(57)【要約】【課題】昇圧リアクトルが不要に励磁せずシステムが安定化し高効率を実現する共振型インバータ装置。【解決手段】直流電圧間に接続されリアクトルL1とスイッチQoとの直列回路、スイッチQoとダイオードDcとスイッチQ3との第２直列回路を有し直流電圧を昇圧する昇圧回路1a、第２直列回路の両端に接続されスイッチQ1とコンデンサCaとコンデンサCbとの直列回路、第２直列回路の両端に接続されスイッチQ2とダイオードDsとの直列回路、コンデンサcaとコンデンサCbとの接続点とスイッチQ2とダイオードDsとの接続点との間に接続されたリアクトルLrとを有する補助回路2、スイッチQoとダイオードDcとの接続点とスイッチQ1とコンデンサCaとの接続点の間に接続されたダイオードDd、補助回路に接続され複数の主スイッチS1〜S4をブリッジ接続したインバータ回路3、スイッチQo,Q1,Q2,Q3及び複数の主スイッチをオンオフさせる制御回路10aを有する。【選択図】図１
2015119522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧間に接続され、第１リアクトルと第１スイッチとからなる第１直列回路、前記第１スイッチと第１整流素子と第２スイッチとからなる第２直列回路を有し、入力された前記直流電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記第２直列回路の両端に接続され、第３スイッチと第１コンデンサと第２コンデンサとからなる第３直列回路、前記第２直列回路の両端に接続され、第４スイッチと第２整流素子とからなる第４直列回路、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と前記第４スイッチと前記第２整流素子との接続点との間に接続された第２リアクトルとを有する補助回路と、
前記第１スイッチと前記第１整流素子との接続点と前記第３スイッチと前記第１コンデンサとの接続点の間に接続された第３整流素子と、
前記補助回路に接続され、複数の主スイッチをブリッジ接続したインバータ回路と、
前記第１スイッチ乃至第４スイッチ及び前記複数の主スイッチをオンオフさせる制御回路と、
を有することを特徴とする共振型インバータ装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記昇圧コンバータの昇圧動作を停止するときには、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフさせ、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチをオンオフさせることにより、前記主スイッチをゼロ電圧スイッチングさせることを特徴とする請求項１記載の共振型インバータ装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記昇圧コンバータと前記インバータ回路とを動作させる場合には、前記第２スイッチをオンし、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチをオンオフさせることにより、前記主スイッチと前記第１スイッチとをゼロ電圧スイッチングさせることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の共振型インバータ装置。
【請求項４】
前記第３スイッチと前記第１コンデンサとの接続点と前記直流電圧の正極とを第４整流素子を介して接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の共振型インバータ装置。
【請求項５】
前記第３スイッチと前記第１コンデンサとの接続点と前記直流電圧の正極とを第４整流素子と第５スイッチとを介して接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の共振型インバータ装置。
【請求項６】
前記第１コンデンサは第１の蓄電池で有り、前記第２コンデンサは第２の蓄電池であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の共振型インバータ装置。
【請求項７】
