JPH08196086A - 直交変換装置 - Google Patents

直交変換装置

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JPH08196086A
JPH08196086A JP7003671A JP367195A JPH08196086A JP H08196086 A JPH08196086 A JP H08196086A JP 7003671 A JP7003671 A JP 7003671A JP 367195 A JP367195 A JP 367195A JP H08196086 A JPH08196086 A JP H08196086A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
circuit
switching circuit
series
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7003671A
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English (en)
Inventor
Hisashi Fujimoto
久 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】直流電力を単相三線式交流に変換する直交変換
装置の回路構成を簡単にして、低コスト化を計る。 【構成】直流電源1の直流を1組の高周波インバータ2
0により高周波の交流に変換し、高周波インバータ20
の出力に二次巻線に中間タップを有する高周波変圧器4
0,50をそれぞれ接続し、高周波変圧器40,50の
二次巻線にそれぞれ単相サイクロコンバータ60,70
を接続して低周波の交流に変換することにより単相三線
式交流に出力する構成とし、高周波インバータ20の構
成を上,下アームからなるスイッチング直列回路を3組
で実現させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば太陽電池,燃
料電池などの直流電源より得られる直流電力を単相三線
式交流出力に変換する直交変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、この種の直交変換装置の第1の
従来例を示すブロック構成図である。図5において、1
は太陽電池,燃料電池などの直流電源、2,3は直流電
源1から出力される直流電圧を単相の高周波の交流電圧
に変換する単相高周波インバータ、4,5は直交変換装
置の直流−交流間を絶縁する高周波変圧器、6,7は高
周波の交流を低周波の単相交流に変換する単相サイクロ
コンバータ、8,9は単相サイクロコンバータの出力の
高調波成分を除去するフィルタであり、単相三線式交流
とするためにフィルタ8,9のそれぞれの共通端子を接
続して単相三線式交流の出力の中性点端子としている。
【0003】図6は、この種の直交変換装置の第2の従
来例を示すブロック構成図であり、図5と同一機能のも
のには同一符号を付して、その説明は省略する。すなわ
ち図6においては、フィルタ8を介して得られた低周波
の単相交流を、二次巻線に中間タップを有する低周波変
圧器10により単相三線式交流に変換した構成である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5に示した第1の従
来例では、インババータ,サイクロコンバータなどの主
回路構成部品が単相二線式交流を出力する直交変換装置
の2倍必要となり、装置が大形化し、コストアップする
という問題があった。また、図6に示した第2の従来例
では、二次巻線に中間タップを有する低周波の変圧器を
必要とし、サイクロコンバータは前記変圧器の1次巻線
の電圧を制御するようにするので、前記変圧器の二次巻
線に接続されるそれぞれの負荷が不平衡の場合には、前
記それぞれの負荷の電圧が制御できないという問題もあ
った。
【0005】この発明の目的は、上記問題点を解決する
単相三線式交流を出力する直交変換装置を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、直流電源よ
り得られる直流電力を単相三線式交流電力に変換する直
交変換装置において、半導体スイッチ素子とダイオード
との逆並列接続で構成した第1スイッチング回路に同じ
構成の第2スイッチング回路を直列接続した第1スイッ
チング直列回路と、前記第1スイッチング回路と同じ構
成の第3スイッチング回路と第4スイッチング回路とを
直列接続した第2スイッチング直列回路と、前記第1ス
イッチング回路と同じ構成の第5スイッチング回路と第
