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特許6395387コンバーター

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395387

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】コンバーター

(51)【国際特許分類】

H02M 3/155 20060101AFI20180913BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 R

【請求項の数】7

【外国語出願】

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-15822(P2014-15822)

(22)【出願日】2014年1月30日

(65)【公開番号】特開2014-187861(P2014-187861A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2016年10月7日

(31)【優先権主張番号】13160435.7

(32)【優先日】2013年3月21日

(33)【優先権主張国】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】503163527

【氏名又は名称】ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＥＬＥＣＴＲＩＣＲ＆ＤＣＥＮＴＲＥＥＵＲＯＰＥＢ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅一宏

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井一郎

(72)【発明者】

【氏名】ロラン・フーブ

(72)【発明者】

【氏名】ギョーム・ルフェーブル

【審査官】遠藤尊志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００−２４５１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１−０５５６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１−０９２１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００−３２４８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２０７１８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０７−０９５７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ３／００−３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも第１及び第２のスイッチ、第１のインダクター（Ｌ１）、第１のコンデンサー（Ｃ２）並びに少なくとも第１及び第２のダイオード（Ｄ１、Ｄ２）と、前記第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなる３レベルブーストコンバーターであって、
前記スナバー回路は、第２のインダクター（Ｌ_ＳＮ）と、第２のコンデンサー（Ｃ_ＳＮ）と、第３及び第４のダイオード（Ｄ_ＳＮ１、Ｄ_ＳＮ２）とからなり、
前記第１のスイッチの第１の端子は、前記第１のインダクターの第２の端子と、前記第１のダイオードのアノードとに接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子に接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子に接続され、
前記第１のインダクターの第１の端子は、該コンバーターの第２の入力端子に接続され、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第１のコンデンサーの第２の端子に接続され、
前記第２のダイオードのカソードは、該コンバーターの第１の出力端子に接続され、
前記第２のインダクターの第１の端子は、前記第１のスイッチの第２の端子と、前記第１のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第２のインダクターの第２の端子は、前記第３のダイオードのアノードと、前記第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
前記第３のダイオードのカソードは、前記第４のダイオードのアノードと、前記第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第２のコンデンサーの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子と、前記第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
前記第４のダイオードのカソードは、前記第１のコンデンサーの第２の端子に接続され、
前記コンバーターの第２の出力端子は、前記コンバーターの第１の入力端子に接続され、
前記第２のダイオードのアノードは、前記第４のダイオードのカソードに接続され、
前記第２のインダクターの放電は、前記第２のコンデンサーと前記第２のインダクターとからなる共振回路の共振周波数に対応する周期の最大で半分の時間期間中は前記第２のコンデンサーを通じて行われ、該時間期間後は前記第１のコンデンサーにおいて行われることを特徴とする、３レベルブーストコンバーター。

【請求項2】

少なくとも第１及び第２のスイッチ、第１のインダクター（Ｌ１）、第１のコンデンサー（Ｃ２）並びに少なくとも第１及び第２のダイオード（Ｄ１、Ｄ２）と、前記第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなる３レベルブーストコンバーターであって、
前記スナバー回路は、第２のインダクター（Ｌ_ＳＮ）と、第２のコンデンサー（Ｃ_ＳＮ）と、第３及び第４のダイオード（Ｄ_ＳＮ１、Ｄ_ＳＮ２）とからなり、
前記第１のスイッチの第１の端子は、前記第１のインダクターの第２の端子と、前記第１のダイオードのアノードとに接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子に接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子に接続され、
前記第１のインダクターの第１の端子は、該コンバーターの第２の入力端子に接続され、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第１のコンデンサーの第２の端子に接続され、
前記第２のダイオードのカソードは、該コンバーターの第１の出力端子に接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子と、前記第３のダイオードのアノードと、前記第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
前記第３のダイオードのカソードは、前記第４のダイオードのアノードと、前記第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第２のコンデンサーの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子と、前記第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
前記第１のコンデンサーの第２の端子は、前記第２のインダクターの第１の端子に接続され、
前記第２のインダクターの第２の端子は、前記第４のダイオードのカソードに接続され、
前記第２のダイオードのアノードは、前記第４のダイオードのカソードに接続され、
前記第２のインダクターの放電は、前記第２のコンデンサーと前記第２のインダクターとからなる共振回路の共振周波数に対応する周期の最大で半分の時間期間中は前記第２のコンデンサーを通じて行われ、該時間期間後は前記第１のコンデンサーにおいて行われることを特徴とする、３レベルブーストコンバーター。

【請求項3】

少なくとも第１及び第２のスイッチ、第１のインダクター（Ｌ１）、第１のコンデンサー（Ｃ２）並びに少なくとも第１及び第２のダイオード（Ｄ１、Ｄ２）と、前記第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなるブーストコンバーターであって、
前記スナバー回路は、第２のインダクター（Ｌ_ＳＮ）と、第２のコンデンサー（Ｃ_ＳＮ）と、第３及び第４のダイオード（Ｄ_ＳＮ１、Ｄ_ＳＮ２）とからなり、
前記第１のスイッチの第１の端子は、前記第１のインダクターの第２の端子と、前記第１のダイオードのアノードとに接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子に接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子に接続され、
前記第１のインダクターの第１の端子は、該コンバーターの第２の入力端子に接続され、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第１のコンデンサーの第２の端子に接続され、
前記第２のダイオードのカソードは、該コンバーターの第１の出力端子に接続され、
前記第２のスイッチの第１の端子は、前記第２のインダクターの第２の端子と、前記第３のダイオードのアノードとに接続され、
前記第３のダイオードのカソードは、前記第４のダイオードのアノードと、前記第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第２のコンデンサーの第２の端子は、該コンバーターの第１の入力端子と、前記第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
前記第２のインダクターの第１の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子に接続され、
前記第４のダイオードのカソードは、前記第１のコンデンサーの第２の端子に接続され、
前記第２のダイオードのアノードは、前記第４のダイオードのカソードに接続され、
前記第２のインダクターの放電は、前記第２のコンデンサーと前記第２のインダクターとからなる共振回路の共振周波数に対応する周期の最大で半分の時間期間中は前記第２のコンデンサーを通じて行われ、該時間期間後は前記第１のコンデンサーにおいて行われることを特徴とする、ブーストコンバーター。

