JPH10309081A - Control method for cycloconverter frequency link inverter - Google Patents

Control method for cycloconverter frequency link inverter

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Publication number
JPH10309081A
JPH10309081A JP9115630A JP11563097A JPH10309081A JP H10309081 A JPH10309081 A JP H10309081A JP 9115630 A JP9115630 A JP 9115630A JP 11563097 A JP11563097 A JP 11563097A JP H10309081 A JPH10309081 A JP H10309081A
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JP
Japan
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frequency transformer
frequency
output
cycloconverter
current
Prior art date
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Application number
JP9115630A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Matsuzaki
信博 松▲崎▼
Chuichi Aoki
忠一 青木
Tsutomu Ogata
努 尾形
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH10309081A publication Critical patent/JPH10309081A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply a connected load with a sine wave even when the polarity is different between the input voltage and the output voltage by employing a power supply rectifier system when the output current and the output voltage have a same polarity otherwise employing a natural rectifier system. SOLUTION: In the case of a lagging load 7 having an inductance component, one period of the basic wave of output voltage V0 and the input current IL of an output filter is divided into four intervals. A power supply rectifier system relying upon zero switching(ZCS) is employed for the interval where the input current IL of the output filter, the output current I0 and the output voltage V0 of an inverter have the same polarity. A natural rectifier system is employed for the interval where the input current IL of the output filter, the output current I0 and the output voltage V0 of the inverter have different polarities.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を交流電
力に変換するサイクロコンバータ方式高周波リンクイン
バータの制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method of a cycloconverter type high frequency link inverter for converting DC power into AC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】サイクロコンバータ方式高周波リンクイ
ンバータの構成を図1に示す。図中、1はサイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータ、2は直流電源、3
は高周波インバータ、4は高周波トランス、5はサイク
ロコンバータ、6は出力フィルタ、7は負荷、S+ 、S
- 、SU+、SL+、SU-、SL-は半導体スイッチ、DS+、
DS-、DSU+ 、DSL+ 、DSU- 、DSL- はダイオードで
ある。高周波トランス4の両端をVtr、サイクロコンバ
ータ5の出力電圧をVc 、サイクロコンバータ方式高周
波リンクインバータの出力電圧と電流をVo とIo と
し、出力フィルタの入力電流をIL とする。Vtr、Vc
、Vo 、Io 、およびIL の極性はそれぞれ図中に示
した極性を正極性とする。なお、各半導体スイッチに流
すことのできる電流の方向は、各々の半導体スイッチに
並列に接続されたダイオードに流すことのできる電流の
方向と逆方向である。また、半導体スイッチS+ 、S
-、SU+、SL+、SU-、SL-としては、例えば、IGB
T(InsulatedGate Bipolar T
ransistor)、MOSFET、バイポーラトラ
ンジスタ等を用いることができ、IGBTやMOSFE
Tを使用する場合には、IGBTやMOSFETの寄生
ダイオードをダイオードDS+、DS-、DSU+ 、DSL+ 、
DSU- 、DSL- として代用することができる。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows the configuration of a cycloconverter type high frequency link inverter. In the figure, 1 is a cycloconverter type high frequency link inverter, 2 is a DC power supply, 3
Is a high frequency inverter, 4 is a high frequency transformer, 5 is a cyclo converter, 6 is an output filter, 7 is a load, S +, S
-, SU +, SL +, SU-, SL- are semiconductor switches, DS +,
DS-, DSU +, DSL +, DSU- and DSL- are diodes. The both ends of the high frequency transformer 4 are Vtr, the output voltage of the cycloconverter 5 is Vc, the output voltage and current of the cycloconverter type high frequency link inverter are Vo and Io, and the input current of the output filter is IL. Vtr, Vc
, Vo, Io and IL have the positive polarity shown in FIG. Note that the direction of the current that can be passed through each semiconductor switch is opposite to the direction of the current that can be passed through the diode connected in parallel with each semiconductor switch. Also, semiconductor switches S +, S
-, SU +, SL +, SU-, and SL- are, for example, IGB
T (InsulatedGate Bipolar T
transcriptor, MOSFET, bipolar transistor, etc., and IGBT or MOSFE.
When using T, parasitic diodes of IGBT and MOSFET are replaced with diodes DS +, DS-, DSU +, DSL +,
DSU- and DSL- can be substituted.

【0003】次に、7が純抵抗負荷であった場合のサイ
クロコンバータ方式高周波リンクインバータ1の出力電
圧Vo と出力フィルタの入力電流IL の関係を図2に示
す。出力電圧Vo 及び出力フィルタの入力電流IL の基
本波の1周期は、出力電圧Vo と出力フィルタの入力電
流IL の極性により期間Aと期間Bの2つの期間に分け
られる。
FIG. 2 shows the relationship between the output voltage Vo of the cycloconverter type high frequency link inverter 1 and the input current IL of the output filter when 7 is a pure resistance load. One cycle of the fundamental wave of the output voltage Vo and the input current IL of the output filter is divided into two periods A and B depending on the polarity of the output voltage Vo and the input current IL of the output filter.

【0004】期間Aと期間Bにおける従来のサイクロコ
ンバータ方式高周波リンクインバータの制御方法をそれ
ぞれ、図10、図11、図13、図14に示す。図中、
太くした線が電流経路である。期間Aおよび期間Bにお
ける各部の波形と各半導体スイッチの駆動信号をそれぞ
れ図12と図15に示す。
FIGS. 10, 11, 13 and 14 show the control methods of the conventional cycloconverter type high frequency link inverter in the period A and the period B, respectively. In the figure,
The bold line is the current path. FIGS. 12 and 15 show the waveform of each part and the drive signal of each semiconductor switch in the period A and the period B, respectively.

【0005】期間Aと期間Bにおいては高周波インバー
タのスイッチS+ 、S- を鋸歯状波と正弦波を比較して
得られるPWM信号をもとにした信号により駆動し、サ
イクロコンバータのスイッチは、出力電流を流すことの
できるスイッチのみオンし続ける。
In the periods A and B, the switches S + and S- of the high-frequency inverter are driven by a signal based on a PWM signal obtained by comparing a sawtooth wave and a sine wave. Only the switch that can pass the output current is kept on.

【0006】まず、期間Aにおける従来のサイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータの制御方法を図1
0、図11、図12を参照しながら説明する。状態A−
1では、S+ 、SU+、SL+がオン状態で、S- 、SU-、
SL-がオフ状態である。高周波トランス4の1次側で
は、直流電源2、高周波トランス4、S+ 、直流電源2
という経路で電流が流れ、トランス1次側電圧Vtrは正
極性である。高周波トランス4の2次側では、高周波ト
ランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6のリアクト
ル、負荷7、高周波トランス4という経路で電流が流れ
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は正極性である。
この状態からS+ をオフすることにより状態A−2に移
行する。
First, a control method of a conventional cycloconverter type high frequency link inverter in a period A is shown in FIG.
0, FIG. 11, and FIG. Condition A-
At 1, S +, SU +, and SL + are on, and S-, SU-,
SL- is off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S +, the DC power supply 2
A current flows through the path, and the transformer primary side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity.
By turning off S + from this state, a transition is made to state A-2.

【0007】状態A−2ではSU+、SL+がオン状態で、
S+ 、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。トランス1
次側電圧Vtrは高周波トランス4の逆起電力により負極
性となり、高周波トランス4の1次側では、直流電源
2、DS-、高周波トランス4、直流電源2という経路で
電流が流れる。高周波トランス4の2次側では、高周波
トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6のリアクト
ル、負荷7、高周波トランス4という経路で流れている
電流が減少し、高周波トランス4、SL+、DSL+、出力
フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4と
いう経路で流れ始めた電流が増加する。サイクロコンバ
ータ出力電圧Vc は0である。この状態から、高周波ト
ランス4の1次側の、直流電源2、DS-、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で流れる電流が0になり、
高周波トランス4の2次側の、SU+とSL+に流れる電流
が等しくなることにより状態A−3に移行する。
In state A-2, SU + and SL + are on,
S +, S-, SU- and SL- are off. Transformer 1
The secondary-side voltage Vtr becomes negative due to the back electromotive force of the high-frequency transformer 4, and a current flows on the primary side of the high-frequency transformer 4 through a path including the DC power supply 2, DS−, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 decreases, and the high-frequency transformers 4, SL +, DSL +, and the output filter The current that has begun to flow through the reactor 6, load 7, and high-frequency transformer 4 increases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 on the primary side of the high-frequency transformer 4 becomes zero,
When the currents flowing through the secondary side of the high-frequency transformer 4 on SU + and SL + become equal, the state transits to the state A-3.

