(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】
(24)【登録日】2023-10-24
(45)【発行日】2023-11-01
(54)【発明の名称】負荷時タップ切換器
(51)【国際特許分類】
H02M 5/12 20060101AFI20231025BHJP
H01F 29/04 20060101ALI20231025BHJP
【ＦＩ】
H02M5/12 C
H01F29/04 502C
H01F29/04 501D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020101851
(22)【出願日】2020-06-11
(65)【公開番号】P2021197794
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2023-04-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】前田 博宣
【審査官】麻生 哲朗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１１７０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０６４２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－２０５６１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ５／１２
Ｈ０１Ｆ ２９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タップ付変圧器の巻線が有する複数のタップを切り換えるための複数の切換スイッチと、該複数の切換スイッチをオンに駆動して導通させる駆動部とを備える負荷時タップ切換器であって、各切換スイッチは、一端が前記複数のタップの何れか１つに接続され、且つ双方向に導通する複数の半導体スイッチが並列に接続されており、
一部の切換スイッチ及び該一部を除く他の切換スイッチは、それぞれ他端同士が接続されており、
前記一部の切換スイッチの他端同士又は前記他の切換スイッチの他端同士に対して流れる電流を検出する電流検出部を備え、
前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチを、前記電流検出部の検出結果に基づいて巡回的に且つ排他的にオンに駆動する
負荷時タップ切換器。
【請求項2】
前記半導体スイッチは、逆並列に接続されたサイリスタ、トライアック、逆直列若しくは逆並列的に接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）又は逆直列若しくは逆並列的に接続されたＦＥＴ（Field Effect Transistor ）を含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチに対し、前記電流検出部が検出したゼロクロス点に同期してトリガ信号又はゲート信号を順次オン／オフする
請求項１に記載に負荷時タップ切換器。
【請求項3】
前記半導体スイッチは前記サイリスタを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各サイリスタに対し、前記電流検出部が検出した最新の２つのゼロクロス点の間で前記トリガ信号をオンしておき、前記電流検出部が電流を検出したときに前記トリガ信号をオフする
請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項4】
前記半導体スイッチは前記トライアックを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各トライアックに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点にて前記トリガ信号をオンし、前記電流検出部が電流を検出したときに前記トリガ信号をオフする
請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項5】
前記半導体スイッチは前記ＩＧＢＴ又は前記ＦＥＴを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各ＩＧＢＴ又は各ＦＥＴに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点にて前記ゲート信号をオンし、前記電流検出部が該ゼロクロス点に続くゼロクロス点を検出したときに前記ゲート信号をオフする
請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項6】
前記半導体スイッチは、逆直列若しくは逆並列的に接続されたＩＧＢＴ又は逆直列若しくは逆並列的に接続されたＦＥＴを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点を起点に所定の時間間隔でゲート信号を順次オン／オフする
請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変圧器のタップを切換スイッチにより切り換える負荷時タップ切換器に関する。
【背景技術】
【0002】
いわゆる間接切換方式による電圧調整装置は、二次巻線が配電線に直列に接続される直列変圧器と、一次巻線が配電線に並列に接続され、二次巻線に複数のタップが設けられた調整変圧器と、該複数のタップを切り換えて直列変圧器の一次巻線に接続する負荷時タップ切換器とを備えている。
【0003】
負荷時タップ切換器は、直列変圧器の一次巻線に接続するタップを切り換えるための切換スイッチと、タップ切換を行う過程でタップ間に流れる矯絡電流を制限する限流抵抗器等の限流素子と、該限流素子のタップ間への接続及び切り離しを行う矯絡用スイッチとを有する。負荷時タップ切換器は、これらのスイッチを所定のシーケンスでオンオフすることにより、調整変圧器から直列変圧器の一次巻線に印加する調整電圧の大きさ及び極性を切り換える。
【0004】
切換スイッチにサイリスタ、双方向サイリスタ等の半導体素子を用いたＴＶＲ（Thyristor type Step Voltage Regulator ）等の電圧調整装置では、市販されている半導体素子の容量に制約があるため、タップ切換の容量の上限が半導体素子の容量によって自ずと制限されることとなる。
【0005】
このような半導体素子にまつわる制限に対し、特許文献１には、複数のスイッチング素子を並列に接続し、少なくとも２つのスイッチング素子を駆動するパルス信号のオン期間を重ならせた状態で、オン期間を交互に前後させるスイッチング素子駆動装置が開示されている。この装置によれば、パルス信号が重なる期間にて各スイッチング素子のオン状態が重なることによりトータルの導通損失が低減されると共に、スイッチング素子のオン／オフによるスイッチング損失が特定のスイッチング素子に集中することを低減させるとされている。
【0006】
また、特許文献２には、例えばスイッチング電源のチョッパ回路のスイッチング素子を複数並列に接続し、順次１つのスイッチング素子を選択してオン／オフさせる半導体素子の並列駆動回路が開示されている。この回路によれば、スイッチング損失及びオン状態での定常損失を各スイッチング素子に分散させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１９－１６５５４８号公報
【文献】特開２００４－２８９９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、複数のスイッチング素子が同時にオン状態となる期間が存在するため、オン時の定常損失を均等に分散させることが難しいという問題が残る。また、特許文献２に記載の技術は、本来１つのスイッチング素子を１より小さいデューティ比でオン／オフさせるパルス信号を複数のスイッチング素子に均等に分散させるものであり、適用できる用途が限定されていた。具体的に電圧調整装置の切換スイッチのように、略常時導通させる期間が存在するスイッチに対して、特許文献２に記載の技術をそのままに適用することはできなかった。
【0009】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切換スイッチに複数の半導体スイッチを用いて、スイッチング損失及び定常損失を分散させることが可能な負荷時タップ切換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、タップ付変圧器の巻線が有する複数のタップを切り換えるための複数の切換スイッチと、該複数の切換スイッチをオンに駆動して導通させる駆動部とを備える負荷時タップ切換器であって、各切換スイッチは、一端が前記複数のタップの何れか１つに接続され、且つ双方向に導通する複数の半導体スイッチが並列に接続されており、一部の切換スイッチ及び該一部を除く他の切換スイッチは、それぞれ他端同士が接続されており、前記一部の切換スイッチの他端同士又は前記他の切換スイッチの他端同士に対して流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチを、前記電流検出部の検出結果に基づいて巡回的に且つ排他的にオンに駆動する。
【0011】
本態様にあっては、タップ付変圧器の巻線にある複数のタップを切り換えるための複数の切換スイッチのそれぞれは、双方向に導通する複数の半導体スイッチを並列に接続して構成されており、一端が複数のタップの何れか１つに接続されている。一部の切換スイッチは自装置の一の出力とすべく他端同士が接続されており、他の切換スイッチは自装置の他の出力とすべく他端同士が接続されている。一部の切換スイッチのうちの１つと他の切換スイッチのうちの１つとが導通した場合、一のタップが一の出力に接続され、該一のタップと同一又は異なるタップが他の出力に接続される。駆動部は、上記一部の切換スイッチ又は他の切換スイッチの他端同士に対して流れる電流、即ち先に導通している半導体スイッチに流れる電流に基づいて、後に導通させる半導体スイッチを巡回的に且つ排他的にオンに駆動する。これにより、切換スイッチを構成する各半導体スイッチが、互いの駆動信号が実質的に重ならないように順次オンに駆動されるため、導通に伴う諸々の損失が各半導体スイッチに分散される。
【0012】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記半導体スイッチは、逆並列に接続されたサイリスタ、トライアック、逆直列若しくは逆並列的に接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）又は逆直列若しくは逆並列的に接続されたＦＥＴ（Field Effect Transistor ）を含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチに対し、前記電流検出部が検出したゼロクロス点に同期してトリガ信号又はゲート信号を順次オン／オフする。
【0013】
本態様にあっては、単一方向に導通するサイリスタを逆並列に接続したサイリスタの組合せ、双方向に導通するトライアック、逆直列若しくは逆並列的に接続したＩＧＢＴの組み合わせ又は逆直列若しくは逆並列的に接続したＦＥＴの組み合わせが各半導体スイッチに含まれている。駆動部は、先に導通している半導体スイッチに流れる電流のゼロクロス点に同期して、後に導通させる半導体スイッチに対するトリガ信号又はゲート信号を順次オン／オフする。これにより、トライアック、サイリスタ、ＩＧＢＴ又はＦＥＴで構成された各半導体スイッチが、切換スイッチに流れる交流電流の周期の整数倍の時間間隔で順次オンに駆動される。
【0014】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記半導体スイッチは前記サイリスタを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各サイリスタに対し、前記電流検出部が検出した最新の２つのゼロクロス点の間で前記トリガ信号をオンしておき、前記電流検出部が電流を検出したときに前記トリガ信号をオフする。
【0015】
本態様にあっては、駆動部は、各半導体スイッチを構成するサイリスタに対するトリガ信号を、先に導通しているサイリスタに流れる電流に係る最新の２つのゼロクロス点の間でオンしておき、該２つのゼロクロス点の後に切換スイッチに電流が流れたときにオフする。これにより、各サイリスタに対してトリガ信号を印加しても導通しない半周期の間にトリガ信号を印加し、実際にそれぞれのサイリスタにアノード電流が流れたときにトリガ信号をオフする。
【0016】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記半導体スイッチは前記トライアックを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各トライアックに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点にて前記トリガ信号をオンし、前記電流検出部が電流を検出したときに前記トリガ信号をオフする。
【0017】
本態様にあっては、駆動部は、各半導体スイッチを構成するトライアックに対するトリガ信号を、先に導通しているトライアックに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、該ゼロクロス点の後に切換スイッチに電流が流れたときにオフする。これにより、各トライアックの導通期間の開始時点でトリガ信号を印加し、実際に主電極間に主電流が流れたときにトリガ信号をオフする。
