the AC power supply 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching element as indicated by the arrows of Mode 4 in FIG. It flows to the positive electrode of AC power supply 2 through Q5, Q3p, and low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q3p、Q5をオフしたときには、図15中のMode5の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q2p、Q4p、および電流センサ53を通して流れる。   Further, when the switching elements Q3p and Q5 are turned off, as shown by the arrows of Mode 5 in FIG. 15, the current is changed to the reactor 30, the diode D1, the DC load 3, the switching elements Q2p and Q4p based on the energy stored in the reactor 30. And through the current sensor 53.

その後、スイッチング素子Q3pをオフして、スイッチング素子Q5をオンしたときには、図15中のMode6の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、スイッチング素子Q5、Q2p、Q4p、および電流センサ53を通して流れる。   After that, when the switching element Q3p is turned off and the switching element Q5 is turned on, the current is changed to the reactor 30, the switching elements Q5, Q2p, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 6 in FIG. It flows through Q4p and the current sensor 53.

このようなスイッチング素子Q3p、Q5のスイッチングにより直流負荷3に電流が流れ込んで直流電力が蓄えられる。   As a result of such switching of the switching elements Q3p and Q5, a current flows into the DC load 3 and DC power is stored.

ここで、スイッチング素子Q3pのデューティ比を一定値Dとしている。一定値Dは、上記ステップS150の場合と同様、|Vac|×DがVBよりも小さくなるように設定されている。スイッチング素子Q5のデューティ比は、{1−(|Vac|×D)/VB}に設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比が小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, the duty ratio of the switching element Q3p is set to a constant value D. The constant value D is set so that | Vac | × D is smaller than VB, as in step S150. The duty ratio of switching element Q5 is set to {1- (| Vac | × D) / VB}. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of the switching element Q5 decreases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of the switching element Q5 increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.

以上説明した本実施形態では、制御装置50が充電制御を実施する際にスイッチング素子Q1p〜Q4p、Q5、およびダイオードD1のうち3つの素子が通電する。このため、制御装置50が充電制御を実施する際に3つの素子でON電圧として損失が生じることなる。したがって、上述の第1実施形態と同様、交流電源2の交流電力を直流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。   In the present embodiment described above, three elements among the switching elements Q1p to Q4p, Q5 and the diode D1 are energized when the control device 50 performs the charge control. For this reason, when the control apparatus 50 performs charge control, a loss arises as an ON voltage in three elements. Therefore, similarly to the first embodiment described above, in the power conversion device 1 that converts the AC power of the AC power supply 2 into DC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage.

本実施形態では、上述の第2実施形態と同様、スイッチング素子Q1p〜Q4p、Q5を制御して、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。これにより、交流電源2から出力される交流電力の力率を1に近づけることができる。   In the present embodiment, similarly to the second embodiment described above, the switching elements Q1p to Q4p, Q5 are controlled so that the change in the current value with respect to the time axis in the actual current Iac approximates a sine wave, and the AC power supply 2 The phase difference between the output voltage and the actual current Iac will be close to zero. As a result, the power factor of the AC power output from the AC power supply 2 can be made close to 1.

上記第3実施形態では、電源電圧2の出力電圧Vacが零未満のときに、ステップS151において、スイッチング素子Q1pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q4pをオンして、スイッチング素子Q3p、Q5をスイッチングさせる例を示したが、これに代えて、ステップS151において、スイッチング素子Q1p、Q3pをオンし、スイッチング素子Q2pをオフして、スイッチング素子Q4p、Q5をスイッチングさせるようにしてもよい。   In the third embodiment, when the output voltage Vac of the power supply voltage 2 is less than zero, in step S151, the switching element Q1p is turned off, the switching elements Q2p, Q4p are turned on, and the switching elements Q3p, Q5 are switched. Although an example is shown, instead of this, in step S151, the switching elements Q1p and Q3p may be turned on, the switching element Q2p may be turned off, and the switching elements Q4p and Q5 may be switched.

この場合、スイッチング素子Q3p、Q5のON期間とOFF期間とは、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるように設定されている。   In this case, the ON period and the OFF period of the switching elements Q3p and Q5 are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '.

まず、スイッチング素子Q4p、Q5をオンしたときには、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q4p、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q3p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q4p and Q5 are turned on, the current from the negative electrode of the AC power supply 2 is exchanged through the low-pass filter 10, the switching element Q4p, the current sensor 53, the reactor 30, the switching elements Q5, Q3p, and the low-pass filter 10. It flows to the positive electrode of the power supply 2. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q4p、Q5をオフしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、ダイオードD1、直流負荷3、スイッチング素子Q3p、Q1p、および電流センサ53を通して流れる。   When switching elements Q4p and Q5 are turned off, current flows through reactor 30, diode D1, DC load 3, switching elements Q3p and Q1p, and current sensor 53 based on the energy stored in reactor 30.

その後、スイッチング素子Q4pをオフして、スイッチング素子Q5をオンしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、スイッチング素子Q5、Q3p、Q1p、および電流センサ53を通して流れる。   Thereafter, when switching element Q4p is turned off and switching element Q5 is turned on, current flows through reactor 30, switching elements Q5, Q3p, Q1p, and current sensor 53 based on the energy stored in reactor 30.

このようなスイッチング素子Q4p、Q5のスイッチングにより直流負荷3に電流が流れ込んで直流電力が蓄えられる。   As a result of such switching of the switching elements Q4p and Q5, a current flows into the DC load 3 and DC power is stored.

ここで、スイッチング素子Q4pのデューティ比を一定値Dとしている。一定値Dは、上記ステップS150の場合と同様、|Vac|×DがVBよりも小さくなるように設定されている。スイッチング素子Q5のデューティ比は、{1−(|Vac|×D)/VB}に設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比が小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5のデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, the duty ratio of the switching element Q4p is set to a constant value D. The constant value D is set so that | Vac | × D is smaller than VB, as in step S150. The duty ratio of switching element Q5 is set to {1- (| Vac | × D) / VB}. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of the switching element Q5 decreases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of the switching element Q5 increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac is made close to zero.

(第4実施形態)
上述の第1〜3実施形態では、4つのスイッチング素子からなるブリッジ回路を用いた例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、6つのスイッチング素子からなるブリッジ回路を用いた例について説明する。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments described above, the example using the bridge circuit including the four switching elements has been described. Instead, in the present embodiment, the example using the bridge circuit including the six switching elements is described. explain.

図16に本実施形態の電力変換装置1の回路構成を示す。   FIG. 16 shows a circuit configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment.

本実施形態の電力変換装置1は、ローパスフィルタ10、ブリッジ回路20A、リアクトル30、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、および電流センサ53から構成されている。図16において図1と同一符号は同一のものを示し、その説明を省略する。   The power conversion device 1 of this embodiment includes a low-pass filter 10, a bridge circuit 20 </ b> A, a reactor 30, a smoothing capacitor 40, a control device 50, voltage sensors 51 and 52, and a current sensor 53. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG.

本実施形態の電力変換装置1では、図1中のスイッチング素子Q5およびダイオードD1、D5が用いられていなく、図1中のブリッジ回路20に代えてブリッジ回路20Aが用いられている。   In the power conversion device 1 of the present embodiment, the switching element Q5 and the diodes D1 and D5 in FIG. 1 are not used, and a bridge circuit 20A is used instead of the bridge circuit 20 in FIG.

ブリッジ回路20Aは、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6pから構成されている。スイッチング素子Q1p、Q2pは、交流電源2のプラス電極とマイナス電極との間において、直列接続されている。スイッチング素子Q1p、Q2pのうちスイッチング素子Q1pは、交流電源2のプラス電極側に位置し、スイッチング素子Q1p、Q2pのうちスイッチング素子Q2pは、交流電源2のマイナス電極側に位置する。   The bridge circuit 20A includes switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5p, and Q6p. Switching elements Q1p and Q2p are connected in series between the positive electrode and the negative electrode of AC power supply 2. Of the switching elements Q1p and Q2p, the switching element Q1p is located on the positive electrode side of the AC power supply 2, and of the switching elements Q1p and Q2p, the switching element Q2p is located on the negative electrode side of the AC power supply 2.

スイッチング素子Q3p、Q4pは、直流負荷3のプラス電極とマイナス電極との間において、直列接続されている。スイッチング素子Q3p、Q4pのうちスイッチング素子Q3pは、直流負荷3のプラス電極側に位置し、スイッチング素子Q3p、Q4pのうちスイッチング素子Q4pは、直流負荷3のマイナス電極側に位置する。   Switching elements Q3p and Q4p are connected in series between the plus electrode and minus electrode of DC load 3. Of the switching elements Q3p and Q4p, the switching element Q3p is located on the positive electrode side of the DC load 3, and of the switching elements Q3p and Q4p, the switching element Q4p is located on the negative electrode side of the DC load 3.

スイッチング素子Q5pは、スイッチング素子Q1pのコレクタ端子とスイッチング素子Q3pのエミッタ端子との間に配置されている。スイッチング素子Q6pは、スイッチング素子Q2pのコレクタ端子とスイッチング素子Q4pのエミッタ端子との間に配置されている。   Switching element Q5p is arranged between the collector terminal of switching element Q1p and the emitter terminal of switching element Q3p. Switching element Q6p is arranged between the collector terminal of switching element Q2p and the emitter terminal of switching element Q4p.

本実施形態では、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6pとしては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタが用いられている。スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6pとしては、コレクタ端子とエミッタ端子との間で高い逆電圧が与えられても耐え得る素子が用いられている。   In the present embodiment, for example, insulated gate bipolar transistors are used as the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5p, and Q6p. As the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5p, and Q6p, elements that can endure even when a high reverse voltage is applied between the collector terminal and the emitter terminal are used.

リアクトル30は、スイッチング素子Q1p、Q2pの間の共通接続端子とスイッチング素子Q3p、Q4pの間の共通接続端子との間に配置されている。電流センサ53は、リアクトル30とスイッチング素子Q3p、Q4pの間の共通接続端子との間に配置されている。   Reactor 30 is arranged between a common connection terminal between switching elements Q1p and Q2p and a common connection terminal between switching elements Q3p and Q4p. Current sensor 53 is arranged between reactor 30 and a common connection terminal between switching elements Q3p and Q4p.

次に、本実施形態の制御装置50の充電制御について説明する。   Next, charging control of the control device 50 of the present embodiment will be described.

図17は制御装置50の充電制御を示すフローチャートである。図18(a)は交流電源2の出力電圧の絶対値|Vac|と直流負荷の出力電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図18(b)〜(g)は、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6pのオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図19、図20は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   FIG. 17 is a flowchart showing charge control of the control device 50. 18A is a timing chart showing the relationship between the absolute value | Vac | of the output voltage of the AC power supply 2 and the output voltage VB of the DC load, and FIGS. 18B to 18G are switching elements Q1p, Q2p, Q3p. , Q4p, Q5p, Q6p is a timing chart showing on and off timing. 19 and 20 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.

図17は、図9において、ステップ150に代わるステップ150a(昇降圧制御)と、ステップ151に代わるステップ151a(昇降圧制御)とが用いられている。以下、ステップ150a、151aについて別々に説明する。
(ステップ150a)
まず、スイッチング素子Q5pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pをオンして、スイッチング素子Q1p、Q4pを同期してスイッチングさせる。すなわち、スイッチング素子Q1pのオンとスイッチング素子Q4pのオンとを同一タイミングで実施し、スイッチング素子Q1pのオフとスイッチング素子Q4pのオフと同一タイミングで実施する。
In FIG. 17, step 150a (step-up / step-down control) replacing step 150 and step 151a (step-up / step-down control) replacing step 151 in FIG. 9 are used. Hereinafter, steps 150a and 151a will be described separately.
(Step 150a)
First, the switching element Q5p is turned off, the switching elements Q2p, Q3p, and Q6p are turned on, and the switching elements Q1p and Q4p are switched in synchronization. That is, switching element Q1p is turned on and switching element Q4p is turned on at the same timing, and switching element Q1p is turned off and switching element Q4p is turned off at the same timing.

まず、スイッチング素子Q1p、Q4pをオンしたときには、図19中のMode1の矢印の如く、交流電源2のプラス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q1p、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4p、Q6p、およびローパスフィルタ10を通して交流電源2のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30には、エネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q1p and Q4p are turned on, the current from the positive electrode of the AC power source 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q1p, the reactor 30, the current sensor 53, and the switching element as indicated by the arrows of Mode1 in FIG. It flows to the negative electrode of AC power supply 2 through Q4p, Q6p, and low-pass filter 10. At this time, the reactor 30 stores energy.

また、スイッチング素子Q1p、Q4pをオフしたときには、図19中のMode2の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q3p、直流負荷3、およびスイッチング素子Q6p、Q2pを通して流れる。このとき、直流負荷3にエネルギーが蓄えられる。   Further, when the switching elements Q1p and Q4p are turned off, as shown by the arrows of Mode 2 in FIG. 19, the current is based on the energy stored in the reactor 30, the current is supplied to the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q3p, the DC load 3, And flows through the switching elements Q6p, Q2p. At this time, energy is stored in the DC load 3.

このようなスイッチング素子Q1p、Q4pのオンとスイッチング素子Q1p、Q4pのオフとを繰り返し実施する。このとき、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるようにスイッチング素子Q1p、Q4pのON期間とOFF期間とが設定されている。スイッチング素子Q1p、Q4pのデューティ比としては、(VB/(|Vac|+VB))が用いられる。このため、スイッチング素子Q1p、Q4pのデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど、小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q1p、Q4pのデューティ比が大きくなる。したがって、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化が正弦波状に近づいて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Such switching elements Q1p and Q4p are turned on and switching elements Q1p and Q4p are turned off repeatedly. At this time, the ON period and the OFF period of the switching elements Q1p and Q4p are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '. As the duty ratio of the switching elements Q1p and Q4p, (VB / (| Vac | + VB)) is used. Therefore, the duty ratio of switching elements Q1p and Q4p decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching elements Q1p and Q4p increases as | Vac | decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac approaches a sine wave shape, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac approaches zero.

なお、ステップ150aでは、スイッチング素子Q1p、Q4pが昇降圧PFC回路のスイッチング制御を担い、スイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pは、整流ダイオードの役割を果たす。
(ステップ151a)
まず、スイッチング素子Q1p、Q4pをオフし、スイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pをオンして、スイッチング素子Q5pをスイッチングさせる。
In step 150a, the switching elements Q1p and Q4p perform switching control of the step-up / step-down PFC circuit, and the switching elements Q2p, Q3p, and Q6p serve as rectifier diodes.
(Step 151a)
First, the switching elements Q1p, Q4p are turned off, the switching elements Q2p, Q3p, Q6p are turned on, and the switching element Q5p is switched.