【0008】状態A−3では、SU+、SL+がオン状態
で、S+ 、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波
トランス4の1次側では、電流が流れず、トランス1次
側電圧Vtrは0である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路
と、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路で
電流値の等しい電流が流れる。サイクロコンバータ出力
電圧Vc は0である。この状態からS- をオンすること
により状態A−4に移行する。
In state A-3, SU + and SL + are on, and S +, S-, SU-, and SL- are off. No current flows on the primary side of the high-frequency transformer 4, and the transformer primary-side voltage Vtr is zero. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, and the output filter 6
, The load 7, the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, and the output filter 6.
A current having the same current value flows through the reactor, the load 7 and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc is zero. By turning on S- from this state, the state shifts to state A-4.

【0009】状態A−4ではS- 、SU+、SL+がオン状
態で、S+ 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S-、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性となる。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で流れている電流が減少し、高周波トランス4、SL
+、DSL+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高
周波トランス4という経路で流れている電流が増加す
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は0である。この
状態からSU+に流れる電流がすべてSL+側に移り、SU+
に流れる電流が0になり、Vc が正極性になることによ
り状態A−5に移行する。
In state A-4, S-, SU +, and SL + are on, and S +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
Current flows through the path of S-, DC power supply 2 and transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 decreases, and the high-frequency transformers 4, SL
+, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the current flowing through the path of the high-frequency transformer 4 increase. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, all the current flowing to SU + moves to the SL + side, and SU +
When the current flowing through becomes zero and Vc becomes positive, the state shifts to state A-5.

【0010】状態A−5では、S- 、SU+、SL+がオン
状態で、S+ 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波ト
ランス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス
4、S- 、直流電源2という経路で電流が流れ、トラン
ス1次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の
2次側では、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フ
ィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4とい
う経路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧V
c は正極性である。この状態からS- をオフすることに
より状態A−6に移行する。
In the state A-5, S-, SU +, and SL + are on, and S +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path including the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S−, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. Cycloconverter output voltage V
c is positive polarity. By turning off S- from this state, the state shifts to state A-6.

【0011】状態A−6では、SU+、SL+がオン状態
で、S+ 、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。トラン
ス1次側電圧Vtrは高周波トランス4の逆起電力により
正極性となり、高周波トランス4の1次側では、直流電
源2、DS+、高周波トランス4、直流電源2という経路
で電流が流れる。高周波トランス4の2次側では、高周
波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6のリアク
トル、負荷7、高周波トランス4という経路で流れ始め
た電流が増加し、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出
力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4
という経路で流れている電流は減少する。サイクロコン
バータ出力電圧Vc は0である。この状態から、高周波
トランス4の1次側の、直流電源2、DS+、高周波トラ
ンス4、直流電源2という経路で流れる電流が0とな
り、高周波トランス4の2次側の、SU+とSL+に流れる
電流の値が等しくなることにより状態A−7に移行す
る。
In a state A-6, SU + and SL + are on, and S +, S-, SU- and SL- are off. The transformer primary-side voltage Vtr becomes positive due to the back electromotive force of the high-frequency transformer 4, and a current flows through the primary side of the high-frequency transformer 4 through a path including the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current that starts flowing through the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, and the output filter 6 reactor, load 7, high frequency transformer 4
The current flowing through the path decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 on the primary side of the high-frequency transformer 4 becomes 0, and the current flowing through the secondary side of the high-frequency transformer 4 through SU + and SL + When the values of E are equal, the state shifts to state A-7.

【0012】状態A−7では、SU+、SL+がオン状態
で、S+ 、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波
トランス4の1次側では、電流が流れず、トランス1次
側電圧Vtrは0である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路
と、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路で
電流値の等しい電流が流れる。サイクロコンバータ出力
電圧Vc は0である。この状態からS+ をオンすること
により状態A−8に移行する。
In a state A-7, SU + and SL + are on, and S +, S-, SU- and SL- are off. No current flows on the primary side of the high-frequency transformer 4, and the transformer primary-side voltage Vtr is zero. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, and the output filter 6
, The load 7, the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, and the output filter 6.
A current having the same current value flows through the reactor, the load 7 and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc is zero. Turning on S + from this state causes a transition to state A-8.

【0013】状態A−8ではS+ 、SU+、SL+がオン状
態で、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S+、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性となる。高周波トランス4の2
次側では、高周波トランス4、SU+、DSL+ 、出力フィ
ルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という
経路で流れている電流が増加し、高周波トランス4、S
L+、DSL+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高
周波トランス4という経路で流れている電流は減少す
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は0である。この
状態からSL+に流れる電流がすべてSU+側に移り、SL+
に流れる電流が0になり、Vc が正極性になることによ
り状態A−1に移行する。
In state A-8, S +, SU +, and SL + are on, and S-, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
The current flows through the path of S + and DC power supply 2 and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. High frequency transformer 4-2
On the secondary side, the current flowing through the path of the high-frequency transformer 4, SU +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, S +
The current flowing through the path of L +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, all the current flowing to SL + moves to the SU + side, and SL +
When the current flowing through becomes zero and Vc becomes positive, the state shifts to state A-1.

【0014】以上のように、期間Aでは状態A−1から
A−8を順に繰り返す。期間Bにおける従来のサイクロ
コンバータ方式高周波リンクインバータの制御方法を図
13、図14、図15を参照しながら説明する。
As described above, in the period A, the states A-1 to A-8 are sequentially repeated. A control method of the conventional high frequency link inverter of the cycloconverter type during the period B will be described with reference to FIGS. 13, 14, and 15. FIG.

【0015】状態B−1では、S- 、SU-、SL-がオン
状態で、S+ 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波ト
ランス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス
4、S- 、直流電源2という経路で電流が流れ、トラン
ス1次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の
2次側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ
6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4とい
う経路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧V
c は負極性である。この状態からS- をオフすることに
より状態B−2に移行する。
In the state B-1, S-, SU-, and SL- are on, and S +, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path including the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S−, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4. Cycloconverter output voltage V
c is negative polarity. By turning off S- from this state, the state shifts to state B-2.

【0016】状態B−2では、SU-、SL-がオン状態
で、S+ 、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。トラン
ス1次側電圧Vtrは高周波トランス4の逆起電力により
正極性となり、高周波トランス4の1次側では、直流電
源2、DS+、高周波トランス4、直流電源2という経路
で電流が流れる。高周波トランス4の2次側では、高周
波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリアクトル、
SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路で流れてい
る電流が減少し、高周波トランス4、負荷7、出力フィ
ルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4
という経路で流れ始めた電流が増加する。サイクロコン
バータ出力電圧Vc は0である。この状態から、高周波
トランス4の1次側の、直流電源2、DS+、高周波トラ
ンス4、直流電源2という経路で流れる電流が0とな
り、高周波トランス4の2次側の、SU-とSL-に流れる
電流の値が等しくなることにより状態B−3に移行す
る。
In the state B-2, SU- and SL- are on, and S +, S-, SU +, and SL + are off. The transformer primary-side voltage Vtr becomes positive due to the back electromotive force of the high-frequency transformer 4, and a current flows through the primary side of the high-frequency transformer 4 through a path including the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6,
The current flowing in the path of SU-, DSU- and high-frequency transformer 4 decreases, and the high-frequency transformer 4, load 7, reactor of output filter 6, SL-, DSL-, high-frequency transformer 4
The current that has begun to flow along the path increases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 on the primary side of the high-frequency transformer 4 becomes zero, and the current flows to SU- and SL- on the secondary side of the high-frequency transformer 4. When the values of the flowing currents become equal, a transition is made to the state B-3.