【0018】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記半導体スイッチは前記ＩＧＢＴ又は前記ＦＥＴを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各ＩＧＢＴ又は各ＦＥＴに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点にて前記ゲート信号をオンし、前記電流検出部が該ゼロクロス点に続くゼロクロス点を検出したときに前記ゲート信号をオフする。
【0019】
本態様にあっては、駆動部は、各半導体スイッチを構成するＩＧＢＴ又は各ＦＥＴに対するゲート信号を、切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、後続するゼロクロス点にてオフする。これにより、各ＩＧＢＴ又は各ＦＥＴの導通期間の開始時点でゲート信号を印加し、導通期間の終了時点でゲート信号をオフする。
【0020】
本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記半導体スイッチは、逆直列若しくは逆並列的に接続されたＩＧＢＴ又は逆直列若しくは逆並列的に接続されたＦＥＴを含み、前記駆動部は、導通させる切換スイッチに含まれる各半導体スイッチに対し、前記電流検出部が検出した最新のゼロクロス点を起点に所定の時間間隔でゲート信号を順次オン／オフする。
【0021】
本態様にあっては、逆直列若しくは逆並列的に接続したＩＧＢＴの組み合わせ又は逆直列若しくは逆並列的に接続したＦＥＴの組み合わせが半導体スイッチに含まれている。駆動部は、先に導通している切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点を起点に、各半導体スイッチに対するゲート信号を順次オン／オフする。これにより、上記所定時間を適当に選択した場合は、例えば切換スイッチに流れる交流電流の周期の１／自然数の時間内で各半導体スイッチが順次オンに駆動される。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、切換スイッチに複数の半導体スイッチを用いて、スイッチング損失及び定常損失を分散させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施形態１に係る負荷時タップ切換器を含む電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】実施形態１に係る切換スイッチの構成例を示す回路図である。
【図3】タップ位置とオンにする切換スイッチとの関係を示す図表である。
【図4】実施形態１に係るサイリスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図5】変形例１に係るサイリスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図6】実施形態２に係る切換スイッチの構成例を示す回路図である。
【図7】実施形態２に係るトライアックを順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図8】実施形態３に係る切換スイッチの構成例を示す回路図である。
【図9】実施形態３に係るトランジスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図10】変形例２に係る切換スイッチの構成例を示す回路図である。
【図11】実施形態４に係る切換スイッチの構成例を示す回路図である。
【図12】実施形態４に係るトランジスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図13】実施形態５に係るトランジスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図14】実施形態６に係る負荷時タップ切換器を含む電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る負荷時タップ切換器３ａを含む電圧調整装置１００ａの構成例を示すブロック図である。サイリスタ式の電圧調整装置（ＴＶＲ＝Thyristor type step Voltage Regulator ）１００ａは、紙面左側の電源から供給される単相交流の電圧を調整し、紙面右側の負荷へ、配電線１ｕ，１ｖを介して単相交流を配電する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る負荷時タップ切換器３ａを含む電圧調整装置１００ａの構成例を示すブロック図である。サイリスタ式の電圧調整装置（ＴＶＲ＝Thyristor type step Voltage Regulator ）１００ａは、紙面左側の電源から供給される単相交流の電圧を調整し、紙面右側の負荷へ、配電線１ｕ，１ｖを介して単相交流を配電する。
【0025】
電圧調整装置１００ａは、配電線１ｕ，１ｖそれぞれに二次巻線１１２，１２２が直列に接続される直列変圧器１ａと、配電線１ｕ，１ｖに一次巻線２１が並列に接続される調整変圧器２ａ（タップ付変圧器に相当）とを備える。電圧調整装置１００ａは、更に、調整変圧器２ａの二次巻線２２及び直列変圧器１ａの一次巻線１１１，１２１の間に設けられた負荷時タップ切換器（以下、単にタップ切換器とも言う）３ａを備える。タップ切換器３ａ及び調整変圧器２ａが、負荷時タップ切換変圧器２００ａを構成する。
【0026】
直列変圧器１ａは、二次巻線１１２，１２２それぞれに一次巻線１１１，１２１が対応している。一次巻線１１１，１２１は、それぞれ二次巻線１１２，１２２に互いに逆位相の電圧が誘起するように並列に接続されている。二次巻線１１２，１２２それぞれの上記負荷側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１の端子をｕ１，ｖ１とする。また、二次巻線１１２，１２２それぞれの上記電源側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１の端子をｕ２，ｖ２とする。
【0027】
調整変圧器２ａは、一次巻線２１が配電線１ｕ，１ｖ間に接続されている。一次巻線２１に対応する二次巻線２２は、一端及び他端から引き出されたタップｔ１及びｔ３と，一端及び他端の間から引き出された中間のタップｔ２とを有する。二次巻線２２は、タップｔ１～ｔ３の何れか１つがタップ切換器３ａを介して直列変圧器１ａの一次側の端子ｕ２，ｖ１に接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ａを介して直列変圧器１ａの一次側の端子ｕ１，ｖ２に接続される。同一のタップが直列変圧器１ａの一次側の各端子に接続されるのは、後述する素通しタップの場合である。
【0028】
調整変圧器２ａの一次巻線２１に印加される電圧を計測するために、配電線１ｕ，１ｖ間には計測用変圧器ＰＴ１の一次巻線が接続されている。後述する制御部３１ａが計測用変圧器ＰＴ１から計測電圧を取得することにより、一次巻線２１に印加される電圧を検出する。計測用変圧器ＰＴ１に代えて、例えば抵抗分圧等の手段を用いて配電線１ｕ，１ｖ間の電圧を検出してもよい。
【0029】
タップ切換器３ａは、調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１～ｔ３を切り換えるための６つの切換スイッチＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣ，Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を有する。タップ切換器の構成は図１に示すものに限定されず、例えば、直列変圧器１ａに印加する電圧の極性を切り換える極性切換用タップ選択スイッチを含む構成であってもよい。
【0030】
タップ切換器３ａは、更に、上記各切換スイッチの切り換えを制御する制御部３１ａと、制御部３１ａからの駆動信号に基づいて各切換スイッチをオンに駆動する駆動部３２ａとを有する。制御部３１ａには、計測用変圧器ＰＴ１の二次巻線と、後述する計測用変圧器ＰＴ及び変流器ＣＴ（電流検出部に相当）の二次巻線とが接続されている。制御部３１ａと計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ及び変流器ＣＴとの接続、並びに駆動部３２ａと各切換スイッチとの接続は、図示を省略する。
【0031】
制御部３１ａは、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit ）を有し、予めＲＯＭ（Read Only Memory ）に記憶された制御プログラムに従って、電圧の調整を制御する。一時的に発生した情報はＲＡＭ（Random Access Memory ）に記憶される。制御部３１ａは、また、経過時間を計測するためのタイマカウンタを有する。
【0032】
二次巻線２２のタップｔ１は、保護用のヒューズ（不図示：以下同様）を介して切換スイッチＴｈＡ及びＴｈ１の一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ及びＴｈ２の一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ及びＴｈ３の一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣの他端同士は、接続線３ｕを介して直列変圧器１ａの一次側の端子ｕ１及びｖ２に接続されている。切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３の他端同士は、接続線３ｖを介して直列変圧器１ａの一次側の端子ｕ２及びｖ１に接続されている。
【0033】
接続線３ｕ及び３ｖ間には、限流抵抗器ＲＳ及び矯絡用スイッチＴｈＳの直列回路と、電磁接触器ＭＣと、計測用変圧器ＰＴの一次巻線とが接続されている。制御部３１ａが計測用変圧器ＰＴの二次巻線から計測結果を取得することにより、一次巻線１１１，１２１に印加される電圧を検出する。接続線３ｖと、切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３の他端同士との接続部位には、該他端同士に対して流れる電流を計測するための変流器ＣＴの一次巻線が結合している。変流器ＣＴの一次巻線は、接続線３ｕと、切換スイッチＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣの他端同士との接続部位に結合させてもよい。
【0034】
矯絡用スイッチＴｈＳは、二次巻線２２のタップｔ１～ｔ３を切り換える過程で、限流抵抗器ＲＳを介してタップ間を矯絡させておくために、タップ間への限流抵抗器ＲＳの接続及び切り離しを行うためのものである。電磁接触器ＭＣは、過電流が検出されて全ての切換スイッチがオフされる場合、又はタップ切換器３ａの運用が停止される場合に、直列変圧器１ａの一次側の端子ｕ１，ｕ２間及び端子ｖ１，ｖ２間を矯絡して、開放状態にしないようにするためのものである。
【0035】
次に、各切換スイッチの構成を、切換スイッチＴｈ１を例として説明する。他の切換スイッチについても同様である。図２は、実施形態１に係る切換スイッチＴｈ１の構成例を示す回路図である。切換スイッチＴｈ１は、サイリスタ対（半導体スイッチに相当）Ｔｈ１＿１，Ｔｈ１＿２，Ｔｈ１＿３，Ｔｈ１＿４，Ｔｈ１＿５を並列に接続してなる。並列に接続されるサイリスタ対の数は５つに限定されない。各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍ（ｍは１から５の整数：以下同様）は、アノードからカソードへ一方向に導通するサイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍが逆並列に接続されている。
【0036】
サイリスタＴｈ１ａ＿ｍのアノード及びサイリスタＴｈ１ｂ＿ｍのカソードは、接続線３ｖに接続されている。サイリスタＴｈ１ａ＿ｍのカソード及びサイリスタＴｈ１ｂ＿ｍのアノードは、調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１に接続されている。サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍのゲートは、駆動部３２ａに接続されている。
【0037】
サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍは、カソードに対してアノードに正の電圧が印加されている間に駆動部３２ａからトリガ信号がゲートに印加された場合、アノードに正の電圧が印加されている間だけ導通する。実際は最低動作電流より大きいアノード電流が流れている間だけ当該サイリスタが導通するが、ここでは、最低動作電流が限りなくゼロに近いものとする。各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍは、駆動部３２ａによって同時に導通することがないように駆動される。
【0038】
次に、オンにする切換スイッチの組合せについて説明する。図３は、タップ位置とオンにする切換スイッチとの関係を示す図表である。切換スイッチの組合せは７通りあり、これらの組合せをタップ１からタップ７までのタップ位置で表す。例えば、タップ位置をタップ１にした場合、切換スイッチＴｈＣ及びＴｈ１がオンする。これにより、二次巻線２２のタップｔ１が接続線３ｖに接続され、タップｔ３が接続線３ｕに接続される。この場合、タップｔ１及びｔ３間の巻数が二次巻線２２の巻数に等しくなり、タップ切換器３ａが出力する電圧の大きさが最大となる。
【0039】
