(57)【要約】      （修正有）【課題】グランド寄生コンデンサを通って流れる漏れ電流を制限する新しいＤＣ／ＡＣインバータ構造を提供する。【解決手段】第１及び第２のスイッチを含むＤＣ／ＡＣインバータ１１に関する。各スイッチの一端子は、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、スイッチの他の端子は、互いに及び第３のスイッチの一端子に接続され、第３のスイッチは、双方向スイッチであり、第３のスイッチのもう一方の端子は、第１及び第２のコンデンサに接続され、各コンデンサの一端子は、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、コンデンサの他の端子は、互いに接続される。【選択図】図１
2015097470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のスイッチを含むＤＣ／ＡＣインバータであって、
各スイッチの一端子が、前記ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
前記スイッチの他の端子が、互いに接続されるとともに第３のスイッチの一端子に接続され、
前記第３のスイッチが双方向スイッチであり、
前記第３のスイッチのもう一方の端子が、第１及び第２のコンデンサに接続され、
各コンデンサの一端子が、前記ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
前記コンデンサの他の端子が互いに接続され、
第１の期間中に、前記双方向スイッチが導通するとともに、前記第１及び第２のスイッチが導通せず、
第２の期間中に、前記第１のスイッチが導通するとともに、前記第２のスイッチ、前記双方向スイッチが導通せず、
第３の期間中に、前記双方向スイッチが導通するとともに、前記第１及び第２のスイッチが導通せず、
第４の期間中に、前記第２のスイッチが導通するとともに、前記第１のスイッチ、前記双方向スイッチが導通せず、
前記ＤＣ／ＡＣコンバータが、各期間の終了の前に、前記第２のコンデンサの電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための手段を含む
ことを特徴とするＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項２】
前記所与の値が、前記第１及び第２の期間の終了の前にヌル値と等しいことを特徴とする、請求項１に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項３】
前記所与の値が、前記第３及び第４の期間の終了の前に、前記ＤＣ／ＡＣインバータの入力部における電圧と等しいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項４】
各期間の終了の前に、前記第２のコンデンサの電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための前記手段が、ＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、第１のインダクタ並びに第４及び第５のスイッチから構成される双方向バックコンバータであり、
各第４及び第５のスイッチの一端子が、前記ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
前記第４及び第５のスイッチの他の端子が、互いに接続されるとともに前記第１のインダクタの一端子に接続され、
前記第１のインダクタのもう一方の端子が、互いに接続される前記コンデンサの端子に接続される
ことを特徴とする、請求項４に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項６】
前記ＤＣ／ＡＣインバータが、第６及び第７のスイッチを更に含み、
各第６及び第７のスイッチの一端子が、前記ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
前記第６及び第７のスイッチの他の端子が、互いに接続されるとともに第２のインダクタの一端子に接続され、
前記第２のインダクタのもう一方の端子が、前記ＤＣ／ＡＣインバータの第１の出力部に接続され、
前記ＤＣ／ＡＣインバータの前記第２の出力部が、互いに接続される前記第１及び第２スイッチ端子の端子に接続される
ことを特徴とする、請求項５に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項７】
前記第１及び第３の期間が、同じ継続時間を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項８】
