JP7026310B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
直流電源(2)の正側バスと負側バスとの間に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つのフライングキャパシタ(C1、C4)を有する複数のレグ(Le1、Le2)と、
前記直流電源(2)の正側バスと負側バスとの間に、直列に接続された第1分割コンデンサ(C5)及び第2分割コンデンサ(C6)と、を備え、
前記レグ(Le1、Le2)は、系統電源(3)/交流負荷に接続された交流経路の1つに接続されており、
前記レグ(Le1、Le2)は、前記第1分割コンデンサ(C5)と前記第2分割コンデンサ(C6)との間の中性点に接続されており、
前記直流電源(2)、前記複数のレグ(Le1、Le2)のうちの第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)、前記系統電源(3)/交流負荷、前記複数のレグ(Le1、Le2)のうちの第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)、前記直流電源(2)の経路で前記2つのフライングキャパシタ(C1、C4)が充電される状態と、前記系統電源(3)/交流負荷、前記第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)、前記中性点、前記第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)、前記系統電源(3)/交流負荷の経路で前記2つのフライングキャパシタ(C1、C4)が放電される状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する第1パターンと、
前記第1分割コンデンサ(C5)、前記第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)、前記系統電源(3)/交流負荷、前記第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)、前記第1分割コンデンサ(C5)の経路で前記第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)が充電され、前記第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)が放電される状態と、前記第2分割コンデンサ(C6)、前記第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)、前記系統電源(3)/交流負荷、前記第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)、前記第2分割コンデンサ(C6)の経路で前記第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)が放電され、前記第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)が充電される状態と、を交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する第2パターンが切り替え可能であることを特徴とする電力変換装置(1)。
これによれば、第1レグ(Le1)に含まれるフライングキャパシタ(C1)と、第2レグ(Le2)に含まれるフライングキャパシタ(C4)の電圧をそれぞれ、直流電源(2)の1/4の電圧に収束させることができ、当該電圧のアンバランスによる不具合の発生を防止することができる。
[項目2]
前記第1パターンと前記第2パターンは、前記電力変換装置(1)と前記系統電源(3)/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、切り替えられることを特徴とする項目1に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、パターン切り替え時の過電流を抑制することができる。
[項目3]
前記第1レグ(Le1)は、
直列に接続される第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)、第3スイッチング素子(Q3)及び第4スイッチング素子(Q4)と、当該4個のスイッチング素子(Q1-Q4)により充放電される第1フライングキャパシタ(C1)を有する第1フライングキャパシタ回路(11)と、
直列に接続される第5スイッチング素子(Q5)、第6スイッチング素子(Q6)、第7スイッチング素子(Q7)及び第8スイッチング素子(Q8)と、当該4個のスイッチング素子(Q5-Q8)により充放電される第2フライングキャパシタ(C2)を有する第2フライングキャパシタ回路(12)と、
前記第1フライングキャパシタ回路(11)の中点と前記第2フライングキャパシタ回路(12)の中点との間に直列に接続される第1スイッチ部(Q17、Q18)と第2スイッチ部(Q19、Q20)を有し、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)と前記第2スイッチ部(Q19、Q20)との間の接続点が、前記系統電源(3)/交流負荷に接続された交流経路の一端に接続される第1出力回路(15)と、
を含み、
前記第2レグ(Le2)は、
直列に接続される第9スイッチング素子(Q9)、第10スイッチング素子(Q10)、第11スイッチング素子(Q11)及び第12スイッチング素子(Q12)と、当該4個のスイッチング素子(Q9-Q12)により充放電される第3フライングキャパシタ(C3)を有する第3フライングキャパシタ回路(13)と、
直列に接続される第13スイッチング素子(Q13)、第14スイッチング素子(Q14)、第15スイッチング素子(Q15)及び第16スイッチング素子(Q16)と、当該4個のスイッチング素子(Q13-Q16)により充放電される第4フライングキャパシタ(C4)を有する第4フライングキャパシタ回路(14)と、を含み、
前記第3フライングキャパシタ回路(13)の中点と前記第4フライングキャパシタ回路(14)の中点との間に直列に接続される第3スイッチ部(Q21、Q22)と第4スイッチ部(Q23、Q24)を有し、前記第3スイッチ部(Q21、Q22)と前記第4スイッチ部(Q23、Q24)との間の接続点が、前記交流経路の他端に接続される第2出力回路(16)と、
を含み、
前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオン状態で、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオフ状態である第1状態と、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオン状態で、前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオフ状態である第2状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の正電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する正側の第1スイッチングパターンと、