タップ２からタップ３までについては、タップ間の巻数が段階的に少なくなるようなタップの組合せに応じて、２つのタップを接続線３ｕ及び３ｖに接続する切換スイッチが決まる。例えば、タップ位置をタップ３にした場合、切換スイッチＴｈＣ及びＴｈ２がオンする。これにより、二次巻線２２のタップｔ２が接続線３ｖに接続され、タップｔ３が接続線３ｕに接続される。この場合、タップｔ２及びｔ３間の巻数が０を除いて最小となり、タップ切換器３ａが出力する電圧の大きさが０を除いて最小となる。
【0040】
タップ位置をタップ４にした場合、切換スイッチＴｈＡ及びＴｈ１がオンする。これにより、二次巻線２２のタップｔ１が接続線３ｕ及び３ｖに接続される。この場合、タップ切換器３ａが出力する電圧が０となる。これが、いわゆる素通しタップである。なお、素通しタップにするための切換スイッチは、切換スイッチＴｈＡ及びＴｈ１に限定されず、切換スイッチＴｈＢ及びＴｈ２でもよいし、切換スイッチＴｈＣ及びＴｈ３でもよい。
【0041】
タップ５からタップ７までについては、タップ間の巻数が段階的に多くなるようなタップの組合せに応じて、２つのタップを接続線３ｕ及び３ｖに接続する切換スイッチが決まる。例えば、タップ位置をタップ７にした場合、切換スイッチＴｈＡ及びＴｈ３がオンする。これにより、二次巻線２２のタップｔ１が接続線３ｕに接続され、タップｔ３が接続線３ｖに接続される。この場合、タップｔ１及びｔ３間の巻数が二次巻線２２の巻数に等しくなり、タップ切換器３ａが出力する電圧の大きさが最大となる。但し、タップ１の場合と比較して、出力される電圧の位相が反転する。
【0042】
前述の通り、タップ切換によって接続線３ｕ及び３ｖに接続される２つのタップに係るタップ間の巻数は、タップ位置に応じて決まる、換言すれば、タップ位置に応じて、調整変圧器２ａの巻数比が決まる。ここで言う巻数比は、タップ切換によって接続線３ｕ及び３ｖに接続される２つのタップに係るタップ間の巻数に対する一次巻線２１の巻数の比である。そこで、図３に示すように、タップ１からタップ７までのタップ位置と、ＮＴ１からＮＴ７までの巻数比とを対応付けておく。但し、タップ位置がタップ４の場合、上記の定義による巻数比の算出は不能となるから、タップ位置と巻数比との対応付けは行わない。
【0043】
本実施形態１にあっては、図３に示すタップ位置と、オンにする切換スイッチ及び巻数比とを対応付けたテーブルが、制御部３１ａのＲＯＭに予め記憶されている。タップ位置を上げ下げする毎にこのテーブルを参照して、オンにすべき切換スイッチを示す情報と巻数比とを読み出すことにより、タップ切換の処理が容易に行える。
【0044】
次に、電源側からの交流電圧に加算又は減算される電圧について説明する。図３を用いて説明したように、タップ位置がタップ１からタップ３までの何れかである場合と、タップ位置がタップ５からタップ７までの何れかである場合とでは、タップ切換器３ａが出力する電圧の位相が互いに反転する。ここでは、タップ位置がタップ４からタップ７までの間にある場合について説明する。
【0045】
タップ位置がタップ４からタップ７までの間にある場合、接続線３ｖに対する接続線３ｕの電圧は、配電線１ｖに対する配電線１ｕの電圧と同相になる。即ち、直列変圧器１ａの一次巻線１１１の端子ｕ２に対する端子ｕ１の電圧は、配電線１ｖに対する配電線１ｕの電圧と同相になる。また、一次巻線１２１の端子ｖ２に対する端子ｖ１の電圧は、配電線１ｖに対する配電線１ｕの電圧と逆相になる。従って、接続線３ｕ及び３ｖ間の電圧が直列変圧器１ａの一次巻線１１１，１２１に印加されることにより、二次巻線１１２，１２２から配電線１ｕ，１ｖに配電される電圧が昇圧されて負荷側に配電される。
【0046】
以上のことから、タップ位置をタップ１からタップ７まで切り換えることにより、電源側からの単相交流を降圧した電圧から昇圧した電圧まで段階的に調整して負荷側に配電することができる。制御部３１ａは、計測用変圧器ＰＴ１により、配電線１ｕ，１ｖ間の電圧を検出し、検出した電圧が不感帯を逸脱した場合に、タップ位置を上げ下げすることによって、配電線１ｕ，１ｖ間電圧が基準電圧に近づくように調整する。
【0047】
次に、駆動部３２ａによる各切換スイッチの駆動について、切換スイッチＴｈ１を例として説明する。他の切換スイッチＴｈ２，Ｔｈ３，ＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣについても同様である。図４は、実施形態１に係るサイリスタ対Ｔｈ１＿ｍを順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図４に示す１２種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、サイリスタＴｈ１ａ＿１のトリガ信号、サイリスタＴｈ１ｂ＿１のトリガ信号、・・・サイリスタＴｈ１ａ＿５のトリガ信号、サイリスタＴｈ１ｂ＿５のトリガ信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。切換スイッチの電流の向きは、接続線３ｖから二次巻線２２に向かう方向を正とする。
【0048】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ，ｔ５ａ，ｔ６ａで負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂ，ｔ５ｂ，ｔ６ｂで正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻が、切換スイッチに流れる電流のゼロクロス点（以下、単にゼロクロス点と言う）に相当する。
【0049】
ゼロクロス信号は、ここでは、切換スイッチの電流が負からゼロにゼロクロスするゼロクロス点で立ち上がり、正からゼロにゼロクロスするゼロクロス点で立ち下がる信号であるが、これに限定されるものではない。ゼロクロス信号は、変流器ＣＴの二次巻線が接続された制御部３１ａに含まれるゼロクロス検出回路で生成されて駆動部３２ａに与えられる。ゼロクロス検出回路は、例えばコンパレータを用いて構成されている。前述のＣＰＵ又は不図示のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）でゼロクロス点を検出することも可能である。これらは何れも周知の技術であるため、ここでの説明を省略する。
【0050】
以下、サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍ（前述の通りｍは１から５の整数）それぞれを、切換スイッチに流れる電流の半周期ずつ順次導通させる方法について説明する。この方法により、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチであるかのように１周期毎に順次導通し、切換スイッチＴｈ１を見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。
【0051】
切換スイッチＴｈ１を導通させる場合、駆動部３２ａは、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍそれぞれを導通させる正及び負の半周期以前の最新の（即ち直前の）２つのゼロクロス点の間でトリガ信号をオンする。なお、サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍそれぞれを導通させる半周期の開始時点は、カソード電流が流れ始める直前の時点であり、これらの開始時点は、上記最新の２つのゼロクロス点のうち、最新の（直前の）ゼロクロス点に相当する。
【0052】
例えば、サイリスタＴｈ１ａ＿１は、これを導通させる時刻ｔ１ａからｔ１ｂまでの半周期以前に、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点及びその１つ前のゼロクロス点（不図示）の間でトリガ信号がオンされる。このトリガ信号は、上記１つ前のゼロクロス点に同期して直ちにオンしてもよいし、上記１つ前のゼロクロス点から一定の時間後（但し時刻ｔ１ａ以前の時刻）にオンしてもよいし、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点にてオンしてもよい。同様に、サイリスタＴｈ１ａ＿１は、時刻ｔ６ａからｔ６ｂまでの半周期以前に、時刻ｔ５ｂ及びｔ６ａに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされる（以下、５周期毎に繰り返し）。
【0053】
サイリスタＴｈ１ａ＿１に対して時刻ｔ１ａ以前にオンされたトリガ信号は、時刻ｔ１ａ及びｔ１ｂに相当するゼロクロス点の間でオフされる。このトリガ信号は、時刻ｔ１ａから一定の時間後（但し時刻ｔ１ｂ以前の時刻）にオフしてもよいが、実用上は、時刻ｔ１ａより後に変流器ＣＴによって切換スイッチの電流（この場合は、サイリスタＴｈ１ａ＿１のアノード電流）が検出されたときに、オフすることが好ましい。同様に、サイリスタＴｈ１ａ＿１に対して時刻ｔ５ｂ及びｔ６ａに相当するゼロクロス点の間でオンされたトリガ信号は、時刻ｔ６ａ及びｔ６ｂに相当するゼロクロス点の間でオフされる。
【0054】
なお、変流器ＣＴが検出する電流が比較的小さい場合、例えばタップ位置が素通しタップの場合、配電線１ｕ，１ｖの負荷側に流れる電流が比較的小さい場合、又はタップ切換中で矯絡用スイッチＴｈＳがオンしている場合は、ゼロクロス点が検出され難いことがある。ゼロクロス点が検出されないほど切換スイッチに流れる電流が小さい場合は、切換スイッチでの損失が比較的小さいため、各サイリスタの駆動は厳密に行わなくてもよい。
【0055】
例えば、タイマカウンタでゼロクロス点の検出間隔を監視し、ゼロクロス点が検出されない場合に、ゼロクロス点が検出されるべき時間間隔で図４に示すシーケンスの通り、切換スイッチに含まれるサイリスタを順次オンに駆動するようにしてもよい。また、ゼロクロス点が検出されない場合であっても、計測用変圧器ＰＴにより、タップ切換された二次巻線２２の電圧のゼロクロス点が検出される場合は、該ゼロクロス点に同期して切換スイッチに含まれるサイリスタを順次オンに駆動するようにしてもよい。
【0056】
サイリスタＴｈ１ｂ＿１については、サイリスタＴｈ１ａ＿１と比較して半周期だけ遅れて駆動される。具体的にサイリスタＴｈ１ｂ＿１は、時刻ｔ１ｂからｔ２ａまでの半周期以前に、時刻ｔ１ａ及びｔ１ｂに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ１ｂ及びｔ２ａに相当するゼロクロス点の間でオフされる。このように、サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１に対するゲート信号により、サイリスタ対Ｔｈ１＿１が、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで導通する。
【0057】
サイリスタ対Ｔｈ１＿２，・・・サイリスタ対Ｔｈ１＿５については、サイリスタ対Ｔｈ１＿１と比較して、それぞれ１周期，・・・４周期だけ遅れて駆動される。具体的にサイリスタＴｈ１ａ＿２は、時刻ｔ１ｂ及びｔ２ａに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ２ａ及びｔ２ｂに相当するゼロクロス点の間でオフされる。サイリスタＴｈ１ｂ＿２は、時刻ｔ２ａ及びｔ２ｂに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ２ｂ及びｔ３ａに相当するゼロクロス点の間でオフされる・・・。サイリスタＴｈ１ａ＿５は、時刻ｔ４ｂ及びｔ５ａに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ５ａ及びｔ５ｂに相当するゼロクロス点の間でオフされる。サイリスタＴｈ１ｂ＿５は、時刻ｔ５ａ及びｔ５ｂに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ５ｂ及びｔ６ａに相当するゼロクロス点の間でオフされる。
【0058】
まとめると、サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１，・・・サイリスタＴｈ１ａ＿５及びＴｈ１ｂ＿５に対するゲート信号により、サイリスタ対Ｔｈ１＿１，・・・サイリスタ対Ｔｈ１＿５それぞれが、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで，・・・時刻ｔ５ａから時刻ｔ６ａまで導通する（図４の最上段参照）。サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１，・・・サイリスタＴｈ１ａ＿５及びＴｈ１ｂ＿５に対するゲート信号は、相互に多少の重なりがあっても、２つ以上のサイリスタ対が同時に導通することがない。即ち、各サイリスタ対は、実質上排他的にオンに駆動される。
【0059】
なお、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍ（ｍは１から５の整数）に含まれるサイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍに対するトリガ信号は、オン期間のオアをとって同じ期間だけオンしてもよい。例えば、サイリスタ対Ｔｈ１＿２に含まれるサイリスタＴｈ１ａ＿２及びＴｈ１ｂ＿２に対し、図４に示す時刻ｔ１ｂ及びｔ２ａに相当するゼロクロス点の間でトリガ信号をオンし、時刻ｔ２ｂ及びｔ３ａに相当するゼロクロス点の間でオフするようにしてもよい。但し、トリガ信号のオフが遅れて、時刻ｔ３ａ以降もサイリスタ対Ｔｈ１＿２が導通し続けることがないように考慮する。
【0060】
