JP6516182B2 - Power converter circuit and power converter using the same - Google Patents

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Description

本発明は一般に、電力変換回路およびそれを用いた電力変換装置、より詳細には、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路およびそれを用いた電力変換装置に関する。   The present invention generally relates to a power conversion circuit and a power conversion device using the same, and more particularly to a power conversion circuit that converts direct current power to alternating current power and a power conversion device using the same.

従来、入力端子とトランスとの間に設けられるフルブリッジ型のスイッチング回路(ブリッジ部)を用いて、直流電圧を交流電圧に変換する変換回路が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の制御回路(制御部)は、位相シフト制御方式を用いてスイッチング回路(ブリッジ部)のスイッチ素子のオンオフを制御している。   Conventionally, a conversion circuit is known which converts a DC voltage into an AC voltage by using a full bridge type switching circuit (bridge section) provided between an input terminal and a transformer (see, for example, Patent Document 1). The control circuit (control part) of patent document 1 is controlling the on-off of the switch element of a switching circuit (bridge part) using a phase shift control system.

特開2004−140913号公報JP 2004-140913 A

特許文献1では、スイッチング回路(ブリッジ部)のスイッチ素子のオンオフを位相シフト制御方式で制御しているので、コモンモード・ノイズが変換回路に発生する。そしてこのコモンモード・ノイズがスイッチング回路の出力電圧に加わるという問題があった。   In patent document 1, since on / off of the switch element of a switching circuit (bridge part) is controlled by the phase shift control system, common mode noise generate | occur | produces in a conversion circuit. There is a problem that this common mode noise is added to the output voltage of the switching circuit.

本発明は、上記課題に鑑みて為され、コモンモード・ノイズを抑制する電力変換回路およびそれを用いた電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion circuit that suppresses common mode noise and a power conversion device using the same.

本発明の電力変換回路は、それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する第1制御部と、前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、前記クランプ回路を制御する第2制御部とを備え、前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサとをさらに備え、前記第1出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第1リアクトルと、前記第2出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第2リアクトルとをさらに備え、前記第1コンデンサは、前記第1出力端および前記第1リアクトルの接続点と前記第1入力端との間に接続され、前記第2コンデンサは、前記第2出力端および前記第2リアクトルの接続点と前記第2入力端との間に接続されるように構成されることを特徴とする。
本発明の別の態様に係る電力変換回路は、それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する第1制御部と、前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、前記クランプ回路を制御する第2制御部とを備え、前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサとをさらに備え、前記第1出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第1リアクトルと、前記第2出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第2リアクトルとをさらに備え、前記第1コンデンサは、前記第1リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第1入力端との間に接続され、前記第2コンデンサは、前記第2リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第2入力端との間に接続されるように構成され、それぞれ所定の2次側インピーダンスを有する第1出力側電流制限部および第2出力側電流制限部をさらに備え、前記第1出力側電流制限部は、前記第1リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第1コンデンサとの間に電気的に接続され、前記第2出力側電流制限部は、前記第2リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第2コンデンサとの間に電気的に接続されるように構成される。
本発明の更に別の態様に係る電力変換回路は、それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する第1制御部と、前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、前記クランプ回路を制御する第2制御部とを備え、前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサとをさらに備え、それぞれ所定の1次側インピーダンスを有する第1入力側電流制限部および第2入力側電流制限部をさらに備え、前記第1入力側電流制限部は、前記第1入力端と前記第1コンデンサとの間に電気的に接続され、前記第2入力側電流制限部は、前記第2入力端と前記第2コンデンサとの間に電気的に接続されるように構成されることを特徴とする。
Power conversion circuit of the present invention has a first input terminal and a second input terminal which is electrically connected to the DC power source, and, a first output terminal and a second output terminal which is electrically connected to the load A clamp circuit having an inverter circuit, a first control unit for controlling the inverter circuit, a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end, and the clamp circuit A second control unit for controlling the first output terminal, and a first capacitor electrically connected between the first output terminal and the first input terminal, and a second output terminal and the second input terminal. And a second capacitor electrically connected between the first output end and the load, and a first reactor electrically connected between the first output end and the load, and between the second output end and the load And a second reactor electrically connected to the The first capacitor is connected between a connection point between the first output end and the first reactor, and the first input end, and the second capacitor is connected to the second output end and the second reactor. It is characterized in that it is configured to be connected between a point and the second input end.
A power conversion circuit according to another aspect of the present invention includes a first input end and a second input end electrically connected to a DC power supply, and a first output end and a first output end electrically connected to a load, respectively. An inverter circuit having two output ends; a first control unit for controlling the inverter circuit; and a clamp circuit having a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end. A second control unit for controlling the clamp circuit, a first capacitor electrically connected between the first output end and the first input end, the second output end, and the second output end A second reactor electrically connected between the input end and the first reactor, the first reactor electrically connected between the first output end and the load, the second output end, and the second output end And a second reactor electrically connected to the load Further, the first capacitor is connected between a connection point of the first reactor and the load and the first input end, and the second capacitor is connected to a connection point of the second reactor and the load The device further comprises a first output current limiting portion and a second output current limiting portion configured to be connected to the second input end and having respective predetermined secondary impedances, wherein the first output current The limiting unit is electrically connected between a connection point of the first reactor and the load and the first capacitor, and the second output side current limiting unit is a connection point of the second reactor and the load It is configured to be electrically connected to the second capacitor.
A power conversion circuit according to still another aspect of the present invention comprises a first input end and a second input end electrically connected to a DC power supply, and a first output end electrically connected to a load respectively. A clamp circuit having an inverter circuit having a second output end, a first control unit for controlling the inverter circuit, and a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end And a second control unit for controlling the clamp circuit, a first capacitor electrically connected between the first output end and the first input end, the second output end, and the second output end. It further comprises a second capacitor electrically connected between the two input terminals, and further comprises a first input side current limiting portion and a second input side current limiting portion each having a predetermined primary side impedance, The first input side current limiting unit The first input end and the first capacitor are electrically connected, and the second input-side current limiting unit is electrically connected between the second input end and the second capacitor It is characterized in that it is configured.

本発明の電力変換装置は、上記した何れかの態様に係る電力変換回路と、前記電力変換回路を収納する筐体とを備えることを特徴とする。 A power conversion device according to the present invention includes the power conversion circuit according to any one of the above-described aspects, and a housing for housing the power conversion circuit.

本発明によれば、コモンモード・ノイズを抑制する電力変換回路およびそれを用いた電力変換装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power conversion circuit that suppresses common mode noise and a power conversion device using the same.

実施形態1に係る電力変換回路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a power conversion circuit according to a first embodiment. 実施形態1に係る電力変換回路のスイッチング素子の動作状態と出力電圧との関係を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the operating state of the switching element of the power conversion circuit according to Embodiment 1 and the output voltage. 図3A〜図3Cは、それぞれ実施形態1に係る電力変換回路における動作を説明する図である。3A to 3C are diagrams for explaining the operation of the power conversion circuit according to the first embodiment. 図4A〜図4Cは、それぞれ実施形態1に係る電力変換回路における別の動作を説明する図である。4A to 4C are diagrams for explaining another operation of the power conversion circuit according to the first embodiment. 実施形態1に係る電力変換回路におけるさらに別の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining still another operation of the power conversion circuit according to the first embodiment. 実施形態1の比較例の電力変換回路の出力電圧を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an output voltage of the power conversion circuit of the comparative example of the first embodiment. 実施形態1に係る電力変換回路の出力電圧を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an output voltage of the power conversion circuit according to the first embodiment. 実施形態1に係る電力変換回路の出力電圧と比較例の出力電圧との違いを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the difference between the output voltage of the power conversion circuit according to Embodiment 1 and the output voltage of a comparative example. 実施形態1の変形例に係る電力変換回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a power conversion circuit according to a modification of the first embodiment. 実施形態2に係る電力変換回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a power conversion circuit according to a second embodiment. 実施形態2の変形例に係る電力変換回路を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a power conversion circuit according to a modification of the second embodiment.

以下の説明では、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路について説明する。例えば太陽光発電装置や蓄電装置から供給される電力を電源として使用する際に、供給される電力が直流電力である場合、交流電力に変換して使用したいという要望がある。この場合、直流電力を交流電力に変換するために電力変換回路が用いられる。例えば住宅やビルなどの建物に設置された蓄電装置や太陽光発電装置などから供給される直流電力を、電力変換回路を用いて交流電力に変換することで、交流電力で使用される負荷(例えば電気機器など)に電力を供給することができる。   The following description demonstrates the power inverter circuit which converts direct-current power into alternating current power. For example, when using the electric power supplied from a solar power generation device or an electrical storage device as a power supply, when the electric power supplied is direct current power, there is a demand for converting into alternating current power and using it. In this case, a power conversion circuit is used to convert DC power into AC power. For example, by converting DC power supplied from a power storage device or a solar power generator installed in a building such as a house or a building into AC power using a power conversion circuit, a load used for AC power (for example, It is possible to supply power to electrical devices and the like.

(実施形態1)
本実施形態の電力変換回路1、およびそれを用いた電力変換装置100について図を参照して説明する。
(Embodiment 1)
A power conversion circuit 1 of the present embodiment and a power conversion apparatus 100 using the power conversion circuit 1 will be described with reference to the drawings.

電力変換回路1は、図1に示すように、インバータ回路2と、クランプ回路4と、(第1)コンデンサ61と、(第2)コンデンサ62とを備える。また電力変換回路1は、第1制御部(制御部3)と、第2制御部(制御部3)とを備える。本実施形態の電力変換回路1はさらに、第1リアクトル51と、第2リアクトル52と、フィルタ回路104と、フィルタ回路105とを備える。   As shown in FIG. 1, the power conversion circuit 1 includes an inverter circuit 2, a clamp circuit 4, a (first) capacitor 61, and a (second) capacitor 62. The power conversion circuit 1 further includes a first control unit (control unit 3) and a second control unit (control unit 3). The power conversion circuit 1 of the present embodiment further includes a first reactor 51, a second reactor 52, a filter circuit 104, and a filter circuit 105.

本実施形態の電力変換装置100は、上記した電力変換回路1と、電力変換回路1を収納する筐体110とを備える。   The power conversion device 100 of the present embodiment includes the power conversion circuit 1 described above and a housing 110 that houses the power conversion circuit 1.

インバータ回路2は、電源107(直流電源)に電気的に接続される(第1)入力端201と(第2)入力端202とを有する。インバータ回路2は、電源107から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する回路である。本実施形態のインバータ回路2は、入力端201,202間に入力される直流電圧を交流電圧に変換して出力する。   The inverter circuit 2 has a (first) input end 201 and a (second) input end 202 electrically connected to the power supply 107 (DC power supply). The inverter circuit 2 is a circuit that converts DC power supplied from the power supply 107 into AC power and outputs it. The inverter circuit 2 of the present embodiment converts a DC voltage input between the input terminals 201 and 202 into an AC voltage and outputs it.

電源107は、例えば蓄電装置や太陽光発電装置などを含み、直流の電圧V0を出力するように構成されている。電源107の正極は入力端201に電気的に接続され、電源107の負極は入力端202に電気的に接続されている。   The power supply 107 includes, for example, a power storage device, a solar power generation device, and the like, and is configured to output a DC voltage V0. The positive terminal of the power source 107 is electrically connected to the input terminal 201, and the negative terminal of the power source 107 is electrically connected to the input terminal 202.

入力端201,202間には、フィルタ回路104が電気的に接続される。フィルタ回路104は、入力端201,202間に電気的に接続されるコンデンサ101,102の直列回路を有する。フィルタ回路104は、例えば輻射ノイズや電源107からの伝導ノイズなどを抑制するように構成されている。またフィルタ回路104は、インバータ回路2からのスイッチング・ノイズが電源107に伝わるのを抑制する。   The filter circuit 104 is electrically connected between the input ends 201 and 202. The filter circuit 104 has a series circuit of capacitors 101 and 102 electrically connected between the input ends 201 and 202. The filter circuit 104 is configured to suppress, for example, radiation noise and conduction noise from the power supply 107. The filter circuit 104 also suppresses the transmission of switching noise from the inverter circuit 2 to the power supply 107.

コンデンサ101の一端は入力端201に電気的に接続され、コンデンサ101の他端はコンデンサ102の一端に電気的に接続されている。コンデンサ102の他端は入力端202に電気的に接続されている。コンデンサ101およびコンデンサ102の接続点106は、筐体110と電気的に接続されている。そのため接続点106の電位は、筐体110の電位と等しくなる。   One end of the capacitor 101 is electrically connected to the input end 201, and the other end of the capacitor 101 is electrically connected to one end of the capacitor 102. The other end of the capacitor 102 is electrically connected to the input end 202. A connection point 106 of the capacitor 101 and the capacitor 102 is electrically connected to the housing 110. Therefore, the potential of the connection point 106 becomes equal to the potential of the housing 110.

