逆变器装置(101)的3级逆变器电路(120)具有：串联连接的第1至第4前级开关元件(S1～S4)；和浮动电容器(Cf)，其连接在第1前级开关元件(S1)与第2前级开关元件(S2)的连接点、和第3前级开关元件(S3)与第4前级开关元件(S4)的连接点之间，从第2前级开关元件(S2)与第3前级开关元件(S3)的连接点输出直流电源的中间电压。逆变器装置(101)的电桥电路(130)具备相对于第1至第4端子进行了电桥连接的第1、第2、第3以及第4后级开关元件，第1端子连接于所述第2前级开关元件与所述第3前级开关元件的连接点，第2端子连接于所述第2输入端。由此，提供一种能够降低开关动作损耗的逆变器装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器装置
本专利技术涉及DC/AC逆变器装置，尤其涉及具备多级电路(multi-levelcircuit)的逆变器装置。
技术介绍
近年来，例如太阳光发电系统得到普及，从其高效率化的角度出发，对于电力系统(以下，简称“系统”)互连逆变器(interconnectioninverter)而言非绝缘型成为主流。例如专利文献1(JP特开2006-223009号公报)中公开了一种逆变器装置，为了在绝缘型逆变器中产生正弦波电压(为了将正弦波电流向系统注入)而具备输出3个以上的多个电压的多级电路。在专利文献1的图1中，公开了一种5级逆变器的构成，在直流电源的正负极端子间设置4个电容器的串联电路、以及8个开关元件的串联电路，并在这些电容器的连接点与开关元件的连接点之间连接开关元件或二极管。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2006-223009号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于多级电路而言，若将级数设为n则需要2(n-1)个开关元件。例如，在专利文献1中记载的5级逆变器的情况下，需要共计8个开关元件，这些各开关元件由于在载波频率下执行动作，因此在专利文献1中，难以降低开关动作损耗。因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够降低开关动作损耗的逆变器装置。解决课题的手段本专利技术是一种逆变器装置，其从第1输入端以及第2输入端输入直流电压，且从第1输出端以及第2输出端输出交流电压，所述逆变器装置的特征在于，具备：3级逆变器电路，其具有：串联连接在所述第1输入端与第2输入端之间的第1、第2、第3以及第4前级开关元件；和中间电压输出电路，其第1端连接于第1前级开关元件与第2前级开关元件的连接点、第2端连接于第3前级开关元件与第4前级开关元件的连接点，从第2前级开关元件与第3前级开关元件的连接点输出所述直流电压的中间电压；电桥电路，其具备相对于第1、第2、第3以及第4端子进行了电桥连接的第1、第2、第3以及第4后级开关元件，第1端子连接于所述第2前级开关元件与所述第3前级开关元件的连接点，第2端子连接于所述第2输入端，第3端子连接于所述第1输出端，第4端子连接于所述第2输出端；和产生平滑作用的至少1个电感器。在该构成中，由于通过电桥电路使来自3级逆变器电路的输出发生极性反转，向所连接的系统输出正弦波状的电流，因此根据系统的电源频率(50Hz或60Hz)对电桥电路的各后级开关元件进行开关动作控制。因此，逆变器装置例如以载波频率20kHz对前级开关元件进行PWM控制，相对于此，以50Hz或60Hz对后级开关元件进行开关动作控制。结果，能够降低开关动作损耗。此外，3级逆变器电路由与现有的逆变器装置所具备的多级电路相比数量少的开关元件构成，因此能够构成小型且低成本的逆变器装置。优选如下构成：所述第1后级开关元件以及所述第4后级开关元件被同时接通或断开，所述第2后级开关元件以及所述第3后级开关元件被同时断开或接通，并且，所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4后级开关元件的开关动作频率是在所述第1输出端与所述第2输出端之间产生的交流电源电压的频率，所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4前级开关元件的开关动作频率高于所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4后级开关元件的开关动作频率，是由所述电感器产生平滑作用的频率。通过该构成，能够作为向系统供给电力的逆变器装置来使用。也可以为如下构成：还具备：检测来自所述第1输出端以及所述第2输出端的输出电流以及输出电压的单元；对所述输出电流相对于正弦波的电流目标值的误差即电流误差进行放大的单元；求出使所述电流误差减少的方向的电压校正值的单元；将所述电压校正值重叠于所述输出电压的检测值来求出电压目标值的单元；求出所述电压目标值的PWM调制信号的PWM调制单元；通过所述PWM调制信号，对所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4前级开关元件进行驱动的开关元件驱动单元；和根据电流的符号，对所述电桥电路的状态进行切换的单元。通过该构成，能够产生正弦波状的希望的电压。所述中间电压输出电路也可以具有浮动电容器，该浮动电容器的第1端连接于所述第1前级开关元件与所述第2前级开关元件的连接点，第2端连接于所述第3前级开关元件与所述第4前级开关元件的连接点。通过该构成，能够输入单一极性的直流电压，来产生正弦波电压。所述中间电压输出电路也可以具有：串联连接在所述第1输入端以及所述第2输入端之间的第1电容器以及第2电容器；第1二极管，其阴极连接于所述第1前级开关元件与所述第2前级开关元件的连接点，阳极连接于所述第1电容器与所述第2电容器的连接点；和第2二极管，其阴极连接于所述第1电容器与所述第2电容器的连接点，阳极连接于所述第3前级开关元件与所述第4前级开关元件的连接点。