(57)【要約】【課題】直流電源１Ｐ、１Ｎの電圧を高くするほど電力変換装置の高効率化を実現できるが、太陽光パネルなどの直流電源は耐圧が低く、直流電源の高電圧化が難しい。また、直流電圧を昇圧した後、交流変換して負荷あるいは電力系統に交流電力を供給する電力変換装置は昇圧回路の損失が大きいので、電力変換装置の効率を低下させる。【解決手段】２組の直流電源１Ｐ、１Ｎを直列接続し、その直列接続点（電源中性点）を接地することで電源の耐圧を確保したうえで直流電源の高圧化を実現する。また、直流電源の電圧Ｖｐが高いときには昇圧回路７をダイオード２Ｐでバイパスし、直流電源電圧が低いときだけ昇圧回路７で昇圧してインバータ５に供給することで昇圧に係る損失を最低限に抑制して高効率の電力変換を実現する。【選択図】      図１
2010098879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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た直流電源モジュールで構成され、前記正側直流電源回路と負側直流電源回路との直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素を介して接地されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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た複数の直流電源モジュールを並列接続して構成され、前記複数の直流電源モジュールの正側直流電源回路と正側直流電源回路との各直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素を介して接地されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子と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。
【請求項４】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した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と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。
【請求項５】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した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と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正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電流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。
【請求項６】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子と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。
【請求項７】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した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とダイオードとからなり、少なくとも一つの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回路の負側端子との端子間電圧を昇圧する昇圧する少なくとも一つの昇圧回路と、少なくとも一つの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を昇圧する少なくとも一つの昇圧回路と、
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。
【請求項８】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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、その正側直流電源と負側直流電源との直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した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と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を昇圧する１個の昇圧回路と、
前記正側直流電源の前記昇圧回路への電圧供給路に介挿された逆流防止ダイオードとを有した
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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され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、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の直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素を介して接地された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。
【請求項１０】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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され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た複数の直流電源モジュールで構成され、
前記複数の直流電源モジュールの正側逆流防止ダイオードと負側逆流防止ダイオードとの各直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素を介して接地され、
前記複数の直流電源モジュールの正側逆流防止ダイオードと負側逆流防止ダイオードとの直列回路に並列にバイパスダイオードが接続されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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され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、正側逆流防止ダイオードと負側逆流防止ダイオードとの直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子と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、
前記昇圧回路の非動作時に前記直流電源モジュールの出力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。
【請求項１２】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
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され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、正側逆流防止ダイオードと負側逆流防止ダイオードとの直列接続点を直接あるいはインピーダンス要素を介して接地した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と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回路の共通正側端子と負側直流電源回路の共通負側端子との端子間電圧を昇圧する１個の昇圧回路と、
前記昇圧回路の非動作時に前記直流電源モジュールの出力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。
【請求項１３】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子と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と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負側直流電源の両端電圧を昇圧する負側昇圧回路と、
前記直流電源モジュールと前記正側昇圧回路と前記負側昇圧回路とで形成されこれら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。
【請求項１４】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した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と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及び負側直流電源の両端電圧をそれぞれ昇圧する一対の昇圧回路の各出力電圧を並列出力する複数の合成昇圧回路と、
前記直流電源モジュールと前記複数の合成昇圧回路とで形成されこれら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。
【請求項１５】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した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とダイオードとからなり、前記複数の直流電源モジュールにおける複数の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とダイオードとからなり、前記複数の直流電源モジュールにおける複数の負側直流電源の両端電圧を昇圧する負側昇圧回路と、
前記各直流電源の前記各昇圧回路への各電圧供給路に介挿された複数の逆流防止用ダイオードと、
前記直流電源モジュールと前記正側昇圧回路と前記負側昇圧回路とで形成されこれら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。
【請求項１６】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した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の逆流防止ダイオード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。
【請求項１７】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した複数の直流電源モジュールと、
前記複数の直流電源モジュールの各直流電源モジュールに対して個別に設けられ、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、対応する直流電源モジュールの各逆流防止ダイオードの両端と前記ダイオードの両端に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。
【請求項１８】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した複数の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、前記各直流電源モジュールの各逆流防止ダイオード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、
