JP2011004464A - Power conversion equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電や熱発電、あるいは燃料電池などの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に係わり、特に大容量、高効率の電力システムの実現に適した中性点クランプ方式の3レベルインバータを用いた電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device that converts direct current power such as solar power generation, thermal power generation, or a fuel cell into alternating current power, and in particular, a neutral point clamp method suitable for realizing a large capacity, high efficiency power system. The present invention relates to a power conversion device using a three-level inverter.
従来のソーラパワーコンディショナに示されるように、太陽電池などの分散電源出力を昇圧回路で昇圧し、インバータで出力の交流電圧を発生している(例えば非特許文献1参照)。このように昇圧する方式が一般的であるが、昇圧率が高くなると昇圧回路のスイッチング素子やダイオードによる電力損失が大きくなり、パワーコンディショナ全体の効率が低下するという問題がある。 As shown in a conventional solar power conditioner, a distributed power source output such as a solar cell is boosted by a booster circuit, and an AC voltage output is generated by an inverter (see, for example, Non-Patent Document 1). Such a method of boosting is generally used, but when the boosting rate is increased, there is a problem that power loss due to switching elements and diodes of the booster circuit is increased, and the efficiency of the entire power conditioner is reduced.
近年では、大容量の太陽光発電も普及しており、高効率化のために昇圧回路なしで、太陽電池出力を直接インバータに供給するシステムも製品化されている(例えば非特許文献2および3参照)。
In recent years, large-capacity solar power generation has also become widespread, and a system that directly supplies a solar cell output to an inverter without a booster circuit has been commercialized (for example, Non-Patent
大容量・高効率化の要点のひとつは、太陽電池パネルなどの直流電源モジュールの直列接続数増加による電源の高電圧化である。しかし、直流電源モジュールを直列接続すると出力可能電流の小さい方の電源電流以下に電流を抑制するか、あるいは出力可能電流の小さい方の電源をダイオードでバイパスことが行われる。前者は電流出力能力の高い方の電源の出力を低下させ、後者は電流出力能力の低い方の電源出力を0にする。いずれの場合も電源を直列接続すると、電源のもつ出力能力を充分に利用できなくなる問題がある。 One of the key points for high capacity and high efficiency is to increase the voltage of the power supply by increasing the number of DC power modules connected in series such as solar battery panels. However, when the DC power supply modules are connected in series, the current is suppressed to be equal to or lower than the power supply current having the smaller output possible current, or the power supply having the smaller output possible current is bypassed with a diode. The former lowers the output of the power supply with the higher current output capability, and the latter sets the power supply output with the lower current output capability to zero. In either case, when power supplies are connected in series, there is a problem that the output capability of the power supply cannot be fully utilized.
また、発電可能電圧範囲を拡大することを目的に、直流電源の電圧が低い場合にだけ昇圧する方式では回路が複雑になり、制御も複雑になることが問題であった。 In addition, for the purpose of expanding the power generation possible voltage range, the method of boosting only when the voltage of the DC power supply is low has a problem that the circuit becomes complicated and the control becomes complicated.
更には、大容量・高効率化のために直流回路の高電圧化を計画しても、現在の太陽電池パネルの耐圧は600V程度で、電源の高電圧化に限界があり、高効率化の妨げとなっている。 Furthermore, even if the DC circuit is planned to have a higher voltage for higher capacity and higher efficiency, the current withstand voltage of the solar cell panel is about 600 V, and there is a limit to increasing the voltage of the power source. It is a hindrance.
本発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、正負直流電源の発電能力が異なっている場合でも、正負直流電源それぞれの最大発電能力を引き出し可能として、システム発電効率の向上を図ることができる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the power generation capacities of the positive and negative DC power supplies are different, the maximum power generation capacities of the positive and negative DC power supplies can be extracted, thereby improving the system power generation efficiency. An object of the present invention is to provide a power conversion device that can be realized.
本発明は、上記の目的を達成するため、直流電力を交流に変換するインバータとして中性点クランプ方式インバータ(以後、単にNPCインバータと記す)を用い、そのインバータの中性点と直列接続した直流電源の中性点とを接続する構成とし、その上で、NPCインバータで直流回路の正負電力の分担比率を制御する。 In order to achieve the above object, the present invention uses a neutral point clamp type inverter (hereinafter simply referred to as an NPC inverter) as an inverter that converts DC power into AC, and is connected in series with the neutral point of the inverter. The configuration is such that the neutral point of the power supply is connected, and then the share ratio of the positive and negative power of the DC circuit is controlled by the NPC inverter.
また、昇圧回路を含む装置でも、直流電源から直接インバータに供給するときの損失が、昇圧回路がない場合に比べて増加しないように、直流電源に直列接続される逆流防止ダイオードを昇圧回路のバイパス回路として用いる。 Even in a device including a booster circuit, a backflow prevention diode connected in series with the DC power supply is bypassed so that the loss when supplying the inverter directly from the DC power supply does not increase compared to the case without the booster circuit. Used as a circuit.
さらに、直列接続した直流電源の中性点を接地することで、電源の耐圧を確保した上で電源モジュール耐圧の約2倍の高電圧直流電源を実現するものである。 Further, by grounding the neutral point of the DC power supply connected in series, a high voltage DC power supply that is about twice the power supply module withstand voltage is realized while ensuring the withstand voltage of the power supply.
本発明によれば、NPCインバータは直流回路の正負の電力分担を制御することができるので、正負直流電源の発電能力が異なっている場合でも、正負直流電源それぞれの最大発電能力を引き出すことが可能になる。このことにより、システム発電効率の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the NPC inverter can control the positive and negative power sharing of the DC circuit, even when the power generation capacities of the positive and negative DC power sources are different, the maximum power generation capacities of the positive and negative DC power sources can be extracted. become. As a result, the system power generation efficiency can be improved.
直流回路の高電圧化により交流側の電圧リプルは大きくなるので平滑力の大きな交流フィルタが必要になるが、本発明ではインバータとして3レベル出力可能なNPCインバータを用いているので、出力電圧のステップ変化量は直流電圧の半分にでき、交流フィルタも小さくできる。 Since the voltage ripple on the AC side is increased by increasing the voltage of the DC circuit, an AC filter with a large smoothing power is required. However, in the present invention, an NPC inverter capable of outputting three levels is used as the inverter, so the output voltage step The amount of change can be reduced to half of the DC voltage, and the AC filter can be reduced.
また、昇圧回路を有する装置では、逆流防止ダイオードを昇圧回路のバイパス回路とすることで、直流電源電圧が高いときに昇圧回路の昇圧動作を停止するだけで、直流電源の出力電流は逆流防止ダイオードを通り、インバータへ供給される。この状態は、昇圧回路がなく、直流電源出力を直接インバータに供給する場合とほぼ同じ通電状態であり、昇圧回路を設けることによる損失増加はなく、高効率運転を実現でき、しかも昇圧回路をバイパスするための複雑な回路や制御が不要である。 In addition, in a device having a booster circuit, the backflow prevention diode is used as a bypass circuit of the booster circuit, so that the booster operation of the booster circuit is stopped when the DC power supply voltage is high, and the output current of the DC power supply is reduced. And supplied to the inverter. In this state, there is no booster circuit, and it is almost the same energized state as when directly supplying DC power output to the inverter, there is no increase in loss due to the provision of the booster circuit, high efficiency operation can be realized, and the booster circuit is bypassed This eliminates the need for complicated circuits and control.
さらに、分散電源の中性点を接地することで、直流回路電圧は正負の耐圧範囲まで使用することができる。すなわち、分散電源耐圧の2倍の直流電源電圧を得ることができ、インバータ出力も高電圧の交流を得ることができる。また、高電圧化することでインバータを構成する半導体スイッチの電圧降下を相対的に小さくすることができ、高効率化を実現できる。しかも、交流側の高圧化により交流電流も相対的に小さくできるので、銅損を減らすことができる。当然、高電圧化が可能なことから、大容量システムを容易に実現することができる。 Further, by grounding the neutral point of the distributed power supply, the DC circuit voltage can be used up to a positive / negative withstand voltage range. That is, a DC power supply voltage that is twice the distributed power supply withstand voltage can be obtained, and the inverter output can also obtain a high-voltage AC. Moreover, the voltage drop of the semiconductor switch which comprises an inverter can be made relatively small by making high voltage, and high efficiency can be implement | achieved. Moreover, since the alternating current can be made relatively small by increasing the pressure on the alternating current side, the copper loss can be reduced. Of course, since a high voltage is possible, a large-capacity system can be easily realized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明による電力変換装置の第1の実施形態を示す回路構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a power converter according to the present invention.
図1において、1Pおよび1Nは太陽光パネルなどの正側および負側直流電源、2Pおよび2Nは直流電源1Pおよび1Nにそれぞれ直列に設けられ、電流が直流電源1Pおよび1Nに逆流することを防ぐための逆流防止ダイオードであり、これらは直流電源モジュールを構成している。
In FIG. 1, 1P and 1N are positive and negative DC power sources such as solar panels, and 2P and 2N are provided in series with
また、4Pおよび4Nは直流電源1Pおよび1Nの直流出力を平滑する正負の平滑コンデンサ、5は平滑コンデンサ4Pおよび4Nで平滑された直流を交流電力に変換して負荷あるいは電力系統6に供給する単相あるいは多相のNPCインバータである。
4P and 4N are positive and negative smoothing capacitors that smooth the DC outputs of the
ここで、上記正側、負側直流電源1Pおよび1Nの中性点と、平滑コンデンサ4Pおよび4Nの中性点、並びにNPCインバータ5の中性点とがそれぞれ接続され、正側、負側直流電源1Pおよび1Nは図示上向きに正電圧をそれぞれ出力する。
Here, the neutral point of the positive side and negative side
上記構成において、正側直流電源1Pと逆流防止ダイオード2P、および負側直流電源1Nと逆流防止ダイオード2Nとの位置関係を入れ替え、すなわち逆流防止ダイオード2Pおよび2Nを中性点側に設けても、回路動作は変わらないことは明らかである。
In the above configuration, even if the positional relationship between the positive side
図2および図3は、本発明で用いるNPCインバータ5の3相回路および単相回路の構成例を示す結線図である。
2 and 3 are connection diagrams showing configuration examples of a three-phase circuit and a single-phase circuit of the
図2および図3に示すNPCインバータ5は、高電圧が出力可能で、かつ出力電圧高調波が少ない特長があり、電動機駆動の用途などで広く用いられている周知の回路構成のもので、いずれも直流電源1Pおよび1Nの出力電圧が平滑コンデンサ4Pおよび4Nを介してNPCインバータ5に正負母線P、Nおよび中性点母線0に入力される。
The
このNPCインバータ5は、4つのスイッチング素子S1〜S4を直列接続し、S1とS2の接続点とS3とS4の接続点間をクランプダイオードDp、Dnを介して接続した構成が基本構成部分であり、この基本構成部分51、52、53をレグと呼ぶ。3相と単相の違いはこのレグ数の違いだけである。そして、スイッチング素子S1〜S4の直列回路が正負母線PおよびNに、2個のクランプダイオードDp、Dnの接続点が中性点母線0に接続される。
This
本実施形態では、図2および図3に示すように電源と平滑コンデンサとNPCインバータ5の各中性点を接続しているが、電源と平滑コンデンサの中性点は非接続としてもNPCインバータとしては運転が可能である。
In this embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the neutral point of the power source, the smoothing capacitor, and the
このNPCインバータ5は、正側直流電力Ppと負側直流電力Pnの比率を制御することができることが特徴の1つで、この特徴を利用して、正負電源1Pおよび1Nの電流をそれぞれ独立に制御することができる。その結果、正負電源1Pおよび1N間に発電能力の差がある場合でも、それぞれの最大発電能力点で動作させることが可能である。このように制御することで、システム発電効率向上を実現するものである。
The
このNPCインバータによる正側直流電力Ppと負側直流電力Pnの比率制御とその効果については、他の実施例の構成を含めて、最後の方で詳細に説明する。 The ratio control between the positive side DC power Pp and the negative side DC power Pn by the NPC inverter and the effect thereof will be described in detail at the end, including the configuration of other embodiments.
