(57)【要約】【課題】直流電圧を昇圧して交流電圧に変換する電力変換装置において、スイッチング損失をさらに低減する。【解決手段】スイッチ制御部は、第１出力点と第２出力点との間に印加されるべき目標交流電圧の高電位側の半周期において、目標交流電圧の大きさが昇圧回路に入力される電圧の大きさより大きい第１期間中、第１インバータ用スイッチをオン、第２インバータ用スイッチをオフ、第３インバータ用スイッチをオフ、および第４インバータ用スイッチをオンさせた状態で、目標交流電圧に基づいて第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に並列に接続された第１昇圧スイッチを有し、前記第１昇圧スイッチをＰＷＭ制御することで前記直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路に並列に接続され、複数のインバータ用スイッチを有し、前記複数のインバータ用スイッチがオンオフすることで前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータが出力すべき目標交流電圧が前記直流電源の出力電圧よりも大きい場合には、前記第１昇圧スイッチをＰＷＭ制御し、前記第１の昇圧スイッチをＰＷＭ制御している間、前記複数のインバータ用スイッチのいずれか１つのインバータ用スイッチをオンさせ、かつ前記複数のインバータ用スイッチのうち他のいずれか１つをオフさせた状態を維持するスイッチ制御部と
を備える電力変換装置。
【請求項２】
直流電源に並列に接続された第１昇圧用スイッチを有し、前記直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第１インバータ用スイッチおよび低電位側の第２インバータ用スイッチと、前記第１インバータ用スイッチと前記第２インバータ用スイッチとの間に第１出力点とを含む第１レグと、前記昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第３インバータ用スイッチおよび低電位側の第４インバータ用スイッチと、前記第３インバータ用スイッチと前記第４インバータ用スイッチとの間に第２出力点とを含む第２レグとを有し、前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記第１出力点と前記第２出力点との間に印加されるべき目標交流電圧の高電位側の半周期において、前記目標交流電圧の大きさが前記昇圧回路に入力される電圧の大きさより大きい第１期間中、前記第１インバータ用スイッチをオン、前記第２インバータ用スイッチをオフ、前記第３インバータ用スイッチをオフ、および前記第４インバータ用スイッチをオンさせた状態で、前記目標交流電圧に基づいて前記第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御するスイッチ制御部と
を備える電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は、前記目標交流電圧の高電位側の半周期において、前記目標交流電圧の大きさが前記昇圧回路に入力される電圧の大きさより小さい第２期間中、前記第１昇圧用スイッチをオフさせた状態で、前記目標交流電圧に基づいて前記第１レグおよび前記第２レグをＰＷＭ制御する、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記スイッチ制御部は、前記目標交流電圧の低電位側の半周期において、前記目標交流電圧の大きさが前記昇圧回路に入力される電圧の大きさより大きい第３期間中、前記第１インバータ用スイッチをオフ、前記第２インバータ用スイッチをオン、前記第３インバータ用スイッチをオン、および前記第４インバータ用スイッチをオフさせた状態で、前記目標交流電圧に基づいて前記第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御する、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御部は、前記目標交流電圧の低電位側の半周期において、前記目標交流電圧の大きさが前記昇圧回路に入力される電圧の大きさより小さい第４期間中、前記第１昇圧用スイッチをオフさせた状態で、前記目標交流電圧に基づいて前記第１レグおよび前記第２レグをＰＷＭ制御する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記昇圧回路と前記直流電源との間に設けられ、第１時定数を有する第１フィルタ回路と
前記昇圧回路と前記インバータとの間に設けられ、前記第１時定数より小さい第２時定数を有する第２フィルタ回路と、
をさらに備え、
前記昇圧回路は、
前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と前記第２フィルタ回路の高電位側の一端との間に接続され、前記第２フィルタ回路の高電位側の一端側から前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する逆流防止回路と、
前記逆流防止回路をバイパスするバイパススイッチと
をさらに有し、
前記スイッチ制御部は、前記昇圧回路および前記インバータを制御することで前記直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換している間に前記インバータ側から前記昇圧回路側に電流が流れる場合、前記バイパススイッチをオンさせる、請求項２から請求項５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項７】