【請求項4】

前記スナバー回路は、第１の端子が前記第４のダイオードのアノードに接続され、第２の端子が前記第２のダイオードのカソードに接続される、別のコンデンサー（Ｃ_ＳＮ２２）を更に備えることを特徴とする、請求項３に記載のブーストコンバーター。

【請求項5】

少なくとも第１及び第２のスイッチ（Ｓ_２１、Ｓ_２２）、第１のインダクター（Ｌ_２１）、第１のコンデンサー（Ｃ_２２）並びに少なくとも第１及び第２のダイオードと、前記第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなるバックコンバーターであって、
前記スナバー回路は、第２のインダクター（Ｌ_ＳＮ）と、第２のコンデンサーと、第３及び第４のダイオード（Ｄ_ＳＮ２１、Ｄ_ＳＮ２２）とからなり、
前記第１のスイッチの第１の端子は、該コンバーターの第１の入力端子に接続され、
前記第３のダイオードのアノードは、前記第４のダイオードのカソードと、前記第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第３のダイオードのカソードは、前記第２のインダクターの第１の端子と、前記第１のスイッチの第２の端子とに接続され、
前記第２のダイオードのカソードは、前記第４のダイオードのアノードと、前記第１のダイオードのアノードと、前記第１のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
前記第１のコンデンサーの第２の端子は、前記第２のインダクターの第２の端子と、前記第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、前記第１のダイオードのカソードと、前記第１のインダクターの第１の端子とに接続され、
前記第１のインダクターの第２の端子は、該コンバーターの第１の出力端子に接続され、
前記第２のコンデンサーの第２の端子は、該コンバーターの第２の入力端子及び第２の出力端子と、前記第２のダイオードのアノードとに接続され、
前記第２のインダクターの放電は、前記第２のコンデンサーと前記第２のインダクターとからなる共振回路の共振周波数に対応する周期の最大で半分の時間期間中は前記第２のコンデンサーを通じて行われ、該時間期間後は前記第１のコンデンサーにおいて行われることを特徴とする、バックコンバーター。

【請求項6】

前記スナバー回路は、第１の端子が前記第３のダイオードのアノードに接続され、第２の端子が前記第１のスイッチの第１の端子に接続される、別のコンデンサーを更に備えることを特徴とする、請求項５に記載のバックコンバーター。

【請求項7】

少なくとも第１〜第４のスイッチ、第１のインダクター、第１のコンデンサー並びに少なくとも第１〜第４のダイオードと、前記第２及び第４のスイッチを保護するスナバー回路とからなる双方向コンバーターであって、
前記スナバー回路は、第２のインダクターと、第２及び第３のコンデンサーと、第５及び第６のダイオードとからなり、
前記第１のスイッチの第１の端子は、前記第３のスイッチの第２の端子と、前記第１のインダクターの第１の端子と、前記第１のダイオードのカソードと、前記第３のダイオードのアノードとに接続され、
前記第１のスイッチの第２の端子は、前記第２のスイッチの第１の端子と、前記第１のコンデンサーの第２の端子と、前記第１のダイオードのアノードと、前記第２のダイオードのカソードと、前記第６のダイオードのアノードとに接続され、
前記第２のスイッチの第２の端子は、前記第２のダイオードのアノードと、前記第３のコンデンサーの第２の端子と、該コンバーターの第２の入力端子及び第２の出力端子とに接続され、
前記第３のスイッチの第１の端子は、前記第１のコンデンサーの第１の端子と、前記第３のダイオードのカソードと、前記第２のインダクターの第１の端子とに接続され、
前記第４のスイッチの第１の端子は、前記第４のダイオードのカソードと、前記第２のコンデンサーの第１の端子と、該コンバーターの第１の入力端子とに接続され、
前記第４のスイッチの第２の端子は、前記第４のダイオードのアノードと、前記第２のインダクターの第２の端子と、前記第５のダイオードのカソードとに接続され、
前記第１のインダクターの第２の端子は、該コンバーターの第１の出力端子に接続され、
前記第２のコンデンサーの第２の端子は、前記第３のコンデンサーの第１の端子と、前記第５のダイオードのアノードと、前記第６のダイオードのカソードとに接続され、
前記第２のインダクターの放電は、前記第２のコンデンサーと前記第２のインダクターとからなる共振回路の共振周波数に対応する周期の最大で半分の時間期間中は前記第２のコンデンサーを通じて行われ、該時間期間後は前記第１のコンデンサーにおいて行われることを特徴とする、双方向コンバーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、包括的には、少なくとも第１及び第２のスイッチ、第１のインダクター、第１のコンデンサー並びに少なくとも２つのダイオードと、第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなるコンバーターに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換する。太陽電池によって生成される電気エネルギーは、経時的に抽出し、電力の形態で用いることができる。太陽電池によって提供される直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバーター回路及びＤＣ／ＡＣインバーター回路のような変換装置に提供される。

【0003】

しかしながら、太陽電池の電流−電圧ドループ特性によって、太陽電池から引き出される電流に対し非線形に出力電力が変化する。光照射レベル及び動作温度のような気候変動に応じて電力−電圧曲線が変化する。

【0004】

太陽電池アレイを動作させる近最適点は、電力が最大となる電流−電圧曲線の領域又はその近くにある。この点は最大電力点（ＭＰＰ：Maximum Power Point）と呼ばれる。

【0005】

太陽電池の発電効率を最適にするように太陽電池をＭＰＰ付近で動作させることが重要である。

【0006】

気候変動に応じて電力−電圧曲線が変化すると、ＭＰＰも気候変動に応じて変化する。

【0007】

このため、任意の時点でＭＰＰを特定可能である必要がある。

【0008】

そのために、ＤＣ−ＤＣコンバーターを任意の入力電圧及び／又は入力電流に適応させるためにＤＣ−ＤＣコンバーター回路のスイッチのデューティサイクルが変更される。

【0009】

ＤＣ−ＤＣコンバーターは寄生容量又は浮遊容量を有する（parasitic or stray）インダクター及びスイッチを含むので、電流フローを急に遮断することにより、ファラデーの法則に従ってスイッチングデバイスの両端の電圧が急上昇することになる。この過渡事象は電磁干渉源となり得る。さらに、デバイスの両端に生成される電圧が、デバイスが耐えることを意図される電圧を超える場合、この電圧によってデバイスが損傷又は破壊する場合がある。スナバーが電流スイッチングデバイスを迂回する短期的な代替の電流経路を与え、それにより誘導性素子をより安全にかつ静かに放電することができる。

