特許6252816IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

電力変換装置のスイッチング動作に伴う雑音端子電圧を低減させる技術

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

一方、最近では、高効率化を図る目的で多レベルの電力変換装置が提供されている。
例えば、図8に示す電力変換装置は3レベルAC−DC変換装置(3レベルコンバータ)であり、交流入力電圧Vrsから3つの直流電位Vps,Vsn,0〔V〕を生成するものである。 図8において、図6と異なる部分を中心に説明すると、スイッチング素子50,51同士の接続点であるA点とコンデンサ31,32同士の接続点であるS点との間に、例えば2個の低耐圧MOSFETの逆直列回路からなる双方向スイッチ54が接続されている(2個のMOSFET同士の接続点をB点とする)。また、40はA点と接地点との間の寄生キャパシタンス、43はB点と接地点との間の寄生キャパシタンスである。
この3レベルコンバータにおいて、コンデンサ31,32の直列回路の両端を正負の出力端子P,Nとすると、スイッチング素子50,51及び双方向スイッチ54のオンオフ動作により、直流出力端子であるP点,N点及びS点から3つの直流電位(Vps,Vsn,0〔V〕)を発生させることが可能である。 図8の3レベルコンバータでは、図9に示すように、A点,B点の電位が交流入力電圧Vrsの極性に応じて変化する。
すなわち、A点の電位は、交流入力電圧Vrsが正の期間では、S点電位(−Vrs/2)とP点電位(Vps−Vrs/2)との間を変動し、交流入力電圧Vrsが負の期間では、S点電位(−Vrs/2)とN点電位(Vsn−Vrs/2)との間を変動する。また、B点の電位は、交流入力電圧Vrsが正の期間ではS点電位(−Vrs/2)と同様になり、交流入力電圧Vrsが負の期間では、A点と同様、つまりS点電位(−Vrs/2)とN点電位(Vsn−Vrs/2)との間を変動する。 のように、交流入力電圧Vrsが負の期間では、A点とB点とは同じパターンで電位変動するが、交流入力電圧Vrsが正の期間では、A点とB点とが異なるパターンで電位変動する。従って、寄生キャパシタンス40,43に流れる漏洩電流I1,I3は、交流入力電圧Vrsの極性に応じて異なるパターンで変化することになる。
このため、前述した特許文献1のように、回路内の一点の電位変動をコンデンサ及び補助巻線を用いて低減する方法では、漏洩電流I1,I3を同時に打ち消すことができない。 そこで、本発明の目的は、寄生キャパシタンスと接地点を介して回路内に環流する漏洩電流を確実に打ち消すことにより、雑音端子電圧を低減させた各種の電力変換装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するため、本発明は、複数の半導体スイッチング素子のスイッチング動作により、電源から供給される電力を変換して負荷に供給するコンバータやインバータ等の電力変換装置であって、第1,第2の半導体スイッチング素子同士が接続された第1の接続点と、第3,第4の半導体スイッチング素子同士が接続された第2の接続点と、を有し、第1の接続点に加わる交流電圧の一方の極性(例えば正極性)における第1の接・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、電力変換装置内に、交流電圧の極性に応じて電位変動のパターンが異なるスイッチング素子同士の接続点が二つ存在するような場合でも、極性に応じた電位変動抑制部の動作によって漏洩電流を自動的に打ち消すことができる。これにより、各接続点の電位変動を抑制して雑音端子電圧を低減することが可能である。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1A】本発明の第1実施形態を示す回路図である。

【図1B】図1Aにおける双方向スイッチ54の他の構成図である。

【図2】図1Aにおけるスイッチ8を具体化した回路図である。

【図3】本発明の第2実施形態を示す回路図である。

【図4】本発明の第3実施形態を示す回路図である。

【図5】従来のダブルコンバータの回路図である。

【図6】図5における漏洩電流の経路を説明するための回路図である。

【図7】特許文献1に記載された従来技術の主要部を示す回路図である。

【図8】従来の3レベルコンバータの回路図である。

【図9】図8における各点の電位の説明図である。

1:単相交流電源   7:負荷   8:スイッチ   21,22:EMIフィルタ   30,35:接地コンデンサ   31,32,33:コンデンサ   41,44,45:コンデンサ   40,43,46,47:寄生キャパシタンス   50,51,52,53:半導体スイッチング素子   54,541:双方向スイッチ   54a,54b,541a,541b:半導体スイッチング素子   57:スイッチ   62:リアクトル   62m:主巻線   62s:補助巻線   81:半導体スイッチング素子   82:抵抗   83:ツェナーダイオード   91,92:直流電源   R1,S1:交流入力端子   P,N:直流出力端子

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