前記第２及び第４の期間が、同じ継続時間を有することを特徴とする、請求項７に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項９】
前記第１及び第３の期間の継続時間の合計が、前記第２の期間の継続時間と等しいことを特徴とする、請求項８に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項１０】
前記双方向スイッチが、第８及び第９のスイッチから構成され、
前記第８のスイッチの一端子が、前記第１及び第２のスイッチの他の端子に接続され、
前記第８のスイッチのもう一方の端子が、前記第９のスイッチの端子に接続され、
前記第９のスイッチのもう一方の端子が、前記第１及び前記第２のコンデンサに接続される
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【請求項１１】
前記双方向スイッチが、第８のスイッチ及び４つのダイオードから構成され、
第１のダイオードのアノードが、前記第１及び第２のコンデンサに接続され、
前記第１のダイオードのカソードが、第２のダイオードのカソード及び前記第８のスイッチの端子に接続され、
前記第２のダイオードのアノードが、第３のダイオードのカソード並びに前記第１及び第２のスイッチの端子に接続され、
前記第３のダイオードのアノードが、前記第８のスイッチのもう一方の端子及び第４のダイオードのアノードに接続され、
前記第４のダイオードのカソードが、前記第１のダイオードのアノードに接続される
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＤＣ／ＡＣインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にＤＣ／ＡＣインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光起電力セルは、太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換する。光起電力セルによって生成された電気エネルギーは、経時的に抽出し、電力の形で用いることができる。光起電力セルからの直流電力は、所望の出力電圧を維持するＤＣ／ＤＣコンバータ回路及びＤＣ／ＡＣインバータ回路のような変換装置に供給される。
【０００３】
光起電力ＤＣ／ＡＣ無変圧器インバータを検討する場合に、多くの態様を考慮しなければならない。最も関係があるのは、効率及び漏れ電流である。
【０００４】
最大量のエネルギーを得るために、コンバータにおける損失は、できるだけ最小化されなければならない。光起電力パネルが接地されないので、光起電力パネル端子とグランドとの間に高い寄生容量が存在する。電力トポロジにおけるのと同様に、グランド寄生コンデンサ（ground parasitic capacitors）を通って流れる高い漏れ電流を回避するために、光起電力パネル端子とグランドとの間の電圧は、合理的な範囲でしか変動できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、グランド寄生コンデンサを通って流れる漏れ電流を制限する新しいＤＣ／ＡＣインバータ構造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】
上記目的のために、本発明は、
第１及び第２のスイッチを含むＤＣ／ＡＣインバータであって、
各スイッチの一端子が、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
スイッチの他の端子が、互いに接続されるとともに第３のスイッチの一端子に接続され、
第３のスイッチが双方向スイッチであり、
第３のスイッチのもう一方の端子が、第１及び第２のコンデンサに接続され、
各コンデンサの一端子が、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
コンデンサの他の端子が、互いに接続され、
第１の期間中に、双方向スイッチが導通するとともに、第１及び第２のスイッチが導通せず、
第２の期間中に、第１のスイッチが導通するとともに、第２のスイッチ、双方向スイッチが導通せず、
第３の期間中に、双方向スイッチが導通するとともに、第１及び第２のスイッチが導通せず、
第４の期間中に、第２のスイッチが導通するとともに、第１のスイッチ、双方向スイッチが導通せず、
ＤＣ／ＡＣコンバータが、各期間の終了の前に第２のコンデンサの電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための手段を含む
