JPH06276732A - 直列スイッチングコンバータ - Google Patents
直列スイッチングコンバータInfo
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- JPH06276732A JPH06276732A JP5919193A JP5919193A JPH06276732A JP H06276732 A JPH06276732 A JP H06276732A JP 5919193 A JP5919193 A JP 5919193A JP 5919193 A JP5919193 A JP 5919193A JP H06276732 A JPH06276732 A JP H06276732A
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- switching
- switching element
- series
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Abstract
(57)【要約】
【目的】出力電圧を高めるためスイッチングコンバータ
を直列接続しても、コモンモード電流の少ない直列スイ
ッチングコンバータの提供。 【構成】出力電圧を零に設定したとき、ＰおよびＮ母線
と大地との間の容量に対する充放電電流が、一方に充電
電流が流れるとき、もう一方には放電電流が流れるよう
に、かつ、Ｍ母線において接続する奇数号機と偶数号機
の電源の電位が常に逆になるように、スイッチング素子
１〜４を接続してスイッチングを行うことにより、コモ
ンモード電流が大幅に低減する。
を直列接続しても、コモンモード電流の少ない直列スイ
ッチングコンバータの提供。 【構成】出力電圧を零に設定したとき、ＰおよびＮ母線
と大地との間の容量に対する充放電電流が、一方に充電
電流が流れるとき、もう一方には放電電流が流れるよう
に、かつ、Ｍ母線において接続する奇数号機と偶数号機
の電源の電位が常に逆になるように、スイッチング素子
１〜４を接続してスイッチングを行うことにより、コモ
ンモード電流が大幅に低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い直流出力電圧を得
るために、スイッチングコンバータを複数台直列に接続
して運転する直列スイッチングコンバータに関する。
るために、スイッチングコンバータを複数台直列に接続
して運転する直列スイッチングコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の直列スイッチングコンバータは、
図４の如く複数台のスイッチングコンバータを直列接続
して高い直流出力電圧を得ていた。図４は、独立した直
流電源と４つのスイッチング素子からなるスイッチング
コンバータＡ，Ｂを２台直列接続した接続構成図であ
る。図４において、１，２，３，４はスイッチング素
子、５は直流電源、６は負荷である。
図４の如く複数台のスイッチングコンバータを直列接続
して高い直流出力電圧を得ていた。図４は、独立した直
流電源と４つのスイッチング素子からなるスイッチング
コンバータＡ，Ｂを２台直列接続した接続構成図であ
る。図４において、１，２，３，４はスイッチング素
子、５は直流電源、６は負荷である。
【０００３】スイッチングコンバータＡ，Ｂにおいて
は、スイッチング素子１とスイッチング素子３は直列に
接続され、また、スイッチング素子２とスイッチング素
子４も直列に接続されていて、スイッチング素子１およ
びスイッチング素子２が直流電源５の陽極側に来るよう
に、かつ、直流電源５に対して並列に接続されている。
また、直流電源５は電位的にそれぞれ独立していて、か
つ、出力電圧は同一である。
は、スイッチング素子１とスイッチング素子３は直列に
接続され、また、スイッチング素子２とスイッチング素
子４も直列に接続されていて、スイッチング素子１およ
びスイッチング素子２が直流電源５の陽極側に来るよう
に、かつ、直流電源５に対して並列に接続されている。
また、直流電源５は電位的にそれぞれ独立していて、か
つ、出力電圧は同一である。
【０００４】スイッチングコンバータＡにおけるスイッ
チング素子２とスイッチング素子４との接続点と、スイ
ッチングコンバータＢにおけるスイッチング素子１とス
イッチング素子３との接続点とをＭ母線によって接続
