(57)【要約】【課題】回路と制御系の構成を簡素化するとともに、スイッチングロスを低減し、変化幅の大きい電流を高精度で通電することを可能とする電力変換装置を提供する。【解決手段】直流電源の間に半導体素子が直列接続されている複数の第１の直列回路と、前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている第２の直列回路とから構成され、前記複数の第１の直列回路の接続点が共通に接続された共通接続点と、前記第２の直列回路の接続点との間に負荷が接続されて電力を供給することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の間に半導体素子が直列接続されている複数の第１の直列回路と、前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている第２の直列回路とから構成され、前記複数の第１の直列回路の接続点が共通に接続された共通接続点と、前記第２の直列回路の接続点との間に負荷が接続されて電力を供給することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記複数の第１の直列回路の接続点と前記共通接続点との間の接続線にそれぞれリアクトルが備えられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、
前記リアクトルに直列に電流変成器が設けられ、前記複数の第１の直列回路の半導体素子は、電流目標値に対して前記各電流変成器の検出信号を帰還信号とする電流制御回路の出力により夫々制御されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記直流電源は、交流電源に接続された整流回路であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
直流電源の間に半導体素子が直列接続されている複数の第１の直列回路と、前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている第２の直列回路とを備え、前記複数の第１の直列回路の接続点が共通に接続された共通接続点と、前記第２の直列回路の接続点との間に負荷が接続されて電力を供給するフルブリッジ回路を構成し、かつ複数のフルブリッジ回路を前記直流電源の間に複数備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力変換装置において、
前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている通電電流調整回路を設け、該通電電流調整回路は、その機械スイッチの接続点から模擬負荷抵抗を介して、前記負荷の一方端に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項５、または請求項６に記載の電力変換装置において、
前記フルブリッジ回路の第２の直列回路の機械スイッチの接続点から調整用抵抗を介して、前記負荷の一方端に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項５から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記フルブリッジ回路を構成する前記複数の第１の直列回路の接続点と前記共通接続点との間の接続線に流れる電流を夫々検出し、前記複数の第１の直列回路の半導体素子を電流目標値に対して前記検出信号を帰還信号とする電流制御回路の出力により夫々制御するとともに、前記電流目標値に応じて、前記フルブリッジ回路数を定め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】
本発明は交流電力と直流電力のあいだで電力変換を行う電力変換装置に関し、特に負荷に対して間欠的に正負両極性に通電する機能を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流と交流の間での電力変換を行う電力変換装置は、各種産業分野に広く適用されている。また電力変換装置に要求される性能、仕様は、その適用される技術分野により各種のものがあり、その要求を満たすように工夫改善された電力変換装置を構成している。