前記各逆流防止ダイオードの両端と前記各リアクトルとの間に別途介挿された複数の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。
【請求項１９】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した直流電源モジュールと、
リアクトルとスイッチ素子と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と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負側直流電源の両端電圧を昇圧する負側昇圧回路と、
前記正側昇圧回路と前記負側昇圧回路とで形成され両者の出力を直列出力する直列回路と、
前記直流電源モジュールと前記直列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、
この並列回路の両端子間に接続された二つの平滑コンデンサの直列回路と、
前記直列回路の正側昇圧回路と負側昇圧回路との接続点を、前記二つの平滑コンデンサの中間点に接続する接続線とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２０】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した直流電源モジュールと、リアクトルとスイッチ素子と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と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、この負側昇圧回路と前記正側昇圧回路との直列回路と、この直列回路の両端子間に接続された二つの平滑コンデンサの直列回路と、前記負側昇圧回路と前記正側昇圧回路との接続点を前記二つの平滑コンデンサの中間点に接続する接続線とで構成された複数の単位直流電源と、
この複数の単位直流電源を構成する各直流電源モジュール、昇圧回路の直列回路、平滑コンデンサの直列回路、平滑コンデンサの直列回路とで形成され、各部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。
【請求項２１】
直流電源の出力直流電力をインバータで交流に変換して負荷あるいは電力系統に電力供給する電力変換装置において、前記直流電源は、
正側直流電源と負側直流電源とを逆流防止ダイオードを介して直列接続した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とダイオードとからなり、前記複数の直流電源モジュールにおける各正側直流電源の共通する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とダイオードとからなり、前記複数の直流電源モジュールにおける各負側直流電源の共通する両端電圧を昇圧する負側昇圧回路と、
前記各直流電源の前記各昇圧回路への各電圧供給路に介挿された複数の逆流防止用ダイオードと、
前記正側昇圧回路と前記負側昇圧回路とで形成され両者の出力を直列出力する直列回路と、
前記複数の直流電源モジュールと前記直列回路とで形成されこれらの出力を並列出力する並列回路と、
この並列回路の両端子間に接続された二つの平滑コンデンサの直列回路と、
前記直列回路の正側昇圧回路と負側昇圧回路との接続点を、前記二つの平滑コンデンサの中間点に接続する接続線とを有する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２２】
前記正側昇圧回路のリアクトルと前記負側昇圧回路のリアクトルとは互いに磁気的結合を有していることを特徴とする請求項１３から請求項２１のいずれか１項記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電や熱発電、あるいは燃料電池等で得られる直流電力を交流電力に変換して交流の負荷や交流の電力系統に供給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電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のソーラパワーコンテンショナに示すように、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の損失が大きくなり、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。
【０００３】
また、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）。
【非特許文献１】「ソーラーパワーコンディショナ形ＫＰ４０Ｆの開発」OMRON TECHNICS, Vol.42, No.2 (通巻142号), 2002年
【非特許文献２】「Design considerations for three-phase grid connected photovoltaic inverters」Photovoltaic Specialists Conference, 2002. Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE, 19-24 May 2002, Page: 1396 - 1401
【非特許文献３】Xantrex社  製品マニュアル「GT100E 100 kW Grid-Tied Photovoltaic Inverter - Planning and Installation Manual」 Page: 2-5
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、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。
【０００５】
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、効率が低下することが問題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記のように分散電源の耐圧の制約による直流電源の高電圧化限界を高くするためになされたもので、直列接続した分散電源の中間電位点（中性点）を接地することで、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。
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、正側直流電源回路と負側直流電源回路とを直列接続した直流電源モジュールで直流電源を構成するとともに、正側直流電源回路と負側直流電源回路との直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素を介して接地されている。
【０００９】
したがって、直流電源モジュールの出力電圧が印加されるインバータに対する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、各正負の直流電源の耐電圧の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。
【００１０】
このように、高電圧化することでインバータを構成する半導体のスイッチング素子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。またインバータから出力される交流電力の高電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、高電圧化は大容量システムの実現も容易にする。
【００１１】
また、別の発明においては、昇圧回路で昇圧する電圧の範囲は、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である。そして、各直流電圧が高くなって、昇圧回路の動作が実行されない期間においては、逆流防止ダイオードは、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から出力される直流電源電流に対する昇圧回路をバイパスする機能を有する。
【００１２】
したがって、たとえ、昇圧回路が組込まれていたとしても、直流電源モジュールの出力電圧が高いので、この昇圧回路の稼働期間を短くでき、効率的にこの電力変換装置を運転できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態（請求項１に対応）の電力変換装置の概略構成図である。この第１実施形態の電力変換装置は、直流電源としての直流電源モジュール２０と、平滑コンデンサ４と、負荷あるいは電力系統６に交流電力を供給する単相あるいは多相のインバータ５とで構成されている。
【００１５】
直流電源モジュール２０内において、１Ｐおよび１Ｎは太陽パネル等の正側直流電源および負側直流電源であり、２Ｐおよび２Ｎは電流が正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源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、３は直接あるいはインピーダンス要素を介して正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとの直列接続点（中性点）を接地する接地回路である。
【００１６】
そして。正側直流電源１Ｐと正側逆流防止ダイオード２Ｐとを直列接続した正側直流電源回路と、負側直流電源１Ｎと負側逆流防止ダイオード２Ｎとを直列接続した負側直流電源回路とを直列接続した構成の前記直流電源モジュール２０が形成される。なお、正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源１Ｎは図の上向きに正電圧を出力する。
【００１７】
したがって、直流電源としての直流電源モジュール２０から出力された直流電力は、平滑コンデンサ４でこの直流電力に含まれる変動成分が除去された後、インバータ５で交流に変換されて負荷あるいは電力系統６に供給される。
【００１８】
このように構成された第１実施形態の電力変換装置において、図１のように直流電源モジュール２０の正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源１Ｎの中性点（接続点）を接地することで、正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源１Ｎの対地電位はそれぞれの電圧Ｖｓｐ、−Ｖｓｎ以内に抑えることができる。各逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎの電圧降下を無視すれば、直流電源モジュール２０から出力されるインバータ５に印加される直流の電圧Ｖｄは両電源電圧の和（Ｖｓｐ＋Ｖｓｎ）となり、電圧Ｖｓｐ、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。
【００１９】
したがって、インバータ５に対する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。
【００２０】
なお、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、２Ｎを中性点側に配置しても回路動作は変わらないことは明らかである。
【００２１】
また、正常時は逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎは正側あるいは負側のうちのいずれか一方だけで、正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源１Ｎへの電流逆流を防ぐことができる。しかし、逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎのいずれかの一方のみにした場合には、地絡や他の主回路との混触などの事故時に接地回路３を通して逆流電流が流れる可能性がある。したがって、図１のように正側直流電源１Ｐおよび負側直流電源１Ｎの両側に逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎを接続することが望ましい。