直流電源に並列に接続され、かつ互いに直列に接続された高電位側の第１昇圧用スイッチおよび低電位側の第２昇圧用スイッチと、前記第１昇圧用スイッチと前記第２昇圧用スイッチとの間に接地点に接続された三相交流の第２相に接続される接続点とを有し、前記直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第１インバータ用スイッチおよび低電位側の第２インバータ用スイッチと、前記第１インバータ用スイッチと前記第２インバータ用スイッチとの間に三相交流の第１相に接続される第１出力点とを含む第１レグと、前記昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第３インバータ用スイッチおよび低電位側の第４インバータ用スイッチと、前記第３インバータ用スイッチと前記第４インバータ用スイッチとの間に三相交流の第３相に接続される第２出力点とを含む第２レグとを有し、前記昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記第２出力点と前記接地点との間に印加されるべき第１目標交流電圧の高電位側の半周期のうち、前記第１目標交流電圧の大きさが前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と前記接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ前記第１目標交流電圧の大きさが前記第１出力点と前記接地点との間に印加されるべき第２目標交流電圧の大きさより大きい第１期間中、前記第２昇圧用スイッチをオフ、前記第３インバータ用スイッチをオン、および前記第４インバータ用スイッチをオフした状態で、前記第１目標交流電圧に基づいて前記第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、前記第２目標交流電圧に基づいて前記第１レグをＰＷＭ制御するスイッチ制御部と
を備える電力変換装置。
【請求項８】
前記スイッチ制御部は、前記第２目標交流電圧の高電位側の半周期のうち、前記第２目標交流電圧の大きさが前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と前記接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ前記第２目標交流電圧の大きさが前記第１目標交流電圧の大きさより大きい第２期間中、前記第２昇圧用スイッチをオフ、前記第１インバータ用スイッチをオン、および前記第２インバータ用スイッチをオフした状態で、前記第２目標交流電圧に基づいて前記第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、前記第１目標交流電圧に基づいて前記第２レグをＰＷＭ制御する、請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記スイッチ制御部は、前記第１目標交流電圧の低電位側の半周期のうち、前記第１目標交流電圧の大きさが前記第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と前記接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ前記第１目標交流電圧の大きさが前記第２目標交流電圧の大きさより大きい第４期間中、前記第１昇圧用スイッチをオフ、前記第３インバータ用スイッチをオフ、および前記第４インバータ用スイッチをオンした状態で、前記第１目標交流電圧に基づいて前記第２昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、前記第２目標交流電圧に基づいて前記第１レグをＰＷＭ制御する、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記スイッチ制御部は、前記第２目標交流電圧の低電位側の半周期のうち、前記第２目標交流電圧の大きさが前記第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と前記接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ前記第２目標交流電圧の大きさが前記第１目標交流電圧の大きさより大きい第５期間中、前記第１昇圧用スイッチをオフ、前記第１インバータ用スイッチをオフ、および前記第２インバータ用スイッチをオンした状態で、前記第２目標交流電圧に基づいて前記第２昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、前記第１目標交流電圧に基づいて前記第２レグをＰＷＭ制御する、請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記スイッチ制御部は、前記第２期間と前記第４期間との間の第３期間中、および前記第５期間と次の第１期間との間の第６期間中、前記第１昇圧用スイッチおよび前記第２昇圧用スイッチをオフした状態で、前記第１目標交流電圧に基づいて前記第２レグをＰＷＭ制御し、前記第２目標交流電圧に基づいて前記第１レグをＰＷＭ制御する、請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記昇圧回路と前記直流電源との間に設けられ、かつ互いに直列に接続された高電位側の第１時定数を有する第１フィルタ回路および低電位側の第３時定数を有する第３フィルタ回路と、