【０００３】
これら適用分野の中には、各種の電源用に使用される電力変換装置もあり、例えば負荷に対して間欠的に正負両極性に通電する機能を備えることが要求されるものもある。具体的にはある条件では正電流を供給し、他の場合には負電流を供給する。またその大きさの変化範囲が大きいことが要求される。これらの仕様に対して、電力変換装置は要求された仕様を適切に満足する装置構成、制御方式などが個別に決定されることになる。
【０００４】
特許文献１は、整流器とＩＧＢＴなどの半導体素子を組合せた回路を備えた汎用的な電力変換装置の一例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３４４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に代表される従来の典型的な電力変換装置では、電力変換部分にフルブリッジ回路を構成する。フルブリッジ回路はＩＧＢＴなどの半導体素子を直列にした直列回路を２組正負電源間に接続し、かつ２組の直列回路の接続点間に負荷を接続する。係る回路構成において、電源から負荷に正電流を供給する場合には、第１の直列回路の正側半導体素子と第２の直列回路の負側半導体素子を導通状態とし、また電源から負荷に負電流を供給する場合には、第１の直列回路の負側半導体素子と第２の直列回路の正側半導体素子を導通状態とする。
【０００７】
このようにフルブリッジ回路では、一方の直列回路の正側半導体素子と他方の直列回路の負側半導体素子を対にして同時に導通制御し、かつ各対を交互に導通状態とする。このためフルブリッジ回路では、一方の直列回路の正側半導体素子が負荷に対する電流流入側として機能し、他方の直列回路の負側半導体素子が負荷に通電後の電流の戻り側として機能している。
【０００８】
特許文献１に代表される従来の典型的な電力変換装置におけるフルブリッジ回路とその制御は以上のようなものであるが、これを先に述べた用途の電源として使用する前提で考えると、幾つかの改善すべき課題が見えてくる。まず当該用途では、「負荷に対して間欠的に正負両極性に通電する」ものである。この点に関して、従来の電力変換装置では負荷に通電後の電流の戻り側においてもＩＧＢＴなどの半導体素子を用いてスイッチングを行い負荷に対して電流を通電していた。
【０００９】
然るに、電流の戻り側でも半導体素子を使用すると電流の戻り側の半導体素子出力にも電流測定器を設置し、電流を制御しなければならなく、制御系の構成が複雑になり、コスト面で高価になる上に、寸法も過大であり、またスイッチングによる電力ロスも多くなるという課題があった。
【００１０】
またその大きさの変化範囲が大きいことに関連し、通電電流の変化幅が小さいという条件で通電することはあったが、数十Ａ〜数千Ａまで幅広く高精度に通電することはできないという課題があった。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮し、回路と制御系の構成を簡素化するとともに、スイッチングロスを低減し、変化幅の大きい電流を高精度で通電することを可能とする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】
【００１２】
以上のことから本発明においては、直流電源の間に半導体素子が直列接続されている複数の第１の直列回路と、前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている第２の直列回路とから構成され、前記複数の第１の直列回路の接続点が共通に接続された共通接続点と、前記第２の直列回路の接続点との間に負荷が接続されて電力を供給することを特徴とする。
【００１３】
また、直流電源の間に半導体素子が直列接続されている複数の第１の直列回路と、前記直流電源の間に機械スイッチが直列接続されている第２の直列回路とを備え、前記複数の第１の直列回路の接続点が共通に接続された共通接続点と、前記第２の直列回路の接続点との間に負荷が接続されて電力を供給するフルブリッジ回路を構成し、かつ複数のフルブリッジ回路を前記直流電源の間に複数備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に関わる電力変換装置によれば、従来半導体素子を複数用いて行っていた電流制御を半導体素子の一部を機械スイッチに置換することで回路の構成、制御性を簡素化するとともに小形、低コスト、スイッチングロスの低減した電力変換装置を提供することができる。