前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオン状態で、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオフ状態である第3状態と、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオン状態で、前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオフ状態である第4状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の正電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する正側の第2スイッチングパターンが切り替え可能であり、
前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオフ状態で、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオン状態である第5状態と、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオフ状態で、前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオン状態である第6状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の負電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する負側の第1スイッチングパターンと、
前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオフ状態で、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオン状態である第7状態と、前記第2スイッチング素子(Q2)、前記第4スイッチング素子(Q4)、前記第6スイッチング素子(Q6)、前記第8スイッチング素子(Q8)、前記第10スイッチング素子(Q10)、前記第12スイッチング素子(Q12)、前記第14スイッチング素子(Q14)、前記第16スイッチング素子(Q16)、前記第1スイッチ部(Q17、Q18)、及び前記第4スイッチ部(Q23、Q24)がオフ状態で、前記第1スイッチング素子(Q1)、前記第3スイッチング素子(Q3)、前記第5スイッチング素子(Q5)、前記第7スイッチング素子(Q7)、前記第9スイッチング素子(Q9)、前記第11スイッチング素子(Q11)、前記第13スイッチング素子(Q13)、前記第15スイッチング素子(Q15)、前記第2スイッチ部(Q19、Q20)、及び前記第3スイッチ部(Q21、Q22)がオン状態である第8状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源(2)の半分の負電圧を前記系統電源(3)/交流負荷に供給する負側の第2スイッチングパターンが切り替え可能であることを特徴とする項目1に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、第1フライングキャパシタ(C1)、第2フライングキャパシタ(C2)、第3フライングキャパシタ(C3)及び第4フライングキャパシタ(C4)の電圧をそれぞれ、直流電源(2)の1/4の電圧に収束させることができ、当該電圧のアンバランスによる不具合の発生を防止することができる。
[項目4]
前記第1スイッチング素子(Q1)-前記第16スイッチング素子(Q16)、及び前記第1スイッチ部(Q17、Q18)-前記第4スイッチ部(Q23、Q24)を制御する制御部(30)をさらに備え、
前記制御部(30)は、前記電力変換装置(1)と前記系統電源(3)/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、前記正側の第1スイッチングパターンと前記正側の第2スイッチングパターンを切り替え、
前記制御部(30)は、前記電力変換装置(1)と前記系統電源(3)/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、前記負側の第1スイッチングパターンと前記負側の第2スイッチングパターンを切り替えることを特徴とする項目3に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、第1スイッチングパターンと第2スイッチングパターンの切り替え時の過電流を抑制することができる。
[項目5]
前記第1フライングキャパシタ(C1)-前記第4フライングキャパシタ(C4)のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部(41-44)をさらに備え、
前記制御部(30)は、(a)前記第1フライングキャパシタ(C1)の電圧と前記第4フライングキャパシタ(C4)の電圧の合計電圧と、前記直流電源(2)の半分の正電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第1フライングキャパシタ(C1)の電圧と前記第4フライングキャパシタ(C4)の電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記タイミングにおいて前記正側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記タイミングにおいて前記正側の第2スイッチングパターンを選択し、
前記制御部(30)は、(a)前記第2フライングキャパシタ(C2)の電圧と前記第3フライングキャパシタ(C3)の電圧の合計電圧と、前記直流電源(2)の半分の負電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第2フライングキャパシタ(C2)の電圧と前記第3フライングキャパシタ(C3)の電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記タイミングにおいて前記負側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記タイミングにおいて前記負側の第2スイッチングパターンを選択することを特徴とする項目4に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、第1スイッチングパターンと第2スイッチングパターンの切り替え時の過電流を抑制しつつ、第1フライングキャパシタ(C1)、第2フライングキャパシタ(C2)、第3フライングキャパシタ(C3)及び第4フライングキャパシタ(C4)の電圧を、目標値により早期に収束させることができる。
