JPH06225536A - コンバータ回路 - Google Patents
コンバータ回路Info
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- JPH06225536A JPH06225536A JP5012063A JP1206393A JPH06225536A JP H06225536 A JPH06225536 A JP H06225536A JP 5012063 A JP5012063 A JP 5012063A JP 1206393 A JP1206393 A JP 1206393A JP H06225536 A JPH06225536 A JP H06225536A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流入力Ｕ，Ｖ，ＷをＡＣスイッチ１０１〜１
０３を介し高周波の交流に変換し、変圧器７の１次巻線
に印加し、このとき変圧器７の２次電圧を全波整流回路
４を介し整流し直流リアクトル５及びコンデンサ６を介
し平滑化して直流を作りだすＳＭＲコンバータ回路にお
いて、交流リアクトル１〜３および入力コンデンサＣ１
〜Ｃ３からなる入力フィルタを小形化する。 【構成】変圧器７の１次巻線に中間端子Ｔ３を設け、こ
の中間端子Ｔ３とコンデンサＣ１〜Ｃ３の中性点Ｏとを
接続する。この回路においては、入力コンデンサＣ１〜
Ｃ３の放電電流を変圧器の中間端子Ｔ３を介して負荷に
流すことができ、この時、放電電流波高値が中間端子Ｔ
３を介さぬ通常動作時の値の２倍となるため、放電電流
を２種類の波高値の矩形波にできる。これにより結果的
に入力コンデンサのリプル電流を低減させることがで
き、入力フィルタの小形化を達成できる。
０３を介し高周波の交流に変換し、変圧器７の１次巻線
に印加し、このとき変圧器７の２次電圧を全波整流回路
４を介し整流し直流リアクトル５及びコンデンサ６を介
し平滑化して直流を作りだすＳＭＲコンバータ回路にお
いて、交流リアクトル１〜３および入力コンデンサＣ１
〜Ｃ３からなる入力フィルタを小形化する。 【構成】変圧器７の１次巻線に中間端子Ｔ３を設け、こ
の中間端子Ｔ３とコンデンサＣ１〜Ｃ３の中性点Ｏとを
接続する。この回路においては、入力コンデンサＣ１〜
Ｃ３の放電電流を変圧器の中間端子Ｔ３を介して負荷に
流すことができ、この時、放電電流波高値が中間端子Ｔ
３を介さぬ通常動作時の値の２倍となるため、放電電流
を２種類の波高値の矩形波にできる。これにより結果的
に入力コンデンサのリプル電流を低減させることがで
き、入力フィルタの小形化を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、交流入力を絶縁変換
して直流電圧を得る電源装置、いわゆるＳＭＲコンバー
タと呼ばれる絶縁形のＡＣ／ＤＣ変換器であって、交流
入力を高力率で正弦波化するコンバータ回路に関し、特
に入力フィルタ部の小形化がはかれるコンバータ回路に
関する。
して直流電圧を得る電源装置、いわゆるＳＭＲコンバー
タと呼ばれる絶縁形のＡＣ／ＤＣ変換器であって、交流
入力を高力率で正弦波化するコンバータ回路に関し、特
に入力フィルタ部の小形化がはかれるコンバータ回路に
関する。
【０００２】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
しくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】図３は、従来のこの種のコンバータ回路
の構成例を示す。同図においてはダイオードＤ５のアノ
ードとダイオードＤ６のカソードとを接続した回路と、
ＩＧＢＴ Ｕ１とＩＧＢＴ Ｘ１とを直列接続した回路
と、ＩＧＢＴ Ｖ１とＩＧＢＴＹ１とを直列接続した回
路とが全て並列に接続されてＡＣスイッチ１０１が構成
されている。
の構成例を示す。同図においてはダイオードＤ５のアノ
ードとダイオードＤ６のカソードとを接続した回路と、
ＩＧＢＴ Ｕ１とＩＧＢＴ Ｘ１とを直列接続した回路
と、ＩＧＢＴ Ｖ１とＩＧＢＴＹ１とを直列接続した回
路とが全て並列に接続されてＡＣスイッチ１０１が構成
されている。
【０００４】同様にダイオードＤ７のアノードとダイオ
ードＤ８のカソードとを接続した回路と、ＩＧＢＴ Ｕ
２とＩＧＢＴ Ｘ２とを直列接続した回路と、ＩＧＢＴ
Ｖ２とＩＧＢＴ Ｙ２とを直列接続した回路とが全て
並列に接続されてＡＣスイッチ１０２が構成されてい
る。また同様にダイオードＤ９のアノードとダイオード
Ｄ１０のカソードとを接続した回路と、ＩＧＢＴ Ｕ３
とＩＧＢＴ Ｘ３とを直列接続した回路と、ＩＧＢＴ
Ｖ３とＩＧＢＴ Ｙ３とを直列接続した回路とが全て並
列に接続されてＡＣスイッチ１０３が構成されている。
ードＤ８のカソードとを接続した回路と、ＩＧＢＴ Ｕ
２とＩＧＢＴ Ｘ２とを直列接続した回路と、ＩＧＢＴ
Ｖ２とＩＧＢＴ Ｙ２とを直列接続した回路とが全て
並列に接続されてＡＣスイッチ１０２が構成されてい
る。また同様にダイオードＤ９のアノードとダイオード
Ｄ１０のカソードとを接続した回路と、ＩＧＢＴ Ｕ３
とＩＧＢＴ Ｘ３とを直列接続した回路と、ＩＧＢＴ
Ｖ３とＩＧＢＴ Ｙ３とを直列接続した回路とが全て並
列に接続されてＡＣスイッチ１０３が構成されている。
