(57)【要約】【課題】様々な負荷に対応し、波形歪みを小さくすることができる単相３線式の電力変換装置を提供する。【解決手段】Ｕ相電圧を出力させるスイッチング素子５１，５２とＷ相電圧を出力させるスイッチング素子５３，５４とを含むインバータ部５と、中点コンデンサ３１，３２と、Ｏ相における中点コンデンサ３１と中点コンデンサ３２との接続点の中点電位の状態を検出する電圧検出部４と、ＡＣ電圧検出部８と、中点コンデンサ３１及び中点コンデンサ３２の蓄電量を調整する中点安定部２と、ＡＣ電圧検出部８により検出された電圧に基づいて所望のＵ相電圧及びＷ相電圧を供給するようスイッチング素子５１，５２，５３，５４を制御すると共に、電圧検出部４により検出された中点電位の状態に基づいてＯ相の中点電位を調整するよう中点安定部２を制御する制御部７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相３線式系統の第１電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記単相３線式系統の第２電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第３スイッチング素子と第４スイッチング素子とを含むインバータ部と、
直流電源出力バス及び前記中性線に接続された第１中点コンデンサと、
前記直流電源出力バス及び前記中性線に接続された第２中点コンデンサと、
前記中性線における前記第１中点コンデンサと前記第２中点コンデンサとの接続点の中点電位の状態を検出する第１電圧検出部と、
前記第１電圧線と中性線との間の電圧と前記第２電圧線と中性線との間の電圧をそれぞれ検出する第２電圧検出部と、
前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を調整する中点安定部と、
前記第２電圧検出部により検出されている電圧に基づいて前記第１電圧線と中性線及び前記第２電圧線と中性線から所望の電圧を供給するよう前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子を制御すると共に、前記第２電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて前記中性線の中点電位を調整するよう前記中点安定部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記中性線の中点電位が、前記第１電圧線と前記第２電圧線との間における電圧波形の中点となるよう前記中点安定部を制御し、
前記第１電圧線と前記第２電圧線の間から所望の周波数の電圧波形を出力するよう前記インバータ部を制御することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１電圧線と前記中性線との間から出力する電圧と前記第２電圧線と前記中性線との間から出力する電圧との合計値を０にするよう前記インバータ部を制御することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記中性線の中点電位が所望の直流電源出力バスの電圧の中点になるように前記中点安定部を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記中点安定部は、前記直流電源出力バスに接続された第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子と、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子並びに前記第１中点コンデンサと前記第２中点コンデンサの中点に接続されたリアクトルとを含み、
前記制御部は、前記第１電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子を開閉制御して前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を制御すること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記中点安定部は、前記第１中点コンデンサに並列に配設された第１抵抗及び第７スイッチング素子を含む第１放電部と、前記第２中点コンデンサに並列に配設された第２抵抗及び第８スイッチング素子を含む第２放電部とを含み、