前記昇圧回路と前記インバータとの間で設けられ、かつ互いに直列に接続された高電位側の前記第１時定数より小さい第２時定数を有する第２フィルタ回路および低電池側の前記第３時定数より小さい第４時定数を有する第４フィルタ回路と、
をさらに備え、
前記昇圧回路は、
前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と前記第２フィルタ回路の高電位側の一端との間に接続され、前記第２フィルタ回路の高電位側の一端側から前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する第１逆流防止回路と、
前記第１逆流防止回路をバイパスする第１バイパススイッチと、
前記第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と前記第４フィルタ回路の低電位側の一端との間に接続され、前記第２昇圧用スイッチの低電位側の一端側から前記第４フィルタ回路の低電位側の一端側に電流が入力されることを防止する第２逆流防止回路と、
前記第２逆流防止回路をバイパスする第２バイパススイッチと
をさらに有し、
前記スイッチ制御部は、前記昇圧回路および前記インバータを制御することで前記直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換している間に、前記第２フィルタ回路の高電位側の一端側から前記第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が流れる場合、前記第１バイパススイッチをオンし、前記第２昇圧用スイッチの低電位側の一端側から前記第４フィルタ回路の低電位側の一端側に電流が流れる場合、前記第２バイパススイッチをオンする、請求項７から請求項１１のいずれか１つに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、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ部とインバータ部とを備える電力変換装置において、ＤＣ／ＤＣコンバータ部の出力側の第２直流電圧の目標値が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部の入力側の第１直流電圧の電圧値以下である場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ部による昇圧動作を停止することが記載されている。
特許文献１  特開２０１２−１５１９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
直流電圧を昇圧して交流電圧に変換する電力変換装置において、スイッチング損失をさらに低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係る電力変換装置は、直流電源に並列に接続された第１昇圧スイッチを有し、第１昇圧スイッチをＰＷＭ制御することで直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路に並列に接続され、複数のインバータ用スイッチを有し、複数のインバータ用スイッチがオンオフすることで昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータが出力すべき目標交流電圧が直流電源の出力電圧よりも大きい場合には、第１の昇圧スイッチをＰＷＭ制御し、第１の昇圧スイッチをＰＷＭ制御している間、複数のインバータ用スイッチのいずれか１つのインバータ用スイッチをオンさせ、かつ複数のインバータ用スイッチのうち他のいずれか１つをオフさせた状態を維持するスイッチ制御部とを備える。
【０００５】
本発明の一態様に係る電力変換装置は、直流電源に並列に接続された第１昇圧用スイッチを有し、直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第１インバータ用スイッチおよび低電位側の第２インバータ用スイッチと、第１インバータ用スイッチと第２インバータ用スイッチとの間に第１出力点とを含む第１レグと、昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第３インバータ用スイッチおよび低電位側の第４インバータ用スイッチと、第３インバータ用スイッチと第４インバータ用スイッチとの間に第２出力点とを含む第２レグとを有し、昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、第１出力点と第２出力点との間に印加されるべき目標交流電圧の高電位側の半周期において、目標交流電圧の大きさが昇圧回路に入力される電圧の大きさより大きい第１期間中、第１インバータ用スイッチをオン、第２インバータ用スイッチをオフ、第３インバータ用スイッチをオフ、および第４インバータ用スイッチをオンさせた状態で、目標交流電圧に基づいて第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御するスイッチ制御部とを備える。
【０００６】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、目標交流電圧の高電位側の半周期において、目標交流電圧の大きさが昇圧回路に入力される電圧の大きさより小さい第２期間中、第１昇圧用スイッチをオフさせた状態で、目標交流電圧に基づいて第１レグおよび第２レグをＰＷＭ制御してよい。
