JP6660579B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
電力変換装置の一次側に配置されたインバータ回路が、フルブリッジ型の場合、四つのスイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングを制御することにより、電力変換装置の二次側から出力される電圧の振幅を制御することができる。しかし、この場合、電力変換装置の二次側から電力を出力しない期間に、インバータ回路において、循環電流が発生する。循環電流は電力のロスとなる。このような課題は、上記特許文献1において言及されていない。そこで、一次側のインバータ回路において、循環電流が発生しないようにするために、本開示の構成を創作するに至った。
本開示の一態様である電力変換装置は、図1を参照して、一次巻線19と一次巻線19と磁気結合される二次巻線21とを含むトランス9と、直流電源17からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を一次巻線19に供給するインバータ回路5と、商用電力系統27又は負荷29のいずれか一方と電気的に接続可能な第1端15aと第2端15bとを含む接続部15と、接続部15の第1端15aと二次巻線21の第1端21aとの間に挿入される第1スイッチング素子S5と、接続部15の第2端15bと二次巻線21の第1端21aとの間に挿入される第2スイッチング素子S6と、接続部15の第1端15aと二次巻線21の第2端21bとの間に挿入される第3スイッチング素子S7と、接続部15の第2端15bと二次巻線21の第2端21bとの間に挿入される第4スイッチング素子S8と、接続部15から出力される出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部7と、を備え、図5、図16及び図17を参照して、制御部7は、第1スイッチング素子S5と第4スイッチング素子S8との内の少なくとも一方を、二次巻線21の電圧(トランス電圧V1)が正である第1期間における第1オン時点Ton1において、オフからオンに切り替え、第2スイッチング素子S6と第3スイッチング素子S7との内の少なくとも一方を、第1期間に続く二次巻線21の電圧が負である第2期間における第2オン時点Ton2において、オフからオンに切り替え、第1オン時点Ton1または第2オン時点Ton2の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(a)図5、図16及び図17を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内の少なくとも一方を、二次巻線21の電圧が正である第1期間における第1オン時点Ton1において、オフからオンに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内の少なくとも一方を、第1期間に続く二次巻線21の電圧が負である第2期間における第2オン時点Ton2において、オフからオンに切り替え、第1オン時点Ton1または第2オン時点Ton2の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(b)図5を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内で第1オン時点Ton1にてオフからオンに切り替えないスイッチング素子を、第1期間および第2期間に渡って、オン状態とし、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内で第2オン時点Ton2にてオフからオンに切り替えないスイッチング素子を、第1期間および第2期間に渡って、オン状態とすることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(c)図5、図16及び図17を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内で第1オン時点Ton1にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第2期間の第1オフ時点Toff1において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内で第2オン時点Ton2にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第2期間に続く二次巻線21の電圧が正である第3期間における第2オフ時点Toff2において、オンからオフに切り替えることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(d)図6を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内のいずれか一方を、第1オン時点Ton1と異なる予め定められた第3オン時点Ton3において、オフからオンに切り替え、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内のもう一方を、第1期間で、かつ、第3オン時点Ton3よりも前の第4オン時点Ton4において、オフからオンに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内のいずれか一方を、第2オン時点Ton2と異なる予め定められた第5オン時点Ton5において、オフからオンに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内のもう一方を、第2期間で、かつ、第5オン時点Ton5よりも前の第6オン時点Ton6において、オフからオンに切り替え、第4オン時点Ton4または第6オン時点Ton6の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(e)図6を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内で第3オン時点Ton3にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第2期間で、かつ、第5オン時点Ton5よりも後の第3オフ時点Toff3において、オンからオフに切り替え、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内で第4オン時点Ton4にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第3オフ時点Toff3よりも後の第4オフ時点Toff4において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内で第5オン時点Ton5にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第2期間に続く二次巻線21の電圧が正である第3期間における第5オフ時点Toff5において