JP7030070B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置に関し、特に制御信号を用いて、位相変換後の電流が連続せず、出力された交流電力の全高調波歪(THD)が大きいという問題を緩和する装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, particularly to a device that alleviates the problem that the current after phase conversion is not continuous and the total harmonic distortion (THD) of the output AC power is large by using a control signal.
米国登録特許第US6310787号、米国登録特許第US6181581号、欧州登録特許第EP1969694号等の特許は、電力変換装置を開示している。これらの電力変換装置は、電力の制御を行うものであるか、出力された交流電力は位相変換後の電流が連続せず、出力された交流電力の全高調波歪が大きいという問題を抱えていた。 Patents such as US Registered Patent No. US6310787, US Registered Patent No. US6181581, and European Registered Patent No. EP1969644 disclose power conversion devices. These power conversion devices control the power, or the output AC power has a problem that the current after the phase conversion is not continuous and the total harmonic distortion of the output AC power is large. rice field.
本発明は、従来の回路において出力された交流電力は位相変換後の電流が連続せず、全高調波歪が大きいという問題を解決するためになされたものである。 The present invention has been made to solve the problem that the AC power output in the conventional circuit does not have a continuous current after phase conversion and the total harmonic distortion is large.
上記課題を解決するための本発明は、電力変換装置を提供する。交流電力入力バスと、交流電力出力バスと、中性バスと、前記交流電力入力バスと前記中性バスとに接続された第1のコンデンサと、前記交流電力入力バスに接続された第1のインダクタと、第1のバスバーと、第2のバスバーと、前記第1のバスバーと前記第2のバスバーとに接続された第2のコンデンサと、第1のハーフブリッジ回路と、第2のハーフブリッジ回路と、第3のハーフブリッジ回路と、第2のインダクタと、コントローラとを含む。前記第1のハーフブリッジ回路は前記第1のバスバーに接続された第1のスイッチと、前記第1のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第2のスイッチとを含み、前記第1のインダクタが前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの間に接続され、前記第2のハーフブリッジ回路は前記第1のバスバーに接続された第3のスイッチと、前記第3のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第4のスイッチとを含み、前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間に前記交流電力出力バスが接続され、前記第3のハーフブリッジ回路は前記第1のバスバーに接続された第5のスイッチと、前記第5のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第6のスイッチとを含み、前記第2のインダクタの一端が前記第5のスイッチと前記第6のスイッチとの間に接続され、他端が前記中性バスに接続される。前記コントローラは前記第1のスイッチと、前記第2のスイッチと、前記第3のスイッチと、前記第4のスイッチと、前記第5のスイッチと、前記第6のスイッチとに制御信号を提供する。前記コントローラが前記第2のハーフブリッジ回路又は前記第3のハーフブリッジ回路に提供する前記制御信号は、混合した正弦波(以下、混合正弦波という)と高周波三角波キャリアとを比較して発生されるものであり、前記混合正弦波は低周波正弦波に前記低周波正弦波の第3高調波を混合して発生されるものであり、前記第1のハーフブリッジ回路及び前記第2のハーフブリッジ回路にて変調させる前記制御信号における前記低周波正弦波の位相は前記第3のハーフブリッジ回路にて変調させる前記制御信号における前記低周波正弦波と逆である。 The present invention for solving the above problems provides a power conversion device. An AC power input bus, an AC power output bus, a neutral bus, a first capacitor connected to the AC power input bus and the neutral bus, and a first capacitor connected to the AC power input bus. An inductor, a first bus bar, a second bus bar, a second capacitor connected to the first bus bar and the second bus bar, a first half-bridge circuit, and a second half bridge. It includes a circuit, a third half-bridge circuit, a second inductor, and a controller. The first half-bridge circuit includes a first switch connected to the first bus bar and a second switch connected in series with the first switch and connected to the second bus bar. The first inductor is connected between the first switch and the second switch, and the second half-bridge circuit is the third switch connected to the first bus bar and the first switch. The AC power output bus is connected between the third switch and the fourth switch, including a fourth switch connected in series to the third switch and connected to the second bus bar. The third half-bridge circuit includes a fifth switch connected to the first bus bar and a sixth switch connected in series with the fifth switch and connected to the second bus bar. One end of the second inductor is connected between the fifth switch and the sixth switch, and the other end is connected to the neutral bus. The controller provides control signals to the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, the fifth switch, and the sixth switch. .. The control signal provided by the controller to the second half-bridge circuit or the third half-bridge circuit is generated by comparing a mixed sine wave (hereinafter referred to as a mixed sine wave) with a high-frequency triangular wave carrier. The mixed sine wave is generated by mixing a low frequency sine wave with a third harmonic of the low frequency sine wave, and is generated by the first half bridge circuit and the second half bridge circuit. The phase of the low frequency sine wave in the control signal modulated by the third half bridge circuit is opposite to that of the low frequency sine wave in the control signal modulated by the third half bridge circuit.