【０００７】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、目標交流電圧の低電位側の半周期において、目標交流電圧の大きさが昇圧回路に入力される電圧の大きさより大きい第３期間中、第１インバータ用スイッチをオフ、第２インバータ用スイッチをオン、第３インバータ用スイッチをオン、および第４インバータ用スイッチをオフさせた状態で、目標交流電圧に基づいて第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御してよい。
【０００８】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、目標交流電圧の低電位側の半周期において、目標交流電圧の大きさが昇圧回路に入力される電圧の大きさより小さい第４期間中、第１昇圧用スイッチをオフさせた状態で、目標交流電圧に基づいて第１レグおよび第２レグをＰＷＭ制御してよい。
【０００９】
上記電力変換装置は、昇圧回路と直流電源との間に設けられ、第１時定数を有する第１フィルタ回路と、昇圧回路とインバータとの間に設けられ、第１時定数より小さい第２時定数を有する第２フィルタ回路と、をさらに備え、昇圧回路は、第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と第２フィルタ回路の高電位側の一端との間に接続され、第２フィルタ回路の高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する逆流防止回路と、逆流防止回路をバイパスするバイパススイッチとをさらに有し、スイッチ制御部は、昇圧回路およびインバータを制御することで直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換している間にインバータ側から昇圧回路側に電流が流れる場合、バイパススイッチをオンさせてよい。
【００１０】
本発明の一態様に係る電力変換装置は、直流電源に並列に接続され、かつ互いに直列に接続された高電位側の第１昇圧用スイッチおよび低電位側の第２昇圧用スイッチと、第１昇圧用スイッチと第２昇圧用スイッチとの間に接地点に接続された三相交流の第２相に接続される接続点とを有し、直流電源から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第１インバータ用スイッチおよび低電位側の第２インバータ用スイッチと、第１インバータ用スイッチと第２インバータ用スイッチとの間に三相交流の第１相に接続される第１出力点とを含む第１レグと、昇圧回路に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側の第３インバータ用スイッチおよび低電位側の第４インバータ用スイッチと、第３インバータ用スイッチと第４インバータ用スイッチとの間に三相交流の第３相に接続される第２出力点とを含む第２レグとを有し、昇圧回路から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、第２出力点と接地点との間に印加されるべき第１目標交流電圧の高電位側の半周期のうち、第１目標交流電圧の大きさが第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ第１目標交流電圧の大きさが第１出力点と接地点との間に印加されるべき第２目標交流電圧の大きさより大きい第１期間中、第２昇圧用スイッチをオフ、第３インバータ用スイッチをオン、および第４インバータ用スイッチをオフした状態で、第１目標交流電圧に基づいて第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧に基づいて第１レグをＰＷＭ制御するスイッチ制御部とを備える。
【００１１】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、第２目標交流電圧の高電位側の半周期のうち、第２目標交流電圧の大きさが第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ第２目標交流電圧の大きさが第１目標交流電圧の大きさより大きい第２期間中、第２昇圧用スイッチをオフ、第１インバータ用スイッチをオン、および第２インバータ用スイッチをオフした状態で、第２目標交流電圧に基づいて第１昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、第１目標交流電圧に基づいて第２レグをＰＷＭ制御してよい。
【００１２】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、第１目標交流電圧の低電位側の半周期のうち、第１目標交流電圧の大きさが第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ第１目標交流電圧の大きさが第２目標交流電圧の大きさより大きい第４期間中、第１昇圧用スイッチをオフ、第３インバータ用スイッチをオフ、および第４インバータ用スイッチをオンした状態で、第１目標交流電圧に基づいて第２昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧に基づいて第１レグをＰＷＭ制御してよい。
【００１３】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、第２目標交流電圧の低電位側の半周期のうち、第２目標交流電圧の大きさが第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と接続点との間の電圧の大きさより大きく、かつ第２目標交流電圧の大きさが第１目標交流電圧の大きさより大きい第５期間中、第１昇圧用スイッチをオフ、第１インバータ用スイッチをオフ、および第２インバータ用スイッチをオンした状態で、第２目標交流電圧に基づいて第２昇圧用スイッチをＰＷＭ制御し、第１目標交流電圧に基づいて第２レグをＰＷＭ制御してよい。