【０００５】そしてダイオードＤ５とダイオードＤ６と
の接続点には交流リアクトル１を介して交流入力端子Ｕ
が、ダイオードＤ７とダイオードＤ８との接続点には交
流リアクトル２を介して交流入力端子Ｖが、ダイオード
Ｄ９とダイオードＤ１０との接続点には交流リアクトル
３を介して交流入力端子Ｗが各々接続される。またコン
デンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の一方の端子は互いに一括短絡
され、コンデンサＣ１のもう一方の端子はダイオードＤ
５とダイオードＤ６との接続点に、コンデンサＣ２のも
う一方の端子はダイオードＤ７とダイオードＤ８との接
続点に、コンデンサＣ３のもう一方の端子はダイオード
Ｄ９とダイオードＤ１０との接続点に夫々接続されてい
る。
の接続点には交流リアクトル１を介して交流入力端子Ｕ
が、ダイオードＤ７とダイオードＤ８との接続点には交
流リアクトル２を介して交流入力端子Ｖが、ダイオード
Ｄ９とダイオードＤ１０との接続点には交流リアクトル
３を介して交流入力端子Ｗが各々接続される。またコン
デンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の一方の端子は互いに一括短絡
され、コンデンサＣ１のもう一方の端子はダイオードＤ
５とダイオードＤ６との接続点に、コンデンサＣ２のも
う一方の端子はダイオードＤ７とダイオードＤ８との接
続点に、コンデンサＣ３のもう一方の端子はダイオード
Ｄ９とダイオードＤ１０との接続点に夫々接続されてい
る。
【０００６】さらにＩＧＢＴ Ｕ１とＩＧＢＴ Ｘ１と
の接続点と、ＩＧＢＴ Ｕ２とＩＧＢＴ Ｘ２との接続
点と、ＩＧＢＴ Ｕ３とＩＧＢＴ Ｘ３との接続点とは
一括短絡されて変圧器８の１次巻線の端子Ｔ１に接続さ
れ、ＩＧＢＴ Ｖ１とＩＧＢＴ Ｙ１との接続点と、Ｉ
ＧＢＴ Ｖ２とＩＧＢＴ Ｙ２との接続点と、ＩＧＢＴ
Ｖ３とＩＧＢＴ Ｙ３との接続点とは一括短絡されて変
圧器８の１次巻線のもう一方の端子Ｔ２に接続されてい
る。また変圧器３の２次端子にはダイオードＤ１，Ｄ
２，Ｄ３，Ｄ４で構成された全波整流回路４の交流入力
端子が接続され、全波整流回路４の直流出力にはＤＣリ
アクトル５を介してコンデンサ６が接続されている。そ
してコンデンサ６の両極には直流出力端子Ｐ，Ｎが各々
接続されている。
の接続点と、ＩＧＢＴ Ｕ２とＩＧＢＴ Ｘ２との接続
点と、ＩＧＢＴ Ｕ３とＩＧＢＴ Ｘ３との接続点とは
一括短絡されて変圧器８の１次巻線の端子Ｔ１に接続さ
れ、ＩＧＢＴ Ｖ１とＩＧＢＴ Ｙ１との接続点と、Ｉ
ＧＢＴ Ｖ２とＩＧＢＴ Ｙ２との接続点と、ＩＧＢＴ
Ｖ３とＩＧＢＴ Ｙ３との接続点とは一括短絡されて変
圧器８の１次巻線のもう一方の端子Ｔ２に接続されてい
る。また変圧器３の２次端子にはダイオードＤ１，Ｄ
２，Ｄ３，Ｄ４で構成された全波整流回路４の交流入力
端子が接続され、全波整流回路４の直流出力にはＤＣリ
アクトル５を介してコンデンサ６が接続されている。そ
してコンデンサ６の両極には直流出力端子Ｐ，Ｎが各々
接続されている。
【０００７】図４はこのような構成における動作波形を
示す。同図において例えば、Ｕ相入力電圧が正、Ｖ相入
力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の期間〜の動作を次
に説明する。期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせ
ることにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧ
ＢＴ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器８→ダイオードＤ１→Ｄ
Ｃリアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧
器８→端子Ｔ２→ＩＧＢＴＹ２→ダイオードＤ８→コン
デンサＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
示す。同図において例えば、Ｕ相入力電圧が正、Ｖ相入
力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の期間〜の動作を次
に説明する。期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせ
ることにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧ
ＢＴ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器８→ダイオードＤ１→Ｄ
Ｃリアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧
器８→端子Ｔ２→ＩＧＢＴＹ２→ダイオードＤ８→コン
デンサＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
【０００８】次に期間にＩＧＢＴ Ｙ２をオフさせる
ことにより、コンデンサＣ１の電流は零となり、ＤＣリ
アクトル５に流れていた電流は、ＤＣリアクトル５→コ
ンデンサ６を経たのち、ダイオードＤ４→ダイオードＤ
２の経路およびダイオードＤ３→ダイオードＤ１の並列