【0017】状態B−3では、SU-、SL-がオン状態
で、S+ 、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波
トランス4の1次側では、電流が流れず、トランス1次
側電圧Vtrは0である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路
と、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経路で
電流値の等しい電流が流れる。サイクロコンバータ出力
電圧Vc は0である。この状態からS+ をオンすること
により状態B−4に移行する。
In state B-3, SU- and SL- are on, and S +, S-, SU +, and SL + are off. No current flows on the primary side of the high-frequency transformer 4, and the transformer primary-side voltage Vtr is zero. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4, and the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL− , DSL-, and the high-frequency transformer 4 flow currents having the same current value. The cycloconverter output voltage Vc is zero. Turning on S + from this state causes a transition to state B-4.

【0018】状態B−4では、S+ 、SU-、SL-がオン
状態で、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波ト
ランス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス
4、S+ 、直流電源2という経路で電流が流れ、トラン
ス1次側電圧Vtrは正極性となる。高周波トランス4の
2次側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ
6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4とい
う経路で流れている電流が減少し、高周波トランス4、
負荷7、出力フィルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、
高周波トランス4という経路で流れている電流が増加す
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は0である。この
状態からSU-に流れる電流がすべてSL-側に移り、SU-
に流れる電流が0になり、Vc が負極性になることによ
り状態B−5に移行する。
In state B-4, S +, SU-, and SL- are on, and S-, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path including the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S +, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4 decreases, and the high-frequency transformer 4,
Load 7, reactor of output filter 6, SL-, DSL-,
The current flowing through the high-frequency transformer 4 increases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, all the current flowing to SU- moves to the SL- side, and SU-
When the current flowing through becomes zero and Vc becomes negative, the state shifts to state B-5.

【0019】状態B−5では、S+ 、SU-、SL-がオン
状態で、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波ト
ランス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス
4、S+ 、直流電源2という経路で電流が流れ、トラン
ス1次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の
2次側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ
6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4とい
う経路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧V
c は負極性である。この状態からS+ をオフすることに
より状態B−6に移行する。
In state B-5, S +, SU-, and SL- are on, and S-, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path including the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S +, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4. Cycloconverter output voltage V
c is negative polarity. By turning off S + from this state, the state shifts to state B-6.

【0020】状態B−6では、SU-、SL-がオン状態
で、S+ 、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。トラン
ス1次側電圧Vtrは高周波トランス4の逆起電力により
負極性となり、高周波トランス4の1次側では、直流電
源2、DS-、高周波トランス4、直流電源2という経路
で電流が流れる。高周波トランス4の2次側では、高周
波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリアクトル、
SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路で流れ始め
た電流が増加し、高周波トランス4、負荷7、出力フィ
ルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4
という経路で流れている電流が減少する。サイクロコン
バータ出力電圧Vc は0である。この状態から、高周波
トランス4の1次側の、直流電源2、DS-、高周波トラ
ンス4、直流電源2という経路で流れる電流が0とな
り、高周波トランス4の2次側の、SU-とSL-に流れる
電流の値が等しくなることにより状態B−7に移行す
る。
In state B-6, SU- and SL- are on, and S +, S-, SU +, and SL + are off. The transformer primary side voltage Vtr becomes negative due to the back electromotive force of the high-frequency transformer 4, and a current flows through the primary side of the high-frequency transformer 4 through a path of the DC power supply 2, DS−, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6,
The current that has started flowing through the path of SU-, DSU-, and high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, the SL-, DSL-, and the high-frequency transformer 4
The current flowing through the path decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 on the primary side of the high-frequency transformer 4 becomes 0, and SU- and SL- When the values of the currents flowing through become equal, the state shifts to state B-7.

【0021】状態B−7では、SU-、SL-がオン状態
で、S+ 、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波
トランス4の1次側では、電流が流れず、トランス1次
側電圧Vtrは0である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路
と、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経路で
電流値の等しい電流が流れる。サイクロコンバータ出力
電圧Vc は0である。この状態から、S- をオンするこ
とにより状態B−8に移行する。
In state B-7, SU- and SL- are on, and S +, S-, SU +, and SL + are off. No current flows on the primary side of the high-frequency transformer 4, and the transformer primary-side voltage Vtr is zero. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4, and the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL− , DSL-, and the high-frequency transformer 4 flow currents having the same current value. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, the state shifts to state B-8 by turning on S-.

【0022】状態B−8では、S- 、SU-、SL-がオン
状態で、S+ 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波ト
ランス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス
4、S- 、直流電源2という経路で電流が流れ、トラン
ス1次側電圧Vtrは負極性となる。高周波トランス4の
2次側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ
6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4とい
う経路で流れている電流が増加し、高周波トランス4、
負荷7、出力フィルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、
高周波トランス4という経路で流れている電流は減少す
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は0である。この
状態から、SL-に流れる電流がすべてSU-側に移り、S
L-に流れる電流が0になり、Vc が負極性になることに
より状態B−1に移行する。以上のように、期間Bでは
状態B−1からB−8を順に繰り返す。
In the state B-8, S-, SU-, and SL- are on, and S +, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4, S-, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr becomes negative. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4 increases.
Load 7, reactor of output filter 6, SL-, DSL-,
The current flowing through the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, all the current flowing to SL- moves to the SU- side,
When the current flowing through L- becomes zero and Vc becomes negative, the state shifts to state B-1. As described above, in the period B, the states B-1 to B-8 are sequentially repeated.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記したサイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータの制御方法では、負
荷がインダクタンス成分やキャパシタンス成分を持ち、
出力フィルタの入力電流と出力電圧の極性が異なる場
合、高周波インバータでは、スイッチではなくダイオー
ドが導通してしまうため、高周波インバータのスイッチ
により、電流の流れる経路を制御できなくなる。そのた
め、出力フィルタの入力電流と出力電圧の極性が異なる
場合にはPWM信号を増幅した出力を高周波インバータ
で発生できなくなり、負荷に正弦波を出力することがで
きなかった。
In the above-described control method of the cycloconverter type high frequency link inverter, the load has an inductance component and a capacitance component,
If the polarity of the input current and the output voltage of the output filter are different, in the high-frequency inverter, not the switch but the diode conducts, so that the switch of the high-frequency inverter cannot control the current flow path. Therefore, when the polarities of the input current and the output voltage of the output filter are different, an output obtained by amplifying the PWM signal cannot be generated by the high-frequency inverter, and a sine wave cannot be output to the load.

【0024】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、インダクタン
スまたはキャパシタ成分を持つ負荷が接続されて出力フ
ィルタの入力電流と出力電圧の極性が異なる場合にもサ
イクロコンバータ方式高周波リンクインバータに接続さ
れた負荷に正弦波を出力することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to connect a load having an inductance or a capacitor component, so that the input current and the output voltage of the output filter have different polarities. In such a case, a sine wave is output to a load connected to a cycloconverter type high frequency link inverter.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のサイクロコンバータ方式高周波リンクインバ
ータの制御方法は、出力電流と出力電圧との極性が同じ
ときは電源転流方式、極性が異なるときには自然転流方
式を用いたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a control method of a cycloconverter type high frequency link inverter according to the present invention has a power supply commutation method and a different polarity when an output current and an output voltage have the same polarity. In some cases, a natural commutation method is used.