(第2の実施形態)
図4は本発明による電力変換装置の第2の実施形態を示す回路構成図であり、複数の直流電源モジュールを並列接続した場合の構成である。図1に示す第1の実施形態の電力変換装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the power conversion device according to the present invention, which is a configuration when a plurality of DC power supply modules are connected in parallel. The same parts as those of the power converter of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
第2の実施形態では、図4に示すように逆流防止ダイオード2Paおよび2Naと直流電源1Paおよび1Naの直列回路と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nbと直流電源1Pbおよび1Nbの直列回路からなる2組の直流電源モジュールを並列接続し、両直流電源モジュールの中性点を接地した構成とするものである。 In the second embodiment, as shown in FIG. 4, two sets of direct currents comprising a series circuit of backflow prevention diodes 2Pa and 2Na, DC power supplies 1Pa and 1Na, and backflow prevention diodes 2Pb and 2Nb, and a series circuit of DC power supplies 1Pb and 1Nb. The power supply modules are connected in parallel and the neutral points of both DC power supply modules are grounded.
このように複数の直流電源モジュールを並列接続した場合には、並列電源間の電圧アンバランスにより、低い電圧の電源に逆流が流れることを防ぐため、各直流電源モジュール毎に逆流防止ダイオードが必要になる。 When a plurality of DC power supply modules are connected in parallel in this way, a reverse current prevention diode is required for each DC power supply module in order to prevent backflow from flowing to a low voltage power supply due to voltage imbalance between the parallel power supplies. Become.
これら2組の直流電源モジュールの出力電流は合成されてNPCインバータ5側に供給されるので、電源としての電流容量が増加することは明らかである。
Since the output currents of these two sets of DC power supply modules are combined and supplied to the
図4は直流電源モジュール数が2の場合を示したが、並列モジュール数に上限はなく、モジュール数を増加することで電源容量を大きくすることができる。 Although FIG. 4 shows the case where the number of DC power supply modules is 2, there is no upper limit to the number of parallel modules, and the power supply capacity can be increased by increasing the number of modules.
このように複数の直流電源モジュールを並列接続した場合には、各直流電源モジュールの電圧が等しくなるので、並列接続された直流電源個々を最大電力点で動作させることはできない。しかし、NPCインバータ5で正負電力PpおよびPnの比率を制御し、それぞれ正側並列電源としての最大電力点と、負側並列電源としての最大電力点とで動作させることはできる。
When a plurality of DC power supply modules are connected in parallel as described above, the voltages of the DC power supply modules are equal to each other, so that each DC power supply connected in parallel cannot be operated at the maximum power point. However, the ratio of the positive and negative powers Pp and Pn can be controlled by the
したがって、並列接続された各正側、負側直流電源の発電能力が異なっている場合でも、正側、負側直流電源それぞれの最大発電能力を引き出すことが可能なので、システム発電効率の向上を図ることができる。 Therefore, even when the power generation capacities of the positive and negative DC power supplies connected in parallel are different, the maximum power generation capacities of the positive and negative DC power supplies can be derived, thereby improving the system power generation efficiency. be able to.
(第3の実施形態)
図5は本発明による電力変換装置の第3の実施形態を示す回路構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the power conversion apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第3の実施形態では、図5に示すように逆流防止ダイオード2P,2Nを直列接続した正側、負側直流電源1Pおよび1Nをそれぞれ中性点に接続した図1の構成に、リアクトルLc、スイッチScおよびチョッパダイオ−ドDcで構成される周知の昇圧回路7を付加する構成としたものである。
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the reactor Lc, the positive-side and negative-side
ここで、昇圧回路7は正側、負側直流電源1Pおよび1Nの両端電圧Vsを昇圧し、この昇圧した電圧をNPCインバータ5側に供給する。
Here, the
図5において、昇圧回路7のスイッチScがオフしている場合には、直流電源1Pおよび1Nの出力電流Isは、逆流防止ダイオード2Pと、昇圧回路7のリアクトルLcおよびチョッパダイオードDcの直列回路とに分流してインバータ5側に流れる。ただし、リアクトルLcの抵抗分のために、直流電源電流Isのほとんどは逆流防止ダイオード2P側を流れる。このとき逆流防止ダイオード2Pは、昇圧回路7のバイパス回路になる。
In FIG. 5, when the switch Sc of the
また、昇圧回路7のスイッチScをオン、オフして昇圧し、NPCインバータ5側の直流電圧Vdが正側、負側直流電源1Pおよび1Nの電圧和Vsよりも高くなれば、直流電源電流Isは昇圧回路7を通って流れ、逆流防止ダイオード2Pには流れない。
If the DC voltage Vd on the
以上のように昇圧回路7のスイッチScの制御によって直流電源の電流経路を制御し、昇圧回路7が停止しているときは逆流防止ダイオード2Pを昇圧回路7のバイパス回路として利用する。昇圧回路7が停止しているときの電流経路は図1とほぼ同じであり、昇圧回路7が付加されたことによる損失増加はない。
As described above, the current path of the DC power supply is controlled by the control of the switch Sc of the
このように昇圧回路7で昇圧しているときでも、NPCインバータ5で正負電力PpおよびPnの比率を制御し、正側、負側電源1Pおよび1Nが最大電力点で動作させることができる。その詳細については各実施形態の構成を述べた後で説明する。
Thus, even when boosting is performed by the
さて、昇圧回路7のスイッチScをオフし、直流電源電流Isが、逆流防止ダイオード2Pと、昇圧回路7のリアクトルLcおよびチョッパダイオードDcの直列回路とに分流しているときの損失について説明する。
Now, the loss when the switch Sc of the
逆流防止ダイオード2Pの電流をIdbとしたとき、昇圧回路側の電IcはIs−Idbである。Idbが流れているときの逆流防止ダイオード2Pの電圧ドロップをVdb(Idb)とすれば、逆流防止ダイオード2Pの損失Pdbは次式となる。
When the current of the
Pdb=Vdb(Idb)・Idb …… (1)
リアクトルLcとチョッパダイオードDcとの直列回路の電圧降下もVdb(Idb)であるから、直列回路の損失Pcは次式となる。
Pdb = Vdb (Idb) · Idb (1)
Since the voltage drop of the series circuit of the reactor Lc and the chopper diode Dc is also Vdb (Idb), the loss Pc of the series circuit is expressed by the following equation.
Pc=Vdb(Idb)・Ic=Vdb(Idb)・(Is−Idb) …… (2)
両回路の損失和は次のようになる。
Pc = Vdb (Idb) .Ic = Vdb (Idb). (Is-Idb) (2)
The loss sum of both circuits is as follows.
Pdb+Pc=Vdb(Idb)・Idb+Vdb(Idb)・(Is−Idb)
=Vdb(Idb)・Is …… (3)
IsよりもIdbは小さいので、逆流防止ダイオード2Pの電圧Vdb(Idb)はIsが全て逆流防止ダイオード2Pに流れた場合の電圧Vdb(Is)よりも小さい。すなわち、(3)式の損失Pdb+Pcは直流電源電流Isが全て逆流防止ダイオード2Pに流れた場合の損失Vdb(Is)・Isよりも小さいことを示している。実際はIsのほとんどが逆流防止ダイオード2Pに流れるので、Isが全て逆流防止ダイオード2Pに流れたときの損失よりも少しだけ小さくなる。
Pdb + Pc = Vdb (Idb) * Idb + Vdb (Idb) * (Is-Idb)
= Vdb (Idb) ・ Is (3)
Since Idb is smaller than Is, the voltage Vdb (Idb) of the
逆流防止ダイオード2Pがなく、直流電源電流Isが全てリアクトルLcとチョッパダイオードDcとの直列回路に流れた場合の損失と比べた場合に、少なくともリアクトルLcの損失分だけ小さくなる。
There is no
昇圧回路7で昇圧しているときには更にスイッチScの損失が加わるので、直流電源電圧Vsが高いときに昇圧回路7の昇圧動作を停止し、逆流防止ダイオード2Pにほとんどの電流が流れるようにすることで、常に昇圧回路7を動作させた場合に比べて大幅な損失低減となり、高効率化を実現できる。
Since the loss of the switch Sc is further added when boosting by the
また、直流電源電圧Vsが低い場合には昇圧回路7で昇圧する必要があるが、直流電源が太陽光パネルの場合には、電圧が低くなるのは太陽の日射量が少なく発電量が小さい場合である。このような場合には電流Isが小さい状態なので、発電量が小さい場合だけに動作する昇圧回路7の電流定格は小さくてよく、小形・低コストの昇圧回路とすることができる。また、電流が小さいので、損失も小さい。
Further, when the DC power supply voltage Vs is low, the voltage needs to be boosted by the
図6は第3の実施形態の変形例を示す回路構成図であり、ここでは図5と異なる部分についてのみ述べる。 FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a modification of the third embodiment, and only the parts different from FIG. 5 will be described here.
図6においては、図5に示す昇圧回路7内のスイッチScとチョッパダイオードDcを入れ替え、チョッパダイオードDcが負側逆流防止ダイオード2Nと並列になるように接続する構成としたものである。この場合、昇圧回路7の停止時は負側逆流防止ダイオード2Nが昇圧回路7のバイパス回路となり、作用および効果とも図5と全く同じであることは、云うまでもない。
In FIG. 6, the switch Sc and the chopper diode Dc in the
(第4の実施形態)
図7から図9は本発明による電力変換装置の第4の実施形態を示す回路構成図であり、図5と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIGS. 7 to 9 are circuit configuration diagrams showing a fourth embodiment of the power conversion device according to the present invention. The same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted.
図7は複数の昇圧回路を含む直流電源を並列接続した場合の回路構成図である。 FIG. 7 is a circuit configuration diagram when DC power supplies including a plurality of booster circuits are connected in parallel.
