特開 2022-21327 整流回路装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022021327

(43)【公開日】2022-02-02

(54)【発明の名称】整流回路装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/12 20060101AFI20220126BHJP

【ＦＩ】

H02M7/12 S

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021118437

(22)【出願日】2021-07-19

(31)【優先権主張番号】10 2020 119 105.7

(32)【優先日】2020-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】510238096

【氏名又は名称】ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

【住所又は居所原語表記】Ｐｏｒｓｃｈｅｐｌａｔｚ １， Ｄ－７０４３５ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル シュペッサー

(72)【発明者】

【氏名】ティム フィッツェンマイヤー

(72)【発明者】

【氏名】フロリアン マイヤー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン エントレス

【テーマコード（参考）】

5H006

【Ｆターム（参考）】

5H006AA07

5H006CB09

5H006CC01

5H006CC02

5H006CC08

5H006DA02

5H006DB01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】整流回路装置及びその動作方法を提供する。
【解決手段】ＡＣ電圧をＤＣ電圧に整流するための整流回路装置２０は、端子２１～２４と、回路装置３１～３６と、相互接続装置２６と、中間回路５０と、を有する。端子は、第一の端子と第二の端子とを含む。中間回路は、第一の線５１、第二の線５２及び第一の線と第二の線との間の少なくとも１つのコンデンサ６１、６２を有し、回路装置は、夫々第一の回路装置端子Ａ及び第二の回路装置端子Ｂを有し、それらの間において、切替装置及び切替装置と直列に接続されたコイルが提供される。相互接続装置は、少なくとも第一の構成及び第一の構成と異なる第二の構成を可能にするように設計される。第一の構成では、第一の端子、少なくとも１つの第一の回路装置端子に接続される。第二の構成では、第一の端子は、少なくとも１つの第二の回路装置端子に接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＣ電圧（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３；ＨＯＴ１、ＨＯＴ２）をＤＣ電圧（ＤＣ＋、ＤＣ－）に整流するための整流回路装置（２０）であって、
端子（２１、２２、２３、２４）と、回路装置（３１、３２、３３、３４、３５、３６）と、相互接続装置（２６）と、中間回路（５０）とを有し、
前記端子（２１、２２、２３、２４）は、第一の端子（２２）と第二の端子（２１）とを含み、前記中間回路（５０）は、第一の線（５１）、第二の線（５２）及び前記第一の線（５１）と前記第二の線（５２）との間の少なくとも１つのコンデンサ（６１、６２）を有し、
前記回路装置（３１、３２、３３、３４、３５、３６）は、それぞれ第一の回路装置端子（Ａ）及び第二の回路装置端子（Ｂ）を有し、それらの間において、切替装置（９２）及び前記切替装置（９２）と直列に接続されたコイル（９１）が提供され、前記回路装置（３１、３２、３３、３４、３５、３６）の前記第一の回路装置端子（Ａ）と、前記関連する第二の回路装置端子（Ｂ）との間の前記切替装置（９２）及び前記コイル（９１）の順序は、それぞれの場合に同じであり、
前記切替装置（９２）は、前記第一の線（５１）及び前記第二の線（５２）に相互接続され、及び
前記相互接続装置（２６）は、少なくとも第一の構成及び前記第一の構成と異なる第二の構成を可能にするように設計され、
前記第一の構成では、前記第一の端子（２２）は、少なくとも１つの第一の回路装置端子（Ａ）に接続され、及び前記第二の構成では、前記第一の端子（２２）は、少なくとも１つの第二の回路装置端子（Ｂ）に接続される、整流回路装置（２０）。

【請求項2】

前記第一の回路装置端子（Ａ）と前記第二の回路装置端子（Ｂ）との間の前記順序は、以下：
－ 第一の回路装置端子（Ａ）、
－ 切替装置（９２）、
－ コイル（９１）、
－ 第二の回路装置端子（Ｂ）
である、請求項１に記載の整流回路装置。

【請求項3】

前記第一の回路装置端子（Ａ）と前記第二の回路装置端子（Ｂ）との間の前記順序は、以下：
－ 第一の回路装置端子（Ａ）、
－ コイル（９１）、
－ 切替装置（９２）、
－ 第二の回路装置端子（Ｂ）
である、請求項１に記載の整流回路装置。

【請求項4】

前記相互接続装置（２６）は、
前記第一の構成において、前記第一の端子（２２）を複数の第一の回路装置端子（Ａ）に接続することと、
前記第二の構成において、前記第一の端子（２２）を複数の第二の回路装置端子（Ｂ）に接続することと
を行うように設計される、請求項１～３の何れか一項に記載の整流回路装置（２０）。

【請求項5】

前記相互接続装置（２６）は、前記第一の構成において、前記第一の端子（２２）を第二の回路装置端子（Ｂ）に接続しないように設計される、請求項１～４の何れか一項に記載の整流回路装置（２０）。