ことを特徴とするＤＣ／ＡＣインバータに関する。
【０００７】
従って、グランド寄生コンデンサを通って流れる漏れ電流が制限される。
【０００８】
特定の特徴によれば、所与の値は、第１及び第２の期間の終了の前にヌル値と等しい。
【０００９】
従って、ＤＣ／ＡＣインバータの一入力部とグランドとの間の電圧は、第１の期間から第２の期間までの遷移中及び第２の期間から第３の期間までの遷移中に連続し、そのとき、グランド寄生コンデンサを通って流れる漏れ電流が制限される。
【００１０】
特定の特徴によれば、所与の値は、第３及び第４の期間の終了の前に、ＤＣ／ＡＣインバータの入力部における電圧と等しい。
【００１１】
従って、ＤＣ／ＡＣインバータのもう一方の一入力部とグランドとの間の電圧は、第３の期間から第４の期間までの遷移中及び第３の期間から第１の期間までの遷移中に連続し、そのとき、グランド寄生コンデンサを通って流れる漏れ電流が制限される。
【００１２】
特定の特徴によれば、各期間の終了の前に第２のコンデンサの電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００１３】
従って、第２のコンデンサの電圧の制御は、実施するのが簡単である。
【００１４】
特定の特徴によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１のインダクタ並びに第４及び第５のスイッチから構成される双方向バックコンバータであり、
各第４及び第５のスイッチの一端子は、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
第４及び第５のスイッチの他の端子は、互いに接続されるとともに第１のインダクタの一端子に接続され、
第１のインダクタのもう一方の端子は、互いに接続されるコンデンサの端子に接続される。
【００１５】
従って、ＤＣ／ＤＣコンバータは、適切なデューティサイクルを適用することによって、コンデンサ電圧を制御することができる。
【００１６】
特定の特徴によれば、ＤＣ／ＡＣインバータは、第６及び第７のスイッチを更に含み、
各第６及び第７のスイッチの一端子は、ＤＣ／ＡＣインバータのそれぞれの入力部に接続され、
第６及び第７のスイッチの他の端子は、互いに接続されるとともに第２のインダクタの一端子に接続され、
第２のインダクタのもう一方の端子は、ＤＣ／ＡＣインバータの第１の出力部に接続され、
ＤＣ／ＡＣインバータの第２の出力部は、互いに接続される第１及び第２スイッチ端子に接続される。
【００１７】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００１８】
特定の特徴によれば、第１及び第３の期間は、同じ継続時間を有する。
【００１９】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００２０】
特定の特徴によれば、第２及び第４の期間は、同じ継続時間を有する。
【００２１】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００２２】
特定の特徴によれば、第１及び第３の期間における継続時間の合計は、第２の期間の継続時間と等しい。
【００２３】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００２４】
特定の特徴によれば、双方向スイッチは、第８及び第９のスイッチから構成され、
第８のスイッチの一端子は、第１及び第２のスイッチの他の端子に接続され、
第８のスイッチのもう一方の端子は、第９のスイッチの端子に接続され、
第９のスイッチのもう一方の端子は、第１及び第２のコンデンサに接続される。
【００２５】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００２６】
特定の特徴によれば、双方向スイッチは、第８のスイッチ及び４つのダイオードから構成され、
第１のダイオードのアノードは、第１及び第２のコンデンサに接続され、
第１のダイオードのカソードは、第２のダイオードのカソード及び第８のスイッチの端子に接続され、
第２のダイオードのアノードは、第３のダイオードのカソード並びに第１及び第２のスイッチの端子に接続され、
第３のダイオードのアノードは、第８のスイッチのもう一方の端子及び第４のダイオードのアノードに接続され、
第４のダイオードのカソードは、第１のダイオードのアノードに接続される。
【００２７】
従って、本発明は、実施するのが簡単であり、優れた結果を提供する。
【００２８】
本発明の特徴は、例示的な実施形態の以下の説明を読むことによって、より明白になるであろうが、前記説明は、添付の図面に関連して作成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明が実施される光起電力システムの例である。