【発明の概要】

【0010】

そのために、本発明は、少なくとも第１及び第２のスイッチ、第１のインダクター、第１のコンデンサー並びに少なくとも２つのダイオードと、第２のスイッチを保護するスナバー回路とからなるＤＣ−ＤＣコンバーターに関する。このＤＣ−ＤＣコンバーターは、スナバー回路が、第２のインダクターと、少なくとも第２のコンデンサーと、第３のダイオード及び第４のダイオードとからなることと、第２のインダクターの放電が、第２のコンデンサーと第２のインダクターとからなる共振回路の期間の最大で半分の時間期間中に第２のコンデンサーを通じて、この時間期間後は第１のコンデンサーにおいて行われることとを特徴とする。

【0011】

このため、電流フローを急に遮断することにより第２のスイッチの両端の電圧が急上昇することが回避される。

【0012】

特定の特徴によれば、上記ＤＣ−ＤＣコンバーターは３レベルブーストコンバーターである。

【0013】

第１の実現態様によれば、
第２のインダクターの第１の端子は、第１のスイッチの端子と、第１のコンデンサーの端子とに接続され、
第２のインダクターの第２の端子は、第３のダイオードのアノードと、第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
第３のダイオードのカソードは、第４のダイオードのアノードと、第２のコンデンサーの端子とに接続され、
第２のコンデンサーの第２の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの入力端子と、第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
第４のダイオードのカソードは、第１のコンデンサーの第２の端子に接続される。

【0014】

このため、電流フローを急に遮断することにより第２のスイッチの両端の電圧が急上昇することが回避される。

【0015】

第２の実現態様によれば、
第１のスイッチの端子は、第１のコンデンサーの端子と、第３のダイオードのアノードと、第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
第３のダイオードのカソードは、第４のダイオードのアノードと、第２のコンデンサーの端子とに接続され、
第２のコンデンサーの第２の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの入力端子と、第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
第１のコンデンサーの第２の端子は、第２のインダクターの第１の端子に接続され、
インダクターの第２の端子は、第４のダイオードのカソードに接続される。

【0016】

このため、電流フローを急に遮断することにより第２のスイッチの両端の電圧が急上昇することが回避される。

【0017】

特定の特徴によれば、ＤＣ−ＤＣコンバーターはブーストコンバーターである。

【0018】

特定の特徴によれば、
第２のスイッチの第１の端子は、第１のコンデンサーの端子と、第３のダイオードのアノードとに接続され、
第３のダイオードのカソードは、第４のダイオードのアノードと、第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
第２のコンデンサーの第２の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの入力端子と、第２のスイッチの第２の端子とに接続され、
第２のインダクターの第１の端子は、第２のコンデンサーの第１の端子に接続され、
第４のダイオードのカソードは、第２のインダクターの第２の端子に接続される。

【0019】

このため、電流フローを急に遮断することにより第２のスイッチの両端の電圧が急上昇することが回避される。

【0020】

特定の特徴によれば、スナバー回路は、第１の端子が第４のダイオードのアノードに接続され、第２の端子が第２のダイオードのアノードに接続される別のコンデンサーを更に備える。

【0021】

特定の特徴によれば、ＤＣ−ＤＣコンバーターはバックコンバーターである。

【0022】

特定の特徴によれば、
第１のスイッチの第１の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの第１の入力に接続され、
第３のダイオードのアノードは、第４のダイオードのカソードと、第３のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
第３のダイオードのカソードは、第２のインダクターの第１の端子と、第１のスイッチの第２の端子とに接続され、
第３のダイオードのアノードは、第４のダイオードのアノードと、第２のダイオードのカソードと、第２のコンデンサーの第１の端子とに接続され、
第２のコンデンサーの第２の端子は、第２のインダクターの第２の端子と、第２のスイッチの第１の端子とに接続され、
第２のスイッチの第２の端子は、第２のダイオードのカソードと、第１のインダクターの第１の端子とに接続され、
第１のインダクターの第２の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの第１の出力端子に接続され、
第４のコンデンサーの第２の端子は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの第２の入力端子及び第２の出力端子と、第２のダイオードのアノードとに接続される。

【0023】

このため、電流フローを急に遮断することにより第２のスイッチの両端の電圧が急上昇することが回避される。

【0024】

特定の特徴によれば、スナバー回路は、第１の端子が第３のダイオードのアノードに接続され、第２の端子が第１のスイッチの第１の端子に接続される別のコンデンサーを更に備える。

【0025】

特定の特徴によれば、コンバーターは双方向コンバーターであり、双方向コンバーターは、第３及び第４のスイッチと、第３及び第４のダイオードとを更に備え、スナバー回路は第４のスイッチを更に保護し、スナバー回路は第３のコンデンサーを更に備える。

【0026】

本発明の特性は、実施形態の一例の以下の説明を読むことから更に明らかになり、その説明は添付の図面に関して作成されたものである。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1a】本発明が実施される３レベルブーストコンバーターの第１の例を示す図である。

【図1b】本発明が実施される３レベルブーストコンバーターの第２の例を示す図である。

【図1c】本発明が実施されるブーストコンバーターの第３の例を示す図である。

【図1d】本発明が実施されるバックコンバーターの第４の例を示す図である。

【図1e】本発明が実施される双方向コンバーターの例を示す図である。

【図2】本発明が実施される３レベルコンバーター又は３レベル双方向コンバーターを備える装置の例を表す図である。

【図3a】３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第１段階中の等価電気回路を表す図である。

【図3b】３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第２段階中の等価電気回路を表す図である。

【図3c】３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第３段階中の等価電気回路を表す図である。

【図4】３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第１段階、第２段階及び第３段階中の電流変動及び電圧変動を表す図である。