【００２２】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態（請求項２に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１に示す第１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。
【００２３】
この第２実施形態においては、複数の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂがインバータ５に対して並列接続されている。すなわち、逆流防止ダイオード２Ｐａ（２Ｐｂ）、２Ｎａ（２Ｎｂ）と、正側直流電源１Ｐａ（１Ｐｂ）、負側直流電源１Ｎａ（１Ｎｂ）を直列接続した２組の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂを並列接続し、両方の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの中性点（正側直流電源と負側直流電源との接続点）を接地回路３で接地した構成である。
【００２４】
２組の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの出力電流が合成されてインバータ５側に供給され、電源としての電流容量が増加することは明らかである。
【００２５】
図１の場合は、正常時であれば逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎは正側あるいは負側のうちのいずれか一方だけで、直流電源１Ｐ、１Ｎへの電流逆流を防ぐことができることを述べた。しかし、図２のように複数の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂを並列接続した場合には、正常時であっても各直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの正側および負側ともに逆流防止ダイオード２Ｐａ（２Ｐｂ）、２Ｎａ（２Ｎｂ）が必要になる。これは、並列接続された状態の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂ相互間の電圧アンバランスにより、低い電圧の電源モジュールに逆流が発生することを防ぐためである。
【００２６】
図２は直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの数が２の場合を示したが、直流電源モジュールの数に上限はない。直流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２では両直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの中性点を短絡した上で接地しているが、接地回路３は中性点の電位を固定することが目的であるので、各直流電源モジュール２０ａ、２０ｂ中性点をそれぞれ個別にインピーダンス要素を介して接地してもよい。このことは、以下に示す各実施形態においても、並列接続された複数の直流電源モジュール２０ａ，２０ｂの中性点接地方法として共通する事項である。
【００２７】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態（請求項３に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１に示す第１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。
【００２８】
この第３実施形態の電力変換装置においては、図１に示す第１実施形態の電力変換装置に対して、正側直流電源１Ｐと正側逆流防止ダイオード２Ｐとを直列接続した正側直流電源回路と、負側直流電源１Ｎと負側逆流防止ダイオード２Ｎとを直列接続した負側直流電源回路とを直列接続した直流電源モジュール２０における正側直流電源１Ｐの正側端子と負側直流電源１Ｎの負側端子との間の電圧Ｖｓを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する昇圧回路７が設けられている。
【００２９】
この昇圧回路７は、前述したように、リアクトルＬｃ、ＩＧＢＴ等のスイッチ素子Ｓｃ、ダイオードＤｃで構成されており、リアクトル・スイッチ素子Ｓｃの両端子間に入力電圧Ｖｓを印加した場合に、ダイオード・スイッチ素子の両端子間の出力電圧Ｖｄが目標電圧になるように、スイッチ素子Ｓｃに印加する導通パルス信号のパルス幅を制御している。
【００３０】
図３において、例えば、直流電源モジュール２０の出力電圧が規定電圧を超える場合は、昇圧回路7は動作せずに、スイッチ素子Ｓｃは開放状態を維持する。昇圧回路7が非動作期間中においては、スイッチ素子Ｓｃがオフ状態を維持しているので、各直流電源１Ｐ、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、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。
【００３１】
但し、リアクトルＬｃの抵抗分のために、各直流電源１Ｐ、１Ｎの直流電流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。
【００３２】
次に、例えば、直流電源モジュール２０の直流電源１Ｐ、１Ｎ間の出力電圧が規定電圧以下に低下すると、スイッチ素子Ｓｃに対する図示しない駆動回路が起動して、昇圧回路7のスイッチ素子Ｓｃをオンオフして、入力電圧を昇圧し、平滑コンデンサ４の電圧Ｖｄが各直流電源１Ｐ、１Ｎの電圧和Ｖｓ（入力電圧）よりも高くなれば、直流電源モジュール２０の各直流電源１Ｐ、１Ｎの出力電流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。
【００３３】
以上のように、昇圧回路７のスイッチ素子Ｓｃの制御によって出力電流Ｉｓの経路を制御し、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。
【００３４】
次に、昇圧回路７のスイッチ素子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。
【００３５】
逆流防止ダイオード２Ｐの電流をＩdbとしたとき、昇圧回路７側の電流Ｉcは（Ｉｓ―Ｉdb）である。電流Ｉdbが流れているときの逆流防止ダイオード２Ｐの電圧降下をＶdb（Ｉdb）とすれば、逆流防止ダイオード２Ｐの損失Ｐdbは(1)式となる。
【００３６】
Ｐdb＝Ｖdb（Ｉdb）・Ｉdb                                        …(1)
リアクトルＬｃとダイオード（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、この直列回路の損失Ｐｃは(2)式となる。
【００３７】
Ｐｃ＝Ｖdb（Ｉdb）・Ｉｃ＝Ｖdb（Ｉdb）・（Ｉｓ―Ｉdb）        …(2)
したがって、両回路の損失和（Ｐdb＋Ｐｃ）は(3)式となる。
【００３８】
（Ｐdb＋Ｐｃ）＝Ｖdb（Ｉdb）・Ｉdb＋Ｖdb（Ｉdb）・（Ｉｓ―Ｉdb）
＝Ｖdb（Ｉdb）＋Ｉｓ
…(3)
ここで、直流電源電流Ｉｓよりも逆流防止ダイオード２Ｐの電流Ｉdbが小さいので、逆流防止ダイオード２Ｐの電圧Ｖdb（Ｉdb）は直流電源電流Ｉｓが全て逆流防止ダイオード２Ｐに流れた場合の電圧Ｖdb（Ｉｓ）よりも小さい。
【００３９】
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。実際は直流電源電流Ｉｓのほとんどが逆流防止ダイオード２Ｐに流れるので、直流電源電流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。
【００４０】
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。
【００４１】
昇圧回路７で昇圧しているときには更にスイッチ素子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。
【００４２】
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１Ｐ、１Ｎ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出力される直流電源電流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７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。
【００４３】
（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態（請求項３に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図３に示す第３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。
【００４４】
この第４実施形態の電力変換装置においては、図３に示す第３実施形態の電力変換装置に対して、昇圧回路７内のスイッチ素子Ｓｃとダイオード（チョッパダイオード）Ｄｃを入れ替え、ダイオード（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る。
【００４５】
したがって、この第４実施形態の電力変換装置は、先に説明した第３実施形態の電力変換装置と、ほぼ同一の作用、効果を奏することが可能である。
【００４６】
（第５実施形態）
図５は本発明の第５実施形態（請求項４に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図３に示す第３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。
【００４７】
図３の第３実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２０と１個の昇圧回路７とが組込まれているのに対して、この第５実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと２個の昇圧回路７ａ、７ｂとが組込まれている。
【００４８】
すなわち、逆流防止ダイオード２Ｐａ（２Ｐｂ）、２Ｎａ（２Ｎｂ）と、正側直流電源１Ｐａ（１Ｐｂ）、負側直流電源１Ｎａ（１Ｎｂ）を直列接続した２組の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂを並列接続し、両方の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの中性点（正側直流電源と負側直流電源との接続点）を接地回路３で接地した構成である。
【００４９】
直流電源モジュール２０ａにおける正側直流電源１Ｐの正側端子と負側直流電源１Ｎの負側端子との間の電圧Ｖｓａを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する昇圧回路７ａが設けられている。
【００５０】
さらに、直流電源モジュール２０ｂにおける正側直流電源１Ｐの正側端子と負側直流電源１Ｎの負側端子との間の電圧Ｖｓｂを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する昇圧回路７ｂが設けられている。
【００５１】
前述したように、この各昇圧回路７ａ，７ｂは、リアクトルＬｃ、ＩＧＢＴ等のスイッチ素子Ｓｃ、ダイオードＤｃで構成されており、リアクトル・スイッチ素子Ｓｃの両端子間に入力電圧Ｖｓを印加した場合に、ダイオード・スイッチ素子の両端子間の出力電圧Ｖｄが目標電圧になるように、スイッチ素子Ｓｃに印加する導通パルス信号のパルス幅を制御している。
【００５２】
