JPH0898558A - サイクロコンバータ回路 - Google Patents

サイクロコンバータ回路

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JPH0898558A
JPH0898558A JP6230885A JP23088594A JPH0898558A JP H0898558 A JPH0898558 A JP H0898558A JP 6230885 A JP6230885 A JP 6230885A JP 23088594 A JP23088594 A JP 23088594A JP H0898558 A JPH0898558 A JP H0898558A
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JP
Japan
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circuit
switching
series
output
secondary winding
Prior art date
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Application number
JP6230885A
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English (en)
Inventor
Hisashi Fujimoto
久 藤本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】主回路構成およびスナバ回路を簡素化し、低コ
スト化を図る。 【構成】半導体スイッチ素子Q1〜Q8とダイオードD
1〜D8とによるスイッチング直列回路13〜16とス
ナバ回路17とを相互に並列接続し、高周波変圧器12
の二次巻線の端子u,vにスイッチング直列回路13,
14の中間接続点をそれぞれ接続し、スイッチング直列
回路15の中間接続点をフィルタ18を介して出力端子
Rとし、スイッチング直列回路16の中間接続点をフィ
ルタ19を介して出力端子Sとし、高周波変圧器12の
二次巻線の中間タップを出力端子Nとすることで、一般
的なスイッチング直列回路を使用可能とし、このスイッ
チング直列回路によりスナバエネルギーの放電用スイッ
チの機能もさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波の単相交流
を、低周波の単相交流に変換するサイクロコンバータ回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、この種の従来例に使用される単
相二線式交流出力のサイクロコンバータ回路の回路構成
を示し、図3に示すように図2の単相サイクロコンバー
タ7を2組を出力側で直列接続する、または、図4に示
すように図2の単相サイクロコンバータ7の出力側に低
周波の中間タップ付き変圧器8を接続することにより低
周波の単相三線式交流出力に変換している。
【0003】即ち、図2において、1は高周波インバー
タ、2は1次端子U,V、2次端子u,vおよび中間タ
ップcなどを備えた高周波変圧器、3はスナバ回生回
路、4はリアクトル、5はコンデンサ、Q11〜Q14
は半導体スイッチ素子、D11〜D14はダイオード、
R,Sは出力端子をそれぞれ示す。なお、リアクトル4
とコンデンサ5とでフィルタを構成している。
【0004】これは、半導体スイッチ素子Q11〜Q1
4とダイオードD11〜D14とをそれぞれ逆並列接続
してなるスイッチング回路を逆直列接続し、双方向スイ
ッチとして用いてサイクロコンバータを実現した例であ
る。図2の回路構成で、出力端子R−S間に正電圧を出
力する場合に、高周波変圧器2が正励磁期間であればQ
11,Q12を点弧し、負励磁期間であればQ13,Q
14を点弧する。また、出力端子R−S間に負電圧出力
の場合に、高周波変圧器2が正励磁期間であれば、Q1
3,Q14を点弧し、負励磁期間であれば、Q11,Q
12を点弧する。なお、スナバ回生回路3にはエネルギ
ーを吸収するための回路3aと、エネルギーを放電する
ための回路3bとが必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例におい
て、図3に示した構成例では、サイクロコンバータの主
回路構成部品が単相二線式交流出力のときの2倍必要と
なり、装置全体が大型化しコスト高になるという問題が
あった。また、図4に示した構成例では、低周波の中間
タップ付き変圧器の追加が必要となり、装置全体が大型
化し、さらに、低周波の交流出力は前記変圧器の一方の
出力端子を対象に制御するので、前記変圧器の出力側の
不平衡負荷に対する制御が困難であるという問題もあっ
た。
【0006】さらに、図2に示した回路構成例におい
て、半導体スイッチ素子などを使用した複雑なスナバ回
生回路を必要としていた。この発明の目的は、上記問題