6スイッチング回路とを直列接続した第3スイッチング
直列回路と、前記直流電源とをそれぞれ相互に並列接続
し、前記第1スイッチング直列回路の中間接続点と前記
第3スイッチング直列回路の中間接続点とに中間タップ
付き二次巻線を有する第1変圧器の一次巻線をそれぞれ
接続し、前記第3スイッチング直列回路の中間接続点と
前記第2スイッチング直列回路の中間接続点とに中間タ
ップ付き二次巻線を有する第2変圧器の一次巻線をそれ
ぞれ接続し、前記第1スイッチング回路と同じ構成の第
7スイッチング回路と第8スイッチング回路とを直列接
続した第4スイッチング直列回路と、前記第1スイッチ
ング回路と同じ構成の第9スイッチング回路と第10ス
イッチング回路とを直列接続した第5スイッチング直列
回路と、前記第1スイッチング回路と同じ構成の第11
スイッチング回路と第12スイッチング回路とを直列接
続した第6スイッチング直列回路とをそれぞれ相互に並
列接続し、前記第4スイッチング直列回路の中間接続点
に前記第1変圧器の二次巻線の一方の端子を接続し、前
記第5スイッチング直列回路の中間接続点に前記第1変
圧器の二次巻線の他方の端子を接続し、前記第6スイッ
チング直列回路の中間接続点に第1フィルタの入力端子
を接続し、前記第1スイッチング回路と同じ構成の第1
3スイッチング回路と第14スイッチング回路とを直列
接続した第7スイッチング直列回路と、前記第1スイッ
チング回路と同じ構成の第15スイッチング回路と第1
6スイッチング回路とを直列接続した第8スイッチング
直列回路と、前記第1スイッチング回路と同じ構成の第
17スイッチング回路と第18スイッチング回路とを直
列接続した第9スイッチング直列回路とをそれぞれ相互
に並列接続し、前記第7スイッチング直列回路の中間接
続点に前記第2変圧器の二次巻線の一方の端子を接続
し、前記第8スイッチング直列回路の中間接続点に前記
第2変圧器の二次巻線の他方の端子を接続し、前記第9
スイッチング直列回路の中間接続点に第2フィルタの入
力端子を接続し、前記第1フィルタの出力端子を単相三
線式交流出力の一方の出力端子とし、前記第2フィルタ
の出力端子を単相三線式交流出力の他方の出力端子と
し、前記第1変圧器の二次巻線の中間タップと、前記第
2変圧器の二次巻線の中間タップと、前記第1フィルタ
の共通端子と、前記第2フィルタの共通端子とをそれぞ
れ相互に並列接続して単相三線式交流出力の中性点端子
とする。
【0007】
【作用】この発明によれば、第1〜第3チイッチング直
列回路から形成される1組の高周波インバータで構成で
きるので主回路構成が簡単となり、第4〜第6スイッチ
ング直列回路および第7〜第9スイッチング直列回路か
ら形成される2組の単相サイクロコンバータにより単相
三線式交流出力のそれぞれの負荷の電圧を直接,個別に
制御できる。
【0008】
【実施例】図1は、この発明の実施例を示す単相三線式
交流を出力する直交変換装置のブロック構成図である。
図1において、1は太陽電池,燃料電池などの直流電
源、20は直流電源1から出力される直流電圧を高周波
の交流電圧に変換する高周波インバータ、40,50は
高周波インバータ20のそれぞれの出力端子に接続さ
れ、二次巻線に中間タップを有する高周波変圧器、6
0,70は高周波変圧器40,50それぞれの二次巻線
から出力される高周波の交流を低周波の単相交流に変換
する単相サイクロコンバータ、8,9は単相サイクロコ
ンバータ60,70それぞれの出力の高調波成分を除去
するフィルタであり、単相三線式交流とするために高周
波変圧器40,50それぞれの二次巻線に中間タップと
フィルタ8,9のそれぞれの共通端子とを並列接続して
単相三線式交流の出力の中性点端子としている。
【0009】図2は、図1に示した高周波インバータ2
0、高周波変圧器40,50の詳細回路構成図である。
図2の回路の動作を、図3に示す動作波形図を参照しつ
つ、以下に説明する。図2において、第5スイッチング
回路S5と第6スイッチング回路S6とは、それぞれ図
3(a),(b)に示すように常に50%デューティで
交互に点弧しておく。
【0010】第1スイッチング回路S1,第2スイッチ
ング回路S2は、高周波変圧器40の励磁電圧波形を制
御するスイッチであり、図3(c),(d)に示すよう
に第5スイッチング回路S5と第6スイッチング回路S
6の切換えタイミングを中心とした最大50%デュティ
のパルス幅で交互に点弧する。第1スイッチング回路S
1と第6スイッチング回路S6の点弧時に高周波変圧器
40は正極性に励磁され、また第2スイッチング回路S
2と第5スイッチング回路S5の点弧時に負極性に励磁
される。
【0011】第3スイッチング回路S3,第4スイッチ
ング回路S4は、高周波変圧器50の励磁電圧波形を制