図7に示すように図5と同様に正負直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)に対応して逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)および昇圧回路7a(7b)からなる回路モジュールを2組設け、NPCインバータ5側への直流出力回路を並列接続した構成である。この場合、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてNPCインバータ5側に供給されることは明らかである。
As shown in FIG. 7, two circuit modules comprising backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb) and
図7は並列回路モジュール数が2の場合を示したが、並列モジュール数に上限はない。また、図7は各並列モジュールを図5に示した構成で示しているが、全てあるいは一部モジュールを図6に示した構成にしてもよい。 Although FIG. 7 shows the case where the number of parallel circuit modules is 2, there is no upper limit to the number of parallel modules. FIG. 7 shows each parallel module in the configuration shown in FIG. 5, but all or some of the modules may have the configuration shown in FIG.
また、昇圧回路7a,7bの昇圧動作の開始・停止のタイミング制御はモジュール毎に独立して行うこともできるし、全モジュールを同時タイミングで行うこともできる。
Further, the start / stop timing control of the boosting operation of the boosting
このような構成とすれば、複数の直流電源モジュールおよび昇圧回路の並列接続により、大容量化の実現に適した構成となし得る。 With such a configuration, a configuration suitable for realizing a large capacity can be achieved by parallel connection of a plurality of DC power supply modules and a booster circuit.
図8は第4の実施形態における他の回路構成例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating another circuit configuration example according to the fourth embodiment.
図8に示すように2組の正側、負側直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)と逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)との直列回路を並列接続している。 As shown in FIG. 8, two series of positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb) and backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb) are connected in parallel.
そして、中性点側に配置された2組の正側、負側直流電源1Pa,1Naおよび1Pb,1Nbの両端電圧をそれぞれ昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pa,8Pb,8Naおよび8Nbを介して昇圧回路7のリアクトルLcとスイッチScの両端に接続する構成とするものである。すなわち、2台の直流電源モジュールに対して昇圧回路7を1台だけ設ける構成としたものである。
Then, the voltage at both ends of the two sets of positive and negative DC power supplies 1Pa, 1Na and 1Pb, 1Nb arranged on the neutral point side is boosted via the booster circuit backflow prevention diodes 8Pa, 8Pb, 8Na and 8Nb, respectively. 7 is connected to both ends of the reactor Lc and the switch Sc. That is, only one
昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pa,8Pb,8Naおよび8Nbは、並列接続された正側直流電源1Paと1Pb間あるいは負側直流電源1Naと1Nb間の出力電圧が異なる場合に、低い電圧の直流電源側に電流が逆流することを防ぐために設けられる。 The backflow prevention diodes 8Pa, 8Pb, 8Na and 8Nb for the booster circuit are used when the output voltage between the positive DC power supplies 1Pa and 1Pb connected in parallel or between the negative DC power supplies 1Na and 1Nb is different. It is provided to prevent the current from flowing backward.
このような回路構成において、昇圧回路7のスイッチScがオフしているときには、直流電源電流のほとんどは逆流防止ダイオード2Paおよび2Pbを通って流れる。昇圧回路7で昇圧し、コンデンサ電圧Vdが直流電源の電圧より高い場合には、電流は昇圧回路7を通って流れ、逆流防止ダイオード2Paおよび2Pbには逆電圧が印加され、電流は流れない。
In such a circuit configuration, when the switch Sc of the
図8は並列電源モジュール数が2の場合を示したが、モジュール並列数に上限はなく、電源モジュール数を増加して電源容量を大きくすることができる。また、図8は直流電源および昇圧回路を図5に示した構成で示しているが、直流電源および昇圧回路を図6に示した構成にしてもよい。 Although FIG. 8 shows the case where the number of parallel power supply modules is 2, there is no upper limit to the number of parallel modules, and the power supply capacity can be increased by increasing the number of power supply modules. 8 shows the DC power supply and the booster circuit with the configuration shown in FIG. 5, the DC power supply and the booster circuit may be configured as shown in FIG.
このような構成としても、複数の直流電源モジュールおよび昇圧回路の並列接続により、大容量化の実現に適した構成となし得る。 Such a configuration can also be a configuration suitable for realizing a large capacity by parallel connection of a plurality of DC power supply modules and a booster circuit.
図9は第4の実施形態における更に異なる他の回路構成例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating another example of another circuit configuration according to the fourth embodiment.
本例では、図9に示すように2組の正負直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)と逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)との直列回路を並列接続し、中性点側に配置された2組の正側、負側直流電源1Pa,1Naおよび1Pb,1Nbの両端電圧をそれぞれ昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pa,8Pb,8Naおよび8Nbを介して昇圧回路7aのリアクトルLcとスイッチScの両端に図8と同様に接続するものである。
In this example, as shown in FIG. 9, two series of positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb) and backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb) are connected in parallel, The voltage at both ends of the two sets of positive and negative DC power supplies 1Pa, 1Na and 1Pb, 1Nb arranged via the booster circuit backflow prevention diodes 8Pa, 8Pb, 8Na and 8Nb, respectively, and the reactor Lc of the
図9では、更に2組の正側、負側直流電源1Pcおよび1Nc(1Pdおよび1Nd)と逆流防止ダイオード2Pcおよび2Nc(2Pdおよび2Nd)との直列回路を並列接続し、中性点側に配置された2組の正側、負側直流電源1Pc,1Ncおよび1Pd,1Ndの両端電圧をそれぞれ昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pc、8Pd、8Ncおよび8Ndを介して昇圧回路7bのリアクトルLcとスイッチScの両端に接続する回路を追加したものである。
In FIG. 9, two series of positive and negative DC power supplies 1Pc and 1Nc (1Pd and 1Nd) and backflow prevention diodes 2Pc and 2Nc (2Pd and 2Nd) are connected in parallel and arranged on the neutral point side. The voltages at both ends of the two positive and negative DC power supplies 1Pc, 1Nc and 1Pd, 1Nd thus generated are connected to the reactor Lc of the
本例では、複数の直流電源と1台の昇圧回路との並列回路を基本単位とする回路群を、複数組み合わせた構成であり、その作用・効果は図8と同じである。 In this example, a circuit group having a basic unit of a parallel circuit of a plurality of DC power supplies and one booster circuit is combined, and the operation and effect are the same as those in FIG.
図9は電源モジュール並列数が2の場合を示したが、モジュール並列数に上限はなく、また1台電源でもよい。また、昇圧回路数の制限もなく、電源モジュール数と昇圧回路数を増やして電源容量を大きくすることができる。 Although FIG. 9 shows the case where the number of parallel power supply modules is 2, there is no upper limit to the number of parallel modules, and a single power supply may be used. Further, there is no limit on the number of booster circuits, and the power supply capacity can be increased by increasing the number of power supply modules and the number of booster circuits.
(第5の実施形態)
図10は本発明による電力変換装置の第5の実施形態を示す回路構成図であり、図5と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of the power conversion apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG.
図5においては、昇圧回路7への入力電圧を正側、負側直流電源1Pおよび1Nの電圧和としているのに対し、第5の実施形態では、図10に示すように正側直流電源1Pと逆流防止ダイオード2Nも含めた負側直流電源1Nとの電圧和を昇圧するようにした点が異なる。
In FIG. 5, the input voltage to the
このような構成としても基本的な回路動作、作用および効果は図5と同様である。 Even in such a configuration, the basic circuit operation, operation, and effect are the same as in FIG.
上記では、負側逆流防止ダイオード2Nを中性点とは反対側に設けたが、この負側逆流防止ダイオード2Nを中性点側に設けた場合も同様である。
In the above description, the negative-side
図11は第5の実施形態における他の回路構成例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating another circuit configuration example according to the fifth embodiment.
本例では、図11に示すように図10の昇圧回路7内のスイッチScとチョッパダイオードDcを入れ替え、チョッパダイオードDcが負側逆流防止ダイオード2Nと並列になるように接続した構成としたものである。この場合、昇圧回路7の停止時は負側逆流防止ダイオード2Nが昇圧回路のバイパス回路となり、図10と全く同様の作用・効果が得られる。
In this example, as shown in FIG. 11, the switch Sc and the chopper diode Dc in the
図10と図11は、第3の実施形態を示す図5と図6の関係と同様に、両回路が等価であることは当業者には容易に理解できるものであり、図11の回路構成も第5の実施形態に含まれる。 10 and FIG. 11 can be easily understood by those skilled in the art that both circuits are equivalent, as in the relationship between FIG. 5 and FIG. 6 showing the third embodiment. Is also included in the fifth embodiment.
(第6の実施形態)
図12は本発明による電力変換装置の第6の実施形態を示す回路構成図であり、図10と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing a sixth embodiment of the power conversion device according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第6の実施形態では、図12に示すように図10に示す回路を基本構成とし、直流電源モジュールと昇圧回路を複数並列接続して、大容量化を実現する構成としたものである。 In the sixth embodiment, as shown in FIG. 12, the circuit shown in FIG. 10 is a basic configuration, and a plurality of DC power supply modules and booster circuits are connected in parallel to achieve a large capacity.
すなわち、正側、負側直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)、逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)からなる直流電源モジュールと、昇圧回路7a(7b)からなる回路モジュールとを2組設け、これらをインバータ5側への直流出力回路として並列接続した構成とするものである。
That is, two sets of a DC power supply module including positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb), backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb), and a circuit module including a
上記構成において、正側、負側直流電源1Pbおよび1Nb(1Pcおよび1Nc)と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nb(2Pcおよび2Nc)を直列接続した複数の直流電源モジュールを、1台の昇圧回路7bで昇圧する場合には昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pb、8Pcを介して入力する。
In the above configuration, a plurality of DC power supply modules in which positive and negative DC power supplies 1Pb and 1Nb (1Pc and 1Nc) and backflow prevention diodes 2Pb and 2Nb (2Pc and 2Nc) are connected in series are boosted by one
このような構成とすれば、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてインバータ5側に供給される。
With such a configuration, the output currents of the two sets of circuit modules are combined and supplied to the
図12では直流電源モジュールの並列数が1および2の場合を示したが、直流電源モジュールの並列数に上限がなく、また、昇圧回路数の制限もないことから、直流電源モジュール数と昇圧回路数を必要に応じて増やすことで、電源容量を大きくすることができる。 FIG. 12 shows the case where the parallel number of DC power supply modules is 1 and 2. However, since there is no upper limit to the parallel number of DC power supply modules and there is no limit on the number of booster circuits, the number of DC power supply modules and booster circuits By increasing the number as necessary, the power supply capacity can be increased.
