JP2017051001A - 昇降圧インバータ回路及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】昇降圧インバータ回路10は、直流電源のプラス端子、マイナス端子とそれぞれ接続されるプラス線13p、マイナス線13mと、それらの間に配置された分圧回路14、第1レグ15及び第2レグ16と、第1レグ15のスイッチング素子SW1、2間を接続する第1レグ内配線に一端が接続された第1リアクトルL1と、第2レグ16のスイッチング素子SW3、4間を接続する第2レグ内配線に一端が接続され、他端が第1リアクトルL1の他端と接続された第2リアクトルL2と、第1レグ内配線とw端子12wとの間に配置された双方向スイッチング素子SW5と、第2レグ内配線とu端子12uとの間に配置された双方向スイッチング素子SW6と、SW5、6から出力される電圧を平滑化する平滑化回路17とを備える。
【選択図】図2
Description
接続された第1リアクトルと、前記第2レグの前記2個のスイッチング素子間を接続する第2レグ内配線に一端が接続され、他端が前記第1リアクトルの他端と接続された第2リアクトルと、前記第1レグ内配線に一端が接続され、他端が第1出力線により第1出力端子に接続された第1双方向スイッチング素子と、前記第2レグ内配線に一端が接続され、他端が第2出力線により第2出力端子に接続された第2双方向スイッチング素子と、前記第1出力線と前記第2出力線との間に配置された、前記第1双方向スイッチの他端と前記第2双方向スイッチング素子の他端との間の電圧を平滑化するための平滑化回路と、を備える。
スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がOFFである第3状態を形成した後、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子がOFFであり、前記第1双方向スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がONである第4状態を形成する第2制御処理を、前記昇降圧比及び出力すべき交流の周波数に応じて前記第3状態の持続時間を変更しつつ繰り返し行うことにより、前記第2出力端子の電位が前記第1出力端子の電位よりも低い半周期分の交流電圧を前記第1出力端子及び前記第2出力端子から出力させる。
出力端子であるu端子12u、o端子12o及びw端子12wを備える。
いて、第nスイッチング素子SWn(n=1〜4)に並列に接続されているダイオードDnは、還流ダイオードである。
している配線は、図示してあるように、接地されていると共に、o端子と接続されている。
信号が出力される。
で、DONを、以下の(2)式により求められる値とすれば良いことになる。
上記した昇降圧インバータ回路10は、各種の変形を行えるものである。例えば、昇降圧インバータ回路10を、図10に示したように、独立した(分離した)第1リアクタンスL1と第2リアクタンスL2とを備えた回路に変形することが出来る。ただし、第1リアクトルL1及び第2リアクトルL2が発生する磁界が強め合うように第1リアクトルL1及び第2リアクトルL2を配置しておけば、各リアクトルをより高いインダクダンスのリアクトルとして機能させることが出来る。従って、昇降圧インバータ回路10は、第1リアクトルL1と第2リアクトルL2とが、第1リアクトルL1及び第2リアクトルL2の一方に分圧回路14の中間電位部側への電流が流れ、他方に分圧回路14の中間電位側からの電流が流れた場合に、互いが発生する磁界が強め合うように配置されている回路として実現しておくことが好ましい。
11p プラス側入力端子
11m マイナス側入力端子
12w w端子
12o o端子
12u u端子
13p プラス線
13m マイナス線
14 分圧回路
15 第1レグ
16 第2レグ
17 磁気結合リアクトル
17a 磁性コア
20 制御ユニット
21 正弦波生成回路
22 変調波生成回路
24 コンパレータ
25 論理回路
26 駆動回路
30 太陽電池アレイ
SW1〜SW4 第1〜第4スイッチング素子
SW5 第1双方向スイッチング素子
SW6 第2双方向スイッチング素子
Claims (6)
- 直流電源からの第1電圧の直流電力を第2電圧の交流電力に変換する昇降圧インバータ回路において、
前記直流電源のプラス出力端子、マイナス出力端子とそれぞれ接続されるプラス線、マイナス線と、
前記プラス線と前記マイナス線との間に配置された、2個のスイッチング素子を直列接続した第1レグと、
前記プラス線と前記マイナス線との間に配置された、2個のスイッチング素子を直列接続した第2レグと、
前記第1レグの前記2個のスイッチング素子間を接続する第1レグ内配線に一端が接続された第1リアクトルと、
前記第2レグの前記2個のスイッチング素子間を接続する第2レグ内配線に一端が接続され、他端が前記第1リアクトルの他端と接続された第2リアクトルと、
前記第1レグ内配線に一端が接続され、他端が第1出力線により第1出力端子に接続された第1双方向スイッチング素子と、
前記第2レグ内配線に一端が接続され、他端が第2出力線により第2出力端子に接続された第2双方向スイッチング素子と、
前記第1出力線と前記第2出力線との間に配置された、前記第1双方向スイッチの他端と前記第2双方向スイッチング素子の他端との間の電圧を平滑化するための平滑化回路と、
を備えることを特徴とする昇降圧インバータ回路。 - 前記プラス線と前記マイナス線との間に配置された分圧回路であって、その電位が前記プラス線の電位と前記マイナス線の電位の中間電位となる中間電位部を有し、当該中間電位部に前記第1リアクトル、前記第2リアクトル間の接続端が接続された分圧回路を、さらに、備えることを特徴とする請求項1に記載の昇降圧インバータ回路。
- 前記分圧回路が、同容量の2つのコンデンサが直列接続された、当該2つのコンデンサ間を接続する配線が前記中間電位部として機能する回路である
ことを特徴とする請求項2に記載の昇降圧インバータ回路。 - 前記平滑化回路が、同容量の2つのコンデンサが直列接続された、当該2つのコンデンサ間を接続する配線が中性点に接続される回路である
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の昇降圧インバータ回路。 - 前記第1リアクトルと前記第2リアクトルとが、前記第1リアクトル及び前記第2リアクトルの一方に、前記第1リアクトル、前記第2リアクトル間の接続端側への電流が流れ、他方に当該接続端側からの電流が流れた場合に、互いが発生する磁界が強め合うように配置されている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の昇降圧インバータ回路。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載された昇降圧インバータ回路の制御方法であって、
前記第1スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子がONであり、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、前記第1双方向スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がOFFである第1状態を形成した後、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子がOFFであり、前記第1双方向スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がONである第2状態を形成する第1制御処理を、前記第1電圧の前記第2電圧に対
する割合である昇降圧比及び出力すべき交流の周波数に応じて前記第1状態の持続時間を変更しつつ繰り返し行うことにより、前記第2出力端子の電位が前記第1出力端子の電位よりも高い半周期分の交流電圧を前記第1出力端子及び前記第2出力端子から出力させ、
前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子がONであり、前記第1スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第1双方向スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がOFFである第3状態を形成した後、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子がOFFであり、前記第1双方向スイッチング素子及び前記第2双方向スイッチング素子がONである第4状態を形成する第2制御処理を、前記昇降圧比及び出力すべき交流の周波数に応じて前記第3状態の持続時間を変更しつつ繰り返し行うことにより、前記第2出力端子の電位が前記第1出力端子の電位よりも低い半周期分の交流電圧を前記第1出力端子及び前記第2出力端子から出力させる
ことを特徴とする昇降圧インバータ回路の制御方法。
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