点を解消する簡単な回路構成のサイクロコンバータ回路
を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】高周波の単相交流を、低
周波の単相交流に変換するサイクロコンバータ回路にお
いて、この発明は、高周波の単相交流電源の両端を中間
タップ付き二次巻線を有する変圧器の一次巻線のそれぞ
れの端子に接続し、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チイッチ
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、スナバ回路とを相互
に並列接続し、前記第1スイッチング直列回路の中間接
続点に前記変圧器の二次巻線の一方の端子を接続し、前
記第2スイッチング直列回路の中間接続点に前記変圧器
の二次巻線の他方の端子を接続し、前記第3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4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、前記変圧器の二次巻線
の中間タップと前記第1,第2フィルタそれぞれの共通
端子とを相互に並列接続し、前記第1フィルタの出力端
子を低周波の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前記低周波の単相三
線式交流出力の他方の出力端子とし、前記変圧器の二次
巻線の中間タップを前記低周波の単相三線式交流出力の
中性点端子とする。
【0008】
【作用】この発明によれば、高周波の中間タップ付き変
圧器と、4組のスイッチング直列回路と、スナバ回路と
で単相三線式交流出力を得られるので、主回路構成の簡
単化が図れるとともに、前記スイッチング直列回路を構
成する半導体スイッチ素子をスナバエネルギーの放電用
スイッチとして利用することでスナバ回路も簡単化し、
全体として小型化し低コスト化を図れ、しかも、単相三
線式交流出力のそれぞれの負荷の電圧を独立して制御で
きる。
【0009】
【実施例】図1は、この本発明の実施例を示す回路構成
図である。図1においては、高周波インバータなどから
構成される単相の高周波交流電源11の出力の両端を高
周波変圧器12の一次巻線の端子U,Vにそれぞれ接続
する。半導体スイッチ素子Q1〜Q8とダイオードD1
〜D8とをそれぞれ逆並列接続したスイッチング回路2
組を直列接続したスイッチング直列回路13〜16と、
スナバ回路17とを相互に並列接続する。スイッチング
直列回路13の中間接続点とスイッチング直列回路14
の中間接続点との間に高周波変圧器12の二次巻線の端
子u,vをそれぞれ接続する。スイッチング直列回路1
5の中間接続点をフィルタ18の入力に接続し、スイッ
チング直列回路16の中間接続点をフィルタ19の入力
に接続し、高周波変圧器12の二次巻線の中間タップc
とフィルタ18,19それぞれのコモン端子とを相互に
並列接続する。フィルタ18の出力を交流出力端子Rと
し、フィルタ19の出力を交流出力端子Sとし、高周波
変圧器12の二次巻線の中間タップcを交流出力の中性
点端子Nとしている。
【0010】この発明の実施例の動作を以下に説明す
る。図1において、高周波変圧器12が正励磁の期間に
は、半導体スイッチ素子Q1とQ4とを点弧させる。次
に、高周波変圧器12が正励磁から零励磁の期間になる
と半導体スイッチ素子Q2とQ4とを点弧させる。この
期間には、半導体スイッチ素子Q6とQ8とを点弧して
いるのでスイッチング直列回路13〜16の下側アーム
を通して還流モードを形成する。
【0011】また、高周波変圧器12が負励磁の期間に
は、半導体スイッチ素子Q2とQ3とを点弧させる。次
に、高周波変圧器12が負励磁から零励磁の期間になる
と半導体スイッチ素子Q1とQ3とを点弧させる。この
期間には、半導体スイッチ素子Q5とQ7とを点弧させ
るのでスイッチング直列回路13〜16の上側アームを
通して還流モードを形成する。 (1)交流出力RーN間に正電圧を出力する場合 半導体スイッチ素子Q5,Q6は入力電圧と同一周期で
交互に点弧し、Q5のオン期間が前記入力電圧の1周期
の50%以上、すなわちデューティD=50%以上であ
れば、交流出力RーN間に正方向電圧を出力する。
【0012】このときの電流通流経路は以下のようにな
る。高周波変圧器12が 正励磁期間: u→D1→Q5→R→N→c 負励磁期間: v→D3→Q5→R→N→c 零励磁期間: u,v→D1,D3→Q5→R→N→c (2)交流出力RーN間に負電圧を出力する場合 半導体スイッチ素子Q5,Q6は入力電圧と同一周期で
交互に点弧し、Q5のオン期間が前記入力電圧の1周期
の50%以下、すなわちデューティD=50%以下であ
れば、交流出力RーN間に負方向電圧を出力する。
【0013】このときの電流通流経路は以下のようにな
る。高周波変圧器12が 正励磁期間: v→D4→Q6→R→N→c 負励磁期間: u→D2→Q6→R→N→c 零励磁期間: u,v→D2,D4→Q6→R→N→c 以上が、スイッチング直列回路13により交流出力Rー