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサから成る直列回路の両端に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの他方には、第３の蓄電池を接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の共振型インバータ装置。
【請求項８】
前記第３の蓄電池は、電力系統を整流した電力または分散電源からの直流電力によって充電することを特徴とする請求項７記載の共振型インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流を交流又は交流を直流に変換するソフトスイッチング制御の共振型インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の共振型インバータ装置の例１を示す回路図である（特許文献１）。図８に示す共振型インバータ装置は、直流母線ＰＮ間に昇圧回路１、補助回路２、インバータ回路３を接続し、インバータ回路３と配電系統をフィルタ回路４で連系するソフトスイッチング回路方式からなる。昇圧回路１及びインバータ回路３のスイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４がオンするタイミングにおいて補助回路２を動作させ、スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４をゼロ電圧にてターンオンさせる。
【０００３】
スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４のターンオフは、各スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４に並列接続されたコンデンサＣｏ，Ｃ１〜Ｃ４により電圧の立ち上がりが遅れ、ソフトターンオフとなる。この方式により、スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４で発生するスイッチング損失が低減されるため、効率を大幅に改善することができる。
【０００４】
しかしながら、直流電源Ｅの電力を交流系統に回生する場合、直流電源Ｅの電圧の大きさに関わらず、昇圧回路１が必ず動作する。このため、直流電源Ｅの電圧が交流電圧を生成するために必要な直流母線電圧より大きい場合においても昇圧回路１が動作してしまう。このため、昇圧回路１にて損失が発生し変換効率が悪化するという課題を有していた。
【０００５】
この課題を解決したものとして、特許文献２、特許文献３に記載された技術が知られている。図９は、従来のインバータ装置の例２を示す回路図である（特許文献２）。図１０は、従来のインバータ装置の例３を示す回路図である（特許文献３）。図８及び図９に示すインバータ装置は、ハードスイッチング方式の系統連系インバータからなる。
【０００６】
図９では、交流電圧を生成するために必要な直流母線電圧Ｖ３ＢがＶｍ１であり、太陽光電圧ＶｏがＶｍ１より小さい場合にＩＧＢＴスイッチ１０３ａをオンオフして、Ｖｍ１まで昇圧し、太陽光電圧ＶｏがＶｍ１を超えるとＩＧＢＴスイッチ１０３ａを停止する。太陽光電圧Ｖｏの増加と共に昇圧率が低下してチョッパ回路１０３の効率が良くなるが、ＩＧＢＴスイッチ１０３ａを停止すると、損失が大幅に低下し、ダイオード１０３ｃの導通損失のみとなる。従って、太陽光電圧ＶｏがＶｍ１を境に効率が急に増加する。
【０００７】
図１０では、太陽光電圧Ｖｏが所定の電圧Ｖｍ１までＩＧＢＴスイッチ１０３ａをオンオフして、Ｖｍ１まで昇圧する。この間、バイパス回路１０７は開放されている。太陽光電圧Ｖｏが所定の電圧Ｖｍ１を超えると、ＩＧＢＴスイッチ１０３ａを停止する。このとき、バイパス回路１０７のリレー１０７ａを閉じてバイパス回路１０７側に電流を流し、チョッパ回路１０３のリアクトル１０３ｂ及びダイオード１０３ｃをバイパスする。太陽光電圧ＶｏがＶｍ１を超えると昇圧動作を停止するため、損失がほとんどなくなる。このため、太陽光電圧ＶｏがＶｍ１を境に効率が急に増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２３８３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８６２８号公報