【００１５】
さらに半導体素子を複数並列化、並列制御数をレンジ切換え制御可能とすることによって数千Ａの大電流から数十Ａの電流を精度よく通電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の変形フルブリッジ回路を使用した電力変換装置の全体構成を示す図。
【図２】フルブリッジ回路構成と本発明のフルブリッジ回路構成を比較して示した図。
【図３】変形フルブリッジ回路を多段に使用した電力変換装置の全体構成を示す図。
【図４】図３の回路構成における電流レンジ切換え例を示す図。
【図５】第２の直列回路Ｓ２及び通電電流調整回路４の具体的な構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明の実施例について図を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
本発明の電力変換装置においてもフルブリッジ回路で構成された電力変換部を使用する。但しこの場合のフルブリッジ回路構成は、一般的なフルブリッジ回路構成に工夫を施した回路構成を採用している。図２は、一般的なフルブリッジ回路構成と本発明のフルブリッジ回路構成を比較して示した図である。
【００１９】
図２において上段は一般的なフルブリッジ回路構成を示している。このフルブリッジ回路は、ＩＧＢＴなどの半導体素子Ｒ（Ｒ１からＲ４）を直列にした直列回路Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）を２組正負電源Ｖｐ，Ｖｎ間に接続し、かつ２組の直列回路Ｓ１，Ｓ２の接続点Ｐ１，Ｐ２間に負荷Ｌを接続する。なお各半導体素子Ｒ１からＲ４の夫々にはダイオードＤ（Ｄ１，Ｄ２）が逆並列接続されている。
【００２０】
これに対し図２中段は本発明のフルブリッジ回路の基本構成を示している。本発明では、直列回路Ｓの一方、例えばＳ１をそのまま半導体素子Ｒで構成し、直列回路Ｓの他方Ｓ２を機械スイッチＳｗ（Ｓｗ１，Ｓｗ２）で構成する。
【００２１】
これにより、電流の戻り側に半導体素子を使用しないので、電流の戻り側の半導体素子出力の電流測定器、電流制御が不要になり、制御系の構成が簡便になる。またコスト低下、寸法縮小、スイッチングによる電力ロス削減に貢献する。
【００２２】
図２下段の更なる本発明のフルブリッジ回路の基本構成では、半導体素子Ｒで構成した直列回路Ｓ１を複数並列配置（Ｓ１ＡからＳＩＭ）している。ここでの複数配列数は例えば３個である。この構成によれば負荷Ｌに供給する電流値を大きくすることができる。
【００２３】
図２中段及び下段の回路構成において、負荷Ｌへの電力供給は、機械スイッチＳｗ１を開，Ｓｗ２を閉とし半導体素子Ｒ１で出力制御することで、Ｖｐ−Ｒ１−Ｐ１−Ｌ−Ｐ２−ＳＷ２−Ｖｎのルートで負荷Ｌに正電流を供給する。また機械スイッチＳｗ２を開，Ｓｗ１を閉とし半導体素子Ｒ２で出力制御することで、Ｖｐ−Ｓｗ１−Ｐ２−Ｌ−Ｐ１−Ｒ２−Ｖｎのルートで負荷Ｌに負電流を供給する。図２の構成では、負荷Ｌに与える電力の極性を変更するときには、その都度機械スイッチＳｗの切り替え操作を行うことになる。
【００２４】
図１は、図２下段に基本構成を示す本発明の変形フルブリッジ回路を使用した電力変換装置１の全体構成を示している。電力変換装置１は交流電源Ｇと負荷Ｌの間に設置され、この機能は交流電源Ｇ側の整流回路２と、負荷Ｌ側の変形フルブリッジ回路３で構成される。
【００２５】
このうち整流回路２は例えばいわゆるグレーツ結線とされ、グレーツ結線の接続点から交流リアクトルＡＣＬを介して交流電源Ｇに接続される。なお、図１では接続を簡易に示しているが交流回路は３相回路であり、かつ整流回路２は複数のグレーツ結線回路が並列接続されることで大電流の供給を可能としている。
【００２６】
また図２下段の本発明の変形フルブリッジ回路３では半導体素子Ｒで構成した直列回路Ｓ１を複数並列配置（Ｓ１ＡからＳＩＭ）しているが、図１では複数並列配置された直列回路Ｓ１はユニット構成されたものとして図示している。ユニットＳ１内の各接続点には直流リアクトルＤＣＬをそれぞれ接続し、共通接続した後に負荷Ｌに接続する。
【００２７】