以上のように本実施形態１によれば、調整変圧器２ａの二次巻線２２にあるタップｔ１，ｔ２，ｔ３を切り換えるための６つの切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれは、一端がタップｔ１，ｔ２，ｔ３の何れか１つに接続されている。例えば切換スイッチＴｈ１は、双方向に導通する５つのサイリスタ対Ｔｈ１＿１，・・・サイリスタ対Ｔｈ１＿５を並列に接続して構成されている。一部の切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は、接続線３ｖへのタップ切換器３ａの出力とすべく他端同士が接続されている。他の切換スイッチＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣは、接続線３ｕへのタップ切換器３ａの出力とすべく他端同士が接続されている。一部の切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３のうちの１つと他の切換スイッチＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣのうちの１つとが導通した場合、一のタップが接続線３ｖに接続され、素通しタップであるか否かに応じて該一のタップと同一又は異なるタップが接続線３ｕに接続される。駆動部３２ａは、上記一部の切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３の他端同士に対して流れる電流、即ち先に導通しているサイリスタ対に流れる電流に基づいて、後に導通させるサイリスタ対を巡回的に且つ実質上排他的にオンに駆動する。従って、切換スイッチを構成する各サイリスタ対が、互いのゲート信号が実質的に重ならないように順次オンに駆動されるため、導通に伴う諸々の損失を各サイリスタ対に分散させることが可能となる。
【0061】
また、実施形態１によれば、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍは、単一方向に導通するサイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍを逆並列に接続してなる。駆動部３２ａは、先に導通しているサイリスタ対に流れる電流のゼロクロス点に同期して、後に導通させるサイリスタ対に対するトリガ信号を巡回的にオン／オフする。従って、逆並列に接続されたサイリスタで構成された各サイリスタ対を、切換スイッチに流れる交流電流の周期で順次オンに駆動することができる。
【0062】
更に、実施形態１によれば、駆動部３２ａは、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍを構成するサイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍに対するトリガ信号を、先に導通しているサイリスタに流れる電流に係る最新の２つのゼロクロス点の間でオンしておき、該２つのゼロクロス点の後に切換スイッチに電流が流れたときにオフする。従って、各サイリスタに対してトリガ信号を印加しても導通しない半周期の間にトリガ信号を印加し、実際にそれぞれのサイリスタにアノード電流が流れたときにトリガ信号をオフすることができる。
【0063】
（変形例１）
実施形態１が、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍについて、切換スイッチに流れる交流電流の周期で順次オンに駆動する形態であるのに対し、変形例１は、切換スイッチに流れる電流の周期の整数倍の周期で順次オンに駆動する形態である。変形例１に係る電圧調整装置１００ａ及び切換スイッチＴｈ１の構成は、実施形態１の図１及び図２に示すものと同様であるため、これらの図示を省略する。
実施形態１が、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍについて、切換スイッチに流れる交流電流の周期で順次オンに駆動する形態であるのに対し、変形例１は、切換スイッチに流れる電流の周期の整数倍の周期で順次オンに駆動する形態である。変形例１に係る電圧調整装置１００ａ及び切換スイッチＴｈ１の構成は、実施形態１の図１及び図２に示すものと同様であるため、これらの図示を省略する。
【0064】
図５は、変形例１に係るサイリスタ対Ｔｈ１＿ｍを順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図５に示す８種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、サイリスタＴｈ１ａ＿１のトリガ信号、サイリスタＴｈ１ｂ＿１のトリガ信号、・・・サイリスタＴｈ１ａ＿３のトリガ信号、サイリスタＴｈ１ｂ＿３のトリガ信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。
【0065】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ１，ｔ１ａ２，ｔ２ａ１，ｔ２ａ２，ｔ３ａ１，ｔ３ａ２負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂ１，ｔ１ｂ２，ｔ２ｂ１，ｔ２ｂ２，ｔ３ｂ１，ｔ３ｂ２で正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻がゼロクロス点に相当する。
【0066】
以下、サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍ（図５ではｍは１から３の整数）それぞれを、切換スイッチに流れる電流の１周期ずつ順次導通させる方法について説明する。この方法により、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチであるかのように２周期毎に順次導通し、切換スイッチＴｈ１を見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。
【0067】
切換スイッチＴｈ１を導通させる場合、駆動部３２ａは、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、サイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍそれぞれを最初に導通させる正及び負の半周期以前の最新の２つのゼロクロス点の間でトリガ信号をオンする。
【0068】
例えば、サイリスタＴｈ１ａ＿１は、これを最初に導通させる時刻ｔ１ａ１からｔ１ｂ１までの半周期以前に、時刻ｔ１ａ１に相当するゼロクロス点及びその１つ前のゼロクロス点（不図示）の間でトリガ信号がオンされる（以下、１０周期毎に繰り返し）。
【0069】
サイリスタＴｈ１ａ＿１に対して時刻ｔ１ａ１以前にオンされたトリガ信号は、時刻ｔ１ａ２及びｔ１ｂ２に相当するゼロクロス点の間でオフされる。このトリガ信号は、時刻ｔ１ａ２から一定の時間後（但し時刻ｔ１ｂ２以前の時刻）にオフしてもよいが、実用上は、時刻ｔ１ａ２より後に変流器ＣＴによって切換スイッチの電流（この場合は、サイリスタＴｈ１ａ＿１のアノード電流）が検出されたときに、オフすることが好ましい。
【0070】
サイリスタＴｈ１ｂ＿１については、サイリスタＴｈ１ａ＿１と比較して半周期だけ遅れて駆動される。具体的にサイリスタＴｈ１ｂ＿１は、時刻ｔ１ｂ１からｔ２ａ２までの半周期以前に、時刻ｔ１ａ１及びｔ１ｂ１に相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ１ｂ２及びｔ２ａ１に相当するゼロクロス点の間でオフされる。このように、サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１に対するゲート信号により、サイリスタ対Ｔｈ１＿１が、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａ１から時刻ｔ２ａ１まで導通する。
【0071】
サイリスタ対Ｔｈ１＿２，Ｔｈ１＿３については、サイリスタ対Ｔｈ１＿１と比較して、それぞれ２周期，４周期だけ遅れて駆動される。具体的にサイリスタＴｈ１ａ＿２は、時刻ｔ１ｂ２及びｔ２ａ１に相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ２ａ２及びｔ２ｂ２に相当するゼロクロス点の間でオフされる。サイリスタＴｈ１ｂ＿２は、時刻ｔ２ａ１及びｔ２ｂ１に相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ２ｂ２及びｔ３ａ１に相当するゼロクロス点の間でオフされる。サイリスタＴｈ１ａ＿３は、時刻ｔ２ｂ２及びｔ３ａ１に相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ３ａ２及びｔ３ｂ２に相当するゼロクロス点の間でオフされる。サイリスタＴｈ１ｂ＿３は、時刻ｔ３ａ１及びｔ３ｂ１に相当するゼロクロス点の間でトリガ信号がオンされ、時刻ｔ３ｂ２及び後続するゼロクロス点の間でオフされる。
【0072】
まとめると、サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１，・・・サイリスタＴｈ３ａ＿１及びＴｈ３ｂ＿１に対するゲート信号により、サイリスタ対Ｔｈ１＿１，・・・サイリスタ対Ｔｈ１＿３それぞれが、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａ１から時刻ｔ２ａ１まで，・・・時刻ｔ３ａ１から時刻ｔ３ｂ２に後続するゼロクロス点まで導通する（図５の最上段参照）。サイリスタＴｈ１ａ＿１及びＴｈ１ｂ＿１，・・・サイリスタＴｈ３ａ＿１及びＴｈ３ｂ＿１に対するゲート信号は、相互に重なりがあっても、２つ以上のサイリスタ対が同時に導通することがない。即ち、各サイリスタ対は、実質上排他的にオンに駆動される。
【0073】
なお、変形例１にあっては、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍを、双方向に導通する１つの半導体スイッチであるかのように２周期毎に順次導通させたが、３周期毎，４周期毎，・・・に順次導通させるようにしてもよい。また、実施形態１の場合と同様に、各サイリスタ対Ｔｈ１＿ｍ（ｍは１から５の整数）に含まれるサイリスタＴｈ１ａ＿ｍ及びＴｈ１ｂ＿ｍに対するトリガ信号は、オン期間のオアをとって同じ期間だけオンしてもよい。
【0074】
以上のように本変形例１によれば、駆動部３２ａは、先に導通しているサイリスタ対に流れる電流のゼロクロス点に同期して、後に導通させるサイリスタ対に対するトリガ信号を順次オン／オフする。従って、逆並列に接続されたサイリスタで構成された各サイリスタ対を、切換スイッチに流れる交流電流の周期の整数倍の周期で順次オンに駆動することができる。
【0075】
（実施形態２）
実施形態１が、半導体スイッチに２つのサイリスタを用いる形態であるのに対し、実施形態２は、半導体スイッチにトライアックを用いる形態である。実施形態２に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＴｈＸｔに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図６は、実施形態２に係る切換スイッチＴｈ１ｔの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
実施形態１が、半導体スイッチに２つのサイリスタを用いる形態であるのに対し、実施形態２は、半導体スイッチにトライアックを用いる形態である。実施形態２に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＴｈＸｔに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図６は、実施形態２に係る切換スイッチＴｈ１ｔの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
【0076】
切換スイッチＴｈ１ｔは、トライアック（半導体スイッチに相当）Ｔｈ１ｔ＿１，Ｔｈ１ｔ＿２，Ｔｈ１ｔ＿３，Ｔｈ１ｔ＿４，Ｔｈ１ｔ＿５を並列に接続してなる。並列に接続されるトライアックの数は５つに限定されない。トライアックＴｈ１ｔ＿ｍ（ｍは１から５の整数）の一方の主電極は接続線３ｖに接続され、他方の主電極は調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１に接続されている。トライアックＴｈ１ｔ＿ｍのゲートは、駆動部３２ａに接続されている。
【0077】
トライアックＴｈ１ｔ＿ｍは、駆動部３２ａからトリガ信号がゲートに印加された場合に導通する。実際は最低動作電流より大きい主電流が流れている間だけ当該トライアックが導通するが、ここでは、最低動作電流が限りなくゼロに近いものとする。各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍは、駆動部３２ａによって同時に導通することがないように駆動される。
【0078】
次に、駆動部３２ａによる各切換スイッチの駆動について、切換スイッチＴｈ１ｔを例として説明する。図７は、実施形態２に係るトライアックＴｈ１ｔ＿ｍを順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図７に示す７種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、トライアックＴｈ１ｔ＿１のトリガ信号、・・・トライアックＴｈ１ｔ＿５のトリガ信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。
【0079】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ，ｔ５ａ，ｔ６ａで負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂ，ｔ５ｂ，ｔ６ｂで正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻が、切換スイッチに流れる電流のゼロクロス点に相当する。