【0026】また本発明のサイクロコンバータ方式高周
波リンクインバータの制御方法は、直流電源の出力端に
接続され、正負極性交互に出力する高周波インバータ
と、当該高周波インバータの出力端に高周波トランスを
介して接続され、前記高周波インバータの出力極性を切
り替えることにより、前記高周波インバータの出力周波
数より低い周波数の交流に変換するサイクロコンバータ
と前記サイクロコンバータの出力に高周波リプルを低減
する出力フィルタが接続されたサイクロコンバータ方式
高周波リンクインバータにおいて、前記サイクロコンバ
ータ方式高周波リンクインバータの出力電圧と出力フィ
ルタの入力電流の極性が異なる場合に、前記高周波イン
バータにデューティ比一定のパルス信号を電力増幅させ
正負極性交互に前記高周波トランスに電圧を出力させ、
前記直流電源の電圧が前記高周波トランスに印加されて
いる時に前記サイクロコンバータ方式高周波リンクイン
バータの出力電流を流すことができ、かつ出力電流を増
加させることができる前記サイクロコンバータの半導体
スイッチをオンし、前記高周波インバータの出力電圧の
極性が反転して、ある期間おいた後、前記サイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータの出力電流を流すこ
とができ、かつ出力電流を増加させることが出来る前記
サイクロコンバータの半導体スイッチをオンすることに
より、出力電流を当該半導体スイッチに流し、高周波イ
ンバータの出力極性が反転する前にオンしていた半導体
スイッチに流れる電流をゼロとし、ゼロになってから、
前記高周波インバータの出力電圧の極性が反転する前に
半導体スイッチをオフさせることを特徴とする。
Further, in the control method of the high frequency link inverter of the cycloconverter type according to the present invention, a high frequency inverter connected to an output terminal of a DC power supply and alternately outputting positive and negative polarities is connected to an output terminal of the high frequency inverter via a high frequency transformer. A cycloconverter system in which the output polarity of the high-frequency inverter is switched to thereby connect a cycloconverter that converts the output frequency of the high-frequency inverter to an alternating current having a lower frequency than the output frequency of the high-frequency inverter and an output filter that reduces high-frequency ripples at the output of the cycloconverter. In the high-frequency link inverter, when the output voltage of the cycloconverter type high-frequency link inverter and the polarity of the input current of the output filter are different, the high-frequency inverter power-amplifies a pulse signal having a constant duty ratio and alternates between the positive and negative polarities. Frequency transformer to output a voltage,
When the voltage of the DC power supply is applied to the high-frequency transformer, the output current of the cyclo-converter high-frequency link inverter can flow, and the semiconductor switch of the cyclo-converter that can increase the output current is turned on. The polarity of the output voltage of the high-frequency inverter is inverted, and after a certain period of time, the output current of the cycloconverter-type high-frequency link inverter can flow and the output current of the cycloconverter can be increased. By turning on, the output current flows to the semiconductor switch, and the current flowing to the semiconductor switch that was turned on before the output polarity of the high-frequency inverter is inverted becomes zero.
The semiconductor switch is turned off before the polarity of the output voltage of the high frequency inverter is inverted.

【0027】また本発明のサイクロコンバータ方式高周
波リンクインバータの制御方法は、上記サイクロコンバ
ータ方式高周波リンクインバータの制御方法において、
PWM(Pulse Width Modulatio
n)信号により、サイクロコンバータのスイッチを制御
することを特徴とする。
The control method of the cycloconverter type high frequency link inverter according to the present invention is the control method of the cycloconverter type high frequency link inverter described above.
PWM (Pulse Width Modulatio)
n) The switch of the cycloconverter is controlled by a signal.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。サイクロコンバータ方式高
周波リンクインバータの構成を図1に示す。図中、1は
サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータ、2は
直流電源、3は高周波インバータ、4は高周波トラン
ス、5はサイクロコンバータ、6は出力フィルタ、7は
負荷、S+ 、S- 、SU+、SL+、SU-、SL-は半導体ス
イッチ、DS+、DS-、DSU+ 、DSL+ 、DSU- 、DSL-
はダイオードである。高周波トランス4の両端の電圧を
Vtr、サイクロコンバータ5の出力電圧をVc 、サイク
ロコンバータ方式高周波リンクインバータの出力電圧と
電流をVo とIo とし、出力フィルタの入力電流をIL
とする。Vtr、Vc 、Vo 、Io およびIL の極性はそ
れぞれ図中に示した極性を正極性とする。なお、各半導
体スイッチに流すことのできる電流の方向は、各々の半
導体スイッチに並列に接続されたダイオードに流すこと
のできる電流の方向と逆方向である。また、半導体スイ
ッチS+ 、S- 、SU+、SL+、SU-、SL-としては、例
えば、IGBT、MOSFET、バイポーラトランジス
タ等を用いることができ、IGBTやMOSFETを使
用する場合には、IGBTやMOSFETの寄生ダイオ
ードをダイオードDS+、DS-、DSU+ 、DSL+ 、DSU-
、DSL- として代用することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a cycloconverter type high frequency link inverter. In the figure, 1 is a cycloconverter type high frequency link inverter, 2 is a DC power supply, 3 is a high frequency inverter, 4 is a high frequency transformer, 5 is a cycloconverter, 6 is an output filter, 7 is a load, S +, S-, SU +, and SL +. , SU-, SL- are semiconductor switches, DS +, DS-, DSU +, DSL +, DSU-, DSL-
Is a diode. The voltage across the high frequency transformer 4 is Vtr, the output voltage of the cycloconverter 5 is Vc, the output voltage and current of the cycloconverter type high frequency link inverter are Vo and Io, and the input current of the output filter is IL.
And The polarities of Vtr, Vc, Vo, Io and IL have the positive polarity shown in FIG. Note that the direction of the current that can be passed through each semiconductor switch is opposite to the direction of the current that can be passed through the diode connected in parallel with each semiconductor switch. As the semiconductor switches S +, S-, SU +, SL +, SU-, and SL-, for example, IGBTs, MOSFETs, bipolar transistors, and the like can be used. When IGBTs and MOSFETs are used, IGBTs and MOSFETs can be used. Of the diode DS +, DS-, DSU +, DSL +, DSU-
, DSL-.

【0029】負荷7がインダクタンス成分を持つ遅れ負
荷であった場合のサイクロコンバータ方式高周波リンク
インバータ1の出力電圧Vo と出力フィルタの入力電流
ILの関係を図3に示す。出力電圧Vo 及び出力フィル
タの入力電流IL の基本波の1周期は、出力電圧Vo と
出力フィルタの入力電流IL の極性により期間一から期
間四の4つの期間に分けられる。
FIG. 3 shows the relationship between the output voltage Vo of the cycloconverter type high frequency link inverter 1 and the input current IL of the output filter when the load 7 is a delay load having an inductance component. One cycle of the fundamental wave of the output voltage Vo and the input current IL of the output filter is divided into four periods from period 1 to period 4 depending on the polarity of the output voltage Vo and the input current IL of the output filter.

【0030】期間一と期間三においては高周波インバー
タのスイッチS+ 、S- をPWM信号をもとにした信号
により駆動し、サイクロコンバータのスイッチは出力電
流を流せる向きのスイッチのみオンし続ける。期間二と
期間四においては高周波インバータのスイッチS+ 、S
- をデューティ比一定の信号で駆動し、サイクロコンバ
ータのスイッチSU+、SL+、SU-、SL-をPWM信号を
もとにした信号により駆動する。
In the periods 1 and 3, the switches S + and S- of the high-frequency inverter are driven by a signal based on the PWM signal, and only the switch of the cycloconverter that keeps the output current flowing is kept on. In periods 2 and 4, the high frequency inverter switches S + and S +
Is driven by a signal having a constant duty ratio, and the switches SU +, SL +, SU-, and SL- of the cycloconverter are driven by a signal based on the PWM signal.

【0031】制御回路(図には示さず)で、出力フィル
タに流れる電流IL と出力電圧Voを検出し、論理回路
を用いて極性が同じときには1、極性が異なるときには
0を出力する。1のときには期間一と期間三の制御を行
うスイッチ駆動信号を出力し、0のときには期間二と期
間四の制御を行うスイッチ駆動信号を出力する。
A control circuit (not shown) detects the current IL flowing through the output filter and the output voltage Vo, and outputs 1 when the polarities are the same and 0 when the polarities are different using a logic circuit. When it is 1, a switch drive signal for controlling period 1 and period 3 is output, and when it is 0, a switch drive signal for controlling period 2 and period 4 is output.