まず、スイッチング素子Q5pをオンしたときには、図20中のMode3の矢印の如く、交流電源2のマイナス電極からの電流が、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q2p、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q3p、Q5pおよびローパスフィルタ10を通して交流電源2のプラス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q5p is turned on, as indicated by an arrow of Mode 3 in FIG. 20, the current from the negative electrode of the AC power supply 2 is changed to the low-pass filter 10, the switching element Q2p, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q3p, It flows to the positive electrode of the AC power supply 2 through Q5p and the low-pass filter 10. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q5pをオフしたときには、図20中のMode4の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q3p、直流負荷3、およびスイッチング素子Q6p、Q2pを通して流れる。このとき、直流負荷3にエネルギーが蓄えられる。   Further, when the switching element Q5p is turned off, as shown by the arrow of Mode 4 in FIG. 20, the current is based on the energy stored in the reactor 30, the current is the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q3p, the DC load 3, and the switching. It flows through the elements Q6p and Q2p. At this time, energy is stored in the DC load 3.

このようなスイッチング素子Q5pのオン、オフを繰り返し実施する。このとき、実際の電流Iacを要求電流Iac’に近づけるようにスイッチング素子Q5pのON期間とOFF期間とが設定されている。スイッチング素子Q5のデューティ比としては、(VB/(|Vac|+VB))が用いられる。したがって、スイッチング素子Q5のデューティ比は|Vac|が大きくなるほど、小さくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q5pのデューティ比が大きくなる。このため、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化が正弦波状に近づいて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Such switching element Q5p is repeatedly turned on and off. At this time, the ON period and the OFF period of the switching element Q5p are set so that the actual current Iac approaches the required current Iac '. As the duty ratio of switching element Q5, (VB / (| Vac | + VB)) is used. Therefore, the duty ratio of switching element Q5 decreases as | Vac | increases, and the duty ratio of switching element Q5p increases as | Vac | decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the actual current Iac approaches a sine wave shape, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac approaches zero.

なお、ステップ151aでは、スイッチング素子Q5pは昇降圧PFC回路のスイッチング制御を担い、スイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pは、整流ダイオードの役割を果たす。   In step 151a, the switching element Q5p performs switching control of the step-up / step-down PFC circuit, and the switching elements Q2p, Q3p, and Q6p serve as rectifier diodes.

以上説明した本実施形態では、制御装置50が充電制御を実施する際に、ステップ150aでは、スイッチング素子Q1p、Q4p、Q6p、或いはスイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pが通電し、ステップ151aでは、スイッチング素子Q2p、Q3p、Q5p、或いはスイッチング素子Q2p、Q3p、Q6pが通電する。このため、制御装置50が充電制御を実施する際に3つのスイッチング素子でON電圧が損失として生じることなる。したがって、上述の第1実施形態と同様、交流電源2の交流電力を直流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。   In the present embodiment described above, when the control device 50 performs the charge control, the switching elements Q1p, Q4p, Q6p or the switching elements Q2p, Q3p, Q6p are energized in step 150a, and the switching element Q1p is switched in step 151a. Q2p, Q3p, Q5p or switching elements Q2p, Q3p, Q6p are energized. For this reason, when the control device 50 performs the charge control, the ON voltage is generated as a loss in the three switching elements. Therefore, similarly to the first embodiment described above, in the power conversion device 1 that converts the AC power of the AC power supply 2 into DC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage.

本実施形態では、スイッチング素子Q1p〜Q6pを制御して、実際の電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と実際の電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。これにより、交流電源2から出力される交流電力の力率を1に近づけることができる。   In the present embodiment, the switching elements Q1p to Q6p are controlled so that the change in the current value with respect to the time axis in the actual current Iac approximates a sine wave, and between the output voltage of the AC power supply 2 and the actual current Iac. The phase difference will be close to zero. As a result, the power factor of the AC power output from the AC power supply 2 can be made close to 1.

(第5実施形態)
上述の第1〜4実施形態では、交流電力を直流電力に変換する充電制御を実施する例について説明したが、これに代えて、本第5実施形態では、直流電力を交流電力に変換する逆潮流制御を実施する例について説明する。
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments described above, the example in which the charging control for converting AC power to DC power has been described, but instead, in the fifth embodiment, the reverse of converting DC power to AC power. An example in which power flow control is performed will be described.

図21に本実施形態の電力変換装置1の回路構成を示す。   FIG. 21 shows a circuit configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment.

本実施形態の電力変換装置1は、ローパスフィルタ10、ブリッジ回路20B、リアクトル30、スイッチング素子Q5、Q6、ダイオードD1、D2、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、および電流センサ53から構成されている。図21において、図1と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。   The power conversion device 1 of this embodiment includes a low-pass filter 10, a bridge circuit 20B, a reactor 30, switching elements Q5 and Q6, diodes D1 and D2, a smoothing capacitor 40, a control device 50, voltage sensors 51 and 52, and a current sensor 53. It is composed of In FIG. 21, the same reference numerals as those in FIG.

図21の電力変換装置1では、図1において、ブリッジ回路20に代わるブリッジ回路20Bが用いられ、スイッチング素子Q6が追加されている。   21 uses a bridge circuit 20B instead of the bridge circuit 20 in FIG. 1, and a switching element Q6 is added.

ブリッジ回路20Bは、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4nから構成されている。   The bridge circuit 20B includes switching elements Q1n, Q2n, Q3n, and Q4n.

ブリッジ回路20Bのスイッチング素子Q1nは、エミッタ端子およびコレクタ端子が、ブリッジ回路20のスイッチング素子Q1pに対して互いに逆向きに配置されている。同様に、ブリッジ回路20Bのスイッチング素子Q2n、Q3n、Q4nは、エミッタ端子およびコレクタ端子が、ブリッジ回路20のスイッチング素子Q2p、Q3p、Q4pに対してそれぞれ互いに逆向きに配置されている。   The switching element Q1n of the bridge circuit 20B has an emitter terminal and a collector terminal arranged in opposite directions with respect to the switching element Q1p of the bridge circuit 20. Similarly, the switching elements Q2n, Q3n, and Q4n of the bridge circuit 20B have their emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions with respect to the switching elements Q2p, Q3p, and Q4p of the bridge circuit 20, respectively.

なお、スイッチング素子Q2nがスイッチング素子Q2pに対応し、スイッチング素子Q3nがスイッチング素子Q3pに対応し、スイッチング素子Q4nがスイッチング素子Q4pに対応している。スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4nとしては、コレクタ端子とエミッタ端子との間で高い逆電圧が与えられても耐え得る素子が用いられている。   The switching element Q2n corresponds to the switching element Q2p, the switching element Q3n corresponds to the switching element Q3p, and the switching element Q4n corresponds to the switching element Q4p. As the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, and Q4n, elements that can endure even when a high reverse voltage is applied between the collector terminal and the emitter terminal are used.

また、スイッチング素子Q6は、リアクトル30とコンデンサ30(バッテリ4)のプラス電極との間でダイオードD1に対して逆並列に配置されている。   Switching element Q6 is arranged in antiparallel to diode D1 between reactor 30 and the positive electrode of capacitor 30 (battery 4).

また、図21では、図1の交流電源2に代えて交流負荷5が用いられており、図1の直流負荷4に代えてバッテリ4が用いられている。電圧センサ51は、交流負荷5のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。電圧センサ52は、バッテリ4のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。   In FIG. 21, an AC load 5 is used instead of the AC power source 2 of FIG. 1, and a battery 4 is used instead of the DC load 4 of FIG. The voltage sensor 51 detects the voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC load 5. The voltage sensor 52 detects the voltage between the positive electrode and the negative electrode of the battery 4.

制御装置50は、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換して交流負荷5に付与するための逆潮流処理を実施する。制御装置50は、逆潮流処理を実施する際に、センサ51、52、53の出力信号に基づいて、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5、Q6をスイッチング制御する。   The control device 50 performs reverse power flow processing for converting the DC power of the battery 4 into AC power and applying the AC power to the AC load 5. The control device 50 performs switching control of the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5, and Q6 based on the output signals of the sensors 51, 52, and 53 when performing reverse power flow processing.

次に、本実施形態の制御装置50の逆潮流制御について図22〜図27を参照して説明する。   Next, reverse power flow control of the control device 50 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図22は制御装置50の逆潮流制御処理を示すフローチャートであり、図23(a)は交流負荷5の両電極間の電圧の絶対値|Vac|とバッテリ4の両電極間電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図23(b)〜(g)は、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5、Q6のオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図24〜図27は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   FIG. 22 is a flowchart showing the reverse power flow control process of the control device 50, and FIG. 23 (a) shows the relationship between the absolute value | Vac | of both electrodes of the AC load 5 and the voltage VB between both electrodes of the battery 4. The timing charts shown in FIGS. 23B to 23G are timing charts showing the ON and OFF timings of the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5, and Q6. 24 to 27 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.

制御装置50は、電子制御装置60から逆潮流制御を開始させるように指令を受けると、図22のフローチャートにしたがって、逆潮流制御処理の実行を開始する。   When receiving a command to start reverse flow control from the electronic control unit 60, the control device 50 starts executing reverse flow control processing according to the flowchart of FIG.

図22のフローチャートは、図2のフローチャートにおいて、ステップS130〜S133に代えて、ステップS130a〜S133aが用いられている。ステップS130aはステップS130に対応し、ステップS131aはステップS131に対応し、ステップS132aはステップS132に対応し、ステップS133aはステップS133に対応している。   In the flowchart of FIG. 22, steps S130a to S133a are used instead of steps S130 to S133 in the flowchart of FIG. Step S130a corresponds to step S130, step S131a corresponds to step S131, step S132a corresponds to step S132, and step S133a corresponds to step S133.

以下、ステップS130a〜S133aの処理について別々に説明する
(ステップS130a:降圧制御)
スイッチング素子Q1n、Q2n、Q4nをオンして、スイッチング素子Q3n、Q5をオフして、スイッチング素子Q6に対してスイッチング制御を実施する。
Hereinafter, the processing of steps S130a to S133a will be described separately (step S130a: step-down control).
Switching elements Q1n, Q2n, Q4n are turned on, switching elements Q3n, Q5 are turned off, and switching control is performed on switching element Q6.

まず、スイッチング素子Q6をオンしたときには、図24中のMode1の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q1n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q2n、およびバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q6 is turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 is switched to the switching element Q6, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q1n, the low-pass filter 10, and the alternating current as indicated by the arrow of Mode1 in FIG. It flows to the load 5, the low-pass filter 10, the switching element Q2n, and the negative electrode of the battery 4. At this time, energy is stored in the reactor 30.

次に、スイッチング素子Q6をオフしたときには、図24中のMode2の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q1n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q2n、およびダイオードD2を通して流れる。   Next, when the switching element Q6 is turned off, as shown by the arrow of Mode 2 in FIG. 24, the current is based on the energy stored in the reactor 30, the current is the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q1n, the low-pass filter 10, the AC The current flows through the load 5, the low-pass filter 10, the switching element Q2n, and the diode D2.

このようなスイッチング素子Q6のオン、オフを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q6のデューティ比は、|Vac|/VBに設定されている。|Vac|は、交流負荷5の両電極間の電圧Vacの絶対値である。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比が大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を小さくなっている。したがって、電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。この場合、電流Iacは、ブリッジ回路20と交流負荷5との間でローパスフィルタ10を通して流れる電流である。
(ステップS131a:昇圧制御)
まず、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q6をオンしてスイッチング素子Q5n、Q3nをオフして、スイッチング素子Q4nに対してスイッチング制御を実施する。
Such switching element Q6 is repeatedly turned on and off. At this time, the duty ratio of switching element Q6 is set to | Vac | / VB. | Vac | is an absolute value of the voltage Vac between both electrodes of the AC load 5. For this reason, the duty ratio of the switching element Q6 increases as | Vac | increases, and the duty ratio of the switching element Q6 decreases as | Vac | decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac is brought close to a sine wave shape, and the phase difference between the voltage between both electrodes of the AC load 5 and the current Iac is brought close to zero. In this case, the current Iac is a current that flows through the low-pass filter 10 between the bridge circuit 20 and the AC load 5.
(Step S131a: Boost control)
First, switching elements Q1n, Q2n, Q6 are turned on, switching elements Q5n, Q3n are turned off, and switching control is performed on switching element Q4n.

まず、スイッチング素子Q4をオフしたときには、図25中のMode4の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極およびマイナス電極の間で、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q1n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、およびスイッチング素子Q2nを通して流れる。 First, when the switching element Q4 is turned off , the switching element Q6, the reactor 30, and the like, based on the energy stored in the reactor 30 between the positive electrode and the negative electrode of the battery 4 as indicated by the arrows of Mode 4 in FIG. It flows through the current sensor 53, the switching element Q1n, the low-pass filter 10, the AC load 5, the low-pass filter 10, and the switching element Q2n.

また、スイッチング素子Q4をオンしたときには、図25中のMode3の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極およびマイナス電極の間で、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、スイッチング素子Q2n、およびバッテリ4を通して流れてリアクトル30にエネルギーを蓄える。 Further, when the switching element Q4 is turned on, as indicated by the arrow of Mode 3 in FIG. 25, the current flows between the positive electrode and the negative electrode of the battery 4, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q4n, the switching element Q2n, and It flows through the battery 4 and stores energy in the reactor 30.

このようなスイッチング素子Q4をオン、オフを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q4のデューティ比は、(1−VB/|Vac|)に設定されている。このため、スイッチング素子Q1のデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど、大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q4のデューティ比が小さくなる。したがって、電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Such switching element Q4 is repeatedly turned on and off. At this time, the duty ratio of the switching element Q4 is set to (1-VB / | Vac |). Therefore, the duty ratio of the switching element Q1 increases as | Vac | increases, and the duty ratio of the switching element Q4 decreases as | Vac | decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac is brought close to a sine wave shape, and the phase difference between the voltage between both electrodes of the AC load 5 and the current Iac is brought close to zero.

(ステップS132a:降圧制御)
まず、スイッチング素子Q3n、Q4nをオンして、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q5をオフして、スイッチング素子Q6に対してスイッチング制御を実施する。
(Step S132a: Step-down control)
First, switching elements Q3n, Q4n are turned on, switching elements Q1n, Q2n, Q5 are turned off, and switching control is performed on switching element Q6.

スイッチング素子Q6をオンしたときには、図26中のMode5の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、およびスイッチング素子Q3nを通してバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   When the switching element Q6 is turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 is changed to the switching element Q6, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q4n, the low-pass filter 10, and the AC load 5 as indicated by the arrow of Mode 5 in FIG. , Flows through the low-pass filter 10 and the switching element Q3n to the negative electrode of the battery 4. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q6をオフしたときには、図26中のMode6の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、およびスイッチング素子Q3n、およびダイオードD2を通して流れる。   When the switching element Q6 is turned off, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q4n, the low-pass filter 10, the AC load 5, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 6 in FIG. It flows through the low-pass filter 10, the switching element Q3n, and the diode D2.