【図２ａ】本発明によるＤＣ／ＡＣインバータトポロジの例である。
【図２ｂ】本発明によるＤＣ／ＡＣインバータトポロジの例であり、ここではＤＣ／ＤＣコンバータの例が開示される。
【図３ａ】本発明によるＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ制御の例である。
【図３ｂ】本発明に従って期間の終了の前にＤＣ／ＡＣインバータのコンデンサ電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための、ＤＣ／ＡＣインバータの高周波スイッチの負荷サイクル変動の例である。
【図４】本発明に従って制御されるＤＣ／ＡＣインバータのコンデンサ上の電圧の例である。
【図５】本発明によるＤＣ／ＡＣインバータの出力電流の例である。
【図６】本発明が実施されるＤＣ／ＡＣインバータを含む装置の例を表す。
【図７】ＤＣ／ＡＣインバータのコンデンサ電圧を制御するために、ＤＣ／ＡＣインバータによって実行されるアルゴリズムの例を表す。
【図８ａ】双方向スイッチの第１の例である。
【図８ｂ】双方向スイッチの第２の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明を実施可能な光起電力システムの例である。
【００３１】
光起電力システムは、ＤＣ／ＡＣインバータ１１に接続される光起電力源１０から構成されている。ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力部は、出力フィルタ１２に接続されている。
【００３２】
出力フィルタ１２は、逆位相を有し得るとともに、グランドにそれぞれ接続される２つの交流電源１３及び１４に電力を供給する。
【００３３】
ここで、２つの交流電源１３及び１４が、逆位相を有しなくてもよいことに留意されたい。
【００３４】
寄生コンデンサＣＰ１及びＣＰ２は、光起電力パネル端子とグランドとの間に存在する。
【００３５】
図２ａは、本発明によるＤＣ／ＡＣインバータトポロジの例である。
【００３６】
ＤＣ／ＡＣトポロジインバータは、３つのステージから構成される。
【００３７】
第１のステージは、２つのスイッチＳＷＨＦ１及びＳＷＨＦ２、並びにインダクタＬ１を含む。スイッチＳＷＨＦ１及びＳＷＨＦ２は、数ｋＨｚまでの周波数で動作できる高周波スイッチである。
【００３８】
第２のステージは、３つのスイッチＳＷＢＦ１、ＳＷＢＦ２、ＳＷＢｉｄｉｒを含む。スイッチＳＷＢＦ１、ＳＷＢＦ２及びＳＷＢｉｄｉｒは、高周波スイッチを制御するために用いられる周波数の最大でも１０分の１の周波数で動作する低周波スイッチである。例えば、低周波スイッチの動作周波数は、５０若しくは６０Ｈｚ又は４００Ｈｚである。
【００３９】
スイッチＳＷＢｉｄｉｒは、双方向スイッチである。文献において、双方向スイッチはまた、バイラテラルスイッチ、ＡＣスイッチ、又は４Ｑスイッチ（Ｑは象限を表す）と命名される。双方向スイッチは、制御信号に依存して、電流を導通するとともに両極性の電圧をブロックできなければならない。
【００４０】
第３のステージは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５並びに２つのコンデンサＣ１及びＣ２を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、各期間の終了の前に第２のコンデンサＣ２の電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための手段である。
【００４１】
ＤＣ／ＡＣインバータの入力部２１及び２２は、光起電力源１０の端子に接続される。光起電力源１０によって供給される電圧は、ＶＤＣと命名される。本発明はまた、任意のＤＣ電源を用いて適用可能である。ＤＣ／ＡＣインバータの出力部２３は、第１の交流電圧ＶＡＣを供給し、ＤＣ／ＡＣインバータの出力部２３は、第２の交流電圧Ｖ’ＡＣを供給する。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の第１の入力端子は、入力部２１に接続される。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の第２の入力端子は、入力部２２に接続される。
【００４４】
ＤＣ／ＤＣコンバータの第１の出力端子は、コンデンサＣ２の第１の端子に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の第２の出力端子は、コンデンサＣ２の第２の端子、コンデンサＣ１の第１の端子、及びスイッチＳＷＢｉｄｉｒの第１の端子に接続される。