経路を経てＤＣリアクトル５に至る経路で還流する。次
に期間にＩＧＢＴ Ｙ３をオンさせることにより、コ
ンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｕ１→端子
Ｔ１→変圧器８→ダイオードＤ１→ＤＣリアクトル５→
コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器８→端子Ｔ２→
ＩＧＢＴ Ｙ３→ダイオードＤ１０→コンデンサＣ３→
コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
ことにより、コンデンサＣ１の電流は零となり、ＤＣリ
アクトル５に流れていた電流は、ＤＣリアクトル５→コ
ンデンサ６を経たのち、ダイオードＤ４→ダイオードＤ
２の経路およびダイオードＤ３→ダイオードＤ１の並列
経路を経てＤＣリアクトル５に至る経路で還流する。次
に期間にＩＧＢＴ Ｙ３をオンさせることにより、コ
ンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｕ１→端子
Ｔ１→変圧器８→ダイオードＤ１→ＤＣリアクトル５→
コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器８→端子Ｔ２→
ＩＧＢＴ Ｙ３→ダイオードＤ１０→コンデンサＣ３→
コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
【０００９】次に期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ３をオフ
しＩＧＢＴ Ｖ１，Ｘ３をオンさせることにより、コン
デンサＣ１の電流は、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５
→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器８→ダイオードＤ
１→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４
→変圧器８→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ３→ダイオードＤ
１０→コンデンサＣ３→コンデンサＣ１の経路に変わ
る。また、このとき期間と期間でコンデンサＣ１の
放電電流は同じであるが変圧器８に印加される電圧極性
が反対となる。
しＩＧＢＴ Ｖ１，Ｘ３をオンさせることにより、コン
デンサＣ１の電流は、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５
→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器８→ダイオードＤ
１→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４
→変圧器８→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ３→ダイオードＤ
１０→コンデンサＣ３→コンデンサＣ１の経路に変わ
る。また、このとき期間と期間でコンデンサＣ１の
放電電流は同じであるが変圧器８に印加される電圧極性
が反対となる。
【００１０】次に期間にＩＧＢＴ Ｘ３をオフしＩＧ
ＢＴ Ｘ２をオンさせることにより、コンデンサＣ１→
ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器８
→ダイオードＤ１→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→
ダイオードＤ４→変圧器８→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ２
→ダイオードＤ８→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の
経路に電流が流れる。
ＢＴ Ｘ２をオンさせることにより、コンデンサＣ１→
ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器８
→ダイオードＤ１→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→
ダイオードＤ４→変圧器８→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ２
→ダイオードＤ８→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の
経路に電流が流れる。
【００１１】次に期間と同様にＩＧＢＴ Ｖ１とＸ２
をオフさせ、ＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせることに
より、期間〜の動作を繰り返す。また、Ｕ相入力電
圧が正、Ｖ相入力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の場合以
外にも、ＩＧＢＴ Ｕ１とＶ１の代わりにＩＧＢＴ Ｘ
１とＹ１を、ＩＧＢＴ Ｘ２とＹ２の代わりにＩＧＢＴ
Ｕ２とＶ２を、ＩＧＢＴ Ｘ３とＹ３の代わりにＩＧ