コンデンサ101,102はそれぞれ、静電容量が等しく、かつ、同じ種類のコンデンサで構成されている。コンデンサ101,102のそれぞれの両端には、電源107から出力される電圧V0の半分の電圧V1が印加される。   The capacitors 101 and 102 have the same electrostatic capacitance and are formed of the same type of capacitor. A voltage V1 which is half the voltage V0 output from the power supply 107 is applied to both ends of each of the capacitors 101 and 102.

筐体110は金属材料で形成され、電力変換回路1を収納する。筐体110は電力変換回路1に対して十分に大きい静電容量を有するように構成されていて、電力変換回路1に対する基準電位を定めている。なお、電力変換回路1に対する基準電位は、筐体110によって定められることに限定される趣旨ではない。電力変換回路1に対する基準電位を定めることができるほど静電容量が十分に大きい適宜の部材と接続点106とを電気的に接続してもよい。   The housing 110 is formed of a metal material and houses the power conversion circuit 1. The housing 110 is configured to have a sufficiently large capacitance with respect to the power conversion circuit 1, and defines a reference potential for the power conversion circuit 1. Note that the reference potential for the power conversion circuit 1 is not limited to being determined by the housing 110. The connection point 106 may be electrically connected to an appropriate member whose capacitance is sufficiently large so as to determine the reference potential with respect to the power conversion circuit 1.

つまり接続点106の電位は、基準電位と等しい。以下では、接続点106の電位を基準電位と記載して説明する。   That is, the potential of the connection point 106 is equal to the reference potential. In the following, the potential of the connection point 106 is described as a reference potential.

上述したように、コンデンサ101,102のそれぞれの両端には、電圧V0の半分の電圧V1が印加される。そのため、コンデンサ101の一端が電気的に接続されている入力端201の電位は、基準電位に対して電圧V1だけ高い正電位となる。そしてコンデンサ102の他端が電気的に接続されている入力端202の電位は、基準電位に対して電圧V1だけ低い負電位となる。   As described above, the voltage V1 which is half the voltage V0 is applied to both ends of each of the capacitors 101 and 102. Therefore, the potential of the input terminal 201 to which one end of the capacitor 101 is electrically connected is a positive potential which is higher than the reference potential by the voltage V1. The potential of the input end 202 to which the other end of the capacitor 102 is electrically connected is a negative potential which is lower than the reference potential by the voltage V1.

インバータ回路2は、入力端201と入力端202との間に電気的に接続される第1スイッチ21および第2スイッチ22の直列回路(第1アーム)を有する。インバータ回路2は、入力端201と入力端202との間に電気的に接続される第3スイッチ23および第4スイッチ24の直列回路(第2アーム)を有する。   The inverter circuit 2 has a series circuit (first arm) of a first switch 21 and a second switch 22 electrically connected between the input end 201 and the input end 202. The inverter circuit 2 has a series circuit (second arm) of a third switch 23 and a fourth switch 24 electrically connected between the input end 201 and the input end 202.

第1スイッチ21は、導通方向が片方向のスイッチング素子211およびスイッチング素子211と逆並列に接続されるダイオード212を有する。第2スイッチ22は、導通方向が片方向のスイッチング素子221およびスイッチング素子221と逆並列に接続されるダイオード222を有する。第3スイッチ23は、導通方向が片方向のスイッチング素子231およびスイッチング素子231と逆並列に接続されるダイオード232を有する。第4スイッチ24は、導通方向が片方向のスイッチング素子241およびスイッチング素子241と逆並列に接続されるダイオード242を有する。ダイオード212,222,232,242は、導通方向が入力端202から入力端201の方向となるように設けられている。スイッチング素子211,221,231,241は、本実施形態では絶縁ゲートバイポーラトランジスタで構成されている。なお、導通方向が片方向のスイッチング素子は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの他にも、例えばゲートターンオフサイリスタや、ゲート転流型ターンオフサイリスタや、光トリガサイリスタや、双方向サイリスタなどでもよい。また、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々は、寄生ダイオードを有するMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)などでもよい。   The first switch 21 has a switching element 211 whose conduction direction is unidirectional and a diode 212 connected in antiparallel to the switching element 211. The second switch 22 has a switching element 221 whose conduction direction is unidirectional and a diode 222 connected in antiparallel to the switching element 221. The third switch 23 has a switching element 231 whose conduction direction is unidirectional and a diode 232 connected in antiparallel to the switching element 231. The fourth switch 24 has a switching element 241 whose conduction direction is unidirectional and a diode 242 connected in antiparallel to the switching element 241. The diodes 212, 222, 232 and 242 are provided such that the conduction direction is from the input end 202 to the input end 201. The switching elements 211, 221, 231, and 241 are formed of insulated gate bipolar transistors in the present embodiment. The switching element having a unidirectional conduction direction may be, for example, a gate turn-off thyristor, a gate commutated turn-off thyristor, a light trigger thyristor, or a bidirectional thyristor, in addition to the insulated gate bipolar transistor. In addition, each of the first switch 21 to the fourth switch 24 may be a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) having a parasitic diode.

インバータ回路2は、それぞれ負荷103に電気的に接続される(第1)出力端203と(第2)出力端204を有する。出力端203は、第1スイッチ21および第2スイッチ22の接続点205に電気的に接続されている。出力端204は、第3スイッチ23および第4スイッチ24の接続点206に電気的に接続されている。なお、接続点205は便宜上設けた接続点であり、第1スイッチ21と第2スイッチ22とが接続される端子が設けられていることに限定されない。また、接続点206は便宜上設けた接続点であり、第3スイッチ23と第4スイッチ24とが接続される端子が設けられていることに限定されない。   The inverter circuit 2 has a (first) output end 203 and a (second) output end 204 electrically connected to the load 103, respectively. The output end 203 is electrically connected to a connection point 205 of the first switch 21 and the second switch 22. The output end 204 is electrically connected to a connection point 206 of the third switch 23 and the fourth switch 24. The connection point 205 is a connection point provided for the sake of convenience, and is not limited to the provision of a terminal to which the first switch 21 and the second switch 22 are connected. The connection point 206 is a connection point provided for the sake of convenience, and is not limited to the provision of a terminal to which the third switch 23 and the fourth switch 24 are connected.

インバータ回路2は、後述する制御部3によって第1スイッチ21〜第4スイッチ24のオンオフを制御される。制御部3は、第1スイッチ21および第3スイッチ23と、第2スイッチ22および第4スイッチ24とを周期的に交互にオンオフすることにより直流電圧を矩形の交流電圧に変換する。   The on / off of the first switch 21 to the fourth switch 24 is controlled by the control unit 3 described later. The control unit 3 converts the DC voltage into a rectangular AC voltage by alternately alternately turning on and off the first switch 21 and the third switch 23 and the second switch 22 and the fourth switch 24.

出力端203には、(第1)リアクトル51の一端が電気的に接続されている。リアクトル51の他端には接続点511が設けられている。接続点511には負荷103の一端が電気的に接続されている。出力端204には、(第2)リアクトル52の一端が電気的に接続されている。リアクトル52の他端には接続点521が設けられている。接続点521には負荷103の他端が電気的に接続されている。負荷103の両端間には、フィルタ回路105から出力される正弦波交流電圧が印加される。リアクトル51,52はそれぞれ、出力端203,204間から出力される電圧が周期的にハイレベルからローレベルに切り替えられた際に、負荷103に出力される電流を徐々に変化させる。またリアクトル51,52はそれぞれ、出力端203,204間から出力される電圧が周期的にローレベルからハイレベルに切り替えられた際に、負荷103に出力される電流を徐々に変化させる。   One end of the (first) reactor 51 is electrically connected to the output end 203. A connection point 511 is provided at the other end of the reactor 51. One end of a load 103 is electrically connected to the connection point 511. One end of a (second) reactor 52 is electrically connected to the output end 204. A connection point 521 is provided at the other end of the reactor 52. The other end of the load 103 is electrically connected to the connection point 521. A sinusoidal AC voltage output from the filter circuit 105 is applied across the load 103. The reactors 51 and 52 gradually change the current output to the load 103 when the voltage output from the output terminals 203 and 204 is periodically switched from the high level to the low level. The reactors 51 and 52 gradually change the current output to the load 103 when the voltage output from the output terminals 203 and 204 is periodically switched from the low level to the high level.

本実施形態の電力変換回路1は、負荷103と並列に接続されるフィルタ回路105をさらに備えている。フィルタ回路105は、例えば大容量のコンデンサを有し、インバータ回路2から出力される交流の電圧V3の波形を滑らかにして正弦波交流電圧にする。またフィルタ回路105は、輻射ノイズや伝導ノイズや、インバータ回路2およびクランプ回路4からのスイッチング・ノイズなどのノイズが負荷103に伝わることを抑制する。   The power conversion circuit 1 of the present embodiment further includes a filter circuit 105 connected in parallel to the load 103. The filter circuit 105 has, for example, a large capacity capacitor, and smoothes the waveform of the AC voltage V3 output from the inverter circuit 2 into a sine wave AC voltage. Further, the filter circuit 105 suppresses transmission of noise such as radiation noise, conducted noise, and switching noise from the inverter circuit 2 and the clamp circuit 4 to the load 103.

出力端203,204間には、クランプ回路4が電気的に接続されている。クランプ回路4は、第5スイッチ45(第1クランプ用スイッチ)と第6スイッチ46(第2クランプ用スイッチ)との直列回路からなるクランプ用スイッチを有し、出力端203,204間を短絡または開放する。   The clamp circuit 4 is electrically connected between the output ends 203 and 204. The clamp circuit 4 has a clamp switch formed of a series circuit of a fifth switch 45 (first clamp switch) and a sixth switch 46 (second clamp switch), and shorts between the output ends 203 and 204 or Open.

第5スイッチ45は、導通方向が片方向のスイッチング素子451(クランプ用スイッチング素子)およびスイッチング素子451と逆並列に接続されるダイオード452(クランプ用ダイオード)を有する。第6スイッチ46は、導通方向が片方向のスイッチング素子461(クランプ用スイッチング素子)およびスイッチング素子461と逆並列に接続されるダイオード462(クランプ用ダイオード)を有する。ダイオード452,462は導通方向が互いに逆方向となるように設けられている。この構成により、スイッチング素子461がオンの場合、スイッチング素子461→ダイオード452→リアクトル51→負荷103→リアクトル52の順(図1における時計回り)に電流が流れる電路が形成される。また、スイッチング素子451がオンの場合、スイッチング素子451→ダイオード462→リアクトル52→負荷103→リアクトル51の順(図1における反時計回り)に電流が流れる電路が形成される。すなわちクランプ回路4は、リアクトル51,52を短絡または開放する機能を有する。   The fifth switch 45 has a switching element 451 (clamping switching element) whose conduction direction is unidirectional, and a diode 452 (clamping diode) connected in antiparallel to the switching element 451. The sixth switch 46 has a switching element 461 (switching element for clamping) whose conduction direction is unidirectional and a diode 462 (clamping diode) connected in antiparallel with the switching element 461. The diodes 452 and 462 are provided such that the conduction directions are opposite to each other. With this configuration, when switching element 461 is on, an electric path is formed in which current flows in the order of switching element 461 → diode 452 → reactor 51 → load 103 → reactor 52 (clockwise in FIG. 1). When the switching element 451 is on, an electric path is formed in which current flows in the order of switching element 451 → diode 462 → reactor 52 → load 103 → reactor 51 (counterclockwise in FIG. 1). That is, the clamp circuit 4 has a function of shorting or opening the reactors 51 and 52.

またクランプ回路4は、それぞれのスイッチング素子451,461がオンの場合には、リアクトル51,52間を短絡する。リアクトル51,52間が短絡されると出力端203,204間の電圧がゼロボルトにクランプされ、出力端203,204から負荷103側に電圧が印加されなくなる。つまりクランプ回路4は、インバータ回路2の出力電圧が負荷103に印加されないようにする機能を有する。インバータ回路2の出力電圧がクランプ回路4によりゼロボルトにクランプされると、リアクトル51,52はエネルギーを電流として放出するので、クランプ回路4と負荷103とには回生する電流が流れる。   Moreover, the clamp circuit 4 short-circuits between the reactors 51 and 52, when each switching element 451 and 461 is one | on. When the reactors 51 and 52 are short-circuited, the voltage between the output ends 203 and 204 is clamped to zero volts, and no voltage is applied from the output ends 203 and 204 to the load 103 side. That is, the clamp circuit 4 has a function of preventing the output voltage of the inverter circuit 2 from being applied to the load 103. When the output voltage of the inverter circuit 2 is clamped at zero volts by the clamp circuit 4, the reactors 51 and 52 release energy as a current, and a regenerating current flows in the clamp circuit 4 and the load 103.