ここで、スイッチング素子Q6のデューティ比は、上記ステップS130aと同様、|Vac|/VBに設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比が大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を小さくなっている。このため、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, the duty ratio of the switching element Q6 is set to | Vac | / VB as in step S130a. For this reason, the duty ratio of the switching element Q6 increases as | Vac | increases, and the duty ratio of the switching element Q6 decreases as | Vac | decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is made close to a sine wave, and the phase difference between the voltage between both electrodes of the AC load 5 and the current Iac is made close to zero. Become.

(ステップS133a:昇圧制御)
まず、スイッチング素子Q3n、Q4n、Q6をオンして、スイッチング素子Q2n、Q5をオフして、スイッチング素子Q1に対してスイッチング制御を実施する。
(Step S133a: Boost control)
First, switching elements Q3n, Q4n, and Q6 are turned on, switching elements Q2n and Q5 are turned off, and switching control is performed on switching element Q1.

スイッチング素子Q1をオンしたときには、図27中のMode7の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q1n、Q3nを通してバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   When the switching element Q1 is turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 passes through the switching element Q6, the reactor 30, the current sensor 53, the switching elements Q1n and Q3n, as indicated by the arrow of Mode 7 in FIG. Flowing into. At this time, energy is stored in the reactor 30.

また、スイッチング素子Q1をオフしたときには、図27中のMode8の矢印の如く、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、およびスイッチング素子Q3n、およびバッテリ4を通して流れる。   When the switching element Q1 is turned off, the switching element Q6, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element Q4n, the low-pass filter 10, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 8 in FIG. It flows through AC load 5, low-pass filter 10, switching element Q3n, and battery 4.

ここで、スイッチング素子Q1のデューティ比は、(1−VB/|Vac|)に設定されている。このため、スイッチング素子Q1のデューティ比は、|Vac|が大きくなるほど、大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q4のデューティ比が小さくなる。したがって、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Here, the duty ratio of the switching element Q1 is set to (1-VB / | Vac |). Therefore, the duty ratio of the switching element Q1 increases as | Vac | increases, and the duty ratio of the switching element Q4 decreases as | Vac | decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is made close to a sine wave, and the phase difference between the voltage between both electrodes of the AC load 5 and the current Iac is made close to zero. .

このようなステップS130a〜S133aのステップの処理により交流負荷5に電流が流れる。このことにより、バッテリ4の直流電力が交流電力に変換されて交流負荷5に与えられることになる。   A current flows through the AC load 5 by the processing of steps S130a to S133a. As a result, the DC power of the battery 4 is converted into AC power and supplied to the AC load 5.

以上説明した本実施形態では、制御装置50が逆潮流制御を実施する際にスイッチング素子Q1n〜Q4n、Q5、Q6のうち3つの素子が通電する。このため、制御装置50が充電制御を実施する際に3つのスイッチング素子でON電圧が損失として生じることなる。したがって、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。このため、電力変換の効率を向上することができる。   In the present embodiment described above, three elements among the switching elements Q1n to Q4n, Q5, and Q6 are energized when the control device 50 performs the reverse power flow control. For this reason, when the control device 50 performs the charge control, the ON voltage is generated as a loss in the three switching elements. Therefore, in the power converter 1 that converts the DC power of the battery 4 into AC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage. For this reason, the efficiency of power conversion can be improved.

本実施形態では、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5、Q6を制御して、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。このため、交流負荷5に与えられる交流電力の力率を1に近づけることにより、直流電力から交流電力への電力変換を効率的に実施することができる。   In the present embodiment, the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5, and Q6 are controlled so that the change in the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 approaches a sine wave shape and the AC load 5 The phase difference between the voltage between both electrodes and the current Iac is brought close to zero. For this reason, by making the power factor of the AC power applied to the AC load 5 close to 1, power conversion from DC power to AC power can be efficiently performed.

(第6実施形態)
本第6実施形態では、図21の電力変換装置1の回路構成において、スイッチング素子Q1、Q6(或いはQ3、Q6)のスイッチング制御により逆潮流制御を実施する例について説明する。
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, an example will be described in which reverse power flow control is performed by switching control of the switching elements Q1, Q6 (or Q3, Q6) in the circuit configuration of the power conversion device 1 of FIG.

以下、本実施形態の制御装置50の逆潮流制御について図28〜図31を参照して説明する。   Hereinafter, reverse power flow control of the control device 50 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 28 to 31.

図28は本実施形態の逆潮流制御を示すフローチャートであり、図29(a)は交流負荷5の両電極間電圧の絶対値|Vac|とバッテリ4の両電極間電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図29(b)〜(g)は、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5、Q6のオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図30、図31は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   FIG. 28 is a flowchart showing the reverse power flow control of this embodiment, and FIG. 29A is a timing showing the relationship between the absolute value | Vac | of the voltage across the AC load 5 and the voltage VB across the battery 4. FIGS. 29B to 29G are timing charts showing the on / off timings of the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5, and Q6. 30 and 31 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1.

図28のフローチャートは、図9のフローチャートにおいて、ステップS150、S151に代わるステップS150b、S151bを用いたものである。ステップS150bは、ステップS150に対応し、ステップS151bは、ステップS150に対応している。以下、ステップS150b、S151bの処理について別々に説明する。   The flowchart of FIG. 28 uses steps S150b and S151b in place of steps S150 and S151 in the flowchart of FIG. Step S150b corresponds to step S150, and step S151b corresponds to step S150. Hereinafter, the processes of steps S150b and S151b will be described separately.

(ステップS150b)
スイッチング素子Q1n、Q2nをオンしてスイッチング素子Q3n、Q5nをオフして、スイッチング素子Q4n、Q6に対してスイッチング制御を実施する。
(Step S150b)
Switching elements Q1n and Q2n are turned on, switching elements Q3n and Q5n are turned off, and switching control is performed on switching elements Q4n and Q6.

まず、スイッチング素子Q1n、Q2nをオンし、スイッチング素子Q4n、Q6をオンしたときには、図30中のMode1の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、Q2n、およびバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。 First, when the switching elements Q1n and Q2n are turned on and the switching elements Q4n and Q6 are turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 is switched to the switching element Q6, the reactor 30, and the current sensor as indicated by the arrows of Mode1 in FIG. 53, the switching elements Q4n, Q2n, and the negative electrode of the battery 4. At this time, energy is stored in the reactor 30.

次に、スイッチング素子Q1n、Q2nをオンし、スイッチング素子Q4n、Q6をオフしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、図30中のMode2の矢印の如く、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q1n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q2n、およびダイオードD2を通して電流が流れる。 Next, when the switching elements Q1n and Q2n are turned on and the switching elements Q4n and Q6 are turned off, the current is passed through the reactor 30 and the current sensor as indicated by the arrows of Mode 2 in FIG. 30 based on the energy stored in the reactor 30. 53, a current flows through the switching element Q1n, the low-pass filter 10, the AC load 5, the low-pass filter 10, the switching element Q2n, and the diode D2.

その後、スイッチング素子Q1n、Q6をオフすると、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、図30中のMode3の矢印の如く、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、Q2n、およびダイオードD2を通して電流が流れる。   Thereafter, when the switching elements Q1n and Q6 are turned off, the current is changed to the reactor 30, the current sensor 53, the switching elements Q4n and Q2n, and the diode D2 based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrows of Mode 3 in FIG. Current flows through.

スイッチング素子Q4nのデューティ比は一定値Dに設定されている。一定値Dは、|Vac|×DがVBよりも小さくなるように設定されている。そして、スイッチング素子Q6のデューティ比は、{|Vac|/(VB×(1−D))}に設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を小さくなる。このため、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   The duty ratio of switching element Q4n is set to a constant value D. The constant value D is set so that | Vac | × D is smaller than VB. The duty ratio of switching element Q6 is set to {| Vac | / (VB × (1-D))}. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching element Q6 increases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching element Q6 decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is brought close to a sine wave, and the phase difference between the voltage between both electrodes of the AC load 5 and the current Iac is brought close to zero. .

(ステップS151b)
スイッチング素子Q3n、Q4nをオンして、スイッチング素子Q1n、Q5をオフして、スイッチング素子Q2n、Q6に対してスイッチング制御を実施する。
(Step S151b)
Switching elements Q3n and Q4n are turned on, switching elements Q1n and Q5 are turned off, and switching control is performed on switching elements Q2n and Q6.

まず、スイッチング素子Q3n、Q4nをオンし、スイッチング素子Q2n、Q6をオンしたときには、図31中のMode4の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、Q2n、およびバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。 First, when the switching elements Q3n and Q4n are turned on and the switching elements Q2n and Q6 are turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 is switched to the switching element Q6, the reactor 30, and the current sensor as indicated by the arrow of Mode 4 in FIG. 53, the switching elements Q4n, Q2n, and the negative electrode of the battery 4. At this time, energy is stored in the reactor 30.

次に、スイッチング素子Q3n、Q4nをオンし、スイッチング素子Q2n、Q6をオフしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、図31中のMode5の矢印の如く、電流がリアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q3n、およびダイオードD2を通して電流が流れる。 Next, when the switching elements Q3n and Q4n are turned on and the switching elements Q2n and Q6 are turned off, the current is passed through the reactor 30 and the current sensor as indicated by the arrows of Mode 5 in FIG. 31 based on the energy stored in the reactor 30. 53, a current flows through the switching element Q4n, the low-pass filter 10, the AC load 5, the low-pass filter 10, the switching element Q3n, and the diode D2.

その後、スイッチング素子Q3nをオフし、スイッチング素子Q6をオンしたときには、図31中のMode6の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極からの電流が、スイッチング素子Q6、リアクトル30、電流センサ53、スイッチング素子Q4n、Q2n、およびバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にはエネルギーが蓄えられる。   Thereafter, when the switching element Q3n is turned off and the switching element Q6 is turned on, the current from the positive electrode of the battery 4 is switched to the switching element Q6, the reactor 30, the current sensor 53, the switching element as indicated by the arrow of Mode 6 in FIG. It flows to Q4n, Q2n and the negative electrode of battery 4. At this time, energy is stored in the reactor 30.

スイッチング素子Q2nのデューティ比は一定値Dに設定されている。一定値Dは、|Vac|×DがVBよりも小さくなるように設定されている。そして、スイッチング素子Q6のデューティ比は、{|Vac|/(VB×(1−D))}に設定されている。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を大きくなり、|Vac|が小さくなるほど、スイッチング素子Q6のデューティ比を小さくなる。このため、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流電源2の出力電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   The duty ratio of switching element Q2n is set to a constant value D. The constant value D is set so that | Vac | × D is smaller than VB. The duty ratio of switching element Q6 is set to {| Vac | / (VB × (1-D))}. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching element Q6 increases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching element Q6 decreases. For this reason, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC power supply 2 and the current Iac is made close to zero.

以上説明した本実施形態によれば、制御装置50が逆潮流制御を実施する際にスイッチング素子Q1n〜Q4n、Q5、Q6およびダイオードD2のうち3つの素子でON電圧が損失として生じる。したがって、上記第5実施形態と同様、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。このため、電力変換の効率を向上することができる。   According to the present embodiment described above, when the control device 50 performs reverse power flow control, the ON voltage is generated as a loss in three elements among the switching elements Q1n to Q4n, Q5, Q6 and the diode D2. Therefore, similarly to the fifth embodiment, in the power conversion device 1 that converts the DC power of the battery 4 into AC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage. For this reason, the efficiency of power conversion can be improved.

本実施形態では、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5、Q6を制御して、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の両電極間の電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。このため、上記第5実施形態と同様、交流負荷5に与えられる交流電力の力率を1に近づけることができる。   In the present embodiment, the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5, and Q6 are controlled so that the change in the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 approaches a sine wave shape and the AC load 5 The phase difference between the voltage between both electrodes and the current Iac is brought close to zero. For this reason, the power factor of the alternating current power given to the alternating current load 5 can be brought close to 1, as in the fifth embodiment.

(第7実施形態)
上記第5、6実施形態では、4つのスイッチング素子から構成されるブリッジ回路を備える電力変換装置1において逆潮流制御を実施した例について説明したが、これに代えて、本第7実施形態では、6つのスイッチング素子から構成されるブリッジ回路を備える電力変換装置1において逆潮流制御を実施する例について説明する。
(Seventh embodiment)
In the fifth and sixth embodiments, the example in which the reverse power flow control is performed in the power conversion device 1 including the bridge circuit including the four switching elements has been described. Instead, in the seventh embodiment, An example in which reverse power flow control is performed in the power conversion device 1 including a bridge circuit including six switching elements will be described.

図32に本実施形態の電力変換装置1の回路構成を示す。   FIG. 32 shows a circuit configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment.

本実施形態の電力変換装置1は、ローパスフィルタ10、ブリッジ回路20C、リアクトル30、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、および電流センサ53から構成されている。   The power conversion device 1 of this embodiment includes a low-pass filter 10, a bridge circuit 20 </ b> C, a reactor 30, a smoothing capacitor 40, a control device 50, voltage sensors 51 and 52, and a current sensor 53.

図32は、図16において、同一符号は同一のものを示しており、図37は、図16において、ブリッジ回路20Aに代えてブリッジ回路20Cを用いる構成になっている。このため、以下、ブリッジ回路20C以外の説明を省略し、ブリッジ回路20Cについて説明する。   32 shows the same reference numerals in FIG. 16, and FIG. 37 has a configuration using a bridge circuit 20C in place of the bridge circuit 20A in FIG. For this reason, the description of the bridge circuit 20C will be described below, except for the description of the bridge circuit 20C.

ブリッジ回路20Cは、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5n、Q6nから構成されている。   The bridge circuit 20C includes switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5n, and Q6n.

スイッチング素子Q1nは図16のスイッチング素子Q1pに対応し、スイッチング素子Q2nは図16のスイッチング素子Q2pに対応し、スイッチング素子Q3nは図16のスイッチング素子Q3pに対応し、スイッチング素子Q4nは図16のスイッチング素子Q4pに対応し、スイッチング素子Q5nは図16のスイッチング素子Q5pに対応し、スイッチング素子Q6nは図16のスイッチング素子Q6pに対応している。   Switching element Q1n corresponds to switching element Q1p in FIG. 16, switching element Q2n corresponds to switching element Q2p in FIG. 16, switching element Q3n corresponds to switching element Q3p in FIG. 16, and switching element Q4n corresponds to switching element in FIG. The switching element Q5n corresponds to the element Q4p, the switching element Q5n corresponds to the switching element Q5p in FIG. 16, and the switching element Q6n corresponds to the switching element Q6p in FIG.