通过该构成，能够输入单一极性的直流电压，来产生正弦波电压。优选如下构成：所述电感器设置于所述第2前级开关元件以及所述第3前级开关元件的连接点与所述第1端子之间、或者所述第4前级开关元件以及所述第2输入端的连接点与所述第2端子之间的至少一方。通过该构成，能够减少开关动作所引起的电压变动的影响。专利技术效果根据本专利技术，通过以系统的电源频率(50Hz或60Hz)来对后级开关元件进行开关动作控制，从而能够降低开关动作损耗。此外，能够由数量少的开关元件构成，能够构成小型、低成本的逆变器装置。附图说明图1是实施方式1所涉及的逆变器装置的电路图。图2是表示4个前级开关元件的状态与输出电压的关系的图。图3是图2所示的4个状态下的3级逆变器电路的等效电路图。图4是表示以3级逆变器电路的输出电压为基础而可能取得的电压的范围的图。图5是表示4个前级开关元件的状态、4个后级开关元件的状态、以及输出电压的瞬时值的关系的图。图6是表示图5所示的8个状态CP1～CP4下的电流路径的图。图7是表示图5所示的8个状态CP5～CP8下的电流路径的图。图8是表示5级的电压、输出电压Vu的目标值Vu*的关系的图。图9是表示图8的时间划分、电压划分以及开关动作模式的关系的图。图10是对输出电压Vu进行了PWM控制时的PWM调制电压Vu_pwm以及目标值Vu*的波形图。图11是产生4个前级开关元件以及4个后级开关元件的栅极信号的驱动控制部的框图。图12是表示驱动控制部的电压目标值Vu*的产生电路部的详细构成的图。图13是以电压目标值Vu*为基础来产生4个前级开关元件的栅极信号的电路部分的详细电路图。图14是表示基于PWM调制部的输出信号以及开关元件驱动部的输出信号的开关元件的状态的图。图15是实施方式2所涉及的逆变器装置的电路图。图16是表示4个前级开关元件的状态、4个后级开关元件的状态、以及输出电压Vu的瞬时值的关系的图。图17是表示图16所示的状态CP1～CP3下的电流路径的图。图18是表示图16所示的状态CP4～CP6下的电流路径的图。图19是实施方式3所涉及的逆变器装置的电路图。具体实施方式<实施方式1>图1是实施方式1所涉及的逆变器装置的电路图。实施方式1所涉及的逆变器装置101具备：与直流电源连接的第1输入端IN1以及第2输入端IN2；和输出交流电压的第1输出端OUT1以及第2输出端OUT2。对第1输入端IN1以及第2输入端IN2施加例如通过太阳光发电面板而发电的直流电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逆变器装置，其从第1输入端以及第2输入端输入直流电压，从第1输出端以及第2输出端输出交流电压，所述逆变器装置具备：3级逆变器电路，其具有：串联连接在所述第1输入端与第2输入端之间的第1、第2、第3以及第4前级开关元件；和中间电压输出电路，其第1端连接于第1前级开关元件与第2前级开关元件的连接点、第2端连接于第3前级开关元件与第4前级开关元件的连接点，从第2前级开关元件与第3前级开关元件的连接点输出所述直流电源的中间电压；电桥电路，其具备相对于第1、第2、第3以及第4端子进行了电桥连接的第1、第2、第3以及第4后级开关元件，第1端子连接于所述第2前级开关元件与所述第3前级开关元件的连接点，第2端子连接于所述第2输入端，第3端子连接于所述第1输出端，第4端子连接于所述第2输出端；和产生平滑作用的至少1个电感器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.17 JP 2012-2300171.一种逆变器装置，其从第1输入端以及第2输入端输入直流电压，从第1输出端以及第2输出端输出交流电压，所述逆变器装置具备：3级逆变器电路；电桥电路，其与所述3级逆变器电路连接，从所述3级逆变器电路输出的正弦波的半波状信号被输入该电桥电路中；以及产生平滑作用的至少1个电感器，所述3级逆变器电路具有：串联连接在所述第1输入端与所述第2输入端之间的第1、第2、第3以及第4前级开关元件；和中间电压输出电路，其连接于所述第1前级开关元件与所述第2前级开关元件的连接点、所述第3前级开关元件与所述第4前级开关元件的连接点，从所述第2前级开关元件与所述第3前级开关元件的连接点输出所述直流电压的中间电压，所述电桥电路并联连接有第1后级开关元件及第2后级开关元件的串联电路、和第3后级开关元件及第4后级开关元件的串联电路，所述第1后级开关元件与所述第3后级开关元件的连接点连接于所述第2前级开关元件与所述第3前级开关元件的连接点，所述第2后级开关元件与所述第4后级开关元件的连接点连接于所述第2输入端，所述第1后级开关元件与所述第2后级开关元件的连接点连接于所述第1输出端，所述第3后级开关元件与所述第4后级开关元件的连接点连接于所述第2输出端。2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其中，所述第1后级开关元件以及所述第4后级开关元件被同时接通或断开，所述第2后级开关元件以及所述第3后级开关元件被同时断开或接通，并且，所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4后级开关元件的开关动作频率是在所述第1输出端与所述第2输出端之间产生的交流电源电压的频率，所述第1、所述第2、所述第3以及所述第4前级开关元件的开关动作频率高于所述第1、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：马躍，辻仁司，植木浩一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。