し、スイッチングコンバータＡのスイッチング素子１と
スイッチング素子３との接続点をＰ母線を介して負荷６
に接続し、スイッチングコンバータＢのスイッチング素
子２とスイッチング素子４との接続点とをＮ母線を介し
て負荷６に接続している。
チング素子２とスイッチング素子４との接続点と、スイ
ッチングコンバータＢにおけるスイッチング素子１とス
イッチング素子３との接続点とをＭ母線によって接続
し、スイッチングコンバータＡのスイッチング素子１と
スイッチング素子３との接続点をＰ母線を介して負荷６
に接続し、スイッチングコンバータＢのスイッチング素
子２とスイッチング素子４との接続点とをＮ母線を介し
て負荷６に接続している。
【０００５】スイッチング素子１は、図示していない制
御装置よりスイッチング指令を受けるとスイッチングコ
ンバータＡ，Ｂにおいて同時にスイッチングされ、同様
にスイッチング素子２，３，４も、図示していない制御
装置よりスイッチング指令を受けるとスイッチングコン
バータＡ，Ｂにおいて同時にスイッチングされる。ここ
で、図４に示したスイッチングコンバータＡ，Ｂから負
荷６に対して出力される出力電圧が零に設定されたとき
について、図５のスイッチタイミングおよび出力波形の
比較図を用いて説明する。
御装置よりスイッチング指令を受けるとスイッチングコ
ンバータＡ，Ｂにおいて同時にスイッチングされ、同様
にスイッチング素子２，３，４も、図示していない制御
装置よりスイッチング指令を受けるとスイッチングコン
バータＡ，Ｂにおいて同時にスイッチングされる。ここ
で、図４に示したスイッチングコンバータＡ，Ｂから負
荷６に対して出力される出力電圧が零に設定されたとき
について、図５のスイッチタイミングおよび出力波形の
比較図を用いて説明する。
【０００６】出力電圧が零になるように設定されている
ため、図５（ａ），（ｂ）および（ｃ），（ｄ）の如
く、スイッチング素子１と２、およびスイッチング素子
３と４はそれぞれ同時にオン・オフし、オン・オフの間
隔Ｔ、すなわち、時刻ｔ1 とｔ 2 ，時刻ｔ2 とｔ3 との
間の時間は等しい。時刻ｔ1 において、スイッチング素
子３および４をオフし、同時にスイッチング素子１およ
び２をオンする。図４のスイッチングコンバータの出力
を負荷へ供給するＰ母線およびＮ母線の電位は図５
（ｅ），（ｆ）の如く、それぞれＰA ，ＰB となり、Ｍ
母線によりＰA ，ＰB が等電位となって出力電圧は零に
なる。次に、時刻ｔ2 においてスイッチング素子１およ
び２をオフし、同時にスイッチング素子３および４をオ
ンする。すると、Ｐ母線およびＮ母線の電位は図５
（ｅ），（ｆ）の如く、それぞれＮA ，ＮB となり、Ｍ
母線によりＮA ，ＮB が等電位となり、出力電圧は零に
なる。
ため、図５（ａ），（ｂ）および（ｃ），（ｄ）の如
く、スイッチング素子１と２、およびスイッチング素子
３と４はそれぞれ同時にオン・オフし、オン・オフの間
隔Ｔ、すなわち、時刻ｔ1 とｔ 2 ，時刻ｔ2 とｔ3 との
間の時間は等しい。時刻ｔ1 において、スイッチング素
子３および４をオフし、同時にスイッチング素子１およ
び２をオンする。図４のスイッチングコンバータの出力
を負荷へ供給するＰ母線およびＮ母線の電位は図５
（ｅ），（ｆ）の如く、それぞれＰA ，ＰB となり、Ｍ
母線によりＰA ，ＰB が等電位となって出力電圧は零に
なる。次に、時刻ｔ2 においてスイッチング素子１およ
び２をオフし、同時にスイッチング素子３および４をオ
ンする。すると、Ｐ母線およびＮ母線の電位は図５
（ｅ），（ｆ）の如く、それぞれＮA ，ＮB となり、Ｍ
母線によりＮA ，ＮB が等電位となり、出力電圧は零に
なる。
【０００７】このあと時刻ｔ3 において、スイッチング
素子３および４をオフし、再びスイッチング素子１およ
び２をオンして、以下、このスイッチングを繰り返す。
これまで説明したスイッチングによると、スイッチング
が理想的な場合に、図５（ｇ）の如く出力電圧が零にな
る。
素子３および４をオフし、再びスイッチング素子１およ
び２をオンして、以下、このスイッチングを繰り返す。
これまで説明したスイッチングによると、スイッチング
が理想的な場合に、図５（ｇ）の如く出力電圧が零にな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】スイッチングコンバー