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記電力変換装置は、前記交流電力出力バスと、前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間とに接続された第3のインダクタと、前記交流電力出力バスと前記中性バスとの間に接続され且つ前記第3のインダクタとフィルタ回路を構成する第3のコンデンサとを含む。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the power conversion apparatus comprises an AC power output bus, a third inductor connected between the third switch and the fourth switch, and a third inductor. It includes the third inductor connected between the AC power output bus and the neutral bus and a third capacitor constituting the filter circuit.
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記低周波正弦波の周波数は、前記電力変換装置に入力されるか、又は、前記電力変換装置によって出力される出力交流電力の周波数と同じである。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the frequency of the low frequency sine wave is the same as the frequency of the output AC power input to the power conversion device or output by the power conversion device. ..
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記コントローラが前記第1のスイッチと、前記第2のスイッチと、前記第3のスイッチと、前記第4のスイッチとに提供する前記制御信号はそれぞれ前記低周波正弦波と前記高周波三角波キャリアとを比較して発生されるものである。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the control signals provided by the controller to the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch are respectively. It is generated by comparing the low-frequency sine wave with the high-frequency triangular wave carrier.
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記電力変換装置は第1の差動アンプと、第2の差動アンプと、第3の差動アンプと、前記交流電力入力バスと前記第1のインダクタとに直列に接続され且つ前記コントローラに入力電流信号を出力する第1の電流検出素子と、前記交流電力出力バスに直列に接続され且つ前記コントローラに出力電流信号を出力する第2の電流検出素子と、前記交流電力出力バスと、前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間とに接続された第3のインダクタと、前記交流電力出力バスと前記中性バスとの間に接続され且つ前記第3のインダクタとフィルタ回路を構成する第3のコンデンサと、前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間に接続され且つ前記第3のインダクタに直列に接続されて前記コントローラに転流電流信号を出力する第3の電流検出素子とを含む。前記第1の差動アンプは前記交流電力入力バスに接続された第1の入力端子と、前記中性バスに接続された第2の入力端子と、前記コントローラに入力電圧信号を提供する第1の出力端子とを含み、前記第2の差動アンプは前記交流電力出力バスに接続された第3の入力端子と、前記中性バスに接続された第4の入力端子と、前記コントローラに出力電圧信号を提供する第2の出力端子とを含み、前記第3の差動アンプは前記第1のバスバーに接続された第5の入力端子と、前記第2のバスバーに接続された第6の入力端子と、前記コントローラにバスバー電圧信号を提供する第3の出力端子とを含み、前記コントローラは前記入力電流信号と、前記入力電圧信号と、前記バスバー電圧信号とに基づいて前記第1のハーフブリッジ回路に出力する制御信号を調整し、且つ前記出力電流信号と、前記出力電圧信号と、前記転流電流信号とに基づいて前記第2のハーフブリッジ回路に出力する制御信号を調整する。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the power conversion device includes a first differential amplifier, a second differential amplifier, a third differential amplifier, the AC power input bus, and the first differential amplifier. A first current detection element connected in series with the inductor and outputting an input current signal to the controller, and a second current connected in series with the AC power output bus and outputting an output current signal to the controller. Between the detection element, the AC power output bus, the third inductor connected between the third switch and the fourth switch, and between the AC power output bus and the neutral bus. The third capacitor connected to the third inductor and constituting the filter circuit is connected between the third switch and the fourth switch, and is connected in series with the third inductor. It includes a third current detecting element that outputs a commutation current signal to the controller. The first differential amplifier provides a first input terminal connected to the AC power input bus, a second input terminal connected to the neutral bus, and an input voltage signal to the controller. The second differential amplifier includes a third input terminal connected to the AC power output bus, a fourth input terminal connected to the neutral bus, and outputs to the controller. The third differential amplifier includes a second output terminal that provides a voltage signal, and the third differential amplifier has a fifth input terminal connected to the first bus bar and a sixth input terminal connected to the second bus bar. The controller includes an input terminal and a third output terminal that provides a bus bar voltage signal to the controller, wherein the controller is based on the input current signal, the input voltage signal, and the bus bar voltage signal. The control signal to be output to the bridge circuit is adjusted, and the control signal to be output to the second half bridge circuit is adjusted based on the output current signal, the output voltage signal, and the commutation current signal.