前記制御部は、前記第１電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて、前記第１放電部の第７スイッチング素子及び前記第２放電部の第８スイッチング素子を開閉制御して前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を制御すること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサは、前記中性線における電位を所定電位にするように前記インバータ部の出力電力に応じた容量のものであることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
単相３線式系統の第１電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記単相３線式系統の第２電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第３スイッチング素子と第４スイッチング素子と、前記中性線及び直流電源出力バスに接続された第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子とを含むインバータ部と、
前記第１電圧線と前記中性線との間の第１電圧、前記第２電圧線と前記中性線との間の第２電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出されている電圧に基づいて前記第１電圧線と中性線及び前記第２電圧線と中性線から所望の電圧を供給するよう前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子を制御すると共に、前記電圧検出部により検出された前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて前記中性線の中点電位を調整するよう前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相３線式出力のインバータ装置としては、特許文献１のように、３つのアームを有し、インバータブリッジの３相出力端子の１つを中性相（Ｏ相）とし、中性相の電流指令を常に零とする。また、このインバータ装置は、中性相（Ｏ相）を除いた残り２つの相（Ｕ相、Ｗ相）の電流指令を互いに１８０°の位相差をもつ正弦波の電流指令とする。これにより、このインバータ装置は、単相３線式のＰＷＭ出力電圧を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６３１５３号公報（特許第3337041号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インバータ装置を家庭内に配線するとき、Ｏ相は柱上トランス接地されている。インバータ装置が動作すると、インバータ装置の出力電圧は、Ｏ相−Ｕ相間電圧と、Ｏ相−Ｗ相間電圧との間で変動する。このような動作は、Ｏ相の接地電位に対して、インバータ装置の全体の電位を変動させていることを意味し、波形歪みを発生しやすい。また、従来のインバータ装置では半端整流負荷など、様々な負荷に対応できるものではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、様々な負荷に対応し、波形歪みを小さくすることができる単相３線式の電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る電力変換装置は、単相３線式系統の第１電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記単相３線式系統の第２電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第３スイッチング素子と第４スイッチング素子とを含むインバータ部と、直流電源出力バス及び前記中性線に接続された第１中点コンデンサと、前記直流電源出力バス及び前記中性線に接続された第２中点コンデンサと、前記中性線における前記第１中点コンデンサと前記第２中点コンデンサとの接続点の中点電位の状態を検出する第１電圧検出部と、前記第１電圧線と中性線との間の電圧と前記第２電圧線と中性線との間の電圧をそれぞれ検出する第２電圧検出部と、前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を調整する中点安定部と、前記第２電圧検出部により検出されている電圧に基づいて前記第１電圧線と中性線及び前記第２電圧線と中性線から所望の電圧を供給するよう前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子を制御すると共に、前記第２電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて前記中性線の中点電位を調整するよう前記中点安定部を制御する制御部とを備える。