ＢＴ Ｕ３とＶ３を夫々用いることにより同様に動作さ
せることができる。
をオフさせ、ＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせることに
より、期間〜の動作を繰り返す。また、Ｕ相入力電
圧が正、Ｖ相入力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の場合以
外にも、ＩＧＢＴ Ｕ１とＶ１の代わりにＩＧＢＴ Ｘ
１とＹ１を、ＩＧＢＴ Ｘ２とＹ２の代わりにＩＧＢＴ
Ｕ２とＶ２を、ＩＧＢＴ Ｘ３とＹ３の代わりにＩＧ
ＢＴ Ｕ３とＶ３を夫々用いることにより同様に動作さ
せることができる。
【００１２】この時、ＩＧＢＴ Ｕ１〜Ｙ３のオン，オ
フ期間を調整することでコンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６の
放電電流の平滑化した値を正弦波とすることができ、交
流リアクトル１，２，３の電流を正弦波とすることがで
きる。さらに、変圧器８に入力電源周波数より高い高周
波交流電圧を印加することができるため、変圧器８とし
て小形の高周波変圧器を用いることができる。
フ期間を調整することでコンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６の
放電電流の平滑化した値を正弦波とすることができ、交
流リアクトル１，２，３の電流を正弦波とすることがで
きる。さらに、変圧器８に入力電源周波数より高い高周
波交流電圧を印加することができるため、変圧器８とし
て小形の高周波変圧器を用いることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで図３に述べた
従来の回路構成においては、入力コンデンサＣ１，Ｃ
２，Ｃ３の放電電流がＤＣリアクトル５の通電電流を変
圧器８の巻数比倍した矩形波電流のパルス列となり、こ
の矩形波電流を十分に平滑するため、比較的大きな入力
フィルタとしての交流リアクトル１〜３および入力コン
デンサＣ１〜Ｃ３が必要である。特に、比較的容量が大
きな変換装置においては、適用デバイスに高周波特性の
優れたデバイスが無いことや、変換効率の向上のため、
動作周波数をあまり大きくできず、大きな入力フィルタ
が必要であるという欠点がある。
従来の回路構成においては、入力コンデンサＣ１，Ｃ
２，Ｃ３の放電電流がＤＣリアクトル５の通電電流を変
圧器８の巻数比倍した矩形波電流のパルス列となり、こ
の矩形波電流を十分に平滑するため、比較的大きな入力
フィルタとしての交流リアクトル１〜３および入力コン
デンサＣ１〜Ｃ３が必要である。特に、比較的容量が大
きな変換装置においては、適用デバイスに高周波特性の
優れたデバイスが無いことや、変換効率の向上のため、
動作周波数をあまり大きくできず、大きな入力フィルタ
が必要であるという欠点がある。
【００１４】そこで本発明はこの問題を解消できるコン
バータ回路を提供することを課題とする。
バータ回路を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明のコンバータ回路は、同極性の２つのダイ
オードの直列回路を、４つのスイッチング素子からなる
単相ブリッジインバータ回路の直流端子間に、前記ダイ
オード直列回路のカソード端子が単相ブリッジインバー
タ回路の正極端子に一致するように接続して１つのＡＣ
スイッチを構成し、このＡＣスイッチを（１０１〜１０
３などのように）交流入力の相数分設け、この各ＡＣス
イッチのダイオード直列回路のダイオード同士の接続点
を夫々交流リアクトル（１〜３など）を介して交流入力
の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗなど）に接続し、この各ＡＣスイッ
チに夫々対応する入力コンデンサ（Ｃ１〜Ｃ３など）を
設け、この各入力コンデンサの１端を夫々対応するＡＣ
スイッチのダイオード同士の接続点に接続し、該入力コ
ンデンサの他端をこの入力コンデンサ同士一括接続して
中性点（Ｏなど）とし、各ＡＣスイッチの単相ブリッジ
インバータ回路の交流端子の一方を互に一括して変圧器
（７など）１次巻線の一端（Ｔ１など）に接続し、同じ
く各ＡＣスイッチの単相ブリッジインバータ回路の交流
端子の他方を互に一括して前記変圧器１次巻線の他端
（Ｔ２など）に接続し、前記交流入力を前記ＡＣスイッ
チを介して高周波の交流に変換して前記変圧器の１次巻
線に印加し、この変圧器の２次巻線の発生電圧を（全波
整流回路４などを介し）整流し（直流リアクトル５，コ
ンデンサ６などを介し）平滑化して直流を作り出すコン
バータ回路において、前記変圧器の１次巻線に中間端子
（Ｔ３など）を設け、この中間端子と前記入力コンデン
サの中性点を接続したものとする。
めに、本発明のコンバータ回路は、同極性の２つのダイ
オードの直列回路を、４つのスイッチング素子からなる
単相ブリッジインバータ回路の直流端子間に、前記ダイ
オード直列回路のカソード端子が単相ブリッジインバー
タ回路の正極端子に一致するように接続して１つのＡＣ
スイッチを構成し、このＡＣスイッチを（１０１〜１０
３などのように）交流入力の相数分設け、この各ＡＣス
イッチのダイオード直列回路のダイオード同士の接続点
を夫々交流リアクトル（１〜３など）を介して交流入力