また本発明の変形フルブリッジ回路３の機械スイッチＳｗ１，Ｓｗ２は、抵抗Ｒ１０を介して夫々並列にダイオードＤ３，Ｄ４を接続するのがよい。これにより、閉状態の機械スイッチＳｗが何らかの理由により開放状態となってしまった場合に、回路がオープン状態になってしまうことを阻止できる。
【００２８】
図１の直列回路Ｓ１とＳ２により変形フルブリッジ回路３を構成するが、本発明ではさらに通電電流調整回路４を備えている。通電電流調整回路４は、機械スイッチＳｗで構成された直列回路Ｓ２と基本的に同じ構成とされている。直流電源Ｖｐ，Ｖｎ間に機械スイッチＳｗ６、Ｓｗ７を直列接続し、これらに平行にダイオードＤ６，Ｄ７を接続している。但し、抵抗Ｒ２０は負荷Ｌからの戻り回路側に設けられる。
【００２９】
通電電流調整回路４の機能は、要するに最小電流供給時の電流を安定化するものである。通電電流調整回路４は最小電流を通電するとき、負荷Ｌの抵抗分が不足し、直列回路Ｓ１の出力電圧が減るので模擬負荷抵抗Ｒ２０を回路に備えることで最小電流通電時も直列回路Ｓ１の出力電圧を安定させ、直列回路Ｓ１のゲートパルスの制御することができる。通電電流調整回路４は、負荷Ｌに通電した戻り側においての銅バーの長さの違いによる直列回路Ｓ１間の電流アンバランスを調整する電流バランス調整用抵抗を備えており、各直列回路Ｓ１の電流が均等になるように調整することができる。
【００３０】
制御回路Ｃは、負荷Ｌに供給する電流を所定値に制御する。制御回路Ｃ内には、ユニットＳ１を構成する直列回路数と同数の電流制御回路を備えており、各直列回路Ｓ１の半導体素子Ｒに流れる電流を制御する。そのために、各直列回路Ｓ１の上下半導体素子Ｒの接続点に流れる電流が、個別に設けられた直流電流変成器ＤＣＣＴにより検知され各電流制御回路の電流帰還信号として使用される。なお、各電流制御回路の電流設定信号は同一値とされ、これにより負荷に供給できる電流量を個々の直列回路Ｓ１の定格電流に対して直列回路数倍の大きさにすることができる。
【００３１】
なお、５は直流回路に接続された初充電回路であって、直流回路に設けられた平滑用コンデンサ（図１には図示せず）の初充電のための電力を供給する。
【００３２】
以上述べた図１に示す本発明の電力変換装置１は、交流電源Ｇの出力に並列に接続された交流リアクトルＡＣＬと、交流リアクトルＡＣＬに接続されダイオードで構成された整流回路２と、整流回路と並列接続されＩＧＢＴ等の半導体素子で構成された複数の第１の直列回路Ｓ１と、複数の第１の直列回路Ｓ１の前段の直流回路配線に接続されコンデンサを初充電する初充電回路５と、複数の第１の直列回路Ｓ１の後段の配線に取り付けられた直流リアクトルＤＣＬと、複数の第１の直列回路Ｓ１と並列に設けられ機械スイッチで構成された第２の直列回路Ｓ２と、直流リアクトルＤＣＬ後段配線に取り付けられた直流電流変成器ＤＣＣＴと、直流電流変成器ＤＣＣＴ後段の負荷Ｌに通電した電流の戻り側に並列に設置された通電電流調整回路４と、直流電流変成器ＤＣＣＴからの出力電流信号を受け、複数の第１の直列回路の出力制御を行い、電流指令値を受け、ＩＧＢＴ．ＵＮＩＴと機械スイッチを制御する制御回路Ｃを備える。
【００３３】
本発明では、第２の直列回路Ｓ２と通電電流調整回路４をＩＧＢＴなどの半導体素子によって構成するところを機械スイッチで構成し、回路構成、制御構成を簡素化、半導体素子のスイッチングロスを低減することができる。なお、広義の意味においては第２の直列回路Ｓ２も含めて通電電流調整回路４ということができる。
【００３４】
図２下段の変形フルブリッジ回路３の構成を採用した図１の電力変換装置によれば、先に説明したように、第１の直列回路Ｓ１の並列数に応じて負荷に供給できる電流容量を増大することができる。図１では、複数の第１の直列回路Ｓ１をユニット化した図示を示しているが、これをさらに大容量化するには、変形フルブリッジ回路３自体を複数並列配置した図３の構成とすることが望ましい。
【００３５】
図３の構成と図１の構成の相違は、要するに以下の各点であり、これ以外の点は基本的に同じものであるので詳細説明を省略する。第１点は、変形フルブリッジ回路３が複数並列配置されている点であり、図３の例では変形フルブリッジ回路３は４組（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）備えられている。各変形フルブリッジ回路３の第１の直列回路Ｓ１は例えば３組並列に構成されているとすると、合計では１２個の第１の直列回路を備えたことになり、制御回路Ｃ内の電流制御回路は１２組備えられ、各直流電流変成器ＤＣＣＴからの期間電流を個別に制御している。