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る電力変換装置は、上記第１態様の電力変換装置であって、前記制御部は、前記中性線の中点電位が、前記第１電圧線と前記第２電圧線との間における電圧波形の中点となるよう前記中点安定部を制御し、前記第１電圧線と前記第２電圧線の間から所望の周波数の電圧波形を出力するよう前記インバータ部を制御する。
【０００８】
本発明の第３の態様に係る電力変換装置は、上記第２態様の電力変換装置であって、前記制御部は、前記第１電圧線と前記中性線との間から出力する電圧と前記第２電圧線と前記中性線との間から出力する電圧との合計値を０にするよう前記インバータ部を制御する。
【０００９】
本発明の第４の態様に係る電力変換装置は、上記第２又は第３態様の電力変換装置であって、前記制御部は、前記中性線の中点電位が所望の直流電源出力バスの電圧の中点になるように前記中点安定部を制御する。
【００１０】
本発明の第５の態様に係る電力変換装置は、上記第１乃至第４の何れかの電力変換装置であって、前記中点安定部は、前記直流電源出力バスに接続された第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子と、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子並びに前記第１中点コンデンサと前記第２中点コンデンサの中点に接続されたリアクトルとを含み、前記制御部は、前記第１電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて、前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子を開閉制御して前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を制御する。
【００１１】
本発明の第６の態様に係る電力変換装置は、上記第１乃至第４の何れかの電力変換装置であって、前記中点安定部は、前記第１中点コンデンサに並列に配設された第１抵抗及び第７スイッチング素子を含む第１放電部と、前記第２中点コンデンサに並列に配設された第２抵抗及び第８スイッチング素子を含む第２放電部とを含み、前記制御部は、前記第１電圧検出部により検出された中点電位の状態に基づいて、前記第１放電部の第７スイッチング素子及び前記第２放電部の第８スイッチング素子を開閉制御して前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサの蓄電量を制御する。
【００１２】
本発明の第７の態様に係る電力変換装置は、上記第１態様の電力変換装置であって、前記第１中点コンデンサ及び前記第２中点コンデンサは、前記中性線における電位を所定電位にするように前記インバータ部の出力電力に応じた容量のものである。
【００１３】
本発明の第８の態様に係る電力変換装置は、単相３線式系統の第１電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記単相３線式系統の第２電圧線と中性線との間の電圧を出力させる第３スイッチング素子と第４スイッチング素子と、前記中性線及び直流電源出力バスに接続された第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子とを含むインバータ部と、前記第１電圧線と前記中性線との間の第１電圧、前記第２電圧線と前記中性線との間の第２電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出されている電圧に基づいて前記第１電圧線と中性線及び前記第２電圧線と中性線から所望の電圧を供給するよう前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子を制御すると共に、前記電圧検出部により検出された前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて前記中性線の中点電位を調整するよう前