【特許文献３】特開２００６−２３８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の共振形インバータにおいて、昇圧回路を単純に停止及びバイパスさせた場合、共振タイミングにおいて直流母線ＰＮ間電圧がゼロまで低下するため、昇圧リアクトルＬ１が直流電圧Ｅによって不要に励磁されてしまい、システムが安定に動作しない場合がある。
【００１０】
また、図８に示す直流電圧（Ｃａ＋Ｃｂ）に蓄電池などを接続し、インバータ回路３のみを動作させて交流系統から蓄電池を充電する場合においても、共振タイミングにおいて昇圧リアクトルＬ１が不要に励磁されてしまい、システムが意図しない動作をすることになる。
【００１１】
本発明は、昇圧リアクトルが不要に励磁せず、システムが安定化し、高効率を実現できる共振型インバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、直流電圧間に接続され、第１リアクトルと第１スイッチとからなる第１直列回路、前記第１スイッチと第１整流素子と第２スイッチとからなる第２直列回路を有し、入力された前記直流電圧を昇圧する昇圧コンバータと、前記第２直列回路の両端に接続され、第３スイッチと第１コンデンサと第２コンデンサとからなる第３直列回路、前記第２直列回路の両端に接続され、第４スイッチと第２整流素子とからなる第４直列回路、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と前記第４スイッチと前記第２整流素子との接続点との間に接続された第２リアクトルとを有する補助回路と、前記第１スイッチと前記第１整流素子との接続点と前記第３スイッチと前記第１コンデンサとの接続点の間に接続された第３整流素子と、前記補助回路に接続され、複数の主スイッチをブリッジ接続したインバータ回路と、前記第１スイッチ乃至第４スイッチ及び前記複数の主スイッチをオンオフさせる制御回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、昇圧回路を停止させ共振インバータ回路のみを動作させるモードにおいては、第２スイッチと第３整流素子とにより昇圧リアクトルが不要に励磁せず、システムが安定化し、高効率を実現できる共振型インバータ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の共振型インバータ装置を示す回路図である。
【図２】実施例１の共振型インバータ装置に設けられたインバータ一相分の等価回路を示す図である。
【図３】実施例１の共振型インバータ装置の昇圧回路停止モードにおける各部の動作波形図である。
【図４】実施例１の共振型インバータ装置の昇圧回路動作モードにおける各部の動作波形図である。
【図５】本発明の実施例２の共振型インバータ装置を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例３の共振型インバータ装置を示す回路図である。
【図７】本発明の実施例５の共振型インバータ装置を示す回路図である。
【図８】従来の共振型インバータ装置の例１を示す回路図である。
【図９】従来のインバータ装置の例２を示す回路図である。
【図１０】従来のインバータ装置の例３を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の共振型インバータ装置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１の共振型インバータ装置を示す回路図である。実施例１の共振型インバータ装置は、昇圧回路１ａを停止させインバータ回路３のみを動作させるモードにおいて、昇圧リアクトルＬ１が不要に励磁せずにインバータ回路３のみが共振によりゼロ電圧スイッチングを行うように、昇圧回路１ａにスイッチＱ３とダイオードＤｄとを追加したことを特徴とする。
【００１７】
また、追加したスイッチＱ３を制御することにより、昇圧回路１ａとインバータ回路３との両方を動作させるモードにおいては、昇圧回路１ａとインバータ回路３とが一括で共振によりゼロ電圧スイッチングを行うことを特徴とする。
【００１８】