【0080】
以下、トライアックＴｈ１ｔ＿ｍ（ｍは１から５の整数）それぞれを、切換スイッチに流れる電流の１周期ずつ順次導通させる方法について説明する。この方法により、各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期毎に順次導通し、切換スイッチＴｈ１ｔを見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。
【0081】
切換スイッチＴｈ１ｔを導通させる場合、駆動部３２ａは、各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、トライアックＴｈ１ｔ＿ｍに対し、最新のゼロクロス点にてトリガ信号をオンする。例えば、トライアックＴｈ１ｔ＿１は、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点でトリガ信号がオンされ、更に時刻ｔ１ｂに相当するゼロクロス点でトリガ信号がオンされる（以下、５周期毎に繰り返し）。
【0082】
トライアックＴｈ１ｔ＿１に対して時刻ｔ１ａにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ１ａ及びｔ１ｂに相当するゼロクロス点の間でオフされる。このトリガ信号は、時刻ｔ１ａから一定の時間後（但し時刻ｔ１ｂ以前の時刻）にオフしてもよいが、実用上は、時刻ｔ１ａより後に変流器ＣＴによって切換スイッチの電流（この場合は、トライアックＴｈ１ｔ＿１の主電流）が検出されたときに、オフすることが好ましい。同様に、時刻ｔ１ｂにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ１ｂ及びｔ２ａに相当するゼロクロス点の間でオフされる。このように、トライアックＴｈ１ｔ＿１に対するゲート信号により、トライアックＴｈ１ｔ＿１が、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで導通する。
【0083】
トライアックＴｈ１ｔ＿２，・・・トライアックＴｈ１ｔ＿５については、トライアックＴｈ１ｔ＿１と比較して、それぞれ１周期，・・・４周期だけ遅れて駆動される。具体的にトライアックＴｈ１ｔ＿２は、時刻ｔ２ａ及びｔ２ｂに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、後続するゼロクロス点より前にオフされる。トライアックＴｈ１ｔ＿３は、時刻ｔ３ａ及びｔ３ｂに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、後続するゼロクロス点より前にオフされる。トライアックＴｈ１ｔ＿４は、時刻ｔ４ａ及びｔ４ｂに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、後続するゼロクロス点より前にオフされる。トライアックＴｈ１ｔ＿５は、時刻ｔ５ａ及びｔ５ｂに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、後続するゼロクロス点より前にオフされる。
【0084】
まとめると、トライアックＴｈ１ｔ＿１，・・・トライアックＴｈ１ｔ＿５に対するゲート信号により、トライアックＴｈ１ｔ＿１，・・・トライアックＴｈ１ｔ＿５それぞれが、極く短時間を除いて時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで，・・・時刻ｔ５ａから時刻ｔ６ａまで導通する（図７の最上段参照）。トライアックＴｈ１ｔ＿１，・・・トライアックＴｈ１ｔ＿５に対するゲート信号は、相互に重なりがないように印加される。即ち、各トライアックは、排他的にオンに駆動される。
【0085】
なお、各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍ（ｍは１から５の整数）に対するトリガ信号は、２つのオン期間を連結させてもよい。例えば、トライアックＴｈ１ｔ＿１に対し、図７に示す時刻ｔ１ａにてトリガ信号をオンし、時刻ｔ１ｂ及びｔ２ａに相当するゼロクロス点の間でオフするようにしてもよい。但し、トリガ信号のオフが遅れて、時刻ｔ２ａ以降もトライアックＴｈ１ｔ＿１が導通し続けることがないように考慮する。
【0086】
以上のように本実施形態２によれば、駆動部３２ａは、各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍに対するトリガ信号を、先に導通しているトライアックに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、該ゼロクロス点の後に切換スイッチに電流が流れたときにオフする。従って、各トライアックの導通期間の開始時点でトリガ信号を印加し、実際に主電極間に主電流が流れたときにトリガ信号をオフすることができる。
【0087】
なお、実施形態２にあっては、各トライアックＴｈ１ｔ＿ｍを、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期毎に順次導通させたが、２周期毎，３周期毎，・・・に順次導通させるようにしてもよい。
【0088】
（実施形態３）
実施形態２が、半導体スイッチにトライアックを用いる形態であるのに対し、実施形態３は、半導体スイッチに２つのＩＧＢＴを用いる形態である。実施形態３に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＩｇＸｓに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図８は、実施形態３に係る切換スイッチＩｇ１ｓの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
実施形態２が、半導体スイッチにトライアックを用いる形態であるのに対し、実施形態３は、半導体スイッチに２つのＩＧＢＴを用いる形態である。実施形態３に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＩｇＸｓに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図８は、実施形態３に係る切換スイッチＩｇ１ｓの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
【0089】
切換スイッチＩｇ１ｓは、ＩＧＢＴの対を含むトランジスタ対（半導体スイッチに相当）Ｉｇ１ｓ＿１，Ｉｇ１ｓ＿２，Ｉｇ１ｓ＿３，Ｉｇ１ｓ＿４，Ｉｇ１ｓ＿５を並列に接続してなる。並列に接続されるトランジスタ対の数は５つに限定されない。各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍ（ｍは１から５の整数）は、コレクタからエミッタへ一方向に導通するＩＧＢＴであるトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍが、コレクタ突き合わせによって逆直列に接続されている。トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍは、エミッタ突き合わせにしてもよい。トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍそれぞれのコレクタ・エミッタ間には、ダイオードが逆並列に接続されている。
【0090】
トランジスタＩｇ１ｓｂ＿ｍのエミッタは、接続線３ｖに接続されている。トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍのエミッタは、調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１に接続されている。トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍのゲートは、駆動部３２ａに接続されている。
【0091】
トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍは、エミッタに対してコレクタに正の電圧が印加されている間に駆動部３２ａからゲート信号がゲートに印加された場合、コレクタに正の電圧が印加されている間だけ導通する。各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍは、駆動部３２ａによって同時に導通することがないように駆動される。
【0092】
次に、駆動部３２ａによる各切換スイッチの駆動について、切換スイッチＩｇ１ｓを例として説明する。図９は、実施形態３に係るトランジスタ対を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図９に示す１２種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１のゲート信号、トランジスタＩｇ１ｓｂ＿１のゲート信号、・・・トランジスタＩｇ１ｓａ＿５のゲート信号、トランジスタＩｇ１ｓｂ＿５のゲート信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。
【0093】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ，ｔ５ａ，ｔ６ａで負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂ，ｔ５ｂ，ｔ６ｂで正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻が、切換スイッチに流れる電流のゼロクロス点に相当する。
【0094】
以下、トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍ（前述の通りｍは１から５の整数）それぞれを、切換スイッチに流れる電流の半周期ずつ順次導通させる方法について説明する。この方法により、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチであるかのように１周期毎に順次導通し、切換スイッチＩｇ１ｓを見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。
【0095】
切換スイッチＩｇ１ｓを導通させる場合、駆動部３２ａは、トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、トランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍに対し、最新のゼロクロス点にてゲート信号をオンする。例えば、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１は、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされる。同様に、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１は、時刻ｔ６ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされる（以下、５周期毎に繰り返し）。
【0096】
トランジスタＩｇ１ｓａ＿１に対して時刻ｔ１ａにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ１ｂに相当するゼロクロス点にてオフされる。同様に、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１に対して時刻ｔ６ａにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ６ｂに相当するゼロクロス点にてオフされる。
【0097】
トランジスタＩｇ１ｓｂ＿１については、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１と比較して半周期だけ遅れて駆動される。具体的にトランジスタＩｇ１ｓｂ＿１は、時刻ｔ１ｂに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされ、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。このように、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１及びＩｇ１ｓｂ＿１に対するゲート信号により、トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿１が、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで導通する。
【0098】
トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿２，・・・トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿５については、トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿１と比較して、それぞれ１周期，・・・４周期だけ遅れて駆動される。具体的にトランジスタＩｇ１ｓａ＿２は、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされ、時刻ｔ２ｂに相当するゼロクロス点にてオフされる。トランジスタＩｇ１ｓｂ＿２は、時刻ｔ２ｂに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされ、時刻ｔ３ａに相当するゼロクロス点にてオフされる・・・。トランジスタＩｇ１ｓａ＿５は、時刻ｔ５ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされ、時刻ｔ５ｂに相当するゼロクロス点にてオフされる。トランジスタＩｇ１ｓｂ＿５は、時刻ｔ５ｂに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされ、時刻ｔ６ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。