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１中点コンデンサ及び第２中点コンデンサの蓄電量を調整する中点安定部を備え、中性線の中点電位の状態に基づいて中性線の中点電位を調整するよう中点安定部を制御するので、様々な負荷に対応し、波形ひずみを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態として示す電力供給システムの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態として示す電力供給システムにおける中点安定部の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態として示す電力供給システムにおける中点安定部の他の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態として示す電力供給システムの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の実施形態として示す電力供給システムは、例えば図１に示すように構成される。この電力供給システムは、ＤＣ電源部１に接続された電力変換装置を含む。この電力変換装置は、中点安定部２、中点コンデンサ部３、電圧検出部（第１電圧検出部）４、インバータ部５、平滑ＬＣ部６、制御部７、及び、ＡＣ電圧検出部（第２電圧検出部）８を含む。中点安定部２、中点コンデンサ部３、電圧検出部４、インバータ部５は、ＤＣ電源部１の直流電源出力バス間に接続されている。電力変換装置は、所謂単相三線式系統のインバータ装置である。この電力変換装置は、Ｏ相（中性相）としての中性線、Ｕ相としての第１電圧線、Ｗ相としての第２電圧線に、負荷が接続される。この電力変換装置は、後述するように中点電位に調整される中性線と、電圧位相が逆に制御される第１電圧線及び第２電圧線とが引き出される。この電力変換装置は、例えば単相三線式１００Ｖ／２００Ｖの場合、第１電圧線と第２電圧線との間に２００Ｖの負荷を接続することができる。また、この電力変換装置は、例えば、第１電圧線又は第２電圧線と中性線との間に１００Ｖの負荷を接続することができる。
【００１８】
ＤＣ電源部１は、直流電源１１、ＤＣＤＣコンバータ１２を含む。直流電源１１は、例えば、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電圧の電力を出力するものである。ＤＣＤＣコンバータ１２は、直流電源１１から供給された電力の直流電圧を所定の直流電圧に変換する。なお、ＤＣ電源部１は、直流電源１１のみであってもよい。
【００１９】
中点安定部２は、中性線の電位である中点電位を安定させるよう動作する。この中点安定部２には、中点コンデンサ部３が接続されている。中点コンデンサ部３は、直流電源出力バス及びＯ相に接続された第１中点コンデンサ３１と、直流電源出力バス及びＯ相に接続された第２中点コンデンサ３２とを直列接続している。第１中点コンデンサ３１と第２中点コンデンサ３２との接続点がＯ相の出力となる。第１中点コンデンサ３１及び第２中点コンデンサ３２は、Ｏ相における電位を所定電位にするため、出力電力に応じた容量となっている。例えば、４ｋＷの出力電力の場合、例えば、第１中点コンデンサ３１の容量は３ｍＦであり、第２中点コンデンサ３２の容量は３ｍＦである。このように、この第１中点コンデンサ３１及び第２中点コンデンサ３２は、同じ容量とする。中点安定部２は、制御部７の制御に従って、第１中点コンデンサ３１及び第２中点コンデンサ３２の蓄電量を調整する。
【００２０】
電圧検出部４は、中点電位の状態を検出する。電圧検出部４は、電圧センサ４１によって第１中点コンデンサ３１の蓄電量に応じた電圧Ｖ１を検出する。電圧検出部４は、電圧センサ４２によって第２中点コンデンサ３２の蓄電容に応じた電圧Ｖ２を検出する。これにより、電圧検出部４は、中点電位の状態としての第１中点コンデンサ３１の電圧Ｖ１及び第２中点コンデンサ３２の電圧Ｖ２を検出して、制御部７に供給する。
【００２１】
ＡＣ電圧検出部８は、平滑ＬＣ部６における平滑用コンデンサ６２間の電圧Ｖｕｏを検出する電圧センサ８１と、平滑用コンデンサ６４間の電圧Ｖｗｏを検出する電圧センサ８２とを含む。電圧センサ８１によって検出されたＵ相とＯ相間電圧は、制御部７によって読み取られる。電圧センサ８２によって検出されたＷ相とＯ相間電圧は、制御部７によって読み取られる。
【００２２】