図１において、直流電源Ｅの両端には、昇圧回路１ａが接続されている。この昇圧回路１ａは、直流電源Ｅの両端に接続された昇圧リアクトルＬ１と絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなるスイッチＱｏ（第１スイッチ）との直列回路（第１直列回路）と、スイッチＱｏとダイオードＤｃ（第１整流素子）とＩＧＢＴからなるスイッチＱ３（第２スイッチ）との直列回路（第２直列回路）とから構成され、直流電源Ｅの電圧を昇圧する。
【００１９】
スイッチＱｏのコレクタ−エミッタ間には、ダイオードＤｏとコンデンサＣｏとが並列に接続される。
【００２０】
昇圧回路１ａの第２直列回路両端には、正側入力ラインＰ及び負側入力ラインＮを介して補助回路２が接続されている。補助回路２は、次のように構成される。昇圧回路１ａの第２直列回路両端には、ＩＧＢＴからなるスイッチＱ１（第３スイッチ）とコンデンサＣａ（第１コンデンサ）とコンデンサＣｂ（第２コンデンサ）との直列回路（第３直列回路）が接続されている。
【００２１】
また、昇圧回路１ａの第２直列回路両端には、ＩＧＢＴからなるスイッチＱ２（第４スイッチ）とダイオードＤｓ（第２整流素子）との直列回路が接続されている。
【００２２】
コンデンサＣａとコンデンサＣｂとの接続点とスイッチＱ２とダイオードＤｓとの接続点との間にはリアクトルＬｒ（第２リアクトル）が接続されている。スイッチＱｏとダイオードＤｃとの接続点とスイッチＱ１とコンデンサＣａとの接続点は、ダイオードＤｄ（第３整流素子）を介して接続されている。
【００２３】
スイッチＱ１のコレクタ−エミッタ間には並列にダイオードＤａが接続され、スイッチＱ２のコレクタ−エミッタ間には並列にダイオードＤｂが接続される。
【００２４】
正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間には、インバータ回路３が接続されている。インバータ回路３において、正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間には、主スイッチＳ１と主スイッチＳ２との直列回路（ハーフブリッジ回路）が接続されるとともに、主スイッチＳ３と主スイッチＳ４との直列回路（ハーフブリッジ回路）が接続されている。ＩＧＢＴからなる主スイッチＳ１〜Ｓ４のコレクタ−エミッタ間にはダイオードＤ１〜Ｄ４、及び共振コンデンサＣ１〜Ｃ４が接続されている。
【００２５】
主スイッチＳ１と主スイッチＳ２との接続点はリアクトルＬｗを介して交流出力端子Ｗ１に接続され、主スイッチＳ３と主スイッチＳ４との接続点はリアクトルＬｕを介して交流出力端子Ｕ１に接続され、補助コンデンサＣａと補助コンデンサＣｂとの接続点は、交流出力端子Ｖ１に接続されている。ここで、フィルタ回路４は、リアクトルＬｕ，Ｌｗ及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２から構成され、高周波成分を除去して正弦波成分を出力するフィルタである。
【００２６】
制御回路１０ａは、コンデンサＣｏ，Ｃ１〜Ｃ４の電圧を、主スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４のターンオン時にゼロ電圧になるようにスイッチＱｏ，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３をオンオフ制御して、主スイッチＱｏ，Ｓ１〜Ｓ４をゼロ電圧スイッチングさせる。
【００２７】
このとき、制御回路１０ａは、昇圧回路１ａの昇圧動作を停止するときには、スイッチＱｏ及びスイッチＱ３をオフさせ、スイッチＱ１及びスイッチＱ２をオンオフさせる。
【００２８】
また、制御回路１０ａは、昇圧回路１ａ及びインバータ回路３を動作させるときには、スイッチＱ３を常時オンさせ、スイッチＱ１，Ｑ２をオンオフさせる。
【００２９】
次にこのように構成された実施例１の共振型インバータ装置の動作を図２に示すインバータ一相分の等価回路を参照しながら説明する。
【００３０】
なお、図１の回路構成において、共振時の数ｕｓｅｃ期間において、昇圧リアクトルＬ１、交流リアクトルＬｕ，Ｌｗの電流に変化がないものとし、図２においては、定電流源Ｉｄ，Ｉｏとして説明する。また、簡単のために、図２に示すように、インバータ回路一相分のみを扱うものとする。
【００３１】
また、図３に、昇圧回路１ａを停止しインバータ回路３のみを動作させる場合の制御タイミング及び動作モードを示す。図４に、昇圧回路１ａ及びインバータ回路３を動作させる場合の制御タイミング及び動作モードを示す。