[項目6]
前記第1フライングキャパシタ(C1)-前記第4フライングキャパシタ(C4)のそれぞれの電圧を検出する電圧検出部(41-44)と、
前記第1スイッチング素子(Q1)-前記第16スイッチング素子(Q16)、及び前記第1スイッチ部(Q17、Q18)-前記第4スイッチ部(Q23、Q24)を制御する制御部(30)と、をさらに備え、
前記制御部(30)は、(a)前記第1フライングキャパシタ(C1)の電圧と前記第4フライングキャパシタ(C4)の電圧の合計電圧と、前記直流電源(2)の半分の正電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第1フライングキャパシタ(C1)の電圧と前記第4フライングキャパシタ(C4)の電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記正側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記正側の第2スイッチングパターンを選択し、
前記制御部(30)は、(a)前記第2フライングキャパシタ(C2)の電圧と前記第3フライングキャパシタ(C3)の電圧の合計電圧と、前記直流電源(2)の半分の負電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第2フライングキャパシタ(C2)の電圧と前記第3フライングキャパシタ(C3)の電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記負側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記負側の第2スイッチングパターンを選択することを特徴とする項目3に記載の電力変換装置(1)。
これによれば、第1フライングキャパシタ(C1)、第2フライングキャパシタ(C2)、第3フライングキャパシタ(C3)及び第4フライングキャパシタ(C4)の電圧を、目標値にさらに早期に収束させることができる。
Claims (6)
- 直流電源の正側バスと負側バスとの間に並列に接続され、それぞれが少なくとも1つのフライングキャパシタを有する複数のレグと、
前記直流電源の正側バスと負側バスとの間に、直列に接続された第1分割コンデンサ及び第2分割コンデンサと、を備え、
前記レグは、系統電源/交流負荷に接続された交流経路の1つに接続されており、
前記レグは、前記第1分割コンデンサと前記第2分割コンデンサとの間の中性点に接続されており、
前記直流電源、前記複数のレグのうちの第1レグに含まれるフライングキャパシタ、前記系統電源/交流負荷、前記複数のレグのうちの第2レグに含まれるフライングキャパシタ、前記直流電源の経路で前記2つのフライングキャパシタが充電される状態と、前記系統電源/交流負荷、前記第2レグに含まれるフライングキャパシタ、前記中性点、前記第1レグに含まれるフライングキャパシタ、前記系統電源/交流負荷の経路で前記2つのフライングキャパシタが放電される状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する第1パターンと、
前記第1分割コンデンサ、前記第1レグに含まれるフライングキャパシタ、前記系統電源/交流負荷、前記第2レグに含まれるフライングキャパシタ、前記第1分割コンデンサの経路で前記第1レグに含まれるフライングキャパシタが充電され、前記第2レグに含まれるフライングキャパシタが放電される状態と、前記第2分割コンデンサ、前記第1レグに含まれるフライングキャパシタ、前記系統電源/交流負荷、前記第2レグに含まれるフライングキャパシタ、前記第2分割コンデンサの経路で前記第1レグに含まれるフライングキャパシタが放電され、前記第2レグに含まれるフライングキャパシタが充電される状態と、を交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する第2パターンが切り替え可能であることを特徴とする電力変換装置。 - 前記第1パターンと前記第2パターンは、前記電力変換装置と前記系統電源/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、切り替えられることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1レグは、
直列に接続される第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子と、当該4個のスイッチング素子により充放電される第1フライングキャパシタを有する第1フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される第5スイッチング素子、第6スイッチング素子、第7スイッチング素子及び第8スイッチング素子と、当該4個のスイッチング素子により充放電される第2フライングキャパシタを有する第2フライングキャパシタ回路と、
前記第1フライングキャパシタ回路の中点と前記第2フライングキャパシタ回路の中点との間に直列に接続される第1スイッチ部と第2スイッチ部を有し、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部との間の接続点が、前記系統電源/交流負荷に接続された交流経路の一端に接続される第1出力回路と、
を含み、
前記第2レグは、
直列に接続される第9スイッチング素子、第10スイッチング素子、第11スイッチング素子及び第12スイッチング素子と、当該4個のスイッチング素子により充放電される第3フライングキャパシタを有する第3フライングキャパシタ回路と、
直列に接続される第13スイッチング素子、第14スイッチング素子、第15スイッチング素子及び第16スイッチング素子と、当該4個のスイッチング素子により充放電される第4フライングキャパシタを有する第4フライングキャパシタ回路と、を含み、
前記第3フライングキャパシタ回路の中点と前記第4フライングキャパシタ回路の中点との間に直列に接続される第3スイッチ部と第4スイッチ部を有し、前記第3スイッチ部と前記第4スイッチ部との間の接続点が、前記交流経路の他端に接続される第2出力回路と、
を含み、
前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオン状態で、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオフ状態である第1状態と、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオン状態で、前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオフ状態である第2状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の正電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する正側の第1スイッチングパターンと、