インバータ部５は、スイッチング素子５１，５２（第１スイッチング素子、第２スイッチング素子）間にＵ相を接続したアームと、スイッチング素子５３，５４（第３スイッチング素子、第４スイッチング素子）間にＷ相を接続したアームとを含む。インバータ部５は、制御部７によって、スイッチング素子５１，５２，５３，５４がオンオフ制御される。このとき、制御部７は、ＡＣ電圧検出部８により検出されている電圧を監視する。制御部７は、当該監視している電圧に基づいてＵ相とＯ相間電圧及びＷ相とＯ相間電圧が所望の電圧となるようスイッチング素子５１，５２，５３，５４を制御する。また、制御部７は、Ｕ相とＷ相の間から所望の周波数の電圧波形を出力するようインバータ部５を制御する。これにより、インバータ部５は、Ｕ相とＯ相との間のＬＣフィルタにＰＷＭ制御されたパルス電圧を供給すると共に、Ｗ相とＯ相との間のＬＣフィルタにＰＷＭ制御されたパルス電圧を供給する。
【００２３】
平滑ＬＣ部６は、Ｕ相とＯ相との間に配設された平滑用コイル６１と平滑用コンデンサ６２とを含む。平滑ＬＣ部６は、Ｗ相とＯ相との間に配設された平滑用コイル６３と平滑用コンデンサ６４とを含む。平滑ＬＣ部６は、平滑用コイル６１及び平滑用コンデンサ６２によって、インバータ部５のスイッチング素子５１，５２から供給されたＰＷＭ電圧を平滑化する。平滑ＬＣ部６は、平滑用コイル６３及び平滑用コンデンサ６４によって、インバータ部５のスイッチング素子５３，５４から供給されたＰＷＭ電圧を平滑化する。これにより、Ｕ相−Ｏ相間からは、所望の周波数の電圧波形を出力すると共に、Ｗ相−Ｏ相間からは、Ｕ相−Ｏ相間における電圧波形に対する反転電圧波形を出力する。
【００２４】
制御部７は、インバータ部５を制御する構成として、電圧指令信号発生回路７１，７２、ＰＷＭ制御器７３，７４、キャリア信号発生器７５を有する。電圧指令信号発生回路７１は、所望の周波数、振幅のｓｉｎ波を電圧指令信号としてＰＷＭ制御器７３に供給する。電圧指令信号発生回路７２は、電圧指令信号発生回路７１の電圧指令信号と反転したｓｉｎ波の電圧指令信号をＰＷＭ制御器７４に供給する。キャリア信号発生器７５は、キャリア信号をＰＷＭ制御器７３，７４に供給する。ＰＷＭ制御器７３は、電圧指令信号発生回路７１から供給された電圧指令信号と、キャリア信号発生器７５から供給されたキャリア信号とを比較して、ＰＷＭパターンを生成して、スイッチング素子５１，５２をオンオフ制御する。ＰＷＭ制御器７３は、別の信号線によってスイッチング素子５１，５２と接続されている。ＰＷＭ制御器７３はスイッチング素子５１，５２を別個にオンオフ制御することが可能である。ＰＷＭ制御器７４は、電圧指令信号発生回路７２から供給された電圧指令信号と、キャリア信号発生器７５から供給されたキャリア信号とを比較して、ＰＷＭパターンを生成して、スイッチング素子５３，５４をオンオフ制御する。ＰＷＭ制御器７４は、別の信号線によってスイッチング素子５３，５４と接続されている。ＰＷＭ制御器７４はスイッチング素子５３，５４を別個にオンオフ制御することが可能である。これにより、制御部７は、Ｕ相及びＷ相に所定の電力を供給するようインバータ部５を制御する。
【００２５】
また、制御部７は、電圧検出部４により検出された中点電位の状態に基づいて、Ｏ相の中点電位を調整するよう中点安定部２を制御する。制御部７は、第１中点コンデンサ３１の蓄電量と第２中点コンデンサ３２の蓄電量が略同じとなるよう制御する。これにより、制御部７は、Ｏ相における中点電位を安定させる。
【００２６】
このような電力供給システムは、Ｕ-Ｏ相間、Ｗ-Ｏ相間に接続されるそれぞれの負荷の正極性と負極性バランスがとれていて全く同じ場合には、第１中点コンデンサ３１と第２中点コンデンサ３２の一周期間での放電電荷量と充電電荷量は同じなので蓄電量の変化は起こらない。したがって、第１中点コンデンサ３１の蓄電量と第２中点コンデンサ３２の蓄電量との差が大きくならない。
【００２７】
しかし、例えば、半波整流負荷がＵ-Ｏ相間に接続された場合、負荷の正極性と負極性バランスが崩れるので第１中点コンデンサ３１と第２中点コンデンサ３２の一周期間での放電電荷量と充電電荷量が異なってくる。これにより、第１中点コンデンサ３１の蓄電量と第２中点コンデンサ３２の蓄電量との差が大きくなってしまう。すると、Ｏ相における中点電位が変動し、波形歪みが発生する。これに対し、制御部７は、第１中点コンデンサ３１の蓄電量と第２中点コンデンサ３２の蓄電量が略同じとなるよう中点安定部２を制御する。これにより、制御部７は、Ｏ相の中点電位がＵ相とＷ相間における電圧波形の中点となるよう、定常的に中点電位を安定させる。