スイッチング素子451,461は、本実施形態では絶縁ゲートバイポーラトランジスタで構成されている。なお、導通方向が片方向のスイッチング素子は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの他にも、例えばゲートターンオフサイリスタや、ゲート転流型ターンオフサイリスタや、光トリガサイリスタや、双方向サイリスタなどでもよい。また、第5スイッチおよび第6スイッチは、寄生ダイオードを有するMOSFETなどでもよい。   The switching elements 451 and 461 are configured by insulated gate bipolar transistors in the present embodiment. The switching element having a unidirectional conduction direction may be, for example, a gate turn-off thyristor, a gate commutated turn-off thyristor, a light trigger thyristor, or a bidirectional thyristor, in addition to the insulated gate bipolar transistor. In addition, the fifth switch and the sixth switch may be MOSFETs having parasitic diodes or the like.

第5スイッチ45および第6スイッチ46は第2制御部(制御部3)によってオンオフ制御される。第5スイッチ45と第6スイッチ46とのうち少なくとも一方がオンすることにより、リアクトル51,52間を短絡してリアクトル51,52を流れる電流を負荷103に流す。なお、第2制御部の動作については後述する。   The fifth switch 45 and the sixth switch 46 are on / off controlled by the second control unit (control unit 3). When at least one of the fifth switch 45 and the sixth switch 46 is turned on, the reactors 51 and 52 are short-circuited to flow the current flowing through the reactors 51 and 52 to the load 103. The operation of the second control unit will be described later.

本実施形態の第1スイッチ21〜第4スイッチ24および第5スイッチ45、第6スイッチ46の各々は寄生容量を有しているが、容量成分の図示は省略する。   Although each of the first switch 21 to the fourth switch 24, the fifth switch 45, and the sixth switch 46 in the present embodiment has a parasitic capacitance, illustration of a capacitance component is omitted.

出力端203と入力端201との間には、コンデンサ61が電気的に接続されている。本実施形態のコンデンサ61は、リアクトル51および負荷103の接続点511と入力端201との間に電気的に直接接続されている。ここでいう直接接続とは、2つの部品が他の素子や回路を介さずに接続されていることを言う。以下、2つの部品が他の素子や回路を介さずに接続されていることを直接接続すると表記する。   A capacitor 61 is electrically connected between the output end 203 and the input end 201. The capacitor 61 of the present embodiment is electrically connected directly between the connection point 511 of the reactor 51 and the load 103 and the input end 201. Here, direct connection means that two components are connected without passing through other elements or circuits. Hereinafter, the fact that two components are connected without any other element or circuit will be referred to as direct connection.

出力端204と入力端202との間には、コンデンサ62が電気的に接続されている。本実施形態の第2コンデンサ62は、リアクトル52および負荷103の接続点521と入力端202との間に電気的に直接接続されている。   A capacitor 62 is electrically connected between the output end 204 and the input end 202. The second capacitor 62 of the present embodiment is electrically connected directly between the connection point 521 of the reactor 52 and the load 103 and the input end 202.

コンデンサ61,62はそれぞれ静電容量が等しく、かつ、同じ種類のコンデンサで構成されている。コンデンサ61,62はそれぞれ、負荷103よりもインピーダンスが低いコンデンサで構成される。そのため接続点511,521間を流れる電流が急激に変化した場合、その電流の多くは負荷103よりもコンデンサ61,62に流れる。   The capacitors 61 and 62 have the same electrostatic capacitance and are formed of the same type of capacitor. The capacitors 61 and 62 are each configured of a capacitor whose impedance is lower than that of the load 103. Therefore, when the current flowing between the connection points 511 and 521 changes rapidly, most of the current flows to the capacitors 61 and 62 rather than the load 103.

第1制御部は、インバータ回路2を制御する。第1制御部は、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々のオンオフを制御し、入力端201,202間に入力される直流電圧を矩形の交流電圧に変換して出力端203,204間から出力させる。また第1制御部は、それぞれの第1スイッチ21〜第4スイッチ24のオンオフタイミングを制御して、矩形の交流電圧のデューティ比を変化させる。本実施形態の第1制御部は、後述する制御部3によって実現されている。   The first control unit controls the inverter circuit 2. The first control unit controls on / off of each of the first switch 21 to the fourth switch 24, converts a DC voltage input between the input terminals 201 and 202 into a rectangular AC voltage, and outputs between the output terminals 203 and 204. Output from The first control unit controls the on / off timing of each of the first switch 21 to the fourth switch 24 to change the duty ratio of the rectangular AC voltage. The first control unit of the present embodiment is realized by the control unit 3 described later.

第2制御部は、クランプ回路4を制御する。本実施形態のクランプ回路4は、第5スイッチ45(第1クランプ用スイッチ)および第6スイッチ46(第2クランプ用スイッチ)の直列回路からなるクランプ用スイッチを有する。つまり制御部2は、第5スイッチ45および第6スイッチ46のスイッチング動作を制御する。第2制御部は、第5スイッチ45および第6スイッチ46のオンオフを制御して、リアクトル51,52間を短絡するか、またはリアクトル51,52を流れる電流の方向を制御する。第2制御部は、リアクトル51,52によって回生する電流を制御して、負荷103に供給される交流電流の波形を正弦波に近づける。本実施形態の第2制御部は、制御部3によって実現されている。   The second control unit controls the clamp circuit 4. The clamp circuit 4 of the present embodiment has a clamp switch formed of a series circuit of a fifth switch 45 (first clamp switch) and a sixth switch 46 (second clamp switch). That is, the control unit 2 controls the switching operation of the fifth switch 45 and the sixth switch 46. The second control unit controls on / off of the fifth switch 45 and the sixth switch 46 to short-circuit between the reactors 51 and 52 or control the direction of the current flowing through the reactors 51 and 52. The second control unit controls the current regenerated by the reactors 51 and 52 so that the waveform of the alternating current supplied to the load 103 approaches a sine wave. The second control unit of the present embodiment is realized by the control unit 3.

制御部3は、マイクロコンピュータで構成されている。制御部3は、マイクロコンピュータが有するメモリに記憶されている適宜のプログラムを読み込んで実行することにより、所望の機能を実現する。制御部3は、第1制御部および第2制御部のそれぞれの制御機能を実現するプログラムを有している。なお、制御部3は、マイクロコンピュータで構成されることに限定されず、IC(Integrated Circuit)などで構成されていてもよい。   The control unit 3 is configured by a microcomputer. The control unit 3 implements a desired function by reading and executing an appropriate program stored in a memory of the microcomputer. The control unit 3 has a program for realizing the control functions of the first control unit and the second control unit. The control unit 3 is not limited to being configured by a microcomputer, and may be configured by an IC (Integrated Circuit) or the like.

制御部3は、スイッチング素子211,221,231,241,451,461をそれぞれオンオフ制御するための信号S31〜S36を出力する。制御部3は、スイッチング素子211のゲート端子に信号S31を出力し、スイッチング素子221のゲート端子に信号S32を出力し、スイッチング素子231のゲート端子に信号S33を出力し、スイッチング素子241のゲート端子に信号S34を出力する。また制御部3は、スイッチング素子451のゲート端子に信号S35を出力し、スイッチング素子461のゲート端子に信号S36を出力する。制御部3は、ハイレベルの電圧信号を信号S31〜S36として出力し、対応するスイッチング素子をオン状態にする。制御部3は、ローレベルの電圧信号を信号S31〜S36として出力し、対応するスイッチング素子をオフ状態にする。なお、制御部3は、ハイレベルの電圧信号を出力して対応するスイッチング素子をオフ状態にし、ローレベルの電圧信号を出力して対応するスイッチング素子をオン状態にするように構成されていてもよい。また、制御部3は、電圧信号でスイッチング素子をオンオフ制御することに限定されず、電流信号などの適宜の信号を用いてよい。   The control unit 3 outputs signals S31 to S36 for on / off controlling the switching elements 211, 221, 231, 241, 451, and 461, respectively. The control unit 3 outputs the signal S31 to the gate terminal of the switching element 211, outputs the signal S32 to the gate terminal of the switching element 221, and outputs the signal S33 to the gate terminal of the switching element 231. Outputs the signal S34. Further, the control unit 3 outputs the signal S35 to the gate terminal of the switching element 451, and outputs the signal S36 to the gate terminal of the switching element 461. The control unit 3 outputs a high level voltage signal as the signals S31 to S36, and turns on the corresponding switching element. The control unit 3 outputs a low level voltage signal as the signals S31 to S36, and turns off the corresponding switching element. The control unit 3 is configured to output a high level voltage signal to turn off the corresponding switching element, and output a low level voltage signal to turn on the corresponding switching element. Good. Further, the control unit 3 is not limited to on / off control of the switching element with the voltage signal, and may use an appropriate signal such as a current signal.

次に、制御部3がインバータ回路のスイッチ素子(スイッチング素子211,221,231,241,451,461)のオンオフ状態を制御して直流電圧を交流電圧に変換する動作について図2、図3および図4を参照して説明する。以下では、制御部3が負荷103に正電圧を印加し、その後、負荷103に負電圧を印加する動作について説明する。なお、図3および図4では、説明を簡単にするために電源107と、インバータ回路2のスイッチング素子およびダイオードと、出力端203,204と、リアクトル51,52と、負荷103とを図示し、他の構成の図示を省略する。また、図3、図4、および後述する図5では、説明をわかりやすくするために、オン状態のスイッチング素子は点線の円で囲んで図示する。   Next, the control unit 3 controls the on / off states of the switch elements (switching elements 211, 221, 231, 241, 451, and 461) of the inverter circuit to convert a DC voltage into an AC voltage. This will be described with reference to FIG. Hereinafter, an operation in which the control unit 3 applies a positive voltage to the load 103 and then applies a negative voltage to the load 103 will be described. 3 and 4, the power supply 107, the switching elements and diodes of the inverter circuit 2, the output terminals 203 and 204, the reactors 51 and 52, and the load 103 are illustrated in order to simplify the description, Illustration of the other configuration is omitted. Moreover, in FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 mentioned later, in order to make the explanation intelligible, the switching elements in the on state are illustrated by being surrounded by a dotted circle.

制御部3には、それぞれ動作モードの異なる第1モード〜第6モードが設定されている。各動作モードでは制御部3によってオンオフ制御されるスイッチング素子が異なる。制御部3は、第1モード〜第6モードを周期的に繰り返すことで直流電圧を交流電圧に変換する。   In the control unit 3, first to sixth modes which are different in operation mode are set. In each operation mode, switching elements controlled to be turned on / off by the control unit 3 are different. The control unit 3 converts the DC voltage into an AC voltage by periodically repeating the first to sixth modes.

制御部3は、第1モードではハイレベルの信号S31,S34,S36を出力してスイッチング素子211,241,461をオン状態にする。スイッチング素子211,241,461がオン状態になると、図3Aに示すように、電流I1が流れる。つまり電流I1は、電源107の正極→スイッチング素子211→リアクトル51→負荷103→リアクトル52→スイッチング素子241→電源107の負極の順に流れる。リアクトル51,52は電流I1によりエネルギーを蓄える。出力端203,204間には、電圧値がV0と等しい電圧V4が印加されている。出力端203の電位は正電位となっていて、出力端204の電位は負電位となっている。以下の説明では、図3Aに示す電圧V4の矢印方向(出力端204から出力端203に向かう方向)を、電圧V4の正の電圧と定義する。つまり第1モードとは、電源107から出力端203,204間に正方向の電圧を印加する動作モードである。また、図3Aに示す電流I1の矢印方向(リアクトル51から負荷103に電流が流れる方向)を電流I1の順方向と定義する。つまり第1モードでは順方向の電流I1が流れる。なお、本実施形態の第1モードでは、制御部3はスイッチング素子461をオン状態にしているが、スイッチング素子461の状態をオフ状態に維持してもよい。その場合、制御部3は、スイッチング素子461を第1モードの後でオン状態にするように構成されていればよい。   In the first mode, the control unit 3 outputs high level signals S31, S34, and S36 to turn on the switching elements 211, 241, and 461. When the switching elements 211, 241, and 461 are turned on, a current I1 flows as shown in FIG. 3A. That is, the current I1 flows in the order of positive electrode of the power source 107 → switching element 211 → reactor 51 → load 103 → reactor 52 → switching element 241 → negative electrode of the power source 107. The reactors 51 and 52 store energy by the current I1. A voltage V4 having a voltage value equal to V0 is applied between the output terminals 203 and 204. The potential of the output end 203 is a positive potential, and the potential of the output end 204 is a negative potential. In the following description, the arrow direction (the direction from the output end 204 to the output end 203) of the voltage V4 shown in FIG. 3A is defined as a positive voltage of the voltage V4. That is, the first mode is an operation mode in which a positive voltage is applied between the power supply 107 and the output terminals 203 and 204. Further, the arrow direction of the current I1 shown in FIG. 3A (the direction in which the current flows from the reactor 51 to the load 103) is defined as the forward direction of the current I1. That is, in the first mode, the forward current I1 flows. In the first mode of the present embodiment, the control unit 3 turns the switching element 461 on, but the switching element 461 may be kept off. In that case, the control unit 3 may be configured to turn on the switching element 461 after the first mode.