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記第1の入力端子と、前記第2の入力端子と、前記第3の入力端子と、前記第4の入力端子と、前記第5の入力端子と、前記第6の入力端子とには、直列接続分圧抵抗がそれぞれ設けられ、各前記直列接続分圧抵抗は少なくとも2つの抵抗からなる。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the first input terminal, the second input terminal, the third input terminal, the fourth input terminal, and the fifth input terminal. A series connection voltage dividing resistor is provided at each of the sixth input terminal, and each series connection voltage dividing resistor is composed of at least two resistors.
本発明に係る装置の一つの実施形態において、前記電力変換装置は前記第1のバスバーと前記第2のバスバーとに接続された直流電力変換回路を有する。 In one embodiment of the apparatus according to the present invention, the power conversion device has a DC power conversion circuit connected to the first bus bar and the second bus bar.
上述した内容より、本発明は従来技術に比べて以下の利点を有することが明らかになる。本発明に係る電力変換装置において、第1のハーフブリッジ回路、第2のハーフブリッジ回路及び第3のハーフブリッジ回路はいずれも高周波切替制御を採用し、且つ第3のハーフブリッジ回路を制御する制御信号が混合正弦波と高周波三角波キャリアとを比較して発生され、混合正弦波が低周波正弦波に低周波正弦波の第3高調波を混合して発生されるように構成することにより、出力交流電力が位相を変換する時(すなわち位相角が355~5度である時又は位相角が175~185度である時)の出力電流が連続し、且つ安定的な位相変換を実現できるという利点を有する。また、本発明による装置は、出力交流電力の全高調波歪が大きいという問題を解決することができる。 From the above-mentioned contents, it becomes clear that the present invention has the following advantages over the prior art. In the power conversion device according to the present invention, the first half-bridge circuit, the second half-bridge circuit, and the third half-bridge circuit all employ high-frequency switching control and control the third half-bridge circuit. The output is configured so that the signal is generated by comparing a mixed sine wave with a high frequency triangular carrier and the mixed sine wave is generated by mixing the low frequency sine wave with the third harmonic of the low frequency sine wave. The advantage that the output current is continuous when the AC power converts the phase (that is, when the phase angle is 355 to 5 degrees or when the phase angle is 175 to 185 degrees), and stable phase conversion can be realized. Has. Further, the apparatus according to the present invention can solve the problem that the total harmonic distortion of the output AC power is large.
以下各図を参照しながら、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to each figure.