【図5a】３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第４段階中の等価電気回路を表す図である。

【図5b】３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第５段階中の等価電気回路を表す図である。

【図5c】３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第６段階中の等価電気回路を表す図である。

【図6】３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第４段階、第５段階及び第６段階中の電流変動及び電圧変動を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１ａは、本発明が実施される３レベルブーストコンバーターの第１の例である。

【0029】

３レベルブーストコンバーターは、インダクターＬ_１、２つのダイオードＤ_１及びＤ_２、３つのコンデンサーＣ_１、Ｃ_２及びＣ_３、第１のスイッチＳ_１及び第２のスイッチＳ_２と、本発明によるスナバー回路とからなる。

【0030】

スナバー回路は、インダクターＬ_ＳＮと、２つのダイオードＤ_ＳＮ１及びＤ_ＳＮ２と、コンデンサーＣ_ＳＮとからなり、スイッチＳ_２の導通／非導通状態の変化中のインダクターＬ_ＳＮの脱磁(demagnetisation)を可能にし、コンデンサーＣ_ＳＮの低速な充電／放電を可能にする。

【0031】

３レベルブーストコンバーターは、２つの入力端子１０ａ及び１１ａを有する。例えば、３レベルブーストコンバーターは太陽光電池モジュールに接続される。本発明はまた、任意のＤＣ電源において適用可能である。

【0032】

例えば、入力端子１０ａは電源の正極に接続され、入力端子１１ａは電源の負極に接続される。

【0033】

コンデンサーＣ_１は入力端子１０ａ及び１１ａと並列に接続される。

【0034】

インダクターＬ_１の第１の端子は、入力端子１０ａに接続される。インダクターＬ_１の第２の端子は、スイッチＳ_１の第１の端子と、ダイオードＤ_１のアノードとに接続される。

【0035】

スイッチＳ_１の第２の端子は、スナバー回路のインダクターＬ_ＳＮの第１の端子と、コンデンサーＣ_２の第１の端子とに接続される。

【0036】

インダクターＬ_ＳＮは、スイッチＳ_２の第１の端子と、ダイオードＤ_ＳＮ１のアノードとに接続される。スイッチＳ_２の第２の端子は入力端子１１ａに接続される。

【0037】

コンデンサーＣ_２の第２の端子は、ダイオードＤ_１のカソードと、ダイオードＤ_２のアノードとに接続される。

【0038】

ダイオードＤ_２のカソードは、３レベルブーストコンバーターの第１の出力端子ｌ２ａに接続される。

【0039】

ダイオードＤ_ＳＮ１のカソードは、ダイオードＤ_ＳＮ２のアノードと、コンデンサーＣ_ＳＮの第１の端子とに接続される。

【0040】

ダイオードＤ_ＳＮ２のカソードは、ダイオードＤ_２のアノードに接続される。

【0041】

コンデンサーＣ_ＳＮの第２の端子は、３レベルブーストコンバーターの入力端子１１ａと、第２の出力端子１３ａとに接続される。

【0042】

コンデンサーＣ_３は、出力端子１２ａ及び１３ａと並列に接続される。

【0043】

図１ｂは、本発明が実施される３レベルブーストコンバーターの第２の例である。

【0044】

【0045】

スナバー回路は、インダクターＬ_ＳＮと、２つのダイオードＤ_ＳＮ１及びＤ_ＳＮ２と、コンデンサーＣ_ＳＮとからなり、スイッチＳ_２の導通／非導通状態の変化中のインダクターＬ_ＳＮの脱磁を可能にする。

【0046】

３レベルブーストコンバーターは、２つの入力端子１０ｂ及び１１ｂを有する。例えば、３レベルブーストコンバーターは太陽光電池モジュールに接続される。本発明はまた、任意のＤＣ電源において適用可能である。

【0047】

例えば、入力端子１０ｂは電源の正極に接続され、入力端子１１ｂは電源の負極に接続される。

【0048】

コンデンサーＣ_１は入力端子１０ｂ及び１１ｂと並列に接続される。

【0049】

インダクターＬ_１の第１の端子は、入力端子１０ｂに接続される。インダクターＬ_１の第２の端子は、スイッチＳ_１の第１の端子と、ダイオードＤ_１のアノードとに接続される。

【0050】

スイッチＳ_１の第２の端子は、スイッチＳ_２の第１の端子と、コンデンサーＣ_２の第１の端子と、ダイオードＤ_ＳＮ１のアノードとに接続される。スイッチＳ_２の第２の端子は入力端子１１ｂに接続される。

【0051】

コンデンサーＣ_２の第２の端子は、ダイオードのＤ_１のカソードと、インダクターＬ_ＳＮの第１の端子とに接続される。

【0052】

インダクターＬ_ＳＮの第２の端子は、ダイオードＤ_２のアノードと、ダイオードＤ_ＳＮ２のカソードとに接続される。

【0053】

ダイオードＤ_２のカソードは、３レベルブーストコンバーターの第１の出力端子ｌ２ｂに接続される。

【0054】

ダイオードＤ_ＳＮ１のカソードは、ダイオードＤ_ＳＮ２のアノードと、コンデンサーＣ_ＳＮの第１の端子とに接続される。

【0055】

ダイオードＤ_ＳＮ２のカソードは、ダイオードＤ_２のアノードに接続される。

【0056】

コンデンサーＣ_ＳＮの第２の端子は、３レベルブーストコンバーターの入力端子１１ｂと、第２の出力端子１３ｂとに接続される。

【0057】

コンデンサーＣ_３は、出力端子１２ｂ及び１３ｂと並列に接続される。

【0058】

ここで、一実現形態では、図１ｂのスナバーは、図１ａに開示される３レベルブーストコンバーターのインダクターＬ_ＳＮと同じ場所に位置する第２のインダクターＬ_ＳＮ’を有することができることに留意すべきである。そのような実現形態の変形において、インダクターＬ_ＳＮ’及びインダクターＬ_ＳＮは磁気結合される。

【0059】

図１ｃは、本発明が実施されるブーストコンバーターの第３の例である。

【0060】

ブーストコンバーターは、インダクターＬ_１、２つのダイオードＤ_１及びＤ_２、３つのコンデンサーＣ_１、Ｃ_２及びＣ_３、第１のスイッチＳ_１１及び第２のスイッチＳ_１２と、本発明によるスナバー回路とからなる。