【００３２】
まず、図３を参照しながら、昇圧回路１ａを停止しインバータ回路３のみを動作させる場合の動作を説明する。なお、図３及び図４において、Ｇ（Ｑ１）はスイッチＱ１のゲート信号、Ｇ（Ｑ２）はスイッチＱ２のゲート信号、Ｇ（Ｑ３）はスイッチＱ３のゲート信号、Ｇ（Ｓ３）は主スイッチＳ３のゲート信号、Ｇ（Ｓ４）は主スイッチＳ４のゲート信号、Ｇ（Ｑｏ）はスイッチＱｏのゲート信号、Ｉ（Ｌｒ）はリアクトルＬｒに流れる電流、Ｖ（ＰＮ）は直流母線ＰＮ間電圧、Ｖ（Ｓ３）は主スイッチＳ３のコレクタ−エミッタ間電圧、Ｉ（Ｓ３ｓｗ）は主スイッチＳ３に流れるコレクタ電流、Ｖ（Ｑｏ）はスイッチＱｏのコレクタ−エミッタ間電圧、Ｉ（Ｑｏｓｗ）はスイッチＱｏに流れるコレクタ電流である。
【００３３】
まず、昇圧回路１ａを停止させる場合には、制御回路１０ａは、ゲート信号Ｇ（Ｑｏ）とゲート信号Ｇ（Ｑ３）とによりスイッチＱｏとスイッチＱ３とを常時、オフさせておく。
【００３４】
期間ｔ２において、スイッチＱ１がオフ状態で、スイッチＱ２がオンすると、コンデンサＣ３の電荷が放電し、Ｃ３→Ｑ２→Ｌｒ→Ｃｂ→Ｄ４→Ｃ３の経路でリアクトルＬｒに電流Ｉ（Ｌｒ）が流れる。このとき、電流Ｉ（Ｌｒ）は、リアクトルＬｒとコンデンサＣ３とコンデンサＣｂとの共振により正弦波状の電流となる。また、直流電源Ｅから流入する電流Ｉｄは、Ｄｄ→Ｃａ→Ｃｂの経路で、コンデンサＣａとコンデンサＣｂとに出力される。
【００３５】
期間ｔ３において、コンデンサＣ３の電荷の放電が完了し、スイッチＳ３の電圧Ｖ（Ｓ３）がゼロ電圧となり、電流Ｉ（Ｌｒ）がゼロとなったときに、主スイッチＳ３をオンさせる。これにより、主スイッチＳ３のゼロ電圧スイッチングを実現できる。
【００３６】
直流母線ＰＮ間電圧Ｖ（ＰＮ）もスイッチＳ３の電圧Ｖ（Ｓ３）と同じく共振により直流電源Ｅの電圧からゼロまで低下するが、スイッチＱ３がオフしているため、スイッチＱｏの電圧Ｖ（Ｑｏ）は直流電源Ｅの電圧の一定値となる。従って、直流電源Ｅの電圧により昇圧リアクトルＬ１が不要に励磁されることがなくなる。
【００３７】
また、Ｃｂ→Ｌｒ→Ｄｂ→Ｓ３→Ｃ４→Ｃｂの経路で負の電流Ｉ（Ｌｒ）が流れ始める。電流Ｉ（Ｌｒ）と電流Ｉ（Ｓ３）とは、リアクトルＬｒとコンデンサＣ４との共振により正弦波状の電流となる。
【００３８】
期間ｔ４において、共振電流によりコンデンサＣ４が充電されて、Ｖ（Ｓ４）の電圧が上昇していく。期間ｔ４において、スイッチＱ２をオフするが、ダイオードＤｂを介して共振電流は流れる。そして、期間ｔ４の最後で共振が終了した時、即ち、期間ｔ５の開始時にスイッチＱ１がターンオンされる。
【００３９】
次に、図４を参照しながら、昇圧回路１ａ及びインバータ回路３を動作させる場合を説明する。
【００４０】
制御回路１０ａは、ゲート信号Ｇ（Ｑ３）によりスイッチＱ３を常時、オンさせる。
【００４１】
期間ｔ０において、電流Ｉｄは、第１の経路Ｄｄ→Ｃａ→Ｃｂおよび第２の経路Ｄｃ→Ｑ３→Ｄａ→Ｃａ→Ｃｂの経路で流れている。期間ｔ１において、スイッチＱ２をオンすることにより、ダイオードＤａ及びダイオードＤｄを流れている電流ＩｄをリアクトルＬｒに転流させる。
【００４２】
リアクトルＬｒの電流Ｉ（Ｌｒ）が電流Ｉｄに達すると、転流が完了し、コンデンサＣ３及びコンデンサＣｏの電荷が放電する期間ｔ２となる。コンデンサＣ３の放電経路はＣ３→Ｑ２→Ｌｒ→Ｃｂ→Ｄ４→Ｃ３、コンデンサＣｏの放電経路は、Ｃｏ→Ｄｃ→Ｑ３→Ｑ２→Ｌｒ→Ｃｂ→Ｃｏとなる。
【００４３】
期間ｔ２において、コンデンサＣｏ，Ｃ３の電荷の放電が完了し、コンデンサＣｏ電圧Ｖ（Ｑｏ）及びコンデンサＣ３の電圧Ｖ（Ｓ３）がゼロ電圧となり、電流Ｉ（Ｌｒ）がＩｄとなったときに、主スイッチＱｏ，Ｓ３をオンさせる。これにより、主スイッチＱｏ，Ｓ３のゼロ電圧スイッチングを実現できる。
【００４４】
期間ｔ３において、Ｃｂ→Ｌｒ→Ｑ２→Ｓ３→Ｃ４→Ｃｂの経路で負の電流Ｉ（Ｌｒ）が流れ始める。電流Ｉ（Ｌｒ）と電流Ｉ（Ｓ３）とは、リアクトルＬｒとコンデンサＣ４との共振により正弦波状の電流となる。
【００４５】
期間ｔ４において、共振電流によりコンデンサＣ４が充電されてＶ（Ｓ４）の電圧が上昇していく。スイッチＱ２をオフするが、ダイオードＤｂを介して共振電流は流れる。
【００４６】