の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗなど）に接続し、この各ＡＣスイッ
チに夫々対応する入力コンデンサ（Ｃ１〜Ｃ３など）を
設け、この各入力コンデンサの１端を夫々対応するＡＣ
スイッチのダイオード同士の接続点に接続し、該入力コ
ンデンサの他端をこの入力コンデンサ同士一括接続して
中性点（Ｏなど）とし、各ＡＣスイッチの単相ブリッジ
インバータ回路の交流端子の一方を互に一括して変圧器
（７など）１次巻線の一端（Ｔ１など）に接続し、同じ
く各ＡＣスイッチの単相ブリッジインバータ回路の交流
端子の他方を互に一括して前記変圧器１次巻線の他端
（Ｔ２など）に接続し、前記交流入力を前記ＡＣスイッ
チを介して高周波の交流に変換して前記変圧器の１次巻
線に印加し、この変圧器の２次巻線の発生電圧を（全波
整流回路４などを介し）整流し（直流リアクトル５，コ
ンデンサ６などを介し）平滑化して直流を作り出すコン
バータ回路において、前記変圧器の１次巻線に中間端子
（Ｔ３など）を設け、この中間端子と前記入力コンデン
サの中性点を接続したものとする。
【００１６】
【作用】変圧器の１次巻線に中間端子Ｔ３を設け、この
中間端子Ｔ３と、各々のＡＣスイッチのダイオード接続
点間にスター接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ３の中性点
Ｏとを接続する。従来の回路構成においては、２個のス
イッチング素子（ＩＧＢＴ）がオンしているときのみ、
入力フィルタコンデンサから負荷に電力を供給していた
が、本発明の回路構成とした場合、１個のスイッチング
素子のみがオンしている期間にも、コンデンサの中性点
と変圧器の１次巻線の中間端子を介して負荷に電力が供
給でき、さらにこの期間は、変圧器の巻数比が２個のス
イッチング素子から供給した場合の２倍となるため、２
倍の電流がコンデンサから放出される。したがって、コ
ンデンサから放出される電流が、従来回路の場合、波高
値が一定の矩形波であったものが、本発明の回路構成で
は、波高値が２種類の矩形波となり、入力コンデンサの
リプル電流を低減でき入力フィルタを小形にすることが
できる。
中間端子Ｔ３と、各々のＡＣスイッチのダイオード接続
点間にスター接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ３の中性点
Ｏとを接続する。従来の回路構成においては、２個のス
イッチング素子（ＩＧＢＴ）がオンしているときのみ、
入力フィルタコンデンサから負荷に電力を供給していた
が、本発明の回路構成とした場合、１個のスイッチング
素子のみがオンしている期間にも、コンデンサの中性点
と変圧器の１次巻線の中間端子を介して負荷に電力が供
給でき、さらにこの期間は、変圧器の巻数比が２個のス
イッチング素子から供給した場合の２倍となるため、２
倍の電流がコンデンサから放出される。したがって、コ
ンデンサから放出される電流が、従来回路の場合、波高
値が一定の矩形波であったものが、本発明の回路構成で
は、波高値が２種類の矩形波となり、入力コンデンサの
リプル電流を低減でき入力フィルタを小形にすることが
できる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の一実施例としての回路構成を
示す。同図の図３と同一部分は同一番号を記してその説
明は省略する。図３との相違点は、変圧器８の代わりに
一次巻線に中間端子Ｔ３が付いた変圧器７を用い、この
中間端子Ｔ３とコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の接続中性
点Ｏとを接続した点である。
示す。同図の図３と同一部分は同一番号を記してその説
明は省略する。図３との相違点は、変圧器８の代わりに
一次巻線に中間端子Ｔ３が付いた変圧器７を用い、この
中間端子Ｔ３とコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の接続中性
点Ｏとを接続した点である。
【００１８】このような構成における動作波形を図２に
示す。同図において例えば、Ｕ相入力電圧が正、Ｖ相入
力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の期間〜の動作を説
明する。期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせるこ
とにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ
Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣリ
アクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器７
→端子Ｔ２→ＩＧＢＴＹ２→ダイオードＤ８→コンデン
サＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
示す。同図において例えば、Ｕ相入力電圧が正、Ｖ相入
力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の期間〜の動作を説