【0061】

スナバー回路は、インダクターＬ_ＳＮと、２つのダイオードＤ_ＳＮ１及びＤ_ＳＮ１と、２つのコンデンサーＣ_ＳＮ１１及びＣ_ＳＮ１２とからなり、スイッチＳ_２の導通／非導通状態の変化中のインダクターＬ_ＳＮの脱磁を可能にする。

【0062】

ブーストコンバーターは２つの入力端子１０ｃ及び１１ｃを有する。例えば、ブーストコンバーターは太陽光電池モジュールに接続される。本発明はまた、任意のＤＣ電源において適用可能である。

【0063】

例えば、入力端子１０ｃは電源の正極に接続され、入力端子１１ｃは電源の負極に接続される。

【0064】

コンデンサーＣ_１は、入力端子１０ｃ及び１１ｃと並列に接続される。

【0065】

インダクターＬ_１の第１の端子は、入力端子１０ｃに接続される。インダクターＬ_１の第２の端子は、スイッチＳ_１１の第１の端子とダイオードＤ_１のアノードとに接続される。

【0066】

スイッチＳ_１１の第２の端子は、スナバー回路のインダクターＬ_ＳＮの第１の端子と、コンデンサーＣ_２の第１の端子とに接続される。

【0067】

インダクターＬ_ＳＮは、スイッチＳ_２２の第１の端子と、ダイオードＤ_ＳＮ１のアノードとに接続される。スイッチＳ_２２の第２の端子は入力端子１１ｃに接続される。

【0068】

コンデンサーＣ_２の第２の端子は、ダイオードＤ_１のカソードと、ダイオードＤ_２のアノードとに接続される。

【0069】

ダイオードＤ_２のカソードは、ブーストコンバーターの第１の出力端子１２ｃに接続される。

【0070】

ダイオードＤ_ＳＮ１のカソードは、ダイオードＤ_ＳＮ２のアノードと、コンデンサーＣ_ＳＮ１１の第１の端子とに接続される。

【0071】

ダイオードＤ_ＳＮ１２のカソードは、ダイオードＤ_２のアノードに接続される。

【0072】

コンデンサーＣ_ＳＮ１１の第２の端子は、ブーストコンバーターの入力端子１１ｃと第２の出力端子１３ｃとに接続される。

【0073】

コンデンサーＣ_ＳＮ１２の第１の端子は、コンデンサーＣ_ＳＮ１１の第１の端子と、ダイオードＤ_２のカソードとに接続される。

【0074】

コンデンサーＣ_ＳＮ１１及びコンデンサーＣ_ＳＮ１２の挙動は相補的であることに留意しなくてはならない。コンデンサーＣ_ＳＮ１１が充電するときコンデンサーＣ_ＳＮ１２は放電し、コンデンサーＣ_ＳＮ１１が放電するときコンデンサーＣ_ＳＮ１２は充電する。

【0075】

ここで、一実現形態では、図１ｃのスナバーは、図１ａに開示される３レベルブーストコンバーターのインダクターＬ_ＳＮと同じ場所に位置する第２のインダクターＬ_ＳＮ’を有することができることに留意すべきである。そのような実現形態の変形において、インダクターＬ_ＳＮ’及びインダクターＬ_ＳＮは磁気結合される。

【0076】

コンデンサーＣ_３は、出力端子１２ｃ及び１３ｃと並列に接続される。

【0077】

図１ｄは、本発明が実施されるバックコンバーターの第４の例である。

【0078】

バックコンバーターは、インダクターＬ_２１、４つのダイオードＤ_２１Ｄ_２２，Ｄ_２３，Ｄ_２４、１つのコンデンサーＣ_２２、第１のスイッチＳ_２１及び第２のスイッチＳ_２２と、本発明によるスナバー回路とからなる。

【0079】

スナバー回路は、インダクターＬ_ＳＮ２１と、２つのダイオードＤ_ＳＮ２１及びＤ_ＳＮ２２と、２つのコンデンサーＣ_ＳＮ２１及びＣ_ＳＮ２２とからなり、スイッチＳ_２２の導通／非導通状態の変化中のインダクターＬ_ＳＮの脱磁を可能にする。

【0080】

バックコンバーターは２つの入力端子１０ｄ及び１１ｄを有する。例えば、バックコンバーターは太陽光電池モジュールに接続される。本発明はまた、任意のＤＣ電源において適用可能である。

【0081】

例えば、入力端子１０ｄは電源の正極に接続され、入力端子１１ｄは電源の負極に接続される。

【0082】

コンデンサーＣ_ＳＮ２１の第１の端子は、入力端子１０ｄと、スイッチＳ_２１の第１の端子とに接続される。

【0083】

コンデンサーＣ_ＳＮ２１の第２の端子は、ダイオードＤ_ＳＮ２１のアノードと、コンデンサーＣ_ＳＮ２２の第１の端子と、ダイオードＤ_ＳＮ２２のカソードとに接続される。

【0084】

ダイオードＤ_ＳＮ２１のカソードは、インダクターＬ_ＳＮの第１の端子と、スイッチＳ_２１の第２の端子とに接続される。

【0085】

コンデンサーＣ_ＳＮ２２の第２の端子は、入力端子１１ｄと、出力端子１３ｄとに接続される。

【0086】

ダイオードＤ_ＳＮ２２のアノードは、ダイオードＤ_２２のカソードと、コンデンサーＣ_２２の第１の端子と、ダイオードＤ_２１のアノードとに接続される。

【0087】

コンデンサーＣ_２２の第２の端子は、インダクターＬ_ＳＮの第２の端子と、スイッチＳ_２２の第１の端子とに接続される。

【0088】

スイッチＳ_２２の第２の端子は、ダイオードＤ_２１のカソードと、インダクターＬ_２１の第１の端子とに接続される。

【0089】

インダクターＬ_２１の第２の端子は、出力端子１２ｄと、コンデンサーＣ_３の第１の端子とに接続される。

【0090】

コンデンサーＣ_３の第２の端子は出力端子１３ｄに接続される。

【0091】

コンデンサーＣ_ＳＮ１１及びコンデンサーＣ_ＳＮ１２の挙動は相補的であることに留意しなくてはならない。コンデンサーＣ_ＳＮ１１が充電するとき、コンデンサーＣ_ＳＮ１２は放電し、コンデンサーＣ_ＳＮ１１が放電するとき、コンデンサーＣ_ＳＮ１２は充電する。