【0099】
まとめると、トランジスタＩｇ１ｓａ＿１及びＩｇ１ｓｂ＿１，・・・トランジスタＩｇ１ｓａ＿５及びＩｇ１ｓｂ＿５に対するゲート信号により、トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿１，・・・トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿５それぞれが、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで，・・・時刻ｔ５ａから時刻ｔ６ａまで導通する（図９の最上段参照）。トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿１，・・・トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿５に対するゲート信号は、相互に重なりがないように印加される。即ち、各トランジスタ対は、排他的にオンに駆動される。
【0100】
なお、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍ（ｍは１から５の整数）に含まれるトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍに対するトリガ信号は、オン期間のオアをとって同じ期間だけオンしてもよい。例えば、トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿１に含まれるトランジスタＩｇ１ｓａ＿１及びＩｇ１ｓｂ＿１に対し、図９に示す時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点にてトリガ信号をオンし、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点にてオフするようにしてもよい。
【0101】
以上のように本実施形態３によれば、駆動部３２ａは、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍを構成するトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍに対するゲート信号を、切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、後続するゼロクロス点にてオフする。従って、各トランジスタの導通期間の開始時点でゲート信号を印加し、導通期間の終了時点でゲート信号をオフすることができる。
【0102】
なお、実施形態３にあっては、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍを、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期毎に順次導通させたが、２周期毎，３周期毎，・・・に順次導通させるようにしてもよい。
【0103】
（変形例２）
実施形態３が、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍに、逆直列に接続されたトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍが含まれる形態であるのに対し、変形例２は、各トランジスタ対Ｉｇ１ｐ＿ｍに、逆並列的に接続されたトランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍが含まれる形態である。変形例２に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＩｇＸｐに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図１０は、変形例２に係る切換スイッチＩｇ１ｐの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
実施形態３が、各トランジスタ対Ｉｇ１ｓ＿ｍに、逆直列に接続されたトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍが含まれる形態であるのに対し、変形例２は、各トランジスタ対Ｉｇ１ｐ＿ｍに、逆並列的に接続されたトランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍが含まれる形態である。変形例２に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＩｇＸｐに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図１０は、変形例２に係る切換スイッチＩｇ１ｐの構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
【0104】
切換スイッチＩｇ１ｐは、ＩＧＢＴの対を含むトランジスタ対（半導体スイッチに相当）Ｉｇ１ｐ＿１，Ｉｇ１ｐ＿２，Ｉｇ１ｐ＿３，Ｉｇ１ｐ＿４，Ｉｇ１ｐ＿５を並列に接続してなる。並列に接続されるトランジスタ対の数は５つに限定されない。各トランジスタ対Ｉｇ１ｐ＿ｍ（ｍは１から５の整数）は、ＩＧＢＴであるトランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍが、それぞれのコレクタにダイオードが直列接続された状態で逆並列的に接続されている。
【0105】
トランジスタＩｇ１ｐｂ＿ｍのエミッタは、接続線３ｖに接続されている。トランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍのエミッタは、調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１に接続されている。トランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍのゲートは、駆動部３２ａに接続されている。各トランジスタ対Ｉｇ１ｐ＿ｍは、駆動部３２ａによって同時に導通することがないように駆動される。
【0106】
駆動部３２ａによる各切換スイッチの駆動については、実施形態３の図９に示すタイミングチャートと全く同様に示される。但し、図中のトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍそれぞれは、トランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍに読み替える。
【0107】
以上のように本変形例２によれば、駆動部３２ａは、各トランジスタ対Ｉｇ１ｐ＿ｍを構成するトランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍに対するゲート信号を、切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、後続するゼロクロス点にてオフする。従って、各トランジスタの導通期間の開始時点でゲート信号を印加し、導通期間の終了時点でゲート信号をオフすることができる。
【0108】
（実施形態４）
実施形態３が、半導体スイッチに２つのＩＧＢＴを用いる形態であるのに対し、実施形態４は、半導体スイッチに２つのＦＥＴを用いる形態である。実施形態４に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＦｅＸに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図１１は、実施形態４に係る切換スイッチＦｅ１の構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
実施形態３が、半導体スイッチに２つのＩＧＢＴを用いる形態であるのに対し、実施形態４は、半導体スイッチに２つのＦＥＴを用いる形態である。実施形態４に係る電圧調整装置１００ａの構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと比較して切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３，Ａ，Ｂ，Ｃ）を切換スイッチＦｅＸに置き換えただけであるため、電圧調整装置１００ａの図示を省略する。図１１は、実施形態４に係る切換スイッチＦｅ１の構成例を示す回路図である。他の切換スイッチについても同様である。
【0109】
切換スイッチＦｅ１は、ＦＥＴの対を含むトランジスタ対（半導体スイッチに相当）Ｆｅ１＿１，Ｆｅ１＿２，Ｆｅ１＿３，Ｆｅ１＿４，Ｆｅ１＿５を並列に接続してなる。並列に接続されるトランジスタ対の数は５つに限定されない。各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍ（ｍは１から５の整数）は、双方向に導通するＮチャネル型のＦＥＴであるトランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍが、ソース突き合わせによって逆直列に接続されている。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍは、ゲート同士が接続されている。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍそれぞれのドレイン・ソース間には、寄生ダイオードが逆並列に接続されている。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍは、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよいし、ドレイン突き合わせにしてもよい。
【0110】
トランジスタＦｅ１ｂ＿ｍのドレインは、接続線３ｖに接続されている。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍのドレインは、調整変圧器２ａの二次巻線２２のタップｔ１に接続されている。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍのゲートは、一括して駆動部３２ａに接続されている。
【0111】
トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍは、駆動部３２ａからゲート信号がゲートに印加された場合、双方向に導通する。トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍそれぞれをソース突き合わせにするのは、切換スイッチＦｅ１のオフ時に逆流を防止するためである。各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍは、駆動部３２ａによって同時に導通することがないように駆動される。
【0112】
次に、駆動部３２ａによる各切換スイッチの駆動について、切換スイッチＦｅ１を例として説明する。図１２は、実施形態４に係るトランジスタ対Ｆｅ１＿ｍを順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図１２に示す７種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、トランジスタ対Ｆｅ１＿１のゲート信号、・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５のゲート信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。
【0113】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ３ａ，ｔ４ａ，ｔ５ａ，ｔ６ａで負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂ，ｔ２ｂ，ｔ３ｂ，ｔ４ｂ，ｔ５ｂ，ｔ６ｂで正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻が、切換スイッチに流れる電流のゼロクロス点に相当する。
【0114】
以下、トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍ（ここではｍは１から５の整数）それぞれを、切換スイッチに流れる電流の１周期ずつ順次導通させる方法について説明する。この方法により、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期毎に順次導通し、切換スイッチＦｅ１を見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。
【0115】
切換スイッチＦｅ１を導通させる場合、駆動部３２ａは、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍに対し、最新のゼロクロス点にてゲート信号をオンする。例えば、トランジスタ対Ｆｅ１＿１は、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされる。同様に、時刻ｔ６ａに相当するゼロクロス点でトリガ信号がオンされる（以下、５周期毎に繰り返し）。
【0116】