明する。期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせるこ
とにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ
Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣリ
アクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器７
→端子Ｔ２→ＩＧＢＴＹ２→ダイオードＤ８→コンデン
サＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。
【００１９】次に期間にＩＧＢＴ Ｙ２をオフさせる
ことにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢ
Ｔ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣ
リアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器
７→端子Ｔ３→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。こ
の時、コンデンサＣ１の電流は、ＤＣリアクトル５の電
流を変圧器７の巻数比倍した電流となり、変圧器一次巻
線の中間端子Ｔ３を介して流れているため巻数比が２倍
となり、期間の２倍の電流が流れる。
ことにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢ
Ｔ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣ
リアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器
７→端子Ｔ３→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。こ
の時、コンデンサＣ１の電流は、ＤＣリアクトル５の電
流を変圧器７の巻数比倍した電流となり、変圧器一次巻
線の中間端子Ｔ３を介して流れているため巻数比が２倍
となり、期間の２倍の電流が流れる。
【００２０】次に期間にＩＧＢＴ Ｙ３をオンさせる
ことにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢ
Ｔ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣ
リアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器
７→端子Ｔ２→ＩＧＢＴ Ｙ３→ダイオードＤ１０→コ
ンデンサＣ３→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。次
に期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ３をオフしＩＧＢＴ Ｖ
１，Ｘ３をオンさせることにより、コンデンサＣ１→ダ
イオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器７→
ダイオードＤ２→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→ダ
イオードＤ３→変圧器７→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ３→
ダイオードＤ１０→コンデンサＣ３→コンデンサＣ１の
経路で電流を流す。この時、期間と期間でコンデン
サＣ１，Ｃ２の放電電流は同じであるが変圧器８に印加
される電圧極性が反対となる。
ことにより、コンデンサＣ１→ダイオードＤ５→ＩＧＢ
Ｔ Ｕ１→端子Ｔ１→変圧器７→ダイオードＤ１→ＤＣ
リアクトル５→コンデンサ６→ダイオードＤ４→変圧器
７→端子Ｔ２→ＩＧＢＴ Ｙ３→ダイオードＤ１０→コ
ンデンサＣ３→コンデンサＣ１の経路で電流を流す。次
に期間にＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ３をオフしＩＧＢＴ Ｖ
１，Ｘ３をオンさせることにより、コンデンサＣ１→ダ
イオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器７→
ダイオードＤ２→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→ダ
イオードＤ３→変圧器７→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ３→
ダイオードＤ１０→コンデンサＣ３→コンデンサＣ１の
経路で電流を流す。この時、期間と期間でコンデン
サＣ１，Ｃ２の放電電流は同じであるが変圧器８に印加
される電圧極性が反対となる。
【００２１】次に期間にＩＧＢＴ Ｘ３をオフしＩＧ
ＢＴ Ｘ２をオンさせることにより、コンデンサＣ１→
ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器７
→ダイオードＤ２→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→