そして、２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂ、２個の昇圧回路７ａ、７ｂの各直流の出力電圧は、インバータ５に対して、並列に入力される。すなわち、２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂ、２個の昇圧回路７ａ、７ｂはインバータ５に対する並列回路を形成する。
【００５３】
このような構成においても、各昇圧回路７ａ、７ｂの動作と各直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの逆流防止ダイオード２Ｐａ、２Ｐｂ、２Ｎａ，２Ｎｂとの関係は、第３実施形態と同じにできるので、第３実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。
【００５４】
なお、直流電源モジュール２０ａ、２０ｂ、及び昇圧回路７ａ、７ｂの設置数は任意に設定可能である。
【００５５】
（第６実施形態）
図６は本発明の第６実施形態（請求項５に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図３に示す第３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。
【００５６】
すなわち、逆流防止ダイオード２Ｐａ（２Ｐｂ）、２Ｎａ（２Ｎｂ）と、正側直流電源１Ｐａ（１Ｐｂ）、負側直流電源１Ｎａ（１Ｎｂ）を直列接続した２組の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂを並列接続し、両方の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの中性点（正側直流電源と負側直流電源との接続点）を接地回路３で接地している。
【００５７】
各直流電源モジュール２０ａ、２０ｂにおける正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂの各正側端子と、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの各負側端子との間の電圧（直流電源電圧）Ｖｓを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する１個の昇圧回路７が設けられている。
【００５８】
さらに、正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂの各正側端子と昇圧回路７のリアクトルＬｃとの間には、それぞれ逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂが介挿されている。さらに、負側直流電源１Ｎａ，１Ｎｂの各負側端子と昇圧回路７のスイッチ素子Ｓｃの間には、それぞれ逆流防止ダイオード８Ｎａ、８Ｎｂが介挿されている。
【００５９】
このような構成の第６実施形態の電力変換装置において、昇圧回路７用の逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂ、８Ｎａ、８Ｎｂは、並列接続された正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂ間、あるいは負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂ間の出力電圧が異なる場合に、低い電圧の直流電源モジュール側に電流が逆流することを防ぐ機能を有する。
【００６０】
昇圧回路７が非動作期間中においては、直流電源電流Ｉｓのほとんどは逆流防止ダイオード２Ｐａ、２Ｐｂを通ってインバータ５へ流れる。直流電源電圧）Ｖｓが規定電圧より低くなり、昇圧回路７が動作期間中においては、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２Ｐａ、２Ｐｂには逆電圧が印加され、電流は流れない。
【００６１】
なお、図６は２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂを設けたが、直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの数に上限はない。直流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、直流電源モジュール２０に対する昇圧回路７の接続関係を、図４に示した構成にしてもよい。
【００６２】
（第７実施形態）
図７は本発明の第７実施形態（請求項５に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図６に示す第６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。
【００６３】
この第７実施形態の電力変換装置においては、図６に示す第６実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと１個の昇圧回路７との回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【００６４】
すなわち、図６の電力変換装置の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと昇圧回路７ａに対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２０ｃ、２０ｄと１個の昇圧回路７ｂとの回路構成が組込まれている。
【００６５】
このような構成であっても、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路とで構成される回路構成は図６に示した第６実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【００６６】
（第８実施形態）
図８は本発明の第８実施形態（請求項６に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図３に示す第３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。
【００６７】
この第８実施形態の電力変換装置においては、図３に示す第３実施形態の電力変換装置における直流電源モジュール２０と同一構成の直流電源モジュール２０が設けられており、昇圧回路７のリアクトルＬｃは直流電源モジュール２０における正側直流電源１Ｐの正側端子に接続され、昇圧回路７のスイッチ素子Ｓｃは負側直流電源１Ｎの負側端子に接続された負側逆流防止ダイオード２Ｎの負側端子に接続されている。
【００６８】
すなわち、昇圧回路７は直流電源モジュール２０における正側直流電源１Ｐの正側端子と負側逆流防止ダイオード２Ｎの負側端子との間の直流電圧（入力電圧）Ｖｓを電圧Ｖｄまで昇圧してインバータ５に印加する。
【００６９】
このように、図３の第３実施形態では昇圧回路7への入力電圧Ｖｓを直流電源１Ｐ、１Ｎの電圧和としているのに対し、図８の第８実施形態では昇圧回路7への入力電圧Ｖｓを正側直流電源１Ｐと逆流防止ダイオード２Ｎも含めた負側直流電源１Ｎとの電圧和としている点だけが異なる。基本的な回路動作、作用および効果は図３の第３実施形態と変わらない。負側直流電源１Ｎと負側逆流防止ダイオード２Ｎは、どちらが中性点側であってもよい。
【００７０】
（第９実施形態）
図９は本発明の第９実施形態（請求項６に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図８に示す第８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。
【００７１】
図８の第８実施形態では昇圧回路7への入力電圧Ｖｓを正側直流電源１Ｐと逆流防止ダイオード２Ｎも含めた負側直流電源１Ｎとの電圧和としているのに対して、この第９実施形態の電力変換装置においては、昇圧回路7への入力電圧Ｖｓを逆流防止ダイオード２Ｐも含めた正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとの電圧和としている点だけが異なるのみである。したがって、この第９実施形態の基本的な回路動作、作用および効果は図３の第３実施形態とほぼ同じである。
【００７２】
（第１０実施形態）
図１０は本発明の第１０実施形態（請求項７に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図８に示す第８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。
【００７３】
図８の第８実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２０と１個の昇圧回路７とが組込まれているのに対して、この第１０実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと２個の昇圧回路７ａ、７ｂとが組込まれている。
【００７４】
そして、２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂの出力電圧、及び２個の昇圧回路７ａ、７ｂの出力電圧は、インバータ５に対して並列に入力される。
【００７５】
したがって、この第１０実施形態は第８実施形態とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【００７６】
（第１１実施形態）
図１１は本発明の第１１実施形態（請求項８に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図４に示す第４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。
【００７７】
この第１１実施形態においては、並列接続された２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂが設けられている。各直流電源モジュール２０ａ、２０ｂにおける正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂの各正側端子と、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの負側端子に接続された逆流防止ダイオード２Ｎａ、２Ｎｂの各負側端子との間の電圧（直流電源電圧）Ｖｓを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する１個の昇圧回路７が設けられている。
【００７８】
さらに、正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂの各正側端子と昇圧回路７のリアクトルＬｃとの間には、それぞれ逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂが介挿されている。
【００７９】
このように構成された第１１実施形態においても、第４実施形態の電力変換装置とほぼ同じ同じ作用効果を奏することが可能である。
【００８０】
（第１２実施形態）
図１２は本発明の第１２実施形態（請求項８に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１１に示す第１１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。
【００８１】
この第１２実施形態の電力変換装置においては、図１１に示す第１１実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと１個の昇圧回路７との回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【００８２】
すなわち、図１１の電力変換装置の直流電源モジュール２０ａ、２０ｂと昇圧回路７ａに対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２０ｃ、２０ｄと１個の昇圧回路７ｂとの回路構成が組込まれている。
【００８３】
