特許 6553985 電力変換装置

(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】6553985

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20190722BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 W

   H02M7/48 E

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-163986(P2015-163986)

(22)【出願日】2015年8月21日

(65)【公開番号】特開2017-42013(P2017-42013A)

(43)【公開日】2017年2月23日

【審査請求日】2018年4月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(72)【発明者】

【氏名】上田 健吾

(72)【発明者】

【氏名】山本 知信

【審査官】 栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１２１６６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−２７０７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７８４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１３６４２８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２台の電力変換器を並列に接続した電力変換装置であって、
各電力変換器は、直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器により変換された交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、絶縁トランスと、ゲート駆動回路とを備え、
前記絶縁トランスの１次巻線は、リアクトルを介して前記逆変換器に接続され、
前記絶縁トランスの２次巻線は、リアクトルを介して前記順変換器に接続され、
前記絶縁トランスの２次巻線に接続されたリアクトルは、同極で電磁結合され、
前記逆変換器は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有する第１レグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有する第２レグとを備え、
前記順変換器は、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を有する第３レグと、第７スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有する第４レグとを備え、
前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、及び前記第６スイッチング素子をそれぞれ異なるタイミングでオンし、
前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を同時にオンした後、第１デッドタイム期間経過後に前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を同時にオンするとともに、前記第５スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子を同時にオンした後、第２デッドタイム期間経過後に前記第６スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする電力変換装置。

【請求項2】

ｎ台の電力変換器を並列に接続した電力変換装置であって、
各電力変換器は、直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器により変換された交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、絶縁トランスと、ゲート駆動回路とを備え、
前記絶縁トランスの１次巻線は、リアクトルを介して前記逆変換器に接続され、
前記絶縁トランスの２次巻線は、直列に接続された（ｎ−１）個のリアクトルを介して前記順変換器に接続され、
前記絶縁トランスの２次巻線に接続された（ｎ−１）個のリアクトルは、異なる電力変換装置間で互いに同極で電磁結合され、
前記逆変換器は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有する第１レグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有する第２レグとを備え、
前記順変換器は、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を有する第３レグと、第７スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有する第４レグとを備え、
前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、及び前記第６スイッチング素子をそれぞれ異なるタイミングでオンし、
前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を同時にオンした後、第１デッドタイム期間経過後に前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を同時にオンするとともに、前記第５スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子を同時にオンした後、第２デッドタイム期間経過後に前記第６スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換器を複数台並列に接続させて負荷に直流電力を給電する多並列の電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換装置は、電気自動車のバッテリ給電、系統連系用の電力変換器など、供給電力の小さい分野から大きい分野まで用途に応じて適用されている。

【0003】

電力変換器において大電力を負荷へ供給する場合は、従来から単一の電力変換器の出力を並列に接続する方法が採られている。しかしながら、電力変換器を並列接続した場合において、各電力変換器の出力電圧差や入出力のインピーダンスの違いによって出力に横流が発生し、電流アンバランスによる出力低下や出力リプルの増大などの問題が生じる。

【0004】

そこで、例えば特許文献１では、横流抑制用のリアクトルを備えた直流チョッパ装置を並列接続し、入力インピーダンスを等しくすることで横流を抑制する多並列直流チョッパ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−１４１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図６は、特許文献１に開示されている多並列チョッパ装置の構成を示す回路図である。図６に示すように複数台のチョッパ装置２Ａ，２Ｂ，・・・，２Ｎの出力側に直列に横流抑制用リアクトル３Ａ，３Ｂ，・・・，３Ｎを備え、接続点Ａ及びＢから各チョッパ装置への入力配線インピーダンスが等しくなるように構成し、負側の出力を接続点Ｂに一本で戻すことで、チョッパ装置の負側に還流電流が流れるループを断ち切り、複雑な制御を行うこと無く、容易な回路構成で横流抑制を行っている。

【0007】

しかし、各直流チョッパ装置に横流抑制用リアクトルを備える必要があるため、装置全体が大型化し、コストが増加するという問題があった。また、入力インピーダンスを等しくする必要があるため、装置の仕様によっては、入力インピーダンスを等しくする配線方法を実現することが困難であった。

