电力变换装置制造方法及图纸

在进行直流/直流变换的电力变换装置中，在直流电源(1)的后级串联连接将一个以上的单相逆变器(20a)、(20b)串联连接而成的逆变器电路(20)，在其后级具备：平滑电容器(6)，其经由整流二极管(5)连接；以及短路用开关(4)，其用于对平滑电容器(6)进行旁路。并且，接通短路用开关(4)来对单相逆变器(20a)、(20b)所具备的电容器(25)、(35)进行充电，断开短路用开关(4)来使电容器(25)、(35)进行放电，以此控制平滑电容器(6)的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将直流电源的直流电力变换为电压不同的直流电力的电力变换>J-U ρ α装直。
技术介绍
作为以往的 电力变换装置的升压电路是具有开关元件、电感器、二极管以及输出侧的平滑用电解电容器来构成的。并且，对通过输入侧的平滑用电解电容器平滑化了的来自太阳能电池的输入电压，通过接通断开该升压电路的开关元件来进行升压，或者不通过升压电路进行升压而直达，来提供给后级的逆变器(inverter)电路(例如参照专利文献I)。专利文献1:日本专利第3941346号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)在这种电力变换装置中，随着所输出的电力容量增加，需要大容量的电抗器，从而存在装置的大型化、重量增加的问题。另外，如果为了避免该问题而对开关元件以高频进行开关动作，则发生很大的损耗和噪声。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在进行直流/直流变换的电力变换装置中降低电力损耗和噪声，并且促进装置结构的小型轻量化。(用于解决问题的方案)本专利技术所涉及的电力变换装置具备逆变器电路，串联连接分别具有半导体开关元件和直流电压源的一个以上单相逆变器的交流侧而构成，将该交流侧串联连接到直流电源的输出，从而将各所述单相逆变器的输出的总和重叠到所述直流电源的输出；平滑电容器，经由切换导通/非导通的元件连接到该逆变器电路的后级，对来自该逆变器电路的输出进行平滑；以及短路用开关，其一端连接到所述逆变器电路，另一端连接到所述平滑电容器的负极。而且，利用所述逆变器电路中的直流电力的充放电来进行直流/直流变换。(专利技术效果)根据本专利技术，由于利用逆变器电路中的直流电力的充放电来进行直流/直流变换，因此不需要大容量的电抗器。另外，短路用开关和逆变器电路内的半导体开关元件不需要进行高频开关动作，能够将在逆变器电路的开关动作中处理的电压设为较小的电压。因此，能够实现促进了电力损耗和噪声的降低化和装置结构的小型轻量化的电力变换装置。附图说明图1是本专利技术的实施方式I的电力变换装置的主电路结构图。图2是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图3是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图4是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图5是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图6是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图7是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图8是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图9是用于说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的电路图。图10是示出本专利技术的实施方式I的电力变换装置的动作的一览的图。图11是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图12是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图13是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图14是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图15是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图16是本专利技术的实施方式I的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图17是本专利技术的实施方式2的电力变换装置的主电路结构图。图18是本专利技术的实施方式2的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图19是本专利技术的实施方式2的其它例的电力变换装置的主电路结构图。图20是本专利技术的实施方式3的电力变换装置的结构图。图21是表示本专利技术的实施方式3的控制部的动作的流程图。图22是本专利技术的实施方式5的电力变换装置的主电路结构图。图23是说明本专利技术的实施方式5的基于控制模式A进行的电力变换装置的动作的波形图。图24是说明本专利技术的实施方式5的基于控制模式B进行的电力变换装置的动作的波形图。图25是说明本专利技术的实施方式5的基于控制模式C进行的电力变换装置的动作的波形图。图26是说明本专利技术的实施方式5的基于控制模式D进行的电力变换装置的动作的波形图。图27是示出本专利技术的实施方式5的电力变换装置的动作的一览的图。图28是表示本专利技术的实施方式5的相对于电力变换装置的直流电源电压的各电容器电压的关系的图。图29是表示太阳能电池的输出特性的图。图30是说明本专利技术的实施方式6的基于控制模式E进行的电力变换装置的动作的波形图。图31是说明本专利技术的实施方式6的基于控制模式D进行的电力变换装置的动作的波形图。图32是示出本专利技术的实施方式6的电力变换装置的动作的一览的图。图33是表示本专利技术的实施方式6的相对于电力变换装置的直流电源电压的各电容器电压的关系的图。图34是本专利技术的实施方式7的电力变换装置的主电路结构图。图35是表示本专利技术的实施方式7的逆变器电路的总输出电压能够取得的电压水平的图。