御するスイッチであり、図3(e),(f)に示すよう
に第5スイッチング回路S5と第6スイッチング回路S
6の切換えタイミングを中心とした最大50%デュティ
のパルス幅で交互に点弧する。第3スイッチング回路S
3と第6スイッチング回路S6の点弧時に高周波変圧器
50は負極性に励磁され、また第4スイッチング回路S
4と第5スイッチング回路S5の点弧時に正極性に励磁
される。
【0012】上述の動作により高周波インバータ20
は、第1スイッチング回路S1,第2スイッチング回路
S2の点弧と第3スイッチング回路S3,第4スイッチ
ング回路S4の点弧とを各々個別に制御することによ
り、図3(g),(h)に示すように高周波変圧器4
0,50はそれぞれ独立に制御が可能となる。図4は、
図1に示す単相サイクロコンバータ60の詳細回路構成
図である。
【0013】図4の回路において、出力端子R,N間に
正電圧を出力する場合の動作について説明する。第11
スイッチング回路S11を点弧し、高周波変圧器40の
励磁が正極性の場合には第7スイッチング回路S7を、
また高周波変圧器40の励磁が負極性の場合には第9ス
イッチング回路S9を、さらに高周波変圧器40の励磁
がゼロの場合には第7スイッチング回路S7,第9スイ
ッチング回路S9をそれぞれ点弧する。これにより、正
電流出力時には第7スイッチング回路S7のダイオード
(第9スイッチング回路S9のダイオード),第11ス
イッチング回路S11または第7スイッチング回路S7
のダイオード,第9スイッチング回路S9のダイオー
ド,第11スイッチング回路S11を通流し、負電流出
力の場合には、第7スイッチング回路S7(第9スイッ
チング回路S9),第11スイッチング回路S11のダ
イオードまたは第7スイッチング回路S7,第9スイッ
チング回路S9,第11スイッチング回路S11のダイ
オードを通流する。
【0014】次に、出力端子R,N間に負電圧を出力す
る場合の動作について説明する。第12スイッチング回
路S12を点弧し、高周波変圧器40の励磁が正極性の
場合には第10スイッチング回路S10を、高周波変圧
器40の励磁が負極性の場合には第8スイッチング回路
S8を、さらに高周波変圧器40の励磁がゼロの場合に
は第8スイッチング回路S8,第10スイッチング回路
S10をそれぞれ点弧する。これにより、正電流出力時
には第8スイッチング回路S7(第10スイッチング回
路S10),第12スイッチング回路S12のダイオー
ドまたは第8スイッチング回路S8,第10スイッチン
グ回路S10,第12スイッチング回路S12のダイオ
ードを通流し、負電流出力の場合には、第8スイッチン
グ回路S8のダイオード(第10スイッチング回路S1
0のダイオード),第12スイッチング回路S12また
は第8スイッチング回路S8のダイオード,第10スイ
ッチング回路S10のダイオード,第12スイッチング
回路S12を通流する。
【0015】以上では、中間タップを有する高周波変圧
器40の二次巻線の出力から得られる高周波の交流を、
低周波の単相交流に変換する単相サイクロコンバータ6
0の動作について説明したが、中間タップを有する高周
波変圧器50の二次巻線の出力から得られる高周波の交
流を、低周波の単相交流に変換する単相サイクロコンバ
ータ70の動作も上述の動作と同様なので、ここでは、
その説明を省略する。
【0016】また、高周波インバータ20、単相サイク
ロコンバータ60,70のスイッチング動作には、いず
れの変換回路においても図示しないスナバ回路を設け
て、上述のスイッチング動作をさせることがある。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、1組の高周波インバ
ータで構成できるので主回路構成が簡単,低コストとな
り、2組の単相サイクロコンバータにより単相三線式交
流出力のそれぞれの負荷の電圧を直接,個別に制御でき
るので、例えば太陽光発電システム、燃料電池発電シス
テムに好適な直交変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す直交変換装置のブロッ
ク構成図
【図2】図1の高周波インバータの詳細回路図
【図3】図2の動作説明図
【図4】図1のサイクロコンバータの詳細回路図
【図5】従来例を示す直交変換装置のブロック構成図
【図6】従来例を示す直交変換装置のブロック構成図
【符号の説明】
1 直流電源 2,3 単相高周波インバータ 4,5 変圧器 6,7 単相サイクロコンバータ 8,9 フィルタ 10 変圧器 20 高周波インバータ 40 変圧器 50 変圧器 60 単相サイクロコンバータ 70 単相サイクロコンバータ S1〜S18 第1〜第18スイッチング回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源より得られる直流電力を単相三線