図1~図4に示すように、本発明は電力変換装置100を提供する。電力変換装置100は、無停電電源装置又は通信機器に設置され、且つ当該装置を並列に接続することにより複数を具備するように実施してもよい。電力変換装置100は、交流電力入力バス11と、交流電力出力バス12と、中性バス13と、交流電力入力バス11と中性バス13とに接続された第1のコンデンサ14と、交流電力入力バス11に接続された第1のインダクタ15と、第1のバスバー16と、第2のバスバー17と、第1のバスバー16と第2のバスバー17とに接続された第2のコンデンサ18と、第1のハーフブリッジ回路19と、第2のハーフブリッジ回路20と、第3のハーフブリッジ回路21と、第2のインダクタ22と、コントローラ23とを含む。交流電力入力バス11及び中性バス13が交流電源50の正端子、負端子にそれぞれ接続され、交流電力出力バス12及び中性バス13は、負荷51の一端にそれぞれ接続されて負荷51に出力交流電力52を提供する。第1のハーフブリッジ回路19は、第1のバスバー16に接続された第1のスイッチ191と、第1のスイッチ191に直列に接続され且つ第2のバスバー17に接続された第2のスイッチ192とを含み、第1のインダクタ15が第1のスイッチ191と第2のスイッチ192との間に接続される。第2のハーフブリッジ回路20は第1のバスバー16に接続された第3のスイッチ201と、第3のスイッチ201に直列に接続され且つ第2のバスバー17に接続された第4のスイッチ202とを含み、第3のスイッチ201と第4のスイッチ202との間に交流電力出力バス12が接続される。第3のハーフブリッジ回路21は第1のバスバー16に接続された第5のスイッチ211と、第5のスイッチ211に直列に接続され且つ第2のバスバー17に接続された第6のスイッチ212とを含み、第2のインダクタ22の一端が第5のスイッチ211と第6のスイッチ212との間に接続され、他端が中性バス13に接続される。さらに、第1のスイッチ191、第2のスイッチ192、第3のスイッチ201、第4のスイッチ202、第5のスイッチ211及び第6のスイッチ212はそれぞれMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)であってもよい。さらに、本発明に係る電力変換装置100において、第1のコンデンサ14と、第1のインダクタ15と、第2のインダクタ22と、第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第5のスイッチ211と、第6のスイッチ212とにより整流回路40を構成し、また、第2のインダクタ22と、第3のインダクタ29と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202と、第5のスイッチ211と、第6のスイッチ212とによりコンバータ回路41を構成する。整流回路40は、交流電力を直流電力に変換し、コンバータ回路41は直流電力を交流電力に変換する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the present invention provides a
さらに、図1~図4に示すように、コントローラ23はマイクロコントローラ(MCU)であり、コントローラ23は、第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202と、第5のスイッチ211と、第6のスイッチ212とにそれぞれ接続され、且つ起動した後に第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202と、第5のスイッチ211と、第6のスイッチ212とにそれぞれ制御信号(60、61、62、63、64、65)を出力し、各制御信号(60、61、62、63、64、65)がそれぞれパルス幅変調(PWM)により発生され、第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202と、第5のスイッチ211と、第6のスイッチ212とが制御信号(60、61、62、63、64、65)の一つを受信するとオン状態又はオフ状態になるように構成される。さらに、本発明に係る装置の一つの実施形態において、出力交流電力52の全高調波歪を解消して、出力電流が連続しないという問題を解決するために、コントローラ23が第3のハーフブリッジ回路21に提供する制御信号64、65は、混合正弦波70と高周波三角波キャリア71とを比較して発生され、混合正弦波70は、低周波正弦波72に低周波正弦波72の第3高調波(図中73)を混合して発生されるものである。第3高調波73は正弦波であり、且つその周波数が低周波正弦波72より高い。第5のスイッチ211及び第6のスイッチ212が受信した制御信号64、65は逆の位相である。すなわち、第5のスイッチ211がオンした時に、第6のスイッチ212がオフし、第5のスイッチ211がオフした時に、第6のスイッチ212がオンするように設定されてもよい。低周波正弦波72の周波数は、電力変換装置100に入力されるか、又は、電力変換装置100によって出力される出力交流電力52の周波数と同じである。例えば、出力交流電力52の周波数が50Hzであれば、低周波正弦波72の周波数は50Hzである。また、コントローラ23が第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202とに提供する制御信号(60、61、62、63)は、別の低周波正弦波74と高周波三角波キャリア71とを比較して発生されるものである。なお、本発明の各実施形態に係る電力変換装置において、第1のハーフブリッジ回路19及び第2のハーフブリッジ回路20にて変調させる制御信号(60、61、62、63)における低周波正弦波74の位相は、第3のハーフブリッジ回路21にて変調させる制御信号64、65の低周波正弦波と逆である。図3(A)、図3(C)は第1のハーフブリッジ回路19及び第2のハーフブリッジ回路20に制御信号60、61、62、63を出力して変調させることを概略的に示し、図3(B)は第3のハーフブリッジ回路21に制御信号64、65を出力して変調させることを概略的に示している。なお、第1のスイッチ191及び第2のスイッチ192が受信した制御信号60、61は、逆の位相に設定されてもよい。第3のスイッチ201及び第4のスイッチ202が受信した制御信号62、63は、逆の位相に設定されてもよい。このように設定するのは、ハーフブリッジ回路に短絡が生じることを避けるためであり、これについては当業者にとって自明であるため、詳細な説明を省略する。