【請求項6】

前記相互接続装置（２６）は、前記第二の構成において、前記第一の端子（２２）を第一の回路装置端子（Ａ）に接続しないように設計される、請求項１～５の何れか一項に記載の整流回路装置（２０）。

【請求項7】

偶数の回路装置（３１～３６）を有し、前記相互接続装置（２６）は、前記第二の構成において、前記第一の端子（２２）を前記回路装置（３１～３６）の半分の前記第二の回路装置端子（Ｂ）に接続するように設計される、請求項１～６の何れか一項に記載の整流回路装置。

【請求項8】

前記相互接続装置（２６）は、前記第一の構成及び前記第二の構成において、前記第二の端子（２１）を少なくとも１つの第一の回路装置端子（Ａ）のみ又は少なくとも１つの第二の回路装置端子（Ｂ）のみの何れかに接続するように設計される、請求項１～７の何れか一項に記載の整流回路装置（２０）。

【請求項9】

前記回路装置（３１～３６）は、少なくとも２つの第一の回路装置（３１、３２、３３）及び少なくとも２つの第二の回路装置（３４、３５、３６）を有し、
前記第一の回路装置（３１、３２、３３）の前記第二の回路装置端子（Ｂ）は、第一の点（１３４）において相互に電気的に接続され、
前記第二の回路装置（３４、３５、３６）の前記第二の回路装置端子（Ｂ）は、第二の点（２５７）において相互に電気的に接続され、及び
前記相互接続装置（２６）は、前記第一の点（１３４）及び前記第二の点（２５７）の電気的接続又は前記電気的接続の切断の何れかを可能にするように設計される、請求項１～８の何れか一項に記載の整流回路装置。

【請求項10】

少なくとも６つの回路装置（３１～３６）を有し、前記端子（２１、２２、２３、２４）は、第三の端子（２３）及び第四の端子（２４）を含む、請求項１～９の何れか一項に記載の整流回路装置。

【請求項11】

前記相互接続装置（２６）は、前記第一の構成に対応する第三の構成を可能にするように設計され、前記第一の端子（２２）、前記第二の端子（２１）及び前記第三の端子（２３）は、それぞれ少なくとも２つの第一の回路装置端子（Ａ）に接続され、前記第四の端子（２４）は、少なくとも６つの第二の回路装置端子（Ｂ）に接続される、請求項１０に記載の整流回路装置。

【請求項12】

前記相互接続装置（２６）は、前記第二の構成に対応する第四の構成を可能にするように設計され、前記第一の端子（２２）及び前記第三の端子（２３）は、それぞれの場合に少なくとも３つの第一の回路装置端子（Ａ）に接続され、前記第二の端子（２１）及び前記第四の端子（２４）は、それぞれの場合に少なくとも３つの第二の回路装置端子（Ｂ）に接続される、請求項１０又は１１に記載の整流回路装置。

【請求項13】

前記切替装置（９２）は、ダイオード（１１１；１１２）と、前記ダイオードに並列に逆接続された半導体スイッチ（１１０Ａ；１１０Ｂ）とを有して、前記ダイオード（１１１；１１２）を介した１つの方向における電流の流れを可能にし、且つ前記半導体スイッチ（１１０Ａ；１１０Ｂ）を介した反対の第二の方向における電流の流れを可能にし、前記ダイオード（１１１；１１２）は、好ましくは、ショットキーダイオードの形態である、請求項１～１２の何れか一項に記載の整流回路装置。

【請求項14】

前記相互接続装置（２６）は、相互接続マトリクスの形態であり、前記第一の構成及び前記第二の構成に加えて、少なくとも１つのさらなる異なる構成、好ましくは少なくとも２つのさらなる異なる構成を可能にする、請求項１～１３の何れか一項に記載の整流回路装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、整流回路装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（米国特許出願公開第２０１５／００６１６０６ Ａ１号明細書）は、異なる速度を有する発電機のための整流回路と直列に接続された複数の受動整流回路を開示している。

【0003】

特許文献２（米国特許第５，９５２，８１２ Ａ号明細書）は、整流回路の入力接続と並列に接続されたインダクタ又はコイルを開示している。

【0004】

特許文献３（米国特許出願公開第２０１０／０２２０５０１ Ａ１号明細書）は、各々が関連する変圧器に電源供給する、並列に接続された２つのインバータに出力側で接続された整流回路を開示している。

【0005】

特許文献４（欧州特許出願公開第２ ５６７ ８５７ Ａ１号明細書）は、スイッチングメカニズムによる電圧変換器の全位相の相互接続を開示している。

【0006】

特許文献５（欧州特許第０ ６６０ ４９８ Ａ２号明細書）は、Ｖｉｅｎｎａ整流回路及びその動作方法を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／００６１６０６ Ａ１号明細書