【００１４】
上記電力変換装置において、スイッチ制御部は、第２期間と第４期間との間の第３期間中、および第５期間と次の第１期間との間の第６期間中、第１昇圧用スイッチおよび第２昇圧用スイッチをオフした状態で、第１目標交流電圧に基づいて第２レグをＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧に基づいて第１レグをＰＷＭ制御してよい。
【００１５】
上記電力変換装置は、昇圧回路と直流電源との間に設けられ、かつ互いに直列に接続された高電位側の第１時定数を有する第１フィルタ回路および低電位側の第３時定数を有する第３フィルタ回路と、昇圧回路とインバータとの間で設けられ、かつ互いに直列に接続された高電位側の第１時定数より小さい第２時定数を有する第２フィルタ回路および低電池側の第３時定数より小さい第４時定数を有する第４フィルタ回路と、をさらに備え、昇圧回路は、第１昇圧用スイッチの高電位側の一端と第２フィルタ回路の高電位側の一端との間に接続され、第２フィルタ回路の高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する第１逆流防止回路と、第１逆流防止回路をバイパスする第１バイパススイッチと、第２昇圧用スイッチの低電位側の一端と第４フィルタ回路の低電位側の一端との間に接続され、第２昇圧用スイッチの低電位側の一端側から第４フィルタ回路の低電位側の一端側に電流が入力されることを防止する第２逆流防止回路と、第２逆流防止回路をバイパスする第２バイパススイッチとをさらに有し、スイッチ制御部は、昇圧回路およびインバータを制御することで直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換している間に、第２フィルタ回路の高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチの高電位側の一端側に電流が流れる場合、第１バイパススイッチをオンし、第２昇圧用スイッチの低電位側の一端側から第４フィルタ回路の低電位側の一端側に電流が流れる場合、第２バイパススイッチをオンしてよい。
【００１６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る電力変換装置の回路構成の一例を示す図である。
【図２】スイッチ制御により制御される昇圧回路およびインバータのスイッチング条件について説明するための図である。
【図３】スイッチ制御により制御される昇圧回路およびインバータのスイッチング条件について説明するための図である。
【図４】第２の実施形態に係る電力変換装置の回路構成の一例を示す図である。
【図５】スイッチ制御により制御される昇圧回路およびインバータのスイッチング条件について説明するための図である。
【図６】スイッチ制御により制御される昇圧回路およびインバータのスイッチング条件について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１９】
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置１００の回路構成の一例を示す図である。電力変換装置１００は、直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換して、単相の交流電源３００と連系する。直流電源２００は、太陽電池アレイ、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムなどの直流電圧を出力する分散型電源でよい。電力変換装置１００は、直流電源２００として蓄電装置と接続し、交流電圧を直流電圧に変換した後、蓄電装置に電力を蓄電してもよい。
【００２０】
電力変換装置１００は、昇圧回路１０、インバータ２０、第１フィルタ回路Ｃ１、第２フィルタ回路Ｃ２、コイルＬ２、およびコイルＬ３を備える。
【００２１】
第１フィルタ回路Ｃ１は、直流電源２００と昇圧回路１０との間に設けられている。第１フィルタ回路Ｃ１は、直流電源２００と並列に接続され、直流電源２００から出力される直流電圧を平滑化する。第２フィルタ回路Ｃ２は、昇圧回路１０とインバータ２０との間に設けられている。第２フィルタ回路Ｃ２は、昇圧回路１０から出力される直流電圧を平滑化する。第１フィルタ回路Ｃ１および第２フィルタ回路Ｃ２は、それぞれコンデンサにより構成されてよい。第１フィルタ回路Ｃ１は、第１時定数を有する。第２フィルタ回路Ｃ２は、第１時定数より小さい第２時定数を有する。第１フィルタ回路Ｃ１は、第１容量を有する。第２フィルタ回路Ｃ２は、第１容量より小さい第２容量を有する。
【００２２】
コイルＬ２およびコイルＬ３は、インバータ２０と交流電源３００との間に設けられる。コイルＬ２の一端は、インバータ２０の第１インバータ用スイッチＳｕ１と第２インバータ用スイッチＳｕ２との中点に接続され、コイルＬ２の他端は、交流電源３００に電気的に接続される。コイルＬ３の一端は、インバータ２０の第３インバータ用スイッチＳｗ１と第４インバータ用スイッチＳｗ２との中点に接続され、コイルＬ３の他端は、交流電源３００に電気的に接続される。
【００２３】
昇圧回路１０は、コイルＬ１、第１昇圧用スイッチＳｂ１、第１逆流防止回路Ｄ１、および第１バイパススイッチＳａ１を有する。昇圧回路１０は、直流電源２００から出力される直流電圧を昇圧する。昇圧回路１０は、非絶縁型の昇圧回路、または絶縁型の昇圧回路でよい。