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内で第6オン時点Ton6にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第3期間における第6オフ時点Toff6において、オンからオフに切り替えることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(f)図15を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内のいずれか一方を、第1オン時点Ton1と異なる予め定められた第3オン時点Ton3において、オフからオンに切り替え、第3オン時点Ton3後、第2期間における第3オフ時点Toff3において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内のいずれか一方を、第2オン時点Ton2と異なる予め定められた第5オン時点Ton5において、オフからオンに切り替え、第5オン時点Ton5より前の第1期間における第5オフ時点Toff5において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内のもう一方を、第2期間で、かつ、第3オフ時点Toff3よりも前である第6オン時点Ton6において、オフからオンに切り替え、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内のもう一方を、第1期間で、かつ、第5オフ時点Toff5よりも前である第4オン時点Ton4において、オフからオンに切り替え、第4オン時点Ton4または第6オン時点Ton6の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
(g)図15を参照して、制御部7は、第6スイッチング素子S10と第7スイッチング素子S11との内で、第4オン時点Ton4にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第5オン時点Ton5よりも後である第4オフ時点Toff4において、オンからオフに切り替え、第5スイッチング素子S9と第8スイッチング素子S12との内で、第6オン時点Ton6にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、第6オン時点Ton6よりも前で、かつ、第3オン時点Ton3よりも後である第6オフ時点Toff6において、オンからオフに切り替えることにより、出力電圧または出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する。
以下、図面に基づいて本開示の実施形態を詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る電力変換装置1の回路図である。電力変換装置1は、接続部3、インバータ回路5、制御部7、トランス9、サイクロコンバータ11、フィルタ回路13、及び、接続部15を備えるパワーコンディショナーである。
以下、実施の形態2における電力変換装置の構成が、説明される。なお、上述の実施の形態1と重複する説明は、適宜、省略される。
以下、実施の形態3における電力変換装置の構成が、説明される。なお、上述の実施の形態1または実施の形態2と重複する説明は、適宜、省略される。
以下、実施の形態4における電力変換装置の構成が、説明される。なお、上述の実施の形態1〜3と重複する説明は、適宜、省略される。
以下、実施の形態5における電力変換装置の構成が、説明される。なお、上述の実施の形態1〜4と重複する説明は、適宜、省略される。
3 接続部
5 インバータ回路
7 制御部
9 トランス
11 サイクロコンバータ
13 フィルタ回路
15 接続部
17 直流電源
19 一次巻線
21 二次巻線
23 コイル(交流用リアクトル)
27 商用電力系統
29 負荷
81 チョッパ回路
V1 トランス電圧(二次巻線21の電圧)
S5 第1スイッチング素子
S6 第2スイッチング素子
S7 第3スイッチング素子
S8 第4スイッチング素子
S9 第5スイッチング素子
S10 第6スイッチング素子
S11 第7スイッチング素子
S12 第8スイッチング素子
Ton1 第1オン時点
Ton2 第2オン時点
Ton3 第3オン時点
Ton4 第4オン時点
Ton5 第5オン時点
Ton6 第6オン時点
Ton7 第7オン時点
Ton8 第8オン時点
Toff1 第1オフ時点
Toff2 第2オフ時点
Toff3 第3オフ時点
Toff4 第4オフ時点
Toff5 第5オフ時点
Toff6 第6オフ時点
Toff7 第7オフ時点
Toff8 第8オフ時点
D5 第1ダイオード
D6 第2ダイオード
D7 第3ダイオード
D8 第4ダイオード
D9 第5ダイオード
D10 第6ダイオード
D11 第7ダイオード
D12 第8ダイオード
Claims (29)
- 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記二次巻線の電圧が正である第1期間における第1オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間における第2オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1オン時点または前記第2オン時点の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で前記第1オン時点にてオフからオンに切り替えないスイッチング素子を、前記第1期間および前記第2期間に渡って、オン状態とし、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内で前記第2オン時点にてオフからオンに切り替えないスイッチング素子を、前記第1期間および前記第2期間に渡って、オン状態とし、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で前記第1オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第2期間の第1オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内で前記第2オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第2期間に続く前記二次巻線の電圧が正である第3期間における第2オフ時点において、オンからオフに切り替える、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記二次巻線の電圧が正である第1期間における第1オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間における第2オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1オン時点または前記第2オン時点の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内のいずれか一方を、前記第1オン時点と異なる予め定められた第3オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内のもう一方を、前記第1期間で、かつ、前記第3オン時点よりも前の第4オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内のいずれか一方を、前記第2オン時点と異なる予め定められた第5オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内のもう一方を、前記第2期間で、かつ、前記第5オン時点よりも前の第6オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第4オン時点または前記第6オン時点の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。 - 前記制御部は、前記第1期間において、前記第3オン時点を設定し、前記第2期間において、前記第5オン時点を設定する、
請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で前記第3オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第2期間で、かつ、前記第5オン時点よりも後の第3オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で前記第4オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第3オフ時点よりも後の第4オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内で前記第5オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第2期間に続く前記二次巻線の電圧が正である第3期間における第5オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内で前記第6オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第3期間における第6オフ時点において、オンからオフに切り替える、
請求項3記載の電力変換装置。 - 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記二次巻線の電圧が正である第1期間における第1オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間における第2オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1オン時点または前記第2オン時点の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内のいずれか一方を、前記第1オン時点と異なる予め定められた第3オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第3オン時点後、前記第2期間における第3オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内のいずれか一方を、前記第2オン時点と異なる予め定められた第5オン時点において、オフからオンに切り替え、前記第5オン時点より前の前記第1期間における第5オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内のもう一方を、前記第2期間で、かつ、前記第3オフ時点よりも前である第6オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内のもう一方を、前記第1期間で、かつ、前記第5オフ時点よりも前である第4オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第4オン時点または前記第6オン時点の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。 - 前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で、前記第4オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第5オン時点よりも後である第4オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内で、前記第6オン時点にてオフからオンに切り替えたスイッチング素子を、前記第6オン時点よりも前で、かつ、前記第3オン時点よりも後である第6オフ時点において、オンからオフに切り替える、
請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を含む正群コンバータと、
前記第5スイッチング素子、前記第6スイッチング素子、前記第7スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子を含む負群コンバータと、
を備え、
前記制御部は、
前記出力電流の極性が切り替わるタイミングを、前記直流電源から前記商用電力系統又は前記負荷に電力を供給していない期間に設定し、前記正群コンバータ及び前記負群コンバータに対して、前記電力変換装置の二次側で短絡が発生しない予め定められた制御をする、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記予め定められた制御として、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子と前記第5スイッチング素子と前記第6スイッチング素子とを、オフ状態とする、
請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記出力電流が正の期間、前記出力電流が負の期間、及び、前記出力電流の極性が切り替わる期間において、前記第1〜第8スイッチング素子の少なくとも1つをオン状態とする、
請求項8又は9に記載の電力変換装置。 - 前記接続部と前記正群コンバータ及び前記負群コンバータとの間に挿入される交流用リアクトルを備え、
前記制御部は、前記予め定められた制御として、
前記二次巻線の電圧が負である第4期間において、前記第1スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第6スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子をオンし、かつ、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、前記第5スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオフした状態にし、