【００４５】
スイッチＳＷＢｉｄｉｒの第２の端子は、スイッチＳＷＢＦ１の第１の端子、スイッチＳＷＢＦ２の第１の端子、及び出力部２４に接続される。
【００４６】
スイッチＳＷＢＦ２の第２の端子は、入力部２２に接続される。
【００４７】
スイッチＳＷＢＦ１の第２の端子は、入力部２１に接続される。
【００４８】
コンデンサＣ１の第２の端子は、入力部２１に接続される。
【００４９】
スイッチＳＷＨＦ２の第１の端子は、入力部２１に接続される。
【００５０】
スイッチＳＷＨＦ２の第２の端子は、スイッチＳＷＨＦ１の第１の端子及びインダクタＬ１の第１の端子に接続される。
【００５１】
インダクタＬ１の第２の端子は、出力部２３に接続される。
【００５２】
スイッチＳＷＨＦ１の第２の端子は、入力部２１に接続される。
【００５３】
各スイッチの端子間にダイオードが接続される。ダイオードは、例えば、ＭＯＳＦＥＴスイッチのボディダイオード又は追加の還流ダイオードである。
【００５４】
図２ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータの例が開示されている、本発明によるＤＣ／ＡＣインバータトポロジの例である。
【００５５】
ＤＣ／ＡＣトポロジインバータは、３つのステージから構成される。
【００５６】
第１のステージは、２つのスイッチＳＷＨＦ１及びＳＷＨＦ２、並びにインダクタＬ１を含む。スイッチＳＷＨＦ１及びＳＷＨＦ２は、数ｋＨｚまでの周波数で動作できる高周波スイッチである。
【００５７】
第２のステージは、３つのスイッチＳＷＢＦ１、ＳＷＢＦ２及びＳＷＢｉｄｉｒを含む。スイッチＳＷＢＦ１、ＳＷＢＦ２及びＳＷＢｉｄｉｒは、高周波スイッチを制御するために用いられる周波数の最大でも１０分の１の周波数で動作する低周波スイッチである。例えば、低周波スイッチの動作周波数は、５０若しくは６０Ｈｚ又は４００Ｈｚである。
【００５８】
スイッチＳＷＢｉｄｉｒは、双方向スイッチである。
【００５９】
文献において、双方向スイッチはまた、バイラテラルスイッチ、ＡＣスイッチ、又は４Ｑスイッチ（Ｑは象限を表す）と命名される。双方向スイッチは、制御信号に依存して、電流を導通するとともに両極性の電圧をブロックできなければならない。
【００６０】
第３のステージは、２つのスイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４、２つのコンデンサＣ１及びＣ２、並びにインダクタＬ２を含む。スイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４は、数ｋＨｚまでの周波数で動作できる高周波スイッチである。
【００６１】
ＤＣ／ＡＣインバータの入力部２１及び２２は、光起電力源１０の端子に接続される。光起電力源１０によって供給される電圧は、ＶＤＣと命名される。本発明はまた、任意のＤＣ電源を用いて適用可能である。ＤＣ／ＡＣインバータの出力部２３は、第１の交流電圧ＶＡＣを供給し、ＤＣ／ＡＣインバータの出力部２３は、第２の交流電圧Ｖ’ＡＣを供給する。
【００６２】
スイッチＳＷＨＦ３の第１の端子は、入力部２１に接続される。
【００６３】
スイッチＳＷＨＦ３の第２の端子は、スイッチＳＷＨＦ４の第１の端子及びインダクタＬ２の第１の端子に接続される。スイッチＳＷＨＦ４の第２の端子は、入力部２２に接続される。
【００６４】
コンデンサＣ２の第１の端子は、入力部２２に接続され、コンデンサＣ２の第２の端子は、インダクタＬ２の第２の端子、コンデンサＣ１の第１の端子、及びスイッチＳＷＢｉｄｉｒの第１の端子に接続される。
【００６５】
コンデンサＣ１の第２の端子は、入力部２１に接続される。
【００６６】
スイッチＳＷＢｉｄｉｒの第２の端子は、スイッチＳＷＢＦ１の第１の端子、スイッチＳＷＢＦ２の第１の端子、及び出力部２４に接続される。
【００６７】
スイッチＳＷＢＦ２の第２の端子は、入力部２２に接続される。
【００６８】
スイッチＳＷＨＦ２の第１の端子は、入力部２１に接続される。
【００６９】
スイッチＳＷＨＦ２の第２の端子は、スイッチＳＷＨＦ１の第１の端子及びインダクタＬ１の第１の端子に接続される。
【００７０】
インダクタＬ１の第２の端子は、出力部２３に接続される。
【００７１】
スイッチＳＷＨＦ１の第２の端子は、入力部２１に接続される。
【００７２】
各スイッチの端子間にダイオードが接続される。ダイオードは、例えば、ＭＯＳＦＥＴスイッチのボディダイオード又は追加の還流ダイオードである。
【００７３】
図３ａは、本発明によるＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ制御の例である。
【００７４】