このような構成であっても、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路とで構成される回路構成は図１１に示した第１１実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【００８４】
（第１３実施形態）
図１３は本発明の第１３実施形態（請求項９に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１に示す第１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。
【００８５】
この第第１３実施形態においては、直流電源モジュール２１を、正側直流電源１Ｐ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２Ｐと、負側逆流防止ダイオード２Ｎと、この負側逆流防止ダイオード２Ｎの負電極側に接続された負側直流電源１Ｎとを直列接続して構成されている。
【００８６】
このような直流電源モジュール２１における正側逆流防止ダイオード２Ｐと負側逆流防止ダイオード２Ｎとの直列接続点は直接あるいはインピーダンス要素からなる地絡回路３を介して接地されている。さらに、正側逆流防止ダイオード２Ｐと負側逆流防止ダイオード２Ｎとで形成される直列回路に対して並列にバイパスダイオード９が接続されている。そして、直流電源モジュール２１の直流出力電圧がインバータ５に印加される。
【００８７】
したがって、このように構成された第１３実施形態の基本構成、基本動作は、第１実施形態の基本構成、基本動作とほぼ同じである。
【００８８】
次に、逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎをバイパスするバイパスダイオード９について説明する。バイパスダイオード９のない図１の構成では、直流電源１Ｐ、１Ｎから出力された直流電源電流Ｉｓは２個の逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎを流れるため、当然2個分のダイオード損失を生じる。
【００８９】
しかし、図１３の構成では、２個の逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎに並列にバイパスダイオード９が接続されているので、前記直流電源電流Ｉｓのほとんどはバイパスダイオード９の方を流れる。３個のダイオード２Ｐ、２Ｎ、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、昇圧回路７を逆流防止ダイオード２Ｐ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。
【００９０】
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、電力変換装置の変換効率を向上できる。
【００９１】
（第１４実施形態）
図１４は本発明の第１４実施形態（請求項１０に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１３に示す第１３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。
【００９２】
この第第１４実施形態においては、それぞれバイパスダイオード９ａ、９ｂが組込まれた２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂを設け、この２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂを並列接続して、インバータ５へ２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂの出力を並列に印加している。したがって、出力容量を増加することが可能である。
【００９３】
（第１５実施形態）
図１５は本発明の第１５実施形態（請求項１１に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１３に示す第１３実施形態の電力変換装置、及び図４に示す第４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。
【００９４】
この第１５実施形態においては、図１３に示す第１３実施形態で採用したバイパスダイオード９、逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎが中間部に組込まれた同一構成の直流電源モジュール２１が設けられており、この直流電源モジュール２１の両端から出力される電圧Ｖｓを昇圧する昇圧回路７が設けられている。
【００９５】
さらに、この第１５実施形態においては、昇圧回路７の入力電圧Ｖｓが印加されるリアクトルＬｃと、出力電圧Ｖｄが出力されるダイオードＤｃと間に、図示極性のバイパスダイオード１０が介挿されている。
【００９６】
このような構成においては、昇圧回路７の非動作時に直流電源モジュール２１の直流電源電流Ｉｓに対して昇圧回路７をバイパスさせるバイパスダイオード１０を設けている。したがって、直流電源（直流電源モジュール）電圧Ｖｓが高いときに昇圧回路７の昇圧動作を停止するだけで、直流電源の出力電流Ｉｓはバイパスダイオード１０を通り、インバータ５へ供給される。
【００９７】
昇圧回路７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を直流回路負側母線に配置した等価な回路が可能であることは言うまでもない。
【００９８】
図１５の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は基本的動作をする上で不可欠なものではなく、ダイオード９がなくても動作・効果は変わらない。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は含まれる。このことは、以下の第１６から第１９実施形態でも同様である。
【００９９】
（第１６実施形態）
図１６は本発明の第１６実施形態（請求項１１に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１５に示す第１５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。
【０１００】
第１５実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２１と１個の昇圧回路７とが組込まれているのに対して、この第１６実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂと２個の昇圧回路７ａ、７ｂとが組込まれている。この２個の昇圧回路７ａ、７ｂには、この昇圧回路７ａ、７ｂをバイパスするバイパスダイオード１０ａ、１０ｂが設けられている。そして、２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂの出力電圧、及び２個の昇圧回路７ａ、７ｂの出力電圧は、インバータ５に対して並列に入力される。
【０１０１】
したがって、この第１６実施形態は第１５実施形態とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１０２】
（第１７実施形態）
図１７は本発明の第１７実施形態（請求項１２に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１６に示す第１６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。
【０１０３】
この第１７実施形態においては、並列接続された２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂが設けられている。各直流電源モジュール２１ａ、２１ｂにおける正側直流電源１Ｐａ，１Ｐｂの各正側端子と、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの各負側端子との間の電圧（直流電源電圧）Ｖｓを平滑コンデンサ４の端子電圧Ｖｄまで昇圧する１個の昇圧回路７が設けられている。昇圧回路７には、この昇圧回路７をバイパスするバイパスダイオード１０が設けられている。そして、２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂの出力電圧、及び昇圧回路７の出力電圧は、インバータ５に対して並列に入力される。
【０１０４】
このように構成された第１７実施形態においても、第１５実施形態の電力変換装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１０５】
（第１８実施形態）
図１８は本発明の第１８実施形態（請求項１２に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１７に示す第１７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。
【０１０６】
この第１８実施形態の電力変換装置においては、図１７に示す第１７実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂと１個の昇圧回路７と、１個のバイパスダイオード１０の回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【０１０７】
すなわち、図１７の電力変換装置の直流電源モジュール２１ａ、２１ｂと昇圧回路７ａとバイパスダイオード１０ａに対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２１ｃ、２１ｄと１個の昇圧回路７ｂとバイパスダイオード１０ｂとの回路構成が組込まれている。
【０１０８】
このような構成であっても、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路と１個のバイパスダイオード１０で構成される回路構成は図１７に示した第１１実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１０９】
このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１個の昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【０１１０】
（第１９実施形態）
図１９は本発明の第１９実施形態の電力変換装置の概略構成図である。図１５に示す第１５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。
【０１１１】
この第１９実施形態の電力変換装置においては、図１５に示す第１５実施形態の電力変換装置で採用した１個の直流電源モジュール２１と、出力電圧Ｖｄが並列にインバータ５に並列に出力される、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとからなる昇圧回路７１が組込まれている。
【０１１２】
リアクトルＬｃｐ、スイッチ素子Ｓｃｐ、ダイオードＤｃｐからなる正側昇圧回路７Ｐは、直流電源モジュール２１の正側直流電源１Ｐの端子間電圧Ｖｓｐを取込んで電圧Ｖｄに昇圧して、インバータ５に出力する。また、リアクトルＬｃｎ、スイッチ素子Ｓｃｎ、ダイオードＤｃｎからなる負側昇圧回路７Ｎは、直流電源モジュール２１の負側直流電源１Ｎの端子間電圧Ｖｓｎを取込んで電圧Ｖｄに昇圧して、インバータ５に出力する。
【０１１３】
このような構成において、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎからなる昇圧回路７１が動作しない場合においては、正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎから出力される直流電源電流Ｉｐは、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎには殆ど流れない。そのために、直流電源電流Ｉｐは、２個の逆流防止ダイオード２Ｐ、２Ｎ、バイパスダイオード９を流れるが、直流電源電流Ｉｐのほとんどはバイパスダイオード９の方を流れる。
