JPH0937565A - 単相二重電圧インバータ - Google Patents

単相二重電圧インバータ

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JPH0937565A
JPH0937565A JP7186773A JP18677395A JPH0937565A JP H0937565 A JPH0937565 A JP H0937565A JP 7186773 A JP7186773 A JP 7186773A JP 18677395 A JP18677395 A JP 18677395A JP H0937565 A JPH0937565 A JP H0937565A
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JP
Japan
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circuit
voltage
terminal
series
output
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JP7186773A
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Inventor
Ryuji Yamada
隆二 山田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】二重電圧を出力する単相インバータを構成して
いる半導体素子の定格電流を増大させずに、出力電圧を
半分に低下させた場合でも同じ出力容量を維持できるよ
うにすることにある。 【構成】2組の直流電源を直列接続(その接続点が中間
端子30)した直列直流電源回路2と、2組のスイッチ
ング回路を直列接続(その接続点が第1端子31)して
第1交流電圧を発生する第1直列回路11と、2組のス
イッチング回路を直列接続(その接続点が第2端子3
2)して第2交流電圧を発生する第2直列回路12とを
並列接続する。高電圧出力時は短絡スイッチ34はオフ
とし、第2端子32を切替えスイッチ35を介して第3
端子33に接続し、位相切替え指令回路41は第1交流
電圧と第2交流電圧とを逆位相にさせる。低電圧(半分
の電圧)出力時は短絡スイッチ34をオンにして第1端
子31と第2端子32とを短絡し、中間端子30を切替
えスイッチ35を介して第3端子33に接続し、位相切
替え指令回路41は第1交流電圧と第2交流電圧とを同
位相にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、出力電圧を半分にし
た場合でも同じ出力容量を維持することができる単相二
重電圧インバータに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は二重電圧を出力できる単相インバ
ータの従来例を示す主回路接続図である。この従来例回
路において、半導体スイッチ素子としてのFET(電界
効果トランジスタ)にダイオードを逆並列接続してなる
第1から第4までの4組のスイッチング回路13〜16
をブリッジ接続して単相インバータを構成し、これら4
組のスイッチング回路を順次オン・オフ動作させること
により、直流電源5から当該単相インバータへ入力する
直流電圧を交流電圧に変換し、第1端子31と第2端子
32との間に接続する負荷(図示せず)へ出力する。こ
こで、各スイッチング回路のオン・オフ動作周期を、こ
の単相インバータが出力する交流の周期よりも大幅に短
くする。即ち出力交流の周波数よりも遙かに高いスイッ
チング周波数にすることで、単相インバータの出力交流
電圧が正弦波形となるように制御する。このような制御
は、一般にパルス幅変調制御と称している周知の制御方
法である。
【0003】負荷を接続する第1端子31,第2端子3
2と前記単相インバータとの間には、前述したスイッチ
ング周波数成分を除去するために、フィルタリアクトル
23とフィルタコンデンサ26とでなるフィルタ回路を
挿入している。この単相インバータは二重の交流電圧,
例えば AC100ボルトと AC200ボルトのうちのいずれかを
切り替えて出力させることができる。この電圧の切替え
は、前述したパルス幅変調制御によりその出力電圧を制
御することで達成できる。このときの直流電源5は、高
いほうの交流出力電圧のピーク値を上回る電圧が必要で
あるから、この場合の直流電源5の出力電圧として、 2