【0092】

実現形態の一変形において、図１ｄのスナバーは、ダイオードＤ_２２のカソードとダイオードＤ_２１のアノードとの間に配置された第２のインダクターＬ_ＳＮ’を有する場合があることに留意しなくてはならない。そのような実現形態の変形において、第２のインダクターＬ_ＳＮ’及びインダクターＬ_ＳＮは磁気結合されている。

【0093】

図１ｅは、本発明が実施される双方向コンバーターの例である。

【0094】

双方向コンバーターは、インダクターＬ_３１、４つのダイオードＤ_３１、Ｄ_３１’、Ｄ_３２及びＤ_３２’、１つのコンデンサーＣ_３２、第１のスイッチＳ_３１、第２のスイッチＳ_３２、第３のスイッチＳ_３１’及び第４のスイッチＳ_３２’と、本発明によるスナバー回路とからなる。

【0095】

スナバー回路は、インダクターＬ_ＳＮ３１と、２つのダイオードＤ_ＳＮ３１及びＤ_ＳＮ３２と、２つのコンデンサーＣ_ＳＮ３１及びＣ_ＳＮ３２とからなり、スイッチＳ_３２及びＳ_３２’の導通／非導通状態の変化中にインダクターＬ_ＳＮの脱磁を可能にする。

【0096】

双方向コンバーターは２つの端子１０ｅ及び１１ｅを有する。例えば、双方向コンバーターはバッテリに接続される。

【0097】

双方向コンバーターは２つの端子１２ｅ及び１３ｅを有する。例えば、双方向コンバーターはＡＣ／ＡＣコンバーターに接続される。

【0098】

コンデンサーＣ_ＳＮ３１の第１の端子は、端子１０ｅと、ダイオードＤ_３２’のカソードと、スイッチＳ_２１の第１の端子とに接続される。

【0099】

コンデンサーＣ_ＳＮ３１の第２の端子は、コンデンサーＣ_ＳＮ３２の第１の端子と、ダイオードＤ_ＳＮ３１のアノードと、ダイオードＤ_ＳＮ３２のカソードとに接続される。

【0100】

スイッチＳ_３２’の第２の端子は、インダクターＬ_ＳＮの第１の端子と、ダイオードＤ_３２’のアノードと、ダイオードＤ_ＳＮ３１のカソードとに接続される。

【0101】

インダクターＬ_ＳＮの第２の端子は、ダイオードＤ_３１’のカソードと、スイッチＳ_３１’の第１の端子と、コンデンサーＣ_３２の第１の端子とに接続される。

【0102】

スイッチＳ_３１’の第２の端子は、ダイオードＤ_３１’のアノードと、ダイオードＤ_３１のカソードと、インダクターＬ_３１の第１の端子と、スイッチＳ_３１の第１の端子とに接続される。

【0103】

スイッチＳ_３１の第２の端子は、ダイオードＤ_３１のアノードと、ダイオードＤ_３２のカソードと、ダイオードＤ_ＳＮ３２のアノードと、スイッチＳ_３２の第１の端子とに接続される。

【0104】

スイッチＳ_３２の第２の端子は、ダイオードＤ_３２のアノードと、コンデンサーＣ_３２の第２の端子と、端子１１ｅ及び１３ｆとに接続される。

【0105】

スナバー回路は、スイッチＳ_３２及びＳ_３２’を保護する。

【0106】

インダクターＬ_３１の第２の端子は、端子１２ｅに接続される。

【0107】

図２は、本発明が実施される３レベルコンバーター又は３レベル双方向コンバーターを備える装置の例である。

【0108】

装置２０は、例えば、バス２０１によって互いに接続される構成要素と、プログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャーを有する。３レベルブーストコンバーター２０５の制御された出力電圧Ｖ_ｏｕｔ又は制御された入力電圧Ｖ_ｉｎを提供するために、プログラムは、スイッチＳ_１及びＳ_２の制御を可能にする。

【0109】

ここで、一変形形態において、装置２０は、本明細書において以下で開示するようなプロセッサ２００によって実行される動作と同じ動作を実行する１つ又はいくつかの専用集積回路の形態で実装されることに留意されたい。

【0110】

バス２０１は、プロセッサ２００を、読取り専用メモリＲＯＭ（：read only memory）２０２と、ランダムアクセスメモリＲＡＭ（：random access memory）２０３と、アナログ／デジタルコンバーターＡＤＣ（：analogue to digital converter）３０６と、
図１ａ若しくは図１ｂに開示されるような３レベルブーストコンバーター又は
図１ｃに開示されるようなブーストコンバーター又は
図１ｄに開示されるようなバックコンバーター又は
図１ｅに開示されるような双方向コンバーターとに連結する。

【0111】

読取り専用メモリＲＯＭ２０２はプログラム命令を含み、これらのプログラム命令は、装置２０の電源がオンにされるとランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３に転送される。

【0112】

アナログ／デジタルコンバーター２０６は３レベルブーストコンバーター２０５に接続され、出力電圧Ｖ_ｏｕｔを表す電圧をバイナリ情報に変換する。

【0113】

図３ａは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第１段階中の等価電気回路を表す。

【0114】

図３に与えられる等価回路は、図１ａに与えられる第１の例のために用いられる。図１ｂ、図１ｃ及び図１ｄに与えられる例のために、図３の教示から同様の等価回路を容易に導出することができる。

【0115】

ここで、図３及び図５に開示される等価回路は、スイッチＳ_２のデューティサイクルが１／２以上であるときに与えられることに留意しなくてはならない。

【0116】

電流源Ｉ_Ｌ１はインダクターＬ_１によって提供される電流であり、電圧源Ｖ_Ｃ２はコンデンサーＣ_２の電圧である。インダクターＬ_１の放電は、インダクターＬ_ＳＮと、ダイオードＤ_ＳＮ１と、コンデンサーＣ_ＳＮとを通じて行われる。電圧Ｖ_Ｓ２はスイッチＳ_２の第１の端子と第２の端子との間の電圧である。