【0008】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、簡易かつ小型な構成で横流を抑制することが可能な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】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明に係る電力変換装置は、２台の電力変換器を並列に接続した電力変換装置であって、各電力変換器は、直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器により変換された交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、絶縁トランスと、ゲート駆動回路とを備え、前記絶縁トランスの１次巻線は、リアクトルを介して前記逆変換器に接続され、前記絶縁トランスの２次巻線は、リアクトルを介して前記順変換器に接続され、前記絶縁トランスの２次巻線に接続されたリアクトルは、同極で電磁結合され、前記逆変換器は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有する第１レグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有する第２レグとを備え、前記順変換器は、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を有する第３レグと、第７スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有する第４レグとを備え、前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、及び前記第６スイッチング素子をそれぞれ異なるタイミングでオンし、前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を同時にオンした後、第１デッドタイム期間経過後に前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を同時にオンするとともに、前記第５スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子を同時にオンした後、第２デッドタイム期間経過後に前記第６スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る電力変換装置は、ｎ台の電力変換器を並列に接続した電力変換装置であって、各電力変換器は、直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器により変換された交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、絶縁トランスと、ゲート駆動回路とを備え、前記絶縁トランスの１次巻線は、リアクトルを介して前記逆変換器に接続され、前記絶縁トランスの２次巻線は、直列に接続された（ｎ−１）個のリアクトルを介して前記順変換器に接続され、前記絶縁トランスの２次巻線に接続された（ｎ−１）個のリアクトルは、異なる電力変換装置間で互いに同極で電磁結合され、前記逆変換器は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有する第１レグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を有する第２レグとを備え、前記順変換器は、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を有する第３レグと、第７スイッチング素子及び第８スイッチング素子を有する第４レグとを備え、前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第５スイッチング素子、及び前記第６スイッチング素子をそれぞれ異なるタイミングでオンし、前記ゲート駆動回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を同時にオンした後、第１デッドタイム期間経過後に前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子を同時にオンするとともに、前記第５スイッチング素子及び前記第８スイッチング素子を同時にオンした後、第２デッドタイム期間経過後に前記第６スイッチング素子及び前記第７スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、複数台の電力変換器を並列に接続するシステムにおいて、簡易かつ小型な構成で横流を抑制することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す回路図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の各動作モードにおける概略波形を示す図である。

【図3-1】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置における電力変換器の各動作モードを説明する図である。

【図3-2】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置における電力変換器の各動作モードを説明する図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に適用される電磁結合リアクトルの効果の一例を説明する図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す回路図である。

【図6】従来の多並列チョッパ装置の構成例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す例では、電力変換装置１は、電力変換器１０と、電力変換器２０と、ゲート駆動回路５１及び５２と、ＰＷＭ信号制御回路６０とを備える。電力変換装置１は、２台の電力変換器１０及び２０を並列に接続させて負荷に直流電力を給電する。

【0016】

直流入力電源１００は、電力変換器１０と電力変換器２０の入力端子間に接続される。

【0017】

電力変換器１０は、絶縁型の直流電力変換器であり、逆変換器１１と、入力平滑コンデンサ１３と、リアクトル１５と、絶縁トランス１６と、リアクトル１７と、順変換器１２と、出力平滑コンデンサ１４とを備える。

【0018】

電力変換器１０の入力端子間には、入力平滑コンデンサ１３と逆変換器１１が並列に接続される。

【0019】

電力変換器１０の出力端子間には、順変換器１２と出力平滑コンデンサ１４が並列に接続される。また、電力変換器１０は電力変換器２０の出力端子と並列に接続される。

【0020】

逆変換器１１は、スイッチング素子Ｑ_１１ａ及びＱ_１１ｂが直列に接続されたものと、スイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｄが直列に接続されたものとが並列に接続されて構成され、直流電圧を交流電圧に変換する。

【0021】

入力平滑コンデンサ１３は、入力電圧を一定に維持する。

【0022】

リアクトル１５は、スイッチング素子Ｑ_１１ａ及びＱ_１１ｂが直列に接続された接続点ａ１１と、接続点ｂ１１との間に接続される。

【0023】

絶縁トランス１６は、１次側に巻線（１次巻線）ｎ１１を備え、２次側に巻線（２次巻線）ｎ１２を備える。１次巻線ｎ１１は、接続点ｂ１１と、スイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｄが直列に接続された接続点ｃ１１との間に接続され、２次巻線ｎ１２は、接続点ｂ１２と、スイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｂが直列に接続された接続点ｃ１２との間に接続される。逆変換器１１は、リアクトル１５を介して絶縁トランス１６の１次巻線ｎ１１に接続される。順変換器１２は、リアクトル１７を介して絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２に接続される。