00×√2 = 282ボルト以上を選定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4の従来例回路に図
示している二重電圧インバータの出力電圧が、例えば通
常は AC200ボルトであるが、その半分の AC100ボルトに
切り替えることができるものとすると、出力電圧が AC1
00ボルトのときの当該インバータの出力容量は、AC200
ボルトのときの半分になってしまう。なぜならば、スイ
ッチング回路13〜16を構成する素子の定格電流が例
えば10アンペアであるとするならば、出力電圧が AC200
ボルトのときの出力容量は2kVAであるが、出力電圧を A
C100ボルトに低下させても素子の定格電流は変化しない
から、出力容量は1kVAに減少することになる。即ち図4
の従来例回路では、インバータの出力電圧を低下させる
と、この電圧に比例して出力容量が減少してしまう不具
合を生じる。そこで出力電圧が AC100ボルトのときでも
2kVAの出力容量を維持させるには、素子の定格電流を二
倍の20アンペアに増大させなければならないから、当該
インバータが大形化・高価格化してしまう不都合を生じ
る。更に、素子の定格電流を20アンペアに増大させて
も、電圧 200ボルトのときの出力容量が2kVAで充分なら
ば、その出力電流は10アンペアであって、定格電流20ア
ンペアの素子の能力を半分しか利用していないことにな
り、装置の性能を充分に活用できない不都合もある。
【0005】そこでこの発明の目的は、二重電圧を出力
する単相インバータを構成している半導体素子の定格電
流を増大させずに、出力電圧を半分に低下させた場合で
も同じ出力容量を維持できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の単相二重電圧インバータは、出力電圧が
等しい2つの直流電源の直列接続でなる直列直流電源回
路と、半導体スイッチ素子とダイオードとを逆並列接続
したスイッチング回路の2組の直列接続でなる第1直列
回路と、別の2組のスイッチング回路の直列接続でなる
第2直列回路とを相互に並列に接続し、前記直列直流電
源回路を構成する直流電源同士の結合点を中間端子と
し、前記第1直列回路を構成するスイッチング回路同士
の結合点を第1端子とし、前記第2直列回路を構成する
スイッチング回路同士の結合点を第2端子とし、前記第
1直列回路を構成する2組のスイッチング回路を動作さ
せて第1交流電圧を発生させる第1制御回路と、前記第
2直列回路を構成する2組のスイッチング回路を動作さ
せて第2交流電圧を発生させる第2制御回路と、前記第
1端子と第2端子とを短絡・開放する短絡スイッチと、
前記中間端子または第2端子のいずれかを第3端子へ接
続する切替えスイッチと、前記第1交流電圧と第2交流
電圧とを同位相にするか逆位相にするかを切り替える位
相切替え回路とを備えるものとする。
【0007】
【作用】この発明は、2組のスイッチング回路の直列接
続でなる第1直列回路を直列直流電源回路に接続し、両
スイッチング回路のオン・オフ動作で第1交流電圧を発
生させると共に、別の2組のスイッチング回路の直列接
続でなる第2直列回路を前記の直列直流電源回路に接続
し、これらのスイッチング回路のオン・オフ動作で第2
交流電圧を発生させる。単相インバータから低い交流電
圧を出力させる場合は、位相切替え指令回路の指令に従
って前記第1交流電圧の位相と第2交流電圧の位相とを
揃え、且つ短絡スイッチと切替えスイッチとを操作して
第1直列回路の交流と第2直列回路の交流とを並列にし
て出力させる。または、位相切替え指令回路の指令に従
って前記第1交流電圧の位相と第2交流電圧の位相とを
逆にすると共に短絡スイッチと切替えスイッチとを操作
して、第1直列回路の出力端子と第2直列回路の出力端
子との間から前記低い電圧の二倍の電圧(即ち高い電
圧)を出力させる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例を表した主回路接続図
である。この実施例回路では、第1直流電源3と第2直
流電源4とを直列接続して直列直流電源回路2を構成
し、前記第1直流電源3と第2直流電源4との結合点か
ら中間端子30を引き出している。半導体スイッチ素子
としてのFET(電界効果トランジスタ)とダイオード
との逆並列接続でなる第1スイッチング回路13と第2
スイッチング回路14とを直列接続して第1直列回路1
1を構成し、両スイッチング回路13と14との結合点
から第1端子31を引き出している。前記と同様の構成