【0032】期間一と期間三はそれぞれ[従来の技術]
における期間Aと期間Bに対応する回路動作を行う。図
4、図5は期間二における本実施形態例のサイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータの状態遷移図であ
り、図6は期間二における各部の波形と各半導体スイッ
チの駆動信号である。図7、図8は期間四における本実
施形態例のサイクロコンバータの状態遷移図であり、図
9は期間四における各部の波形と各半導体スイッチの駆
動信号である。
Period 1 and Period 3 are respectively [Prior art]
Performs the circuit operation corresponding to the periods A and B in. 4 and 5 are state transition diagrams of the cyclo-converter type high frequency link inverter of the present embodiment in period 2, and FIG. 6 is a waveform of each part and a drive signal of each semiconductor switch in period 2. 7 and 8 are state transition diagrams of the cycloconverter of the present embodiment in period 4, and FIG. 9 shows waveforms of respective parts and drive signals of the semiconductor switches in period 4.

【0033】次に、期間IIにおける本実施形態のサイク
ロコンバータ方式高周波リンクインバータの制御方法
を、図4、図5及び図6を参照しながら説明する。状態
2−1ではS+ 、SL+がオン状態で、S- 、SU+、SU
-、SL-がオフ状態である。高周波トランス4の1次側
では、直流電源2、DS+、高周波トランス4、直流電源
2という経路で電流が流れ、トランス1次側電圧Vtrは
正極性である。高周波トランス4の2次側では、高周波
トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィルタ6のリアクト
ル、負荷7、高周波トランス4という経路で電流が流れ
る。サイクロコンバータ出力電圧Vc は負極性である。
この状態からPWM信号が立ち上がるときにSU+をオン
することにより状態2−2に移行する。
Next, a control method of the cycloconverter type high frequency link inverter of the present embodiment during the period II will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 6. In the state 2-1, S + and SL + are on, and S-, SU + and SU
-, SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path including the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2, and the transformer primary-side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity.
By turning on SU + when the PWM signal rises from this state, the state shifts to state 2-2.

【0034】状態2−2ではS+ 、SU+、SL+がオン状
態で、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS+、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で流れている電流が減少
し、DS+に流れる電流が0になり、さらに電流の流れる
方向が反転し、直流電源2、高周波トランス4、S+ 、
直流電源2という経路で電流が流れる。トランス1次側
電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路で
流れ始めた電流が増加し、高周波トランス4、SL+、D
SL+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波ト
ランス4という経路で流れる電流は減少する。サイクロ
コンバータ出力電圧Vc は0である。この状態から高周
波トランス4の2次側での、高周波トランス4、SL+、
DSL+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波
トランス4という経路で流れる電流が0になり、Vc が
正極性になることにより状態2−3に移行する。
In the state 2-2, S +, SU +, and SL + are on, and S-, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 decreases, the current flowing to DS + becomes 0, and the current flowing direction is reversed. , DC power supply 2, high-frequency transformer 4, S +,
A current flows through a path of the DC power supply 2. The transformer primary side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, and the output filter 6
The current that has begun to flow through the reactor, load 7, and high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, SL +, D
The current flowing through the path of SL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, on the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SL +,
The current flowing in the path of DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 becomes 0, and the state shifts to the state 2-3 when Vc becomes positive.

【0035】状態2−3ではS+ 、SU+、SL+がオン状
態で、S- 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S+、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。高周波トランス4、SL+、DSL+ 、
出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス
4という経路では電流は流れない。サイクロコンバータ
出力電圧Vc は正極性である。電流が0の状態でSL+の
スイッチをオフすることにより、トランスの漏れインダ
クタンスによるスイッチ両端に生じる過大電圧であるス
イッチングサージを発生させずにスイッチングを行う。
このようにSL+のスイッチをオフすることにより状態2
−4に移行する。
In state 2-3, S +, SU +, and SL + are on, and S-, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
The current flows through the path of S +, DC power supply 2 and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. High frequency transformer 4, SL +, DSL +,
No current flows through the path of the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning off the SL + switch when the current is 0, switching is performed without generating a switching surge, which is an excessive voltage generated at both ends of the switch due to the leakage inductance of the transformer.
By turning off the switch of SL + in this way, the state 2
Move to -4.

【0036】状態2−4ではS+ 、SU+がオン状態で、
S- 、SL+、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S+、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
正極性である。この状態からS+ のスイッチをオフする
ことにより状態2−5に移行する。
In state 2-4, S + and SU + are on,
S-, SL +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
The current flows through the path of S +, DC power supply 2 and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning off the switch of S + from this state, the state shifts to state 2-5.

【0037】状態2−5ではSU+がオン状態で、S+ 、
S- 、SL+、SU-、SL-がオフ状態である。トランス1
次側電圧VtrはS+ が切れたために逆起電力で極性が反
転し、負極性となる。高周波トランス4の1次側では、
直流電源2、DS-、高周波トランス4、直流電源2とい
う経路で電流が流れる。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィルタ6
のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路で
電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vcは負極
性となる。この状態からS- のスイッチをオンすること
により状態2−6に移行する。
In state 2-5, SU + is on and S +,
S-, SL +, SU-, and SL- are off. Transformer 1
The polarity of the secondary side voltage Vtr is inverted by the back electromotive force because S + is cut off, and becomes negative. On the primary side of the high-frequency transformer 4,
A current flows through a path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, and the output filter 6
A current flows through the reactor, the load 7 and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning on the switch S- from this state, the state shifts to the state 2-6.

【0038】状態2−6ではS- 、SU+がオン状態で、
S+ 、SL+、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS-、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SU+、DSU+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
負極性である。この状態からPWM信号が立ち上がると
きにSL+をオンすることにより状態2−7に移行する。
In state 2-6, S- and SU + are on, and
S +, SL +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2, and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SU +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning on SL + when the PWM signal rises from this state, the state shifts to state 2-7.

【0039】状態2−7ではS- 、SU+、SL+がオン状
態で、S+ 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS-、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で流れている電流が減少
し、DS-に流れる電流が0になり、さらに電流の流れる
向きが反転し、高周波トランス4、S- 、直流電源2、
高周波トランス4という経路で電流が流れる。トランス
1次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2
次側では、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィ
ルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という
経路で流れ始めた電流が増加し、高周波トランス4、S
U+、DSU+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高
周波トランス4という経路で流れる電流は減少する。サ
イクロコンバータ出力電圧Vc は0である。この状態か
ら高周波トランス4の2次側での、高周波トランス4、
SU+、DSU+ 、出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、
高周波トランス4という経路で流れる電流が0になり、
Vc が正極性になることにより状態2−8に移行する。
In the state 2-7, S-, SU +, and SL + are on, and S +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 decreases, the current flowing through DS- becomes zero, and the direction in which the current flows further decreases. Invert, high frequency transformer 4, S-, DC power supply 2,
A current flows through a path called the high-frequency transformer 4. The transformer primary side voltage Vtr has a negative polarity. High frequency transformer 4-2
On the secondary side, the current that has started flowing through the path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 increases.
The current flowing through the path of U +, DSU +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, on the secondary side of the high-frequency transformer 4, the high-frequency transformer 4,
SU +, DSU +, reactor of output filter 6, load 7,
The current flowing through the high-frequency transformer 4 becomes zero,
When Vc becomes positive, the state shifts to state 2-8.

【0040】状態2−8ではS- 、SU+、SL+がオン状
態で、S+ 、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S-、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。高周波トランス4、SU+、DSU+ 、
出力フィルタ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス
4という経路では電流は流れない。サイクロコンバータ
出力電圧Vc は正極性である。電流が0の状態でSU+の
スイッチをオフすることにより、トランスの漏れインダ
クタンスによりスイッチ両端に生じる過大電圧であるス
イッチングサージを発生させずにスイッチングを行う。
このようにSU+のスイッチをオフすることにより状態2
−9に移行する。
In the state 2-8, S-, SU +, and SL + are on, and S +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
Current flows through the path of S-, DC power supply 2 and transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. High frequency transformer 4, SU +, DSU +,
No current flows through the path of the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning off the SU + switch when the current is 0, switching is performed without generating a switching surge, which is an excessive voltage generated at both ends of the switch due to the leakage inductance of the transformer.
By turning off the SU + switch in this way, state 2
Move to -9.