【0024】

リアクトル１７は、接続点ｂ１２と、スイッチング素子Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｄが直列に接続された接続点ａ１２との間に接続される。また、リアクトル１７はリアクトル２７と同極（同極性）で電磁結合される。

【0025】

順変換器１２は、スイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｂが直列に接続されたものと、スイッチング素子Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｄが直列に接続されたものとが並列に接続されて構成され、交流電圧を直流電圧に変換する。

【0026】

出力平滑コンデンサ１４は、出力電圧を一定に維持する。

【0027】

電力変換器２０は、入力平滑コンデンサ２３と、逆変換器２１と、リアクトル２５と、絶縁トランス２６と、リアクトル２７と、順変換器２２と、出力平滑コンデンサ２４とを備える。電力変換器２０の構成と接続については、電力変換器１０と同様であるため、説明を省略する。なお、電力変換器１０と区別するために構成要素の符号を変更している。

【0028】

ＰＷＭ信号制御回路６０は、ＰＷＭ信号を生成し、共通のＰＷＭ信号をゲート駆動回路５１及び５２に分配する。

【0029】

ゲート駆動回路５１は、ＰＷＭ信号制御回路６０から入力されるＰＷＭ信号を用いて、電力変換器１０のスイッチング素子Ｑ_１１ａ，Ｑ_１１ｂ，Ｑ_１１ｃ，Ｑ_１１ｄ，Ｑ_１２ａ，Ｑ_１２ｂ，Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｄを駆動し、オンオフ制御を行う。ゲート駆動回路５２は、ＰＷＭ信号制御回路６０から入力されるＰＷＭ信号を用いて、電力変換器２０のスイッチング素子Ｑ_２１ａ，Ｑ_２１ｂ，Ｑ_２１ｃ，Ｑ_２１ｄ，Ｑ_２２ａ，Ｑ_２２ｂ，Ｑ_２２ｃ及びＱ_２２ｄを駆動し、オンオフ制御を行う。なお、ゲート駆動回路５１及び５２は同様の構成である。

【0030】

以上の通り構成された電力変換装置１の動作について説明する。

【0031】

図２は、電力変換装置１の各動作モードにおける概略波形を示す図である。スイッチング素子Ｑ_１１ａ，Ｑ_１１ｂ，Ｑ_１１ｃ，Ｑ_１１ｄ，Ｑ_１２ａ，Ｑ_１２ｂ，Ｑ_１２ｃ，Ｑ_１２ｄ，Ｑ_２１ａ，Ｑ_２１ｂ，Ｑ_２１ｃ，Ｑ_２１ｄ，Ｑ_２２ａ，Ｑ_２２ｂ，Ｑ_２２ｃ及びＱ_２２ｄは、図２に示すように、デッドタイム期間を有しながらスイッチング素子のオンとオフの動作が行われる。

【0032】

スイッチング素子のオンとオフの動作は、ＰＷＭ信号制御回路６０により生成されるデューティ５０％で固定されたＰＷＭ信号に基づいてスイッチング制御される。

【0033】

電力変換器１０の各モードの動作について、図３を参照して説明する。

【0034】

＜図３（ｂ） モードａ−２（電力伝送期間）＞
１次側のスイッチング素子Ｑ_１１ａ及びＱ_１１ｄがオンしている状態で、２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｄがオンすると、電流Ｉ_Ｌ２が急激に上昇する。このため、リアクトル１７、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、スイッチング素子Ｑ_１２ａに逆並列接続されたダイオードＤ_５、スイッチング素子Ｑ_１２ｄに逆並列接続されたダイオードＤ_８の経路で流れていた電流Ｉ_Ｌ２の向きが切り替わり、スイッチング素子Ｑ_１２ａ、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、リアクトル１７、スイッチング素子Ｑ_１２ｄの経路で電流Ｉ_Ｌ２が流れる。これにより、図２のモードａ−２に示すように電流が負から正へ上昇し電力が伝送される。

【0035】

＜図３（ｃ） モードｂ−１（２次側のデッドタイム期間）＞
つぎに、２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｄがオフすると、デッドタイム期間中にリアクトル１７に蓄えられたエネルギーによって、スイッチング素子Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｂに逆並列接続されたダイオードＤ_６及びＤ_７を経路にして電流Ｉ_Ｌ２が流れる。このデッドタイム期間中は電力の伝送は行われない。