の第3スイッチング回路15と第4スイッチング回路1
6との直列接続で第2直列回路12を構成し、両スイッ
チング回路15と16との結合点から第2端子32を引
き出している。これら直列直流電源回路2と第1直列回
路11と第2直列回路12とは相互に並列に接続する。
第1直列回路11は第1制御回路42からの制御指令に
従ってパルス幅変調制御により直列直流電源回路2から
の直流を第1交流電圧に変換する。第2直列回路12も
同様に、第2制御回路43からの制御指令に従ってパル
ス幅変調制御により直流を第2交流電圧に変換する。
【0009】更に本発明では、前記の第1端子31と第
2端子32とを短絡・開放するための短絡スイッチ34
と、前記の中間端子30と第2端子32のいずれかを選
択して第3端子33に接続する切替えスイッチ35とを
備える。なお、これら各端子と単相インバータとの間に
挿入しているフィルタリアクトル21,22とフィルタ
コンデンサ24,25とは、前述したパルス幅変調制御
動作に伴うスイッチング周波数成分を除去するためのフ
ィルタ回路である。
【0010】図1の実施例回路に図示の単相インバータ
から高い電圧として例えば AC200ボルトを出力させる場
合は、電圧切替え指令回路40の指令に従って短絡スイ
ッチ34はオフ、切替えスイッチ35は第2端子32を
選択すると同時に、位相切替え指令回路41からの指令
で、第1直列回路11が出力する第1交流電圧の位相と
第2直列回路12が出力する第2交流電圧の位相とを逆
にする。このときの電流は、例えば直列直流電源回路2
→第1スイッチング回路13→フィルタリアクトル21
→第1端子31→図示していない負荷→第3端子33→
切替えスイッチ35→第2端子32→フィルタリアクト
ル22→第4スイッチング回路16→直列直流電源回路
2の経路で流れるので、負荷へ供給できる最大電流は各
スイッチング回路の定格電流に制限される。
【0011】この単相インバータから低い電圧として例
えば前述の50%の AC100ボルトを出力させる場合は、電
圧切替え指令回路40の指令に従って、位相切替え指令
回路41は第1直列回路11が出力する第1交流電圧の
位相と第2直列回路12が出力する第2交流電圧の位相
を揃える指令を第1制御回路42と第2制御回路43と
に与える。これと同時に電圧切替え指令回路40の指令
に従って、短絡スイッチ34がオンして第1端子31と
第2端子32とを短絡し、且つ切替えスイッチ35は中
間端子30を第3端子33に接続するように切り替わ
る。
【0012】このときは例えば、第1直流電源3→第1
スイッチング回路13→フィルタリアクトル21→第1
端子31→図示していない負荷→第3端子33→切替え
スイッチ35→中間端子30→第1直流電源3の経路で
流れる電流と、第1直流電源3→第3スイッチング回路
15→フィルタリアクトル22→第2端子32→短絡ス
イッチ34→図示していない負荷→第3端子33→短絡
スイッチ34→中間端子30→第1直流電源3の経路で
流れる電流とになる。即ち負荷へは2つの経路で電流が
同時に流れるから、負荷へ供給できる最大電流は各スイ
ッチング回路の定格電流の二倍にすることができる。
【0013】図2は図1に図示の実施例回路が低い電圧
を出力する場合を表した出力電圧波形図であって、図2
は第1直列回路11が出力する第1交流電圧の波形、
図2は第2直列回路12が出力する第2交流電圧の波
形を表している。前述したように、低い電圧を出力する
場合は、位相切替え指令回路41の指令に基づいて第1
交流電圧の位相と第2交流電圧の位相とは揃っている。
【0014】図3は図1に図示の実施例回路が高い電圧
を出力する場合を表した出力電圧波形図であって、図3
は第1直列回路11が出力する第1交流電圧波形と第
2直列回路12が出力する第2交流電圧波形、図3は
第1端子31と第3端子33の間に現れる当該単相イン
バータの出力電圧波形を表している。第1交流電圧の位
相と第2交流電圧の位相とは逆になっている。それ故第
1端子31と第3端子33の間に出力する交流電圧の大
きさは第1交流電圧と第2交流電圧とを加算した大きさ
となる。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、単相インバータを構
成する第1直列回路と第2直列回路とが出力するそれぞ
れの交流電圧の位相を逆にするかそれとも同じにするか
と、両直列回路の出力電流を並列にして負荷へ供給する
か否かを切り替えるスイッチを備えることで、当該単相
インバータの出力交流電圧が高い場合とその半分の低い