图36是表示本专利技术的实施方式7的逆变器电路的总输出电压能够取得的电压水平的图。图37是表示本专利技术的实施方式7的相对于电力变换装置的直流电源电压的各电容器电压的关系的图。图38是表示本专利技术的实施方式7的其它例的相对于电力变换装置的直流电源电压的各电容器电压的关系的图。图39是本专利技术的实施方式8的电力变换装置的结构图。图40是说明本专利技术的实施方式8的控制模式的切换动作的图。图41是说明本专利技术的实施方式8的控制模式的切换动作的图。图42是表示图41的比较例的图。图43是本专利技术的实施方式8的其它例的电力变换装置的结构图。具体实施例方式(实施方式I)下面，说明本专利技术的实施方式I的电力变换装置。图1是本专利技术的实施方式I的电力变换装置的主电路结构图。如图1所示，对由太阳能电池等构成的直流电源I的输出，串联连接有逆变器电路20的交流侧。逆变器电路20是将第一、第二单相逆变器20a、20b的交流侧串联连接而构成的，将各单相逆变器20a、20b的输出的总和作为逆变器电路20的输出而重叠到来自直流电源I的直流电压。构成逆变器电路20的第一、第二单相逆变器20a、20b由半导体开关兀件21 24、31 34以及作为直流电压源的第一、第二电容器25、35构成。在此,对半导体开关元件21 24、31 34使用将二极管反并联连接的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor :绝缘栅双极型晶体管)、在源极·漏极之间内置有二极管的MOSFET (MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor :金属氧化物半导体场效应晶体管)等。另外，在逆变器电路20的后级连接有短路用开关4和作为导通/非导通被切换的元件的整流二极管5，整流二极管5的阴极侧连接在输出级的平滑电容器6的正极。在此，短路用开关4与整流二极管5的阳极之间的连接点连接在逆变器电路20的后级的交流输出线上，短路用开关4的另一端连接在平滑电容器6的负极。另外，短路用开关4也可以是IGBT、MOSFET等半导体开关元件或者机械式开关等。下面，根据图2 图9说明这样构成的电力变换装置的动作。在此，示出将输出侧的平滑电容器6的电压升压至240V的动作，在图2 图4中示出直流电源I的电压为60V的情况，在图5、图6中示出直流电源I的电压为120V的情况，在图7 图9中示出直流电源I的电压为180V的情况。另外，在图10中以列表方式示出这些动作的一览。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.07.24 JP 2008-190442;2008.10.08 JP 2008-261421.一种电力变换装置，其特征在于，具备 逆变器电路，串联连接分别具有半导体开关元件和直流电压源的一个以上单相逆变器的交流侧而构成，将该交流侧串联连接到直流电源的输出，从而将各所述单相逆变器的输出的总和重叠到所述直流电源的输出； 平滑电容器，经由切换导通/非导通的元件连接到该逆变器电路的后级，对来自该逆变器电路的输出进行平滑；以及 短路用开关，其一端连接到所述逆变器电路，另一端连接到所述平滑电容器的负极， 其中，利用所述逆变器电路中的直流电力的充放电来进行直流/直流变换。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于， 所述切换导通/非导通的元件是整流二极管。3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 各所述单相逆变器由将二极管串联连接到所述半导体开关元件而成的电桥电路和所述直流电压源构成。4.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 所述短路用开关的一端连接到在构成所述逆变器电路的一个以上所述单相逆变器中的、连接到最后级的单相逆变器中的所述直流电压源的负极。5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于， 在各所述单相逆变器中，只有所述连接到最后级的单相逆变器是由半桥逆变器构成的。6.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 具备检测所述直流电源的电压的单元， 根据所述直流电源的电压对所述逆变器电路进行输出控制。7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其特征在于， 具备检测各所述单相逆变器的所述直流电压源的电压的单元， 直到各该直流电压源的电压全部都超过分别设定的电压值为止将所述短路用开关设为接通状态，之后将所述短路用开关设为断开状态。8.根据权利要求6所述的电力变换装置，其特征在于， 在切换所述短路用开关的接通/断开时，所述逆变器电路被控制成对直流电力的充电/放电进行切换。9.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 各所述单相逆变器的直流电压小于等于所述平滑电容器的设定电压。10.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 所述直流电源是太阳能电池。11.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于， 各所述单相逆变器的所述直流电压源由电容器构成。12.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于， 所述逆变器电路具有多个所述单相逆变器， 根据所述直流电源的电压来切换使用由各该单相逆变器的输出控制和所述短路用开关的接通断开控制的组合构成的多个控制模式，从而利用所述逆变器电路中的直流电力的充放电，来进行直流/直流变换。13.根据权利要求12所述的电力变换装置，其特征在于， 所述多个控制模式针对各控制模式的每一个具有直流/直流变换的升压比， 通过根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：川上知之，岩田明彦，奥田达也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：