トランジスタ対Ｆｅ１＿１に対して時刻ｔ１ａにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。同様に、トランジスタ対Ｆｅ１＿１に対して時刻ｔ６ａにてオンされたトリガ信号は、時刻ｔ６ｂに後続するゼロクロス点（不図示）にてオフされる。このように、トランジスタ対Ｆｅ１＿１に対するゲート信号により、トランジスタ対Ｆｅ１＿１が、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで導通する。
【0117】
トランジスタ対Ｆｅ１＿２，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５については、トランジスタ対Ｆｅ１＿１と比較して、それぞれ１周期，・・・４周期だけ遅れて駆動される。具体的にトランジスタ対Ｆｅ１＿２は、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、時刻ｔ３ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿３は、時刻ｔ３ａに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、時刻ｔ４ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿４は、時刻ｔ４ａに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、時刻ｔ５ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿５は、時刻ｔ５ａに相当するゼロクロス点にてトリガ信号がオンされ、時刻ｔ６ａに相当するゼロクロス点にてオフされる。
【0118】
まとめると、トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対するゲート信号により、トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５それぞれが、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２ａまで，・・・時刻ｔ５ａから時刻ｔ６ａまで導通する（図１２の最上段参照）。トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対するゲート信号は、相互に重なりがないように印加される。即ち、各トランジスタ対は、排他的にオンに駆動される。
【0119】
以上のように本実施形態４によれば、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍを構成するトランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍに対するゲート信号を、切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点にてオンし、後続する２つ目のゼロクロス点にてオフする。従って、各トランジスタの導通期間の開始時点でゲート信号を印加し、導通期間の終了時点でゲート信号をオフすることができる。
【0120】
なお、実施形態４にあっては、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍを、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期毎に順次導通させたが、２周期毎，３周期毎，・・・に順次導通させるようにしてもよい。
【0121】
また、実施形態４にあっては、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍに含まれるトランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍを逆直列に接続したが、逆並列的に接続してもよい。具体的には、変形例２の図１０に示す切換スイッチＩｇ１ｐにおける各トランジスタＩｇ１ｐａ＿ｍ及びＩｇ１ｐｂ＿ｍそれぞれをトランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍに置き換えたものを、切換スイッチＦｅ１の代わりに用いればよい。この場合、トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍの駆動方法は、図１２に示すものと同様であってもよいし、実施形態３の図９に示すものと同様であってもよい。但し、図９ではトランジスタＩｇ１ｓａ＿ｍ及びＩｇ１ｓｂ＿ｍそれぞれを、トランジスタＦｅ１ａ＿ｍ及びＦｅ１ｂ＿ｍに読み替える。
【0122】
（実施形態５）
実施形態３及び４が、各トランジスタ対を１周期毎に順次導通させる形態であるのに対し、実施形態５は、各トランジスタ対を１周期内で順次導通させる形態である。実施形態５に係る電圧調整装置１００ａ及び切換スイッチＦｅ１それぞれの構成は、実施形態１の図１及び実施形態４の図１１に示すものと同様であるため、これらの図示を省略する。
実施形態３及び４が、各トランジスタ対を１周期毎に順次導通させる形態であるのに対し、実施形態５は、各トランジスタ対を１周期内で順次導通させる形態である。実施形態５に係る電圧調整装置１００ａ及び切換スイッチＦｅ１それぞれの構成は、実施形態１の図１及び実施形態４の図１１に示すものと同様であるため、これらの図示を省略する。
【0123】
図１３は、実施形態５に係るトランジスタ対Ｆｅ１＿ｍ（ｍは１から５の整数）を順次駆動して導通させるシーケンスを示すタイミングチャートである。図１２に示す７種類の信号は、何れも同一の時間軸を横軸にしてあり、最上段から順に切換スイッチの電流、ゼロクロス信号、トランジスタ対Ｆｅ１＿１のゲート信号、・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５のゲート信号を示す。切換スイッチの電流の縦軸は電流の大きさを表し、他の信号の縦軸は信号のオン／オフ状態を表す。
【0124】
切換スイッチの電流は、時刻ｔ１ａ，ｔ２ａで負からゼロに達し、時刻ｔ１ｂで正からゼロに達する。即ち、これらの各時刻が、切換スイッチに流れる電流のゼロクロス点に相当する。
【0125】
以下、トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍそれぞれを、切換スイッチに流れる電流の１周期内で順次導通させる方法について説明する。この方法により、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍが、双方向に導通する１つの半導体スイッチとして１周期内で順次導通し、切換スイッチＦｅ１を見かけ上１つの双方向スイッチとして、略連続的に導通させることができる。以下では、切換スイッチに流れる電流の周期に相当する時間をＴとする。
【0126】
切換スイッチＦｅ１を導通させる場合、駆動部３２ａは、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍをゼロクロス信号に基づいて巡回的にオンに駆動する。具体的に駆動部３２ａは、トランジスタ対Ｆｅ１＿１に対し、最新のゼロクロス点にてゲート信号をオンする。例えば、トランジスタ対Ｆｅ１＿１は、時刻ｔ１ａに相当するゼロクロス点でゲート信号がオンされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿１に対して時刻ｔ１ａにてオンされたトリガ信号は、時間Ｔ／５の経過時にオフされる。この時、トランジスタ対Ｆｅ１＿２に対するゲート信号がオンされる。以後、時間Ｔ／５毎に同様の処理が繰り返される。
【0127】
具体的に、トランジスタ対Ｆｅ１＿２に対してオンされたトリガ信号は、時間Ｔ／５の経過時にオフされる。この時、トランジスタ対Ｆｅ１＿３に対するゲート信号がオンされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿３に対してオンされたトリガ信号は、時間Ｔ／５の経過時にオフされる。この時、トランジスタ対Ｆｅ１＿４に対するゲート信号がオンされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿４に対してオンされたトリガ信号は、時間Ｔ／５の経過時にオフされる。この時、トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対するゲート信号がオンされる。トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対してオンされたトリガ信号は、時間Ｔ／５の経過時にオフされてもよいし、時刻ｔ２ａに相当するゼロクロス点でオフされてもよい。
【0128】
まとめると、トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対するゲート信号により、トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５それぞれが、時間Ｔ／５毎に導通する（図１３の最上段参照）。トランジスタ対Ｆｅ１＿１，・・・トランジスタ対Ｆｅ１＿５に対するゲート信号は、相互に重なりがないように印加される。即ち、各トランジスタ対は、排他的にオンに駆動される。
【0129】
以上のように本実施形態５によれば、駆動部は、先に導通している切換スイッチに流れる電流に係る最新のゼロクロス点を起点に、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍに対するゲート信号を時間Ｔ／５毎に順次オン／オフする。従って、ＦＥＴで構成された各トランジスタ対を、例えば切換スイッチに流れる交流電流の１周期内で順次オンに駆動することができる。この場合、トランジスタ対Ｆｅ１＿２及びＦｅ１＿４に流れる電流の二乗積算値が最も大きく、トランジスタ対Ｆｅ１＿３に流れる電流の二乗積算値が最も小さくなるため、消費電力をトランジスタ対の容量に応じて不均等に分散させることができる。
【0130】
なお、実施形態５にあっては、各トランジスタ対Ｆｅ１＿ｍに対するゲート信号を時間Ｔ／５毎に順次オン／オフしたが、これに限定されるものではない。例えばゲート信号を時間Ｔ／１０毎に順次オン／オフした場合は、切換スイッチに流れる交流電流の１／２周期内で各トランジスタ対を順次オンに駆動することができる。
【0131】
（実施形態６）
実施形態１から５は、負荷時タップ切換器３ａが単相交流を出力する形態であるのに対し、実施形態６は、負荷時タップ切換器３ｂが３相交流を出力する形態である。図１４は、実施形態６に係る負荷時タップ切換器３ｂを含む電圧調整装置１００ｂの構成例を示すブロック図である。電圧調整装置１００ｂは、紙面左側の電源から供給されるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相交流の電圧を調整し、紙面右側の負荷へ、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗを介してｕ相，ｖ相，ｗ相の３相交流を配電する。
実施形態１から５は、負荷時タップ切換器３ａが単相交流を出力する形態であるのに対し、実施形態６は、負荷時タップ切換器３ｂが３相交流を出力する形態である。図１４は、実施形態６に係る負荷時タップ切換器３ｂを含む電圧調整装置１００ｂの構成例を示すブロック図である。電圧調整装置１００ｂは、紙面左側の電源から供給されるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相交流の電圧を調整し、紙面右側の負荷へ、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗを介してｕ相，ｖ相，ｗ相の３相交流を配電する。
【0132】
電圧調整装置１００ｂは、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗそれぞれに二次巻線１１２，１２２，１３２が直列に接続される直列変圧器１ｂと、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに一次巻線２１１，２２１，２３１がΔ結線される調整変圧器２ｂ（タップ付変圧器に相当）とを備える。電圧調整装置１００ｂは、更に、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２及び直列変圧器１ｂの一次巻線１１１，１２１，１３１の間に設けられた負荷時タップ切換器（タップ切換器）３ｂを備える。タップ切換器３ｂ及び調整変圧器２ｂが、負荷時タップ切換変圧器２００ｂを構成する。
【0133】
直列変圧器１ｂは、二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれに一次巻線１１１，１２１，１３１が対応している。一次巻線１１１，１２１，１３１はΔ結線されている。二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれの上記負荷側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１，１３１の端子をｕ１，ｖ１，ｗ１とする。また、二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれの上記電源側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１，１３１の端子をｕ２，ｖ２，ｗ２とする。
【0134】
調整変圧器２ｂは、一次巻線２１１が配電線１ｕ，１ｖ間に、一次巻線２２１が配電線１ｖ，１ｗ間に、一次巻線２３１が配電線１ｗ，１ｕ間にそれぞれ接続されている。一次巻線２１１，２２１，２３１のそれぞれには、二次巻線２１２，２２２，２３２が対応している。
【0135】