制御部3は、所望の期間だけ第1モードで動作した後、第2モードで動作する。第2モードとは、電源107から出力端203,204間に電圧を印加しない動作モードである。制御部3は、第2モードでは、ローレベルの信号S31〜S34を出力してスイッチング素子211,221,231,241を全てオフ状態にする。第2モードになると、図3Bに示すように、リアクトル52→スイッチング素子461→ダイオード452→リアクトル51→負荷103の順に電流I1が流れる。リアクトル51,52は、蓄えたエネルギーを電流として放出するので、負荷103には順方向の電流I1が流れる。出力端203,204間は短絡しているので電圧V4はゼロボルトにクランプされる。   The controller 3 operates in the second mode after operating in the first mode for a desired period. The second mode is an operation mode in which no voltage is applied between the power supply 107 and the output terminals 203 and 204. In the second mode, the control unit 3 outputs low level signals S31 to S34 to turn off all the switching elements 211, 221, 231, and 241. In the second mode, as shown in FIG. 3B, current I1 flows in the order of reactor 52 → switching element 461 → diode 452 → reactor 51 → load 103. Since the reactors 51 and 52 release the stored energy as a current, a forward current I1 flows through the load 103. Since the output terminals 203 and 204 are short-circuited, the voltage V4 is clamped to zero volts.

次に、制御部3が出力端203,204間に負の電圧V4(つまり電圧値が−V0)を出力する第3動作モード〜第5動作モードについて説明する。   Next, the third to fifth operation modes in which the control unit 3 outputs the negative voltage V4 (that is, the voltage value is -V0) between the output terminals 203 and 204 will be described.

制御部3は、第1モードおよび第2モードを所定の期間だけ繰り返した後、第3モードで動作する。第3モードとは、電源107から出力端203,204間に逆方向の電圧を印加する動作モードである。制御部3は、第3モードでは、ローレベルの信号S31〜S36を出力し、スイッチング素子211,221,231,241,451,461の全てスイッチをオフ状態にする。第3モードになると、順方向に流れる電流I1は、図3Cに示すように、ダイオード232,222を流れる。そのため出力端203と電源107の負極とが電気的に接続され、出力端204と電源107の正極とが電気的に接続される。つまり、出力端203,204間には負の電圧V4(電圧値が−V0)が印加される。電流I1は、リアクトル51,52に蓄えられたエネルギーがゼロになるまで順方向に流れた後、逆方向に流れ始める。   The controller 3 operates in the third mode after repeating the first mode and the second mode for a predetermined period. The third mode is an operation mode in which a reverse voltage is applied between the power supply 107 and the output terminals 203 and 204. In the third mode, the control unit 3 outputs low level signals S31 to S36, and turns off all switches of the switching elements 211, 221, 231, 241, 451, and 461. In the third mode, the forward current I1 flows through the diodes 232 and 222 as shown in FIG. 3C. Therefore, the output end 203 and the negative electrode of the power source 107 are electrically connected, and the output end 204 and the positive electrode of the power source 107 are electrically connected. That is, a negative voltage V4 (voltage value -V0) is applied between the output terminals 203 and 204. The current I1 starts to flow in the reverse direction after flowing in the forward direction until the energy stored in the reactors 51 and 52 becomes zero.

制御部3は、所望の期間だけ第3モードで動作した後、第4モードで動作する。制御部3は、第4モードでは、ハイレベルの信号S32,S33,S35を出力してスイッチング素子221,231,451をオン状態にする。第4モードになると、図4Aに示すように、電源107の正極→スイッチング素子231→リアクトル52→負荷103→リアクトル51→スイッチング素子221→電源107の負極の順に電流I1が流れる。リアクトル51,52は電流I1によりエネルギーを蓄える。出力端203,204間には、負の電圧V4(電圧値が−V0)が印加されている。出力端203の電位は負電位となっていて、出力端204の電位は正電位となっている。つまり第4モードとは、出力端203,204間に負の電圧V4(電圧値が−V0)を印加し、逆方向の電流I1を流す動作モードである。なお、本実施形態の第4モードでは、制御部3はスイッチング素子451をオン状態にしているが、スイッチング素子451の状態をオフ状態に維持してもよい。その場合、制御部3は、スイッチング素子451を第4モードの後でオン状態にするように構成されていればよい。   The controller 3 operates in the fourth mode after operating in the third mode for a desired period. In the fourth mode, the control unit 3 outputs high level signals S32, S33, and S35 to turn on the switching elements 221, 231, and 451. In the fourth mode, as shown in FIG. 4A, the current I1 flows in the order of the positive electrode of the power source 107 → switching element 231 → reactor 52 → load 103 → reactor 51 → switching element 221 → negative electrode of the power source 107. The reactors 51 and 52 store energy by the current I1. A negative voltage V4 (with a voltage value of -V0) is applied between the output ends 203 and 204. The potential of the output end 203 is a negative potential, and the potential of the output end 204 is a positive potential. That is, the fourth mode is an operation mode in which a negative voltage V4 (voltage value is -V0) is applied between the output terminals 203 and 204 and a current I1 in the reverse direction is caused to flow. In the fourth mode of the present embodiment, the control unit 3 turns the switching element 451 on, but the switching element 451 may be kept off. In that case, the control unit 3 may be configured to turn on the switching element 451 after the fourth mode.

制御部3は、所望の期間だけ第4モードで動作した後、第5モードで動作する。第5モードとは、電源107から出力端203,204間に電圧を印加しない動作モードである。制御部3は、第5モードでは、ローレベルの信号S31〜S34を出力してスイッチング素子211,221,231,241を全てオフ状態にする。第5モードになると、図4Bに示すように、リアクトル51→スイッチング素子451→ダイオード462→リアクトル52→負荷103の順に電流I1が流れる。リアクトル51,52は、蓄えたエネルギーを電流として放出するので、負荷103には逆方向の電流I1が流れる。出力端203,204間は短絡しているので電圧V4はゼロボルトにクランプされる。   The controller 3 operates in the fifth mode after operating in the fourth mode for a desired period. The fifth mode is an operation mode in which no voltage is applied between the power supply 107 and the output terminals 203 and 204. In the fifth mode, the controller 3 outputs low level signals S31 to S34 to turn off all the switching elements 211, 221, 231, and 241. In the fifth mode, as shown in FIG. 4B, current I1 flows in the order of reactor 51 → switching element 451 → diode 462 → reactor 52 → load 103. Since the reactors 51 and 52 release the stored energy as a current, a current I1 in the reverse direction flows through the load 103. Since the output terminals 203 and 204 are short-circuited, the voltage V4 is clamped to zero volts.

制御部3は、第4モードおよび第5モードを所定の期間だけ繰り返した後、第6モードで動作する。第6モードとは、電源107から出力端203,204間に正方向の電圧を印加する動作モードである。制御部3は、第6モードでは、ローレベルの信号S31〜S36を出力し、スイッチング素子211,221,231,241,451,461の全てスイッチをオフ状態にする。第6モードになると、逆方向に流れる電流I1は、図4Cに示すように、ダイオード212,242を流れる。そのため出力端203と電源107の正極とが電気的に接続され、出力端204と電源107の負極とが電気的に接続される。つまり、出力端203,204間には正の電圧V4(電圧値がV0)が印加される。電流I1は、リアクトル51,52に蓄えられたエネルギーがゼロになるまで逆方向に流れた後、順方向に流れ始める。   After repeating the fourth mode and the fifth mode for a predetermined period, the control unit 3 operates in the sixth mode. The sixth mode is an operation mode in which a positive voltage is applied between the power supply 107 and the output terminals 203 and 204. In the sixth mode, the control unit 3 outputs low level signals S31 to S36, and turns off all switches of the switching elements 211, 221, 231, 241, 451, and 461. In the sixth mode, the current I1 flowing in the reverse direction flows through the diodes 212 and 242 as shown in FIG. 4C. Therefore, the output end 203 and the positive electrode of the power source 107 are electrically connected, and the output end 204 and the negative electrode of the power source 107 are electrically connected. That is, a positive voltage V4 (voltage value is V0) is applied between the output terminals 203 and 204. The current I1 starts to flow in the forward direction after flowing in the reverse direction until the energy stored in the reactors 51 and 52 becomes zero.

上記したように、インバータ回路2は、出力端203,204間に正の電圧V4(電圧値がV0)または負の電圧V4(電圧値が−V0)を出力する。制御部3は、第1モードおよび第2モードの各々の動作を所定の期間だけ繰り返し、第2モード、第3モード、第4モードの順に動作モードを切り替える。制御部3は、第4モードおよび第5モードの各々の動作を所定の期間だけ繰り返し、第5モード、第6モード、第1モードの順に動作モードを切り替える。制御部3は第1モード〜第6モードの動作を繰り返すことにより、インバータ回路2から正の矩形波電圧および負の矩形波電圧が交互に出力される。制御部3が矩形波電圧のデューティ比をPWM(Pulse Width Modulation)制御し、その矩形波電圧をフィルタ回路105が平滑することで、負荷103に正弦波電圧が印加される。なお、制御部3が出力端203,204間の矩形波電圧のデューティ比をPWM制御することに限定される趣旨ではない。電力変換回路1は、出力端203,204間に出力される交流電圧を適宜の方法で正弦波電圧にするように構成されていればよい。   As described above, the inverter circuit 2 outputs the positive voltage V4 (voltage value is V0) or the negative voltage V4 (voltage value is -V0) between the output terminals 203 and 204. The control unit 3 repeats each operation of the first mode and the second mode for a predetermined period, and switches the operation mode in the order of the second mode, the third mode, and the fourth mode. The control unit 3 repeats each operation of the fourth mode and the fifth mode for a predetermined period, and switches the operation mode in the order of the fifth mode, the sixth mode, and the first mode. By repeating the operations of the first to sixth modes, the control unit 3 alternately outputs the positive rectangular wave voltage and the negative rectangular wave voltage from the inverter circuit 2. The control unit 3 performs PWM (Pulse Width Modulation) control on the duty ratio of the rectangular wave voltage, and the filter circuit 105 smoothes the rectangular wave voltage, whereby a sine wave voltage is applied to the load 103. The control unit 3 is not limited to PWM control of the duty ratio of the rectangular wave voltage between the output terminals 203 and 204. The power conversion circuit 1 may be configured to convert the AC voltage output between the output terminals 203 and 204 into a sine wave voltage by an appropriate method.

ところで、制御部3が第1モードから第2モードに切り替わる際に、スイッチング素子211がオフ状態になるタイミングと、スイッチング素子241がオフ状態になるタイミングがわずかに異なる場合がある。例えば第2モードにおいてスイッチング素子241がオフ状態であってスイッチング素子211がオン状態となっている場合、図5に示すように、リアクトル52→ダイオード232→スイッチング素子211→リアクトル51→負荷103の順に電流I2が流れる。電流I2が流れる場合、出力端203,204は電源107の正極に短絡している。つまり、電流I2が流れている期間において、出力端203,204の各々の電位は、基準電位(図5の接続点106の電位)よりも高い電位となる。以下では、スイッチング素子211がオン状態であり、スイッチング素子241がオフ状態となっている場合の出力端203,204間の各々の電位について図5、図6、図7および図8を参照して説明する。なお、以下の説明では、基準電位に対する出力端203の電位を電圧V203と表記し、基準電位に対する出力端204の電位を電圧V204と表記する。また、図6および図7では、電圧V203を実線で示し、電圧V204を一点鎖線で示す。   When the control unit 3 switches from the first mode to the second mode, the timing at which the switching element 211 is turned off may slightly differ from the timing at which the switching element 241 is turned off. For example, in the second mode, when switching element 241 is off and switching element 211 is on, reactor 52 → diode 232 → switching element 211 → reactor 51 → load 103 in this order, as shown in FIG. A current I2 flows. When the current I2 flows, the output terminals 203 and 204 are shorted to the positive electrode of the power supply 107. That is, in the period in which the current I2 flows, the potentials of the output terminals 203 and 204 become higher than the reference potential (the potential of the connection point 106 in FIG. 5). Below, with reference to FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8, each potential between the output terminals 203 and 204 when the switching element 211 is in the on state and the switching element 241 is in the off state. explain. In the following description, the potential of the output end 203 with respect to the reference potential is denoted as a voltage V203, and the potential of the output end 204 with respect to the reference potential is denoted as a voltage V204. 6 and 7, the voltage V203 is indicated by a solid line and the voltage V204 is indicated by an alternate long and short dash line.

まず、本実施形態の電力変換回路1の比較例として、コンデンサ61,62を備えていない電力変換回路1について説明する。   First, as a comparative example of the power conversion circuit 1 of the present embodiment, the power conversion circuit 1 without the capacitors 61 and 62 will be described.