Further, as shown in FIGS. 1 to 4, the
図5に示すように、上記形態で実施する以外に、コントローラ23が第3のハーフブリッジ回路21に提供する制御信号64、65は、前記信号の変調方式を採用しなくてもよい。すなわち、制御信号64、65を発生させる時に混合正弦波70を使用しないように実施してもよい。当該実施形態に係る装置において、コントローラ23が第2のハーフブリッジ回路20に提供する制御信号62、63は、混合正弦波75と高周波三角波キャリア71とを比較して発生され、混合正弦波75は同じく、低周波正弦波74に低周波正弦波74の第3高調波(図中76)を混合して発生されるものである。なお、当該実施形態に係る装置において、第1のハーフブリッジ回路19を制御する制御信号60、61は、高周波制御信号であってもよく、第3のハーフブリッジ回路21を制御する制御信号64、65は、実施時の要件に応じて、高周波制御信号又は低周波制御信号であってもよい。さらに図6に示すように、本発明に係る装置の一つの実施形態において、制御信号64、65は基本的に低周波数であり、制御信号64、65の制御電位を切り替える時点は、出力交流電力52の位相角が175~185度又は355~5度にある時に対応し、前記2つの区間で制御信号64、65を高周波数にして実施する。
As shown in FIG. 5, other than the above embodiment, the control signals 64 and 65 provided by the
図7に示すように、本発明に係る装置の一つの実施形態において、電力変換装置100は、第1の差動アンプ24と、第2の差動アンプ25と、第3の差動アンプ26と、交流電力入力バス11と第1のインダクタ15とに直列に接続され且つコントローラ23に入力電流信号80を出力する第1の電流検出素子27と、交流電力出力バス12に直列に接続され且つコントローラ23に出力電流信号81を出力する第2の電流検出素子28とを含む。第1の差動アンプ24は、交流電力入力バス11に接続された第1の入力端子241と、中性バス13に接続された第2の入力端子242と、コントローラ23に入力電圧信号82を提供する第1の出力端子243とを含む。第2の差動アンプ25は、交流電力出力バス12に接続された第3の入力端子251と、中性バス13に接続された第4の入力端子252と、コントローラ23に出力電圧信号83を提供する第2の出力端子253とを含む。第3の差動アンプ26は、第1のバスバー16に接続された第5の入力端子261と、第2のバスバー17に接続された第6の入力端子262と、コントローラ23にバスバー電圧信号84を提供する第3の出力端子263とを含む。このように構成することにより、コントローラ23は、動作状態に応じて、第1のスイッチ191と、第2のスイッチ192と、第3のスイッチ201と、第4のスイッチ202とに対する制御を調整して、補償を行うことができる。図8に示すように、本発明に係る装置の一つの実施形態において、第1の入力端子241、第2の入力端子242には、直列接続分圧抵抗244、245がそれぞれ設けられ、各直列接続分圧抵抗244(245)は少なくとも2つの抵抗からなる。関連する図には第1の入力端子241及び第2の入力端子242に直列接続分圧抵抗244、245が設けられた形態を示しているが、本発明に係る装置を実施する際に、第3の入力端子251と、第4の入力端子252と、第5の入力端子261と、第6の入力端子262とにも、図示していない前記直列接続分圧抵抗を設けてもよい。このように構成することにより、直列接続分圧抵抗244、245によって、入力された電圧又は電流を分担することができる。
As shown in FIG. 7, in one embodiment of the apparatus according to the present invention, the
図1~図5を参照すると、前述したように、電力変換装置100は、交流電力出力バス12と、第3のスイッチ201と第4のスイッチ202との間に接続された第3のインダクタ29と、交流電力出力バス12と中性バス13との間に接続され且つ第3のインダクタ29とフィルタ回路42を構成する第3のコンデンサ30とをさらに含む。このように構成することにより、コンバータ回路41におけるノイズをフィルタリングして除去することができる。さらに、当該実施形態に係る装置において、電力変換装置100は、第3のスイッチ201と第4のスイッチ202との間に接続され且つ第3のインダクタ29に直列に接続されてコントローラ23に転流電流信号85を出力する第3の電流検出素子31をさらに含む。コントローラ23は、入力電流信号80と、入力電圧信号82と、バスバー電圧信号84とに基づいて第1のハーフブリッジ回路19に出力する制御信号60、61を調整し、且つ出力電流信号81と、出力電圧信号83と、転流電流信号85とに基づいて第2のハーフブリッジ回路20に出力する制御信号62、63を調整する。
Referring to FIGS. 1 to 5, as described above, in the
図9に示すように、本発明に係る装置の一つの実施形態において、電力変換装置100は、第1のバスバー16と第2のバスバー17とに接続された直流電力変換回路32をさらに含む。直流電力変換回路32は、直流電力の変調のために用いるか、又はそれに含まれるエネルギー貯蔵素子で充電することにより、電力変換装置100の予備電源として用いることができる。前記エネルギー貯蔵素子は、バッテリ又は電気二重層コンデンサなどである。