【０１１４】
したがって、前述したように、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。
【０１１５】
（第２０実施形態）
図２０は本発明の第２０実施形態（請求項１３に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図１９に示す第１９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。
【０１１６】
この第２０実施形態の電力変換装置においては、正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとを逆流防止ダイオード２を介して直列接続して直流電源モジュール２２が構成されている。そして、リアクトルＬｃｐ、スイッチ素子Ｓｃｐ、ダイオードＤｃｐからなる正側昇圧回路７Ｐは、直流電源モジュール２２の正側直流電源１Ｐの端子間電圧Ｖｓｐを取込んで電圧Ｖｄに昇圧して、インバータ５に出力する。また、リアクトルＬｃｎ、スイッチ素子Ｓｃｎ、ダイオードＤｃｎからなる負側昇圧回路７Ｎは、直流電源モジュール２２の負側直流電源１Ｎの端子間電圧Ｖｓｎを取込んで電圧Ｖｄに昇圧して、インバータ５に出力する。そして、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとで昇圧回路７１を構成する。
【０１１７】
さて、図２０は、図１９の逆流防止ダイオード２Ｐおよび２Ｎと接地回路３がない構成である。逆流防止ダイオード２Ｐおよび２Ｎと接地回路３は回路動作にほとんど影響しないので、図１９の構成と図２０の構成の動作は変わらない。以降の説明では回路が簡単である接地回路のない構成を用いる。ただし、接地されていない回路構成で説明するが、接地されている場合にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１８】
（第２１実施形態）
図２１は本発明の第２１実施形態（請求項１４に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２０に示す第２０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。
【０１１９】
図２０の第２０実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれているのに対して、この第２１実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、合成昇圧回路としての２個の昇圧回路７１ａ、７１ｂとが設けられている。
【０１２０】
昇圧回路７１ａ内には、直流電源モジュール２２ａに対する正側、負側の一対の昇圧回路７Ｐａ、７Ｎａが設けられ、昇圧回路７１ｂ内には、直流電源モジュール２２ｂに対する正側、負側の一対の昇圧回路７Ｐｂ、７Ｎｂが設けられている。
【０１２１】
直流電源モジュール２２ａの正側直流電源１Ｐａ、負側直流電源１Ｎａの両端子間の電圧をそれぞれ正側昇圧回路７Ｐａ、負側昇圧回路７Ｎａにて規定電圧Ｖｄまで昇圧して、インバータ５へ印加される。また、直流電源モジュール２２ｂの正側直流電源１Ｐｂ、負側直流電源１Ｎｂの両端子間の電圧をそれぞれ正側昇圧回路７Ｐｂ、負側昇圧回路７Ｎｂにて規定電圧Ｖｄまで昇圧して、インバータ５へ印加される。
【０１２２】
そして、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの各正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ、各負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂに対して、上述した各データを個別に取得して並列にインバータ５へ入力される。
【０１２３】
したがって、この第２１実施形態は第２０実施形態とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１２４】
また、電力変換装置としての動作の安定性を確保できるともに、必要に応じて詳細なデータを得ることが可能である。
【０１２５】
（第２２実施形態）
図２２は本発明の第２２実施形態（請求項１５に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２０に示す第２０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。
【０１２６】
図２０の第２０実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれているのに対して、この第２２実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、１組の正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれている。
【０１２７】
直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ両端子間の電圧を正側昇圧回路７Ｐで規定電圧Ｖｄまで昇圧して、インバータ５へ印加される。また、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの両端子間の電圧を負側昇圧回路７Ｎで規定電圧Ｖｄまで昇圧して、インバータ５へ印加される。
【０１２８】
さらに、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂと、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとの間には逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂ、８Ｎａ、８Ｎｂが介挿されている。
【０１２９】
このように構成された第２２実施形態においても、第２０実施形態の電力変換装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１３０】
（第２３実施形態）
図２３は本発明の第２３実施形態（請求項１５に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２２に示す第２２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。
【０１３１】
この第２３実施形態の電力変換装置においては、図２２に示す第２２実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと１組の正側昇圧回路７Ｐ、負側昇圧回路７Ｎからなる昇圧回路７１の回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【０１３２】
すなわち、図２２の電力変換装置の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと１組の正側昇圧回路７Ｐａ、負側昇圧回路７Ｎａからなる昇圧回路７１ａに対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２２ｃ、２２ｄと１組みの正側昇圧回路７Ｐｂ、負側昇圧回路７Ｎｂからなる昇圧回路７１ｂとの回路構成が組込まれている。
【０１３３】
このような構成であっても、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１組みの正側昇圧回路、負側昇圧回路で構成される回路構成は図２２に示した第２２実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１３４】
このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１組の正側昇圧回路、負側昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【０１３５】
（第２４実施形態）
図２４は本発明の第２４実施形態（請求項１６に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２０に示す第２０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。
【０１３６】
この第２４実施形態の電力変換装置においては、図２０に示す第２０実施形態と同様に、正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとを逆流防止ダイオード２を介して直列接続して直流電源モジュール２２が構成されている。
【０１３７】
そして、この第２４実施形態で採用される昇圧回路７２は、図１９〜図２３に示す正側昇圧回路７Ｐ及び負側昇圧回路７Ｕにおけるダイオード（チョッパダイオード）Ｄｃｐを1個のダイオード（チョッパダイオード）Ｄｃに集約している。
【０１３８】
したがって、この昇圧回路７２は、リアクトルＬｃｐ、スイッチ素子Ｓｃｐ、共通のダイオードＤｃからなり、直流電源モジュール２２の正側直流電源１Ｐの両端電圧を規定電圧Ｖｄ／２に昇圧する正側昇圧回路７Ｐと、リアクトルＬｃｎ、スイッチ素子Ｓｃｎ、共通のダイオードＤｃからなり、直流電源モジュール２２の負側直流電源１Ｎの両端電圧を規定電圧Ｖｄ／２に昇圧する負側昇圧回路７Ｎとで構成されている。
【０１３９】
そして、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとは直列接続されているので、昇圧回路７２は正側昇圧回路７Ｐの昇圧された出力Ｖｄ／２と負側昇圧回路７Ｎの昇圧された出力Ｖｄ／２とを加算した、電圧Ｖｄをインバータ５へ送出する。
【０１４０】
したがって、この第２４実施形態の電力変換装置は、先に説明した図２０に示す第２０実施形態の電力変換装置とほぼ同様の効果を奏することが可能である。さらに、この実施形態においては、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとでダイオード（チョッパダイオード）Ｄｃを兼用しているので、回路構成が簡素化できる。
【０１４１】
（第２５実施形態）
図２５は本発明の第２５実施形態（請求項１７に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２４に示す第２４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。
【０１４２】
図２４の第２４実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれた１個の昇圧回路７２が設けられているのに対して、この第２５実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、それぞれ正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれた２個の昇圧回路７２ａ、７２ｂが組込まれている。
【０１４３】
そして、結果的に、直流電源モジュール２２ａの正側直流電源１Ｐａと負側直流電源１Ｎａの両端子間の電圧は昇圧回路７２ａで規定電圧Ｖｄまで昇圧されて、インバータ５へ印加される。また、直流電源モジュール２２ｂの正側直流電源１Ｐｂと負側直流電源１Ｎｂの両端子間の電圧は昇圧回路７２ｂで規定電圧Ｖｄまで昇圧されて、インバータ５へ印加される。
【０１４４】
したがって、この第２５実施形態は第２４実施形態とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１４５】
（第２６実施形態）
図２６は本発明の第２６実施形態（請求項１８に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２４に示す第２４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。
【０１４６】