比較例の電力変換回路1において、それぞれオン状態のスイッチング素子211,241が同時にオフ状態になった場合、出力端203,204の電位は同時に基準電位に近づくように変化する。つまり、電圧V203,V204はゼロに近づくように変化する。そして電圧V203,V204はほぼ同時にゼロとなる。この場合、出力端203,204間にコモンモード・ノイズは発生しない。   In the power conversion circuit 1 of the comparative example, when the switching elements 211 and 241 in the on state are simultaneously turned off, the potentials of the output terminals 203 and 204 simultaneously change so as to approach the reference potential. That is, the voltages V203 and V204 change so as to approach zero. The voltages V203 and V204 become zero almost simultaneously. In this case, common mode noise does not occur between the output terminals 203 and 204.

しかしながら、スイッチング素子241のオフタイミングに対してスイッチング素子211のオフタイミングが遅れる可能性がある。例えば図6に示すように、オン状態のスイッチング素子241が時間t1でオフ状態になり、オン状態のスイッチング素子211が時間t1から遅れて時間t2でオフ状態になった場合、時間t1〜時間t2の期間はスイッチング素子211がオン状態になっている。スイッチング素子241のオフタイミングに対してスイッチング素子211のオフタイミングが遅れると、図5に示すように、リアクトル52→ダイオード232→スイッチング素子211→リアクトル51→負荷103の順に流れる電流I2の電路が形成される。電流I2の電路では、出力端203はオン状態のスイッチング素子211を介して電源107の正極と短絡している。電流I2の電路では、出力端204はダイオード232を介して電源107の正極と短絡している。そのためそれぞれの出力端203,204の電位は基準電位よりも高い電位(正電位)になる。そのため、時間t4においてそれぞれの出力端203,204の電位は、基準電位よりも高い正電位となった状態で、互いに等しい電位となる。この場合、電圧V203,V204はともに電圧V205となる。つまり、出力端203,204の電位が、基準電位に対して電圧V205だけ高くなるようなコモンモード・ノイズが発生する。   However, the off timing of the switching element 211 may be delayed with respect to the off timing of the switching element 241. For example, as shown in FIG. 6, when the switching element 241 in the on state is turned off at time t1 and the switching element 211 in the on state is turned off at time t2 after time t1, time t1 to time t2 The switching element 211 is in the on state during the period of. When the off timing of switching element 211 is delayed with respect to the off timing of switching element 241, as shown in FIG. 5, an electric path of current I2 flowing through reactor 52 → diode 232 → switching element 211 → reactor 51 → load 103 is formed. Be done. In the current path of the current I2, the output end 203 is short-circuited with the positive electrode of the power supply 107 via the switching element 211 in the on state. In the current path of the current I 2, the output end 204 is short-circuited with the positive electrode of the power source 107 via the diode 232. Therefore, the potential of each of the output terminals 203 and 204 becomes a potential (positive potential) higher than the reference potential. Therefore, at time t4, the potentials of the respective output terminals 203 and 204 become equal to each other in a state where they become positive potentials higher than the reference potential. In this case, the voltages V203 and V204 both become the voltage V205. That is, common mode noise is generated such that the potential of the output terminals 203 and 204 is higher than the reference potential by the voltage V205.

出力端203,204間にコモンモード・ノイズが発生すると、出力端203,204の各々の電位が基準電位に対して同相で変動する。以下、このコモンモード・ノイズが発生した際の基準電位に対する出力端203の電位を電圧V206と表記する。   When common mode noise occurs between the output terminals 203 and 204, the potential of each of the output terminals 203 and 204 fluctuates in phase with the reference potential. Hereinafter, the potential of the output end 203 with respect to the reference potential when the common mode noise is generated is referred to as a voltage V206.

電圧V206の波形を図8に点線で示す。図8では、電圧V206についてハイレベルの電圧とローレベルの電圧とが交互に出力されている波形を示している。電圧V206は、矩形波電圧のハイレベルの部分にさらにコモンモード・ノイズによる交流成分が加わった波形となる。   The waveform of the voltage V206 is shown by a dotted line in FIG. FIG. 8 shows a waveform in which a high level voltage and a low level voltage are alternately output with respect to the voltage V206. The voltage V206 has a waveform in which an AC component due to common mode noise is further added to the high level portion of the rectangular wave voltage.

なお、コモンモード・ノイズは、スイッチング素子211,241のオンタイミングがずれた場合にも発生する可能性がある。同様に、スイッチング素子221,231のオンタイミングおよびオフタイミングの何れか一方がずれた場合にも発生する可能性がある。加えて、入力端201,202間に輻射ノイズが加わった場合にも出力端203,204間にコモンモード・ノイズが発生する可能性がある。   Common mode noise may also occur when the on timings of the switching elements 211 and 241 deviate. Similarly, this may occur when either one of the on timing and the off timing of the switching elements 221 and 231 deviates. In addition, common mode noise may occur between the output ends 203 and 204 even when radiation noise is applied between the input ends 201 and 202.

ここで、本実施形態の電力変換回路1がコンデンサ61,62によりコモンモード・ノイズを抑制する動作について説明する。以下では、スイッチング素子211がスイッチング素子241のオフタイミングに対して遅れてオフ状態になる場合について説明する。   Here, an operation in which the power conversion circuit 1 of the present embodiment suppresses common mode noise by the capacitors 61 and 62 will be described. Hereinafter, the case where the switching element 211 is turned off with respect to the off timing of the switching element 241 will be described.

オン状態のスイッチング素子241が時間t1でオフ状態になり、オン状態のスイッチング素子211が時間t1よりも遅れた時間t2でオフ状態になった場合、出力端203,204間の電位が正電位となる。この場合の出力端203,204の電圧V203,V204は電圧V205となる。つまり出力端203,204間にコモンモード・ノイズ(同相の電圧ノイズ)が発生する。   When the switching element 241 in the on state is turned off at time t1 and the switching element 211 in the on state is turned off at time t2 later than time t1, the potential between the output terminals 203 and 204 becomes a positive potential. Become. The voltages V203 and V204 at the output terminals 203 and 204 in this case are the voltage V205. That is, common mode noise (in-phase voltage noise) is generated between the output terminals 203 and 204.

出力端203,204間にコモンモード・ノイズが発生すると、コモンモード・ノイズによって変化する同相の電圧に応じて同相の電流ノイズが発生する。出力端203の電路に発生した電流ノイズは、負荷103のインピーダンスよりも低いインピーダンスを有するコンデンサ61に流れる。出力端204の電路に発生した電流ノイズは、負荷103のインピーダンスよりも低いインピーダンスを有するコンデンサ62に流れる。   When common mode noise is generated between the output terminals 203 and 204, in-phase current noise is generated according to the in-phase voltage changed by the common mode noise. The current noise generated in the electric path of the output end 203 flows to the capacitor 61 having an impedance lower than that of the load 103. The current noise generated in the electric path of the output end 204 flows to the capacitor 62 having an impedance lower than that of the load 103.

コンデンサ61の一端は、入力端201に電気的に接続されている。入力端201は電源107の正極に電気的に接続されているので、コンデンサ61の他端から電流が流れても入力端201の電位は変動しにくくなっている。コンデンサ62の一端は、入力端202に電気的に接続されている。入力端202は電源107の負極に電気的に接続されているので、コンデンサ62の他端から電流が流れても入力端202の電位は変動しにくくなっている。そのため、コンデンサ61,62に瞬間的に電流が流れても接続点511,521のそれぞれの電位は変動しにくくなっている。そしてコモンモード・ノイズによって発生した電流は、コンデンサ61,62を介してフィルタ回路104に流れる。そのため、コモンモード・ノイズは、時間t4以降は急激に抑制され、電圧V203,V204はゼロに近づく。つまりコモンモード・ノイズは、コンデンサ61,62により抑制される。図8では、図7の時間の縮尺を変えて電圧V203の電圧波形を示している。図8では、電圧V203がハイレベルの電圧とローレベルの電圧とが交互に出力されている電圧波形を示している。図8において実線で示す電圧V203は、ハイレベルの電圧の区間において、点線で示す電圧V206よりも電圧変動が抑制されている。   One end of the capacitor 61 is electrically connected to the input end 201. Since the input end 201 is electrically connected to the positive electrode of the power supply 107, even if current flows from the other end of the capacitor 61, the potential of the input end 201 is less likely to fluctuate. One end of the capacitor 62 is electrically connected to the input end 202. Since the input end 202 is electrically connected to the negative electrode of the power supply 107, even if current flows from the other end of the capacitor 62, the potential of the input end 202 is less likely to fluctuate. Therefore, even if current flows instantaneously in the capacitors 61 and 62, the potentials of the connection points 511 and 521 are less likely to fluctuate. The current generated by the common mode noise flows to the filter circuit 104 through the capacitors 61 and 62. Therefore, common mode noise is rapidly suppressed after time t4, and voltages V203 and V204 approach zero. That is, common mode noise is suppressed by the capacitors 61 and 62. FIG. 8 shows the voltage waveform of the voltage V203 while changing the scale of the time of FIG. FIG. 8 shows a voltage waveform in which a high level voltage and a low level voltage are alternately output. In the voltage V203 indicated by the solid line in FIG. 8, the voltage fluctuation is suppressed more than the voltage V206 indicated by the dotted line in the section of the high level voltage.

以上説明したように本実施形態の電力変換回路1は、インバータ回路2と、第1制御部(本実施形態では制御部3)と、クランプ回路4と、第2制御部(本実施形態では制御部3)と、第1コンデンサ61と、第2コンデンサ62とを備え、以下のように構成される。インバータ回路2は、それぞれ直流電源(本実施形態では電源107)に電気的に接続される第1入力端201と第2入力端202、および、それぞれ負荷103に電気的に接続される第1出力端203と第2出力端204を有する。第1制御部(制御部3)は、インバータ回路2を制御する。クランプ回路4は、第1出力端203と第2出力端204との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチ(本実施形態では第5スイッチ45、第6スイッチ46の直列回路)を有する。第2制御部(制御部3)は、クランプ回路4を制御する。インバータ回路2は、第1スイッチ21および第2スイッチ22の直列回路からなる第1アームと、第3スイッチ23および第4スイッチ24の直列回路からなる第2アームとをさらに有する。第1アームと第2アームとは第1入力端201と第2入力端202との間に電気的に並列に接続される。第1スイッチ21および第2スイッチ22の接続点205が第1出力端203に電気的に接続される。第3スイッチ23および第4スイッチ24の接続点206が第2出力端204に電気的に接続される。第1コンデンサ61は、第1出力端203と第1入力端201との間に電気的に接続される。第2コンデンサ62は、第2出力端204と第2入力端202との間に電気的に接続される。   As described above, the power conversion circuit 1 of the present embodiment includes the inverter circuit 2, the first control unit (the control unit 3 in the present embodiment), the clamp circuit 4, and the second control unit (in the present embodiment) And a first capacitor 61 and a second capacitor 62, which are configured as follows. The inverter circuit 2 is a first output electrically connected to the first input end 201 and the second input end 202 electrically connected to the DC power supply (the power supply 107 in the present embodiment) and to the load 103 respectively. It has an end 203 and a second output end 204. The first control unit (control unit 3) controls the inverter circuit 2. The clamp circuit 4 has a clamp switch (a series circuit of a fifth switch 45 and a sixth switch 46 in this embodiment) electrically connected between the first output end 203 and the second output end 204. The second control unit (control unit 3) controls the clamp circuit 4. The inverter circuit 2 further includes a first arm formed of a series circuit of the first switch 21 and the second switch 22, and a second arm formed of a series circuit of the third switch 23 and the fourth switch 24. The first arm and the second arm are electrically connected in parallel between the first input end 201 and the second input end 202. A connection point 205 of the first switch 21 and the second switch 22 is electrically connected to the first output end 203. A connection point 206 of the third switch 23 and the fourth switch 24 is electrically connected to the second output end 204. The first capacitor 61 is electrically connected between the first output end 203 and the first input end 201. The second capacitor 62 is electrically connected between the second output end 204 and the second input end 202.

上記構成によれば、コンデンサ61は、入力端201と出力端203との間に電気的に接続される。入力端201の電位は、電源107によって安定した電位(本実施形態では正の電位)となる。コンデンサ62は、入力端202と出力端204との間に電気的に接続される。入力端202の電位は、電源107によって安定した電位(本実施形態では負の電位)となる。出力端203,204間にコモンモード・ノイズによって発生する同相の電流ノイズが発生しても、その電流ノイズがコンデンサ61,62に流れることにより、負荷103には電流ノイズが流れにくくなる。さらに、コンデンサ61,62のそれぞれの一端が安定した電位となっているので、それぞれの出力端203,204からコンデンサ61,62に電流が瞬間的に流れても、コンデンサ61,62のそれぞれの他端の電位は変動しにくくなっている。言い換えると、電力変換回路1は、コモンモード・ノイズを抑制することができる。   According to the above configuration, the capacitor 61 is electrically connected between the input end 201 and the output end 203. The potential of the input terminal 201 becomes a stable potential (a positive potential in the present embodiment) by the power supply 107. The capacitor 62 is electrically connected between the input end 202 and the output end 204. The potential of the input end 202 is stabilized by the power supply 107 (in this embodiment, a negative potential). Even if in-phase current noise generated due to common mode noise occurs between the output terminals 203 and 204, the current noise flows in the capacitors 61 and 62, so that current noise does not easily flow in the load 103. Furthermore, since one end of each of the capacitors 61 and 62 has a stable potential, even if current flows instantaneously from each output end 203 and 204 to the capacitors 61 and 62, the other one of the capacitors 61 and 62 does not The potential at the end is less likely to fluctuate. In other words, the power conversion circuit 1 can suppress common mode noise.