    式交流電力に変換する直交変換装置において、 半導体スイッチ素子とダイオードとの逆並列接続で構成
    した第1スイッチング回路に同じ構成の第2スイッチン
    グ回路を直列接続した第1スイッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第3スイッチン
    グ回路と第4スイッチング回路とを直列接続した第2ス
    イッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第5スイッチン
    グ回路と第6スイッチング回路とを直列接続した第3ス
    イッチング直列回路と、 前記直流電源とをそれぞれ相互に並列接続し、 前記第1スイッチング直列回路の中間接続点と前記第3
    スイッチング直列回路の中間接続点とに中間タップ付き
    二次巻線を有する第1変圧器の一次巻線をそれぞれ接続
    し、 前記第3スイッチング直列回路の中間接続点と前記第2
    スイッチング直列回路の中間接続点とに中間タップ付き
    二次巻線を有する第2変圧器の一次巻線をそれぞれ接続
    し、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第7スイッチン
    グ回路と第8スイッチング回路とを直列接続した第4ス
    イッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第9スイッチン
    グ回路と第10スイッチング回路とを直列接続した第5
    スイッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第11スイッチ
    ング回路と第12スイッチング回路とを直列接続した第
    6スイッチング直列回路とをそれぞれ相互に並列接続
    し、 前記第4スイッチング直列回路の中間接続点に前記第1
    変圧器の二次巻線の一方の端子を接続し、 前記第5スイッチング直列回路の中間接続点に前記第1
    変圧器の二次巻線の他方の端子を接続し、 前記第6スイッチング直列回路の中間接続点に第1フィ
    ルタの入力端子を接続し、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第13スイッチ
    ング回路と第14スイッチング回路とを直列接続した第
    7スイッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第15スイッチ
    ング回路と第16スイッチング回路とを直列接続した第
    8スイッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第17スイッチ
    ング回路と第18スイッチング回路とを直列接続した第
    9スイッチング直列回路とをそれぞれ相互に並列接続
    し、 前記第7スイッチング直列回路の中間接続点に前記第2
    変圧器の二次巻線の一方の端子を接続し、 前記第8スイッチング直列回路の中間接続点に前記第2
    変圧器の二次巻線の他方の端子を接続し、 前記第9スイッチング直列回路の中間接続点に第2フィ
    ルタの入力端子を接続し、 前記第1フィルタの出力端子を単相三線式交流出力の一
    方の出力端子とし、 前記第2フィルタの出力端子を単相三線式交流出力の他
    方の出力端子とし、 前記第1変圧器の二次巻線の中間タップと、前記第2変
    圧器の二次巻線の中間タップと、前記第1フィルタの共
    通端子と、前記第2フィルタの共通端子とをそれぞれ相
    互に並列接続して単相三線式交流出力の中性点端子とす
    ることを特徴とする直交変換装置。
JP7003671A 1995-01-13 1995-01-13 直交変換装置 Pending JPH08196086A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400712A (zh) * 2018-02-10 2018-08-14 杰华特微电子(杭州)有限公司 一种高效降压电路及其控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400712A (zh) * 2018-02-10 2018-08-14 杰华特微电子(杭州)有限公司 一种高效降压电路及其控制方法

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