そして、期間ｔ４の最後で共振が終了した時、即ち、期間ｔ５の開始時にスイッチＱ１がターンオンされる。リアクトルＬｒの電流Ｉ（Ｌｒ）が上昇してゼロになると、期間ｔ６の開始時にスイッチＱ２のダイオードＤｂが逆回復する。逆回復によりリアクトルＬｒに蓄積されたエネルギーは、Ｌｒ→Ｃｂ→Ｄｓ→Ｌｒの経路で、コンデンサＣｂに回生される。この期間、スイッチＱ２の電圧Ｖ（Ｑ２）は、コンデンサＣａ，Ｃｂの合成された電圧にクランプされる。即ち、昇圧回路１の出力電圧にクランプされる。
【００４７】
リアクトルＬｒに蓄積されたエネルギーがコンデンサＣｂに回生されることにより、期間ｔ６において、リアクトルＬｒの電流Ｉ（Ｌｒ）とスイッチＱ２の電圧Ｖ（Ｑ２）との高周波振動を抑制することができる。スイッチＱ２のターンオフへの切り替えが期間ｔ６以降にずれ、リアクトルＬｒにエネルギーが蓄積される場合でも、上述した動作と同様な動作となる。
【００４８】
このように実施例１の共振型インバータ装置によれば、昇圧回路１ａを停止させインバータ回路３のみを動作させるモードにおいて、昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁せずインバータ回路３のみが共振によりゼロ電圧スイッチングを行えるため、システムが安定化し高効率が実現できる。
【００４９】
また、昇圧回路１ａとインバータ回路３の両方を動作させるモードにおいて、昇圧回路１ａとインバータ回路３とが一括でゼロ電圧スイッチングを行えるため、昇圧が必要な場合においても高効率な変換器が実現できる。
【実施例２】
【００５０】
図５は、本発明の実施例２の共振型インバータ装置を示す回路図である。実施例２の共振型インバータ装置は、図１に示す実施例１の共振型インバータ装置の構成に、さらに、スイッチＱ１とコンデンサＣａとの接続点と直流電源Ｅの電圧の正極とをダイオードＤｆ（第４整流素子）を介して接続したことを特徴とする。
【００５１】
このように実施例２の共振型インバータ装置によれば、昇圧回路１ａを停止しインバータ回路３のみを動作させる場合で、スイッチＱｏ，Ｑ３をオフさせたときには、Ｅ→Ｄｆ→Ｃａ→Ｃｂ→Ｅの経路で、直流電源Ｅの電圧がコンデンサＣａ，Ｃｂに出力される。
【００５２】
即ち、リアクトルＬ１をバイパスするので、リアクトルＬ１の損失を低減することができる。
【実施例３】
【００５３】
図６は、本発明の実施例３の共振型インバータ装置を示す回路図である。実施例３の共振型インバータ装置は、図１に示す実施例１の共振型インバータ装置の構成に、さらに、スイッチＱ１とコンデンサＣａとの接続点と直流電源Ｅの電圧の正極とをダイオードＤｆ（第４整流素子）とＩＧＢＴからなるスイッチＱ４（第５スイッチ）とを介して接続したことを特徴とする。
【００５４】
実施例２の共振型インバータ装置では、ダイオードＤｆのみであるので、コンデンサＣａとコンデンサＣｂとに電荷がない場合には、直流電源Ｅの電圧からダイオードＤｆを介してコンデンサＣａとコンデンサＣｂに突入電流が流れる。
【００５５】
このため、実施例３の共振型インバータ装置では、コンデンサＣａとコンデンサＣｂとに電荷がない場合には、制御回路１０ｂがスイッチＱ４をオフさせる。
【００５６】
このとき、Ｅ→Ｌ１→Ｄｄ→Ｃａ→Ｃｂ→Ｅの経路で、直流電源Ｅの電圧がコンデンサＣａ，Ｃｂに出力される。そして、コンデンサＣａとコンデンサＣｂとが十分に充電されると、制御回路１０ｂは、スイッチＱ４をオンさせる。
【００５７】
すると、Ｅ→Ｄｆ→Ｑ４→Ｃａ→Ｃｂ→Ｅの経路で、直流電源Ｅの電圧がコンデンサＣａ，Ｃｂに出力されるが、ダイオードＤｆには僅かな電流が流れる。即ち、スイッチＱ４を挿入することにより、突入電流からダイオードＤｆを保護することができる。
【実施例４】
【００５８】
実施例４は、実施例１の第１コンデンサＣａを第１蓄電池、第２コンデンサＣｂを第２蓄電池に置き換えたものである。第１蓄電池および第２蓄電池からのみエネルギーを出力する場合、スイッチＱ０及びスイッチＱ３を常時オフし、スイッチＱ１及びスイッチＱ２及びインバータ回路３のスイッチＳ１〜Ｓ４をオンオフさせる。これにより、昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁することなく、蓄電池からの電力でインバータ回路３から交流電力を出力することができる。
【００５９】
