JPH05236755A - 直交変換装置 - Google Patents
直交変換装置Info
- Publication number
- JPH05236755A JPH05236755A JP4072388A JP7238892A JPH05236755A JP H05236755 A JPH05236755 A JP H05236755A JP 4072388 A JP4072388 A JP 4072388A JP 7238892 A JP7238892 A JP 7238892A JP H05236755 A JPH05236755 A JP H05236755A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- ripple
- reactor
- absorbed
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 平滑コンデンサの容量が少なく、電流リップ
ルのない直交変換装置を提供する。 【構成】 平滑コンデンサ両端の直流電圧を半導体素子
のスイッチングにより交流電圧に変換し負荷に供給する
直交変換装置において、前記平滑コンデンサに並列に前
記スイッチングの周波数のｎ次調波（ｎは奇数）に同調
したＬＣフィルタを接続したことを特徴とする。
ルのない直交変換装置を提供する。 【構成】 平滑コンデンサ両端の直流電圧を半導体素子
のスイッチングにより交流電圧に変換し負荷に供給する
直交変換装置において、前記平滑コンデンサに並列に前
記スイッチングの周波数のｎ次調波（ｎは奇数）に同調
したＬＣフィルタを接続したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流に変換する
装置、たとえば電圧形ＰＷＭインバータや電圧形チョッ
パに関し、とくに、負荷電流リップルを少なくできる直
交変換装置に関する。
装置、たとえば電圧形ＰＷＭインバータや電圧形チョッ
パに関し、とくに、負荷電流リップルを少なくできる直
交変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のチョッパ回路、図６は従来
の電圧形ＰＷＭインバータを示している。図５におい
て、１は大容量の電解コンデンサ、４はチョッパ用トラ
ンジスタ、５はダイオード、６はリアクトル、７はコン
デンサ、８は負荷である。また、図６において９は電圧
形ＰＷＭインバータ、１０はモータである。図５におい
て、チョッパ用トランジスタ４は断続運転するので、電
流ｉ1 の波形は図７のようにパルス状になる。したがっ
てこの電流リップルを吸収するために直流回路に大容量
でリップル耐量の大きい電解コンデンサ１が挿入され
る。図７の波形をフーリエ解析すると図８のような高調
波含有率となる。図７において横軸αは変調率（パルス
幅比）をあらわし、縦軸Ａは振幅、ｉ0 は直流成分、ｉ
1 はキャリア（スイッチング周波数）基本波成分、ｉ3
はキャリア第３次高調波成分をあらわす。なお、第５次
以降の高調波成分は除いている。また、偶数次高調波は
対称性から存在しない。図６におけるｉcoについても同
様である。
の電圧形ＰＷＭインバータを示している。図５におい
て、１は大容量の電解コンデンサ、４はチョッパ用トラ
ンジスタ、５はダイオード、６はリアクトル、７はコン
デンサ、８は負荷である。また、図６において９は電圧
形ＰＷＭインバータ、１０はモータである。図５におい
て、チョッパ用トランジスタ４は断続運転するので、電
流ｉ1 の波形は図７のようにパルス状になる。したがっ
てこの電流リップルを吸収するために直流回路に大容量
でリップル耐量の大きい電解コンデンサ１が挿入され
る。図７の波形をフーリエ解析すると図８のような高調
波含有率となる。図７において横軸αは変調率（パルス
幅比）をあらわし、縦軸Ａは振幅、ｉ0 は直流成分、ｉ
1 はキャリア（スイッチング周波数）基本波成分、ｉ3
はキャリア第３次高調波成分をあらわす。なお、第５次
以降の高調波成分は除いている。また、偶数次高調波は
対称性から存在しない。図６におけるｉcoについても同
様である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の直流回路
には、大容量の電解コンデンサを用いており、小形化、
低コスト化、高信頼性化を妨げており、コンデンサの大
きさは、主としてインバータばたはチョッパ側のリップ
ル電流を吸収するリップル電流耐量で決められるが、容
量が大きくなると電源から注入されるリップル電流も比
例して増加するというジレンマになっている。さらに、
将来、沸騰冷却を採用するようになった場合、電解コン
デンサは外置きしなければならない。本発明は以上の課
題を解決し、平滑コンデンサの容量が少なくてすむ電流
リップルのない直交変換装置を提供することを目的とす
る。
には、大容量の電解コンデンサを用いており、小形化、
低コスト化、高信頼性化を妨げており、コンデンサの大
きさは、主としてインバータばたはチョッパ側のリップ
ル電流を吸収するリップル電流耐量で決められるが、容
量が大きくなると電源から注入されるリップル電流も比
例して増加するというジレンマになっている。さらに、
将来、沸騰冷却を採用するようになった場合、電解コン
デンサは外置きしなければならない。本発明は以上の課
題を解決し、平滑コンデンサの容量が少なくてすむ電流
リップルのない直交変換装置を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、平滑コンデン
サ両端の直流電圧を半導体素子のスイッチングにより交
流電圧に変換し負荷に供給する直交変換装置において、
平滑コンデンサに並列にスイッチング周波数のｎ次調波
（ｎは奇数）に同調したＬＣフィルタを接続したもので
ある。
サ両端の直流電圧を半導体素子のスイッチングにより交
流電圧に変換し負荷に供給する直交変換装置において、
平滑コンデンサに並列にスイッチング周波数のｎ次調波
（ｎは奇数）に同調したＬＣフィルタを接続したもので
ある。
【０００５】
【作用】本発明によると、共振周波数ｆ＝１／（２π√
（ＬＣ））においてＬＣの直列回路のインピーダンスは
最小（理想的にはゼロ）になるので、各高調波の成分は
それぞれの共振周波数をもつフィルタに吸収されること
になる。
（ＬＣ））においてＬＣの直列回路のインピーダンスは
最小（理想的にはゼロ）になるので、各高調波の成分は
それぞれの共振周波数をもつフィルタに吸収されること
になる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明を適用したチョッパ回路を示