図３ａは、光起電力システムによって供給される交流信号の周期を示す。周期は、３０、３１、３２及び３３と示された期間に分割される。
【００７５】
０で始まりｋＴで終了する３０と示された期間において、スイッチＳＷＢｉｄｉｒが導通されるとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢＦ２がブロックされる。Ｔは、光起電力システムによって供給される交流信号の周期である。
【００７６】
ｋＴで始まりＴ／２で終了する３１と示された期間において、スイッチＳＷＢＦ１が導通されるとともに、スイッチＳＷＢＦ２及びＳＷＢｉｄｉｒが導通されない。
【００７７】
Ｔ／２で始まりＴ／２＋ｋＴで終了する３２と示された期間において、スイッチＳＷＢｉｄｉｒが導通されるとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢＦ２が導通されない。
【００７８】
Ｔ／２＋ｋＴで始まりＴで終了する３３と示された期間において、スイッチＳＷＢＦ２が導通されるとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢｉｄｉｒが導通されない。
【００７９】
例えば、ｋは、０．５未満の正値である。
【００８０】
例えば、ｋ＝１／６である。
【００８１】
本発明によれば、コンデンサＣ２にわたる電圧は監視され、スイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４の少なくとも１つにおける制御信号のデューティサイクルは、期間３０、３１、３２及び３３の終わり、要求される電圧値に達するように制御される。
【００８２】
期間３０の終わりに、コンデンサＣ２の電圧は、ヌル値と等しい。
【００８３】
期間３１の終わりに、コンデンサＣ２の電圧は、ヌル値と等しい。
【００８４】
期間３２の終わりに、コンデンサＣ２の電圧は、ＶＤＣ値と等しい。
【００８５】
期間３３の終わりに、コンデンサＣ２の電圧は、ＶＤＣ値と等しい。
【００８６】
図３ｂは、本発明による期間の終了の前に、ＤＣ／ＡＣインバータのコンデンサの電圧を少なくとも１つの所与の値に設定するための、ＤＣ／ＡＣインバータの高周波スイッチにおける負荷サイクル変動の例である。
【００８７】
図３ｂは、コンデンサＣ２の電圧が、図３ａの期間３０の間にヌル値に導かれる例を示す。
【００８８】
ｔ＝０において、コンデンサＣ２の電圧はＶＤＣと等しく、コンデンサＣ１の電圧はヌル値と等しい。スイッチＳＷＨＦ３の負荷サイクルは、１と等しい。
【００８９】
ｔ＝ｋＴ／２において、コンデンサＣ２の電圧はＶＤＣ／２と等しく、コンデンサＣ１の電圧はＶＤＣ／２と等しい。スイッチＳＷＨＦ３の負荷サイクルは、１／２と等しい。
【００９０】
ｔ＝ｋＴにおいて、コンデンサＣ２の電圧はヌル値と等しく、コンデンサＣ１の電圧はＶＤＣと等しい。スイッチＳＷＨＦ３の負荷サイクルは、０と等しい。
【００９１】
Ｃ２のコンデンサの電圧設定は、正弦半波又は線形関数のような曲線の異なる形状に従ってもよい。
【００９２】
図４は、本発明に従って制御されるＤＣ／ＡＣインバータにおけるコンデンサ上の電圧の例である。
【００９３】
図４は、コンデンサＣ２の電圧変動を示す。
【００９４】
ｔ＝０において、コンデンサＣ２の電圧はＶＤＣと等しく、コンデンサＣ１の電圧はヌル値と等しい。コンデンサＣ２の電圧は、第１の期間３０の終わりにヌル値と等しい。
【００９５】
ｔ＝ｋＴ／２において、コンデンサＣ２の電圧はＶＤＣ／２と等しく、コンデンサＣ１の電圧はＶＤＣ／２と等しい。コンデンサＣ２の電圧は、第２の期間３１の終わりにヌル値と等しい。
【００９６】
ｔ＝ｋＴにおいて、コンデンサＣ２の電圧はヌル値と等しく、コンデンサＣ１の電圧はＶＤＣと等しい。コンデンサＣ２の電圧は、第３の期間３２の終わりにＶＤＣと等しい。
【００９７】
コンデンサＣ２の電圧は、第４の期間３３の終わりにＶＤＣと等しい。
【００９８】
第１〜第４の期間は、ＤＣ／ＡＣインバータの出力電流の周期と同じ周期で繰り返される。
【００９９】
図５は、本発明によるＤＣ／ＡＣインバータの出力電流の例である。
【０１００】
正弦波の周波数は、例えば、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ又は４００Ｈｚと等しい。
【０１０１】
図６は、本発明が実施されるＤＣ／ＡＣインバータトポロジを含む装置の例を表す。
【０１０２】
装置１１は、例えば、バス６０１によって互いに接続されるコンポーネント及びプログラムによって制御されるプロセッサ６００に基づくアーキテクチャを有する。