スイッチング素子Q1n、Q1pは、エミッタ端子およびコレクタ端子が互いに逆向きに配置されている。同様に、スイッチング素子Q2n、Q2pは、エミッタ端子およびコレクタ端子が互いに逆向きに配置されている。スイッチング素子Q3n…Q6nとスイッチング素子Q3p…Q6pは、エミッタ端子およびコレクタ端子が互いに逆向きに配置されている。   Switching elements Q1n and Q1p have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions. Similarly, switching elements Q2n and Q2p have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions. Switching elements Q3n... Q6n and switching elements Q3p... Q6p have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions.

本実施形態のスイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5n、Q6nとしては、コレクタ端子とエミッタ端子との間で高い逆電圧が与えられても耐え得る素子が用いられている。   As the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5n, and Q6n of this embodiment, elements that can withstand even when a high reverse voltage is applied between the collector terminal and the emitter terminal are used.

図32では、図16の直流負荷3に代えてバッテリ4が設けられ、図16の交流電源2に代えて交流負荷5が設けられている。電圧センサ51は交流負荷5のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。電圧センサ52はバッテリ4のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する。   32, a battery 4 is provided instead of the DC load 3 of FIG. 16, and an AC load 5 is provided instead of the AC power source 2 of FIG. The voltage sensor 51 detects the voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC load 5. The voltage sensor 52 detects the voltage between the positive electrode and the negative electrode of the battery 4.

制御装置50は、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換して交流負荷5に与えるための逆潮流制御を実行する。制御装置50は逆潮流制御の実行に際して、センサ51、52、53の出力信号に応じて、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5n、Q6nをスイッチング制御する。   The control device 50 executes reverse power flow control for converting the direct current power of the battery 4 into alternating current power and applying it to the alternating current load 5. When executing reverse power flow control, control device 50 performs switching control of switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5n, and Q6n in accordance with the output signals of sensors 51, 52, and 53.

次に、本実施形態の制御装置50の逆潮流制御について図32〜図36を参照して説明する。   Next, reverse power flow control of the control device 50 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図33は本実施形態の逆潮流制御を示すフローチャートであり、図34(a)は交流負荷5の両電極間電圧の絶対値|Vac|とバッテリ4の両電極間電圧VBの関係を示すタイミングチャート、図34(b)〜(g)は、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5nのオン、オフのタイミングを示すタイミングチャートである。図35、図36は電力変換装置1において電流の流れを示す回路図である。   FIG. 33 is a flowchart showing the reverse power flow control of the present embodiment, and FIG. 34A is a timing showing the relationship between the absolute value | Vac | of the voltage across the AC load 5 and the voltage VB across the battery 4. Charts (b) to (g) of FIG. 34 are timing charts showing the on / off timings of the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q5n. 35 and 36 are circuit diagrams illustrating the flow of current in the power conversion device 1. FIG.

図33のフローチャートは、図17のフローチャートにおいて、ステップS150a、S151aに代えてステップS150b、S151bを用いる構成になっている。ステップS150bは、ステップS150aに対応し、ステップS151bはステップS151aに対応している。以下、ステップS150b、S151bの処理について別々に説明する。   The flowchart of FIG. 33 is configured to use steps S150b and S151b in place of steps S150a and S151a in the flowchart of FIG. Step S150b corresponds to step S150a, and step S151b corresponds to step S151a. Hereinafter, the processes of steps S150b and S151b will be described separately.

(ステップS150b:昇降圧制御)
まず、スイッチング素子Q5nをオフし、スイッチング素子Q1n、Q4n、Q6nをオンして、スイッチング素子Q2n、Q3nを同期してスイッチングさせる。すなわち、スイッチング素子Q2nのオンとスイッチング素子Q3nのオンとを同一タイミングで実施し、スイッチング素子Q2nのオフとスイッチング素子Q3nのオフと同一タイミングで実施する。
(Step S150b: Buck-Boost Control)
First, the switching element Q5n is turned off, the switching elements Q1n, Q4n, and Q6n are turned on, and the switching elements Q2n and Q3n are switched in synchronization. That is, switching element Q2n is turned on and switching element Q3n is turned on at the same timing, and switching element Q2n is turned off and switching element Q3n is turned off at the same timing.

まず、スイッチング素子Q2n、Q3nをオンしたときには、図35中のMode2の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極から電流がスイッチング素子Q3n、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q2n、Q6nを通してバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching elements Q2n and Q3n are turned on, as indicated by the arrow of Mode 2 in FIG. 35, the current flows from the positive electrode of the battery 4 through the switching element Q3n, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching elements Q2n and Q6n. Flows to the negative electrode. At this time, energy is stored in the reactor 30.

次に、スイッチング素子Q2n、Q3nをオフしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、図35中のMode1の矢印の如く、電流がスイッチング素子Q1n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q6n、Q4n、および電流センサ53を通して流れる。   Next, when the switching elements Q2n and Q3n are turned off, the current is switched to the switching element Q1n, the low-pass filter 10, the AC load 5, and the low-pass filter based on the energy stored in the reactor 30 as indicated by the arrows of Mode1 in FIG. 10, flows through the switching elements Q6n, Q4n, and the current sensor 53.

このようなスイッチング素子Q2n、Q3nのオンとオフとを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q2p、Q3nのデューティ比としては、(|Vac|/(|Vac|+VB))が用いられる。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q2p、Q3nのデューティ比が大きくなり、|Vac|が小さくなるほどスイッチング素子Q2p、Q3nのデューティ比が大きくなる。したがって、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の出力電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。
(ステップS151b:昇降圧制御)
まず、スイッチング素子Q1nをオフし、スイッチング素子Q2n、Q3n、Q4n、Q5nをオンして、スイッチング素子Q6nに対してスイッチング制御を実施する。
Such switching elements Q2n and Q3n are repeatedly turned on and off. At this time, (| Vac | / (| Vac | + VB)) is used as the duty ratio of the switching elements Q2p and Q3n. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching elements Q2p and Q3n increases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching elements Q2p and Q3n increases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC load 5 and the current Iac is made close to zero.
(Step S151b: Buck-boost control)
First, the switching element Q1n is turned off, the switching elements Q2n, Q3n, Q4n, and Q5n are turned on, and switching control is performed on the switching element Q6n.

まず、スイッチング素子Q6nをオフしたときには、図36中のMode4の矢印の如く、バッテリ4のプラス電極から電流がスイッチング素子Q3n、電流センサ53、リアクトル30、スイッチング素子Q2n、Q6nを通してバッテリ4のマイナス電極に流れる。このとき、リアクトル30にエネルギーが蓄えられる。   First, when the switching element Q6n is turned off, as indicated by the arrow of Mode 4 in FIG. 36, current flows from the positive electrode of the battery 4 through the switching element Q3n, the current sensor 53, the reactor 30, and the switching elements Q2n and Q6n. Flowing into. At this time, energy is stored in the reactor 30.

次に、スイッチング素子Q6nをオンしたときには、リアクトル30に蓄えられたエネルギーに基づいて、図36中のMode3の矢印の如く、電流がスイッチング素子Q2n、ローパスフィルタ10、交流負荷5、ローパスフィルタ10、スイッチング素子Q5n、Q3n、および電流センサ53を通して流れる。   Next, when the switching element Q6n is turned on, the current is switched to the switching element Q2n, the low-pass filter 10, the AC load 5, the low-pass filter 10, based on the energy stored in the reactor 30, as indicated by the arrow of Mode 3 in FIG. It flows through switching elements Q5n and Q3n and current sensor 53.

このようなスイッチング素子Q6nのオンとオフとを繰り返し実施する。このとき、スイッチング素子Q6nのデューティ比としては、(|Vac|/(|Vac|+VB))が用いられる。このため、|Vac|が大きくなるほど、スイッチング素子Q6pのデューティ比が大きくなり、|Vac|が小さくなるほどスイッチング素子Q2p、Q3nのデューティ比が小さくなる。したがって、交流負荷5に流れる電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の出力電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。   Such switching element Q6n is repeatedly turned on and off. At this time, (| Vac | / (| Vac | + VB)) is used as the duty ratio of switching element Q6n. Therefore, as | Vac | increases, the duty ratio of switching element Q6p increases, and as | Vac | decreases, the duty ratio of switching elements Q2p, Q3n decreases. Therefore, the change of the current value with respect to the time axis in the current Iac flowing through the AC load 5 is made close to a sine wave, and the phase difference between the output voltage of the AC load 5 and the current Iac is made close to zero.

以上説明した説明した本実施形態によれば、制御装置50が逆潮流制御を実施する際にスイッチング素子Q1p〜Q6nのうち3つのスイッチング素子が通電することになる。このため、制御装置50が逆潮流制御を実施する際に3つのスイッチング素子でON電圧が損失として生じることなる。したがって、バッテリ4の直流電力を交流電力に変換する電力変換装置1において、ON電圧として生じる損失を低減することができる。   According to the embodiment described above, three switching elements among the switching elements Q1p to Q6n are energized when the control device 50 performs the reverse power flow control. For this reason, when the control device 50 performs the reverse power flow control, the ON voltage is generated as a loss in the three switching elements. Therefore, in the power converter 1 that converts the DC power of the battery 4 into AC power, it is possible to reduce the loss that occurs as the ON voltage.

本実施形態では、スイッチング素子Q1p、Q2n、Q3n、Q4p、Q5n、Q6nをスイッチング制御して、電流Iacにおける時間軸に対する電流値の変化を正弦波状に近づけて、かつ交流負荷5の出力電圧と電流Iacとの間の位相差を零に近づけることになる。これにより、交流負荷5に与えられる交流電力の力率を1に近づけることができるので、直流電力を交流電力に効率的に変換することができる。   In the present embodiment, the switching elements Q1p, Q2n, Q3n, Q4p, Q5n, and Q6n are subjected to switching control so that the change in the current value with respect to the time axis in the current Iac approximates a sine wave, and the output voltage and current of the AC load 5 The phase difference with Iac will be close to zero. Thereby, since the power factor of the alternating current power given to the alternating current load 5 can be brought close to 1, direct current power can be efficiently converted into alternating current power.

(第8実施形態)
本第8実施形態では、図16の電力変換装置1と図32の電力変換装置1とを組み合わせて三相交流電動機用制御装置6Aを構成した例について図37、図38を参照して説明する。
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, an example in which the power conversion device 1 in FIG. 16 and the power conversion device 1 in FIG. 32 are combined to form a three-phase AC motor control device 6A will be described with reference to FIGS. .

図37に本実施形態の三相交流電動機用制御装置6Aの回路構成を示す。   FIG. 37 shows a circuit configuration of a control device 6A for a three-phase AC motor according to this embodiment.

三相交流電動機用制御装置6Aは、三相交流モータ100を駆動するものであって、ブリッジ回路20X、リアクトル30、スイッチング素子Q7、Q8、ダイオードD7、D8、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、電流センサ53、およびリレーSW1、SW2、SW3、SW4から構成されている。図37において、図16、図32と同一符号は同一のものを示し、その説明を省略する。   The three-phase AC motor control device 6A drives the three-phase AC motor 100, and includes a bridge circuit 20X, a reactor 30, switching elements Q7 and Q8, diodes D7 and D8, a smoothing capacitor 40, a control device 50, a voltage. It comprises sensors 51 and 52, a current sensor 53, and relays SW1, SW2, SW3, and SW4. 37, the same reference numerals as those in FIGS. 16 and 32 denote the same components, and a description thereof will be omitted.

ブリッジ回路20Xは、スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6から構成されている。   The bridge circuit 20X includes switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6.

スイッチング素子Q1は、図16のスイッチング素子Q1pと図32のスイッチング素子Q1nから構成され、スイッチング素子Q2は、図16のスイッチング素子Q2pと図32のスイッチング素子Q2nから構成され、スイッチング素子Q3は、図16のスイッチング素子Q3pと図32のスイッチング素子Q3nから構成され、スイッチング素子Q4は、図16のスイッチング素子Q4pと図32のスイッチング素子Q4nから構成され、スイッチング素子Q5は、図16のスイッチング素子Q5pと図32のスイッチング素子Q5nから構成されている。スイッチング素子Q6は、図16のスイッチング素子Q6pと図32のスイッチング素子Q6nから構成されている。   The switching element Q1 is composed of the switching element Q1p of FIG. 16 and the switching element Q1n of FIG. 32, the switching element Q2 is composed of the switching element Q2p of FIG. 16 and the switching element Q2n of FIG. 32, and the switching element Q3 is 16 switching elements Q3p and switching element Q3n in FIG. 32. Switching element Q4 is composed of switching element Q4p in FIG. 16 and switching element Q4n in FIG. 32. Switching element Q5 is composed of switching element Q5p in FIG. It is composed of the switching element Q5n of FIG. The switching element Q6 includes the switching element Q6p in FIG. 16 and the switching element Q6n in FIG.

スイッチング素子Q7、Q8は、バッテリ3のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続されている。スイッチング素子Q7、Q8のうちスイッチング素子Q7は、バッテリ3のプラス電極側に位置し、スイッチング素子Q7、Q8のうちスイッチング素子Q8は、バッテリ3のマイナス電極側に位置する。   Switching elements Q7 and Q8 are connected in series between the positive electrode and the negative electrode of battery 3. Of the switching elements Q7 and Q8, the switching element Q7 is located on the positive electrode side of the battery 3, and of the switching elements Q7 and Q8, the switching element Q8 is located on the negative electrode side of the battery 3.

本実施形態では、スイッチング素子Q7、Q8としては、スイッチング素子Q1n…Q6n、Q1p…Q6pと同様、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが用いられている。   In the present embodiment, as the switching elements Q7 and Q8, insulated gate bipolar transistors are used similarly to the switching elements Q1n... Q6n, Q1p.

ダイオードD7は、スイッチング素子Q7、Q8の間の共通接続端子T1とバッテリ3のプラス電極との間でスイッチング素子Q7に対して逆並列に配置されている。ダイオードD8は、スイッチング素子Q7、Q8の間の共通接続端子T1とバッテリ3のマイナス電極との間でスイッチング素子Q8に対して逆並列に配置されている。   The diode D7 is disposed in antiparallel with the switching element Q7 between the common connection terminal T1 between the switching elements Q7 and Q8 and the positive electrode of the battery 3. The diode D8 is disposed in antiparallel with the switching element Q8 between the common connection terminal T1 between the switching elements Q7 and Q8 and the negative electrode of the battery 3.

リレーSW1は、交流電源2とブリッジ回路20Xとの間に配置されているスイッチである。リレーSW1は、交流電源2とブリッジ回路20Xとの間を接続、或いは開放する。スイッチング素子Q7、Q8の間の共通接続端子T1は、三相交流モータ100のステータコイル110の第1の電極110aに接続されている。   Relay SW1 is a switch arranged between AC power supply 2 and bridge circuit 20X. The relay SW1 connects or opens the AC power supply 2 and the bridge circuit 20X. A common connection terminal T <b> 1 between the switching elements Q <b> 7 and Q <b> 8 is connected to the first electrode 110 a of the stator coil 110 of the three-phase AC motor 100.