【特許文献2】米国特許第５，９５２，８１２ Ａ号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１０／０２２０５０１ Ａ１号明細書

【特許文献4】欧州特許出願公開第２ ５６７ ８５７ Ａ１号明細書

【特許文献5】欧州特許第０ ６６０ ４９８ Ａ２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、新規な整流回路装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的は、特許請求項１の主題によって達成される。

【0010】

ＡＣ電圧をＤＣ電圧に整流するための整流回路装置は、端子と、回路装置と、相互接続装置と、中間回路とを有し、その端子は、第一の端子と第二の端子とを含み、その中間回路は、第一の線、第二の線及び第一の線と第二の線との間の少なくとも１つのコンデンサを有し、その回路装置は、それぞれ第一の回路装置端子及び第二の回路装置端子を有し、それらの間において、切替装置及び切替装置と直列に接続されたコイルが提供され、回路装置の第一の回路装置端子と、関連する第二の回路装置端子との間の切替装置及びコイルの順序は、それぞれの場合に同じであり、その切替装置は、第一の線及び第二の線に相互接続され、及びその相互接続装置は、少なくとも第一の構成及び第一の構成と異なる第二の構成を可能にするように設計され、その第一の構成では、第一の端子は、少なくとも１つの第一の回路装置端子に接続され、及びその第二の構成では、第一の端子は、少なくとも１つの第二の回路装置端子に接続される。したがって、相互接続装置により、端子と回路装置との間の異なる構成が可能となる。異なる構成の結果として、第一の端子は、回路装置に順方向にも逆方向にも接続できる。それにより、相互接続装置は、接続された電源ネットワークに応じて適当な回路装置端子において第一の端子を回路装置に接続することが可能となる。

【0011】

１つの好ましい実施形態によれば、第一の回路装置端子と第二の回路装置端子との間の順序は、以下：
－ 第一の回路装置端子、
－ 切替装置、
－ コイル、
－ 第二の回路装置端子
である。

【0012】

１つの好ましい実施形態によれば、第一の回路装置端子と第二の回路装置端子との間の順序は、以下：
－ 第一の回路装置端子、
－ コイル、
－ 切替装置、
－ 第二の回路装置端子
である。

【0013】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第一の構成において、第一の端子を複数の第一の回路装置端子に接続することと、第二の構成において、第一の端子を複数の第二の回路装置端子に接続することとを行うように設計される。その結果、第一の端子は、複数の回路装置に順方向又は逆方向に接続されることが可能である。

【0014】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第一の構成において、第一の端子を第二の回路装置端子に接続しないように設計される。

【0015】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第二の構成において、第一の端子を第一の回路装置端子に接続しないように設計される。

【0016】

整流回路装置が、中性線を有する電源ネットワークに接続される場合、回路装置の効率は、中性線が切替装置側又はコイル側に接続される場合と異なり得る。したがって、第一の端子を回路装置端子の１つのみに接続することが有利であり得る。

【0017】

１つの好ましい実施形態によれば、整流回路装置は、偶数の回路装置を有し、相互接続装置は、第二の構成において、第一の端子を回路装置の半分の第二の回路装置端子に接続するように設計される。整流回路装置が、中性線を有さない電源ネットワークに接続される場合、それぞれの場合に第一の端子及びまた好ましくは他の端子を回路装置の半分に接続することが有利である。

【0018】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第一の構成及び第二の構成において、第二の端子を少なくとも１つの第一の回路装置端子のみ又は少なくとも１つの第二の回路装置端子のみの何れかに接続するように設計される。この方式により、相互接続装置内のスイッチの数を減らすことが可能となり、それは、端子を構成に関係なく、少なくとも部分的に所定の回路装置端子に接続できるからである。スイッチの数を減らすと電気抵抗が低下し、したがって損失が減少する一方、効率が向上してスイッチのコストが削減される。

【0019】

１つの好ましい実施形態によれば、回路装置は、少なくとも２つの第一の回路装置及び少なくとも２つの第二の回路装置を有し、第一の回路装置のその第二の回路装置端子は、第一の点において相互に電気的に接続され、第二の回路装置のその第二の回路装置端子は、第二の点において相互に電気的に接続され、及びその相互接続装置は、第一の点及び第二の点の電気的接続又はこの電気的接続の切断の何れかを可能にするように設計される。この方式により、相互接続装置内のスイッチの数を減らすことが可能となる。

【0020】

１つの好ましい実施形態によれば、整流回路装置は、少なくとも６つの回路装置を有し、端子は、第三の端子及び第四の端子を含む。単相及び三相電源ネットワークのためのほとんどの構成は、６つの回路装置を用いて実装できる。当然のことながら、それを超える回路装置も可能である。