また、交流端子から第１蓄電池および第２蓄電池へ充電する場合においても，スイッチＱ０及びスイッチＱ３を常時オフし、スイッチＱ１及びスイッチＱ２及びインバータ回路３のスイッチＳ１〜Ｓ４をオンオフさせることで、昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁することなく，蓄電池を充電することができる。
【実施例５】
【００６０】
図７は、本発明の実施例５の共振型インバータ装置を示す回路図である。実施例５はさらにコンデンサＣａ、Ｃｂに双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して蓄電池１１を接続する。コンデンサＣａ、Ｃｂは昇圧コンバータ１ａによって充電されるとともに、蓄電池１１からも双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して充電される。
【００６１】
このため、昇圧コンバータ１ａからの電力をインバータ回路３によって電力系統に供給するだけではなく、蓄電池１１からの電力をインバータ回路３によって電力系統に供給することが可能となる。また，昇圧コンバータ１ａ によってコンデンサＣａ，Ｃｂに充電された充電エネルギーを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して蓄電池１１へ充電することも可能である。
【００６２】
実施例５では、実施例１と同様に昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁することなく、昇圧コンバータ１ａを停止し、蓄電池１１からの電力のみでインバータ回路３を動作させることができる。
【００６３】
このとき、制御回路１０ｂは、実施例１の昇圧コンバータ１ａを停止させる場合と同様に、スイッチＱ０及びスイッチＱ３を常時オフし、スイッチＱ１及びスイッチＱ２及びインバータ回路３のスイッチＳ１〜Ｓ４をオンオフさせるので、昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁することなく、蓄電池１１からの電力のみでインバータ回路３を動作させることができる。
【００６４】
また、交流端子から蓄電池１１へ充電する場合においても，スイッチＱ０及びスイッチＱ３を常時オフし、スイッチＱ１及びスイッチＱ２及びインバータ回路３のスイッチＳ１〜Ｓ４をオンオフさせることで、昇圧リアクトルＬ１を不要に励磁することなく、蓄電池１１を充電することができる。
【００６５】
蓄電池１１は電力系統からの電力を整流し双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して充電しても良い。また、蓄電池１１は太陽光発電装置等の分散電源１３からの電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して充電しても良い。実施例５は実施例２，３の回路にも同じ効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、直流−交流電力変換装置や系統連系インバータ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｅ  直流電源
Ｌ１  昇圧リアクトル
Ｑｏ，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３  スイッチ
Ｓ１〜Ｓ４  主スイッチ  
Ｌｒ  リアクトル
Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｓ，Ｄｏ〜Ｄ４  ダイオード
Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｏ〜Ｃ４，Ｃ１１，Ｃ１２  コンデンサ
Ｌｕ，Ｌｗ  リアクトル
１ａ  昇圧回路
２  補助回路
３  インバータ回路
４  フィルタ回路
１０，１０ａ，１０ｂ  制御回路
１１  蓄電池
１２  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３  電力系統又は分散電源
【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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