リレーSW2は、スイッチング素子Q3、Q4の間の共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間に配置されているスイッチである。リレーSW2は、共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW2 is a switch arranged between the common connection terminal T2 between the switching elements Q3 and Q4 and the second electrode 110b of the stator coil 110. The relay SW2 connects or opens between the common connection terminal T2 and the second electrode 110b of the stator coil 110.

リレーSW3は、スイッチング素子Q1、Q2の間の共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間に接続されているスイッチである。リレーSW3は、共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW3 is a switch connected between the common connection terminal T3 between the switching elements Q1 and Q2 and the third electrode 110c of the stator coil 110. The relay SW3 connects or opens between the common connection terminal T3 and the third electrode 110c of the stator coil 110.

リレーSW4は、スイッチング素子Q1、Q2の間の共通接続端子T3とリアクトル30との間に配置されている。リレーSW4は、共通接続端子T3とリアクトル30とを接続、或いは開放する。   Relay SW4 is arranged between common connection terminal T3 between switching elements Q1 and Q2 and reactor 30. The relay SW4 connects or opens the common connection terminal T3 and the reactor 30.

制御装置50は、リレーSW1〜SW4を制御して、モータ制御、充電制御、逆潮流制御のうちいずれかを実行する。   The control device 50 controls the relays SW1 to SW4 to execute any one of motor control, charge control, and reverse power flow control.

図38はモータ制御、充電制御、逆潮流制御においてリレーSW1〜SW4のオン、オフの切替を示す図表である。   FIG. 38 is a chart showing switching on and off of the relays SW1 to SW4 in motor control, charge control, and reverse power flow control.

制御装置50は、リレーSW1、SW4をオフし、リレーSW2、SW3をオンし、かつスイッチング素子Q5p、Q5n、Q6p、Q6nをそれぞれオンしたときに、モータ制御を実行する。   Control device 50 executes motor control when relays SW1 and SW4 are turned off, relays SW2 and SW3 are turned on, and switching elements Q5p, Q5n, Q6p, and Q6n are turned on.

モータ制御は、スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4、Q7、Q8をスイッチング制御することにより、共通接続端子T1、T2、T3から交流電流をステータコイル110に出力することにより、ステータコイル110に回転磁界を発生させてロータを回転させるものである。この場合、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4nは整流ダイオードの役割を果たす。   In the motor control, the switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q7, and Q8 are switched and output to the stator coil 110 by outputting an alternating current from the common connection terminals T1, T2, and T3 to the stator coil 110. The rotor is rotated by generating a magnetic field. In this case, the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, and Q4n serve as rectifier diodes.

制御装置50は、リレーSW1、SW4をオンし、リレーSW2、SW3をオフしたときに、充電制御、或いは逆潮流制御を実行する。   The control device 50 performs charging control or reverse power flow control when the relays SW1 and SW4 are turned on and the relays SW2 and SW3 are turned off.

制御装置50は、充電制御を実行する際には、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5n、Q6nをそれぞれオフした状態で、上述の第4実施形態と同様、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6pをそれぞれ制御する。これにより、交流電源2の交流電力が直流電力に変換されて直流負荷としてのバッテリ3に与えられる。   When executing the charge control, the control device 50 turns off the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5n, Q6n, and switches the switching elements Q1p, Q2p, Q3p as in the fourth embodiment. , Q4p, Q5p, Q6p are controlled respectively. Thereby, the alternating current power of alternating current power supply 2 is converted into direct current power, and is given to battery 3 as a direct current load.

制御装置50は、逆潮流制御を実行する際には、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5p、Q6p、Q7、Q8をそれぞれオフした状態で、上述の第7実施形態と同様、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q5n、Q6nをそれぞれ制御する。この場合、図39において交流電源2に代えて交流負荷を接続しておくことが必要である。   When executing the reverse power flow control, the control device 50 turns off the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5p, Q6p, Q7, and Q8, as in the above-described seventh embodiment. Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q5n, and Q6n are controlled. In this case, it is necessary to connect an AC load instead of the AC power source 2 in FIG.

(第9実施形態)
本第9実施形態では、図1の電力変換装置1と図21の電力変換装置1とを組み合わせて三相交流電動機用制御装置6Bを構成した例について図39、図40を参照して説明する。
(Ninth embodiment)
In the ninth embodiment, an example in which the power conversion device 1 of FIG. 1 and the power conversion device 1 of FIG. 21 are combined to form a three-phase AC motor control device 6B will be described with reference to FIG. 39 and FIG. .

図39に本実施形態の三相交流電動機用制御装置6Bの回路構成を示す。   FIG. 39 shows a circuit configuration of a control device 6B for a three-phase AC motor according to this embodiment.

三相交流電動機用制御装置6Bは、ブリッジ回路20Y、リアクトル30、スイッチング素子Q7、Q8、ダイオードD7、D8、平滑コンデンサ40、制御装置50、電圧センサ51、52、および電流センサ53、リレーSW1、SW2、SW3、SW4から構成されている。図39において、図1、図21と同一符号は同一のものを示し、その説明を省略する。   The control device 6B for a three-phase AC motor includes a bridge circuit 20Y, a reactor 30, switching elements Q7 and Q8, diodes D7 and D8, a smoothing capacitor 40, a control device 50, voltage sensors 51 and 52, a current sensor 53, a relay SW1, It consists of SW2, SW3, and SW4. 39, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 21 denote the same components, and the description thereof is omitted.

ブリッジ回路20Yは、スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4から構成されている。   The bridge circuit 20Y includes switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4.

スイッチング素子Q1は、図1のスイッチング素子Q1pと図21のスイッチング素子Q1nから構成され、スイッチング素子Q2は、図1のスイッチング素子Q2pと図21のスイッチング素子Q2nから構成され、スイッチング素子Q3は、図1のスイッチング素子Q3pと図21のスイッチング素子Q3nから構成され、スイッチング素子Q4は、図1のスイッチング素子Q4pと図21のスイッチング素子Q4nから構成され、スイッチング素子Q5は、図1のスイッチング素子Q5pと図21のスイッチング素子Q5nから構成されている。   The switching element Q1 is composed of the switching element Q1p of FIG. 1 and the switching element Q1n of FIG. 21, the switching element Q2 is composed of the switching element Q2p of FIG. 1 and the switching element Q2n of FIG. 21, and the switching element Q3 is 1 and switching element Q3n in FIG. 21, switching element Q4 is composed of switching element Q4p in FIG. 1 and switching element Q4n in FIG. 21, and switching element Q5 is composed of switching element Q5p in FIG. It is composed of the switching element Q5n of FIG.

スイッチング素子Q7、Q8は、バッテリ3のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続されている。スイッチング素子Q7、Q8のうちスイッチング素子Q7は、バッテリ3のプラス電極側に位置し、スイッチング素子Q7、Q8のうちスイッチング素子Q8は、バッテリ3のマイナス電極側に位置する。   Switching elements Q7 and Q8 are connected in series between the positive electrode and the negative electrode of battery 3. Of the switching elements Q7 and Q8, the switching element Q7 is located on the positive electrode side of the battery 3, and of the switching elements Q7 and Q8, the switching element Q8 is located on the negative electrode side of the battery 3.

スイッチング素子Q7は、スイッチング素子Q7p、Q7nから構成されている。スイッチング素子Q7p、Q7nは、エミッタ端子およびコレクタ端子が互いに逆方向に配置されている。   The switching element Q7 is composed of switching elements Q7p and Q7n. Switching elements Q7p and Q7n have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions.

スイッチング素子Q8は、スイッチング素子Q8p、Q8nから構成されている。スイッチング素子Q8p、Q8nは、エミッタ端子およびコレクタ端子が互いに逆方向に配置されている。   The switching element Q8 is composed of switching elements Q8p and Q8n. Switching elements Q8p and Q8n have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions.

本実施形態では、スイッチング素子Q7n、Q7p、Q8p、Q8nとしては、Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q1n、Q2n、Q3n、Q4nと同様、絶縁ゲートバイポーラトランジスタが用いられている。   In this embodiment, as the switching elements Q7n, Q7p, Q8p, and Q8n, insulated gate bipolar transistors are used as in the case of Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q1n, Q2n, Q3n, and Q4n.

スイッチング素子Q7、Q8は、スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4とともに、後述するように三相交流モータ100のステータコイル110に交流電流を出力するインバータ回路を構成する。   Switching elements Q7 and Q8 together with switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 constitute an inverter circuit that outputs an alternating current to stator coil 110 of three-phase AC motor 100, as will be described later.

リレーSW1は、交流電源2とブリッジ回路20Yとの間に配置されているスイッチである。リレーSW1は、交流電源2とブリッジ回路20Yとの間を接続、或いは開放する。   Relay SW1 is a switch arranged between AC power supply 2 and bridge circuit 20Y. Relay SW1 connects or opens between AC power supply 2 and bridge circuit 20Y.

スイッチング素子Q7、Q8の間の共通接続端子T1は、三相交流モータ100のステータコイル110の第1の電極110aに接続されている。   A common connection terminal T <b> 1 between the switching elements Q <b> 7 and Q <b> 8 is connected to the first electrode 110 a of the stator coil 110 of the three-phase AC motor 100.

リレーSW2は、スイッチング素子Q2、Q4の間の共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間に接続されているスイッチである。リレーSW2は、共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW2 is a switch connected between the common connection terminal T2 between the switching elements Q2 and Q4 and the second electrode 110b of the stator coil 110. The relay SW2 connects or opens between the common connection terminal T2 and the second electrode 110b of the stator coil 110.

リレーSW3は、スイッチング素子Q1、Q3の間の共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間に接続されているスイッチである。リレーSW3は、共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW3 is a switch connected between the common connection terminal T3 between the switching elements Q1 and Q3 and the third electrode 110c of the stator coil 110. The relay SW3 connects or opens between the common connection terminal T3 and the third electrode 110c of the stator coil 110.

リレーSW4は、スイッチング素子Q1、Q4の間の共通接続端子T4とバッテリ3のプラス電極との間に配置されているスイッチである。リレーSW4は、共通接続端子T4とバッテリ3のプラス電極との間を接続、或いは開放する。   The relay SW4 is a switch arranged between the common connection terminal T4 between the switching elements Q1 and Q4 and the positive electrode of the battery 3. The relay SW4 connects or opens between the common connection terminal T4 and the positive electrode of the battery 3.

リレーSW5は、スイッチング素子Q1、Q4の間の共通接続端子T4とリアクトル30との間に配置されているスイッチである。リレーSW5は、スイッチング素子Q1、Q4の間の共通接続端子T4とリアクトル30との間を接続、或いは開放する。   The relay SW5 is a switch arranged between the common connection terminal T4 between the switching elements Q1 and Q4 and the reactor 30. Relay SW5 connects or opens between common connection terminal T4 between switching elements Q1 and Q4 and reactor 30.

制御装置50は、リレーSW1〜SW5を制御して、モータ制御、充電制御、逆潮流制御のうちいずれかを実行する。   The control device 50 controls the relays SW1 to SW5 to execute any one of motor control, charge control, and reverse power flow control.

図40はモータ制御、充電制御、逆潮流制御においてリレーSW1〜SW5のオン、オフの切替を示す図表である。   FIG. 40 is a chart showing switching on and off of the relays SW1 to SW5 in motor control, charge control, and reverse power flow control.

制御装置50は、リレーSW2、SW3、SW4をオンし、リレーSW1、SW5をオフしたときに、モータ制御を実行する。   The control device 50 performs motor control when the relays SW2, SW3, and SW4 are turned on and the relays SW1 and SW5 are turned off.

モータ制御は、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7p、Q8pをスイッチング制御することにより、共通接続端子T1、T2、T3から交流電流をステータコイル110に出力してステータコイル110に回転磁界を発生させる。この場合、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q7n、Q8nは整流ダイオードの役割を果たす。   The motor control is performed by switching the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q7p, and Q8p, so that an alternating current is output from the common connection terminals T1, T2, and T3 to the stator coil 110, and a rotating magnetic field is applied to the stator coil 110. generate. In this case, the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q7n, and Q8n serve as rectifier diodes.

制御装置50は、リレーSW1、SW5をオンし、リレーSW2、SW3、SW4をオフしたときに、充電制御、或いは逆潮流制御を実行する。   The control device 50 performs charge control or reverse power flow control when the relays SW1, SW5 are turned on and the relays SW2, SW3, SW4 are turned off.

制御装置50は、充電制御を実行する際には、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7pをそれぞれオフした状態で、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q7n、Q8p、Q8nをそれぞれ制御する。スイッチング素子Q8pが図1中のスイッチング素子Q5に対応している。スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q8pの制御は、上述の第1実施形態の充電制御と同様である。そして、スイッチング素子Q7nが図1中のダイオードD1に対応し、スイッチング素子Q8nが図1中のダイオードD2に対応している。   When executing the charge control, the control device 50 controls the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q7n, Q8p, and Q8n with the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q7p turned off, respectively. To do. Switching element Q8p corresponds to switching element Q5 in FIG. Control of the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q8p is the same as the charge control of the first embodiment described above. Switching element Q7n corresponds to diode D1 in FIG. 1, and switching element Q8n corresponds to diode D2 in FIG.

制御装置50は、逆潮流制御を実行する際には、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q8pをそれぞれオフした状態で、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7p、Q8nをそれぞれ制御する。スイッチング素子Q7nが図1中のダイオードD1に対応し、スイッチング素子Q7pは、図21中のスイッチング素子Q6に対応している。スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7pの制御は、上述の第5実施形態の逆潮流制御と同様である。   When executing reverse power flow control, control device 50 controls switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q7p, and Q8n with switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q8p turned off, respectively. . Switching element Q7n corresponds to diode D1 in FIG. 1, and switching element Q7p corresponds to switching element Q6 in FIG. The control of the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q7p is the same as the reverse power flow control of the fifth embodiment described above.

上述の第9実施形態では、制御装置50が充電制御を実行する際には、上述の第1実施形態と同様、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q8pをそれぞれ制御した例について説明したが、これに代えて、上述の第2実施形態、或いは上述の第3実施形態と同様、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q8pをそれぞれ制御してもよい。   In the above-described ninth embodiment, when the control device 50 performs the charging control, the example is described in which the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q8p are controlled, respectively, as in the first embodiment. Instead, the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q8p may be controlled in the same manner as in the second embodiment or the third embodiment described above.

