电力变换装置

摘要

要求可以有选择地得到电压电平非变换模式、降压模式、升压模式的电压变换装置的低成本化和改善功率因数。将第1和第2开关、第3和第4开关、第5和第6开关的各自串联电路和电容器C相互并联连接。将交流输入端子(4)通过第1电感与第1和第2开关的连接点(8)连接。将第2电感连接在第5和第6开关的连接点(10)与交流输出端子(6)之间。将第3和第4开关的连接点(9)与共同端子(5)连接。切换第1～第6开关(Q1～Q6)的控制。使第3和第4开关以高的频率进行通/断，改善功率因数。

主权项

1.一种具有将从交流电源(3)供给的正弦波交流输入电压(Vin)变换为不同的电平的交流输出电压(V0)的功能和功率因数改善功能并将上述交流输出电压(V0)供给负载(11)的电力变换装置，由用于连接上述交流电源(3)的一端的交流输入端子(4)；用于连接上述负载(11)的一端的交流输出端子(6)；用于连接上述交流电源(3)的另一端和上述负载(11)的另一端的共同端子(5)；可以控制的第1和第2开关(Q1、Q2)串联连接的第1串联电路；可以控制的第3和第4开关(Q3、Q4)串联连接的电路并且与上述第1串联电路并联连接的第2串联电路；可以控制的第5和第6开关(Q5、Q6)串联连接的电路并且与上述第1和第2串联电路并联连接的第3串联电路；与上述第1、第2和第3串联电路并联连接的电容器(C)；电感单元和用于控制上述第1、第2、第3、第4、第5和第6开关(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)的控制单元构成，上述第1和第2开关(Q1、Q2)的相互连接点(8)与上述交流输入端子(4)连接，上述第3和第4开关(Q3、Q4)的相互连接点(9)与上述共同端子(5)连接，上述第5和第6开关(Q5、Q6)的相互连接点(10)与上述交流输出端子(6)连接，上述电感单元由从连接在上述交流输入端子(4)与上述第1和第2开关(Q1、Q2)的相互连接点(8)之间的第1电感器(L1)、连接在上述第5和第6开关(Q5、Q6)的相互连接点与上述交流输出端子(6)之间的第2电感器(L2)和连接在上述第3和第4开关(Q3、Q4)的相互连接点(9)与上述共同端子(5)之间的第3电感器(L3)组成的3个电感器中任意选择的至少2个构成；上述控制单元(2)具有以下第1功能、第2功能和第3功能中的至少2个功能，第1功能是在使上述交流输入端子(4)或上述第1和第2开关(Q1、Q2)的相互连接点(8)与上述共同端子(5)间的电压(Vin或Vconv)和上述交流输出端子(6)或上述第5和第6开关(Q5、Q6)的相互连接点(10)与上述共同端子(5)间的第2电压(Vo或Vinv)基本上相等的第1模式时以上述交流输入电压(Vin)的周期控制上述第1及第2开关(Q1、Q2)和上述第5及第6开关(Q5、Q6)的通/断并且以比上述交流输入电压(Vin)的周期短的周期控制上述第3和第4开关(Q3、Q4)的通/断；第2功能是在使上述第2电压(Vo或Vinv)低于上述第1电压(Vin或Vconv)的第2模式时以上述交流输入电压(Vin)的周期控制上述第1和第2开关(Q1、Q2)的通/断并且以比上述交流输入电压(Vin)的周期短的周期控制上述第3及第4开关(Q3、Q4)和上述第5及第6开关(Q5、Q6)的通/断；第3功能是在使上述第2电压(Vo或Vinv)高于上述第1电压(Vin或Vconv)的第3模式时以比上述交流输入电压(Vin)的周期短的周期控制上述第1及第2开关(Q1、Q2)和上述第3及第4开关(Q3、Q4)的通/断并且以上述交流输入电压(Vin)的周期控制上述第5及第6开关(Q5、Q6)的通/断；其特征在于：由与上述交流输入电压(Vin)同步地发生用于使上述第1和第2开关(Q1、Q2)的相互连接点(8)与上述共同端子(5)间的第1电压(Vconv)成为希望值的第1指令值Vrc的第1指令值发生单元(44)；与上述交流输入电压(Vin)同步地发生用于使上述第5和第6开关(Q5、Q6)的相互连接点(10)与上述共同端子(5)间的第2电压(Vinv)成为希望值的第2指令值Vri的第2指令值发生单元(45)、发生具有和上述交流输入电压(Vin)相同周期的方波电压Vs的方波发生器(46)；与上述第1指令值发生单元(44)及上述第2指令值发生单元(45)和上述方波发生器(46)连接的输出表示Vrc-Vri+Vs的第1值(Vr1)和表示Vri-Vrc+Vs的第2值(Vr3)以及表示Vr3-Vri或Vs-Vrc或Vs-Vri的第3值(Vr2)的运算单元(47、48、49)；和与上述运算单元(47、48、49)及上述第1、第2、第3、第4、第5和第6开关(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)连接的根据从上述运算单元(47、48、49)得到的上述第1、第2和第3值(Vr1、Vr3、Vr2)形成用于控制上述第1、第2、第3、第4、第5和第6开关(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)通/断的第1、第2、第3、第4、第5和第6控制信号(VQ1、VQ2、VQ3、VQ4、VQ5、VQ6)的控制信号形成单元(52、53、54、55、56、57、58或52、53、54、55、56′、57′、58′)构成。