す。２はリアクトル、３はコンデンサで電解コンデンサ
１と並列にリアクトル２とコンデンサ３の直列体（ＬＣ
共振回路）が接続される。その他の回路部品は図５と同
様であるので、説明は省略する。トランジスタ４のスイ
ッチングで発生するリップル電流の基本波成分はリアク
トル２とコンデンサ３のＬＣ共振回路で吸収される。図
２は本発明を３相の電圧形ＰＷＭインバータに適用した
場合の例である。リップルの主成分はキャリア周波数と
なるので、リアクトル２とコンデンサ３のＬＣ共振回路
によってこの成分を吸収することができる。図３はＬＣ
共振回路を接続したときの電解コンデンサ１とＬＣ共振
回路に流れる電流（ｉco＋ｉLC）およびｉLCを示した図
である。この図からもわかるように、方形波と正弦波と
の差分を電解コンデンサ１が分担すればよいのでコンデ
ンサ容量が少なくてすむ。さらに、コンデンサ容量が少
なくなれば、より信頼性が高いフィルムコンデンサとの
置き換えも可能となる。図４は複数の共振フィルタをも
つチョッパ回路である。２１、２２、２３、２４はリア
クトルに、２５、２６、２７、２８はコンデンサであ
り、リアクトル２１とコンデンサ２５の直列体が電解コ
ンデンサ１に並列に接続され、スイッチング周波数の基
本波成分を吸収する。リアクトル２２とコンデンサ２６
の直列体も前記電解コンデンサ１に並列に接続され、ス
イッチング周波数の第３次高調波成分を吸収する。リア
クトル２３とコンデンサ２７の直列体は第５次高調波成
分を吸収する。リアクトル２４とコンデンサ２８は第ｎ
次高調波成分を吸収する。
す。２はリアクトル、３はコンデンサで電解コンデンサ
１と並列にリアクトル２とコンデンサ３の直列体（ＬＣ
共振回路）が接続される。その他の回路部品は図５と同
様であるので、説明は省略する。トランジスタ４のスイ
ッチングで発生するリップル電流の基本波成分はリアク
トル２とコンデンサ３のＬＣ共振回路で吸収される。図
２は本発明を３相の電圧形ＰＷＭインバータに適用した
場合の例である。リップルの主成分はキャリア周波数と
なるので、リアクトル２とコンデンサ３のＬＣ共振回路
によってこの成分を吸収することができる。図３はＬＣ
共振回路を接続したときの電解コンデンサ１とＬＣ共振
回路に流れる電流（ｉco＋ｉLC）およびｉLCを示した図
である。この図からもわかるように、方形波と正弦波と
の差分を電解コンデンサ１が分担すればよいのでコンデ
ンサ容量が少なくてすむ。さらに、コンデンサ容量が少
なくなれば、より信頼性が高いフィルムコンデンサとの
置き換えも可能となる。図４は複数の共振フィルタをも
つチョッパ回路である。２１、２２、２３、２４はリア
クトルに、２５、２６、２７、２８はコンデンサであ
り、リアクトル２１とコンデンサ２５の直列体が電解コ
ンデンサ１に並列に接続され、スイッチング周波数の基
本波成分を吸収する。リアクトル２２とコンデンサ２６
の直列体も前記電解コンデンサ１に並列に接続され、ス
イッチング周波数の第３次高調波成分を吸収する。リア
クトル２３とコンデンサ２７の直列体は第５次高調波成
分を吸収する。リアクトル２４とコンデンサ２８は第ｎ
次高調波成分を吸収する。
【０００７】
【発明の効果】以上のようにチョッパまたはＰＷＭイン
バータの電流リップルをＬＣ共振回路で吸収することで
平滑コンデンサの容量を大幅に消滅でき、装置を小形、
長寿命にできる。
バータの電流リップルをＬＣ共振回路で吸収することで
平滑コンデンサの容量を大幅に消滅でき、装置を小形、
長寿命にできる。
【図１】本発明を適用したチョッパ回路。
【図２】本発明を適用したＰＷＭインバータ。
【図３】本発明による回路電流説明図。
【図４】本発明を適用した複数の共振フィルタを持つチ
ョッパ回路。
ョッパ回路。
【図５】従来のチョッパ回路。
【図６】従来の電圧形ＰＷＭインバータ。
【図７】従来のチョッパ回路の電流波形説明図。
【図８】従来のチョッパ回路の電流の高調波波形図。
Claims (1)
- 【請求項１】 平滑コンデンサ両端の直流電圧を半導体
素子のスイッチングにより交流電圧に変換し負荷に供給
する直交変換装置において、前記平滑コンデンサに並列
に前記スイッチングの周波数のｎ次調波（ｎは奇数）に
同調したＬＣフィルタを接続したことを特徴とする直交
変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072388A JPH05236755A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 直交変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072388A JPH05236755A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 直交変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05236755A true JPH05236755A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13487854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4072388A Pending JPH05236755A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 直交変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05236755A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003070241A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Toshiba Corp | 電源装置 |
| JP2010252535A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2017093176A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 高周波電源装置および非接触電力伝送システム |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4072388A patent/JPH05236755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003070241A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Toshiba Corp | 電源装置 |