上述の第9実施形態では、制御装置50が逆潮流制御を実行する際には、上述の第5実施形態と同様、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7pをそれぞれ制御した例について説明したが、これに代えて、上述の第6実施形態と同様、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q7pをそれぞれ制御してもよい。   In the above-described ninth embodiment, when the control device 50 executes the reverse power flow control, an example in which the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q7p are controlled as in the above-described fifth embodiment has been described. However, instead of this, the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q7p may be controlled in the same manner as in the sixth embodiment described above.

(第10実施形態)
上述の第9実施形態では、図39に示すように、ブリッジ回路20Yとスイッチング素子Q7、Q8とからインバータ回路を構成した例について説明したが、これに限らず、図41に示すように、ブリッジ回路20Yとスイッチング素子Q5、Q6、Q7、Q8とからインバータ回路を構成してもよい。
(10th Embodiment)
In the above-described ninth embodiment, as shown in FIG. 39, the example in which the inverter circuit is configured by the bridge circuit 20Y and the switching elements Q7 and Q8 has been described. An inverter circuit may be configured by the circuit 20Y and the switching elements Q5, Q6, Q7, and Q8.

図41に示す三相交流電動機用制御装置6Cは、図39の三相交流電動機用制御装置6Bにスイッチング素子Q5、Q6を追加して構成されている。図41において、図39と同一符号は同一のものを示し、その説明を省略する。   A three-phase AC motor control device 6C shown in FIG. 41 is configured by adding switching elements Q5 and Q6 to the three-phase AC motor control device 6B of FIG. 41, the same reference numerals as those in FIG. 39 denote the same components, and a description thereof will be omitted.

スイッチング素子Q5、Q6は、バッテリ3のプラス電極とプラス電極との間で直列接続されている。スイッチング素子Q5は、スイッチング素子Q5n、Q5pから構成されている。スイッチング素子Q5n、Q5pは、エミッタ端子およびコレクタ端子が逆方向に配置されている。   Switching elements Q5 and Q6 are connected in series between the plus electrode and the plus electrode of battery 3. The switching element Q5 is composed of switching elements Q5n and Q5p. Switching elements Q5n and Q5p have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions.

スイッチング素子Q6は、スイッチング素子Q6n、Q6pから構成されている。スイッチング素子Q6n、Q6pは、エミッタ端子およびコレクタ端子が逆方向に配置されている。   The switching element Q6 is composed of switching elements Q6n and Q6p. Switching elements Q6n and Q6p have emitter terminals and collector terminals arranged in opposite directions.

本実施形態では、スイッチング素子Q7、Q8の間の共通接続端子T1が三相交流モータ100のステータコイル110の第1の電極110aに接続されている。   In the present embodiment, the common connection terminal T1 between the switching elements Q7 and Q8 is connected to the first electrode 110a of the stator coil 110 of the three-phase AC motor 100.

リレーSW2は、スイッチング素子Q5、Q6の間の共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間に接続されている。リレーSW2は、共通接続端子T2とステータコイル110の第2の電極110bとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW2 is connected between the common connection terminal T2 between the switching elements Q5 and Q6 and the second electrode 110b of the stator coil 110. The relay SW2 connects or opens between the common connection terminal T2 and the second electrode 110b of the stator coil 110.

リレーSW3は、スイッチング素子Q1、Q4の間の共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間に接続されている。リレーSW3は共通接続端子T3とステータコイル110の第3の電極110cとの間を接続、或いは開放する。   The relay SW3 is connected between the common connection terminal T3 between the switching elements Q1 and Q4 and the third electrode 110c of the stator coil 110. The relay SW3 connects or opens the common connection terminal T3 and the third electrode 110c of the stator coil 110.

リレーSW4は、スイッチング素子Q1、Q3の間の共通接続端子T3とバッテリ3のプラス電極との間に配置されるスイッチであって、共通接続端子T3とバッテリ3のプラス電極との間を接続、或いは開放する。   The relay SW4 is a switch disposed between the common connection terminal T3 between the switching elements Q1 and Q3 and the positive electrode of the battery 3, and connects between the common connection terminal T3 and the positive electrode of the battery 3. Or open.

リレーSW5は、スイッチング素子Q1、Q4の間の共通接続端子T4とリアクトル30との間に配置されているスイッチであって、共通接続端子T4とリアクトル30との間を接続、或いは開放する。   The relay SW5 is a switch disposed between the common connection terminal T4 between the switching elements Q1 and Q4 and the reactor 30, and connects or opens between the common connection terminal T4 and the reactor 30.

制御装置50は、上述の第9実施形態と同様、リレーSW1〜SW5を制御して、モータ制御、充電制御、逆潮流制御のうちいずれかを実行する。   As in the ninth embodiment, the control device 50 controls the relays SW1 to SW5 and executes any one of motor control, charge control, and reverse power flow control.

制御装置50は、リレーSW2、SW3、SW4をオンし、リレーSW1、SW5をオフしたときに、モータ制御を実行する。   The control device 50 performs motor control when the relays SW2, SW3, and SW4 are turned on and the relays SW1 and SW5 are turned off.

モータ制御は、スイッチング素子Q3p、Q3nをオフしてスイッチング素子Q2p、Q2nをオンした状態で、スイッチング素子Q1p、Q4p、Q5n、Q6n、Q7、Q8をスイッチング制御することにより、共通接続端子T1、T2、T3から交流電流をステータコイル110に出力する。この場合、スイッチング素子Q1n、Q4n、Q5p、Q6pは整流ダイオードの役割を果たす。   The motor control is performed by switching the switching elements Q1p, Q4p, Q5n, Q6n, Q7, Q8 in a state where the switching elements Q3p, Q3n are turned off and the switching elements Q2p, Q2n are turned on, so that the common connection terminals T1, T2 , An alternating current is output to the stator coil 110 from T3. In this case, the switching elements Q1n, Q4n, Q5p, and Q6p serve as rectifier diodes.

制御装置50は、リレーSW1、SW5をオンし、リレーSW2、SW3、SW4をオフしたときに、充電制御、或いは逆潮流制御を実行する。   The control device 50 performs charge control or reverse power flow control when the relays SW1, SW5 are turned on and the relays SW2, SW3, SW4 are turned off.

制御装置50は、充電制御を実行する際には、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q6n、Q7、Q8をそれぞれオフしてスイッチング素子Q5p、Q6pをオンした状態で、上述の第1実施形態と同様、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5nをそれぞれ制御する。図41中のスイッチング素子Q5nは、図1中のスイッチング素子Q5に相当し、図41中のスイッチング素子Q6pは図1中のダイオードD1に相当し、図41中のスイッチング素子Q5pは、図1中のダイオードD2に相当する。   When executing the charge control, the control device 50 turns off the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, Q6n, Q7, Q8 and turns on the switching elements Q5p, Q6p, respectively. Similarly to the embodiment, the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, and Q5n are controlled. The switching element Q5n in FIG. 41 corresponds to the switching element Q5 in FIG. 1, the switching element Q6p in FIG. 41 corresponds to the diode D1 in FIG. 1, and the switching element Q5p in FIG. Corresponds to the diode D2.

制御装置50は、逆潮流制御を実行する際には、スイッチング素子Q1p、Q2p、Q3p、Q4p、Q5n、Q7p、Q8pをそれぞれオフしてスイッチング素子Q5p、Q6pをオンした状態で、上述の第5実施形態と同様に、スイッチング素子Q1n、Q2n、Q3n、Q4n、Q6nをそれぞれ制御する。図41中のスイッチング素子Q6nは、図1中のスイッチング素子Q6に相当する。   When executing the reverse power flow control, the control device 50 turns off the switching elements Q1p, Q2p, Q3p, Q4p, Q5n, Q7p, Q8p and turns on the switching elements Q5p, Q6p, respectively. As in the embodiment, the switching elements Q1n, Q2n, Q3n, Q4n, and Q6n are controlled. Switching element Q6n in FIG. 41 corresponds to switching element Q6 in FIG.

1 電力変換装置、
2 交流電源
3 直流負荷
4 バッテリ
5 交流負荷
6A 三相交流電動機用制御装置
6B 三相交流電動機用制御装置
6C 三相交流電動機用制御装置
10 ローパスフィルタ
20 ブリッジ回路
20A ブリッジ回路
20B ブリッジ回路
20C ブリッジ回路
20X ブリッジ回路
20Y ブリッジ回路
30 リアクトル
Q1p スイッチング素子
Q2p スイッチング素子
Q3p スイッチング素子
Q4p スイッチング素子
Q5 スイッチング素子
Q1n スイッチング素子
Q2n スイッチング素子
Q3n スイッチング素子
Q4n スイッチング素子
Q5n スイッチング素子
Q6n スイッチング素子
D1 ダイオード
D5 ダイオード
40 平滑コンデンサ
50 制御装置
51 電圧センサ
52 電圧センサ
53 電流センサ
1 power converter,
2 AC power supply 3 DC load 4 Battery 5 AC load 6A Three-phase AC motor controller 6B Three-phase AC motor controller 6C Three-phase AC motor controller 10 Low-pass filter 20 Bridge circuit 20A Bridge circuit 20B Bridge circuit 20C Bridge circuit 20X bridge circuit 20Y bridge circuit 30 reactor Q1p switching element Q2p switching element Q3p switching element Q4p switching element Q5 switching element Q1n switching element Q2n switching element Q3n switching element Q4n switching element Q5n switching element D40 diode switching element D50 diode switching element D50 Device 51 Voltage sensor 52 Voltage sensor 53 Current sensor

Claims (17)