【0041】状態2−9ではS- 、SL+がオン状態で、
S+ 、SU+、SU-、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S-、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィル
タ6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
正極性である。この状態からS- のスイッチをオフする
ことにより状態2−10に移行する。
In state 2-9, S- and SL + are on,
S +, SU +, SU-, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
Current flows through the path of S-, DC power supply 2 and transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning off the switch S- from this state, the state shifts to state 2-10.

【0042】状態2−10ではSL+がオン状態で、S+
、S- 、SU+、SU-、SL-がオフ状態である。トラン
ス1次側電圧VtrはS- が切れたために逆起電力で極性
が反転し、正極性となる。高周波トランス4の1次側で
は、直流電源2、DS+、高周波トランス4、直流電源2
という経路で電流が流れる。高周波トランス4の2次側
では、高周波トランス4、SL+、DSL+ 、出力フィルタ
6のリアクトル、負荷7、高周波トランス4という経路
で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は負
極性となる。この状態からS+ のスイッチをオンするこ
とにより状態2−1に移行する。
In state 2-10, SL + is on and S +
, S−, SU +, SU−, and SL− are off. The polarity of the transformer primary side voltage Vtr is inverted by the back electromotive force because S- is cut off, and becomes positive. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2
The current flows through the path. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the high-frequency transformer 4, SL +, DSL +, the reactor of the output filter 6, the load 7, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. When the switch of S + is turned on from this state, the state shifts to state 2-1.

【0043】以上のように、期間二では状態2−1から
2−10を順に繰り返す。次に、期間四における本実施
形態例のサイクロコンバータの転流方法を、図7、図8
及び図9を参照しながら説明する。
As described above, in the period 2, the states 2-1 to 2-10 are sequentially repeated. Next, the commutation method of the cycloconverter of the present embodiment in period 4 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0044】状態4−1ではS- 、SL-がオン状態で、
S+ 、SU+、SL+、SU-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS-、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
正極性である。この状態からPWM信号が立ち上がると
きにSU-をオンすることにより状態4−2に移行する。
In state 4-1, S- and SL- are on, and
S +, SU +, SL +, and SU- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2, and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning on SU- when the PWM signal rises from this state, the state shifts to state 4-2.

【0045】状態4−2ではS- 、SU-、SL-がオン状
態で、S+ 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS-、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で流れている電流が減少
し、DS-に流れる電流が0になり、さらに電流の流れる
方向が反転し、直流電源2、S- 、高周波トランス4、
直流電源2という経路で電流が流れる。トランス1次側
電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路で
流れ始めた電流が増加し、高周波トランス4、負荷7、
出力フィルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周波ト
ランス4という経路で流れる電流は減少する。サイクロ
コンバータ出力電圧Vc は0である。この状態から高周
波トランス4の2次側での、高周波トランス4、負荷
7、出力フィルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周
波トランス4という経路で流れる電流が0になり、Vc
が負極性になることにより状態4−3に移行する。
In the state 4-2, S-, SU-, and SL- are on, and S +, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 decreases, the current flowing through DS- becomes zero, and the direction in which the current flows further decreases. Invert, DC power supply 2, S-, high frequency transformer 4,
A current flows through a path of the DC power supply 2. The transformer primary side voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current that has started flowing through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU-, DSU-, and the high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, the load 7,
The current flowing through the reactor of the output filter 6, SL-, DSL-, and the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, on the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, the SL-, DSL-, and the high-frequency transformer 4 becomes zero, and Vc
The state shifts to the state 4-3 by becoming negative.

【0046】状態4−3ではS- 、SU-、SL-がオン状
態で、S+ 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S-、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。高周波トランス4、負荷7、出力フ
ィルタ6のリアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス
4という経路では電流は流れない。サイクロコンバータ
出力電圧Vc は負極性である。電流が0の状態でSL-の
スイッチをオフすることにより、トランスの漏れインダ
クタンスによりスイッチ両端に生じる過大電圧であるス
イッチングサージを発生させずにスイッチングを行う。
このようにSL-のスイッチをオフすることにより状態4
−4に移行する。
In state 4-3, S-, SU-, and SL- are on, and S +, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
Current flows through the path of S-, DC power supply 2 and transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4. No current flows through the path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL-, DSL-, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning off the switch of SL- when the current is 0, switching is performed without generating a switching surge, which is an excessive voltage generated at both ends of the switch due to leakage inductance of the transformer.
By turning off the switch of SL- in this way, state 4
Move to -4.

【0047】状態4−4ではS- 、SU-がオン状態で、
S+ 、SU+、SL+、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S-、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは負極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
負極性である。この状態からS- のスイッチをオフする
ことにより状態4−5に移行する。
In state 4-4, S- and SU- are on, and
S +, SU +, SL +, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
Current flows through the path of S-, DC power supply 2 and transformer 1
The secondary voltage Vtr has a negative polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning off the switch S- from this state, the state shifts to state 4-5.

【0048】状態4−5ではSU-がオン状態で、S+ 、
S- 、SU+、SL+、SL-がオフ状態である。トランス1
次側電圧VtrはS- が切れたために逆起電力で極性が反
転し、正極性となる。高周波トランス4の1次側では、
直流電源2、DS+、高周波トランス4、直流電源2とい
う経路で電流が流れる。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経路で
電流が流れ、サイクロコンバータ出力電圧Vc は正極性
となる。この状態からS+ のスイッチをオンすることに
より状態4−6に移行する。
In state 4-5, SU- is on and S +,
S-, SU +, SL +, and SL- are off. Transformer 1
The polarity of the secondary side voltage Vtr is inverted by the back electromotive force because S- is cut off, and becomes positive. On the primary side of the high-frequency transformer 4,
A current flows through a path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU-, DSU-, and the high-frequency transformer 4, and the cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning on the S + switch from this state, the state shifts to state 4-6.

【0049】状態4−6ではS+ 、SU-がオン状態で、
S- 、SU+、SL+、SL-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS+、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
正極性である。この状態からPWM信号が立ち上がると
きにSL-をオンすることにより状態4−7に移行する。
In state 4-6, S + and SU- are on,
S-, SU +, SL +, and SL- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through a path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2.
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU−, DSU− and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. By turning on SL- when the PWM signal rises from this state, the state shifts to state 4-7.

【0050】状態4−7ではS+ 、SU-、SL-がオン状
態で、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、DS+、高周波トラン
ス4、直流電源2という経路で流れている電流が減少
し、DS+に流れる電流が0になり、さらに電流の流れる
方向が反転し、直流電源2、高周波トランス4、S+ 、
直流電源2という経路で電流が流れる。トランス1次側
電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次側で
は、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリア
クトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経路で
流れ始めた電流が増加し、高周波トランス4、負荷7、
出力フィルタ6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周波ト
ランス4という経路で流れる電流は減少する。サイクロ
コンバータ出力電圧Vc は0である。この状態から高周
波トランス4の2次側での、高周波トランス4、負荷
7、出力フィルタ6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周
波トランス4という経路で流れる電流が0になり、Vc
が負極性になることにより状態4−8に移行する。
In state 4-7, S +, SU-, and SL- are on, and S-, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the DC power supply 2, DS +, the high-frequency transformer 4, and the DC power supply 2 decreases, the current flowing to DS + becomes 0, and the current flowing direction is reversed. , DC power supply 2, high-frequency transformer 4, S +,
A current flows through a path of the DC power supply 2. The transformer primary side voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current that has started flowing through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4 increases, and the high-frequency transformer 4, the load 7,
The current flowing through the reactor of the output filter 6, SU-, DSU-, and the high-frequency transformer 4 decreases. The cycloconverter output voltage Vc is zero. From this state, on the secondary side of the high-frequency transformer 4, the current flowing through the path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU-, DSU- and the high-frequency transformer 4 becomes zero, and Vc
The state shifts to the state 4-8 by becoming negative.