N間を制御するときの基本動作であり、また、スイッチ
ング直列回路14を上述のスイッチング直列回路13と
同様に点弧すれば、交流出力SーN間を制御することが
できる。
【0014】また、スイッチング直列回路13とスイッ
チング直列回路14とは独立に制御可能であるため、交
流出力R−N間とS−N間とに異なる容量の負荷が接続
されたとき、すなわち不平衡負荷のときにも、それぞれ
個別に制御を行うことができる。さらに、高周波変圧器
12が正励磁のときに半導体スイッチ素子Q1とQ4と
を点弧させ、負励磁のときには半導体スイッチ素子Q2
とQ3とを点弧させることにより、スナバ回路17の吸
収したエネルギーを高周波変圧器12の二次巻線u−v
間の電圧まで放電する。
【0015】なお、図1の実施例では、単相の高周波交
流電源11の出力の両端に接続する高周波変圧器12を
備えた例を示したが、単相三線式配線の出力から得られ
る高周波電源を使用するときには、この高周波変圧器1
2は不要となる。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、いわゆるサイクロコ
ンバータ回路を、一般的なスイッチング直列回路で構成
するようにしたので、主回路の構成を簡単化することが
できる。また、主回路構成素子をスナバ回路の放電用ス
イッチとして利用できるため、回生回路を別回路で構成
する必要がなくなり、回路構成が簡単となる。その結
果、従来のものよりも小型で低コストにすることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す回路構成図
【図2】従来例を説明する回路構成図
【図3】第1の従来例を示す構成図
【図4】第2の従来例を示す構成図
【符号の説明】
1 高周波インバータ 2 高周波変圧器 3 スナバ回生回路 4 リアクトル 5 コンデンサ 7 単相サイクロコンバータ 8 変圧器 11 高周波交流電源 12 高周波変圧器 13〜16 スイッチング直列回路 17 スナバ回路 18,19 フィルタ Q1〜Q8 半導体スイッチ素子 Q11〜Q14 半導体スイッチ素子 D1〜D8 ダイオード D11〜D14 ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波の単相交流を、低周波の単相交流に
    変換するサイクロコンバータ回路において、 高周波の単相交流電源の両端を中間タップ付き二次巻線
    を有する変圧器の一次巻線のそれぞれの端子に接続し、 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チ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、 スナバ回路とを相互に並列接続し、 前記第1スイッチング直列回路の中間接続点に前記変圧
    器の二次巻線の一方の端子を接続し、 前記第2スイッチング直列回路の中間接続点に前記変圧
    器の二次巻線の他方の端子を接続し、 前記第3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4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、 前記変圧器の二次巻線の中間タップと前記第1,第2フ
    ィルタそれぞれの共通端子とを相互に並列接続し、 前記第1フィルタの出力端子を低周波の単相三線式交流
    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前記低周波の単相三線式
    交流出力の他方の出力端子とし、 前記変圧器の二次巻線の中間タップを前記低周波の単相
    三線式交流出力の中性点端子とすることを特徴とするサ
    イクロコンバータ回路。
JP6230885A 1994-09-27 1994-09-27 サイクロコンバータ回路 Pending JPH0898558A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070539A (ja) * 2011-09-24 2013-04-18 Shiga Sekkei Co Ltd 絶縁型双方向dc−dcコンバータ
JP2014518060A (ja) * 2011-05-26 2014-07-24 エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド 三相共振電力コンバータから単相電力を発生するための方法及び装置
WO2023129422A1 (en) * 2022-01-03 2023-07-06 Enphase Energy, Inc. Microinverter for use with storage system

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