【0117】

スイッチＳ_２が導通状態から非導通状態に変化するとき、還流ダイオード（freewheeling diode）Ｄ_２は逆ブロック(reverse blocke)されたままであるので、インダクターＬ_１の電流Ｉ_Ｌ１は一定であり、コンデンサーＣ_ＳＮは充電される。

【0118】

ダイオードＤ_ＳＮ２の端子間の電圧は、コンデンサーＣ_２の電圧を負にしたものに等しく、コンデンサーＣ_ＳＮにおける電圧はゼロである。

【0119】

電流Ｉ_Ｌ１がコンデンサーＣ_ＳＮに流れる。

【0120】

ダイオードＤ_２における電圧Ｖ_Ｄ２は以下の式に等しい。
Ｖ_Ｄ２＝−Ｖ_Ｃ２−Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_ＣＳＮ
式中、Ｖ_ＣＳＮはコンデンサーＣ_ＳＮにおける電圧である。

【0121】

ここで、Ｃ_ＳＮ値は、図１ｃ及び図１ｄの例においてそれぞれ、Ｃ_ＳＮ１１値とＣ_ＳＮ１２値との和、Ｃ_ＳＮ１１値とＣ_ＳＮ１２値との和によって置き換えられるべきであることに留意しなくてはならない。

【0122】

ここで、Ｌ_１は、図１ｄの例ではＬ_２１によって置き換えられることにも留意しなくてはならない。

【0123】

電流Ｉ_Ｌ１は以下の式に等しい。
Ｉ_Ｌ１＝Ｃ_ＳＮ＊ｄＶ_ＣＳＮ／ｄｔ
このとき、Ｖ_ＣＳＮ（ｔ）＝Ｉ_Ｌ１・ｔ／Ｃ_ＳＮである。式中、ｔは時間でありｄは導関数である。

【0124】

Ｃ_ＳＮがＶ_Ｄ２−Ｖ_ｏｕｔに達するとき、Ｖ_Ｄ２＝０である。

【0125】

ｔ＝Ｃ_ＳＮ＊（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_ｏｕｔ）／Ｉ_Ｌ１のとき、第１段階が終了する。

【0126】

図３ｂは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第２段階中の等価電気回路を表す。

【0127】

電流源Ｉ_Ｌ１は、インダクターＬ_１によって提供される電流であり、電圧源Ｖ_Ｃ２はコンデンサーＣ_２の電圧であり、電圧源Ｖ_ｏｕｔは３レベルブーストコンバーターの出力における電圧である。インダクターＬ_１の放電は、インダクターＬ_ＳＮ、ダイオードＤ_ＳＮ１及びコンデンサーＣ_ＳＮを通じて行われる。電圧Ｖ_Ｓ２は、スイッチＳ_２の第１の端子と第２の端子との間の電圧である。

【0128】

第１段階が終了すると、ダイオードＤ_２は導通するが、ダイオードＤ_ＳＮ２は依然として逆ブロックされている。インダクターＬ_ＳＮ及びコンデンサーＣ_ＳＮは、ダイオードＤ_ＳＮ２が導通するまで振動する。しかしながら、Ｌ_ＳＮ及びＣ_ＳＮの共振期間の半分よりも前にＬ_ＳＮが完全に放電される場合、第２段階は終了することがある。

【数1】

式中、ω_ＳＮはインダクターＬ_ＳＮ及びコンデンサーＣ_ＳＮの角周波数であり、Ｉ_ＬＳＮはＬ_ＳＮの電流である。

【数2】

【0129】

このとき、スイッチＳ_２の両端の電圧はＶ_Ｓ２＝Ｖ_ＣＳＮである。

【0130】

【数3】

となると、第３段階が開始する。

【0131】

図３ｃは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第３段階中の等価電気回路を表す。

【0132】

電流源Ｉ_Ｌ１はインダクターＬ_１によって提供された電流であり、電圧源Ｖ_Ｃ２はコンデンサーＣ_２の電圧であり、電圧源Ｖ_ｏｕｔは３レベルブーストコンバーターの出力における電圧である。ダイオードＤ_ＳＮ２は導通する。

【0133】

【数4】

の場合、第３段階が開始する。

【0134】

インダクターＬ_ＳＮは、電圧−Ｖ_Ｃ２が適用されると脱磁する。

【数5】

【0135】

このとき、スイッチＳ_２の両端の電圧はＶ_Ｓ２＝Ｖ_ｏｕｔである。

【0136】

このとき、第３段階が終了すると、ダイオードＤ_ＳＮ１は逆バイアスされ、Ｖ_Ｓ２＝Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２となる。

【0137】

図４は、３レベルブーストコンバーターのスイッチが導通状態から非導通状態に移るときの第１段階、第２段階及び第３段階中の電流変動及び電圧変動を表す。

【0138】

図４の（ａ）は、図３ａ〜図３ｃに開示される３つの段階中の、４０で表される電流Ｉ_ＬＳＮ及び４１で表される電流Ｉ_ＣＳＮの展開を表す。

【0139】

図４の（ｂ）は、図３ａ〜図３ｃに開示される３つの段階中の、４５で表される電圧Ｖ_ＣＳＮ及び４６で表される電圧Ｖ_Ｓ２の展開を表す。

【0140】

図４において４２で表される第１段階の前に、電流Ｉ_ＣＳＮはゼロ値に等しい。スイッチＳ_２がオフにされると、電流Ｉ_ＣＳＮはＩ_ＬＳＮに等しくなる。コンデンサーＣ_ＳＮは充電され、Ｓ_２における電圧Ｖ_Ｓ２は電圧Ｖ_ＣＳＮとともに大きくなる。ｔ＝Ｃ_ＳＮ＊（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_ｏｕｔ）／Ｉ_Ｌ１となったとき、第１段階は終了する。

【0141】

図４において４３で表される第２段階中、ダイオードＤ_２は導通しているがダイオードＤ_ＳＮ２は依然として逆ブロックされている。インダクターＬ_ＳＮ及びコンデンサーＣ_ＳＮは、ダイオードＤ_ＳＮ２が導通するまで振動する。電流Ｉ_ＣＳＮ及びＩ_ＬＳＮは減少する。