【0021】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第一の構成に対応する第三の構成を可能にするように設計され、第一の端子、第二の端子及び第三の端子は、それぞれ少なくとも２つの第一の回路装置端子に接続され、第四の端子は、少なくとも６つの第二の回路装置端子に接続される。この場合、第三の端子は、単独の第二の構成に対応するか、又は第三の構成と異なるさらなる構成も追加的に可能であり得る。この構成は、中性線を有する多相電源ネットワークを接続する場合に有利である。

【0022】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、第二の構成に対応する第四の構成を可能にするように設計され、第一の端子及び第三の端子は、それぞれの場合に少なくとも３つの第一の回路装置端子に接続され、第二の端子及び第四の接続は、それぞれの場合に少なくとも３つの第二の回路装置端子に接続される。この場合、第四の構成は、１つの第二の構成に対応し得るか、又は第二の構成に基づき、第四の構成と異なるさらなる構成も追加的に可能であり得る。この構成は、１８０°の位相ずれのある２つの位相を有する単相電源ネットワークを接続する場合に有利である。

【0023】

１つの好ましい実施形態によれば、切替装置は、第一の切替装置端子と第二の切替装置端子とを有し、且つ
－ 第一の切替装置端子又は第二の切替装置端子から第一の線への電流を可能にすることと、
－ 第二の線から第一の切替装置端子又は第二の切替装置端子への電流を可能にすることと、
－ 切替装置の第一の状態において、第一の切替装置端子と第二の切替装置端子との間の電流を阻止することと、
－ 切替装置の第二の状態において、第一の切替装置端子と第二の切替装置端子との間の電流を可能にすることと
を行うように設計される。

【0024】

１つの好ましい実施形態によれば、切替装置を通して流れる電流を制御するための電流コントローラがそれぞれ切替装置に割り当てられる。これにより、端子における最大電流を制限することが可能となる。

【0025】

１つの好ましい実施形態によれば、切替装置は、ダイオードと、ダイオードに並列に逆接続された半導体スイッチとを有して、ダイオードを介した１つの方向における電流の流れを可能にし、且つ半導体スイッチを介した反対の第二の方向における電流の流れを可能にする。ダイオードは、好ましくは、ショットキーダイオードの形態である。半導体スイッチにより、効率を高めることが可能となる。

【0026】

１つの好ましい実施形態によれば、相互接続装置は、相互接続マトリクスの形態であり、第一の構成及び第二の構成に加えて、少なくとも１つのさらなる異なる構成、好ましくは少なくとも２つのさらなる異なる構成を可能にする。相互接続マトリクスにより、複数のスイッチによって非常に自由に選択可能な構成が可能となり、その結果、多目的に使用可能な整流回路装置が得られる。

【0027】

本発明のさらなる詳細及び有利な改良形態は、後述され、図面に示される、本発明を限定すると決して解釈すべきではない例示的な実施形態及び特許請求の範囲の従属請求項から明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】回路装置及び相互接続装置を有する整流回路装置を示す。

【図2】図１の整流回路装置の回路装置のための、切替装置を有する第一の実施形態を示す。

【図3】図１の整流回路装置の回路装置のための、切替装置を有する第二の実施形態を示す。

【図4】図１の相互接続装置の第一の構成を示す。

【図5】図１の相互接続装置の第二の構成を示す。

【図6】図１の相互接続装置の第三の構成を示す。

【図7】図２又は図３の切替装置のための第一の実施形態を示す。

【図8】図２又は図３の切替装置のための第二の実施形態を示す。

【図9】相互接続マトリクスを有する整流回路装置のさらなる実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図面は、相互に関係付け且つ関連付けて説明される。同じ参照番号は、同じ要素を示し、これらの要素は、通常、一度のみ説明される。

【0030】

図１は、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に整流するための整流回路装置２０を示す。整流回路装置２０は、端子２１、２２、２３、２４及び２５を有し、それを介して整流回路装置を電源ネットワーク１０に接続できる。端子２１、２２、２３及び２４は、整流回路装置端子とも呼ばれ得、端子２５は、保護導体ＰＥに接続するための保護導体端子と呼ばれ得る。この例示的実施形態において、整流回路装置２０は、６つの回路装置３１、３２、３３、３４、３５及び３６を有し、各々が第一の回路装置端子Ａと第二の回路装置端子Ｂとを有する。整流回路装置２０は、ＤＣ中間回路５０を有し、これは、第一の線５１（ＤＣ＋）、第二の線５２（ＤＣ－）及び第一の線５１と第二の線５２との間の少なくとも１つのコンデンサ６１、６２を有する。第一の線５１及び第二の線５２は、それぞれ回路装置３１～３６に接続され、これは、回路装置内で指示符号ＤＣ＋及びＤＣ－により示されている。