図２４の第２４実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとが組込まれた１個の昇圧回路７２が設けられているのに対して、この第２６実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、１個の昇圧回路７２とが組込まれている。
【０１４７】
直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ両端子間の電圧を昇圧回路７２における正側昇圧回路７Ｐで規定電圧Ｖｄ／２まで昇圧し、また、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの両端子間の電圧を昇圧回路７２における負側昇圧回路７Ｎで規定電圧Ｖｄ／２まで昇圧する。そして、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとの出力電圧が加算されて、規定電圧Ｖｄとして、インバータ５へ印加される。
【０１４８】
さらに、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂと、正側昇圧回路７Ｐと負側昇圧回路７Ｎとの間には逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂ、８Ｎａ、８Ｎｂが介挿されている。
【０１４９】
このように構成された第２６実施形態においても、第２４実施形態の電力変換装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１５０】
（第２７実施形態）
図２７は本発明の第２７実施形態（請求項１８に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２６に示す第２６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。
【０１５１】
この第２７実施形態の電力変換装置においては、図２６に示す第２６実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、正側昇圧回路７Ｐ、負側昇圧回路７Ｎが組込まれた１つの昇圧回路７２の回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【０１５２】
すなわち、図２６の電力変換装置の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと１組の正側昇圧回路７Ｐａ、負側昇圧回路７Ｎａとが組込まれた昇圧回路７２ａの回路構成に対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２２ｃ、２２ｄと１組の正側昇圧回路７Ｐｂ、負側昇圧回路７Ｎｂとが組込まれた昇圧回路７２ｂの回路構成が組込まれている。
【０１５３】
このような構成であっても、前述した図２６に示した第２６実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１組の昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【０１５４】
（第２８実施形態）
図２８は本発明の第２８実施形態（請求項１９に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２４に示す第２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。
【０１５５】
この第２８実施形態の電力変換装置においては、図２０に示す第２０実施形態と同様に、正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとを逆流防止ダイオード２を介して直列接続して直流電源モジュール２２が構成されている。また、この実施形態においては、インンバータ５の入力端子間には、同一容量を有した一対の平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎが直列に接続されている。
【０１５６】
そして、この第２８実施形態で採用される昇圧回路７３は、リアクトルＬｃｐ、スイッチ素子Ｓｃｐ、ダイオードＤｃｐからなり、直流電源モジュール２２の正側直流電源１Ｐの両端電圧を規定電圧Ｖｄ／２に昇圧する正側昇圧回路７Ｐ１と、リアクトルＬｃｎ、スイッチ素子Ｓｃｎ、共通のダイオードＤｃからなり、直流電源モジュール２２の負側直流電源１Ｎの両端電圧を規定電圧Ｖｄ／２に昇圧する負側昇圧回路７Ｎ１とで構成されている。
【０１５７】
そして、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とは互いのダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎを介して直列接続されているので、昇圧回路７３は正側昇圧回路７Ｐ１の昇圧された出力Ｖｄ／２と負側昇圧回路７Ｎ１の昇圧された出力Ｖｄ／２とを加算した、電圧Ｖｄをインバータ５へ送出する。
【０１５８】
正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とのダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎを介した接続点は、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎの中間点に接続されている。
【０１５９】
したがって、この第２８実施形態の電力変換装置は、先に説明した図２４に示す第２４実施形態の電力変換装置とほぼ同様の効果を奏することが可能である。さらに、この実施形態においては、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１との接続点は、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎの中間点に接続されているので、平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎが直接受電され、インバータ５に入力される直流電圧の変動がより一層抑制される。
【０１６０】
（第２９実施形態）
図２９は本発明の第２９実施形態（請求項２０に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２８に示す第２８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。
【０１６１】
図２８の第２８実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とが組込まれた１個の昇圧回路７３が設けられているのに対して、この第２９実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、それぞれ正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とが組込まれた２個の昇圧回路７３ａ、７３ｂが組込まれている。
【０１６２】
なお、直流電源モジュール２２ａ、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１との直列回路、平滑コンデンサ４Ｐａ、４Ｎａの直列回路は、請求項に記載した一方の単位直流電源を構成する。
【０１６３】
そして、結果的に、直流電源モジュール２２ａの正側直流電源１Ｐａと負側直流電源１Ｎａの両端子間の電圧は昇圧回路７３ａで規定電圧Ｖｄまで昇圧されて、インバータ５へ印加される。また、直流電源モジュール２２ｂの正側直流電源１Ｐｂと負側直流電源１Ｎｂの両端子間の電圧は昇圧回路７３ｂで規定電圧Ｖｄまで昇圧されて、インバータ５へ印加される。
【０１６４】
また、直流電源モジュール２２ａの正側直流電源１Ｐａと負側直流電源１Ｎａの両端子間の電圧は、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とでＶｄ／２まで昇圧されて、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐａ、４Ｎａの中間点に印加される。
【０１６５】
同様に、直流電源モジュール２２ｂの正側直流電源１Ｐｂと負側直流電源１Ｎｂの両端子間の電圧は、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とでＶｄ／２まで昇圧されて、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐｂ、４Ｎｂの中間点に印加される。
【０１６６】
したがって、この第２９実施形態は第２８実施形態とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１６７】
（第３０実施形態）
図３０は本発明の第３０実施形態（請求項２１に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２８に示す第２８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。
【０１６８】
図２８の第２８実施形態の電力変換装置が１個の直流電源モジュール２２と１組の正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とが組込まれた１個の昇圧回路７３が設けられているのに対して、この第３０実施形態の電力変換装置は、２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、１個の昇圧回路７３とが組込まれている。
【０１６９】
直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ両端子間の電圧を昇圧回路７３における正側昇圧回路７Ｐ１で規定電圧Ｖｄ／２まで昇圧し、また、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂの両端子間の電圧を昇圧回路７３における負側昇圧回路７Ｎ１で規定電圧Ｖｄ／２まで昇圧する。そして、直列接続された正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１との出力電圧が加算されて、規定電圧Ｖｄとして、インバータ５へ印加される。
【０１７０】
また、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とのダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎを介した接続点は、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎの中間点に接続されている。
【０１７１】
したがって直流電源モジュール２２ｂの正側直流電源１Ｐｂと負側直流電源１Ｎｂの両端子間の電圧は、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１とでＶｄ／２まで昇圧されて、インバータ５の入力端子間に接続された平滑コンデンサ４Ｐ、４Ｎの中間点に印加される。
【０１７２】
さらに、直流電源モジュール２２ａ、２２ｂの正側直流電源１Ｐａ、１Ｐｂ、負側直流電源１Ｎａ、１Ｎｂと、正側昇圧回路７Ｐ１と負側昇圧回路７Ｎ１との間には逆流防止ダイオード８Ｐａ、８Ｐｂ、８Ｎａ、８Ｎｂが介挿されている。
【０１７３】
このように構成された第３０実施形態においても、第２９実施形態の電力変換装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【０１７４】
（第３１実施形態）
図３１は本発明の第３１実施形態（請求項２１に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２９に示す第２９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。
【０１７５】