| JP2010252535A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2017093176A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 高周波電源装置および非接触電力伝送システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gnanasambandam et al. | Current-fed multilevel converters: an overview of circuit topologies, modulation techniques, and applications | |
| Buticchi et al. | A five-level single-phase grid-connected converter for renewable distributed systems | |
| Pitel | Phase-modulated, resonant power conversion techniques for high-frequency link inverters | |
| EP2879286A1 (en) | Five-level rectifier | |
| Modeer et al. | An analytical method for evaluating the power density of multilevel converters | |
| Lyu et al. | DC-link RMS current reduction by increasing paralleled three-phase inverter module number for segmented traction drive | |
| JPS63277425A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US20210058003A1 (en) | Filter and afe power cell phase control | |
| US20240332979A1 (en) | Power conversion system including a second circuit being configured to control a current or power such that the current or the power is synchronized with power ripples caused by the ac power supply or the ac load | |
| Lyu et al. | Instantaneous pulse power compensator for high-density single-phase inverters | |
| Klaassens et al. | Phase-staggering control of a series-resonant DC-DC converter with paralleled power modules | |
| Bifaretti et al. | Comparison of modulation techniques for active split dc-bus three-phase four-leg inverters | |
| JPS6268068A (ja) | 電力変換装置 | |
| Duggapu et al. | Comparison between diode clamped and H-bridge multilevel inverter (5 to 15 odd levels) | |
| JP2004254355A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH05236755A (ja) | 直交変換装置 | |
| Larsson et al. | Active DC link filter for two frequency electric locomotives | |
| Lee et al. | A study on reduction of common-mode voltage in matrix converter with unity input power factor and sinusoidal input/output waveforms | |
| Palanisamy et al. | A hysteresis space vector modulation for interleaved Vienna rectifier fed 3‐level neutral point clamped inverter system | |
| Hartwig et al. | Reduced Parasitics Leading to a 99.2% Efficient Single-Phase Nine-Level Inverter at a Switching Frequency of 800 kHz | |
| JPH0488884A (ja) | 電圧形インバータ | |
| Mikolajewski et al. | Zero-voltage-ripple rectifiers and DC/DC resonant converters | |
| Mochidate et al. | Total volume reduction of passive components in Grid-connected converters by introducing flying capacitor multilevel topology | |
| Wang et al. | Reliability-oriented design of a cost-effective active capacitor | |
| Kar et al. | Control of a three-phase diode clamped multilevel inverter using phase disposition modulation scheme |