交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
前記ブリッジ回路と前記直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流負荷のプラス電極との間に配置されて、前記直流負荷のプラス電極側から前記リアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
前記リアクトルと前記電流制限素子との間の共通接続端子と前記直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
前記第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S131、S133)とを備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1p)は、前記交流電源のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2p)は、前記交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3p)は、前記交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4p)は、前記交流電源のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記充電制御手段(S133)は、第1充電制御期間にて、前記第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして、前記第2、第5のスイッチング素子(Q2p、Q5p)をオフして前記第4スイッチング素子(Q4p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1、第3のスイッチング素子がオンして前記第2、第5のスイッチング素子がオフして前記第4スイッチング素子がオンしたときに、前記交流電源のマイナス電極から電流を、前記第4スイッチング素子、前記リアクトル、前記電流制限素子、前記直流負荷、前記第3スイッチング素子を通して前記交流電源のプラス電極に流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第1、第3のスイッチング素子がオンして前記第2、第5のスイッチング素子がオフして前記第4スイッチング素子がオフしたときに、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第1、第3のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流し、
さらに前記充電制御手段(S131)は、第2充電制御期間にて、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、前記第3、第5のスイッチング素子(Q3p、Q5p)をオフして前記第1スイッチング素子(Q1p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして前記第3、第5のスイッチング素子をオフして前記第1スイッチング素子がオンしたときに、前記交流電源のプラス電極から電流を、前記リアクトル、前記第2、第1のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して前記交流電源のマイナス電極に流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして前記第3、第5のスイッチング素子をオフして前記第1スイッチング素子がオフしたときに、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20) which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is configured by first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load to limit the flow of current from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load;
Charge control means (S131, S133) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S133) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) in the first charge control period, and turns on the second and fifth switching elements (Q2p, Q5p). To turn the fourth switching element (Q4p) on and off repeatedly,
When the first and third switching elements are turned on and the second and fifth switching elements are turned off and the fourth switching element is turned on, current is supplied from the negative electrode of the AC power source to the fourth The switching element, the reactor, the current limiting element, the DC load, and the third switching element are passed through the positive electrode of the AC power source to store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the first and third switching elements are turned on and the second and fifth switching elements are turned off and the fourth switching element is turned off, 1. Current is passed through the third switching element, the current limiting element, and the DC load.
Further, the charge control means (S131) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) in the second charge control period, and the third and fifth switching elements (Q3p, Q5p). ) To turn the first switching element (Q1p) on and off repeatedly,
When the second and fourth switching elements are turned on and the third and fifth switching elements are turned off and the first switching element is turned on, current is supplied from the positive electrode of the AC power source to the reactor, Storing the energy in the reactor by flowing the negative switching electrode of the AC power source through the second and first switching elements, the current limiting element, and the DC load;
Based on the energy stored in the reactor when the second and fourth switching elements are turned on and the third and fifth switching elements are turned off and the first switching element is turned off. 2. A power conversion device characterized in that a current flows through the fourth switching element, the current limiting element, and the DC load.
前記交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)と、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が電圧である場合に、前記充電制御手段(S133)は、前記第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして、前記第2、第5のスイッチング素子(Q2p、Q5p)をオフして前記第4スイッチング素子(Q4p)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が電圧である場合に、前記充電制御手段(S131)は、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、前記第3、第5のスイッチング素子(Q3p、Q5p)をオフして前記第1スイッチング素子(Q1p)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
First voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source;
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S133) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p), and the second, The fifth switching element (Q2p, Q5p) is turned off and the fourth switching element (Q4p) is repeatedly turned on / off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S131) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p), and the third, The power conversion device according to claim 1, wherein the fifth switching element (Q3p, Q5p) is turned off to repeatedly turn on and off the first switching element (Q1p).
前記直流負荷のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
前記充電制御手段は、前記第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、前記第1〜第5のスイッチング素子を制御することにより、前記交流電源(2)から前記ブリッジ回路(20)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ前記交流電源の出力電圧と前記電流との間の位相差を零に近づけることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
Second voltage detection means (52) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the DC load;
The charging control means controls the first to fifth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, thereby allowing the bridge circuit (20) from the AC power supply (2). and sinusoidal variation of the current value with respect to the time axis current (Iac) flowing to), and according to claim 2, characterized in that close to zero phase difference between the output voltage and the current of the AC power source Power converter.
交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
前記ブリッジ回路と前記直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流負荷のプラス電極との間に配置されて、前記直流負荷のプラス電極側から前記リアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
前記リアクトルと前記電流制限素子との間の共通接続端子と前記直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
前記第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S150、S151)とを備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1p)は、前記交流電源のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2p)は、前記交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3p)は、前記交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4p)は、前記交流電源のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記充電制御手段(S150、S151)は、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、前記第1、第3スイッチング素子(Q1p、Q3p)のうち一方のスイッチング素子をオフして他方のスイッチング素子を前記第5スイッチング素子(Q5)と同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第3スイッチング素子がオフして前記第1、第5のスイッチング素子がオンしたときには、前記交流電源の両電極の間で前記第1、第2、第5のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流し、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1スイッチング素子がオフして前記第3スイッチング素子と前記第5のスイッチング素子がオンしたときには、前記交流電源の両電極の間で前記第3、第4、第5のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄えるようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20) which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is configured by first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load to limit the flow of current from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load ;
Charge control means (S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S150, S151) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns on one of the first and third switching elements (Q1p, Q3p). It is turned off and the other switching element is synchronized with the fifth switching element (Q5) and repeatedly turned on and off,
When the second and fourth switching elements are turned on, the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first, A current is passed through the second and fifth switching elements and the reactor to store energy in the reactor;
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element, the current limiting element, and the DC load;
When the second and fourth switching elements are turned on, the first switching element is turned off and the third switching element and the fifth switching element are turned on, the two electrodes of the AC power supply are A power conversion device, wherein current is passed through the third, fourth, and fifth switching elements and the reactor to store energy in the reactor .
前記交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)備え、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合に、前記充電制御手段(S150)は、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、前記第3スイッチング素子(Q3p)をオフして、前記第1スイッチング素子(Q1p)と前記第5スイッチング素子(Q5p)とを同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合に、前記充電制御手段(S151)は、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして、前記第1スイッチング素子(Q1p)をオフして、前記第3スイッチング素子(Q3p)と前記第5スイッチング素子(Q5p)とを同期させて繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
First voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source;
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and performs the third switching. The element (Q3p) is turned off, and the first switching element (Q1p) and the fifth switching element (Q5p) are synchronously turned on and off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and performs the first switching The element (Q1p) is turned off, and the third switching element (Q3p) and the fifth switching element (Q5p) are synchronized and repeatedly turned on and off. Power conversion device.
交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
前記ブリッジ回路と前記直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流負荷のプラス電極との間に配置されて、前記直流負荷のプラス電極側から前記リアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
前記リアクトルと前記電流制限素子との間の共通接続端子と前記直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
前記第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S150、S151)とを備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1p)は、前記交流電源のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2p)は、前記交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3p)は、前記交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4p)は、前記交流電源のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記充電制御手段(S150)は、第1充電制御期間にて、前記第2、第4のスイッチング素子をオンして、前記第3スイッチング素子をオフして前記第1、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第3スイッチング素子がオフして前記第1、第5のスイッチング素子がオンしたときには、前記交流電源の両電極の間で前記第1、第2、第5のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流し、
前記第2、第4、第5のスイッチング素子がオンして、前記第1、第3のスイッチング素子がオフしたときには、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流し、
前記充電制御手段(S151)は、第2充電制御期間にて、前記第2、第4のスイッチング素子をオンして、前記第1スイッチング素子をオフして前記第3、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1スイッチング素子がオフして前記第3、第5のスイッチング素子がオンしたときには、前記交流電源の両電極の間で前記第3、第4、第5のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1、第3、第5のスイッチング素子がオフしたときには、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流し、
前記第2、第4、第5のスイッチング素子がオンして、前記第1、第3のスイッチング素子がオフしたときには、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流すようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20) which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is configured by first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load to limit the flow of current from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load ;
Charge control means (S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements,
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements, turns off the third switching element, and repeats the first and fifth switching elements in the first charge control period. It is to turn on and off,
When the second and fourth switching elements are turned on, the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first, A current is passed through the second and fifth switching elements and the reactor to store energy in the reactor;
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element, the current limiting element, and the DC load;
When the second, fourth, and fifth switching elements are turned on and the first and third switching elements are turned off, the second, fourth, and second switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through 5 switching elements,
The charge control means (S151) repeatedly turns on the second and fourth switching elements, turns off the first switching element, and repeats the third and fifth switching elements in the second charge control period. It is to turn on and off,
When the second and fourth switching elements are turned on, the first switching element is turned off and the third and fifth switching elements are turned on, the third, A current is passed through the fourth and fifth switching elements and the reactor to store energy in the reactor;
When the second and fourth switching elements are turned on and the first, third and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current flows through the element, the current limiting element, and the DC load;
When the second, fourth, and fifth switching elements are turned on and the first and third switching elements are turned off, the second, fourth, and second switching elements are based on the energy stored in the reactor. A power conversion device characterized in that a current flows through 5 switching elements .
前記交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、前記充電制御手段(S150)は、前記第2、第4のスイッチング素子をオンして、前記第3スイッチング素子をオフして前記第1、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、前記充電制御手段(S151)は、前記第2、第4のスイッチング素子をオンして、前記第1スイッチング素子をオフして前記第3、第5スイッチング素子を繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする請求項記載の電力変換装置。
First voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source;
When the detection voltage of the first voltage detecting means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements and turns off the third switching element. The first and fifth switching elements are repeatedly turned on and off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the second and fourth switching elements and turns off the first switching element. The power converter according to claim 6 , wherein the third and fifth switching elements are repeatedly turned on and off .
交流電源(2)と直流負荷(3)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1p、Q2p、Q3p、Q4p)から構成されるブリッジ回路(20)と、
前記ブリッジ回路と前記直流負荷のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流負荷のプラス電極との間に配置されて、前記直流負荷のプラス電極側から前記リアクトル側に電流が流れることを制限する電流制限素子(D1)と、
前記リアクトルと前記電流制限素子との間の共通接続端子と前記直流負荷のマイナス電極と間に配置される第5のスイッチング素子(Q5)と、
前記第1〜第5のスイッチング素子を制御する充電制御手段(S130、S131、S132、S133、S150、S151)とを備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1p)は、前記交流電源のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2p)は、前記交流電源のマイナス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3p)は、前記交流電源のプラス電極と直流負荷のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4p)は、前記交流電源のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記充電制御手段(S150)は、第1充電制御時間にて、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして前記第3スイッチング素子(Q3p)をオフして前記第1、第5のスイッチング素子(Q1p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして前記第3スイッチング素子がオフして前記第1、第5のスイッチング素子がオンしたとき、前記交流電源の両電極の間で前記第1、第2、第5のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第2、第4のスイッチング素子がオンして前記第3スイッチング素子がオフして前記第1、第5のスイッチング素子がオフしたとき、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第2、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流し、
前記充電制御手段(S151)は、第2充電制御時間にて、前記第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして前記第2スイッチング素子(Q2p)をオフして前記第4、第5のスイッチング素子(Q4p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第1、第3のスイッチング素子がオンして前記第2スイッチング素子がオフして前記第4、第5のスイッチング素子がオンしたとき、前記交流電源の両電極の間で、前記リアクトル、および前記第3、第4、第5のスイッチング素子を通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第1、第3のスイッチング素子がオンして前記第2、第4、第5のスイッチング素子がオフしたとき、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第1、第3のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記直流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20) which is arranged between the AC power source (2) and the DC load (3) and is configured by first to fourth switching elements (Q1p, Q2p, Q3p, Q4p);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC load;
A current limiting element (D1) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC load to limit the flow of current from the positive electrode side of the DC load to the reactor side;
A fifth switching element (Q5) disposed between the common connection terminal between the reactor and the current limiting element and the negative electrode of the DC load ;
Charge control means (S130, S131, S132, S133, S150, S151) for controlling the first to fifth switching elements;
The first switching element (Q1p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the reactor,
The second switching element (Q2p) is disposed between the negative electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The third switching element (Q3p) is disposed between the positive electrode of the AC power source and the negative electrode of the DC load,
The fourth switching element (Q4p) is disposed between the negative electrode of the AC power supply and the reactor,
The charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns off the third switching element (Q3p) during the first charge control time. The fifth switching element (Q1p, Q5p) is repeatedly turned on / off,
When the second and fourth switching elements are turned on and the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned on, the first and second switching elements are connected between both electrodes of the AC power supply. 2, current is passed through the fifth switching element and the reactor to store energy in the reactor;
When the second and fourth switching elements are turned on and the third switching element is turned off and the first and fifth switching elements are turned off, the second and fourth switching elements are turned on based on the energy stored in the reactor. Current is passed through the fourth switching element, the current limiting element, and the DC load;
The charge control means (S151) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) and turns off the second switching element (Q2p) during the second charge control time, and turns off the fourth switching element (Q2p). The fifth switching element (Q4p, Q5p) is repeatedly turned on / off,
When the first and third switching elements are turned on, the second switching element is turned off and the fourth and fifth switching elements are turned on, the reactor between the electrodes of the AC power supply, and A current is passed through the third, fourth and fifth switching elements to store energy in the reactor;
When the first and third switching elements are turned on and the second, fourth and fifth switching elements are turned off, the first and third switching elements are based on the energy stored in the reactor. A power conversion device characterized in that a current flows through the current limiting element and the DC load .
前記交流電源のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、前記充電制御手段(S150)は、前記第2、第4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)をオンして前記第3スイッチング素子(Q3p)をオフして前記第1、第5のスイッチング素子(Q1p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、前記充電制御手段(S151)は、前記第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)をオンして前記第2スイッチング素子(Q2p)をオフして前記第4、第5のスイッチング素子(Q4p、Q5p)を繰り返しオン・オフをさせるものであることを特徴とする請求項記載の電力変換装置。
First voltage detecting means (51) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the AC power source;
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the charge control means (S150) turns on the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) and turns on the third switching element. (Q3p) is turned off, and the first and fifth switching elements (Q1p, Q5p) are repeatedly turned on / off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the charge control means (S151) turns on the first and third switching elements (Q1p, Q3p) and turns on the second switching element. 9. The power conversion device according to claim 8 , wherein (Q2p) is turned off and the fourth and fifth switching elements (Q4p, Q5p) are repeatedly turned on and off .
前記直流負荷のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
前記充電制御手段は、前記第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、前記第1〜第5のスイッチング素子を制御することにより、前記交流電源(2)から前記ブリッジ回路(20)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ前記交流電源の出力電圧と前記電流との間の位相差を零に近づけることを特徴とする請求項5、7、9のいずれか1つに記載の電力変換装置。