この第３１実施形態の電力変換装置においては、図２９に示す第２９実施形態の電力変換装置における、並列接続された２個の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと、正側昇圧回路７Ｐ１、負側昇圧回路７Ｎ１が組込まれた１つの昇圧回路７３の回路構成を２組み、インバータ５に対して並列に接続されている。
【０１７６】
すなわち、図３０の電力変換装置の直流電源モジュール２２ａ、２２ｂと１組の正側昇圧回路７Ｐ１ａ、負側昇圧回路７Ｎ１ａとが組込まれた昇圧回路７３ａの回路構成に対して、別の並列接続された２個の直流電源モジュール２２ｃ、２２ｄと１組の正側昇圧回路７Ｐ１ｂ、負側昇圧回路７Ｎ１ｂとが組込まれた昇圧回路７３ｂの回路構成が組込まれている。
【０１７７】
また、各正側昇圧回路、各負側昇圧回路から出力された規定電圧Ｖｄは、インバータ５の入力端子間に接続された、平滑コンデンサ４Ｐａ、４Ｎａ、４Ｐｂ、４Ｎｂの中間点に印加される。
【０１７８】
このような構成であっても、前述した図３０に示した第３０実施形態の電力変換装置と同じ作用効果を奏することが可能である。このように、それぞれ並列接続された２個の直流電源モジュールと１組の昇圧回路とで構成される回路構成を複数設けることによって、この電力変換装置が供給できる電力容量を増加することが可能である。
【０１７９】
（第３２実施形態）
図３２は本発明の第３２実施形態（請求項２２に対応）の電力変換装置の概略構成図である。図２０に示す第２０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。
【０１８０】
この第３２実施形態の電力変換装置においては、図２０に示す第２０実施形態と同様に、正側直流電源１Ｐと負側直流電源１Ｎとを逆流防止ダイオード２を介して直列接続して直流電源モジュール２２が構成されている。
【０１８１】
そして、図示するように、この第３２実施形態で採用される昇圧回路７４は、リアクトルＬｃｐ、スイッチ素子Ｓｃｐ、ダイオードＤｃｐからなり、直流電源モジュール２２の正側直流電源１Ｐの両端電圧を規定電圧Ｖｄに昇圧する正側昇圧回路７Ｐ２と、リアクトルＬｃｎ、スイッチ素子Ｓｃｎ、ダイオードＤｃｎからなり、直流電源モジュール２２の負側直流電源１Ｎの両端電圧を規定電圧Ｖｄに昇圧する負側昇圧回路７Ｎ２とで構成されている。そして、正側昇圧回路７Ｐ２と負側昇圧回路７Ｎ２とはインバータ５の入力端子に並列に入力される。
【０１８２】
この実施形態においては、正側昇圧回路７Ｐ２のリアクトルＬｃｐと負側昇圧回路７Ｎ２のリアクトルＬｃｎとは磁気結合がなされている。この磁気的結合によって各昇圧回路に流れる電流のリップル成分を低減できる効果を有するが、この磁気的結合の効果を図３３を用いて説明する。
【０１８３】
図３３は、磁気的に結合したリアクトルＬｃの等価回路図であり、図３３（ａ）は正負電流により発生する磁束が同方向の磁束加算型のリアクトルであり、図３３（ｂ）は両方向の電流の磁束が打ち消しあう磁束減算型のリアクトルである。
【０１８４】
２組の巻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３３（ａ）の正側の電流Iipは(4)式で示される。
【０１８５】
Iip＝（ＬｃＶcp―ＭｃＶcn）／ｐ（Ｌｃ2―Ｍｃ2）                  …(4)
ただし  ｐ＝ｄ／ｄｔ  （微分演算子）  Ｖcp Ｖcn：巻き線(リアクトル)の両端電圧
また、正負電流は等価であるので、正側電流Ｉipについてのみ示す。
【０１８６】
両インダクタンスの磁気結合率Ｋｍ＝Ｍｃ／Ｌｃを用いて(4)式を書き直すと(5)式となる。
【０１８７】
ｐ（１―Ｋｍ2）Ｌｃ・Ｉip＝Ｖｃｐ―ＫｍＶcn                      …(5)
(5)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巻線に流れる電流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とだけでなく、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。各電圧Ｖｃｐ、Ｖｃｎはほぼ同じ波形であるから、磁気結合率Ｋｍが1に近づくほど電圧［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。
【０１８８】
ただし、磁気結合率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。適度の磁気結合率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。
【０１８９】
一方、図３３（ｂ）の磁束減算型リアクトルの場合の正側の電流Iipは(6)式で示される。
【０１９０】
Iip＝（Ｖcp＋ＫｍＶcn）／ｐ（１―Ｋｍ2）Ｌｃ                  …(6)
磁束減算型にすると、負側電圧Ｖcnの極性が変化し、等価印加電圧は［Ｖｃｐ＋ＫｍＶcn］となる。したがって、各電圧Ｖｃｐ、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。磁束減算型で電流リプルの低減効果を得るためには、正側のスイッチ素子Ｓｃｐと負側のスイッチ素子Ｓｃｎとでオンオフタイミングをシフトする必要がある。たとえば、三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ＰＷＭ（パルス幅変調）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。
【０１９１】
図３３（ｂ）の磁束減算型は、図３３（ａ）の磁束加算型よりも電流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。
【０１９２】
以上、図３２の第３２実施形態における正側昇圧回路７Ｐ２のリアクトルＬｃｐと負側昇圧回路７Ｎ２のリアクトルＬｃｎと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図１９〜図３１の各実施形態においても、２つの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。
【０１９３】
（第３３実施形態）
図３４は本発明の第３３実施形態の電力変換装置の概略構成図である。図３２に示す第３２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。
【０１９４】
この第３３実施形態の電力変換装置においては、昇圧回路７５を構成する正側昇圧回路７Ｐ２と負側昇圧回路７Ｎ２における磁気的結合された各図２０に示す第２０実施形態と同様に正側昇圧回路７Ｐ２のリアクトルＬｃｐ、リアクトルＬｃｎに対して、別のリアクトルＬｃｐ１、リアクトルＬｃｎ１が直列に接続されている。その他の構成は図３２に示す第３２実施形態と同じである。
【０１９５】
このように構成された第３３実施形態においても、先の第３２実施形態とほぼ同じ効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の第１実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第６実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第７実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第８実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第９実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第１１実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第１２実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の第１３実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の第１４実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１５】本発明の第１５実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１６】本発明の第１６実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１７】本発明の第１７実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１８】本発明の第１８実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図１９】本発明の第１９実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２０】本発明の第２０施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２１】本発明の第２１実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２２】本発明の第２２実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２３】本発明の第２３実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２４】本発明の第２４実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２５】本発明の第２５実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２６】本発明の第２６実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２７】本発明の第２７実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２８】本発明の第２８実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図２９】本発明の第２９実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図３０】本発明の第３０実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図３１】本発明の第３１実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図３２】本発明の第３２実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【図３３】本発明の第３２実施形態の電力変換装置の昇圧回路を構成する電磁結合されたリアクトルの等価回路図である。
【図３４】本発明の第３３実施形態の電力変換装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１９７】
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
４，４Ｐａ，４Ｐｂ，４Ｎ，４Ｎａ、４Ｎｂ…平滑コンデンサ
５…インバータ
６…負荷あるいは電力系統
７，７ａ，７ｂ，７１，７１ａ，７２，７２ａ，７２ｂ，７３，７３ａ，７３ｂ，７４，７５…昇圧回路
７Ｐ，７Ｐａ，７Ｐ１，７Ｐ２…正側昇圧回路
７Ｎ，７Ｎｂ，７Ｎ１，７Ｎ２…負側昇圧回路
８Ｐａ，８Ｐｂ，８Ｐｂ，８Ｐｃ，８Ｐｄ…昇圧回路用正側逆流防止ダイオード
８Ｎａ，８Ｎｂ，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
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…直流電源モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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