前記第3スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子を、前記第4期間における第7オン時点において、オフからオンに切り替えることにより、前記交流用リアクトルを充電することを開始し、
前記第1スイッチング素子及び前記第6スイッチング素子を、前記第7オン時点より後で、かつ、前記第4期間に続く前記二次巻線の電圧が正である第5期間に切り替わる前における第7オフ時点において、オンからオフに切り替え、
前記第2スイッチング素子及び前記第5スイッチング素子を、前記第5期間における第8オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第4スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子を、前記第8オン時点より後で、かつ、前記第5期間における第8オフ時点において、オンからオフに切り替えることにより、前記交流用リアクトルに蓄積されたエネルギーを放出させる、
請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記出力電圧と前記出力電流との極性が同じとき、前記直流電源から前記商用電力系統又は前記負荷に電力を供給する電力供給モードを実行し、前記出力電圧と前記出力電流との極性が異なるとき、前記商用電力系統又は前記負荷から前記直流電源に電力を回生する電力回生モードを実行する、
請求項1〜11のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記インバータ回路に接続され、前記電力供給モードにおいて昇圧動作をし、前記電力回生モードにおいて降圧動作をするチョッパ回路を備え、
前記制御部は、前記チョッパ回路と前記第1〜第8スイッチング素子とを制御することにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する、
請求項12に記載の電力変換装置。 - 第1ダイオード、第2ダイオード、第3ダイオード及び第4ダイオードを備え、
前記第1ダイオードと前記第1スイッチング素子とが直列接続され、かつ、前記第3ダイオードと前記第3スイッチング素子とが直列接続されることで、前記制御部が、前記第1スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子の一方を通る経路から他方を通る経路に転流する制御をするときに、前記第1ダイオード及び前記第3ダイオードの一方が逆バイアス状態となり、かつ、他方が順バイアス状態となり、
前記第2ダイオードと前記第2スイッチング素子とが直列接続され、かつ、前記第4ダイオードと前記第4スイッチング素子とが直列接続されることで、前記制御部が、前記第2スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子の一方を通る経路から他方を通る経路に転流する制御をするときに、前記第2ダイオード及び前記第4ダイオードの一方が逆バイアス状態となり、かつ、他方が順バイアス状態となる、
請求項1〜13のいずれかに記載の電力変換装置。 - 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子を、前記二次巻線の電圧が正である第1期間におけるオン時点TonAにおいて、オフからオンに切り替え、
前記第3スイッチング素子を、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間におけるオン時点TonBにおいて、オフからオンに切り替え、
前記オン時点TonAまたは前記オン時点TonBの内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1スイッチング素子を、前記第2期間に続く前記二次巻線の電圧が正である第3期間におけるオン時点TonCにおいて、オフからオンに切り替え、
前記第2期間において前記オン時点TonAと前記オン時点TonBとの間、もしくは、前記第3期間において前記オン時点TonBと前記オン時点TonCとの間の内の少なくともいずれか一方において、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との両方がオン状態である第1循環期間を生成し、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。 - 前記制御部は、前記オン時点TonAと前記オン時点TonCとの間で、前記第1循環期間と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との両方がオン状態である第2循環期間と、の両方を生成する、
請求項15に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第3スイッチング素子を、前記第3期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第4期間におけるオン時点TonDにおいて、オフからオンに切り替え、
前記オン時点TonAと前記オン時点TonBとの間、および、前記オン時点TonCと前記オン時点TonDとの間で、前記第1循環期間と前記第2循環期間との内の一方を生成し、
前記オン時点TonBと前記オン時点TonCとの間で、前記第1循環期間と前記第2循環期間との内のもう一方を生成する、
請求項16に記載の電力変換装置。 - 前記第2スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方と直列接続されるコンデンサを備える、
請求項1〜17のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記第5スイッチング素子と前記第7スイッチング素子との内の少なくとも一方と直列接続されるコンデンサを備える、
請求項1〜18のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記二次巻線の第1端と第2端とに接続されるコンデンサを備える、
請求項1〜19のいずれかに記載の電力変換装置。 - 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記接続部の第2端との間に挿入されるスイッチング素子Saを備え、
前記接続部の第1端と前記接続部の第2端との間に挿入され、電流を流す方向が前記スイッチング素子Saと逆方向であるスイッチング素子Sbと、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間における循環期間Txにおいては、前記スイッチング素子Saに替えて前記スイッチング素子Sbをオン状態とする制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記二次巻線の電圧が正である第1期間におけるオン時点TonAにおいて、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間におけるオン時点TonBにおいて、オフからオンに切り替え、