(第7の実施形態)
図13は本発明による電力変換装置の第7の実施形態を示す回路構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a seventh embodiment of the power conversion apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第7の実施形態では、図13に示すように中性点側に設けられた正側、負側逆流防止ダイオード2Pおよび2Nをバイパスするためのバイパスダイオード9を付加する構成としたものである。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 13, a
すなわち、図1の構成において、正側、負側の逆流防止ダイオード2Pおよび2Nを中性点側に設け、これら中性点を挟んで直列接続した正側、負側逆流防止ダイオード2Pおよび2Nと、バイパスダイオードよ9とを並列に接続する構成とするものである。
That is, in the configuration of FIG. 1, positive and negative
このような構成としても、バイパスダイオード9を付加した図13と図1との基本動作は同じである。また、バイパスダイオード9のない図1の構成では、直流電源電流は2個の逆流防止ダイオード2Pおよび2Nを流れるため、当然2個分のダイオード損失を生じるが、図13の構成では、逆流防止ダイオード2Pおよび2Nと並列にバイパスダイオード9が接続されているので、直流電源電流のほとんどはバイパスダイオード9の方を流れる。
Even with such a configuration, the basic operation of FIGS. 13 and 1 with the addition of the
したがって、3個のダイオード2P,2Nおよび9の特性が同じ場合には、図13のダイオード損失は図1の構成に比べて半分以下になる。損失が半分以下になる理由はダイオード2Pおよび2Nの直列回路とバイパスダイオード9とに電流が分流するためであり、昇圧回路を逆流防止ダイオードでバイパスするときの損失を(1)〜(3)式で説明したことと同じである。
Therefore, when the characteristics of the three
以上のように、バイパスダイオード9を付加することでダイオード損失を低減することができ、高効率システムの実現が可能になる。
As described above, the diode loss can be reduced by adding the
(第8の実施形態)
図14は本発明による電力変換装置の第8の実施形態を示す回路構成図であり、図13と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Eighth embodiment)
FIG. 14 is a circuit configuration diagram showing an eighth embodiment of the power conversion apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第8の実施形態では、図14に示すように複数の直流電源モジュールを並列接続する場合に、各電源モジュールの逆流防止ダイオード2Pa(2Pb)および2Na(2Nb)にそれぞれバイパスダイオード9aおよび9bを並列に接続する構成としたものである。
In the eighth embodiment, when a plurality of DC power supply modules are connected in parallel as shown in FIG. 14, the backflow prevention diodes 2Pa (2Pb) and 2Na (2Nb) of each power supply module are respectively connected in parallel with
このような構成としても、図13の場合と同様にバイパスダイオード9aおよび9bを付加することで、ダイオード損失を低減することができ、高効率システムの実現が可能になる。
Even in such a configuration, by adding the
上記実施形態において、直流電源モジュールの並列数に上限がなく、必要に応じて直流電源モジュールの並列数を増やすようにしてもよい。 In the above embodiment, there is no upper limit to the number of parallel DC power supply modules, and the number of parallel DC power supply modules may be increased as necessary.
(第9の実施形態)
図15は本発明による電力変換装置の第9の実施形態を示す回路構成図であり、図13と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Ninth embodiment)
FIG. 15 is a circuit configuration diagram showing a ninth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第9の実施形態では、図15に示すように図13の構成にリアクトルLc、スイッチScおよびチョッパダイオ−ドDcで構成される昇圧回路7を付加し、更に昇圧回路7のリアクトルLcとチョッパダイオードDcの直列回路と並列にバイパスダイオード10を設けるようにしたものである。
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 15, a
このような構成としても基本的な回路動作は図5あるいは図10に示した構成と同様であるが、図5および図10では、逆流防止ダイオードを昇圧回路のバイパス回路として用いるのに対し、図15ではバイパス専用の昇圧回路バイパス用ダイオード10を用いる点で異なっている。
Even in such a configuration, the basic circuit operation is the same as the configuration shown in FIG. 5 or FIG. 10, but in FIG. 5 and FIG. 10, the backflow prevention diode is used as a bypass circuit of the booster circuit. 15 is different in that a boost
すなわち、逆流防止ダイオードを昇圧回路のバイパス回路として使用するためには、その逆流防止ダイオードを直流電源直列回路の外側に設ける必要がある。図15では正側、負側逆流防止ダイオード2Pおよび2Nを中性点側に設ける必要があるため、逆流防止ダイオードを昇圧回路のバイパス回路として使用することはできない。そこで、バイパス専用のダイオード10を付加し、昇圧回路7をバイパスできるように構成したものである。
That is, in order to use the backflow prevention diode as a bypass circuit of the booster circuit, it is necessary to provide the backflow prevention diode outside the DC power supply series circuit. In FIG. 15, since it is necessary to provide the positive side and negative side
図15でダイオードバイパスダイオード9を接続しなければ、先に述べたように2個の逆流防止ダイオード2Pおよび2Nによる電圧降下で損失は増加する。しかし、バイパスダイオード9は基本的動作のために不可欠なものではなく、ダイオード9はなくても同じ動作が行われる。したがって、バイパスダイオード9のない構成も本発明に含まれる。このことは、以下の実施例でも同様である。
If the
図15において、昇圧回路7内のスイッチScとダイオードDcの位置を入れ替え、バイパスダイオード10を直流回路の負側母線に設けても上記構成と等価であることは言うまでもない。
In FIG. 15, it goes without saying that it is equivalent to the above configuration even if the positions of the switch Sc and the diode Dc in the
(第10の実施形態)
図16は本発明による電力変換装置の第10の実施形態を示す回路構成図であり、図15と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Tenth embodiment)
FIG. 16 is a circuit configuration diagram showing a tenth embodiment of a power conversion device according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第10の実施形態では、図16に示すように第9の実施形態で述べた図15に示す回路を基本構成とし、直流電源モジュールおよび昇圧回路を複数並列接続して、大容量化を実現する構成としたものである。 In the tenth embodiment, as shown in FIG. 16, the circuit shown in FIG. 15 described in the ninth embodiment is used as a basic configuration, and a plurality of DC power supply modules and booster circuits are connected in parallel to realize a large capacity. It is a configuration.
すなわち、正側、負側直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)、逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)、バイパスダイオード9a(9b)からなる直流電源モジュールと、バイパス専用のダイオード10a(10b)を含む昇圧回路7a(7b)からなる回路モジュールを2組設け、これらをインバータ5側への直流出力回路として並列接続した構成とするものである。
That is, a DC power supply module including positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb), backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb), and a
このような構成とすれば、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてインバータ5側に供給される。
With such a configuration, the output currents of the two sets of circuit modules are combined and supplied to the
上記構成において、正側、負側直流電源1Pbおよび1Nb(1Pcおよび1Nc)と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nb(2Pcおよび2Nc)、バイパスダイオード9b(9c)とを直列接続した複数の直流電源モジュールとして、バイパス専用のダイオード10bを含む1台の昇圧回路7bで昇圧することができる。
In the above configuration, a plurality of DC power supply modules in which positive and negative DC power supplies 1Pb and 1Nb (1Pc and 1Nc), backflow prevention diodes 2Pb and 2Nb (2Pc and 2Nc), and
(第11の実施形態)
図17は本発明による電力変換装置の第11の実施形態を示す回路構成図であり、図13と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Eleventh embodiment)
FIG. 17 is a circuit configuration diagram showing an eleventh embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第11の実施形態では、図17に示すように図13の構成に、リアクトルLcp、スイッチScpおよびチョッパダイオ−ドDcpで構成される正側昇圧回路と、リアクトルLcn、スイッチScnおよびチョッパダイオ−ドDcnで構成される負側昇圧回路とを並列接続した昇圧回路71を設け、正側昇圧回路は正側直流電源1Pの両端電圧を、負側昇圧回路は負側直流電源1Nの両端電圧をそれぞれ昇圧するようにしたものである。すなわち、昇圧回路71は正側直流電源1Pの出力電圧の昇圧回路と、負側直流電源1Nの出力電圧の昇圧回路とを並列接続した構成としている。
In the eleventh embodiment, as shown in FIG. 17, in the configuration of FIG. 13, a positive side booster circuit constituted by a reactor Lcp, a switch Scp and a chopper diode Dcp, a reactor Lcn, a switch Scn and a chopper diode
このような構成において、昇圧回路71のスイッチScpおよびScnをオフすると、昇圧回路71にはほとんど電流が流れず、直流電源電流の多くが昇圧回路71をバイパスして流れる。この場合、逆流防止ダイオード2Pおよび2N、もしくはバイパスダイオード9が昇圧回路71のバイパス回路として作用する。
In such a configuration, when the switches Scp and Scn of the
したがって、昇圧回路71のオフ時の電流経路は、図13とほぼ同じであり、図13と同様にダイオード損失の少ない装置を実現できる。
Therefore, the current path when the
(第12の実施形態)
図18は本発明による電力変換装置の第12の実施形態を示す回路構成図であり、図17と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Twelfth embodiment)
FIG. 18 is a circuit configuration diagram showing a twelfth embodiment of the power conversion apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第12の実施形態では、図18に示すように第11の実施形態で述べた図17に示す回路を基本構成とし、直流電源モジュールおよび昇圧回路を複数並列接続して、大容量化を実現する構成としたものである。 In the twelfth embodiment, as shown in FIG. 18, the circuit shown in FIG. 17 described in the eleventh embodiment is used as a basic configuration, and a plurality of DC power supply modules and booster circuits are connected in parallel to realize a large capacity. It is a configuration.
すなわち、正側、負側直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)、逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)からなる直流電源モジュールと、昇圧回路71a(71b)からなる回路モジュールを2組設け、これらをインバータ5側への直流出力回路として並列接続した構成とするものである。
That is, two sets of circuit modules including a DC power supply module including positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb), backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb), and a
上記構成において、複数の正側、負側直流電源1Pbおよび1Nb(1Pcおよび1Nc)と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nb(2Pcおよび2Nc)を直列接続した直流電源モジュールを、1台の昇圧回路71bで昇圧する場合には昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pb,8Pcおよび8Nb,8Ncを介して入力する。
In the above configuration, a
このような構成とすれば、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてインバータ5側に供給される。
With such a configuration, the output currents of the two sets of circuit modules are combined and supplied to the
(第13の実施形態)
図19は本発明による電力変換装置の第13の実施形態を示す回路構成図であり、図17と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(13th Embodiment)
FIG. 19 is a circuit configuration diagram showing a thirteenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第13の実施形態では、図19に示すように図17に示す昇圧回路71のチョッパダイオードDcpおよびDcnを1個のチョッパダイオードDcに集約した昇圧回路72で置き換えた回路とするものである。
In the thirteenth embodiment, as shown in FIG. 19, the chopper diodes Dcp and Dcn of the
すなわち、図示するように、正側、負側スイッチScpおよびScnには一般的に還流ダイオードが逆並列接続される。図17に示す昇圧回路71の正側チョッパダイオードDcpの機能は、図19に示す昇圧回路72のチョッパダイオードDcと負側スイッチScnの還流ダイオードとで実現される。同様に、負側チョッパダイオードDcnの機能は、チョッパダイオードDcと正側スイッチScnの還流ダイオードとで実現される。
That is, as shown in the figure, a freewheeling diode is generally connected in reverse parallel to the positive side and negative side switches Scp and Scn. The function of the positive chopper diode Dcp of the
したがって、図19に示すような構成としても、図17と同様の動作が可能であり、昇圧回路72の構成を簡素化できる。
Therefore, even with the configuration as shown in FIG. 19, the same operation as in FIG. 17 is possible, and the configuration of the
(第14の実施形態)
図20は本発明による電力変換装置の第14の実施形態を示す回路構成図であり、図19と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Fourteenth embodiment)
FIG. 20 is a circuit configuration diagram showing a fourteenth embodiment of a power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第14の実施形態では、図20に示すように実施例13で述べた図19の回路を基本構成とし、複数の直流電源モジュールおよび昇圧回路を並列接続する構成としたものである。 In the fourteenth embodiment, as shown in FIG. 20, the circuit of FIG. 19 described in the thirteenth embodiment has a basic configuration, and a plurality of DC power supply modules and booster circuits are connected in parallel.