プログラムは、ＤＣ／ＡＣインバータ６０５の制御された出力電圧を供給するとともに、期間３０、３１、３２及び３３の終わりに所望の値にコンデンサＣ２の電圧を導くために、スイッチＳＷＨＦ１、ＳＷＨＦ２、ＳＷＨＦ３、ＳＷＨＦ４、ＳＷＦ１及びＳＷＢＦ２の制御を可能にする。
【０１０３】
ここで、変形形態において、装置１１が、以下で開示されるように、プロセッサ２００によって実行される動作と同じ動作を実行する１つ又は幾つかの専用集積回路の形態の下で実現されることに留意されたい。
【０１０４】
バス６０１は、読み取り専用メモリＲＯＭ６０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ６０３、アナログ／デジタルコンバータＡＤＣ６０６、及び図２に開示されているようなＤＣ／ＡＣインバータにプロセッサ６００を連結する。
【０１０５】
読み取り専用メモリＲＯＭ６０２は、図７に開示されているようなプログラム命令を含む。プログラム命令は、装置１１が電源を入れられている場合に、ランダムアクセスメモリＲＡＭ６０３に転送される。
【０１０６】
アナログ／デジタルコンバータ６０６(analog to digital converter)は、ＤＣ／ＡＣインバータ２０５に接続されるとともに、コンデンサＣ２の電圧を２進情報に変換する。
【０１０７】
図７は、ＤＣ／ＡＣインバータのコンデンサ電圧を制御するために、ＤＣ／ＡＣインバータによって実行されるアルゴリズムの例を表す。
【０１０８】
このアルゴリズムは、プロセッサ６００によって連続的に実行される。
【０１０９】
ステップＳ７００において、プロセッサ６００は、ＳＷＢｉｄｉｒを導通状態に設定するとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びスイッチＳＷＢＦ２を非導通状態に設定することによって、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する。
【０１１０】
次のステップＳ７０１において、プロセッサ６００は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２の測定値を得るようにＡＤＣ６０６に命令する。
【０１１１】
次のステップＳ７０２において、プロセッサ６００は、メモリ６０３に記憶された表を読み出すとともに、測定値及びプロセス下の期間における角度に対応するデューティサイクルを定義するために表を用いる。
【０１１２】
次のステップＳ７０３において、プロセッサ６００は、読み出されたデューティサイクルに従って、スイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４の少なくとも１つに命令する。
【０１１３】
次のステップＳ７０４において、プロセッサ６００は、期間３０が終了するかどうかをチェックする。
【０１１４】
期間３０が終了する場合、プロセッサ６００は、ステップＳ７０５に移る。そうでなければ、プロセッサ６００は、ステップＳ７０１に戻る。
【０１１５】
ステップＳ７０５において、プロセッサ６００は、スイッチＳＷＢＦ１を導通状態に設定するとともに、スイッチＳＷＢＦ２及びＳＷＢｉｄｉｒを非導通状態に設定することによって、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する。
【０１１６】
次のステップＳ７０６において、プロセッサ６００は、コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２の測定値を得るようにＡＤＣ６０６に命令する。
【０１１７】
次のステップＳ７０７において、プロセッサ６００は、メモリ６０３に記憶された表を読み出すとともに、測定値及びプロセス下の期間における角度に対応するデューティサイクルを定義するために表を用いる。
【０１１８】
次のステップＳ７０８において、プロセッサ６００は、読み出したデューティサイクルに従ってスイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４の少なくとも１つに命令する。
【０１１９】
次のステップＳ７０９において、プロセッサ６００は、期間３１が終了するかどうかをチェックする。
【０１２０】
期間３１が終了する場合、プロセッサ６００は、ステップＳ７１０に移る。そうでなければ、プロセッサ６００は、ステップＳ７０６に戻る。
【０１２１】
ステップＳ７１０において、プロセッサ６００は、スイッチＳＷＢｉｄｉｒを導通状態に設定するとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢＦ２を非導通状態に設定することによって、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する。
【０１２２】