タにより可変直流電力を得る場合、出力電圧の最大値を
高めるためには直流電源の電圧を高めることである程度
は対応できる。しかし、スイッチング素子の耐圧には限
界があるため、高い出力電圧を得るために電源電圧を高
めるだけでは対応できない場合がある。
タにより可変直流電力を得る場合、出力電圧の最大値を
高めるためには直流電源の電圧を高めることである程度
は対応できる。しかし、スイッチング素子の耐圧には限
界があるため、高い出力電圧を得るために電源電圧を高
めるだけでは対応できない場合がある。
【０００９】そこで、スイッチング素子の耐圧を上回る
ような出力電圧を必要とする場合には、図４に示すよう
に複数のスイッチングコンバータを直列に接続して所望
の高い出力電圧を得ていた。図４に示す接続で、スイッ
チングコンバータを直列に接続して高い出力電圧を得よ
うとすると次の問題が生じる。
ような出力電圧を必要とする場合には、図４に示すよう
に複数のスイッチングコンバータを直列に接続して所望
の高い出力電圧を得ていた。図４に示す接続で、スイッ
チングコンバータを直列に接続して高い出力電圧を得よ
うとすると次の問題が生じる。
【００１０】出力電圧を零に設定した場合に、Ｐ母線，
Ｎ母線の電位はそれぞれ図５（ｅ），（ｆ）のごとく変
動していても、Ｐ母線，Ｎ母線の電位差が零のため、見
かけ上の出力電圧は図５（ｇ）の如く零になる。しか
し、スイッチングコンバータの出力を負荷６に供給する
Ｐ母線，Ｎ母線は大地に対して容量的な結合をもってお
り、ＰおよびＮ母線の電位が大地に対して変動すると前
記容量へ充放電電流が流れる。
Ｎ母線の電位はそれぞれ図５（ｅ），（ｆ）のごとく変
動していても、Ｐ母線，Ｎ母線の電位差が零のため、見
かけ上の出力電圧は図５（ｇ）の如く零になる。しか
し、スイッチングコンバータの出力を負荷６に供給する
Ｐ母線，Ｎ母線は大地に対して容量的な結合をもってお
り、ＰおよびＮ母線の電位が大地に対して変動すると前
記容量へ充放電電流が流れる。
【００１１】つまり、ｔ1 において、スイッチング素子
３，４をオフし、スイッチング素子１，２をオンしたと
きには、Ｐ母線の電位はＮA からＰA に上昇し、同様に
Ｎ母線の電位もＮB からＰB へと上昇する。よって両母
線が大地との間に持っている容量には充電電流が流れ
る。ｔ2 においては、この逆の動作、すなわち、前記容
量から大地へ放電が行われる。この前記容量と大地との
間に流れる充放電電流がコモンモード電流となる。
３，４をオフし、スイッチング素子１，２をオンしたと
きには、Ｐ母線の電位はＮA からＰA に上昇し、同様に
Ｎ母線の電位もＮB からＰB へと上昇する。よって両母
線が大地との間に持っている容量には充電電流が流れ
る。ｔ2 においては、この逆の動作、すなわち、前記容
量から大地へ放電が行われる。この前記容量と大地との
間に流れる充放電電流がコモンモード電流となる。
【００１２】３台以上のスイッチングコンバータを直列
接続すると、前記コモンモード電流がさらに顕著となる
が、該コモンモード電流は前述の如く、スイッチング動
作に伴いＰ，Ｎ両母線と大地との間に流れてしまうた
め、電源における制御ができない。したがって、スイッ
チングコンバータによって得られる直流電力を用いる機
器，装置のうち、出力電圧を零に設定する必要があるも
のにおいては、出力電圧を零に設定したにもかかわら
ず、電源ラインとアースとの間に流れてしまうコモンモ
ード電流が、機器，装置の性能を向上させる上で大きな
障害となっていた。
接続すると、前記コモンモード電流がさらに顕著となる
が、該コモンモード電流は前述の如く、スイッチング動
作に伴いＰ，Ｎ両母線と大地との間に流れてしまうた
め、電源における制御ができない。したがって、スイッ
チングコンバータによって得られる直流電力を用いる機
器，装置のうち、出力電圧を零に設定する必要があるも
のにおいては、出力電圧を零に設定したにもかかわら
ず、電源ラインとアースとの間に流れてしまうコモンモ
ード電流が、機器，装置の性能を向上させる上で大きな
障害となっていた。
【００１３】よって本発明は、上記従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、出力電圧を高めるために複
数台直列接続したスイッチングコンバータにおいて、出
力電圧を零に設定しても、コモンモード電流の発生を抑