ダイオードＤ３→変圧器７→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ２
→ダイオードＤ８→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の
経路で電流を流す。
ＢＴ Ｘ２をオンさせることにより、コンデンサＣ１→
ダイオードＤ５→ＩＧＢＴ Ｖ１→端子Ｔ２→変圧器７
→ダイオードＤ２→ＤＣリアクトル５→コンデンサ６→
ダイオードＤ３→変圧器７→端子Ｔ１→ＩＧＢＴ Ｘ２
→ダイオードＤ８→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の
経路で電流を流す。
【００２２】次に期間と同様にＩＧＢＴ Ｖ１，Ｘ２
をオフさせＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせることによ
り、期間〜の動作を繰り返す。また、Ｕ相入力電圧
が正、Ｖ相入力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の場合以外
にも、ＩＧＢＴ Ｕ１とＶ１の代わりにＩＧＢＴ Ｘ１
とＹ１を、ＩＧＢＴ Ｘ２とＹ２の代わりにＩＧＢＴ
Ｕ２とＶ２を、ＩＧＢＴ Ｘ３とＹ３の代わりにＩＧＢ
Ｔ Ｕ３とＶ３を夫々用いることにより同様に動作させ
ることができる。
をオフさせＩＧＢＴ Ｕ１，Ｙ２をオンさせることによ
り、期間〜の動作を繰り返す。また、Ｕ相入力電圧
が正、Ｖ相入力電圧が負、Ｗ相入力電圧が負の場合以外
にも、ＩＧＢＴ Ｕ１とＶ１の代わりにＩＧＢＴ Ｘ１
とＹ１を、ＩＧＢＴ Ｘ２とＹ２の代わりにＩＧＢＴ
Ｕ２とＶ２を、ＩＧＢＴ Ｘ３とＹ３の代わりにＩＧＢ
Ｔ Ｕ３とＶ３を夫々用いることにより同様に動作させ
ることができる。
【００２３】変圧器７には、従来回路と同様に入力電源
周波数より高い高周波交流電圧を印加することができる
ため、変圧器７には小形の高周波変圧器を用いることが
できる。この時、ＩＧＢＴ Ｕ１からＹ３のオン，オフ
期間を調整することで、入力コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ
３の放電電流の平滑化した値を正弦波化することがで
き、交流リアクトル１，２，３の電流を正弦波化するこ
とができる。さらに、この回路方式では、１個のスイッ
チング素子（ＩＧＢＴ）がオンしている期間（例えば期
間）には、２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）がオ
ンしている期間（例えば期間，〜）に比べ入力コ
ンデンサから放出される電流が２倍となる。したがっ
て、入力コンデンサから放出される電流が、従来回路の
場合、波高値が一定の矩形波であったものが、本発明の
回路構成では、波高値が２種類の矩形波となり、コンデ
ンサのリプル電流を低減でき、入力フィルタを小形化す
ることができる。
周波数より高い高周波交流電圧を印加することができる
ため、変圧器７には小形の高周波変圧器を用いることが
できる。この時、ＩＧＢＴ Ｕ１からＹ３のオン，オフ
期間を調整することで、入力コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ
３の放電電流の平滑化した値を正弦波化することがで
き、交流リアクトル１，２，３の電流を正弦波化するこ
とができる。さらに、この回路方式では、１個のスイッ
チング素子（ＩＧＢＴ）がオンしている期間（例えば期
間）には、２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）がオ
ンしている期間（例えば期間，〜）に比べ入力コ
ンデンサから放出される電流が２倍となる。したがっ
て、入力コンデンサから放出される電流が、従来回路の
場合、波高値が一定の矩形波であったものが、本発明の
回路構成では、波高値が２種類の矩形波となり、コンデ
ンサのリプル電流を低減でき、入力フィルタを小形化す
ることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、ＳＭＲコンバータの変
圧器の１次巻線に中間端子を設け、この中間端子と入力
フィルタ部のコンデンサの中性点とを接続するように構
成したので、入力フィルタ部のコンデンサの放出電流を
波高値が２種類の矩形波とすることができるため、従来
の回路方式に比べ、入力コンデンサのリプル電流を低減
でき、入力フィルタを小形にすることができる。
圧器の１次巻線に中間端子を設け、この中間端子と入力
フィルタ部のコンデンサの中性点とを接続するように構
成したので、入力フィルタ部のコンデンサの放出電流を
波高値が２種類の矩形波とすることができるため、従来
の回路方式に比べ、入力コンデンサのリプル電流を低減
でき、入力フィルタを小形にすることができる。
【００２５】特に、比較的容量が大きな変換装置におい
ては、適用デバイスに高周波特性の優れたデバイスがな
いことや、変換効率の向上のため、動作周波数をあまり
大きくできないが、本回路構成の場合、スイッチング周
波数を大きくすることなくフィルタの小形化が図れるた
め、大容量の装置に適している。
ては、適用デバイスに高周波特性の優れたデバイスがな
いことや、変換効率の向上のため、動作周波数をあまり
大きくできないが、本回路構成の場合、スイッチング周