【００２４】
コイルＬ１の一端は、第１フィルタ回路Ｃ１の高電位側の一端に接続され、コイルＬ１の他端は、第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端に接続される。第１昇圧用スイッチＳｂ１は、直流電源２００に並列に接続される。第１昇圧用スイッチＳｂ１の低電位側の一端は、第１フィルタ回路Ｃ１の低電位側の一端、および第２フィルタ回路Ｃ２の低電位側の一端に接続される。
【００２５】
第１逆流防止回路Ｄ１の一端は、第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端に接続され、第１逆流防止回路Ｄ１の他端は、第２フィルタ回路の高電位側の一端に接続される。第１逆流防止回路Ｄ１は、第２フィルタ回路Ｃ２の高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する。第１逆流防止回路Ｄ１は、ダイオードで構成されてよい。第１バイパススイッチＳａ１は、第１逆流防止回路Ｄ１と並列に接続され、第１逆流防止回路Ｄ１をバイパスする。
【００２６】
第１昇圧用スイッチＳｂ１は、例えば、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチ素子でよい。また、スイッチ素子に対して逆並列にダイオードを接続してもよい。
【００２７】
インバータ２０は、昇圧回路１０から出力される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ２０は、第１レグ２２および第２レグ２４を有する。第１レグ２２は、昇圧回路１０に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側ＶＨの第１インバータ用スイッチＳｕ１および低電位側ＶＬの第２インバータ用スイッチＳｕ２と、第１インバータ用スイッチＳｕ１と第２インバータ用スイッチＳｕ２との間に第１出力点２６とを含む。
【００２８】
第２レグ２４は、昇圧回路１０に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側ＶＨの第３インバータ用スイッチＳｗ１および低電位側ＶＬの第４インバータ用スイッチＳｗ２と、第３インバータ用スイッチＳｗ１と第４インバータ用スイッチＳｗ２との間に第２出力点２８とを含む。
【００２９】
第１インバータ用スイッチＳｕ１、第２インバータ用スイッチＳｕ２、第３インバータ用スイッチＳｗ１、および第４インバータ用スイッチＳｗ２は、例えば、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチ素子と、ダイオードとを含み、ダイオードは、スイッチ素子に対して逆並列に接続されてよい。
【００３０】
電力変換装置１００は、スイッチ制御部３０、電圧センサ４０、電圧センサ４２、および電圧センサ４４をさらに備える。電力変換装置１００は、電流センサ５０を備えてもよい。
【００３１】
電圧センサ４０は、直流電源２００から昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎを検知する。電圧センサ４２は、昇圧回路１０から出力される電圧Ｖｏｕｔ１を検知する。電圧センサ４４は、インバータ２０から出力される電圧Ｖｏｕｔ２を検知する。スイッチ制御部３０は、電圧センサ４０、電圧センサ４２、および電圧センサ４４により検知された電圧に基づいて昇圧回路１０およびインバータ２０を制御し、交流電源３００から出力される交流電圧に同期した交流電圧を電力変換装置１００から出力させる。
【００３２】
第１の実施形態に係る電力変換装置１００によれば、昇圧回路１０およびインバータ２０のスイッチング動作を少なくすることで、スイッチング損失を抑える。
【００３３】
図２および図３は、スイッチ制御部３０により制御される昇圧回路１０およびインバータ２０のスイッチング条件について説明するための図である。
【００３４】
目標交流電圧Ｖｔ１は、第１出力点２６と第２出力点２８との間に印加されるべき電圧である。目標交流電圧Ｖｔ１は、交流電源３００から出力される交流電圧に基づいて定められる。波形ｖ１は、図３に示すスイッチング条件で昇圧回路１０およびインバータ２０を動作させた場合に、インバータ２０の高電位側ＶＨの一端に現れる電位の変化の様子を示す。波形ｖ２は、図３に示すスイッチング条件で昇圧回路１０およびインバータ２０を動作させた場合に、インバータ２０の低電位側ＶＬの一端に現れる電位の変化の様子を示す。なお、第１電力線、第２電力線および中性線を有する単相３線式の負荷に電力変換装置１００が接続されている場合に、目標交流電圧Ｖｔ１は、第１電力線と中性線との間に印加されるべき線間電圧に対応する。また、電圧Ｖｔ２は、第２電力線と中性線との間に印加されるべき線間電圧に対応する。
【００３５】
第１期間Ｔａ１は、目標交流電圧Ｖｔ１の高電位側の半周期において、目標交流電圧Ｖｔ１の大きさが昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎの大きさより大きい期間を示す。第２期間Ｔａ２は、目標交流電圧Ｖｔ１の高電位側の半周期において、目標交流電圧Ｖｔ１の大きさが昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎの大きさより小さい期間を示す。第３期間Ｔａ３は、目標交流電圧Ｖｔ１の低電位側の半周期において、目標交流電圧Ｖｔ１の大きさが昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎの大きさより大きい期間を示す。第４期間Ｔａ４は、目標交流電圧Ｖｔ１の低電位側の半周期において、目標交流電圧Ｖｔ１の大きさが昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎの大きさより小さい期間を示す。