【００３６】
第２点は、第２の直列回路Ｓ２の抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３が、複数の変形フルブリッジ回路３間の電流アンバランス調整用抵抗として使用されていることである。この抵抗の調整により、アンバランスが調整できる。
【００３７】
なお図３の表記では機械スイッチＳｗを、８８Ｐ１から８８Ｐ５，８８Ｎ１から８８Ｎ５としている。Ｐ，Ｎは正負電源側の機械スイッチを意味する。
【００３８】
図１あるいは図３の電力変換装置１によれば、以下のようにして電力供給が実施される。まず、交流電源Ｇは例えば発電機であり、出力する電力は電力変換装置１１によって負荷Ｌに対して変換され、正負の直流出力を供給する。整流回路２は、複数の並列回路で構成されるのが良く、交流電源Ｇからの電力を並列接続されることによって分担し、整流し、直流電力に変換する。
【００３９】
複数の第１の直列回路Ｓ１では、直流電力を制御回路ＣからのＰＷＭ制御によって必要な電力に変換し、負荷Ｌに対して直流電力を供給する。直流電流変成器ＤＣＣＴは、各第１の直列回路Ｓ１の出力電流を入力し、制御回路Ｃへ出力電流信号を入力する。
【００４０】
第２の直列回路Ｓ２を含む通電電流調整回路４は、制御回路Ｃからの切換指令によって機械スイッチＳｗを入切し、通電電流の正負を決定する。また図３のように複数の変形フルブリッジ回路３で構成される場合には、通電電流の大きさによって機械スイッチ９を切替える。つまり、使用する変形フルブリッジ回路３数を通電電流の大きさによって可変とする。
【００４１】
また第２の直列回路Ｓ２では、負荷からの戻り側の電流アンバランスＲ１０，Ｒ１１、Ｒ１２，Ｒ１３を、電流アンバランス調整用抵抗１０によって調整する。
【００４２】
また通電電流調整回路４では、電流戻り側の回路に設けた抵抗Ｒ２０によりこれを最小電流通電時の不足抵抗分を補う模擬負荷抵抗１１とする。
【００４３】
制御回路Ｃでは直流電流変成器ＤＣＣＴ６からの電流帰還値を受け、出力電流をフィードバックし、複数の第１の直列回路Ｓ１をＰＷＭ制御する。またこのときに制御回路Ｃは電流指令値を受け、指令値によって第２の直列回路Ｓ２を含む通電電流調整回路４内の機械スイッチＳｗの入切指令を発信する。
【００４４】
図３の回路構成例で、電流指令値によって第２の直列回路Ｓ２を含む通電電流調整回路４内の機械スイッチＳｗの入切指令を決定する考え方を説明する。但し、第１の直列回路Ｓ１は３並列回路であり、合計１２組の第１の直列回路Ｓ１を使用して制御するものとする。また負荷に与える電力の極性は正であり、通電電流は最小１００Ａ、最大６０００Ａの場合での電流レンジ切換えを例にして説明する。
【００４５】
まず負荷に与える電力の極性が正の場合には、図１、図３の第２の直列回路Ｓ２の上下機械スイッチＳｗのうち、正極側のスイッチを閉状態とする。そのうえで、通電電流が０〜３００Ａのとき、機械スイッチ８８Ｐ１、８８Ｐ５をＯＮする。これにより最小電流領域を取り扱うときには通電電流調整回路４内の機械スイッチ８８Ｐ５を使用することにより電流の安定化を図る。通電電流が０〜１０００Ａのときは、機械スイッチ８８Ｐ１のみをＯＮする。通電電流が０〜３０００Ａのとき、機械スイッチ８８Ｐ１、８８Ｐ２をＯＮする。通電電流が０〜６０００Ａのとき、機械スイッチ８８Ｐ１、８８Ｐ２、８８Ｐ３、８８Ｐ４をＯＮする。以上により電流レンジ切換えを行う。なお図４は、図３の回路構成における電流レンジ切換え例を示している。
【００４６】
第２の直列回路Ｓ２における電流レンジ切換えとともに、第１の直列回路Ｓ１側の半導体素子の制御では、上記電流レンジ切換えに応じて第１の直列回路Ｓ１側で分担する電流を決定する。例えば負荷電流が１００〜３００Ａの範囲では、第１の直列回路Ｓ１側のユニット数が１なので回路数は３となり、各第１の直列回路Ｓ１では３００／３＝１００Ａを分担することになる。
【００４７】