本実施形態の電力変換回路1における第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々は、スイッチング素子211,221,231,241およびダイオード212,222,232,242を有してもよい。スイッチング素子211,221,231,241は、導通方向が片方向のスイッチング素子である。ダイオード212,222,232,242は、スイッチング素子211,221,231,241と逆並列に接続される。第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々のダイオード212,222,232,242は、導通方向が第2入力端202から第1入力端201の方向となるように設けられていることも好ましい。   Each of the first switch 21 to the fourth switch 24 in the power conversion circuit 1 of the present embodiment may have switching elements 211, 221, 231, 241 and diodes 212, 222, 232, 242. The switching elements 211, 221, 231, and 241 are switching elements whose conduction direction is unidirectional. The diodes 212, 222, 232 and 242 are connected in antiparallel with the switching elements 211, 221, 231 and 241. It is also preferable that the diodes 212, 222, 232 and 242 of the first switch 21 to the fourth switch 24 are provided such that the conduction direction is from the second input end 202 to the first input end 201.

上記構成によれば、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々のスイッチング素子がオフ状態でも、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々のダイオードの順方向に電流が流れる場合には、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々がオン状態になる。そのため、第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々につながる電路に所望の方向の電流が流れる場合、制御部3は第1スイッチ21〜第4スイッチ24をオン状態にする制御を省略することができる。   According to the above configuration, even when the switching element of each of the first switch 21 to the fourth switch 24 is in the OFF state, the current flows in the forward direction of each diode of the first switch 21 to the fourth switch 24. Each of the one switch 21 to the fourth switch 24 is turned on. Therefore, when a current in a desired direction flows in the electric path connected to each of the first switch 21 to the fourth switch 24, the control unit 3 may omit the control to turn on the first switch 21 to the fourth switch 24. it can.

本実施形態の電力変換回路1におけるクランプ用スイッチは、第1クランプ用スイッチ(第5スイッチ45)および第2クランプ用スイッチ(第6スイッチ46)の直列回路を有してもよい。第1クランプ用スイッチ(第5スイッチ45)は、クランプ用スイッチング素子(本実施形態ではスイッチング素子451)およびクランプ用ダイオード(本実施形態ではダイオード452)を有する。第2クランプ用スイッチ(第6スイッチ46)は、クランプ用スイッチング素子(本実施形態ではスイッチング素子461)およびクランプ用ダイオード(本実施形態ではダイオード462)を有する。クランプ用スイッチング素子(スイッチング素子451,461)は、導通方向が片方向のクランプ用スイッチング素子である。クランプ用ダイオード(ダイオード452,462)は、クランプ用スイッチング素子(スイッチング素子451,461)と逆並列に接続される。第1クランプ用スイッチ(第5スイッチ45)および第2クランプ用スイッチ(第6スイッチ46)の各々のクランプ用ダイオード(ダイオード452,462)は、導通方向が互いに逆方向となるように設けられることも好ましい。   The clamp switch in the power conversion circuit 1 of the present embodiment may have a series circuit of a first clamp switch (fifth switch 45) and a second clamp switch (sixth switch 46). The first clamp switch (fifth switch 45) includes a clamp switching element (switching element 451 in the present embodiment) and a clamping diode (diode 452 in the present embodiment). The second clamp switch (sixth switch 46) has a clamp switching element (switching element 461 in the present embodiment) and a clamping diode (diode 462 in the present embodiment). The clamp switching elements (switching elements 451 and 461) are clamp switching elements whose conduction direction is unidirectional. The clamping diodes (diodes 452 and 462) are connected in antiparallel with the clamping switching elements (switching elements 451 and 461). The clamp diodes (diodes 452 and 462) of the first clamp switch (fifth switch 45) and the second clamp switch (sixth switch 46) are provided such that the conduction directions are opposite to each other. Is also preferred.

上記構成によれば、クランプ用スイッチに流れる電流を制御する場合は、制御部3は、第1クランプ用スイッチおよび第2クランプ用スイッチのうち一方のクランプ用スイッチング素子をオン状態にすればよい。また、制御部3は、第1クランプ用スイッチおよび第2クランプ用スイッチの両方をオンオフ制御することにより、クランプ用スイッチの両端を短絡または開放することができる。つまり、上記構成によりクランプ用スイッチは、両端間の短絡または開放することにより、双方向の電流をオンオフする機能を有する。   According to the above configuration, in order to control the current flowing through the clamp switch, the control unit 3 may turn on one clamp switching element of the first clamp switch and the second clamp switch. Further, the control unit 3 can short or open both ends of the clamp switch by performing on / off control of both the first clamp switch and the second clamp switch. That is, according to the above configuration, the clamp switch has a function of turning on and off bidirectional current by shorting or opening between both ends.

本実施形態の電力変換回路1は、第1出力端203と負荷103との間に電気的に接続される第1リアクトル51と、第2出力端204と負荷103との間に電気的に接続される第2リアクトル52とをさらに備えることも好ましい。   The power conversion circuit 1 of the present embodiment is electrically connected between the first reactor 51 electrically connected between the first output end 203 and the load 103, and between the second output end 204 and the load 103. It is also preferable to further include a second reactor 52.

上記構成によれば、クランプ回路4がリアクトル51,52間を導通させた際に、リアクトル51,52が負荷103に流れる電流を回生させることができる。   According to the above configuration, when the clamp circuit 4 conducts between the reactors 51 and 52, the reactors 51 and 52 can regenerate the current flowing to the load 103.

本実施形態の電力変換回路1において、第1コンデンサ61は、第1リアクトル51および負荷103の接続点511と第1入力端201との間に電気的に接続される。第2コンデンサ62は、第2リアクトル52および負荷103の接続点521と第2入力端202との間に電気的に接続されることも好ましい。   In the power conversion circuit 1 of the present embodiment, the first capacitor 61 is electrically connected between a connection point 511 of the first reactor 51 and the load 103 and the first input end 201. The second capacitor 62 is also preferably electrically connected between a connection point 521 of the second reactor 52 and the load 103 and the second input end 202.

上記構成によれば、コンデンサ61,62の一端はそれぞれリアクトル51,52に電気的に接続されていて、コンデンサ61,62の他端はそれぞれ電源107に接続されている。コンデンサ61,62のうち電源107に接続されている他端の電位は基準電位に対して安定した電位となっているので、コンデンサ61,62は接続点511,521間に発生したコモンモード・ノイズを抑制することができる。   According to the above configuration, one ends of the capacitors 61 and 62 are electrically connected to the reactors 51 and 52, respectively, and the other ends of the capacitors 61 and 62 are connected to the power supply 107, respectively. Since the potential of the other end of the capacitors 61 and 62 connected to the power supply 107 is a stable potential with respect to the reference potential, the capacitors 61 and 62 are common mode noise generated between the connection points 511 and 521 Can be suppressed.

本実施形態の電力変換装置100は、上記した電力変換回路1と、電力変換回路1を収納する筐体110とを備える。   The power conversion device 100 of the present embodiment includes the power conversion circuit 1 described above and a housing 110 that houses the power conversion circuit 1.

上記構成によれば、コモンモード・ノイズを抑制することができる電力変換装置100を実現することができる。   According to the above configuration, power converter 100 capable of suppressing common mode noise can be realized.

なお、本実施形態では、コンデンサ61,62がそれぞれ接続点511,521に直接電気的に接続されているが、この構成に限定されない。コンデンサ61は、図9に示すように、出力端203およびリアクトル51の接続点501と、出力端204およびリアクトル52の接続点502との間に直接接続されてもよい。以下では、コンデンサ61,62が接続点501,502間に直接接続された電力変換回路1を本実施形態の変形例として説明する。なお、接続点501,502は便宜上設けた接続点であり、接続点501,502が設けられていることに限定される趣旨ではない。   In the present embodiment, the capacitors 61 and 62 are directly electrically connected to the connection points 511 and 521, respectively. However, the present invention is not limited to this configuration. The capacitor 61 may be directly connected between the connection point 501 of the output end 203 and the reactor 51 and the connection point 502 of the output end 204 and the reactor 52, as shown in FIG. Hereinafter, the power conversion circuit 1 in which the capacitors 61 and 62 are directly connected between the connection points 501 and 502 will be described as a modification of the present embodiment. Note that the connection points 501 and 502 are connection points provided for the sake of convenience, and it is not intended to be limited to the connection points 501 and 502 being provided.

変形例の電力変換回路1では、コンデンサ61は、出力端203およびリアクトル51の接続点501と入力端201との間に電気的に直接接続されている。コンデンサ62は、出力端204およびリアクトル52の接続点502と入力端202との間に電気的に直接接続されている。本実施形態の電力変換回路1ではコンデンサ61,62の一端がリアクトル51,52の負荷103側に電気的に直接接続されている。一方、変形例の電力変換回路1では、コンデンサ61,62の一端がリアクトル51,52のクランプ回路4側に電気的に直接接続されている点が相違する。   In the power conversion circuit 1 of the modification, the capacitor 61 is electrically connected directly between the connection point 501 of the output end 203 and the reactor 51 and the input end 201. Capacitor 62 is electrically connected directly between connection point 502 of output end 204 and reactor 52 and input end 202. In the power conversion circuit 1 of the present embodiment, one end of each of the capacitors 61 and 62 is electrically connected directly to the load 103 side of the reactors 51 and 52. On the other hand, the power conversion circuit 1 of the modification is different in that one end of each of the capacitors 61 and 62 is electrically connected directly to the clamp circuit 4 side of the reactors 51 and 52.

入力端201と負荷103の一端との間にはコンデンサ61とリアクトル51とが直列に接続される。入力端202と負荷103の他端との間にはコンデンサ62とリアクトル52とが直列に接続される。この構成により、例えば雷サージなどの高電圧が入力端201,202側に印加されても、リアクトル51,52が負荷103側への高電圧の出力を抑制する。   A capacitor 61 and a reactor 51 are connected in series between the input end 201 and one end of the load 103. A capacitor 62 and a reactor 52 are connected in series between the input end 202 and the other end of the load 103. With this configuration, for example, even if a high voltage such as a lightning surge is applied to the input terminals 201 and 202, the reactors 51 and 52 suppress the output of the high voltage to the load 103.

以上説明したように、本実施形態の変形例における電力変換回路1では、第1コンデンサ61は、第1出力端203および第1リアクトル51の接続点501と第1入力端201との間に電気的に接続される。第2コンデンサ62は、第2出力端204および第2リアクトル52の接続点502と第2入力端202との間に電気的に接続されることも好ましい。   As described above, in the power conversion circuit 1 in the modification of the present embodiment, the first capacitor 61 is electrically connected between the first output end 203 and the connection point 501 of the first reactor 51 and the first input end 201. Connected. The second capacitor 62 is also preferably electrically connected between a connection point 502 of the second output end 204 and the second reactor 52 and the second input end 202.

上記構成によれば、例えば雷サージなどの高電圧が入力端201,202側に印加されても、リアクトル51,52が負荷103側への高電圧の出力を抑制する。   According to the above configuration, for example, even if a high voltage such as a lightning surge is applied to the input terminals 201 and 202, the reactors 51 and 52 suppress the output of the high voltage to the load 103.

なお、変形例を含む本実施形態では、コンデンサ61,62の静電容量およびコンデンサの種類はすべて等しいが、この構成に限定されない。例えば静電容量の異なるコンデンサや種類の異なるコンデンサを適宜組み合わせてもコモンモード・ノイズを低減することは可能である。   In the present embodiment including the modified example, although the capacitances of the capacitors 61 and 62 and the types of the capacitors are all equal, the present invention is not limited to this configuration. For example, common mode noise can be reduced by appropriately combining capacitors of different capacitances and capacitors of different types.

第1スイッチ21〜第4スイッチ24の各々は、導通方向が片方向のスイッチング素子およびそのスイッチング素子と逆並列に接続されるダイオードを有していなくてもよい。例えば、MOSFETのように寄生ダイオードを有するスイッチング素子などであればよい。その場合、制御部3は、入力端201,202と、出力端203,204との間に所望の電路が形成されるように第1スイッチ21〜第4スイッチ24のオンオフ状態を制御するように構成されていればよい。   Each of the first switch 21 to the fourth switch 24 may not have a switching element whose conduction direction is unidirectional and a diode connected in antiparallel to the switching element. For example, it may be a switching element having a parasitic diode, such as a MOSFET. In that case, the control unit 3 controls the on / off states of the first switch 21 to the fourth switch 24 so that a desired electric path is formed between the input ends 201 and 202 and the output ends 203 and 204. It should just be comprised.