えることのできる直列スイッチングコンバータの提供を
目的とする。
鑑みてなされたものであり、出力電圧を高めるために複
数台直列接続したスイッチングコンバータにおいて、出
力電圧を零に設定しても、コモンモード電流の発生を抑
えることのできる直列スイッチングコンバータの提供を
目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、スイッチングコンバータを複数
台、特に偶数台直列に接続して運転し、出力電圧を零に
設定した場合に、前記スイッチングコンバータのＰおよ
びＮ母線と大地との間で流れる充放電電流が、一方に充
電電流が流れるとき、もう一方には放電電流が流れるよ
うに、かつ、Ｍ母線において接続する奇数号機と偶数号
機の電源の電位が常に逆になるように、スイッチング素
子を接続してスイッチングを行う。
に、本発明においては、スイッチングコンバータを複数
台、特に偶数台直列に接続して運転し、出力電圧を零に
設定した場合に、前記スイッチングコンバータのＰおよ
びＮ母線と大地との間で流れる充放電電流が、一方に充
電電流が流れるとき、もう一方には放電電流が流れるよ
うに、かつ、Ｍ母線において接続する奇数号機と偶数号
機の電源の電位が常に逆になるように、スイッチング素
子を接続してスイッチングを行う。
【００１５】
【作用】直流電源の電位が、奇数号機と偶数号機との間
で逆になるようにスイッチング素子を接続してスイッチ
ングを行うことにより、コンバータの出力電圧が零のと
き、奇数号機グループおよび偶数号機グループの直流電
源の電位が、一方のグループがＰ側電位のとき、もう一
方のグループはＮ側電位になるため、相互に打ち消し合
う。
で逆になるようにスイッチング素子を接続してスイッチ
ングを行うことにより、コンバータの出力電圧が零のと
き、奇数号機グループおよび偶数号機グループの直流電
源の電位が、一方のグループがＰ側電位のとき、もう一
方のグループはＮ側電位になるため、相互に打ち消し合
う。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
１は本発明による、ｎ台の（ｎは偶数）スイッチングコ
ンバータを直列に接続した直列スイッチングコンバータ
の構成図であり、図２は本発明によるスイッチタイミン
グおよび出力波形の比較図である。
１は本発明による、ｎ台の（ｎは偶数）スイッチングコ
ンバータを直列に接続した直列スイッチングコンバータ
の構成図であり、図２は本発明によるスイッチタイミン
グおよび出力波形の比較図である。
【００１７】図１において、スイッチングコンバータ各
号機は直流電源５と４つのスイッチング素子１，２，
３，４から構成されている。直流電源５の出力電圧は各
号機とも同じものとする。まず、スイッチング素子の接
続構成について説明する。１つのスイッチングコンバー
タを構成する４個のスイッチング素子について、スイッ
チング素子１とスイッチング素子３とを直列に接続し、
同様に、スイッチング素子２とスイッチング素子４とを
直列に接続する。
号機は直流電源５と４つのスイッチング素子１，２，
３，４から構成されている。直流電源５の出力電圧は各
号機とも同じものとする。まず、スイッチング素子の接
続構成について説明する。１つのスイッチングコンバー
タを構成する４個のスイッチング素子について、スイッ
チング素子１とスイッチング素子３とを直列に接続し、
同様に、スイッチング素子２とスイッチング素子４とを
直列に接続する。
【００１８】また、前記スイッチング素子の直列回路
を、奇数号機においては、スイッチング素子１および２
が直流電源の陽極側に来るように、かつ、直流電源に対
して並列に接続し、同様に、前記スイッチング素子の直
列回路を、偶数号機においては、スイッチング素子３お
よび４が直流電源の陽極側に来るように、かつ、直流電
源に対して並列に接続する。
を、奇数号機においては、スイッチング素子１および２
が直流電源の陽極側に来るように、かつ、直流電源に対
して並列に接続し、同様に、前記スイッチング素子の直
列回路を、偶数号機においては、スイッチング素子３お
よび４が直流電源の陽極側に来るように、かつ、直流電
源に対して並列に接続する。
【００１９】ｎ台直列に接続されているスイッチングコ
ンバータのうち、第１号機におけるスイッチング素子１
とスイッチング素子３との接続点をＰ母線を介して負荷
６に接続し、第ｎ号機におけるスイッチング素子１とス