すなわち、正側、負側直流電源1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)、逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)、バイパスダイオード9a(9b)からなる直流電源モジュールと、昇圧回路72a(72b)からなる回路モジュールを2組設け、これらをインバータ5側への直流出力回路として並列接続した構成とするものである。
That is, a DC power supply module including positive and negative DC power supplies 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb), backflow prevention diodes 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb), a
上記構成において、複数の正側、負側直流電源1Pbおよび1Nb(1Pcおよび1Nc)と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nb(2Pcおよび2Nc)を直列接続した直流電源モジュールを、1台の昇圧回路72bで昇圧する場合には昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pb,8Pcおよび8Nb,8Ncを介して入力する。
In the above configuration, a DC power supply module in which a plurality of positive and negative DC power supplies 1Pb and 1Nb (1Pc and 1Nc) and backflow prevention diodes 2Pb and 2Nb (2Pc and 2Nc) are connected in series is boosted by one
このような構成とすれば、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてインバータ5側に供給される。
With such a configuration, the output currents of the two sets of circuit modules are combined and supplied to the
(第15の実施形態)
図21は本発明による電力変換装置の第15の実施形態を示す回路構成図であり、図17および図19と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 21 is a circuit configuration diagram showing a fifteenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG. 17 and FIG.
図17の昇圧回路71および図19の昇圧回路72は2組の昇圧回路が並列接続されているのに対し、第15の実施形態では、図21に示すように昇圧回路73として2組の昇圧回路が直列接続される構成としたものである。
The
ここで、上記昇圧回路73のリアクトルLcp、スイッチScpおよびチョッパダイオードDcpからなる正側昇圧回路は正側直流電源1Pの両端電圧を昇圧し、正側コンデンサ4Pを充電する。また、リアクトルLcn、スイッチScnおよびチョッパダイオードDcnからなる負側昇圧回路は負側直流電源1Nの両端電圧を昇圧し、負側コンデンサ4Nを充電する。
Here, the positive booster circuit including the reactor Lcp, the switch Scp, and the chopper diode Dcp of the
このように構成することで、昇圧回路73の2組の昇圧回路の昇圧率を低くすることができ、昇圧回路の効率を高くすることができる。
With this configuration, the boosting rate of the two booster circuits of the
(第16の実施形態)
図22は本発明による電力変換装置の第16の実施形態を示す回路構成図であり、図21と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 22 is a circuit configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第16の実施形態では、図22に示すように第15の実施形態で述べた図21の回路を基本構成とし、複数の直流電源モジュールおよび昇圧回路を並列接続する構成としたものである。 In the sixteenth embodiment, as shown in FIG. 22, the circuit of FIG. 21 described in the fifteenth embodiment has a basic configuration, and a plurality of DC power supply modules and booster circuits are connected in parallel.
すなわち、正側、負側直流電源正側1Paおよび1Na(1Pbおよび1Nb)、逆流防止ダイオード2Paおよび2Na(2Pbおよび2Nb)、バイパスダイオード9a(9b)からなる直流電源モジュールと、昇圧回路73a(73b)からなる回路モジュールを2組設け、これらをインバータ5側への直流出力回路として並列接続した構成とするものである。
That is, a DC power supply module including a positive side, a negative DC power supply positive side 1Pa and 1Na (1Pb and 1Nb), a backflow prevention diode 2Pa and 2Na (2Pb and 2Nb), and a
上記構成において、複数の正側、負側直流電源1Pbおよび1Nb(1Pcおよび1Nc)と逆流防止ダイオード2Pbおよび2Nb(2Pcおよび2Nc)、バイパスダイオード9a(9b)を直列接続した直流電源モジュールを、1台の昇圧回路73bで昇圧する場合には昇圧回路用逆流防止ダイオード8Pb,8Pcおよび8Nb,8Ncを介して入力する。
In the above configuration, a DC power supply module in which a plurality of positive and negative DC power supplies 1Pb and 1Nb (1Pc and 1Nc), a backflow prevention diodes 2Pb and 2Nb (2Pc and 2Nc), and a
このような構成とすれば、2組の回路モジュールの出力電流が合成されてインバータ5側に供給される。
With such a configuration, the output currents of the two sets of circuit modules are combined and supplied to the
(第17の実施形態)
図23は本発明による電力変換装置の第17の実施形態を示す回路構成図であり、図21と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Seventeenth embodiment)
FIG. 23 is a circuit configuration diagram showing a seventeenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第17の実施形態では、図23に示すように図21に示した構成の昇圧回路73の正側、負側リアクトルLcpおよびLcnの代わりに磁気的に結合したリアクトルLccを用いた構成とするものである。
In the seventeenth embodiment, as shown in FIG. 23, a configuration using a reactor Lcc magnetically coupled instead of the positive side and negative side reactors Lcp and Lcn of the
図24は磁気的に結合したリアクトルLccのモデル図であり、(a)は正側、負側電流IipおよびIinにより発生する磁束が同方向の磁束加算形、(b)は両電流の磁束が打ち消しあう磁束減算形のリアクトルである。 FIG. 24 is a model diagram of a magnetically coupled reactor Lcc. (A) is a magnetic flux addition type in which the magnetic fluxes generated by the positive and negative currents Iip and Iin are in the same direction, and (b) is a magnetic flux of both currents. This is a magnetic flux subtraction type reactor that cancels each other out.
2組の巻き線の自己インダクタンスをLc、相互インダクタンスをMcとし、回路の抵抗を無視したときの図24(a)の電流式は次のようになる。正側、負側電流は等価であるので、正側電流Iipについてのみ示す。また、pは微分演算子d/dtである。 The current equation of FIG. 24A when the self-inductance of the two sets of windings is Lc, the mutual inductance is Mc, and the resistance of the circuit is ignored is as follows. Since the positive and negative currents are equivalent, only the positive current Iip is shown. P is the differential operator d / dt.
Iip =(LcVcp−McVcn)/p(Lc2-Mc2) …… (4)
両インダクタンスの磁気結合率Km=Mc/Lcを用いて書き直すと次のようになる。
Iip = (LcVcp-McVcn) / p (Lc2-Mc2) (4)
When rewritten using the magnetic coupling rate Km = Mc / Lc of both inductances, it becomes as follows.
p(1−Km2)Lc Iip=Vcp−KmVcn …… (5)
上式は等価インダクタンス(1−Km2)Lcに電圧Vcp−KmVcnが印加されたときに流れる電流Iipの式である。すなわち、正側電流Iipは正側リアクトル電圧Vcpだけでなく、負側リアクトル電圧Vcnの影響も受けることを示している。VcpとVcnはほぼ同じ波形であるから、Kmが1に近づくほどVcp−KmVcnは小さくなり、電流平滑のためにインダクタンス値を小さくすることができる。
p (1−Km2) Lc Iip = Vcp−KmVcn (5)
The above expression is an expression of the current Iip that flows when the voltage Vcp-KmVcn is applied to the equivalent inductance (1-Km2) Lc. That is, the positive side current Iip is affected not only by the positive side reactor voltage Vcp but also by the negative side reactor voltage Vcn. Since Vcp and Vcn have substantially the same waveform, Vcp−KmVcn decreases as Km approaches 1, and the inductance value can be reduced for current smoothing.
ただし、Kmが1に近くなると等価インダクタンス(1−Km2)Lcも0に近づいて平滑効果が小さくなる。適度の結合率Kmを選定することで、等価インダクタンス値の確保と電圧リプルの低減とを両立させることができる。 However, when Km approaches 1, the equivalent inductance (1-Km2) Lc also approaches 0 and the smoothing effect decreases. By selecting an appropriate coupling rate Km, it is possible to achieve both equivalent inductance value reduction and voltage ripple reduction.
図24(b)の磁束減算形リアクトルの場合の電流は次のようになる。 The current in the case of the magnetic flux subtractor type reactor of FIG. 24B is as follows.
Iip=Vcp+KmVcn)/p(1−km2)Lc …… (6)
磁束加算形にすると、負側電圧Vcnの極性が変化し、等価印加電圧はVcp+KmVcnとなる。
Iip = Vcp + KmVcn) / p (1-km2) Lc (6)
When the magnetic flux addition type is used, the polarity of the negative side voltage Vcn changes, and the equivalent applied voltage becomes Vcp + KmVVcn.
したがって、VcpとVcnが同じ波形の場合は振幅が増加するだけで電流リプルの低減効果は得られない。磁束加算形で電流リプルの低減効果を得るためには、正側と負側とでスイッチScpおよびScnのオン、オフタイミングをシフトする必要がある。たとえば、3角波キャリアと比較してオン、オフタイミングを決定する、周知のPMW方式を用いる場合には、正負のキャリアをキャリア周期の半周期分だけシフトすればよい。そのことで、等価キャリア周波数が2倍になり、電流リプルを低減することができる。 Therefore, when Vcp and Vcn have the same waveform, only the amplitude increases and the current ripple reduction effect cannot be obtained. In order to obtain the current ripple reduction effect in the magnetic flux addition type, it is necessary to shift the on / off timing of the switches Scp and Scn between the positive side and the negative side. For example, in the case of using a well-known PMW system that determines on / off timing as compared with a triangular wave carrier, the positive and negative carriers may be shifted by a half of the carrier period. As a result, the equivalent carrier frequency is doubled and current ripple can be reduced.
磁束加算形は磁束減算形よりもリプルの低減効果がいくらか小さい。しかし、正負電流で発生する磁束が打ち消しあうので、合成磁束が小さくなる。したがって、磁路の断面積も小さくでき、リアクトルを小形にできる利点がある。 The magnetic flux addition type is somewhat less effective in reducing ripple than the magnetic flux subtraction type. However, since the magnetic flux generated by the positive and negative currents cancels out, the combined magnetic flux becomes small. Therefore, there is an advantage that the cross-sectional area of the magnetic path can be reduced and the reactor can be reduced in size.
以上、実施例15の図21における正負リアクトルLcpおよびLcnを磁気結合する場合について示したが、2つの昇圧回路を含む実施例11から実施例16の構成でも、リアクトルを磁気結合化することで同様の効果が得られることは明らかである。 As described above, the case where the positive and negative reactors Lcp and Lcn are magnetically coupled in FIG. 21 of the fifteenth embodiment has been described. It is clear that the effect of can be obtained.