【0031】

端子２１は、干渉抑制チョーク２１１及びスイッチ２２１を介して点１３１に接続される。端子２２は、干渉抑制チョーク２１２及びスイッチ２２２を介して点１３２に接続される。端子２３は、干渉抑制チョーク２１３及びスイッチ２２３を介して点１３３に接続される。端子２４は、干渉抑制チョーク２１４及びスイッチ２２４を介して点１３４に接続される。干渉抑制チョーク２１１、２１２、２１３及び２１４は、無線周波数干渉信号のためのフィルタとして使用される。スイッチ２２１、２２２、２２３及び２２４により、整流回路装置２０を電源ネットワーク１０から切断することが可能となる。干渉抑制チョーク及びスイッチ２２１～２２４の両方が絶対に必要というわけではない。相互接続装置は、スイッチ２５１、２５２、２５３、２５４、２５５及び２５６を有する。

【0032】

点１３１は、回路装置３１及び３２の第一の回路装置端子Ａに接続され、スイッチ２５１を介して回路装置３３の第一の回路装置端子Ａに接続される。

【0033】

点１３２は、スイッチ２５２を介して回路装置３３の第一の回路装置端子Ａに接続され、スイッチ２５３を介して点２５７に接続される。

【0034】

回路装置３３の第一の回路装置端子Ａは、スイッチ２５４を介して回路装置３４の第一の回路装置端子Ａに接続される。

【0035】

回路装置３４の第一の回路装置端子Ａは、スイッチ２５５を介して点１３３に接続される。

【0036】

点１３３は、回路装置３５及び３６の第一の回路装置端子Ａに接続される。

【0037】

点１３４は、回路装置３１、３２及び３３の第二の回路装置端子Ｂに接続される。

【0038】

点２５７は、回路装置３４、３５及び３６の第二の回路装置端子Ｂに接続される。点２５７は、追加的に、スイッチ２５６を介して点１３４に接続される。

【0039】

第一の線５１は、コンデンサ６１を介して点２６０に接続され、点２６０は、コンデンサ６２を介して線５２に接続される。コンデンサ６１、６２は、中間回路コンデンサと呼ばれることもある。点２６０は、スイッチ２６１を介して点２５７に接続される。

【0040】

図２は、回路装置３１の第一の例示的な実施形態３１Ａを示す。コイル９１及び切替装置９２は、第一の回路装置端子Ａと第二の回路装置端子Ｂとの間に直列に接続される。第一の回路装置端子Ａと第二の回路装置端子Ｂとの間の順序は、以下：
－ 第一の回路装置端子Ａ、
－ コイル９１、
－ 切替装置９２、
－ 第二の回路素内端子Ｂ
である。

【0041】

切替装置９２は、端子１０２、端子１０３、端子９６及び端子９７を有する。端子１０２は、コイル９１に接続され、端子１０３は、第二の回路装置端子Ｂに接続され、端子９６は、線５１に接続され、端子９７は、線５２に接続される。

【0042】

切替装置９２は、概略的に示されているが、スイッチ１１０を有し、それにより端子１０２、１０４、９６及び９７間の異なる相互接続が可能となる。

【0043】

制御装置９９は、整流回路装置２０の転流を行うことを目的として提供され、それにより、概略的に示されているが、例えばクロック信号９８を供給することが可能となる。

【0044】

図３は、回路装置３１のさらなる実施形態３１Ｂを示し、この中ではコイル９１及び切替装置９２の順序が入れ替えられている。順序は、したがって、以下：
－ 第一の回路装置端子Ａ、
－ 切替装置９２、
－ コイル９１、
－ 第二の回路装置端子Ｂ
である。

【0045】

回路装置３１～３６の全部が好ましくは回路装置３１Ａのように設計されるか、又は回路装置３１～３６の全部が回路装置３１Ｂのように設計される。

【0046】

図２及び図３の制御機構９９は、好ましくは、内蔵された電流コントローラを有する。その結果、回路装置３１～３６内の電流を制御でき、それにより、図１のそれぞれの端子２１、２２、２３、２４を介した電流の流れも、制御された電流の和に限定される。

【0047】

図４は、例として、欧州三相電源ネットワークの考え得る接続を示し、この中では電源ネットワーク１０の活線が位相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及び中性線Ｎを有する。位相Ｌ１は、端子２１に接続され、位相Ｌ２は、端子２２に接続され、位相Ｌ３は、端子２３に接続される。中性線Ｎは、端子２４に接続される。

【0048】

相互接続装置２６は、以下のように相互接続される：スイッチ２５２、スイッチ２５４及びスイッチ２５６は、オンにされ、スイッチ２５１、２５３、２５５は、オフにされる。

【0049】

この構成の結果、端子２１は、回路装置３１及び３３の第一の回路装置端子Ａに接続され、第二の端子２２は、回路装置３３及び３４の第一の回路装置端子Ａに接続され、端子２３は、回路装置３５及び３６の第一の回路装置端子Ａに接続され、端子２４は、全ての回路装置３１、３２、３３、３４、３５及び３６の第二の回路装置端子Ｂに接続される。