イッチング素子３との接続点をＮ母線を介して負荷６に
接続する。また、第１号機におけるスイッチング素子２
とスイッチング素子４との接続点と、第２号機における
スイッチング素子２とスイッチング素子４との接続点と
をＭ1 母線によって接続する。さらに、第２号機におけ
るスイッチング素子１とスイッチング素子３との接続点
と、第３号機におけるスイッチング素子１とスイッチン
グ素子３との接続点とをＭ2 母線によって接続する。
ンバータのうち、第１号機におけるスイッチング素子１
とスイッチング素子３との接続点をＰ母線を介して負荷
６に接続し、第ｎ号機におけるスイッチング素子１とス
イッチング素子３との接続点をＮ母線を介して負荷６に
接続する。また、第１号機におけるスイッチング素子２
とスイッチング素子４との接続点と、第２号機における
スイッチング素子２とスイッチング素子４との接続点と
をＭ1 母線によって接続する。さらに、第２号機におけ
るスイッチング素子１とスイッチング素子３との接続点
と、第３号機におけるスイッチング素子１とスイッチン
グ素子３との接続点とをＭ2 母線によって接続する。
【００２０】以下同様に、奇数号機におけるスイッチン
グ素子２とスイッチング素子４との接続点と、次の偶数
号機におけるスイッチング素子２とスイッチング素子４
との接続点とをＭx 母線によって（ｘは奇数）接続し、
偶数号機におけるスイッチング素子１とスイッチング素
子３との接続点と、次の奇数号機におけるスイッチング
素子１とスイッチング素子３との接続点とをＭy 母線に
よって（ｙは偶数）接続する。
グ素子２とスイッチング素子４との接続点と、次の偶数
号機におけるスイッチング素子２とスイッチング素子４
との接続点とをＭx 母線によって（ｘは奇数）接続し、
偶数号機におけるスイッチング素子１とスイッチング素
子３との接続点と、次の奇数号機におけるスイッチング
素子１とスイッチング素子３との接続点とをＭy 母線に
よって（ｙは偶数）接続する。
【００２１】そして、スイッチング素子１には図示して
いない制御装置よりスイッチング指令を受けると全号機
同時にスイッチングされ、スイッチング素子２，３，４
においても同様に図示していない制御装置よりスイッチ
ング指令を受けると全号機同時にスイッチングされる。
次に、図１に示したスイッチングコンバータの出力電圧
が零に設定されたときのスイッチング動作について、図
２のスイッチタイミングおよび出力波形の比較図を用い
て説明する。
いない制御装置よりスイッチング指令を受けると全号機
同時にスイッチングされ、スイッチング素子２，３，４
においても同様に図示していない制御装置よりスイッチ
ング指令を受けると全号機同時にスイッチングされる。
次に、図１に示したスイッチングコンバータの出力電圧
が零に設定されたときのスイッチング動作について、図
２のスイッチタイミングおよび出力波形の比較図を用い
て説明する。
【００２２】時刻ｔ1 において、スイッチング素子３お
よび４をオフすると同時にスイッチング素子１および２
をオンする。この時、Ｐ母線の電位はＰ1 であり、Ｎ母
線の電位はＮn である。また、Ｍ1 母線はスイッチング
素子１および２がオンしていることにより、Ｐ1 とＮ2
とが等電位となり、同様にＭn-1 母線もスイッチング素
子１および２がオンしていることにより、Ｐn-1 とＮn
とが等電位となるので、図２（ｇ）の如く出力電圧は零
となる。
よび４をオフすると同時にスイッチング素子１および２
をオンする。この時、Ｐ母線の電位はＰ1 であり、Ｎ母
線の電位はＮn である。また、Ｍ1 母線はスイッチング
素子１および２がオンしていることにより、Ｐ1 とＮ2
とが等電位となり、同様にＭn-1 母線もスイッチング素
子１および２がオンしていることにより、Ｐn-1 とＮn
とが等電位となるので、図２（ｇ）の如く出力電圧は零
となる。
【００２３】次に、時刻ｔ2 において、スイッチング素
子１および２をオフすると同時にスイッチング素子３お
よび４をオンする。この時、Ｐ母線の電位はＮ1 であ
り、Ｎ母線の電位はＰn である。また、Ｍ1 母線はスイ
ッチング素子３および４がオンしていることにより、Ｎ
1 とＰ2 とが等電位となり、同様にＭn-1 母線もスイッ
チング素子３および４がオンしていることによりＮn-1
とＰn とが等電位となるので、図２（ｇ）の如く出力電
圧は零となる。