クランプ用スイッチは、第1クランプ用スイッチ(第5スイッチ45)および第2クランプ用スイッチ(第6スイッチ46)の直列回路を有していなくてもよい。その場合、クランプ用スイッチは、両端間を短絡または開放することにより、双方向の電流をオンオフする機能を有していればよい。例えば、MOSFETのように寄生ダイオードを有するスイッチング素子を、互いの寄生ダイオードの導通方向が逆方向となるように並列に接続してもよい。   The clamp switch may not have a series circuit of the first clamp switch (fifth switch 45) and the second clamp switch (sixth switch 46). In that case, the clamp switch may have a function of turning on and off bidirectional current by shorting or opening the both ends. For example, switching elements having parasitic diodes such as MOSFETs may be connected in parallel so that the conduction directions of the parasitic diodes are opposite to each other.

第1クランプ用スイッチ(第5スイッチ45)および第2クランプ用スイッチ(第6スイッチ46)の各々は、導通方向が片方向のクランプ用スイッチング素子およびクランプ用スイッチング素子と逆並列に接続されるクランプ用ダイオードを有していなくてもよい。その場合、第1クランプ用スイッチおよび第2クランプ用スイッチの各々は、クランプ用スイッチの両端間を短絡または開放することにより、双方向の電流をオンオフする機能を有していればよい。   Each of the first clamp switch (fifth switch 45) and the second clamp switch (sixth switch 46) is a clamp connected in antiparallel to the clamp switching element and clamp switching element whose conduction direction is unidirectional. It is not necessary to have a diode. In that case, each of the first clamp switch and the second clamp switch may have a function of turning on and off bidirectional current by shorting or opening both ends of the clamp switch.

(実施形態2)
本実施形態に係る電力変換回路1について図10を参照して説明する。なお、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
The power conversion circuit 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の電力変換回路1は、図10に示すように、所望のインピーダンスを有する電流制限部81〜84をさらに備える。電流制限部81〜84は、2つの端子を有する。電流制限部81〜84はそれぞれ、2つの端子間に抵抗成分およびリアクタンス成分のうち少なくとも一方を有し、所望の周波数において所望のインピーダンスとなるように構成されている。電流制限部81,82とは同じインピーダンスとなるよう構成されている。電流制限部83,84とは同じインピーダンスとなるように構成されている。   As shown in FIG. 10, the power conversion circuit 1 of the present embodiment further includes current limiting units 81 to 84 having desired impedances. The current limiting units 81 to 84 have two terminals. Each of the current limiting units 81 to 84 has at least one of a resistance component and a reactance component between two terminals, and is configured to have a desired impedance at a desired frequency. The current limiting units 81 and 82 are configured to have the same impedance. The current limiting units 83 and 84 are configured to have the same impedance.

電流制限部81,82はそれぞれ、2つの端子間が所定の1次側インピーダンスとなるように構成されている。電流制限部81(第1入力側電流制限部)は、入力端201とコンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部82(第2入力側電流制限部)は、入力端202とコンデンサ62との間に電気的に接続される。   Each of the current limiting units 81 and 82 is configured to have a predetermined primary side impedance between two terminals. The current limiter 81 (first input-side current limiter) is electrically connected between the input end 201 and the capacitor 61. The current limiting unit 82 (second input-side current limiting unit) is electrically connected between the input end 202 and the capacitor 62.

電流制限部83,84はそれぞれ、2つの端子間が所定の2次側インピーダンスとなるように構成されている。電流制限部83(第1出力側電流制限部)は、接続点511とコンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部84(第2出力側電流制限部)は、接続点521とコンデンサ62との間に電気的に接続される。   Each of the current limiting units 83 and 84 is configured to have a predetermined secondary side impedance between two terminals. The current limiting unit 83 (first output side current limiting unit) is electrically connected between the connection point 511 and the capacitor 61. The current limiting unit 84 (second output side current limiting unit) is electrically connected between the connection point 521 and the capacitor 62.

電流制限部81〜84は、抵抗成分およびリアクタンス成分のうち少なくとも一方を有し、所望の周波数において所望のインピーダンスとなるように構成されている。電流制限部81,82とは同じインピーダンスとなるよう構成されている。電流制限部83,84とは同じインピーダンスとなるように構成されている。   The current limiting units 81 to 84 have at least one of a resistance component and a reactance component, and are configured to have a desired impedance at a desired frequency. The current limiting units 81 and 82 are configured to have the same impedance. The current limiting units 83 and 84 are configured to have the same impedance.

電流制限部81〜84がそれぞれ、コンデンサ61,62に流れる電流の電流値を小さくすることにより、負荷103側に出力される輻射ノイズを抑制することができる。   By reducing the current values of the currents flowing through the capacitors 61 and 62, the current limiting units 81 to 84 can suppress the radiation noise output to the load 103 side.

また、電流制限部81〜84の各々のインピーダンスを調整することにより、コンデンサ61,62がコモンモード・ノイズを抑制する効果を変化させることができる。例えば、所望の周波数でインピーダンスが小さくなるように電流制限部81〜84の各々のインピーダンスを調整すると、コモンモード・ノイズのうち所望の周波数のノイズ成分を抑制することができる。   Further, by adjusting the impedance of each of the current limiting units 81 to 84, the effect of the capacitors 61 and 62 to suppress common mode noise can be changed. For example, by adjusting the impedance of each of the current limiting sections 81 to 84 so that the impedance becomes smaller at a desired frequency, it is possible to suppress the noise component of the desired frequency among the common mode noise.

さらに、電流制限部81〜84の各々のインピーダンスを調整することにより、出力端203,204側から入力端201,202側へコンデンサ61,62を介して電流が流れる際の輻射ノイズの周波数帯を変化させることができる。そのため、電流制限部81〜84を用いてコモンモード・ノイズの所望の周波数のノイズ成分を抑制しつつ、コンデンサ61,62を流れる電流からの輻射ノイズのうち所望の周波数の輻射ノイズを抑制できる。   Furthermore, by adjusting the impedance of each of the current limiting units 81 to 84, the frequency band of radiation noise when current flows from the output end 203, 204 side to the input end 201, 202 side via the capacitors 61, 62 It can be changed. Therefore, it is possible to suppress the radiation noise of the desired frequency among the radiation noise from the current flowing through the capacitors 61 and 62 while suppressing the noise component of the desired frequency of the common mode noise using the current limiting units 81 to 84.

以上説明したように、本実施形態の電力変換回路1は、それぞれ所定の1次側インピーダンスを有する電流制限部81(第1入力側電流制限部)および電流制限部82(第2入力側電流制限部)をさらに備え、以下のように構成されることも好ましい。電流制限部81(第1入力側電流制限部)は、第1入力端201と第1コンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部82(第2入力側電流制限部)は、第2入力端202と第2コンデンサ62との間に電気的に接続される。   As described above, the power conversion circuit 1 of the present embodiment includes the current limiter 81 (first input current limiter) and the current limiter 82 (second input current limiter) each having a predetermined primary impedance. It is also preferable to further include the following section). The current limiting unit 81 (first input-side current limiting unit) is electrically connected between the first input end 201 and the first capacitor 61. The current limiting unit 82 (second input-side current limiting unit) is electrically connected between the second input end 202 and the second capacitor 62.

上記構成によれば、電流制限部81,82がそれぞれ、コンデンサ61,62に流れる電流の電流値を小さくすることにより、負荷103側に出力される輻射ノイズを抑制することができる。また、所望の周波数でインピーダンスが小さくなるように電流制限部81,82のインピーダンスを調整することにより、コモンモード・ノイズのうち所望の周波数のノイズ成分を抑制することができる。   According to the above configuration, radiation noise output to the load 103 side can be suppressed by the current limiting units 81 and 82 respectively reducing the current value of the current flowing through the capacitors 61 and 62. Further, by adjusting the impedances of the current limiting sections 81 and 82 so that the impedance becomes smaller at a desired frequency, it is possible to suppress the noise component of the desired frequency in the common mode noise.

本実施形態の電力変換回路1は、それぞれ所定の2次側インピーダンスを有する電流制限部83(第1出力側電流制限部)および電流制限部84(第2出力側電流制限部)をさらに備え、以下のように構成されることも好ましい。電流制限部83(第1出力側電流制限部)は、第1リアクトル51および負荷103の接続点511と第1コンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部84(第2出力側電流制限部)は、第2リアクトル52および負荷103の接続点521と第2コンデンサ62との間に電気的に接続される。   The power conversion circuit 1 of the present embodiment further includes a current limiter 83 (first output current limiter) and a current limiter 84 (second output current limiter) each having a predetermined secondary impedance. It is also preferable to be configured as follows. The current limiting unit 83 (first output side current limiting unit) is electrically connected between a connection point 511 of the first reactor 51 and the load 103 and the first capacitor 61. The current limiting unit 84 (second output side current limiting unit) is electrically connected between a connection point 521 of the second reactor 52 and the load 103 and the second capacitor 62.

上記構成によれば、電流制限部83,84がそれぞれ、コンデンサ61,62に流れる電流の電流値を小さくすることにより、負荷103側に出力される輻射ノイズを抑制することができる。また、所望の周波数でインピーダンスが小さくなるように電流制限部83,84のインピーダンスを調整することにより、コモンモード・ノイズのうち所望の周波数のノイズ成分を抑制することができる。   According to the above configuration, radiation noise output to the load 103 side can be suppressed by the current limiting units 83 and 84 respectively reducing the current value of the current flowing through the capacitors 61 and 62. Further, by adjusting the impedance of the current limiting sections 83 and 84 so that the impedance becomes smaller at a desired frequency, it is possible to suppress the noise component of the desired frequency among the common mode noise.

さらに、電流制限部81〜84の各々のインピーダンスを調整することにより、コンデンサ61,62を介して流れる電流からの輻射ノイズのうち所望の周波数の輻射ノイズを抑制することもできる。   Furthermore, by adjusting the impedance of each of the current limiting units 81 to 84, it is possible to suppress radiation noise of a desired frequency among radiation noise from the current flowing through the capacitors 61 and 62.

ここで、本実施形態の変形例として、インバータ回路2の入出力端間にコンデンサ61,62がそれぞれ電気的に接続されていて、さらに電流制限部81〜84を備えている電力変換回路1を変形例として説明する。なお、電流制限部81,82の構成については本実施形態と同様であるため説明を省略する。   Here, as a modified example of the present embodiment, the power conversion circuit 1 in which the capacitors 61 and 62 are electrically connected between the input and output terminals of the inverter circuit 2 and further includes the current limiting units 81 to 84 is described. It demonstrates as a modification. The configuration of the current limiting units 81 and 82 is the same as that of the present embodiment, and thus the description thereof is omitted.

変形例の電力変換回路1では、コンデンサ61は、図11に示すように、出力端203と入力端201との間に電気的に接続されている。コンデンサ62は、出力端204と入力端202との間に電気的に接続されている。   In the power conversion circuit 1 of the modified example, the capacitor 61 is electrically connected between the output end 203 and the input end 201, as shown in FIG. The capacitor 62 is electrically connected between the output end 204 and the input end 202.

電流制限部83は、出力端203とコンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部84は、出力端204とコンデンサ62との間に電気的に接続される。   The current limiting unit 83 is electrically connected between the output end 203 and the capacitor 61. The current limiting unit 84 is electrically connected between the output end 204 and the capacitor 62.

この構成により、電流制限部83,84がそれぞれ、コンデンサ61,62に流れる電流の電流値を小さくすることにより、負荷103側に出力される輻射ノイズを抑制することができる。また、電流制限部81〜84の各々のインピーダンスを調整することにより、コンデンサ61,62を介して流れる電流からの輻射ノイズのうち所望の周波数の輻射ノイズを抑制することもできる。さらに、例えば雷サージなどの高電圧が入力端201,202側に印加されても、リアクトル51,52が負荷103側への高電圧の出力を抑制する。   With this configuration, when the current limiting units 83 and 84 reduce the current value of the current flowing through the capacitors 61 and 62, radiation noise output to the load 103 can be suppressed. In addition, by adjusting the impedance of each of the current limiting units 81 to 84, it is possible to suppress radiation noise of a desired frequency among radiation noise from the current flowing through the capacitors 61 and 62. Furthermore, for example, even if a high voltage such as a lightning surge is applied to the input terminals 201 and 202, the reactors 51 and 52 suppress the output of the high voltage to the load 103.