【0050】

スイッチ２６１は、相互接続装置２６の一部ではない。中間回路５０の点２６０は、オンにされたスイッチ２６１を介して端子２４、したがって中性線Ｎに接続される。その結果、点２６０における電位の変動が小さくなる。点２６０は、それにより、中性線Ｎの電位に設定され、線５１及び５２間の例えば８００Ｖであるコンデンサ６１、６２の電圧は、中性線Ｎの電位に関して＋／－４００Ｖに保持される。その結果、絶縁不良の場合に最大電圧は、中性線Ｎの電位に関して比較的低く保たれ、これは、安全性を向上させる。整流回路装置２０は、スイッチ２６１がなくても機能するであろう。

【0051】

整流中、電流は、主として端子２１～２３において位相Ｌ１、Ｌ２及びＬ３間に流れる。それに対して、例えばネットワークが不平衡状態である場合、電流は、端子２４において中性線Ｎを介して全く流れないか又はわずかにのみ流れる。最大電力が２２ｋＷの三相電源ネットワークの場合、例えば最高３２Ａの電流がそれぞれ端子２１、２２及び２３を介して流れることができる。

【0052】

図５は、例えば、位相Ｌ１及び中性線Ｎを有する欧州単相ネットワークの接続を示す。位相Ｌ１は、端子２１に接続され、中性線Ｎは、端子２４に接続される。選択された構成は、以下のとおりである：スイッチ２５１、２５４、２５５及び２５６は、オンにされ、スイッチ２５２及び２５３は、オフにされる。

【0053】

その結果、端子２１は、全ての回路装置３１～３６の第一の回路装置端子Ａに接続され、端子２４は、全ての回路装置３１～３６の全ての第二の回路装置端子Ｂに接続される。

【0054】

その結果、全ての回路装置３１～３６を整流のために使用でき、これによって個々の回路装置３１～３６上の負荷が軽減される。

【0055】

スイッチ２６１は、中性線Ｎを点２６０に接続するためにオンにされる。これは、動作点に応じて変化し得る。

【0056】

最大電力が１１ｋＷの単相電源ネットワークの場合、４８Ａの最大電流がそれぞれ端子２１を介して且つ端子２４を介して流れる。

【0057】

図６は、米国分相型の電源ネットワーク１０の接続を示し、これは、２つの活線を有する単相ネットワークであり、その第一の位相は、ＨＯＴ１と呼ばれ、その第二の位相は、ＨＯＴ２と呼ばれる。位相ＨＴ２は、位相ＨＯＴ１に関して１８０°の位相ずれを有する。したがって、これは、３相ネットワークではない。

【0058】

この場合、相互接続装置２６は、以下のように構成される：スイッチ２５１、２５３及び２５５は、オンにされ、スイッチ２５２、２５４及び２５６は、オフにされる。

【0059】

この結果、端子２１は、回路装置３１、３２及び３３の第一の回路装置端子Ａに接続され、端子２２は、回路装置３４、３５及び３６の第二の回路装置端子Ｂに接続され、端子２３は、回路装置３４、３５の第一の回路装置端子Ａに接続され、端子２４は、それぞれ回路装置３１、３２及び３３の第二の回路装置端子Ｂに接続される。

【0060】

その結果、４つの端子２１、２２、２３、２４の各々は、３つの第一の回路装置端子Ａ又は３つの第二の回路装置端子Ｂの何れかに接続される。この例示的実施形態おいて、位相ＨＯＴ１は、端子２１及び２２に接続でき、位相ＨＯＴ２は、端子２３及び２４に接続できる。この場合、位相ＨＯＴ１は、端子２１を介して第一の回路装置端子Ａに配線され、端子２２を介して第二の回路装置端子Ｂに配線されることがわかる。したがって、回路装置３１、３２及び３３は、回路装置３４、３５及び３６の反対方向に使用される。これは、回路装置の幾つかの逆の使用と呼ぶこともできる。この制御は、コイル９１の異なる位置により、例えば位相ＨＯＴ１の正の半サイクル中に、第一の線５１には回路装置の幾つかを介して電源供給でき、線５２には他の回路装置を介して電源供給できるため、新しい可能性をもたらす。これにより、ＤＣ中間回路５０内のリプル電流を大幅に減らすことが可能となる。回路装置及び端子の相互接続装置によるこのような構成により、いわゆるＷｉｓｓａｃｈ整流回路が得られる。

【0061】

実験では、図６の構成における米国分相電源ネットワークの場合のＤＣ中間回路５０内の整流回路２０の電圧リプルは、回路装置３１～３６の幾つかを逆転させない同等のＶｉｅｎｎａ整流回路の電圧リプルの約２７％であることが特定された。

【0062】

スイッチ２６１は、中性線Ｎが利用できないため、オフにされる。

【0063】

最大電力が１９．２ｋＷの、例えば米国分相型の単相３導線電源ネットワークの場合、その結果として、それぞれ端子２１及び２２で最大電流４０Ａが得られ、端子２４及び２３で最大電流４０Ａが得られる。