(第18の実施形態)
図25は本発明による電力変換装置の第18の実施形態を示す回路構成図であり、図21および図23と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Eighteenth embodiment)
FIG. 25 is a circuit configuration diagram showing an eighteenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG. 21 and FIG.
第18の実施形態では、図25に示すように第17の実施形態で述べた図23に示す昇圧回路74に設けられたリアクトルLccに更に正側、負側リアクトルLcpおよびLcnを直列接続した構成とするものである。
In the eighteenth embodiment, as shown in FIG. 25, the positive and negative reactors Lcp and Lcn are further connected in series to the reactor Lcc provided in the
このような構成においては、磁気結合リアクトルのもれインダクタンスをLcpおよびLcnだけ増加した場合と等価であり、図23と同じようにリプル低減効果が得られる。 Such a configuration is equivalent to the case where the leakage inductance of the magnetically coupled reactor is increased by Lcp and Lcn, and the ripple reduction effect can be obtained as in FIG.
また、第17の実施形態の場合と同様に、第11の実施形態から第16の実施形態の構成でも同様の効果が得られることは明らかである。 Further, as in the case of the seventeenth embodiment, it is obvious that the same effect can be obtained with the configurations of the eleventh embodiment to the sixteenth embodiment.
(第19の実施形態)
図26は本発明による電力変換装置の第19の実施形態を示す回路構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
(Nineteenth embodiment)
FIG. 26 is a circuit configuration diagram showing a nineteenth embodiment of the power converter according to the present invention. The same parts as those in FIG.
第19の実施形態では、図26に示すように図1に示す中性点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地する接地回路3を設けた構成とするものである。
In the nineteenth embodiment, as shown in FIG. 26, a
このように正負直流電源1Pおよび1Nの中性点を接地することで、正側、負側直流電源1Pおよび1Nの対地電位はそれぞれの電源電圧Vspおよび−Vsn以内に抑えることができる。逆流防止ダイオード2Pおよび2Nの電圧降下を無視すれば、インバータ直流電圧Vdは両電源電圧の和Vsp+Vsnとなり、VspおよびVsnを耐圧限度まで高くすれば、耐圧の2倍の直流電圧を得ることができる。
By grounding the neutral points of the positive and negative
したがって、直流回路の高電圧化が可能となり、高効率の電力変換装置を実現することができる。 Therefore, the voltage of the DC circuit can be increased, and a highly efficient power conversion device can be realized.
図26は図1の構成で中性点接地する場合を示したが、前述した各実施形態でも同様に、中性点を接地することで直流回路電圧を電源耐圧の約2倍まで高電圧化できることは明らかである。 FIG. 26 shows the case where the neutral point is grounded in the configuration of FIG. 1, but also in each of the above-described embodiments, the DC voltage is increased to about twice the power source withstand voltage by grounding the neutral point. Obviously we can do it.
以上はNPCインバータ5を適用した各実施形態の構成と動作について説明したが、最後にNPCインバータ5の分担制御と正側、負側電源の独立制御により、正側直流電源1Pと負側直流電源1Nの発電能力をそれぞれ最大限に引き出すことができることについて説明する。
The configuration and operation of each embodiment to which the
図27は図2および図3に示したNPCインバータ5の各レグにおいて、スイッチング素子S1〜S4のオン、オフと出力電位Eとの関係を示す図であり、S1〜S4のうちの2個が同時にオンする状態を示している。
FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the on / off of the switching elements S1 to S4 and the output potential E in each leg of the
図27において、(a)はスイッチング素子S1とS2がオンする場合で、電流極性に関わらず出力Eは直流回路正側電位Epとなる。(b)はスイッチング素子S2とS3がオンの場合、(c)はスイッチング素子S3とS4がオンの場合で、出力電位はそれぞれ中性点電位Eoおよび負側電位Enとなる。 In FIG. 27, (a) shows a case where the switching elements S1 and S2 are turned on, and the output E becomes the DC circuit positive potential Ep regardless of the current polarity. (B) is when the switching elements S2 and S3 are on, and (c) is when the switching elements S3 and S4 are on, and the output potentials are the neutral potential Eo and the negative potential En, respectively.
このようにスイッチング素子のオン、オフ状態により、3種類の電位を出力できるので3レベルインバータとも呼ばれる。中性点0を基準とした電圧vが正のときは図27(a)と(b)の通電状態を交互に繰り返し、vが負のときは(b)と(c)の通電状態を交互に繰り返して、出力電圧の平均値が指令値に追従するようにPWM制御する。
In this way, since three types of potentials can be output depending on the on / off state of the switching element, it is also called a three-level inverter. When the voltage v with respect to the
電圧vが正で図27(a)と(b)の通電状態を交互に繰り返しているときには直流回路負側母線には電流が流れないので、正側電源だけが電力授受を行い、負側電力Pnは0となる。逆にvが負で図27(b)と(c)の通電状態を交互に繰り返してときは、正側電力Ppが0で、負側だけが電力授受を行う。 When the voltage v is positive and the energized states of FIGS. 27A and 27B are alternately repeated, no current flows through the DC circuit negative bus, so only the positive power supply transmits and receives power. Pn becomes zero. On the other hand, when v is negative and the energized states of FIGS. 27B and 27C are alternately repeated, the positive power Pp is 0 and only the negative side performs power transfer.
このように出力電圧vが正のときには負側電力Pnが0で、vが負のときには正側電力Ppが0となることが、正側、負側電力の比率制御の基本である。 Thus, when the output voltage v is positive, the negative power Pn is 0, and when v is negative, the positive power Pp is 0, which is the basis of the positive and negative power ratio control.
ここで、正側、負側電力比率を制御できることを図28に示す波形図により詳しく説明する。 Here, the fact that the positive and negative power ratios can be controlled will be described in detail with reference to the waveform diagram shown in FIG.
図28はレグの(a)出力電圧v、(b)出力電流iおよび(c)電力Pの瞬時波形であり、電圧vに一定のバイアスVbを加算した場合の波形も示している。 FIG. 28 shows instantaneous waveforms of (a) output voltage v, (b) output current i, and (c) power P of a leg, and also shows a waveform when a constant bias Vb is added to voltage v.
バイアスVbを加算しない場合は、電圧v=Vsinθが正の期間と負の期間とで、電力P=v・iの波形は等しくなる。vが正のときに正側母線、vが負のときに負側母線とそれぞれ授受が行われるので、1サイクル間の正側、負側電力分担は等しくなる。 When the bias Vb is not added, the waveform of the power P = v · i is equal between the positive period and the negative period of the voltage v = Vsinθ. When v is positive, transmission / reception is performed with the positive bus, and when v is negative, transmission / reception is performed with the positive and negative power sharing in one cycle.
これに対してバイアスVbを加算した場合の電力Pは、Vbとiの積である電力Vb・i分が重畳され、図28(c)のように正側母線との電力授受量Pp(前半)と負側母線との電力授受量Pn(後半)に差を生じ、1サイクル間では正側電力Ppの方が大きくなる。バイアス電圧Vbを負にしたときは逆の関係になり、1サイクル間電力は負側Pnの方が大きくなる。単相インバータおよび3相インバータとも各レグの出力電圧を等しい量だけバイアスすれば、出力端子間の電圧はバイアスする前と変わらないので、バイアスしても問題なく運転ができる。 On the other hand, the power P when the bias Vb is added is superimposed on the power Vb · i, which is the product of Vb and i, and the power transfer amount Pp (first half) with the positive bus as shown in FIG. ) And the negative power supply amount Pn (second half), and the positive power Pp becomes larger during one cycle. When the bias voltage Vb is negative, the relationship is reversed, and the power for one cycle is greater on the negative side Pn. If the output voltage of each leg is biased by the same amount in both the single-phase inverter and the three-phase inverter, the voltage between the output terminals is the same as before the bias, so that even if biased, operation can be performed without any problem.
正側、負側電力PpおよびPnとバイアス電圧Vbとの関係を次に示す。電圧vおよび電流iを(7)および(8)式で表せば、その積である電力Pは(9)式となる。φは力率角である。 The relationship between the positive and negative power Pp and Pn and the bias voltage Vb is shown below. If the voltage v and the current i are expressed by the equations (7) and (8), the power P, which is the product thereof, becomes the equation (9). φ is the power factor angle.
v=Vsinθ+Vb …… (7)
i=Isin(θ-φ) …… (8)
P=v・i=VIsinθsin(θ-φ)+VbIsin(θ-φ) …… (9)
バイアスVbが正であれば、vが正期間の位相範囲は増加し、その増加位相角δは次式となる。
v = Vsinθ + Vb (7)
i = Isin (θ-φ) (8)
P = v · i = VIsinθsin (θ−φ) + VbIsin (θ−φ) (9)
If the bias Vb is positive, the phase range when v is positive is increased, and the increased phase angle δ is expressed by the following equation.
δ=sin-1(Vb/V) …… (10)
したがって、1サイクル間のPの正負平均値PpおよびPnはそれぞれ次の式で求められる。
Therefore, the positive and negative average values Pp and Pn of P during one cycle are obtained by the following equations, respectively.
(9)式のPを代入して、(11)および(12)式を解けばPpおよびPnは次のように求められる。ただし、Kbはバイアス係数Vb/Vである。
PpとPnの和が出力電力平均値Poであり、次式となる。 The sum of Pp and Pn is the output power average value Po and is given by the following equation.
Po=Pp+Pn=VIcosφ/2 …… (15)
(13)および(14)は、Poを用いて次のように表すことができる。
(13) and (14) can be expressed as follows using Po.
dPがバイアス電圧Vbによって制御できる正負電力差Pp−Pnの1/2であることは明白である。(16)式をPoで規格化すれば次式のようになり、Kbの小さな範囲では2Kb/πで近似できる。
図29は上式をグラフにしたものであり、Kb<0.5(δ<30o)であれば近似解の誤差は小さい。 FIG. 29 is a graph of the above equation. If Kb <0.5 (δ <30 °), the error of the approximate solution is small.
ただし、(16)式のdPの極性はPoの極性と等しいことを考慮する必要がある。cosφが負になると、バイアス電圧Vbを正側に増加させてもdPは負になり、正側電力Ppは減少する。正側、負側の電力分担を制御するときに、バイアス電圧Vbの加算極性は電力Poの極性に応じて変える必要があることを示している。 However, it is necessary to consider that the polarity of dP in the equation (16) is equal to the polarity of Po. When cosφ becomes negative, even if the bias voltage Vb is increased to the positive side, dP becomes negative and the positive side power Pp decreases. This indicates that when the power sharing between the positive side and the negative side is controlled, the addition polarity of the bias voltage Vb needs to be changed according to the polarity of the power Po.