【0051】状態4−8ではS+ 、SU-、SL-がオン状
態で、S- 、SU+、SL+がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S+、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。高周波トランス4、負荷7、出力フ
ィルタ6のリアクトル、SU-、DSU- 、高周波トランス
4という経路では電流は流れない。サイクロコンバータ
出力電圧Vc は負極性である。電流が0の状態でSU-の
スイッチをオフすることにより、トランスの漏れインダ
クタンスによるスイッチ両端に生じる過大電圧であるス
イッチングサージを発生させずにスイッチングを行う。
このようにSU-のスイッチをオフすることにより状態4
−9に移行する。
In state 4-8, S +, SU-, and SL- are on, and S-, SU +, and SL + are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
The current flows through the path of S +, DC power supply 2 and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4. No current flows through the path of the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SU-, DSU-, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning off the SU- switch when the current is 0, switching is performed without generating a switching surge, which is an excessive voltage generated at both ends of the switch due to the leakage inductance of the transformer.
By turning off the switch of SU- in this way, state 4
Move to -9.

【0052】状態4−9ではS+ 、SL-がオン状態で、
S- 、SU+、SL+、SU-がオフ状態である。高周波トラ
ンス4の1次側では、直流電源2、高周波トランス4、
S+、直流電源2という経路で電流が流れ、トランス1
次側電圧Vtrは正極性である。高周波トランス4の2次
側では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6の
リアクトル、SL-、DSL- 、高周波トランス4という経
路で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は
負極性である。この状態からS+ のスイッチをオフする
ことにより状態4−10に移行する。
In state 4-9, S + and SL- are on,
S-, SU +, SL +, and SU- are off. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, the high-frequency transformer 4,
The current flows through the path of S +, DC power supply 2 and the transformer 1
The secondary voltage Vtr has a positive polarity. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a negative polarity. By turning off the switch of S + from this state, the state shifts to state 4-10.

【0053】状態4−10ではSL-がオン状態で、S+
、S- 、SU+、SL+、SU-がオフ状態である。トラン
ス1次側電圧VtrはS+ が切れたために逆起電力で極性
が反転し、負極性となる。高周波トランス4の1次側で
は、直流電源2、DS-、高周波トランス4、直流電源2
という経路で電流が流れる。高周波トランス4の2次側
では、高周波トランス4、負荷7、出力フィルタ6のリ
アクトル、SL-、DSL-、高周波トランス4という経路
で電流が流れる。サイクロコンバータ出力電圧Vc は正
極性となる。この状態からS- のスイッチをオンするこ
とにより状態4−1に移行する。
In state 4-10, SL- is on and S +
, S-, SU +, SL +, and SU- are off. The polarity of the transformer primary side voltage Vtr is inverted by the back electromotive force because S + is cut off, and becomes negative. On the primary side of the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2, DS-, the high-frequency transformer 4, the DC power supply 2
The current flows through the path. On the secondary side of the high-frequency transformer 4, a current flows through the high-frequency transformer 4, the load 7, the reactor of the output filter 6, SL−, DSL−, and the high-frequency transformer 4. The cycloconverter output voltage Vc has a positive polarity. When the switch S- is turned on from this state, the state shifts to state 4-1.

【0054】以上のように、期間四では状態4−1から
4−10を順に繰り返す。上記したように本発明サイク
ロコンバータ方式高周波リンクインバータの制御方法
は、出力フィルタの入力電流IL 及びインバータの出力
電流Io インバータの出力電圧Vo との極性が同じとき
はゼロ電流スイッチング(ZCS)を用いた制御方式の
電源転流方式を用い、出力フィルタの入力電流IL 及び
インバータの出力電流Io とインバータの出力電圧Vo
との極性が異なるときはゼロ電流スイッチング(ZC
S)を用いた制御方式の自然転流方式を用いる。
As described above, in the period 4, the states 4-1 to 4-10 are sequentially repeated. As described above, the control method of the cycloconverter type high frequency link inverter of the present invention uses zero current switching (ZCS) when the polarity of the input current IL of the output filter and the output current Vo of the inverter are the same. The power supply commutation method of the control method is used, and the input current IL of the output filter, the output current Io of the inverter and the output voltage Vo of the inverter are used.
Current switching (ZC
The natural commutation method of the control method using S) is used.

【0055】すなわち、前記電源転流方式は、図3の期
間一と期間三に対応し、期間一と期間三はそれぞれ従来
の技術における期間Aと期間Bに対応する回路動作を行
う。期間Aでは状態A−1からA−8を順に繰り返し、
期間Bでは状態B−1からB−8を順に繰り返す。
That is, the power supply commutation method corresponds to period 1 and period 3 in FIG. 3, and period 1 and period 3 perform circuit operations corresponding to period A and period B in the prior art, respectively. In period A, states A-1 to A-8 are sequentially repeated,
In the period B, the states B-1 to B-8 are sequentially repeated.

【0056】また、前記自然転流方式は、図3の期間二
と期間四に対応する回路動作を行う。期間二では状態2
−1から2−10を順に繰り返し、期間四では状態4−
1から4−10を順に繰り返す。すなわち、サイクロコ
ンバータ方式高周波リンクインバータの出力電圧と出力
フィルタの入力電流の極性が異なる場合に、高周波イン
バータにデューティ比一定のパルス信号を電力増幅させ
正負極性交互に高周波トランスに電圧を出力させ、直流
電源の電圧が前記高周波トランスに印加されている時に
前記サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータの
出力電流を流すことができ、かつ出力電流を増加させる
ことができるサイクロコンバータの半導体スイッチをオ
ンし、前記高周波インバータの出力電圧の極性が反転し
て、ある期間おいた後、前記サイクロコンバータ方式高
周波リンクインバータの出力電流を流すことができ、か
つ出力電流を増加させることが出来る前記サイクロコン
バータの半導体スイッチをオンすることにより、出力電
流を当該半導体スイッチに流し、高周波インバータの出
力極性が反転する前にオンしていた半導体スイッチに流
れる電流をゼロとし、ゼロになってから、前記高周波イ
ンバータの出力電圧の極性が反転する前に半導体スイッ
チをオフさせる。
In the natural commutation method, circuit operations corresponding to period 2 and period 4 in FIG. 3 are performed. State 2 in period 2
-1 to 2-10 are repeated in order.
Steps 1 to 4-10 are repeated in order. In other words, when the polarity of the output voltage of the cycloconverter type high frequency link inverter and the input current of the output filter are different, the high frequency inverter power amplifies a pulse signal with a constant duty ratio and alternately outputs a voltage to the high frequency transformer with positive and negative polarities. When a voltage of a power supply is applied to the high-frequency transformer, an output current of the cyclo-converter-type high-frequency link inverter can flow, and a semiconductor switch of the cyclo-converter that can increase the output current is turned on. The polarity of the output voltage is inverted, and after a certain period, the semiconductor switch of the cycloconverter capable of flowing the output current of the cycloconverter type high frequency link inverter and increasing the output current is turned on. By out The current flows through the semiconductor switch, and the current flowing through the semiconductor switch, which was turned on before the output polarity of the high-frequency inverter is inverted, is zero.After the current becomes zero, before the polarity of the output voltage of the high-frequency inverter is inverted. Turn off the semiconductor switch.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力電圧と出力フィルタの入力電流の極性が異なる場合
は、サイクロコンバータの半導体スイッチをPWM信号
をもとにした信号により駆動できるようになり、従来、
純抵抗負荷などの電流と電圧の位相が同じ場合にのみ使
用できた制御方法が、インダクタンス成分やキャパシタ
ンス成分を持つ電流・電圧の位相が異なる負荷などどの
ような負荷が接続されてもサイクロコンバータ方式高周
波リンクインバータから正弦波を出力することができ
る。さらに、サイクロコンバータの各スイッチはゼロ電
流スイッチングを行うため、ノイズや損失を大幅に低減
できる。
As described above, according to the present invention,
If the polarity of the output voltage and the input current of the output filter are different, the semiconductor switch of the cycloconverter can be driven by a signal based on the PWM signal.
The control method that can be used only when the phase of current and voltage is the same, such as a pure resistance load, is a cycloconverter method even if any load is connected, such as a load with different current and voltage phases that has an inductance component or a capacitance component. A sine wave can be output from the high frequency link inverter. Further, since each switch of the cycloconverter performs zero current switching, noise and loss can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態例に係るサイクロコンバータ
方式高周波リンクインバータを示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a cycloconverter type high frequency link inverter according to an embodiment of the present invention.