二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、一端及び他端から引き出されたタップｔ１及びｔ４と，一端及び他端の間から引き出された中間のタップｔ２及びｔ３とを有する。二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｂを介して直列変圧器１ｂの一次側の端子ｕ２，ｖ２，ｗ２と、端子ｖ１，ｗ１，ｕ１とに接続され、該１つと同一又は異なる他の１つが中性点Ｎとしてアースに接続される。即ち、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２は、タップ切換器３ｂを介してＹ結線される。
【0136】
調整変圧器２ｂの一次巻線２１１，２２１，２３１に印加される電圧を計測するために、配電線１ｕ，１ｖ、１ｗには計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２がＶ結線されている。即ち、配電線１ｕ及び１ｖ間には計測用変圧器ＰＴ１の一次巻線が接続されており、配電線１ｖ及び１ｗ間には計測用変圧器ＰＴ２の一次巻線が接続されている。
【0137】
タップ切換器３ｂは、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ，Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕと、二次巻線２２２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖ，Ｔｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖと、二次巻線２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗ，Ｔｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗとを有する。各切換スイッチは、双方向に導通する複数の半導体スイッチが並列に接続されている。
【0138】
タップ切換器３ｂは、更に、上記各切換スイッチの切り換えを制御する制御部３１ｂと、制御部３１ｂからの駆動信号に基づいて各切換スイッチをオンに駆動する駆動部３２ｂとを有する。制御部３１ｂには、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２の二次巻線と、後述する計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５及び変流器ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３（電流検出部に相当）の二次巻線とが接続されている。
【0139】
二次巻線２１２のタップｔ１は、保護用のヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ及びＴｈ１＿Ｕの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｕ及びＴｈ２＿Ｕの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｕ及びＴｈ３＿Ｕの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士は、接続線３ｕを介して直列変圧器１ｂの一次側の端子ｕ２及びｖ１に接続されている。
【0140】
二次巻線２２２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ及びＴｈ１＿Ｖの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｖ及びＴｈ２＿Ｖの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｖ及びＴｈ３＿Ｖの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｖ及びＴｈ４＿Ｖの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖの他端同士は、接続線３ｖを介して直列変圧器１ｂの一次側の端子ｖ２及びｗ１に接続されている。
【0141】
二次巻線２３２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ及びＴｈ１＿Ｗの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｗ及びＴｈ２＿Ｗの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｗ及びＴｈ３＿Ｗの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｗ及びＴｈ４＿Ｗの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗの他端同士は、接続線３ｗを介して直列変圧器１ｂの一次側の端子ｗ２及びｕ１に接続されている。
【0142】
接続線３ｕ及び３ｖ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶとが並列に接続されている。接続線３ｖ及び３ｗ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＶＷとが並列に接続されている。接続線３ｕと、切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士との接続部位には、該他端同士に対して流れる電流を計測するための変流器ＣＴ１の一次巻線が結合している。接続線３ｖと、切換スイッチＴｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖの他端同士との接続部位には、該他端同士に対して流れる電流を計測するための変流器ＣＴ２の一次巻線が結合している。接続線３ｗと、切換スイッチＴｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗの他端同士との接続部位には、該他端同士に対して流れる電流を計測するための変流器ＣＴ３の一次巻線が結合している。
【0143】
接続線３ｕ，３ｖ、３ｗには計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５がＹ結線されている。即ち、接続線３ｕ及びアース間には、計測用変圧器ＰＴ３の一次巻線が接続されており、接続線３ｖ及びアース間には、計測用変圧器ＰＴ４の一次巻線が接続されており、接続線３ｗ及びアース間には、計測用変圧器ＰＴ５の一次巻線が接続されている。計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５の二次巻線は、Ｙ結線されて制御部３１ｂに接続されている。
【0144】
上述の電圧調整装置１００ｂの構成と、実施形態１の図１に示す電圧調整装置１００ａの構成とを比較する。電圧調整装置１００ａでは、切換スイッチＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３の他端同士に対して流れる電流が変流器ＣＴで検出され、タップ切換された二次巻線２２の電圧が計測用変圧器ＰＴで検出される。これに対し、電圧調整装置１００ｂでは、切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士に対して流れる電流が変流器ＣＴ１で検出され、タップ切換された二次巻線２１２の電圧が計測用変圧器ＰＴ３で検出される。同様に、切換スイッチＴｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖの他端同士に対して流れる電流が変流器ＣＴ２で検出され、タップ切換された二次巻線２２２の電圧が計測用変圧器ＰＴ４で検出される。また、切換スイッチＴｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗの他端同士に対して流れる電流が変流器ＣＴ３で検出され、タップ切換された二次巻線２３２の電圧が計測用変圧器ＰＴ５で検出される。
【0145】
即ち、本実施形態６にて各切換スイッチＴｈＹ＿Ｕ，ＴｈＹ＿Ｖ，ＴｈＹ＿Ｗ（Ｙ＝１，２，３，４，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に複数の半導体スイッチを含ませた場合に、各半導体スイッチを巡回的に且つ排他的にオンに駆動する制御は、例えば実施形態１にて各切換スイッチＴｈＸ（Ｘ＝１，２，３）に対する制御と同様に行うことができる。
【0146】
以上のように本実施形態６によれば、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２にあるタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を切り換えるためのそれぞれ８つの切換スイッチＴｈＹ＿Ｕ，ＴｈＹ＿Ｖ，ＴｈＹ＿Ｗは、双方向に導通する複数の半導体スイッチが並列に接続されており、一端がタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の何れか１つに接続されている。例えば、一部の切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕは、接続線３ｕへのタップ切換器３ｂの出力とすべく他端同士が接続されている。他の切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕは、中性点Ｎへのタップ切換器３ｂの出力とすべく他端同士が接続されている。一部の切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕのうちの１つと他の切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕのうちの１つとが導通した場合、一のタップが接続線３ｕに接続され、素通しタップであるか否かに応じて該一のタップと同一又は異なるタップが中性点Ｎに接続される。駆動部３２ｂは、上記一部の切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士に対して流れる電流、即ち先に導通している半導体スイッチに流れる電流に基づいて、後に導通させる半導体スイッチを巡回的に且つ実質上排他的にオンに駆動する。従って、切換スイッチを構成する半導体スイッチが、互いの駆動信号が実質的に重ならないように順次オンに駆動されるため、導通に伴う諸々の損失を各半導体スイッチに分散させることが可能となる。
【0147】
なお、実施形態６にあっては、調整変圧器２ｂの二次巻線がタップ切換器３ｂを介してＹ結線され、直列変圧器１ｂの一次巻線１１１，１２１，１３１がΔ結線されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器を介してΔ結線され、直列変圧器１ｂの一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。また、調整変圧器の二次巻線２１２，２２２がタップ切換器を介してＶ結線され、直列変圧器１ｂの一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。これらの場合であっても、実施形態６の場合と同様に、各切換スイッチを構成する半導体スイッチを巡回的に且つ実質上排他的にオンに駆動することが可能であり、実施形態６の場合と同様の効果を奏する。
【0148】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【0149】
１ｕ，１ｖ，１ｗ 配電線、 １００ａ，１００ｂ 電圧調整装置、 １ａ，１ｂ 直列変圧器、 １１１，１２１，１３１ 一次巻線、 １１２，１２２，１３２ 二次巻線、 ｕ１，ｕ２，ｖ１，ｖ２，ｗ１，ｗ２ 端子、 ２００ａ，２００ｂ 負荷時タップ切換変圧器、 ２ａ，２ｂ 調整変圧器（タップ付変圧器）、 ２１，２１１，２２１，２３１ 一次巻線、 ２２，２１２，２２２，２３２ 二次巻線、 ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４ タップ、 ３ａ，３ｂ 負荷時タップ切換器（タップ切換器）、 ３１ａ，３１ｂ 制御部、 ３２ａ，３２ｂ 駆動部、 Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，ＴｈＡ，ＴｈＢ，ＴｈＣ，Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕ，ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ，Ｔｈ１ｔ，Ｉｇ１ｓ，Ｉｇ１ｐ，Ｆｅ１ 切換スイッチ、 ３ｕ，３ｖ，３ｗ 接続線、 ＴｈＳ，ＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ 矯絡用スイッチ、 ＲＳ，Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷ 限流抵抗器、 ＰＴ，ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５ 計測用変圧器、 ＣＴ，ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３ 変流器、Ｔｈ１＿１，サイリスタ対、 Ｔｈ１ａ＿１，Ｔｈ１ｂ＿１ サイリスタ、 Ｔｈ１ｔ＿１ トライアック、Ｉｇ１ｓ＿１，Ｉｇ１ｐ＿１，Ｆｅ１＿１ トランジスタ対、Ｉｇ１ｓａ＿１，Ｉｇ１ｓｂ＿１，Ｉｇ１ｐａ＿１，Ｉｇ１ｐｂ＿１，Ｆｅ１ａ＿１，Ｆｅ１ｂ＿１ トランジスタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】