【0036】

＜図３（ｄ） モードｂ−２（電力伝送停止期間）＞
２次側のデッドタイム期間が終了すると、２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｂがオンし、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、リアクトル１７、スイッチング素子Ｑ_１２ｃに逆並列接続されたダイオードＤ_７、スイッチング素子Ｑ_１２ｂに逆並列接続されたダイオードＤ_６の経路で電流が流れる。この時、１次側はスイッチング素子Ｑ_１１ａ、リアクトル１５、絶縁トランス１６の１次巻線ｎ１１、スイッチング素子Ｑ_１１ｄの経路で電流が流れているため、図２のモードｂ−２に示すように、絶縁トランス１６の１次巻線ｎ１１と２次巻線ｎ１２には同じ方向に電圧が発生し、１次側と２次側の電力伝送が停止する。

【0037】

＜図３（ｅ） モードｃ−１（１次側デッドタイム期間）＞
つぎに、１次側のスイッチング素子Ｑ_１１ａ及びＱ_１１ｄがオフすると、デッドタイム期間中にリアクトル１５に蓄えられたエネルギーによって、スイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｂに逆並列接続されたダイオードＤ_２及びＤ_３を経路にして電流Ｉ_Ｌ１が流れる。このデッドタイム期間中は電力の伝送は行われない。

【0038】

＜図３（ｆ） モードｃ−２（電力伝送期間）＞
１次側のデッドタイム期間が終了すると、１次側のスイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｂがオンする。２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ｂ及びＱ_１２Ｃがオンしている状態で、１次側のスイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｂがオンすると、電流Ｉ_Ｌ２が急激に減少するため、リアクトル１７、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、スイッチング素子Ｑ_１２ｃに逆並列接続されたダイオードＤ_７、スイッチング素子Ｑ_１２ｂに逆並列接続されたダイオードＤ_６の経路で流れていた電流Ｉ_Ｌ２の向きが切り替わり、スイッチング素子Ｑ_１２ｃ、リアクトル１７、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、スイッチング素子Ｑ_１２ｂの経路で電流Ｉ_Ｌ２が流れるため、図２のモードｃ−２に示すように電流が正から負へ下降し電力が伝送される

【0039】

＜図３（ｇ） モードｄ−１（２次側デッドタイム期間）＞
つぎに、２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ｃ及びＱ_１２ｂがオフすると、デッドタイム期間中にリアクトル１７に蓄えられたエネルギーによって、スイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｄに逆並列接続されたダイオードＤ_５及びＤ_８を経路にして電流Ｉ_Ｌ２が流れる。このデッドタイム期間中は電力の伝送は行われない。

【0040】

＜図３（ｈ） モードｄ−２（電力伝送停止期間）＞
２次側のデッドタイム期間が終了すると、２次側のスイッチング素子Ｑ_１２ａ及びＱ_１２ｄがオンし、絶縁トランス１６の２次巻線ｎ１２、スイッチング素子Ｑ_１２ａに逆並列接続されたダイオードＤ_５、スイッチング素子Ｑ_１２ｄに逆並列接続されたダイオードＤ_８、リアクトル１７の経路で電流がＩ_Ｌ２流れる。この時、１次側はスイッチング素子Ｑ_１１ｃ、絶縁トランス１６の１次巻線ｎ１１、リアクトル１５、スイッチング素子Ｑ_１１ｂの経路で電流Ｉ_Ｌ１が流れているため、図２のモードｄ−２に示すように、絶縁トランス１６の１次巻線ｎ１１と２次巻線ｎ１２には同じ方向に電圧が発生し、１次側と２次側の電力伝送が停止する。

【0041】

＜図３（ａ） モードａ−１（１次側デッドタイム期間）＞
つぎに、１次側のスイッチング素子Ｑ_１１ｃ及びＱ_１１ｂがオフすると、デッドタイム期間中にリアクトル１５に蓄えられたエネルギーによって、スイッチング素子Ｑ_１１ａ及びＱ_１１ｄに逆並列接続されたダイオードＤ_１及びＤ_４を経路にして電流Ｉ_Ｌ１が流れる。このデッドタイム期間中は電力の伝送は行われない。デッドタイム期間が終了すると、モードａ−２に切り替わる。