【0064】

これは、特に端子２１及び端子２２の代替的相互接続並びに端子２３及び端子２４の相互接続より有利である。このような相互接続の場合、端子２１及び２２での最大電流は、合計で８０Ａとなり、端子２３及び２４での最大電流も同様に合計で８０Ａとなるであろう。しかしながら、例えば抵抗の差及びスイッチの数の違いにより、個々の端子間に対称な電流分布が得られることが確実ではないであろう。したがって、例えば７０Ａの電流が端子２１を介して流れ、１０Ａ電流が端子２２を介して流れるという状況が発生する可能性がある。端子２１、２２、２３、２４は、したがって、より高い最大電流のために設計しなければならず、これは、技術的により複雑であり、より高コストであるか、又はその結果、位相の過負荷が生じるであろう。それに対して、図６の例示的実施形態によれば、電流経路の分離により、最大電流は、４０Ａより高くならないことが保証される。

【0065】

図７は、切替装置９２の実施形態を例として示す。切替装置９２は、Ｖｉｅｎｎａ整流回路の場合と同様に表示される。

【0066】

切替装置９２は、第一の切替装置端子１０２、第二の切替装置端子１１３、第一の出力９６及び第二の出力９７を有する。切替装置接続１０２、１１３は、ブリッジ整流回路端子と呼ぶこともできる。

【0067】

切替装置９２は、ブリッジ整流回路９５及び制御可能スイッチ１１０を有し、これについては、以下でさらに詳細に説明する。

【0068】

切替装置端子１０２は、ダイオード１０３を介して点１０４に接続され（順方向）、点１０４は、ダイオード１０５を介して第一の出力９６に接続される。切替装置端子１０２は、ダイオード１０６を介して点１０７に接続され（逆方向）、点１０７は、ダイオード１０８を介して第二の出力９７に接続される。制御可能スイッチ１１０は、点１０７及び１０４間に提供される。スイッチ１１０は、この例示的な実施形態ではＭＯＳＦＥＴとして設計されているが、他の電子スイッチ、例えばＩＧＢＴｓも例えば可能である。切替装置端子１１３は、ダイオード１１１を介して点１０４に接続され（順方向）、ダイオード１１２を介して点１０７に接続される（逆方向）。ダイオード１０３、１０５、１０６、１０８、１１１、１１２のカソードは、それぞれの場合に第一の線５１、すなわち第一の出力９６に向かう側に接続され、アノードは、それぞれの場合に第二の線５２、すなわち第二の出力９７に向かう側に接続される。Ｖｉｅｎｎａ整流回路の動作方法は、例えば、欧州特許第０ ６６０ ４９８ Ａ２号明細書に記載されている。

【0069】

制御可能スイッチ１１０が第一の状態Ｚ１でオフにされると、ブリッジ整流回路９５は、通常のブリッジ整流回路と同様に機能する。電流は、切替装置端子１０２、１１３からダイオード１０３、１０５、１１１を介して第一の出力９６に流れることができ、電流は、第二の出力９７からダイオード１０８、１０６、１１２を介して切替装置端子１０２、１１３に流れることができ、これは、対応するダイオードがこれらの方向に順方向バイアスされているからである。

【0070】

これに対して、制御可能スイッチ１１０が第二の状態Ｚ２でオンにされると、電流は、切替装置端子１０２からダイオード１０３、制御可能スイッチ１１０及びダイオード１１２を介して切替装置端子１１３に流れることができるか、又は反対に、電流は、切替装置端子１１３からダイオード１１１、制御可能スイッチ１１０及びダイオード１０６を介して切替装置端子１０２に流れることができる。さらに、電流は、それぞれ切替装置端子１０２及び／又は１１３から第一の出力５１に流れることもでき、且つ／又は電流は、第二の出力５２から切替装置端子１０２、１１３に流れることができる。

【0071】

電流が実際に流れるか否かは、切替装置端子１０２、１１３及び出力９６、９７における電圧状態に依存する。

【0072】

ダイオード１０３、１０４がコイル９１の側に配置されている場合、ダイオード１１１、１１２は、これらの負荷がより低いため、ダイオード１０３、１０４より弱くなるように設計され得る。