子１および２をオフすると同時にスイッチング素子３お
よび４をオンする。この時、Ｐ母線の電位はＮ1 であ
り、Ｎ母線の電位はＰn である。また、Ｍ1 母線はスイ
ッチング素子３および４がオンしていることにより、Ｎ
1 とＰ2 とが等電位となり、同様にＭn-1 母線もスイッ
チング素子３および４がオンしていることによりＮn-1
とＰn とが等電位となるので、図２（ｇ）の如く出力電
圧は零となる。
【００２４】さらに、時刻ｔ3 において、スイッチング
素子３および４をオフすると同時にスイッチング素子１
および２を再びオンする。以下、このスイッチングを繰
り返す。出力電圧が零に設定されている場合であるの
で、時刻ｔ1 とｔ2 、時刻ｔ2 とｔ3 との間の時間Ｔは
一定である。
素子３および４をオフすると同時にスイッチング素子１
および２を再びオンする。以下、このスイッチングを繰
り返す。出力電圧が零に設定されている場合であるの
で、時刻ｔ1 とｔ2 、時刻ｔ2 とｔ3 との間の時間Ｔは
一定である。
【００２５】スイッチング素子のスイッチング切り換え
時、例えば、スイッチング素子１および２がオンの状態
から、スイッチング素子３および４がオンの状態に切り
換わるとき、Ｐ母線の電位は、Ｐ1 からＮ1 へ変化し、
Ｎ母線の電位はＮn からＰnへ変化する。Ｐ母線の電位
が、Ｐ1 からＮ1 へ変化すると、大地に対しての容量は
電位が低下するので放電電流が流れ、Ｎ母線の電位がＮ
n からＰn へ変化すると、大地に対しての容量は電位が
上昇するので充電電流が流れる。
時、例えば、スイッチング素子１および２がオンの状態
から、スイッチング素子３および４がオンの状態に切り
換わるとき、Ｐ母線の電位は、Ｐ1 からＮ1 へ変化し、
Ｎ母線の電位はＮn からＰnへ変化する。Ｐ母線の電位
が、Ｐ1 からＮ1 へ変化すると、大地に対しての容量は
電位が低下するので放電電流が流れ、Ｎ母線の電位がＮ
n からＰn へ変化すると、大地に対しての容量は電位が
上昇するので充電電流が流れる。
【００２６】次に図３を用いて奇数台（ｎ＋１台）のス
イッチングコンバータを直列接続した場合について説明
する。偶数台のスイッチングコンバータを直列接続した
場合と同様に直流電源と４つのスイッチング素子とを接
続する。図１と同様にスイッチングコンバータ第１号機
と第２号機，偶数号機と奇数号機の接続も偶数台のスイ
ッチングコンバータを直列接続した場合と同様である。
ただし、最終号機が第ｎ＋１号機となるため、第１号機
のスイッチング素子１と３との接続点がＰ母線を介し
て、また、第ｎ＋１号機のスイッチング素子２と４との
接続点がＮ母線を介して負荷６に接続されている。
イッチングコンバータを直列接続した場合について説明
する。偶数台のスイッチングコンバータを直列接続した
場合と同様に直流電源と４つのスイッチング素子とを接
続する。図１と同様にスイッチングコンバータ第１号機
と第２号機，偶数号機と奇数号機の接続も偶数台のスイ
ッチングコンバータを直列接続した場合と同様である。
ただし、最終号機が第ｎ＋１号機となるため、第１号機
のスイッチング素子１と３との接続点がＰ母線を介し
て、また、第ｎ＋１号機のスイッチング素子２と４との
接続点がＮ母線を介して負荷６に接続されている。
【００２７】Ｐ母線，Ｎ母線，出力電圧の波形は図５
（ｅ），（ｆ），（ｇ）と同じになるが、Ｍ母線におい
てそれぞれＰ電位とＮ電位を打ち消しているため、３台
以上直列にスイッチングコンバータを接続した場合で
も、コモンモード電流を従来の接続構成で２台直列接続
した場合と同程度に抑えることができる。なお、ここま
では出力電圧が零に設定されている場合を例にとって実
施例を説明してきたが、本発明が、出力電圧を他の状態
に設定した場合においても実施可能であることは勿論で
ある。
（ｅ），（ｆ），（ｇ）と同じになるが、Ｍ母線におい
てそれぞれＰ電位とＮ電位を打ち消しているため、３台
以上直列にスイッチングコンバータを接続した場合で
も、コモンモード電流を従来の接続構成で２台直列接続
した場合と同程度に抑えることができる。なお、ここま
では出力電圧が零に設定されている場合を例にとって実
施例を説明してきたが、本発明が、出力電圧を他の状態
に設定した場合においても実施可能であることは勿論で
ある。
【００２８】
【発明の効果】本発明による直列スイッチングコンバー
タは、スイッチングコンバータの出力を零に設定したと