【0142】

電圧Ｖ_ＣＳＮとしての電圧Ｖ_Ｓ２はＶ_ｏｕｔの電圧値に達する。

【0143】

【数6】

になると、図４の４４で示す第３段階が開始する。電流Ｉ_ＬＳＮはコンデンサーＣ_２に流れ始め、電圧Ｖ_Ｓ２はＶ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２に等しくなり、電圧Ｖ_Ｃ２はＶ_ｏｕｔに等しくなる。

【0144】

ここで、コンデンサーＣ_２の値は、少なくともコンデンサーＣ_ＳＮの値の１００倍に等しいことに留意しなくてはならない。コンデンサーＣ_２は充電されているにもかかわらず、コンデンサーＣ_２の電圧値は、スイッチＳ_１のデューティサイクルを変更することによって一定に保たれる。

【0145】

スイッチＳ_１及びＳ_２は同じタイプでない場合があることに留意しなくてはならない。例えば、スイッチＳ_１は最大でＶ_Ｃ２まで動作することができ、スイッチＳ_２は最大でＶ_ｏｕｔまで動作することができる。スイッチＳ_１のスイッチング時間はスイッチＳ_２のスイッチング時間よりもはるかに短い場合がある。

【0146】

例えば、スイッチＳ_１及びスイッチＳ_２は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴとすることができる。

【0147】

図５ａは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第４段階中の等価電気回路を表す。

【0148】

電流源Ｉ_Ｌ１はインダクターＬ_１によって提供される電流であり、電圧源Ｖ_Ｃ２はコンデンサーＣ_２の電圧であり、電圧源Ｖ_ｏｕｔはコンデンサーＣ_３の電圧である。

【0149】

スイッチＳ_２は導通状態に切り替えられ、これは誘導性ターンオン効果に対応する。

【数7】

【0150】

このとき、Ｌ_ＳＮ・Ｉ_ＬＳＮ／ｄｔ＝Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２≧０であり、次にインダクターＬ_ＳＮが磁化される。

【0151】

Ｉ_Ｌ１がダイオードＤ_２ではなくスイッチＳ_２に流れるとき、Ｄ_２は逆ブロックされ、両端の電圧は他の素子に依拠して展開する可能性がある。

【0152】

第４段階の持続期間は、Δｔａ＝Ｌ_ＳＮ・Ｉ_Ｌ１／（Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２）に等しい。

【0153】

図５ｂは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第５段階中の等価電気回路を表す。

【0154】

電流源Ｉ_Ｌ１は、インダクターＬ_１によって提供される電流であり、電圧源Ｖ_Ｃ２は、コンデンサーＣ_２の電圧である。

【0155】

第４段階が終了すると、ダイオードＤ_２はブロックされ、コンデンサーＣ_ＳＮの両端の電圧Ｖ_ＣＳＮは、電圧Ｖ_Ｃ２よりも高く、Ｖ_Ｃ２、Ｌ_ＳＮ及びＤ_ＳＮ２を通じて放電する傾向がある。第２段階に開示されるのと同じ共振が生じ、散逸エネルギー伝達は存在しない。

【0156】

以下の初期条件を考える。
Ｖ_ＣＳＮ＝Ｖ_ｏｕｔ及びＩ_ＬＳＮ＝Ｉ_Ｌ１

【数8】

【0157】

スナバーコンデンサーＣ_ＳＮは、Ｔ_ＳＮ／２の前に放電しなくてはならない。Ｔ_ＳＮはＣ_ＳＮ及びＬ_ＳＮからなる共振回路の期間であり、これはＶ_ｏｕｔ≧Ｖ_Ｃ２＊２を意味する。

【0158】

Ｖ_ＣＳＮ＝０となると、第５段階が終了し、第６段階が開始する。

【0159】

図５ｃは、３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの、３レベルブーストコンバーターのインダクター放電の第６段階中の等価電気回路を表す。

【0160】

【0161】

正電流がダイオードＤ_ＳＮ２に流れ続け、ダイオードＤ_ＳＮ１は、電圧Ｖ_ＣＳＮがゼロ値に達すると導通する。

【0162】

第６段階は、以下となる前に開始する。

【数9】

【0163】

次に、インダクターＬ_ＳＮは脱磁される。

【数10】

【0164】

図６は、３レベルブーストコンバーターのスイッチが非導通状態から導通状態に移るときの第４段階、第５段階及び第６段階中の電流変動及び電圧変動を表す。

【0165】

図６の（ａ）は、図５ａ〜図５ｃに開示される３つの段階中の、６０で表される電流Ｉ_ＬＳＮ及び６１で表される電流Ｉ_ＣＳＮの展開を表す。

【0166】

図６の（ｂ）は、図５ａ〜図５ｃに開示される３つの段階中の、６５で表される電圧Ｖ_ＣＳＮ及び６６で表される電圧Ｖ_Ｓ２の展開を表す。

【0167】

図６において６２で表される第４段階の前に、スイッチＳ_２は非導通状態から導通状態に移る。

【数11】

【0168】

このとき、Ｌ_ＳＮ・Ｉ_ＬＳＮ／ｄｔ＝Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２≧０であり、次にインダクターＬ_ＳＮが磁化される。

【0169】

Ｉ_Ｌ１がダイオードＤ_２ではなくスイッチＳ_２に流れるとき、Ｄ_２は逆ブロックされ、両端の電圧は他の素子に依拠して展開する可能性がある。

【0170】

第４段階の持続時間は、Δｔａ＝Ｌ_ＳＮ・Ｉ_Ｌ１／（Ｖ_ｏｕｔ−Ｖ_Ｃ２）に等しい。

【0171】

図６において６３で表される第４段階が終了すると、第５段階が開始する。ダイオードＤ_２はブロックされ、コンデンサーＣ_ＳＮの両端の電圧Ｖ_ＣＳＮは電圧Ｖ_Ｃ２よりも高く、Ｖ_Ｃ２、Ｌ_ＳＮ、及びＤ_ＳＮ２を通じて放電する傾向がある。第２段階において開示されるのと同じ共振が生じ、散逸エネルギー伝達は存在しない。

【0172】

以下の初期条件を考える。
Ｖ_ＣＳＮ＝Ｖ_ｏｕｔ及びＩ_ＬＳＮ＝Ｉ_Ｌ１

【数12】