As shown in FIG. 9, in one embodiment of the apparatus according to the present invention, the
上述した内容より分かるように、本発明に係る電力変換装置は、第2のハーフブリッジ回路20又は第3のハーフブリッジ回路21の制御信号62、63、64、65が混合正弦波70(又は75)と高周波三角波キャリア71とを比較して発生されるように構成することにより、出力交流電力52が位相を変換する時(すなわち位相角が355~5度で時又は位相角が175~185である時)の出力電流が連続し、安定的な位相変換を実現できるという利点を有し、また、出力交流電力52の全高調波歪を低減することができる。
As can be seen from the above, in the power conversion device according to the present invention, the control signals 62, 63, 64, 65 of the second
100 電力変換装置
11 交流電力入力バス
12 交流電力出力バス
13 中性バス
14 第1のコンデンサ
15 第1のインダクタ
16 第1のバスバー
17 第2のバスバー
18 第2のコンデンサ
19 第1のハーフブリッジ回路
191 第1のスイッチ
192 第2のスイッチ
20 第2のハーフブリッジ回路
201 第3のスイッチ
202 第4のスイッチ
21 第3のハーフブリッジ回路
211 第5のスイッチ
212 第6のスイッチ
22 第2のインダクタ
23 コントローラ
24 第1の差動アンプ
241 第1の入力端子
242 第2の入力端子
243 第1の出力端子
244、245 各直列接続分圧抵抗
25 第2の差動アンプ
251 第3の入力端子
252 第4の入力端子
253 第2の出力端子
26 第3の差動アンプ
261 第5の入力端子
262 第6の入力端子
263 第3の出力端子
27 第1の電流検出素子
28 第2の電流検出素子
29 第3のインダクタ
30 第3のコンデンサ
31 第3の電流検出素子
32 直流電力変換回路
40 整流回路
41 コンバータ回路
42 フィルタ回路
50 交流電源
51 負荷
52 交流電力
60、61、62、63、64、65 制御信号
70 混合正弦波
71 高周波三角波キャリア
72 低周波正弦波
73 第3高調波
74 低周波正弦波
75 混合正弦波
76 第3高調波
80 入力電流信号
81 出力電流信号
82 入力電圧信号
83 出力電圧信号
84 バスバー電圧信号
85 転流電流信号
100
Claims (7)
負荷の一端に接続される交流電力出力バスと、
両端がそれぞれ、前記交流電源の負端子と前記負荷の他端に接続される中性バスと、
両端がそれぞれ、前記交流電力入力バスと前記中性バスとに接続された第1のコンデンサと、
前記交流電力入力バスと前記交流電力出力バスとの間に設置される第1のバスバーと、第2のバスバーと、
両端がそれぞれ、前記第1のバスバーと前記第2のバスバーとに接続された第2のコンデンサと、
前記第1のバスバーに接続された第1のスイッチと、前記第1のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第2のスイッチとを含み、前記交流電力入力バスが前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの間に接続されて構成される第1のハーフブリッジ回路と、
前記第1のバスバーに接続された第3のスイッチと、前記第3のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第4のスイッチとを含み、前記交流電力出力バスが前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間に接続されて構成される第2のハーフブリッジ回路と、
前記第1のバスバーに接続された第5のスイッチと、前記第5のスイッチに直列に接続され且つ前記第2のバスバーに接続された第6のスイッチとを含み、前記中性バスが前記第5のスイッチと前記第6のスイッチとの間に接続されて構成される第3のハーフブリッジ回路と、
前記交流電力入力バスと前記第1のハーフブリッジ回路との間に設置され、一端が前記交流電力入力バスに直列に接続され、他端が前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの間に接続される、第1のインダクタと、
前記中性バスと前記第3のハーフブリッジ回路との間に設置され、一端が前記第5のスイッチと前記第6のスイッチとの間に接続され、他端が前記中性バスに接続される第2のインダクタと、
前記第1のハーフブリッジ回路に第1制御信号を提供し、前記第2のハーフブリッジ回路に第2制御信号を提供し、前記第3のハーフブリッジ回路に第3制御信号を提供するコントローラであって、前記第3のハーフブリッジ回路に提供する前記第3制御信号は、混合した正弦波と高周波三角波キャリアとを比較して発生されるものであり、前記混合した正弦波は第1低周波正弦波に前記第1低周波正弦波の第3高調波を混合して発生されるものであり、前記第1のハーフブリッジ回路に提供する前記第1制御信号及び前記第2のハーフブリッジ回路に提供する前記第2制御信号は、第2低周波正弦波の変調により発生されるものであり、前記第2低周波正弦波の位相は前記第1低周波正弦波と逆であるコントローラとを含むことを特徴とする電力変換装置。 The AC power input bus connected to the positive terminal of the AC power supply,
The AC power output bus connected to one end of the load,