前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオン状態で、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオフ状態である第3状態と、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオン状態で、前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオフ状態である第4状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の正電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する正側の第2スイッチングパターンが切り替え可能であり、
前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオフ状態で、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオン状態である第5状態と、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオフ状態で、前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオン状態である第6状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の負電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する負側の第1スイッチングパターンと、
前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオフ状態で、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオン状態である第7状態と、前記第2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、前記第8スイッチング素子、前記第10スイッチング素子、前記第12スイッチング素子、前記第14スイッチング素子、前記第16スイッチング素子、前記第1スイッチ部、及び前記第4スイッチ部がオフ状態で、前記第1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、前記第7スイッチング素子、前記第9スイッチング素子、前記第11スイッチング素子、前記第13スイッチング素子、前記第15スイッチング素子、前記第2スイッチ部、及び前記第3スイッチ部がオン状態である第8状態とを交互に繰り返すことにより、前記直流電源の半分の負電圧を前記系統電源/交流負荷に供給する負側の第2スイッチングパターンが切り替え可能であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1スイッチング素子-前記第16スイッチング素子、及び前記第1スイッチ部-前記第4スイッチ部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記電力変換装置と前記系統電源/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、前記正側の第1スイッチングパターンと前記正側の第2スイッチングパターンを切り替え、
前記制御部は、前記電力変換装置と前記系統電源/交流負荷との間に流れる電流がゼロとなるタイミングで、前記負側の第1スイッチングパターンと前記負側の第2スイッチングパターンを切り替えることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記第1フライングキャパシタ-前記第4フライングキャパシタのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、(a)前記第1フライングキャパシタの電圧と前記第4フライングキャパシタの電圧の合計電圧と、前記直流電源の半分の正電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第1フライングキャパシタの電圧と前記第4フライングキャパシタの電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記タイミングにおいて前記正側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記タイミングにおいて前記正側の第2スイッチングパターンを選択し、
前記制御部は、(a)前記第2フライングキャパシタの電圧と前記第3フライングキャパシタの電圧の合計電圧と、前記直流電源の半分の負電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第2フライングキャパシタの電圧と前記第3フライングキャパシタの電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記タイミングにおいて前記負側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記タイミングにおいて前記負側の第2スイッチングパターンを選択することを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記第1フライングキャパシタ-前記第4フライングキャパシタのそれぞれの電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1スイッチング素子-前記第16スイッチング素子、及び前記第1スイッチ部-前記第4スイッチ部を制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、(a)前記第1フライングキャパシタの電圧と前記第4フライングキャパシタの電圧の合計電圧と、前記直流電源の半分の正電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第1フライングキャパシタの電圧と前記第4フライングキャパシタの電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記正側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記正側の第2スイッチングパターンを選択し、
前記制御部は、(a)前記第2フライングキャパシタの電圧と前記第3フライングキャパシタの電圧の合計電圧と、前記直流電源の半分の負電圧との偏差の絶対値と、(b)前記第2フライングキャパシタの電圧と前記第3フライングキャパシタの電圧との偏差の絶対値とを比較し、前者が大きいとき前記負側の第1スイッチングパターンを選択し、後者が大きいとき前記負側の第2スイッチングパターンを選択することを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
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