JP6406129B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、交流電源10、各種の電気負荷11および、交流電源10から出力される交流電圧を昇圧して整流する電力変換装置であるコンバータ20を示す。このコンバータ20は、昇圧型の力率改善回路21、及び、ブリッジ型の全波整流回路22を有している。20の入力端子には交流電源10が接続されており、コンバータ20の出力端子には電気負荷11が接続されている。
図6に本実施形態のコンバータ20aの電気的構成図を示す。図1に示す第1実施形態と同一の構成については適宜説明を省略する。
図7に本実施形態のコンバータ20bの電気的構成図を示す。図1に示す第1実施形態と同一の構成については適宜説明を省略する。
・スイッチQ1のスイッチング作動時(正期間における昇圧時)には、スイッチQ2は常時オフに制御され、スイッチQ2のスイッチング作動時(負期間における昇圧時)には、スイッチQ1は常時オフに制御を行ってもよい。
Claims (8)
- 交流電源(10)に接続され、昇圧用スイッチング素子(Q1,Q2,Q1d,Q2d)を有し、前記昇圧用スイッチング素子の開閉状態を変更することで、前記交流電源の出力の力率を改善する力率改善回路(21,21d)と、
直列接続された上アームスイッチング素子(Q3,Q4)及び下アームスイッチング素子(Q5,Q6)をそれぞれ有し、その直列接続された上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子の接続点である中性点に対し、前記力率改善回路の出力端子がそれぞれ接続されている第1レグ及び第2レグを備え、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の開閉状態をそれぞれ変更することで、前記力率改善回路の出力を同期整流する整流回路(22)と、
を備える電力変換装置(20,20a,20b,20d)において、
前記昇圧用スイッチング素子を駆動する電圧源(50,C1)が、前記昇圧用スイッチング素子を介して、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子を駆動する際の電圧源であるブートストラップコンデンサ(C3,C4)に充電可能に接続され、
前記昇圧用スイッチング素子として、前記交流電源の出力電圧が正となる正期間に閉状態となる第1スイッチ(Q1)と、前記交流電源の出力電圧が負となる負期間に閉状態となる第2スイッチ(Q2)とを備え、
前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子のうち、前記正期間において、前記第1スイッチと同期して開状態に制御される方に設けられている前記ブートストラップコンデンサ(C3)を充電する制御を実施し、
前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子のうち、前記負期間において、前記第2スイッチと同期して開状態に制御される方に設けられている前記ブートストラップコンデンサ(C4)を充電する制御を実施するスイッチ制御部(40)を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記第1レグ及び前記第2レグにおいて、前記下アームスイッチング素子を駆動する電圧源が、前記下アームスイッチング素子を介して、前記ブートストラップコンデンサに充電可能に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(20a)。
- 交流電源(10)に接続され、昇圧用スイッチング素子(Q1,Q2,Q1d,Q2d)を有し、前記昇圧用スイッチング素子の開閉状態を変更することで、前記交流電源の出力の力率を改善する力率改善回路(21,21d)と、
直列接続された上アームスイッチング素子(Q3,Q4)及び下アームスイッチング素子(Q5,Q6)をそれぞれ有し、その直列接続された上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子の接続点である中性点に対し、前記力率改善回路の出力端子がそれぞれ接続されている第1レグ及び第2レグを備え、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の開閉状態をそれぞれ変更することで、前記力率改善回路の出力を同期整流する整流回路(22)と、
を備える電力変換装置(20,20a,20b,20d)において、
前記昇圧用スイッチング素子を駆動する電圧源(50,C1)が、前記昇圧用スイッチング素子を介して、前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子を駆動する際の電圧源であるブートストラップコンデンサ(C3,C4)に充電可能に接続され、
前記第1レグ及び前記第2レグにおいて、前記下アームスイッチング素子を駆動する電圧源が、前記下アームスイッチング素子を介して、前記ブートストラップコンデンサに充電可能に接続されていることを特徴とする電力変換装置(20a)。 - 前記整流回路の出力側に接続された直流電源から前記交流電源に電力供給を行う逆潮動作時において、前記力率改善回路を停止させるとともに、前記整流回路においてPWM制御を実施する逆潮制御部(40)を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の電力変換装置。
- 前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子のうち、前記交流電源の出力電圧が正となる正期間において、前記昇圧用スイッチング素子と同期して開閉制御される方に設けられている前記ブートストラップコンデンサを、前記昇圧用スイッチング素子が閉状態とされている場合に充電する制御を実施し、
前記第1レグ及び前記第2レグの前記上アームスイッチング素子のうち、前記交流電源の出力電圧が負となる負期間において、前記昇圧用スイッチング素子と同期して開閉制御される方に設けられている前記ブートストラップコンデンサを、前記昇圧用スイッチング素子が閉状態とされている場合に充電する制御を実施するスイッチ制御部(40)を備えることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記昇圧用スイッチング素子として、第1スイッチ(Q1)及び第2スイッチ(Q2)を備え、
前記第1スイッチと前記第2スイッチとは、前記交流電源及びインダクタ(23,24)と直列接続されており、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがともに閉状態とされることで前記インダクタに電力を蓄積し、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチがともに開状態とされることで前記インダクタに蓄積した電力を出力することを特徴とする請求項1,2,5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記昇圧用スイッチング素子を駆動する電圧源の低電圧側の端子が、前記第1スイッチと前記第2スイッチとの接続点と接続されており、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチは、逆導通性を有する半導体スイッチング素子、又は、逆導通性を有さず、還流ダイオードが逆並列に接続されている半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記第1レグ及び前記第2レグの前記下アームスイッチング素子を駆動する電圧源(58)が、前記下アームスイッチング素子を介して、前記昇圧用スイッチング素子を駆動する電圧源としてのコンデンサに充電可能に接続されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電力変換装置(20b)。
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