A neutral bus whose ends are connected to the negative terminal of the AC power supply and the other end of the load, respectively.
A first capacitor connected to the AC power input bus and the neutral bus, respectively, at both ends.
A first bus bar installed between the AC power input bus and the AC power output bus, a second bus bar, and
A second capacitor, both ends of which are connected to the first bus bar and the second bus bar, respectively.
The AC power input bus includes a first switch connected to the first bus bar and a second switch connected in series with the first switch and connected to the second bus bar. A first half-bridge circuit configured to be connected between the first switch and the second switch,
The AC power output bus includes a third switch connected to the first bus bar and a fourth switch connected in series to the third switch and connected to the second bus bar. A second half-bridge circuit configured to be connected between the third switch and the fourth switch,
The neutral bus comprises a fifth switch connected to the first bus bar and a sixth switch connected in series to the fifth switch and connected to the second bus bar, wherein the neutral bus is the first. A third half-bridge circuit configured to be connected between the switch 5 and the sixth switch,
Installed between the AC power input bus and the first half-bridge circuit, one end is connected in series with the AC power input bus and the other end is between the first switch and the second switch. Connected to the first inductor and
It is installed between the neutral bus and the third half-bridge circuit, one end is connected between the fifth switch and the sixth switch, and the other end is connected to the neutral bus. With the second inductor,
A controller that provides a first control signal to the first half-bridge circuit, a second control signal to the second half-bridge circuit, and a third control signal to the third half-bridge circuit. The third control signal provided to the third half-bridge circuit is generated by comparing a mixed sine wave and a high-frequency triangular wave carrier, and the mixed sine wave is a first low-frequency sine wave. It is generated by mixing the third harmonic of the first low frequency sine wave with the wave, and is provided to the first control signal provided to the first half bridge circuit and the second half bridge circuit. The second control signal is generated by modulation of the second low frequency sine wave, and includes a controller whose phase of the second low frequency sine wave is opposite to that of the first low frequency sine wave. A power conversion device characterized by.