以上のようにNPCインバータはバイアス電圧Vcで正側電力Ppと負側電力Pnの比率を制御することができる。このことを利用して、正負電源1Pおよび1N間に発電能力の差がある場合でも、それぞれの最大発電能力点で動作させることが可能である。
As described above, the NPC inverter can control the ratio of the positive power Pp and the negative power Pn with the bias voltage Vc. By utilizing this, even when there is a difference in power generation capacity between the positive and
このことを直流電源1Pおよび1Nとして太陽光パネルを用いる場合を例として、より詳細に説明する。
This will be described in more detail with reference to an example in which a solar panel is used as the
図30はV−I特性およびV−P特性と呼ばれる太陽電池の発電特性を示す曲線図である。図30において、横軸が発電電圧V、縦軸は発電電流Iおよび発電電力P=V・Iであり、照射量が異なる2種類の特性曲線を示している。 FIG. 30 is a curve diagram showing the power generation characteristics of the solar cell called VI characteristics and VP characteristics. In FIG. 30, the horizontal axis represents the generated voltage V, the vertical axis represents the generated current I and the generated power P = V · I, and shows two types of characteristic curves with different irradiation amounts.
それぞれの電力P曲線には最大電力点Pm1およびPm2が存在し、常に最大電力点で動作させることが高効率発電の条件である。特性1の最大電力点Pm1で動作させるためには、電圧をVm1、電流をIm1とする必要がある。また、特性2の最大電力点Pm2で動作させるためには、電圧をVm2、電流をIm2とする必要がある。 Each power P curve has maximum power points Pm1 and Pm2, and it is a condition for high-efficiency power generation to always operate at the maximum power point. In order to operate at the maximum power point Pm1 of the characteristic 1, it is necessary to set the voltage to Vm1 and the current to Im1. Further, in order to operate at the maximum power point Pm2 of the characteristic 2, it is necessary to set the voltage to Vm2 and the current to Im2.
しかしながら、2つの直流電源1Pおよび1Nを単純に直列接続し、中性点電流の経路がない場合には、両電源には同じ電流しか流せない。
However, when two
例えば、正側電源1Pの発電特性が図30の特性1で、負側電源1Nが特性2であった場合に、負側電源1NがIm1相等の電流を流せないので、正側電源1Pを特性1の最大電力点Pm1で動作させることはできない。正側電源1Pの電流を負側電源1Nが流せるレベルまで小さくする必要があり、結果として正側電源1Pの発電電力は発電可能最大電力Pm1よりも小さくせざるを得なくなる。
For example, if the power generation characteristic of the
本発明では、正負電源1Pおよび1Nの発電能力に差がある場合でも、両電源をそれぞれ最大電力点で動作させることができる。前述のように正負電源1Pの発電能力が高い場合には、NPCインバータ5の正側電力Ppが負側電力Pnよりも大きくなるようにバイアス電圧Vbを調整すればよい。
In the present invention, even when there is a difference in power generation capacity between the positive and
その結果、正側電源1Pの電流が負側電源1Nよりも大きくなり、それぞれの最大電力点で動作させることが可能になる。このようにして太陽光パネルの最大発電能力を発揮させることができ、本発明によりシステム発電効率を向上させることができる。
As a result, the current of the
正負電源1Pおよび1Nを、それぞれの最大電力点で動作させるためには、1Pおよび1Nの電圧もしくは電流を独立して制御できることが条件になる。
In order to operate the positive and
次に本発明の各実施形態の構成で、両電源それぞれの電流を独立制御可能であることを、図31から図34の等価モデルを用いて説明する。 Next, the fact that the currents of both power sources can be independently controlled in the configuration of each embodiment of the present invention will be described using the equivalent models of FIGS.
図31は昇圧回路のない等価モデルであるが、昇圧回路があっても昇圧動作を停止している場合もこの等価モデルに該当するので、本発明のすべての構成に適用される。等価モデルではダイオードなどは無視し、インバータは正負の直流電流源IpおよびInで表している。 FIG. 31 shows an equivalent model without a booster circuit. However, even when the booster circuit is present, the case where the boosting operation is stopped corresponds to this equivalent model, and is therefore applied to all configurations of the present invention. In the equivalent model, diodes and the like are ignored, and the inverter is represented by positive and negative DC current sources Ip and In.
系統連係をする場合に、インバータは出力交流電流をフィードバック制御する一般的である。交流電流の系統電圧と同相な有効電流成分と直流回路源流は比例するので、インバータを等価的に電流源とみなすことができる。更には前述したようにバイアス電圧Vbで正負電力分担を制御することができるので、図31に示すように、正負独立した制御可能な電流源とみなすことができる。 In the case of system linkage, an inverter generally performs feedback control of an output AC current. Since the active current component in phase with the system voltage of the AC current is proportional to the DC circuit source flow, the inverter can be regarded as an equivalent current source. Further, as described above, since the positive and negative power sharing can be controlled by the bias voltage Vb, it can be regarded as a controllable current source that is independent of positive and negative, as shown in FIG.
図31において、定常状態では平滑コンデンサ4Pおよび4Nに電流が流れないので、4Pおよび4Nは無視することができる。このことは以降の図32から図34でも同様である。したがって、インバータ電流IpおよびInはそれぞれ電源1Pおよび1Nに流れ、インバータで両電源の電流を制御でき、各電源の最適動作点での動作が可能となる。
In FIG. 31, since no current flows through the smoothing
平滑コンデンサ4Pおよび4Nの電圧は、電源1Pおよび1Nの電圧と等しくなり、制御することはできない。
The voltages of the smoothing
図32は正負電源の両端電圧を一括して昇圧する場合の等価モデルであり、図32(a)は図5および図11のように昇圧回路出力電流が正側母線に出力される場合、図32(b)は図6および図12のように昇圧回路出力電流が負側母線に出力される場合のモデルである。 FIG. 32 is an equivalent model in the case where the voltages at both ends of the positive and negative power supplies are boosted together. FIG. 32A shows a case where the booster circuit output current is output to the positive bus as shown in FIGS. 32 (b) is a model when the booster circuit output current is output to the negative bus as shown in FIGS.
昇圧回路は図32に示すように、等価的に2つの電流源Ic1およびIc2で表すことができる。昇圧回路への入力電流Icは、昇圧回路内のスイッチScのオン、オフ比によって制御することができ、またオン、オフ比に応じてIc1とIc2とに分流する。 As shown in FIG. 32, the booster circuit can be equivalently represented by two current sources Ic1 and Ic2. The input current Ic to the booster circuit can be controlled by the on / off ratio of the switch Sc in the booster circuit, and is divided into Ic1 and Ic2 according to the on / off ratio.
図32(a)では昇圧回路の入力電流Icは電源1Pの電流であるから、電源1Pの電流は昇圧回路で制御することができる。電源1Nの電流はIn+Ic2であり、負側インバータ電流Inで制御できることを示している。
In FIG. 32A, since the input current Ic of the booster circuit is the current of the
平滑コンデンサ4Pの電流が0であるためには、2つの可制御電流Ic1とIpとが等しくなるように制御しなければならないが、Ic1とIpの差電流で平滑コンデンサ4Pの電圧を制御可能であることも示している。この場合、負側平滑コンデンサ4Nの電圧は電源1Nの電圧と等しくなり、制御することはできない。
In order for the current of the smoothing
図32(b)でも同様に、昇圧回路で電源1Nの電流を制御することができ、電源1Pの電流は正側インバータ電流Ipで制御することができる。この場合、負側平滑コンデンサ4Nの電圧は制御することができるが、正側平滑コンデンサ4Pの電圧は電源1Pの電圧と等しくなり、制御することができない。
Similarly in FIG. 32B, the current of the
図33は正側、負側昇圧回路の出力を並列接続する構成、図34は正側、負側昇圧回路の出力を直列接続する構成の等価モデルである。 FIG. 33 is an equivalent model of a configuration in which the outputs of the positive and negative booster circuits are connected in parallel, and FIG. 34 is an equivalent model of a configuration in which the outputs of the positive and negative booster circuits are connected in series.