【0042】

このスイッチング動作が繰り返され、電力が伝送される。このスイッチング動作の制御は、位相シフト制御となっており、図２に示すように１次側と２次側の電圧の位相差δを調整することにより、絶縁トランス１６の１次側から２次側への送電電力量を調整する。すなわち、逆変換器１１の出力電圧Ｖ_Ｌ１と順変換器１２の入力電圧Ｖ_Ｌ２の位相を制御することで電力伝送が行われる。

【0043】

電力変換器２０の動作は、ゲート駆動回路５１及び５２が同様の構成となっており、スイッチング素子のオンとオフの動作は、ＰＷＭ信号から分配される同一の信号で行われることから、電力変換器１０の動作と同様となるため、説明を省略する。

【0044】

電力変換装置１の出力は、電力変換器１０と電力変換器２０の合成出力となる。

【0045】

上述したように、電力変換器１０と電力変換器２０は同様の回路構成、同様のＰＷＭ信号でスイッチング動作が行われるが、一般に、電力変換器１０と電力変換器２０のスイッチング素子のスイッチング特性は異なる。

【0046】

このため、スイッチング特性のバラつきによるスイッチング素子のターンオン時間、ターンオフ時間、ゲートの蓄積時間などの差で、電力変換器１０と電力変換器２０のスイッチング素子のオンとオフのタイミングがずれてしまい、電力変換器１０と電力変換器２０の出力電圧に差が生じ、横流が流れる。

【0047】

しかし、本発明では、複数の電力変換器のリアクトル１７及び２７は、同極で電磁結合されているため、横流を抑制することができる。

【0048】

例えば、図４に示すように、リアクトル１７に流れる電流Ｉ_Ｌ１２がリアクトル２７に流れる電流Ｉ_Ｌ２２より大きかった場合、リアクトル１７とリアクトル２７のインダクタンス値をＬとすると、リアクトル１７で発生する電圧Ｖ_Ｌ１２とリアクトル２７で発生する電圧Ｖ_Ｌ２２は、式（１）と式（２）で与えられる。

【0049】

【数1】

【0050】

式（１）よりリアクトル１７で発生する電圧Ｖ_Ｌ１２はＶ_Ｌ１２＞０となり、電圧降下として働く。一方、式（２）よりリアクトル２７で発生する電圧Ｖ_Ｌ２２はＶ_Ｌ２２＜０となり、電圧上昇として働く。このため、各電力変換器１０及び２０の２次側に流れる電流がバランスされることとなり、横流を抑制することができる。

【0051】

（第２の実施形態）
つぎに、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置について説明する。第１の実施形態に係る電力変換装置１は２台の電力変換器１０及び２０を並列接続しているが、第２の実施形態に係る電力変換装置は３台以上の電力変換器を並列接続する。

【0052】

図５は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。図５に示す電力変換装置２は、３台の電力変換器１０，２０及び３０を並列接続する。電力変換器１０はリアクトル１７及び１８を備え、電力変換器２０はリアクトル２７及び２８を備え、電力変換器３０はリアクトル３７及び３８を備える。そして、横流を抑制するために、リアクトル１７及び２７と、リアクトル２８及び３７と、リアクトル１８及び３８とがそれぞれ同極で電磁結合する。その他の構成、及び各電力変換器１０，２０及び３０の動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0053】

同様にして、電力変換器を４台以上並列に接続させることも可能である。すなわち、並列接続される電力変換器の台数がｎ台の場合には、各電力変換器の絶縁トランスの２次巻線は、直列に接続された（ｎ−１）個のリアクトルを介して順変換器に接続される。そして、（ｎ−１）個のリアクトルは、異なる電力変換装置間で互いに同極で電磁結合される。これにより、電力変換器の台数に関わらず、横流を抑制することができるようになる。

【0054】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0055】

１，２ 電力変換装置
１０，２０，３０ 電力変換器
１１，２１ 逆変換器
１２，２２ 順変換器
１３，２３ 入力平滑コンデンサ
１４，２４ 出力平滑コンデンサ
１５，２５ リアクトル
１６，２６ 絶縁トランス
１７，２７ 電磁結合されたリアクトル
５１，５２ ゲート駆動回路
６０ ＰＷＭ信号制御回路
１００ 直流入力電源

【図1】

【図2】

【図3-1】

【図3-2】

【図4】

【図5】

【図6】