前記第3のインダクタは、前記第2のハーフブリッジ回路と前記交流電力出力バスとの間に設置され、一端が前記交流電力出力バスに接続され、他端が前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの間に接続され、
前記第3のコンデンサは、両端がそれぞれ、前記交流電力出力バスと前記中性バスとに接続され、前記第3のインダクタとフィルタ回路を構成することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 Includes a third inductor and a third capacitor
The third inductor is installed between the second half-bridge circuit and the AC power output bus, one end of which is connected to the AC power output bus, and the other end of the third switch and the fourth. Connected to the switch of
The power conversion according to claim 1, wherein the third capacitor is connected to the AC power output bus and the neutral bus at both ends, respectively, to form the third inductor and a filter circuit. Device.
前記第1の差動アンプは前記交流電力入力バスに接続された第1の入力端子と、前記中性バスに接続された第2の入力端子と、前記コントローラに入力電圧信号を提供する第1の出力端子とを含み、前記第2の差動アンプは前記交流電力出力バスに接続された第3の入力端子と、前記中性バスに接続された第4の入力端子と、前記コントローラに出力電圧信号を提供する第2の出力端子とを含み、前記第3の差動アンプは前記第1のバスバーに接続された第5の入力端子と、前記第2のバスバーに接続された第6の入力端子と、前記コントローラにバスバー電圧信号を提供する第3の出力端子とを含み、前記コントローラは前記入力電流信号と、前記入力電圧信号と、前記バスバー電圧信号とに基づいて前記第1のハーフブリッジ回路に出力する前記第1制御信号を調整し、且つ前記出力電流信号と、前記出力電圧信号と、前記転流電流信号とに基づいて前記第2のハーフブリッジ回路に出力する前記第2制御信号を調整することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 A first differential amplifier, a second differential amplifier, a third differential amplifier, one end connected to the AC power input bus, the other end connected to one end of the first inductor and said above. It is installed between the first current detection element that outputs an input current signal to the controller, the second half-bridge circuit, and the AC power output bus, and one end is connected in series with the AC power output bus. A third inductor whose ends are connected in series between the third switch and the fourth switch, and one end which is connected to one end of the third inductor and the other end of which is the AC power output bus. A second current detection element that is connected to and outputs an output current signal to the controller, one end is connected between the second current detection element and the third inductor, and the other end is the neutral bus. A third inductor that is connected to the third inductor and constitutes a filter circuit, one end of which is connected between the third switch and the fourth switch, and the other end of the third inductor. It includes a third current detecting element connected to the other end and outputting a commutation current signal to the controller.
The first differential amplifier provides a first input terminal connected to the AC power input bus, a second input terminal connected to the neutral bus, and an input voltage signal to the controller. The second differential amplifier includes a third input terminal connected to the AC power output bus, a fourth input terminal connected to the neutral bus, and outputs to the controller. The third differential amplifier includes a second output terminal that provides a voltage signal, and the third differential amplifier has a fifth input terminal connected to the first bus bar and a sixth input terminal connected to the second bus bar. The controller includes an input terminal and a third output terminal that provides a bus bar voltage signal to the controller, wherein the controller is based on the input current signal, the input voltage signal, and the bus bar voltage signal. The second control that adjusts the first control signal to be output to the bridge circuit and outputs it to the second half bridge circuit based on the output current signal, the output voltage signal, and the commutation current signal. The power conversion device according to claim 1, wherein the signal is adjusted.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000262070A (en) | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Sanken Electric Co Ltd | Power converter |
JP2001157441A (en) | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Sanken Electric Co Ltd | Power conversion apparatus |
JP2005253262A (en) | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | Power converter |
JP2007082291A (en) | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Uninterruptible power-supply unit |
JP2007274825A (en) | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion device |
JP2010063329A (en) | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power converter |
JP2013038894A (en) | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Denso Corp | Discharge circuit for capacitor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09238481A (en) * | 1996-03-04 | 1997-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Power converting equipment |
-
2019
- 2019-01-04 JP JP2019000331A patent/JP7030070B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000262070A (en) | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Sanken Electric Co Ltd | Power converter |
JP2001157441A (en) | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Sanken Electric Co Ltd | Power conversion apparatus |
JP2005253262A (en) | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | Power converter |
JP2007082291A (en) | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Uninterruptible power-supply unit |
JP2007274825A (en) | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion device |
JP2010063329A (en) | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power converter |
JP2013038894A (en) | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Denso Corp | Discharge circuit for capacitor |
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