同様に３００〜１０００Ａの範囲では、第１の直列回路Ｓ１側のユニット数が１なので回路数は３となり、各第１の直列回路Ｓ１では１０００／３＝３３３Ａを分担することになる。１０００〜３０００Ａの範囲では、第１の直列回路Ｓ１側のユニット数が２なので回路数は６となり、各第１の直列回路Ｓ１では３０００／６＝５００Ａを分担することになる。また３０００〜６０００Ａの範囲では、第１の直列回路Ｓ１側のユニット数が４なので回路数は１２となり、各第１の直列回路Ｓ１では６０００／１２＝５００Ａを分担することになる。
【００４８】
これに対し、電流精度が例えば±５％要求されているとする。またこの時、電流指令値の出力信号が４〜２０ｍＡの範囲の１６ｍＡで表現されているとする。この条件で、０〜３００Ａの範囲の制御では、１つの第１の直列回路Ｓ１は１００Ａ／１６ｍＡ＝６．２５Ａ／ｍＡで制御することになる。同様に、０〜１０００Ａの範囲の制御では、１つの第１の直列回路Ｓ１は３３３／１６ｍＡ＝２０．８Ａ／ｍＡで制御することになる。０〜３０００Ａの範囲の制御では、１つの第１の直列回路Ｓ１は５００／１６ｍＡ＝３１．３Ａ／ｍＡで制御することになる。０〜６０００Ａの範囲の制御では、１つの第１の直列回路Ｓ１は５００／１６ｍＡ＝３１．３Ａ／ｍＡで制御することになる。
【００４９】
従って、出力信号の変化幅１０％としても１６ｍＡ＊０．１＝１．６  ｍＡであり、それぞれ電流精度５％ということは、電流の変化は厳しい条件で、それぞれ１００＊０．０５＝５Ａ、３００＊０．０５＝１５Ａ、１０００＊０．０５＝５０Ａ、３０００＊０．０５＝１５０Ａ内なら良いということになる。
【００５０】
以上詳細に述べたように、制御回路Ｃでは、電流指令値を受けたとき、通電電流値によってレンジ設定を行い、レンジ設定をしたとき、設定レンジで該当する第１の直列回路Ｓ１を並列制御できるようにし、制御する第１の直列回路Ｓ１の数に合わせて第２の直列回路Ｓ２を含む通電電流調整回路内の機械スイッチを入切することができる。
【００５１】
レンジ設定は、大電流通電するとき、第１の直列回路Ｓ１の並列制御数を増やし、第２の直列回路Ｓ２内の機械スイッチの数を制御する第１の直列回路Ｓ１の数に合わして閉し、小電流通電するとき、第１の直列回路Ｓ１の並列制御数を減らし、第２の直列回路Ｓ２内の機械スイッチの数を制御する第１の直列回路Ｓ１の数に合わせて閉じる。また数十Ａ程度の最小電流通電するとき、第１の直列回路Ｓ１の並列制御数を最小とし、加えて模擬負荷抵抗Ｒ２０が接続された機械スイッチを閉じる制御することができる。この結果、各第１の直列回路Ｓ１の電流分担をレンジによって均等化し、大電流から小電流までの電流指令に対する電流精度を向上させることができる。
【００５２】
図５は、第２の直列回路Ｓ２及び通電電流調整回路４の具体的な構成例を示しており、機械スイッチ８８を例えば３相スイッチで実現する。また調整用抵抗Ｒ１０を個別に設置する。これにより、より精密な電流のアンバランス調整が可能となる。
【００５３】
以上詳細に説明した本発明の電力変換装置によれば、従来半導体素子を複数用いて行っていた電流制御を半導体素子の一部を機械スイッチに置換することで回路の構成、制御性を簡素化するとともに小形、低コスト、スイッチングロスの低減した電力変換装置を提供することができる。
【００５４】
さらに半導体素子を複数並列化、並列制御数をレンジ切換え制御可能とすることによって数千Ａの大電流から数十Ａの電流を精度よく通電することができる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｒ（Ｒ１からＲ４）：ＩＧＢＴなどの半導体素子
Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）：直列回路
Ｖｐ，Ｖｎ：正負電源
Ｐ１，Ｐ２：直列回路Ｓ１，Ｓ２の接続点
Ｄ（Ｄ１，Ｄ２）：ダイオード
Ｓｗ（Ｓｗ１，Ｓｗ２）：機械スイッチ
Ｌ：負荷
１：電力変換装置
Ｇ：交流電源
２：整流回路２
３：変形フルブリッジ回路
ＡＣＬ：交流リアクトル
Ｒ１０：抵抗
４：通電電流調整回路
Ｃ：制御回路
５：初充電回路
ＤＣＬ：直流リアクトル
ＤＣＣＴ：直流電流変成器
Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３：電流アンバランス調整用抵抗
８８Ｐ１から８８Ｐ５，８８Ｎ１から８８Ｎ５：機械スイッチ
【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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