以上説明したように、変形例の電力変換回路1は、それぞれ所定の2次側インピーダンスを有する電流制限部83(第1出力側電流制限部)および電流制限部84(第2出力側電流制限部)をさらに備え、以下のように構成されることも好ましい。電流制限部83(第1出力側電流制限部)は、第1出力端203と第1コンデンサ61との間に電気的に接続される。電流制限部84(第2出力側電流制限部)は、第2出力端204と第2コンデンサ62との間に電気的に接続される。   As described above, the power conversion circuit 1 of the modified example includes the current limiting unit 83 (first output current limiting unit) and the current limiting unit 84 (second output current limiting unit) each having a predetermined secondary impedance. It is also preferable that the following is included. The current limiting unit 83 (first output side current limiting unit) is electrically connected between the first output end 203 and the first capacitor 61. The current limiting unit 84 (second output side current limiting unit) is electrically connected between the second output end 204 and the second capacitor 62.

上記構成によれば、電流制限部83,84がそれぞれ、コンデンサ61,62に流れる電流の電流値を小さくすることにより、負荷103側に出力される輻射ノイズを抑制することができる。また、電流制限部83,84の各々のインピーダンスを調整することにより、コンデンサ61,62を介して流れる電流からの輻射ノイズを抑制することができる。   According to the above configuration, radiation noise output to the load 103 side can be suppressed by the current limiting units 83 and 84 respectively reducing the current value of the current flowing through the capacitors 61 and 62. In addition, by adjusting the impedance of each of the current limiting units 83 and 84, it is possible to suppress radiation noise from the current flowing through the capacitors 61 and 62.

なお、本実施形態および変形例では、電流制限部81,82とは同じインピーダンスを有するように定められ、電流制限部83,84とは同じインピーダンスを有するように定められているが、この構成に限定されない。電流制限部81〜84のインピーダンスは個別に適宜の値に定められてもよい。   In the present embodiment and the modification, the current limiting units 81 and 82 are determined to have the same impedance, and the current limiting units 83 and 84 are determined to have the same impedance. It is not limited. The impedances of the current limiting units 81 to 84 may be individually set to appropriate values.

また、電流制限部81〜84はそれぞれ、適宜省略されてもよい。   Further, each of the current limiting units 81 to 84 may be omitted as appropriate.

1 電力変換回路
2 インバータ回路
3 制御部(第1制御部、第2制御部)
4 クランプ回路
21 第1スイッチ
22 第2スイッチ
23 第3スイッチ
24 第4スイッチ
45 第5スイッチ(第1クランプ用スイッチ、クランプ用スイッチ)
46 第6スイッチ(第2クランプ用スイッチ、クランプ用スイッチ)
51 (第1)リアクトル
52 (第2)リアクトル
61 (第1)コンデンサ
62 (第2)コンデンサ
81 電流制限部(第1入力側電流制限部)
82 電流制限部(第2入力側電流制限部)
83 電流制限部(第1出力側電流制限部)
84 電流制限部(第2出力側電流制限部)
100 電力変換装置
103 負荷
107 電源(直流電源)
110 筐体
201 (第1)入力端
202 (第2)入力端
203 (第1)出力端
204 (第2)出力端
205 接続点(第1スイッチおよび第2スイッチの接続点)
206 接続点(第3スイッチおよび第4スイッチの接続点)
211,221,231,241 スイッチング素子
212,222,232,242 ダイオード
451,461 スイッチング素子(クランプ用スイッチング素子)
452,462 ダイオード(クランプ用ダイオード)
511 接続点(第1リアクトルおよび負荷の接続点)
521 接続点(第2リアクトルおよび負荷の接続点)
1 power conversion circuit 2 inverter circuit 3 control unit (first control unit, second control unit)
4 clamp circuit 21 first switch 22 second switch 23 third switch 24 fourth switch 45 fifth switch (first clamp switch, clamp switch)
46 Sixth switch (second clamp switch, clamp switch)
51 (first) reactor 52 (second) reactor 61 (first) capacitor 62 (second) capacitor 81 current limiter (first input-side current limiter)
82 Current limiter (second input side current limiter)
83 Current limiter (1st output side current limiter)
84 Current limiter (second output side current limiter)
100 Power Converter 103 Load 107 Power Supply (DC Power Supply)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Casing 201 (first) input end 202 (second) input end 203 (first) output end 204 (second) output end 205 connection point (connection point of first switch and second switch)
206 Connection point (the connection point of the third switch and the fourth switch)
211, 221, 231, 241 switching element 212, 222, 232, 242 diode 451, 461 switching element (switching element for clamp)
452, 462 diode (clamp diode)
511 connection point (connection point of first reactor and load)
521 connection point (the connection point of the second reactor and load)

Claims (9)

それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、  An inverter circuit having a first input end and a second input end electrically connected to the DC power supply, and a first output end and a second output end electrically connected to the load respectively;
前記インバータ回路を制御する第1制御部と、  A first control unit that controls the inverter circuit;
前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、  A clamp circuit having a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end;
前記クランプ回路を制御する第2制御部と  A second control unit that controls the clamp circuit;
を備え、  Equipped with
前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、  A first capacitor electrically connected between the first output end and the first input end;
前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサと  A second capacitor electrically connected between the second output end and the second input end;
をさらに備え、  And further
前記第1出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第1リアクトルと、  A first reactor electrically connected between the first output end and the load;
前記第2出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第2リアクトルと  A second reactor electrically connected between the second output end and the load;
をさらに備え、  And further
前記第1コンデンサは、前記第1出力端および前記第1リアクトルの接続点と前記第1入力端との間に接続され、  The first capacitor is connected between a connection point of the first output end and the first reactor and the first input end.
前記第2コンデンサは、前記第2出力端および前記第2リアクトルの接続点と前記第2入力端との間に接続されるように構成される  The second capacitor is configured to be connected between a connection point of the second output end and the second reactor and the second input end.
ことを特徴とする電力変換回路。  Power conversion circuit characterized by.
それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、  An inverter circuit having a first input end and a second input end electrically connected to the DC power supply, and a first output end and a second output end electrically connected to the load respectively;
前記インバータ回路を制御する第1制御部と、  A first control unit that controls the inverter circuit;
前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、  A clamp circuit having a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end;
前記クランプ回路を制御する第2制御部と  A second control unit that controls the clamp circuit;
を備え、  Equipped with
前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、  A first capacitor electrically connected between the first output end and the first input end;
前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサと  A second capacitor electrically connected between the second output end and the second input end;
をさらに備え、  And further
前記第1出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第1リアクトルと、  A first reactor electrically connected between the first output end and the load;
前記第2出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第2リアクトルと  A second reactor electrically connected between the second output end and the load;
をさらに備え、  And further
前記第1コンデンサは、前記第1リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第1入力端との間に接続され、  The first capacitor is connected between a connection point of the first reactor and the load and the first input end.
前記第2コンデンサは、前記第2リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第2入力端との間に接続されるように構成され、  The second capacitor is configured to be connected between a connection point of the second reactor and the load and the second input end.
それぞれ所定の2次側インピーダンスを有する第1出力側電流制限部および第2出力側電流制限部をさらに備え、  It further comprises a first output side current limiting unit and a second output side current limiting unit each having a predetermined secondary side impedance,
前記第1出力側電流制限部は、前記第1リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第1コンデンサとの間に電気的に接続され、  The first output side current limiting unit is electrically connected between a connection point of the first reactor and the load and the first capacitor,
前記第2出力側電流制限部は、前記第2リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第2コンデンサとの間に電気的に接続されるように構成される  The second output side current limiting unit is configured to be electrically connected between a connection point of the second reactor and the load and the second capacitor.
ことを特徴とする電力変換回路。  Power conversion circuit characterized by.
それぞれ所定の2次側インピーダンスを有する第1出力側電流制限部および第2出力側電流制限部をさらに備え、  It further comprises a first output side current limiting unit and a second output side current limiting unit each having a predetermined secondary side impedance,
前記第1出力側電流制限部は、前記第1出力端と前記第1コンデンサとの間に電気的に接続され、  The first output side current limiting unit is electrically connected between the first output end and the first capacitor,
前記第2出力側電流制限部は、前記第2出力端と前記第2コンデンサとの間に電気的に接続されるように構成される  The second output side current limiting unit is configured to be electrically connected between the second output end and the second capacitor.
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換回路。  The power conversion circuit according to claim 1,
それぞれ直流電源に電気的に接続される第1入力端と第2入力端、および、それぞれ負荷に電気的に接続される第1出力端と第2出力端を有するインバータ回路と、  An inverter circuit having a first input end and a second input end electrically connected to the DC power supply, and a first output end and a second output end electrically connected to the load respectively;
前記インバータ回路を制御する第1制御部と、  A first control unit that controls the inverter circuit;
前記第1出力端と前記第2出力端との間に電気的に接続されるクランプ用スイッチを有するクランプ回路と、  A clamp circuit having a clamp switch electrically connected between the first output end and the second output end;
前記クランプ回路を制御する第2制御部と  A second control unit that controls the clamp circuit;
を備え、  Equipped with
前記第1出力端と前記第1入力端との間に電気的に接続される第1コンデンサと、  A first capacitor electrically connected between the first output end and the first input end;
前記第2出力端と前記第2入力端との間に電気的に接続される第2コンデンサと  A second capacitor electrically connected between the second output end and the second input end;
をさらに備え、  And further
それぞれ所定の1次側インピーダンスを有する第1入力側電流制限部および第2入力側電流制限部をさらに備え、  It further comprises a first input side current limiting unit and a second input side current limiting unit each having a predetermined primary side impedance,
前記第1入力側電流制限部は、前記第1入力端と前記第1コンデンサとの間に電気的に接続され、  The first input side current limiting unit is electrically connected between the first input end and the first capacitor,
前記第2入力側電流制限部は、前記第2入力端と前記第2コンデンサとの間に電気的に接続されるように構成される  The second input side current limiting unit is configured to be electrically connected between the second input end and the second capacitor.
ことを特徴とする電力変換回路。  Power conversion circuit characterized by.
前記第1出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第1リアクトルと、  A first reactor electrically connected between the first output end and the load;
前記第2出力端と前記負荷との間に電気的に接続される第2リアクトルと  A second reactor electrically connected between the second output end and the load;
をさらに備える  Further comprising
ことを特徴とする請求項4に記載の電力変換回路。  The power conversion circuit according to claim 4,
前記第1コンデンサは、前記第1リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第1入力端との間に接続され、  The first capacitor is connected between a connection point of the first reactor and the load and the first input end.
前記第2コンデンサは、前記第2リアクトルおよび前記負荷の接続点と前記第2入力端との間に接続されるように構成される  The second capacitor is configured to be connected between a connection point of the second reactor and the load and the second input end.
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換回路。  The power conversion circuit according to claim 5, characterized in that:
前記インバータ回路は、第1スイッチおよび第2スイッチの直列回路からなる第1アームと、第3スイッチおよび第4スイッチの直列回路からなる第2アームとをさらに有し、前記第1アームと前記第2アームとは前記第1入力端と前記第2入力端との間に電気的に並列に接続され、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチの接続点が前記第1出力端に電気的に接続され、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチの接続点が前記第2出力端に電気的に接続されるように構成され、  The inverter circuit further includes a first arm comprising a series circuit of a first switch and a second switch, and a second arm comprising a series circuit of a third switch and a fourth switch, the first arm and the first arm The two arms are electrically connected in parallel between the first input end and the second input end, and the connection point of the first switch and the second switch is electrically connected to the first output end And a connection point of the third switch and the fourth switch is electrically connected to the second output terminal,
前記第1スイッチ〜前記第4スイッチの各々は、導通方向が片方向のスイッチング素子および前記スイッチング素子と逆並列に接続されるダイオードを有し、  Each of the first switch to the fourth switch has a switching element whose conduction direction is unidirectional and a diode connected in antiparallel to the switching element,
前記第1スイッチ〜前記第4スイッチの各々の前記ダイオードは、導通方向が前記第2入力端から前記第1入力端の方向となるように設けられる  The diode of each of the first switch to the fourth switch is provided such that the conduction direction is from the second input end to the first input end.
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電力変換回路。  The power conversion circuit according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
前記クランプ用スイッチは、第1クランプ用スイッチおよび第2クランプ用スイッチの直列回路を有し、前記第1クランプ用スイッチおよび前記第2クランプ用スイッチの各々は、導通方向が片方向のクランプ用スイッチング素子および前記クランプ用スイッチング素子と逆並列に接続されるクランプ用ダイオードを有し、  The clamp switch has a series circuit of a first clamp switch and a second clamp switch, and each of the first clamp switch and the second clamp switch is a clamp switching in which the conduction direction is one direction. An element and a clamping diode connected in antiparallel with the clamping switching element;
前記第1クランプ用スイッチおよび前記第2クランプ用スイッチの各々の前記クランプ用ダイオードは、導通方向が互いに逆方向となるように設けられる  The clamp diodes of each of the first clamp switch and the second clamp switch are provided such that the conduction directions are opposite to each other.
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電力変換回路。  The power converter circuit according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
請求項1〜8の何れか1項に記載の電力変換回路と、  The power conversion circuit according to any one of claims 1 to 8.
前記電力変換回路を収納する筐体と  A housing for housing the power conversion circuit and
を備えることを特徴とする電力変換装置。  A power converter comprising:
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