次のステップＳ７１１において、プロセッサ６００は、コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２の測定値を得るようにＡＤＣ６０６に命令する。
【０１２３】
次のステップＳ７１２において、プロセッサ６００は、メモリ６０３に記憶された表を読み出すとともに、測定値及びプロセス下の期間における角度に対応するデューティサイクルを定義するために表を用いる。
【０１２４】
次のステップＳ７１３において、プロセッサ６００は、読み出したデューティサイクルに従ってスイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４の少なくとも１つに命令する。
【０１２５】
次のステップＳ７１４において、プロセッサ６００は、期間３２が終了するかどうかをチェックする。
【０１２６】
期間３２が終了する場合、プロセッサ６００は、ステップＳ７１５に移る。そうでなければ、プロセッサ６００は、ステップＳ７１１に戻る。
【０１２７】
ステップＳ７１５において、プロセッサ６００は、スイッチＳＷＢＦ２を導通状態に設定するとともに、スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢｉｄｉｒを非導通状態に設定することによって、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する。
【０１２８】
次のステップＳ７１６において、プロセッサ６００は、コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２の測定値を得るようにＡＤＣ６０６に命令する。
【０１２９】
次のステップＳ７１７において、プロセッサ６００は、メモリ６０３に記憶された表を読み出し、且つ測定値及びプロセス下の期間における角度に対応するデューティサイクルを定義するために表を用いる。
【０１３０】
次のステップＳ７１８において、プロセッサ６００は、読み出したデューティサイクルに従ってスイッチＳＷＨＦ３及びＳＷＨＦ４の少なくとも１つに命令する。
【０１３１】
次のステップＳ７１９において、プロセッサ６００は、期間３３が終了するかどうかをチェックする。
【０１３２】
期間３３が終了する場合に、プロセッサ６００は、ステップＳ７００に戻る。そうでなければ、プロセッサ６００は、ステップＳ７１６に戻る。
【０１３３】
図８ａは、電圧及び電流における双方向スイッチの第１の例である。
【０１３４】
双方向スイッチＳＷＢｉｄｉｒは、２つのスイッチＳＷＢＦ４及びＳＷＢＦ３から構成される。
スイッチＳＷＢＦ３の一端子は、互いに接続される第１及び第２スイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢＦ２の端子に接続される。
スイッチＳＷＢＦ３のもう一方の端子は、スイッチＳＷＢＦ４の端子に接続される。
スイッチＳＷＢＦ４のもう一方の端子は、互いに接続される第１及び第２のコンデンサＣ１及びＣ２に接続される。
【０１３５】
図８ｂは、電圧及び電流における双方向スイッチの第２の例である。
【０１３６】
双方向スイッチＳＷＢｉｄｉｒは、スイッチＳＷＢＦ５並びに４つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４から構成される。
第１のダイオードＤ１のアノードは、互いに接続される第１及び第２のコンデンサＣ１及びＣ２に接続され、
第１のダイオードＤ１のカソードは、第２のダイオードＤ２のカソード及びスイッチＳＷＢＦ５の端子に接続され、
第２のダイオードＤ２のアノードは、第３のダイオードＤ３のカソード、並びに互いに接続される第１及び第２のスイッチＳＷＢＦ１及びＳＷＢＦ２の端子に接続され、
第３のダイオードＤ３のアノードは、スイッチＳＷＢＦ５のもう一方の端子及び第４のダイオードＤ４のアノードに接続され、
第４のダイオードＤ４のカソードは、第１のダイオードＤ１のアノードに接続される。
【０１３７】
当然、多くの修正が、本発明の範囲から逸脱せずに、上記の本発明の実施形態に対して行われ得る。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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８ａ】
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【図８ｂ】
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【外国語明細書】
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