【0073】

図８は、切替装置９２のさらなる実施形態を示す。この切替装置も、同様に切替装置端子１０２、１１３、ダイオード１０３、１０５、１０６、１０８、１１１及び１１２並びにポイント１０４、１０７を有し、これらには、図７と同じ参照符号が付されている。図７のスイッチ１１０は、２つのスイッチ１１０Ａ、１１０Ｂに置き換えられている。スイッチ１１０Ａは、ダイオード１１１と並列に（逆）接続され、スイッチ１１０Ｂは、ダイオード１１２と並列に（逆）接続されている。ダイオード１１１、１１２は、それぞれの半導体スイッチ１１０Ａ、１１０Ｂの集積反転ダイオード又は並列に追加的に接続され、好ましくは低い順方向電圧を有するダイオード、例えばショットキーダイオードの形態であり得る。コイル９１は、好ましくは、それぞれブリッジ整流回路端子１０２の側に接続され、その結果、ダイオード１０３、１０６は、コイル９１の側にある。これにより、スイッチ１１０Ａ、１１０Ｂを通る電流を低減させることが可能となり、それらの整流が容易になる。加えて、この実施形態では、集積反転ダイオードを有さないスイッチ１１０Ａ、１１０Ｂ、例えば好ましいＩＧＢＴスイッチを使用することができる。しかしながら、何れの変形形態も可能である。

【0074】

オンの第二の状態Ｚ２では、スイッチ１１０Ａは、電流が点１０４から切替装置端子１１３に流れることができるようにし、オンの第二の状態Ｚ２では、スイッチ１１０Ｂは、電流が切替装置端子１１３から点１０７に流れることができるようにする。その結果、電流が点１０２及び１１３間で流れるとき、図７の実施形態と比較してダイオードを通る電流が少なくなり、これによって電力損失が減少する。

【0075】

スイッチ１１０Ａ、１１０Ｂの第一のオフ状態では、切替装置９２は、図７の切替装置９２と同様に動作する。スイッチ１１０Ａ、１１０Ｂの第二のオン状態では、切替装置９２は、電流が切替装置端子１０２からダイオード１０３とスイッチ１１０Ａを介して切替装置端子１１３に流れることができるようにし、電流が切替装置端子１１３からスイッチ１１０Ｂ及びダイオード１０６を介して切替装置端子１０２に流れることができるようにする。図７の実施形態と対照的に、この回路の電力損失は、より低く、これは、２つのダイオードが、スイッチ１１０がオンの場合に図７のように直列に接続されていないからである。

【0076】

図７の切替装置９２と異なり、図８の切替装置９２は、切替装置端子１０２、１１３に関して非対称である。切替装置端子１１３は、コイル９１に割り当てられるブリッジ整流回路端子１１３又は切替装置端子１０２として提供できる。第二と記された変形形態（回路９１側にダイオード１０３、１０６及びブリッジ整流回路端子１０２がある）は、スイッチ１１０Ａ、１１０Ｂにおける損失がより少なく、したがって効率を高めることが可能となる。

【0077】

図７及び図８の切替装置９２の特性は、以下のようにまとめることができる：切替装置９２は、
－ 切替装置端子１０２又は切替装置端子１１３から線５１への電流の流れを可能にすることと、
－ 線５２から切替装置端子１０２又は切替装置端子１１３への電流の流れを可能にすることと、
－ 第一の切替装置状態Ｚ１において、切替装置端子１０２と切替装置端子１１３との間の電流を阻止することと、
－ 第二の切替装置状態Ｚ２において、切替装置端子１０２と切替装置端子１１３との間の電流の流れを可能にすることと
を行うように設計される。

【0078】

切替装置９２は、好ましくは、ブリッジ整流回路１０３、１０６、１１１、１１２及び少なくとも１つのスイッチ１１０又は１１０Ａ、１１０Ｂを有するが、ロジックモジュールを備えるより複雑な回路も可能である。

【0079】

図９は、整流回路装置２０の変形形態を示し、相互接続装置２６が、端子２１、２２、２３、２４から、回路装置３１～３６の第一の回路素内端子Ａ及び第二の回路装置端子Ｂへの自由度の高い相互接続を有する相互接続マトリクスを有する。このような相互接続装置２６により、既に示した構成及び別の構成の各々が可能となる。示した構成は、図６の構成に対応し、その中では、相互接続マトリクスのオンにされたスイッチが点として示されている。図からわかるように、スイッチは、あらゆる考え得る組合せに必要である。それに対して、図１の相互接続装置２６には、６つのスイッチ２５１、２５２、２５３、２５４、２５５及び２５６のみが必要である。

【0080】

当然のことながら、本発明の範囲内で様々な変更形態及び改良形態が可能である。

【0081】

コンデンサは、図示されていないものの、それぞれ回路装置３１～３６に並列に接続でき、Ｘコンデンサとして、干渉抑制フィルタの一部として機能することができる。

【符号の説明】

【0082】

２０ 整流回路装置
２１、２２、２３、２４ 端子
２６ 相互接続装置
３１、３２、３３、３４、３５、３６ 回路装置
５０ 中間回路
５１ 第一の線
５２ 第二の線
６１、６２ コンデンサ
９１ コイル
９２ 切替装置
Ａ 第一の回路装置端子
Ｂ 第二の回路装置端子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、ＨＯＴ１、ＨＯＴ２ ＡＣ電圧
ＤＣ＋、ＤＣ－ ＤＣ電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】