【００２８】
同時に、制御部７は、Ｕ相−Ｏ相間から所望の周波数の電圧波形を出力すると共にＷ相−Ｏ相間からＵ相−Ｏ相間における電圧波形に対する反転電圧波形を出力させる。すなわち、Ｕ相−Ｏ相間から出力する電圧とＷ相−Ｏ相間から出力する電圧との合計値を０にするよう制御する。これによって、制御部７は、瞬時的には、インバータ部５の動作によって中点電位が変動することを抑制できる。
【００２９】
具体的な中点安定部２の構成としては、例えば、図２に示すようなものであってもよい。中点安定部２は、直流電源出力バスとＯ相間に接続された第５スイッチング素子２２と、直流電源出力バスとＯ相間に接続された第６スイッチング素子２４と、第５スイッチング素子２２及び第６スイッチング素子２４並びに第１中点コンデンサ３１と第２中点コンデンサ３２の中点に接続されたリアクトル２５とを含む。制御部７は、電圧検出部４により検出された中点電位の状態に基づいて、第５スイッチング素子２２及び第５スイッチング素子２４を開閉制御して第１中点コンデンサ３１及び第２中点コンデンサ３２の蓄電量を制御する。
【００３０】
制御部７は、中点安定部２の中点電位が上がってくると、ローサイドの第６スイッチング素子２４を繰り返しオンオフさせる。ローサイドの第６スイッチング素子２４がオンとなると、リアクトル２５には中点電位がかかるため、第２中点コンデンサ３２から電荷が放電され、リアクトル２５に電気エネルギーが蓄えられる。次に第６スイッチング素子２４をオフにすると、リアクトル２５に蓄えられていた電気エネルギーはハイサイドの第５スイッチング素子２２におけるボディダイオードを介して直流電源出力バスに放電される。この時、リアクトル２５には中点電位と直流電源出力バス電位との差分の電圧がかかっている。中間電位がほぼ直流電源出力バス電位の中点であるので、第６スイッチング素子２４のオン時とオフ時とでリアクトル２５にかかる電圧はほぼ等しくかつ極性が逆になる。これにより、中点安定部２の中点電位を下げるよう中点コンデンサ部３から放電するときに、制御部７は、第６スイッチング素子２４をオンオフさせるデューティ比を略５０％固定にする。これにより、リアクトル２５に流れる電流を臨界モードで流すことができ、簡単な制御でスイッチング電力の損失を抑制して効率よくＯ相の中点電位を安定させることができる。
【００３１】
一方、中点コンデンサ部３の蓄電量が低下して中点電位が低下すると、ハイサイドの第５スイッチング素子２２を繰り返してオンオフさせる。これにより、中点安定部２の中点電位を上げるよう中点コンデンサ部３に蓄電する。
【００３２】
以上のように、本実施形態として示した電力供給システムによれば、Ｏ相の中点電位を安定させることができるので、Ｏ相の中点電位が変動することによってインバータ部５から出力する電圧波形の波形歪みを抑制できる。また、この電力供給システムによれば、Ｏ相の中点電位を安定させることにより、例えば半波整流負荷が接続された場合に、中点が正負どちらかの電源電位まで変動して出力できなくなることを抑制できる。
【００３３】
更に他の中点安定部２の構成としては、例えば図３に示すようなものであってもよい。中点安定部２は、第１中点コンデンサ３１に並列に配設された第１抵抗２１及び第７スイッチング素子２２を含む第１放電部と、第２中点コンデンサ３２に並列に配設され第２抵抗２３及び第８スイッチング素子２４を含む第２放電部とを含む。制御部７は、電圧検出部４により検出された中点電位の状態に基づいて、第１放電部及び第２放電部を動作させ、第１中点コンデンサ３１及び第２中点コンデンサ３２の蓄電量を制御する。
【００３４】
中点安定部２の中点電位がＤＣ電源部１から供給される電圧の中点からずれると、当該ずれを戻すように、制御部７は、第７スイッチング素子２２，第８スイッチング素子２４をオン（導通状態）とさせる。これにより、第１中点コンデンサ３１，第２中点コンデンサ３２に蓄電された電荷を第１抵抗２１，第２抵抗２３に導く。これによって電荷を放電する。例えば、第１中点コンデンサ３１の電圧Ｖ１が第２中点コンデンサ３２の電圧Ｖ２よりも高い場合には、第７スイッチング素子２２をオンとし、第１中点コンデンサ３１の電荷を放電する。逆に、第２中点コンデンサ３２の電圧Ｖ２が第１中点コンデンサ３１の電圧Ｖ１よりも高い場合には、第８スイッチング素子２４をオンとし、第２中点コンデンサ３２の電荷を放電する。
【００３５】