き、図２（ｅ），（ｆ）の如くｔ1 においてスイッチン
グ素子１，３がオン、２，４がオフすることによりＰ母
線の電位はＮ1 からＰ1 へ上昇して大地との間の容量に
充電電流が流れ、Ｎ母線の電位はＰn からＮn へ下降し
て大地との間の容量に放電電流が流れる。ｔ2 において
はこの逆の動作が行われる。
タは、スイッチングコンバータの出力を零に設定したと
き、図２（ｅ），（ｆ）の如くｔ1 においてスイッチン
グ素子１，３がオン、２，４がオフすることによりＰ母
線の電位はＮ1 からＰ1 へ上昇して大地との間の容量に
充電電流が流れ、Ｎ母線の電位はＰn からＮn へ下降し
て大地との間の容量に放電電流が流れる。ｔ2 において
はこの逆の動作が行われる。
【００２９】つまり、Ｐ母線とＮ母線の大地との結合に
よる容量に対して、一方の母線に充電電流が流れている
とき、他方の母線には放電電流が流れるため、大地に対
して流れる充放電電流は相互に打ち消し合う。したがっ
て、複数台、特に、偶数台のスイッチングコンバータを
直列接続した場合には、従来の接続方法に比べてコモン
モード電流を大幅に抑えることができる。また、奇数台
の（３台以上）スイッチングコンバータを直列接続した
場合でも、充電電流および放電電流がそれぞれ重畳され
るのを避けることができるため、コモンモード電流を従
来の接続方法に比べて抑えることができる。
よる容量に対して、一方の母線に充電電流が流れている
とき、他方の母線には放電電流が流れるため、大地に対
して流れる充放電電流は相互に打ち消し合う。したがっ
て、複数台、特に、偶数台のスイッチングコンバータを
直列接続した場合には、従来の接続方法に比べてコモン
モード電流を大幅に抑えることができる。また、奇数台
の（３台以上）スイッチングコンバータを直列接続した
場合でも、充電電流および放電電流がそれぞれ重畳され
るのを避けることができるため、コモンモード電流を従
来の接続方法に比べて抑えることができる。
【図１】本発明による直列スイッチングコンバータの構
成図
成図
【図２】本発明によるスイッチタイミングおよび出力波
形の比較図
形の比較図
【図３】本発明による直列スイッチングコンバータの構
成図
成図
【図４】従来の技術による直列スイッチングコンバータ
の構成図
の構成図
【図５】従来の技術によるスイッチタイミングおよび出
力波形の比較図
力波形の比較図
１，２，３，４ スイッチング素子 ５ 直流電源 ６ 負荷
Claims (2)
- 【請求項１】独立した直流電源と４個のスイッチング素
子によって構成されるスイッチングコンバータを、偶数
台直列接続して運転する直列スイッチングコンバータに
おいて、 ４個のスイッチング素子のうち、第１のスイッチング素
子と第３のスイッチング素子とを直列に接続し、同様
に、第２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子
とを直列に接続し、 前記スイッチング素子の直列回路を、奇数号機において
は、第１，第２のスイッチング素子が直流電源の陽極側
に来るように、かつ、直流電源に対して並列に接続し、 同様に、前記スイッチング素子の直列回路を、偶数号機
においては、第３，第４のスイッチング素子が直流電源
の陽極側に来るように、かつ、直流電源に対して並列に
接続し、 偶数台直列に接続されているスイッチングコンバータの
うち、第１号機における第１のスイッチング素子と第３
のスイッチング素子との接続点と、最終号機における第
１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子との接
続点とを、負荷を介して接続し、 奇数号機における第２のスイッチング素子と第４のスイ
ッチング素子との接続点と、次の偶数号機における第２
のスイッチング素子と第４のスイッチング素子との接続
点とを接続し、 最終号機を除く他の偶数号機の第１のスイッチング素子
と第３のスイッチング素子との接続点と、次の奇数号機
の第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子と
の接続点とを接続したことを特徴とする直列スイッチン
グコンバータ。 - 【請求項２】独立した直流電源と４個のスイッチング素
子によって構成されるスイッチングコンバータを、奇数
台直列接続して運転する直列スイッチングコンバータに