波数を大きくすることなくフィルタの小形化が図れるた
め、大容量の装置に適している。
【図１】本発明の一実施例としての構成を示す回路図
【図２】図１の動作波形図
【図３】図１に対応する従来の回路図
【図４】図３の動作波形図
１ 交流リアクトル ２ 交流リアクトル ３ 交流リアクトル ４ 全波整流回路 ５ 直流リアクトル ６ コンデンサ ７ 変圧器 １０１ ＡＣスイッチ １０２ ＡＣスイッチ １０３ ＡＣスイッチ Ｃ１ 入力コンデンサ Ｃ２ 入力コンデンサ Ｃ３ 入力コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】同極性の２つのダイオードの直列回路を、
４つのスイッチング素子からなる単相ブリッジインバー
タ回路の直流端子間に、前記ダイオード直列回路のカソ
ード端子が単相ブリッジインバータ回路の正極端子に一
致するように接続して１つのＡＣスイッチを構成し、こ
のＡＣスイッチを交流入力の相数分設け、 この各ＡＣスイッチのダイオード直列回路のダイオード
同士の接続点を夫々交流リアクトルを介して交流入力の
端子に接続し、 この各ＡＣスイッチに夫々対応する入力コンデンサを設
け、この各入力コンデンサの１端を夫々対応するＡＣス
イッチのダイオード同士の接続点に接続し、該入力コン
デンサの他端をこの入力コンデンサ同士一括接続して中
性点とし、 各ＡＣスイッチの単相ブリッジインバータ回路の交流端
子の一方を互に一括して変圧器１次巻線の一端に接続
し、 同じく各ＡＣスイッチの単相ブリッジインバータ回路の
交流端子の他方を互に一括して前記変圧器１次巻線の他
端に接続し、前記交流入力を前記ＡＣスイッチを介して
高周波の交流に変換して前記変圧器の１次巻線に印加
し、この変圧器の２次巻線の発生電圧を整流し平滑化し
て直流を作り出すコンバータ回路において、 前記変圧器の１次巻線に中間端子を設け、この中間端子
と前記入力コンデンサの中性点を接続したことを特徴と
するコンバータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012063A JPH06225536A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | コンバータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012063A JPH06225536A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | コンバータ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225536A true JPH06225536A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11795148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012063A Pending JPH06225536A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | コンバータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06225536A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106877728A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-06-20 | 苏州奥曦特电子科技有限公司 | 双向电源变换器 |
| CN109066624A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 广州供电局有限公司 | 抑制交流变压器中性点直流电流以及交流电流的装置 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5012063A patent/JPH06225536A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106877728A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-06-20 | 苏州奥曦特电子科技有限公司 | 双向电源变换器 |
| CN106877728B (zh) * | 2017-03-20 | 2021-11-12 | 苏州奥曦特电子科技有限公司 | 双向电源变换器 |
| CN109066624A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 广州供电局有限公司 | 抑制交流变压器中性点直流电流以及交流电流的装置 |
| CN109066624B (zh) * | 2018-08-13 | 2023-11-21 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 抑制交流变压器中性点直流电流以及交流电流的装置 |
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