前記オン時点TonAまたは前記オン時点TonBの内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内で前記オン時点TonAにてオフからオンに切り替えられたスイッチング素子を、前記第2期間に続く前記二次巻線の電圧が正である第3期間におけるオン時点TonCにおいて、オフからオンに切り替え、
前記オン時点TonAと前記オン時点TonBとの間、もしくは、前記オン時点TonBと前記オン時点TonCとの間の内の少なくともいずれか一方において、前記スイッチング素子Saがオン状態である前記循環期間Txを生成し、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。 - 前記制御部は、前記オン時点TonAと前記オン時点TonBとの間、および、前記オン時点TonBと前記オン時点TonCとの間の両方において、前記循環期間Txを生成する、
請求項21に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記循環期間Txにおいて、前記スイッチング素子Saがオン状態である期間では、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子とを、オフ状態とする、
請求項21または22のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記循環期間Txにおいて、前記第3スイッチング素子に与える制御信号と前記第4スイッチング素子に与える制御信号との積集合である制御信号を、前記スイッチング素子Saに与える、
請求項23に記載の電力変換装置。 - 前記接続部の第1端と前記スイッチング素子Saの第1端との間に挿入されるリアクトルを備える、
請求項21〜24のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記循環期間Txにおいて、前記スイッチング素子Sbがオン状態である期間では、前記第5スイッチング素子と前記第6スイッチング素子と前記第7スイッチング素子と前記第8スイッチング素子とを、オフ状態とする、
請求項21に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記循環期間Txにおいて、前記第7スイッチング素子に与える制御信号と前記第8スイッチング素子に与える制御信号との積集合である制御信号を、前記スイッチング素子Sbに与える、
請求項26に記載の電力変換装置。 - 前記接続部の第1端と前記スイッチング素子Saの第1端との間で、かつ、前記接続部の第1端と前記スイッチング素子Sbの第1端との間に挿入されるリアクトルを備える、
請求項21、26、27のいずれかに記載の電力変換装置。 - 一次巻線と前記一次巻線と磁気結合される二次巻線とを含むトランスと、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を前記一次巻線に供給するインバータ回路と、
商用電力系統又は負荷の少なくとも一方と電気的に接続可能な第1端と第2端とを含む接続部と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第1スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に挿入される第2スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第3スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に挿入される第4スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第1スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第1スイッチング素子と逆方向である第5スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第1端との間に、前記第2スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第2スイッチング素子と逆方向である第6スイッチング素子と、
前記接続部の第1端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第3スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第3スイッチング素子と逆方向である第7スイッチング素子と、
前記接続部の第2端と前記二次巻線の第2端との間に、前記第4スイッチング素子と並列に挿入され、電流を流す方向が前記第4スイッチング素子と逆方向である第8スイッチング素子と、
前記接続部から出力される出力電流が正である期間において、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子を制御することによって、前記接続部から出力される出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、前記出力電流が負である期間において、前記第1スイッチング素子に替えて前記第6スイッチング素子を制御し、前記第2スイッチング素子に替えて前記第5スイッチング素子を制御し、前記第3スイッチング素子に替えて前記第8スイッチング素子を制御し、前記第4スイッチング素子に替えて前記第7スイッチング素子を制御することによって、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記出力電流が正であり、前記二次巻線の電圧が正である第1期間における第1オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との内の少なくとも一方を、前記出力電流が正であり、前記第1期間に続く前記二次巻線の電圧が負である第2期間における第2オン時点において、オフからオンに切り替え、
前記第1オン時点または前記第2オン時点の内の少なくともいずれか一方をシフトさせることにより、前記出力電圧または前記出力電流の少なくとも一方の振幅を制御し、
前記第1期間において、前記第5スイッチング素子と前記第8スイッチング素子との両方がオン状態である期間を生成し、
前記第2期間において、前記第6スイッチング素子と前記第7スイッチング素子との両方がオン状態である期間を生成し、
前記二次巻線の電圧が正とは、前記第1端が前記第2端より電位が高くなることであり、
前記二次巻線の電圧が負とは、前記第1端が前記第2端より電位が低くなることであり、
前記出力電流が正とは、前記第1端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第2端に前記出力電流が流れることを指し、
前記出力電流が負とは、前記第2端から前記商用電力又は前記負荷を介して前記第1端に前記出力電流が流れることを指す、
電力変換装置。
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