Second voltage detection means (52) for detecting a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the DC load;
The charging control means controls the first to fifth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, thereby allowing the bridge circuit (20) from the AC power supply (2). and sinusoidal variation of the current value with respect to the time axis current (Iac) flowing to), and wherein the closer to zero the phase difference between the output voltage and the current of the alternating current power supply according to claim 5 and 7 , 9. The power conversion device according to any one of 9 .
請求項1ないし10のいずれか1つに記載の電力変換装置(1)と、
前記電力変換装置の直流負荷(3)のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続される第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)とを備え、
前記第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち前記直流負荷のプラス電極側の前記第7のスイッチング素子(Q7)が前記電流制限素子を構成し、
前記第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち前記直流負荷のマイナス電極側の前記第8のスイッチング素子(Q8)が前記第5スイッチング素子(Q5)を構成し、
前記第7、8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)と三相交流電動機を構成するステータコイル(110)の第1の電極(110a)との間が接続され、
前記電力変換装置のブリッジ回路と交流電源(2)との間を接続、或いは開放する第1のスイッチ(SW1)と、
前記電力変換装置の第2、4のスイッチング素子(Q2p、Q4p)の間の共通接続素子(T2)と前記ステータコイルの第2の電極(110b)との間を接続、或いは開放する第2のスイッチ(SW2)と、
前記電力変換装置の第1、第3のスイッチング素子(Q1p、Q3p)の間の共通接続素子(T3)と前記ステータコイルの第3の電極(110c)との間を接続、或いは開放する第3のスイッチ(SW3)と、
前記第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と前記直流負荷のプラス電極との間に配置される第4のスイッチ(SW4)と、
前記第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と前記リアクトルとの間に配置される第5のスイッチ(SW5)と、
前記第1〜第5のスイッチを制御するスイッチ制御手段(50)と、
前記スイッチ制御手段が前記第1〜第5のスイッチのうち前記第2、第3、第4のスイッチをオンしたときに、前記第1、第2、第3、第4、第7、第8のスイッチング素子を制御して、前記第1、第3のスイッチング素子の間の共通接続端子(T3)、前記第2、第4のスイッチング素子の間の共通接続端子(T2)、および前記第7、第8のスイッチング素子の共通接続端子(T1)から交流電流をステータコイルに流して前記三相交流電動機を駆動させるインバータ制御手段(50)とを備え、
前記スイッチ制御手段が前記第1〜第5のスイッチのうち前記第1、第5のスイッチをオンしたときに、前記充電制御手段が前記第1〜第4のスイッチング素子および前記第7、第8のスイッチング素子を制御することを特徴とする電動機用制御装置。
A power converter (1) according to any one of claims 1 to 10 ,
Seventh and eighth switching elements (Q7, Q8) connected in series between the positive electrode and the negative electrode of the DC load (3) of the power converter,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the seventh switching element (Q7) on the positive electrode side of the DC load constitutes the current limiting element,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the eighth switching element (Q8) on the negative electrode side of the DC load constitutes the fifth switching element (Q5),
The common connection terminal (T1) between the seventh and eighth switching elements and the first electrode (110a) of the stator coil (110) constituting the three-phase AC motor are connected,
A first switch (SW1) for connecting or opening between the bridge circuit of the power converter and the AC power source (2);
A second connection for connecting or opening between the common connection element (T2) between the second and fourth switching elements (Q2p, Q4p) of the power conversion device and the second electrode (110b) of the stator coil. A switch (SW2);
A third connecting or opening between the common connection element (T3) between the first and third switching elements (Q1p, Q3p) of the power converter and the third electrode (110c) of the stator coil. Switch (SW3),
A fourth switch (SW4) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the positive electrode of the DC load;
A fifth switch (SW5) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the reactor;
Switch control means (50) for controlling the first to fifth switches;
When the switch control means turns on the second, third, and fourth switches among the first to fifth switches, the first, second, third, fourth, seventh, and eighth The switching element is controlled so that the common connection terminal (T3) between the first and third switching elements, the common connection terminal (T2) between the second and fourth switching elements, and the seventh And an inverter control means (50) for driving the three-phase AC motor by flowing an AC current from the common connection terminal (T1) of the eighth switching element to the stator coil,
When the switch control unit turns on the first and fifth switches among the first to fifth switches, the charge control unit includes the first to fourth switching elements and the seventh and eighth switches . A control device for an electric motor that controls the switching element of the motor.
直流電源(4)と交流負荷(5)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q3n、Q4n)から構成されるブリッジ回路(20B)と、
前記ブリッジ回路と前記直流電源のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流電源のプラス電極との間に配置される第6のスイッチング素子(Q6)と、
前記リアクトルと前記第6のスイッチング素子(Q6)との間の共通接続端子と前記直流電源(4)のマイナス電極との間に配置されて、前記共通接続端子側から前記直流電源(4)のマイナス電極側に電流が流れることを妨げる電流制限素子(D2)と、
前記第1〜第4のスイッチング素子および前記第6のスイッチング素子を制御する逆潮流制御手段(131a、133a)と、を備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1n)は、前記交流負荷のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2n)は、前記交流負荷のマイナス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3n)は、前記交流負荷のプラス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4n)は、前記交流負荷のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記逆潮流制御手段(S131a)は、第1逆潮流制御期間にて、前記第1、第2、第6のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q6n)をオンして、前記第3スイッチング素子(Q3n)をオフして前記第4スイッチング素子(Q4n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1、第2、第4、第6のスイッチング素子がオンして前記第3スイッチング素子がオフしたとき前記直流電源の両電極の間で前記第2、第4、第6のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第1、第2、第6のスイッチング素子がオンして前記第3、第4のスイッチング素子がオフしたとき、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第1、第2のスイッチング素子、および前記交流負荷を通して電流を流し、
前記逆潮流制御手段(133a)は、第2逆潮流制御期間にて、前記第3、第4、第6のスイッチング素子(Q3n、Q4n、Q6n)をオンして、前記第2スイッチング素子(Q2n)をオフして前記第1スイッチング素子(Q1n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1、第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして前記第2スイッチング素子がオフしたとき前記直流電源の両電極の間で前記第1、第3、第6のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして前記第1、第2のスイッチング素子がオフしたときに、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第3、第4、第6のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記交流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20B) which is arranged between the DC power supply (4) and the AC load (5) and is configured by first to fourth switching elements (Q1n, Q2n, Q3n, Q4n);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC power source;
A sixth switching element (Q6) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC power source;
Arranged between the common connection terminal between the reactor and the sixth switching element (Q6) and the negative electrode of the DC power supply (4), the DC power supply (4) from the common connection terminal side. A current limiting element (D2) that prevents current from flowing to the negative electrode side;
Reverse flow control means (131a, 133a) for controlling the first to fourth switching elements and the sixth switching element,
The first switching element (Q1n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the reactor,
The second switching element (Q2n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The third switching element (Q3n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The fourth switching element (Q4n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the reactor,
The reverse flow control means (S 131a ) turns on the first, second, and sixth switching elements (Q1n, Q2n, Q6n) in the first reverse flow control period, and turns on the third switching element ( Q3n) is turned off and the fourth switching element (Q4n) is repeatedly turned on and off,
The second, fourth, and sixth switching elements between the electrodes of the DC power source when the first, second, fourth, and sixth switching elements are turned on and the third switching element is turned off; And passing current through the reactor to store energy in the reactor,
When the first, second, and sixth switching elements are turned on and the third and fourth switching elements are turned off, the first and second switching elements are based on energy stored in the reactor. And passing current through the AC load,
The reverse flow control means ( 133a ) turns on the third, fourth, and sixth switching elements (Q3n, Q4n, Q6n) in the second reverse flow control period, and turns on the second switching element (Q2n). ) To turn the first switching element (Q1n) on and off repeatedly,
When the first, third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the second switching element is turned off, the first, third, and sixth switching elements between the electrodes of the DC power supply; And passing current through the reactor to store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the first and second switching elements are turned off, the third, fourth, and second 6. A power converter , wherein a current flows through the switching element 6, the current limiting element, and the AC load .
前記交流負荷の出力電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)と、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合に、前記逆潮流制御手段(S131a)は、前記第1、第2、第6のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q6n)をオンして、前記第3スイッチング素子(Q3n)をオフして前記第4スイッチング素子(Q4n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合に、前記逆潮流制御手段(133a)は、前記第3、第4、第6のスイッチング素子(Q3n、Q4n、Q6n)をオンして、前記第2スイッチング素子(Q2n)をオフして前記第1スイッチング素子(Q1n)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。
First voltage detection means (51) for detecting the output voltage of the AC load;
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the reverse flow control means (S 131a ) turns on the first, second, and sixth switching elements (Q1n, Q2n, Q6n). Then, the third switching element (Q3n) is turned off and the fourth switching element (Q4n) is repeatedly turned on / off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the reverse flow control means ( 133a ) turns on the third, fourth, and sixth switching elements (Q3n, Q4n, Q6n). Te, the power converter according to claim 12, characterized in der Rukoto one which the second and turns off the switching element (Q2n) of the first switching element (Q1n) repeatedly turned on and off.
直流電源(4)と交流負荷(5)との間に配置されて第1〜第4のスイッチング素子(Q1n、Q2n、Q3n、Q4n)から構成されるブリッジ回路(20B)と、
前記ブリッジ回路と前記直流電源のプラス電極との間に配置されるリアクトル(30)と、
前記リアクトルと前記直流電源のプラス電極との間に配置される第6のスイッチング素子(Q6)と、
前記リアクトルと前記第6のスイッチング素子(Q6)との間の共通接続端子と前記直流電源(4)のマイナス電極との間に配置されて、前記共通接続端子側から前記直流電源(4)のマイナス電極側に電流が流れることを妨げる電流制限素子(D2)と、
前記第1〜第4のスイッチング素子および前記第6のスイッチング素子を制御する逆潮流制御手段(150b、151b)と、を備え、
前記第1のスイッチング素子(Q1n)は、前記交流負荷のプラス電極と前記リアクトルとの間に配置され、
前記第2のスイッチング素子(Q2n)は、前記交流負荷のマイナス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
前記第3のスイッチング素子(Q3n)は、前記交流負荷のプラス電極と直流電源のマイナス電極との間に配置され、
前記第4のスイッチング素子(Q4n)は、前記交流負荷のマイナス電極と前記リアクトルとの間に配置されており、
前記逆潮流制御手段(S150b)は、第1逆潮流制御期間にて、前記第1、第2のスイッチング素子(Q1n、Q2n)をオンして、前記第3スイッチング素子(Q3n)をオフして前記第4、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1、第2、第4、第6のスイッチング素子がオンして前記第3スイッチング素子がオフしたとき前記直流電源の両電極の間で前記第2、第4、第6のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第1、第2のスイッチング素子がオンして前記第3、第4、第6のスイッチング素子がオフしたとき、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第1、第2のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記交流負荷を通して電流を流し、
前記逆潮流制御手段(S151b)は、第2逆潮流制御期間にて、前記第3、第4のスイッチング素子(Q3n、Q4n)をオンして、前記第1スイッチング素子(Q1n)をオフして前記第2、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第2、第3、第4、第6のスイッチング素子がオンして前記第1スイッチング素子がオフしたとき前記直流電源の両電極の間で前記第2、第4、第6のスイッチング素子、および前記リアクトルを通して電流を流して前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記第3、第4のスイッチング素子がオンして、前記第1、第2、第6のスイッチング素子がオフしたときに、前記リアクトルに蓄えられたエネルギーに基づいて、前記第3、第4のスイッチング素子、前記電流制限素子、および前記交流負荷を通して電流を流すようになっていることを特徴とする電力変換装置。
A bridge circuit (20B) which is arranged between the DC power supply (4) and the AC load (5) and is configured by first to fourth switching elements (Q1n, Q2n, Q3n, Q4n);
A reactor (30) disposed between the bridge circuit and the positive electrode of the DC power source;
A sixth switching element (Q6) disposed between the reactor and the positive electrode of the DC power source;
Arranged between the common connection terminal between the reactor and the sixth switching element (Q6) and the negative electrode of the DC power supply (4), the DC power supply (4) from the common connection terminal side. A current limiting element (D2) that prevents current from flowing to the negative electrode side;
Reverse flow control means (150b, 151b) for controlling the first to fourth switching elements and the sixth switching element,
The first switching element (Q1n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the reactor,
The second switching element (Q2n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The third switching element (Q3n) is disposed between the positive electrode of the AC load and the negative electrode of the DC power source,
The fourth switching element (Q4n) is disposed between the negative electrode of the AC load and the reactor,
The reverse flow control means (S150b) turns on the first and second switching elements (Q1n, Q2n) and turns off the third switching element (Q3n) in the first reverse flow control period. The fourth and sixth switching elements (Q4n, Q6n) are repeatedly turned on / off,
The second, fourth, and sixth switching elements between the electrodes of the DC power source when the first, second, fourth, and sixth switching elements are turned on and the third switching element is turned off; And passing current through the reactor to store energy in the reactor,
When the first and second switching elements are turned on and the third, fourth and sixth switching elements are turned off, the first and second switching elements are based on the energy stored in the reactor. Current is passed through the current limiting element and the AC load,
The reverse flow control means (S151b) turns on the third and fourth switching elements (Q3n, Q4n) and turns off the first switching element (Q1n) in the second reverse flow control period. The second and sixth switching elements (Q4n, Q6n) are repeatedly turned on / off,
When the second, third, fourth, and sixth switching elements are turned on and the first switching element is turned off, the second, fourth, and sixth switching elements between the electrodes of the DC power supply; And passing current through the reactor to store energy in the reactor,
Based on the energy stored in the reactor when the third and fourth switching elements are turned on and the first, second and sixth switching elements are turned off, the third and fourth A power conversion device , wherein a current flows through a switching element, the current limiting element, and the AC load .
前記交流負荷の出力電圧を検出する第1の電圧検出手段(51)を備え、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が正電圧である場合において、前記逆潮流制御手段(S150b)は、前記第1、第2のスイッチング素子(Q1n、Q2n)をオンして、前記第3スイッチング素子(Q3n)をオフして前記第4、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであり、
前記第1の電圧検出手段の検出電圧が負電圧である場合において、前記逆潮流制御手段(S151b)は、前記第3、第4のスイッチング素子(Q3n、Q4n)をオンして、前記第1スイッチング素子(Q1n)をオフして前記第2、第6のスイッチング素子(Q4n、Q6n)を繰り返しオン・オフさせるものであることを特徴とする請求項14に記載の電力変換装置。
First voltage detecting means (51) for detecting an output voltage of the AC load;
When the detection voltage of the first voltage detection means is a positive voltage, the reverse flow control means (S150b) turns on the first and second switching elements (Q1n, Q2n), and the third The switching element (Q3n) is turned off, and the fourth and sixth switching elements (Q4n, Q6n) are repeatedly turned on / off,
When the detection voltage of the first voltage detection means is a negative voltage, the reverse power flow control means (S151b) turns on the third and fourth switching elements (Q3n, Q4n) and turns on the first the second off the switching element (Q1n), a sixth switching element (Q4n, Q6n) power converter according to claim 14, characterized in der Rukoto one which repeatedly turned on and off.
前記直流電源の出力電圧を検出する第2の電圧検出手段(52)を備え、
前記逆潮流制御手段は、前記第1、第2の電圧検出手段の検出電圧に基づいて、前記第1〜第4、第6のスイッチング素子を制御することにより、前記ブリッジ回路(20)から前記交流負荷(5)に流れる電流(Iac)の時間軸に対する電流値の変化を正弦波状とし、かつ前記交流負荷の両電極間電圧と前記電流との間の位相差を零に近づけるようになっていることを特徴とする請求項13または15に記載の電力変換装置。
Second voltage detecting means (52) for detecting the output voltage of the DC power supply;
The reverse power flow control means controls the first to fourth and sixth switching elements based on the detection voltages of the first and second voltage detection means, thereby causing the bridge circuit (20) to The change of the current value with respect to the time axis of the current (Iac) flowing through the AC load (5) is made sinusoidal, and the phase difference between the voltage between the electrodes of the AC load and the current is brought close to zero. The power converter according to claim 13 or 15 , wherein
請求項12ないし16のいずれか1つに記載の電力変換装置(1)と、
前記電力変換装置の直流電源(3)のプラス電極とマイナス電極との間に直列接続される第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)とを備え、
前記第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち前記直流電源のマイナス電極側の前記第8のスイッチング素子(Q8)が前記電流制限素子を構成し、
前記第7、8のスイッチング素子(Q7、Q8)のうち前記直流電源のプラス電極側の前記第7スイッチング素子(Q7)が前記第6スイッチング素子(Q6)を構成し、
前記第7、8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)と三相交流電動機を構成するステータコイル(110)の第1の電極(110a)との間が接続され、
前記電力変換装置のブリッジ回路と交流負荷(5)との間を接続、或いは開放する第1のスイッチ(SW1)と、
前記電力変換装置の第2、4のスイッチング素子(Q2n、Q4n)の間の共通接続素子(T2)と前記ステータコイルの第2の電極(110b)との間を接続、或いは開放する第2のスイッチ(SW2)と、
前記電力変換装置の第1、第3のスイッチング素子(Q1n、Q3n)の間の共通接続素子(T3)と前記ステータコイルの第3の電極(110c)との間を接続、或いは開放する第3のスイッチ(SW3)と、
前記第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と前記直流負荷のプラス電極との間に配置される第4のスイッチ(SW4)と、
前記第1、第4のスイッチング素子の間の共通接続素子(T4)と前記リアクトルとの間に配置される第5のスイッチ(SW5)と、
前記第1〜第5のスイッチを制御するスイッチ制御手段(50)と、
前記スイッチ制御手段が前記第1〜第5のスイッチのうち前記第2、第3、第4のスイッチをオンしたときに、前記第1、第2、第3、第4、第7、第8のスイッチング素子を制御して、前記第1、第3のスイッチング素子の間の共通接続端子(T3)、前記第2、第4のスイッチング素子の間の共通接続端子(T2)、および前記第7、第8のスイッチング素子の間の共通接続端子(T1)から交流電流をステータコイルに流して前記三相交流電動機を駆動させるインバータ制御手段(50)とを備え、
前記スイッチ制御手段が前記第1〜第5のスイッチのうち前記第1、第5のスイッチをオンしたときに、前記逆潮流制御手段が前記第1〜第4、第7のスイッチング素子を制御することを特徴とする電動機用制御装置。
A power converter (1) according to any one of claims 12 to 16,
Seventh and eighth switching elements (Q7, Q8) connected in series between the positive electrode and the negative electrode of the DC power source (3) of the power converter,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the eighth switching element (Q8) on the negative electrode side of the DC power supply constitutes the current limiting element,
Of the seventh and eighth switching elements (Q7, Q8), the seventh switching element (Q7) on the positive electrode side of the DC power supply constitutes the sixth switching element (Q6),
The common connection terminal (T1) between the seventh and eighth switching elements and the first electrode (110a) of the stator coil (110) constituting the three-phase AC motor are connected,
A first switch (SW1) for connecting or opening between the bridge circuit of the power converter and the AC load (5);
A second connection for connecting or opening between the common connection element (T2) between the second and fourth switching elements (Q2n, Q4n) of the power conversion device and the second electrode (110b) of the stator coil. A switch (SW2);
A third connecting or opening between the common connection element (T3) between the first and third switching elements (Q1n, Q3n) of the power converter and the third electrode (110c) of the stator coil. Switch (SW3),
A fourth switch (SW4) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the positive electrode of the DC load;
A fifth switch (SW5) disposed between the common connection element (T4) between the first and fourth switching elements and the reactor;
Switch control means (50) for controlling the first to fifth switches;
When the switch control means turns on the second, third, and fourth switches among the first to fifth switches, the first, second, third, fourth, seventh, and eighth The switching element is controlled so that the common connection terminal (T3) between the first and third switching elements, the common connection terminal (T2) between the second and fourth switching elements, and the seventh And an inverter control means (50) for driving an alternating current from a common connection terminal (T1) between the eighth switching elements to the stator coil to drive the three-phase alternating current motor,
When the switch control means turns on the first and fifth switches among the first to fifth switches, the reverse power flow control means controls the first to fourth and seventh switching elements. A control device for an electric motor.
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