以上のように、この電力供給システムによれば、第１中点コンデンサ３１又は第２中点コンデンサ３２の電荷を放電して、中点安定部２の中点電位の変動を抑制できる。例えば、インバータ部５に半波整流負荷が接続されて、第１中点コンデンサ３１と第２中点コンデンサ３２との蓄電量のバランスがずれても、当該ずれを抑制できる。
【００３６】
なお、この図３に示した構成では、中点電位のずれを補正するために電荷が溜まりすぎた第１中点コンデンサ３１又は第２中点コンデンサ３２の電荷を抵抗２１，２３で放電する。このため、電力の使用効率が低下する。しかし、この中点安定部２によれば、非常に簡単な構成で中点電位を安定させることができる。また、高周波で動作せずに中点電位を制御できるので、低ノイズで中点電位を安定させることができる。
【００３７】
［他の実施形態］
つぎに、Ｏ相の中点電位を安定させることができる他の電力供給システムについて、図４を参照して説明する。
【００３８】
この電力供給システムは、図１に示した電力供給システムに加え、ＤＣ電源部１にＤＣ用コンデンサ１３、Ｏ相に接続されたスイッチング素子５５，５６（第５スイッチング素子、第６スイッチング素子）を有し、平滑ＬＣ部６の後段に電圧検出部４を備えている。また、制御部７には、スイッチング素子５５，５６に接続されたＰＷＭ制御器７６、誤差増幅器７７、差動増幅器７８が備えられている。
【００３９】
ＡＣ電圧検出部８は、平滑ＬＣ部６における平滑用コンデンサ６２間の電圧Ｖｕｏ（第１電圧）を検出する電圧センサ８１と、平滑用コンデンサ６４間の電圧Ｖｗｏ（第２電圧）を検出する電圧センサ８２とを含む。
【００４０】
制御部７は、上述した実施形態と同様に、ＡＣ電圧検出部８により検出されている電圧を監視する。制御部７は、当該監視している電圧に基づいてＵ相とＯ相間電圧及びＷ相とＯ相間電圧が所望の電圧となるようスイッチング素子５１，５２，５３，５４を制御する。また、制御部７は、Ｕ相とＷ相の間から所望の周波数の電圧波形を出力するようインバータ部５を制御する。
【００４１】
これに加え、制御部７は、電圧センサ８１により検出した電圧Ｖｕｏと電圧センサ８２により検出した電圧Ｖｗｏとの差分を差動増幅器７８から出力する。この差動増幅器７８の出力は、誤差増幅器７７によって０Ｖと比較される。誤差増幅器７７は、電圧Ｖｕｏと電圧Ｖｗｏとの差分を、０Ｖからの誤差としてＰＷＭ制御器７６に供給する。ＰＷＭ制御器７６は、誤差増幅器７７から出力された誤差を抑制するようスイッチング素子５５，５６をオンオフ駆動するようＰＷＭ信号を供給する。これにより、制御部７は、Ｏ相電位を、Ｕ相電位とＷ相電位との中点となるよう制御する。また、制御部７は、Ｕ相−Ｏ相間の出力波形及びＷ相−Ｏ相間の出力波形（Ｕ相の反転波形）を制御する。
【００４２】
これにより、制御部７は、Ｕ相のスイッチング素子５１，５２、Ｗ相のスイッチング素子５３，５４を制御することによって、Ｕ相−Ｏ相間の出力波形を所望の周波数のｓｉｎ波とし、Ｗ相−Ｏ相間の出力をＵ相の反転波形とする。これにより、瞬時的に、Ｕ相−Ｏ相間の出力電圧とＷ相−Ｏ相間の出力電圧との合計が０となるようにする。また、制御部７は、スイッチング素子５５，５６を制御して、定常的に、中点電位がバス電圧の中点電位となるよう制御する。
【００４３】
以上のように、この電力供給システムによれば、Ｏ相の中点電位を制御すると共に、Ｕ相−Ｏ相間及びＷ相−Ｏ相間の出力波形を制御するので、例えば、直流電源１１のためのトランスが無くてもよい。また、この電力供給システムによれば、半波整流負荷など、様々な負荷が接続されても、中点電位の変動を抑制して、当該負荷に電力を供給できる。
【００４４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
２  中点安定部
３  中点コンデンサ部
４  電圧検出部
５  インバータ部
７  制御部
８  ＡＣ電圧検出部
２１，２３  抵抗
２２  第５スイッチング素子
２４  第６スイッチング素子
２５  リアクトル
３１  第１中点コンデンサ
３２  第２中点コンデンサ
４１，４２，８１，８２  電圧センサ
５１，５２，５３，５４  スイッチング素子（第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子）
７１，７２  電圧指令信号発生回路
７３，７４，７６  ＰＷＭ制御器
７５  キャリア信号発生器
７７  誤差増幅器
７８  差動増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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