正側、負側電源1Pおよび1Nの電流はそれぞれ正側、負側の昇圧回路で独立して制御できることは明らかである。
Obviously, the currents of the positive and
図33では、平滑コンデンサ4Pおよび4Nの両端電圧を昇圧回路で制御し、正側、負側の電圧分担比をインバータで制御することができる。
In FIG. 33, the voltage across the smoothing
平滑コンデンサ4Pおよび4Nそれぞれの電圧を、昇圧回路とインバータで独立に制御することができる。
The voltages of the smoothing
1P,1Pa,1Pb,1Pc,1Pd … 正側直流電源
1N,1Na,1Nb,1Nc,1Nd … 負側直流電源
2,2a,2b,2c,2d … 逆流防止ダイオード
2P,2Pa,2Pb,2Pc,2Pd … 正側逆流防止ダイオード
2N,2Na,2Nb,2Nc,2Nd … 負側逆流防止ダイオード
3 … 接地回路
4 … 平滑コンデンサ
5 … 単相あるいは多相のインバータ
6 … 負荷あるいは電力系統
7,7a,7b,71,71a,71b,72,72a,72b,73,73a,73b,74,75 … 昇圧回路
8Pa,8Pb,8Pc,8Pd … 昇圧回路用正側逆流防止ダイオード
8Na,8Nb,8Nc,8Nd … 昇圧回路用負側逆流防止ダイオード
9,9a,9b,9c,9d … ダイオードバイパスダイオード
10,10a,10b … 昇圧回路バイパスダイオード
1P, 1Pa, 1Pb, 1Pc, 1Pd ... Positive side
Claims (20)
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源と正側逆流防止ダイオードとを直列接続した正側直流電源回路と、負側直流電源と負側逆流防止ダイオードとを直列接続した負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールで構成された
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A direct current DC power supply circuit in which a positive DC power supply and a positive backflow prevention diode are connected in series, and a negative DC power supply circuit in which a negative DC power supply and a negative backflow prevention diode are connected in series. A power conversion device comprising a power supply module.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源と正側逆流防止ダイオードとを直列接続した正側直流電源回路と、負側直流電源と負側逆流防止ダイオードとを直列接続した負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールを並列接続して構成された
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A plurality of DC power supply circuits in which a positive DC power supply and a positive backflow prevention diode are connected in series, and a negative DC power supply circuit in which a negative DC power supply and a negative backflow prevention diode are connected in series are connected in series. A power conversion apparatus comprising: a plurality of DC power supply modules connected in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその正電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその負電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記直流電源モジュールにおける正側直流電源と負側直流電源とで形成される直列回路の両端電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記直流電源モジュールと前記昇圧回路とで形成され、両者の出力を並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A positive DC power supply circuit comprising a positive DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the positive potential side, and a negative DC power supply circuit comprising a negative DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the negative potential side. A DC power supply module that is connected in series,
A booster circuit comprising a reactor, a switching element and a diode, and boosting a voltage across a series circuit formed by a positive side DC power source and a negative side DC power source in the DC power source module;
A power converter comprising: a parallel circuit that is formed of the DC power supply module and the booster circuit and outputs the outputs of both in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその正電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその負電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源と負側直流電源との直列回路の両端電圧を昇圧する複数の昇圧回路と、
前記複数の直流電源モジュールと前記複数の昇圧回路とで形成され、これら各出力を並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A positive DC power supply circuit comprising a positive DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the positive potential side, and a negative DC power supply circuit comprising a negative DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the negative potential side. A plurality of DC power supply modules connected in series,
A plurality of boosting circuits that boost the voltage across the series circuit of the positive side DC power source and the negative side DC power source in each of the DC power source modules, comprising a reactor, a switching element, and a diode;
A power conversion device comprising: a plurality of DC power supply modules and a plurality of booster circuits; and a parallel circuit that outputs these outputs in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその正電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその負電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源と負側直流電源とのそれぞれの直列回路の両端電圧を昇圧する1個の昇圧回路と、
前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源及び負側直流電源の昇圧回路に対する電圧入力路にそれぞれ介挿された複数の昇圧回路用逆流防止ダイオードと、
前記複数の直流電源モジュールと前記昇圧回路とで形成され、これらの各出力を並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A positive DC power supply circuit comprising a positive DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the positive potential side, and a negative DC power supply circuit comprising a negative DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the negative potential side. A plurality of DC power supply modules connected in series,
A booster circuit comprising a reactor, a switching element, and a diode, and boosting the voltage across each of the series circuits of the positive side DC power source and the negative side DC power source in each DC power source module;
A plurality of booster circuit backflow prevention diodes inserted in voltage input paths to the booster circuits of the positive DC power supply and the negative DC power supply in each DC power supply module;
A power converter comprising: a plurality of DC power supply modules and the booster circuit; and a parallel circuit that outputs each of these outputs in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその正電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその負電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記直流電源モジュールにおける正側直流電源回路の正側端子と負側直流電源の負側端子との端子間電圧、または正側直流電源の正側端子と負側直流電源回路の負側端子との端子間電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記直流電源モジュールと前記昇圧回路とで形成され、これらの各出力を並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A positive DC power supply circuit comprising a positive DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the positive potential side, and a negative DC power supply circuit comprising a negative DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the negative potential side. A DC power supply module that is connected in series,
A reactor, a switching element, and a diode. In the DC power supply module, the voltage between the positive terminal of the positive DC power supply circuit and the negative terminal of the negative DC power supply or the positive terminal of the positive DC power supply and the negative A step-up circuit for stepping up the voltage across the negative side terminal of the side DC power supply circuit;
A power conversion device comprising: a parallel circuit that is formed of the DC power supply module and the booster circuit and outputs each of these outputs in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその正電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその負電位側に直列接続した逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源の正側端子と負側直流電源回路の負側端子との端子間電圧、または正側直流電源回路の正側端子と負側直流電源の負側端子との端子間電圧を昇圧する1個の昇圧回路と、
前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源または負側直流電源の前記昇圧回路に対する電圧入力路に介挿された複数の昇圧回路用逆流防止ダイオードと、
前記複数の直流電源モジュールと前記昇圧回路とで形成され、これらの各出力を並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
A positive DC power supply circuit comprising a positive DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the positive potential side, and a negative DC power supply circuit comprising a negative DC power supply and a reverse current prevention diode connected in series to the negative potential side. A plurality of DC power supply modules connected in series,
A voltage between the positive terminal of the positive DC power supply and the negative terminal of the negative DC power supply circuit in each DC power supply module, or the positive terminal of the positive DC power supply circuit, comprising a reactor, a switching element, and a diode. One booster circuit for boosting the voltage between the negative terminal of the negative DC power supply and the negative terminal;
A plurality of booster circuit backflow prevention diodes inserted in a voltage input path to the booster circuit of the positive DC power supply or the negative DC power supply in each of the DC power supply modules;
A power converter comprising: a plurality of DC power supply modules and the booster circuit; and a parallel circuit that outputs each of these outputs in parallel.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
前記正側逆流防止ダイオードと前記負側逆流防止ダイオードとで形成される直列回路に対して並列に接続されたバイパスダイオードとを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
A power conversion device comprising: a bypass diode connected in parallel to a series circuit formed by the positive side backflow prevention diode and the negative side backflow prevention diode.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
前記各直流電源モジュールの正側逆流防止ダイオードと前記負側逆流防止ダイオードとで形成される直列回路に対してそれぞれ並列に接続されたバイパスダイオードとを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A plurality of DC power supply modules formed by connecting negative DC power supply circuits in series;
A power conversion device comprising a bypass diode connected in parallel to a series circuit formed by a positive side reverse current prevention diode and a negative side reverse current prevention diode of each DC power supply module.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記直流電源モジュールの両端電圧を昇圧する1個の昇圧回路と、
前記昇圧回路の非動作時に前記直流電源モジュールに対して前記昇圧回路をバイパスさせるバイパスダイオードとを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
One booster circuit comprising a reactor, a switching element and a diode, and boosting the voltage across the DC power supply module;
A power conversion device comprising: a bypass diode that bypasses the booster circuit with respect to the DC power supply module when the booster circuit is not operating.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記直流電源モジュールの両端電圧を昇圧する1個の昇圧回路と、
前記昇圧回路の非動作時に前記直流電源モジュールに対して前記昇圧回路をバイパスさせるバイパスダイオードと、
前記各直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A plurality of DC power supply modules formed by connecting negative DC power supply circuits in series;
One booster circuit comprising a reactor, a switching element and a diode, and boosting the voltage across the DC power supply module;
A bypass diode that bypasses the booster circuit with respect to the DC power supply module when the booster circuit is not operating;
A power conversion apparatus comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of each DC power supply module and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記正側直流電源の両端電圧を昇圧する正側昇圧回路と、リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記負側直流電源の両端電圧を昇圧する負側昇圧回路とを並列接続した昇圧回路と、
前記直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路と
を有することを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
A positive side boosting circuit that boosts the voltage across the positive side DC power source, and a negative side that boosts the voltage across the negative side DC power source consisting of a reactor, a switching element, and a diode. A booster circuit in which a booster circuit is connected in parallel;
A power conversion device comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of the DC power supply module and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記各直流電源モジュールにおける正側直流電源の両端電圧を昇圧する正側昇圧回路と、リアクトルとスイッチ素子及びダイオードとからなり、前記前記各直流電源モジュールにおける負側直流電源の両端電圧を昇圧する負側昇圧回路とを並列接続した昇圧回路と、
前記複数の直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A plurality of DC power supply modules formed by connecting negative DC power supply circuits in series;
A positive-side booster circuit that boosts the voltage across the positive-side DC power supply in each DC power supply module, a reactor, a switch element, and a diode. A booster circuit connected in parallel with a negative booster circuit that boosts the voltage at both ends of the side DC power supply;
A power conversion apparatus comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the outputs of the plurality of DC power supply modules and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
正側スイッチ素子とダイオードと負側スイッチ素子とを直列接続し、前記直流電源モジュールにおける逆流防止ダイオードの直列回路の両端と前記ダイオードの両端にそれぞれ接続される正側リアクトルおよび負側リアクトルからなる昇圧回路と、
前記直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
A booster composed of a positive-side reactor and a negative-side reactor that are connected in series with a positive-side switch element, a diode, and a negative-side switch element, and are connected to both ends of a series circuit of backflow prevention diodes in the DC power supply module Circuit,
A power conversion device comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of the DC power supply module and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる複数の直流電源モジュールと、
正側スイッチ素子と負側スイッチ素子とをダイオードを介して直列接続し、前記各直流電源モジュールにおける逆流防止ダイオードの直列回路の両端と前記ダイオードの両端に、昇圧回路用正、負逆流防止ダイオードをそれぞれ介して接続される正側リアクトルおよび負側リアクトルからなる1個の昇圧回路と、
前記各直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A plurality of DC power supply modules formed by connecting negative DC power supply circuits in series;
A positive side switch element and a negative side switch element are connected in series via a diode, and positive and negative backflow prevention diodes for a boost circuit are provided at both ends of the series circuit of backflow prevention diodes and both ends of the diodes in each DC power supply module. One booster circuit consisting of a positive side reactor and a negative side reactor connected through each of them;
A power conversion apparatus comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of each DC power supply module and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
正側スイッチ素子と2個の直列ダイオードと負側スイッチ素子とを直列接続し、前記直流電源モジュールの逆流防止ダイオード直列回路の両端と前記直列ダイオードの両端に正側リアクトルおよび負側リアクトルをそれぞれ接続するとともに、前記2個の直列ダイオードの直列接続点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点とを接続してなる昇圧回路と、
前記直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
A positive side switch element, two series diodes and a negative side switch element are connected in series, and a positive side reactor and a negative side reactor are connected to both ends of the reverse current prevention diode series circuit of the DC power supply module and both ends of the series diode, respectively. And a booster circuit formed by connecting a series connection point of the two series diodes and a neutral point of the positive and negative smoothing capacitors;
A power conversion device comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of the DC power supply module and the output of the booster circuit.
前記直流電源の中性点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点及び前記中性点クランプ方式インバータの中性点とをそれぞれ接続して構成され、
前記中性点を有する直流電源は、
正側直流電源とその負電位側に直列接続された正側逆流防止ダイオードとからなる正側直流電源回路と、負側直流電源とその正電位側に直列接続した負側逆流防止ダイオードとからなる負側直流電源回路とを直列接続してなる直流電源モジュールと、
正側スイッチ素子と2個の直列ダイオードと負側スイッチ素子とを直列接続し、前記各直流電源モジュールにおける逆流防止ダイオードの直列回路の両端と前記直列ダイオードの両端に昇圧回路用正、負逆流防止ダイオードを介して正側リアクトルおよび負側リアクトルをそれぞれ接続するとともに、前記2個の直列ダイオードの直列接続点と前記正側、負側平滑コンデンサの中性点とを接続してなる昇圧回路と、
前記直流電源モジュールの出力と前記昇圧回路の出力とを並列出力する並列回路とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A DC power supply having a neutral point, a positive and negative smoothing capacitor that smoothes the DC power output from this DC power supply, and a DC power that is smoothed by the positive and negative smoothing capacitors is converted to AC. With neutral point clamp type inverter to supply to load or power system,
The neutral point of the DC power source and the positive side, the neutral point of the negative side smoothing capacitor and the neutral point of the neutral point clamp system inverter are connected, respectively.
The DC power source having the neutral point is
Consists of a positive-side DC power supply circuit composed of a positive-side DC power supply and a positive-side backflow prevention diode connected in series to the negative potential side, and a negative-side DC power supply and a negative-side backflow prevention diode connected in series to the positive potential side A DC power supply module formed by connecting a negative DC power supply circuit in series;
A positive side switch element, two series diodes and a negative side switch element are connected in series, and positive and negative backflow prevention for a booster circuit are provided at both ends of the series circuit of the backflow prevention diode and both ends of the series diode in each DC power supply module. A booster circuit formed by connecting a positive side reactor and a negative side reactor via diodes, and connecting a series connection point of the two series diodes and a neutral point of the positive side and negative side smoothing capacitors;
A power conversion device comprising: a parallel circuit that outputs in parallel the output of the DC power supply module and the output of the booster circuit.
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