おいて、 ４個のスイッチング素子のうち、第１のスイッチング素
子と第３のスイッチング素子とを直列に接続し、同様
に、第２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子
とを直列に接続し、 前記スイッチング素子の直列回路を、奇数号機において
は、第１，第２のスイッチング素子が直流電源の陽極側
に来るように、かつ、直流電源に対して並列に接続し、 同様に、前記スイッチング素子の直列回路を、偶数号機
においては、第３，第４のスイッチング素子が直流電源
の陽極側に来るように、かつ、直流電源に対して並列に
接続し、 奇数台直列に接続されているスイッチングコンバータの
うち、第１号機における第１のスイッチング素子と第３
のスイッチング素子との接続点と、最終号機における第
２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子との接
続点とを、負荷を介して接続し、 第１号機を除く奇数号機における第２のスイッチング素
子と第４のスイッチング素子との接続点と、次の偶数号
機における第２のスイッチング素子と第４のスイッチン
グ素子との接続点とを接続し、 偶数号機の第１のスイッチング素子と第３のスイッチン
グ素子との接続点と、次の奇数号機の第１のスイッチン
グ素子と第３のスイッチング素子との接続点とを接続し
たことを特徴とする直列スイッチングコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5919193A JPH06276732A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 直列スイッチングコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5919193A JPH06276732A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 直列スイッチングコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06276732A true JPH06276732A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13106284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5919193A Pending JPH06276732A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 直列スイッチングコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06276732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09275682A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-21 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 電源装置 |
| KR101303002B1 (ko) * | 2012-08-17 | 2013-09-03 | 한국전력공사 | 전력용 반도체를 이용한 직렬 연결형 전력 변환 장치와 그 방법 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5919193A patent/JPH06276732A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09275682A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-21 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 電源装置 |
| KR101303002B1 (ko) * | 2012-08-17 | 2013-09-03 | 한국전력공사 | 전력용 반도체를 이용한 직렬 연결형 전력 변환 장치와 그 방법 |
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