【図2】負荷が純抵抗負荷であった場合のサイクロコン
バータ方式高周波リンクインバータの出力電圧と出力フ
ィルタの入力電流の関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage of a cycloconverter type high frequency link inverter and an input current of an output filter when the load is a pure resistance load.

【図3】負荷がインダクタンス成分を持つ遅れ負荷であ
った場合のサイクロコンバータ方式高周波リンクインバ
ータの出力電圧と出力フィルタの入力電流の関係を示す
特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage of a cycloconverter type high frequency link inverter and an input current of an output filter when the load is a delay load having an inductance component.

【図4】本発明の実施形態例を示す期間二の前部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 4 is a state transition diagram in the front part of period 2 showing an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態例を示す期間二の後部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 5 is a state transition diagram at the rear of period 2 showing the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態例における期間二での各部の
波形と各半導体スイッチの駆動信号を示すタイミング図
である。
FIG. 6 is a timing chart showing waveforms of respective units and drive signals of the respective semiconductor switches during period 2 in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態例を示す期間四の前部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 7 is a state transition diagram at the front of period 4 showing an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態例を示す期間四の後部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 8 is a state transition diagram at the end of period 4 showing an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態例における期間四での各部の
波形と各半導体スイッチの駆動信号を示すタイミング図
である。
FIG. 9 is a timing chart showing the waveform of each part and the drive signal of each semiconductor switch during period 4 in the embodiment of the present invention.

【図10】従来の実施形態例を示す期間Aの前部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 10 is a state transition diagram in the front part of a period A showing an example of a conventional embodiment.

【図11】従来の実施形態例を示す期間Aの後部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 11 is a state transition diagram at the end of a period A showing a conventional embodiment.

【図12】従来の実施形態例における期間Aでの各部の
波形と各半導体スイッチの駆動信号を示すタイミング図
である。
FIG. 12 is a timing chart showing waveforms of respective units and a drive signal of each semiconductor switch during a period A in the conventional embodiment.

【図13】従来の実施形態例を示す期間Bの前部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 13 is a state transition diagram in a front part of a period B showing a conventional embodiment.

【図14】従来の実施形態例を示す期間Bの後部におけ
る状態遷移図である。
FIG. 14 is a state transition diagram at the end of a period B showing a conventional embodiment.

【図15】従来の実施形態例における期間Bでの各部の
波形と各半導体スイッチの駆動信号を示すタイミング図
である。
FIG. 15 is a timing chart showing a waveform of each part and a drive signal of each semiconductor switch in a period B in the conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータ 2 直流電源 3 高周波インバータ 4 高周波トランス 5 サイクロコンバータ 6 出力フィルタ 7 負荷 S+ 、S- 、SU+、SL+、SU-、SL- 半導体スイッチ DS+、DS-、DSU+ 、DSL+ 、DSU- 、DSL- ダイオ
ード Vtr 高周波トランスの1次側電圧 Vc サイクロコンバータの出力電圧 Vo サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータ
の出力電圧 Io サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータ
の出力電流 ISU サイクロコンバータの上アームを流れる電流 ISL サイクロコンバータの下アームを流れる電流 IL 出力フィルタの入力電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cycloconverter system high frequency link inverter 2 DC power supply 3 High frequency inverter 4 High frequency transformer 5 Cycloconverter 6 Output filter 7 Load S +, S-, SU +, SL +, SU-, SL- Semiconductor switches DS +, DS-, DSU +, DSL +, DSU-, DSL- Diode Vtr Primary voltage of high-frequency transformer Vc Output voltage of cycloconverter Vo Output voltage of cycloconverter high-frequency link inverter Io Output current of cycloconverter high-frequency link inverter ISU Current flowing through upper arm of ISU cycloconverter ISL Current flowing through lower arm of cycloconverter IL Input current of output filter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力電流と出力電圧との極性が同じとき
は電源転流方式、極性が異なるときには自然転流方式を
用いたことを特徴とするサイクロコンバータ方式高周波
リンクインバータの制御方法。
1. A control method for a cycloconverter type high frequency link inverter, wherein a power commutation method is used when the polarities of an output current and an output voltage are the same, and a natural commutation method is used when the polarities are different.
【請求項2】 直流電源の出力端に接続され、正負極性
交互に出力する高周波インバータと、当該高周波インバ
ータの出力端に高周波トランスを介して接続され、前記
高周波インバータの出力極性を切り替えることにより、
前記高周波インバータの出力周波数より低い周波数の交
流に変換するサイクロコンバータと前記サイクロコンバ
ータの出力に高周波リプルを低減する出力フィルタが接
続されたサイクロコンバータ方式高周波リンクインバー
タにおいて、 前記サイクロコンバータ方式高周波リンクインバータの
出力電圧と出力フィルタの入力電流の極性が異なる場合
に、前記高周波インバータにデューティ比一定のパルス
信号を電力増幅させ正負極性交互に前記高周波トランス
に電圧を出力させ、前記直流電源の電圧が前記高周波ト
ランスに印加されている時に前記サイクロコンバータ方
式高周波リンクインバータの出力電流を流すことがで
き、かつ出力電流を増加させることができる前記サイク
ロコンバータの半導体スイッチをオンし、前記高周波イ
ンバータの出力電圧の極性が反転して、ある期間おいた
後、前記サイクロコンバータ方式高周波リンクインバー
タの出力電流を流すことができ、かつ出力電流を増加さ
せることが出来る前記サイクロコンバータの半導体スイ
ッチをオンすることにより、出力電流を当該半導体スイ
ッチに流し、高周波インバータの出力極性が反転する前
にオンしていた半導体スイッチに流れる電流をゼロと
し、ゼロになってから、前記高周波インバータの出力電
圧の極性が反転する前に半導体スイッチをオフさせるこ
とを特徴とするサイクロコンバータ方式高周波リンクイ
ンバータの制御方法。
2. A high-frequency inverter connected to an output terminal of a DC power supply and alternately outputting positive and negative polarities, and connected to an output terminal of the high-frequency inverter via a high-frequency transformer to switch an output polarity of the high-frequency inverter.
A cycloconverter-type high-frequency link inverter in which a cycloconverter that converts an alternating current having a frequency lower than the output frequency of the high-frequency inverter and an output filter that reduces high-frequency ripples is connected to an output of the cycloconverter. When the polarity of the output voltage and the input current of the output filter are different, the high-frequency inverter power-amplifies the pulse signal having a constant duty ratio and outputs a voltage to the high-frequency transformer alternately with positive and negative polarities. A semiconductor switch of the cycloconverter capable of flowing the output current of the cycloconverter type high frequency link inverter when being applied to the transformer and increasing the output current, and turning on the high frequency inverter After a certain period of time when the polarity of the output voltage of the cycloconverter is inverted and the output current of the cycloconverter type high frequency link inverter can flow and the semiconductor switch of the cycloconverter capable of increasing the output current is turned on. By doing so, the output current flows through the semiconductor switch, the current flowing through the semiconductor switch that was turned on before the output polarity of the high-frequency inverter is inverted is set to zero, and after the current becomes zero, the polarity of the output voltage of the high-frequency inverter is reduced. A semiconductor switch is turned off before the inverter is inverted.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載するサイ
クロコンバータ方式高周波リンクインバータの制御方法
において、PWM(Pulse WidthModul
ation)信号により、サイクロコンバータのスイッ
チを制御することを特徴とするサイクロコンバータ方式
高周波リンクインバータの制御方法。
3. The control method for a high frequency link inverter according to claim 1 or 2, wherein the PWM (Pulse Width Modul) is controlled.
A control method of a cycloconverter type high frequency link inverter, wherein a switch of the cycloconverter is controlled by a signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010095453A (en) * 2000-03-30 2001-11-07 윤문수 ZVS-ZCS Full Bridge DC-DC Converter
JP2014075233A (en) * 2012-10-03 2014-04-24 Sharp Corp High-voltage output device, ion generation device, and electronic equipment

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