電圧の場合のいずれであっても、出力容量を同じにでき
る。従来は低電圧出力時に出力容量を同じにするべく、
スイッチング回路の定格電流を大きくして装置を大形化
させ、しかも高電圧出力時は電流容量に余裕を生じてし
まう無駄があったが、本発明では、スイッチング回路の
定格電流を変更せずに、高電圧出力時と低電圧出力時の
いずれであってもその出力容量を同じにできるので、装
置の大形化を回避できる効果が得られるし、装置の性能
を 100%発揮できる効果も合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を表した主回路接続図
【図2】図1に図示の実施例回路が低い電圧を出力する
場合を表した出力電圧波形図
【図3】図1に図示の実施例回路が高い電圧を出力する
場合を表した出力電圧波形図
【図4】二重電圧を出力できる単相インバータの従来例
を示す主回路接続図
【符号の説明】
2 直列直流電源回路 3 第1直流電源 4 第2直流電源 5 直流電源 11 第1直列回路 12 第2直列回路 13 第1スイッチング回路 14 第2スイッチング回路 15 第3スイッチング回路 16 第4スイッチング回路 21〜23 フィルタリアクトル 24〜26 フィルタコンデンサ 30 中間端子 31 第1端子 32 第2端子 33 第3端子 34 短絡スイッチ 35 切替えスイッチ 40 電圧切替え指令回路 41 位相切替え指令回路 42 第1制御回路 43 第2制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力電圧が等しい2つの直流電源の直列接
    続でなる直列直流電源回路と、半導体スイッチ素子とダ
    イオードとを逆並列接続したスイッチング回路の2組の
    直列接続でなる第1直列回路と、別の2組のスイッチン
    グ回路の直列接続でなる第2直列回路とを相互に並列に
    接続し、前記直列直流電源回路を構成する直流電源同士
    の結合点を中間端子とし、前記第1直列回路を構成する
    スイッチング回路同士の結合点を第1端子とし、前記第
    2直列回路を構成するスイッチング回路同士の結合点を
    第2端子とし、前記第1直列回路を構成する2組のスイ
    ッチング回路を動作させて第1交流電圧を発生させる第
    1制御回路と、前記第2直列回路を構成する2組のスイ
    ッチング回路を動作させて第2交流電圧を発生させる第
    2制御回路と、前記第1端子と第2端子とを短絡・開放
    する短絡スイッチと、前記中間端子または第2端子のい
    ずれかを第3端子へ接続する切替えスイッチと、前記第
    1交流電圧と第2交流電圧とを同位相にするか逆位相に
    するかを切り替える位相切替え回路とを備えていること
    を特徴とする単相二重電圧インバータ。
JP7186773A 1995-07-24 1995-07-24 単相二重電圧インバータ Pending JPH0937565A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004350354A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Kokusan Denki Co Ltd インバータ電源装置
CN100433526C (zh) * 2006-10-20 2008-11-12 南京航空航天大学 三电平双降压式全桥逆变器
CN100433527C (zh) * 2006-10-23 2008-11-12 南京航空航天大学 双升降式逆变器
JP2018170861A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 本田技研工業株式会社 発電機システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004350354A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Kokusan Denki Co Ltd インバータ電源装置
CN100433526C (zh) * 2006-10-20 2008-11-12 南京航空航天大学 三电平双降压式全桥逆变器
CN100433527C (zh) * 2006-10-23 2008-11-12 南京航空航天大学 双升降式逆变器
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