【００３６】
スイッチ制御部３０は、第１期間Ｔａ１中、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオン、第２インバータ用スイッチＳｕ２をオフ、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオフ、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオンさせた状態で、目標交流電圧Ｖｔ１に基づいて第１昇圧用スイッチＳｂ１をＰＷＭ制御する。
【００３７】
スイッチ制御部３０は、第２期間Ｔａ２中、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフさせた状態で、目標交流電圧Ｖｔ１に基づいて第１レグ２２および第２レグ２４をＰＷＭ制御する。
【００３８】
スイッチ制御部３０は、第３期間Ｔａ３中、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオフ、第２インバータ用スイッチＳｕ２をオン、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオン、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオフさせた状態で、目標交流電圧Ｖｔ１に基づいて第１昇圧用スイッチＳｂ１をＰＷＭ制御する。スイッチ制御部３０は、第４期間Ｔａ４中、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフさせた状態で、目標交流電圧Ｖｔ１に基づいて第１レグ２２および第２レグ２４をＰＷＭ制御する。
【００３９】
上記のように、目標交流電圧Ｖｔ１の大きさが昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎの大きさより小さい期間である第２期間Ｔａ２および第４期間Ｔａ４において、スイッチ制御部３０は、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフさせた状態を維持しつつ、インバータ２０の第１インバータ用スイッチＳｕ１、第２インバータ用スイッチＳｕ２、第３インバータ用スイッチＳｗ１、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をＰＷＭ制御することで交流出力を得ているので、第２期間Ｔａ２および第４期間Ｔａ４において、第１昇圧用スイッチＳｂ１のスイッチング損失を削減できる。
【００４０】
また、スイッチ制御部３０は、第１期間Ｔａ１および第３期間Ｔａ３において、第１レグ２２および第２レグ２４のオンオフを繰り返すＰＷＭ制御をせず、第１昇圧用スイッチＳｂ１のオンオフによるＰＷＭ制御により、目標交流電圧Ｖｔ１を作り出す。第１期間Ｔａ１において、スイッチ制御部３０は、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオン、第２インバータ用スイッチＳｕ２をオフ、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオフ、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオンさせた状態を維持する。また、第３期間Ｔａ３において、スイッチ制御部３０は、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオフ、第２インバータ用スイッチＳｕ２をオン、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオン、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオフさせた状態を維持する。よって、第１期間Ｔａ１および第３期間Ｔａ３において、第１レグ２２および第２レグ２４をＰＷＭ制御することによるスイッチング損失を削減できる。
【００４１】
ここで、第２フィルタ回路Ｃ２の時定数が大きいと、ＰＷＭ制御により昇圧回路１０により作り出される電圧波形の立ち上がりおよび立ち下りが緩やかになってインバータ２０に入力されてしまう。第１期間Ｔａ１および第３期間Ｔａ３において、ＰＷＭ制御していないインバータ２０から出力される交流電圧が、目標交流電圧Ｖｔ１と異なる電圧になる可能性がある。
【００４２】
一方、電力変換装置１００から出力される電流と電圧とは位相がずれていることがある。例えば、電力変換装置１００は、例えば、太陽光発電機器においては、いわゆる単独運転検出をするために、電流の位相と、電圧の位相とを意図的にずらして出力することがある。この場合、電流と電圧の位相のずれにより、電力変換装置１００が直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して出力している間に、交流電源３００からインバータ２０側経由で昇圧回路１０側に電流が流れ込む可能性がある。通常は、第２フィルタ回路Ｃ２の時定数をある程度大きく設定してあるので、電流と電圧の位相のずれにより生じるインバータ２０側から昇圧回路１０側への電流は、第２フィルタ回路Ｃ２により吸収できる。ところが、第１の実施形態によれば、第１期間Ｔａ１および第３期間Ｔａ３では、インバータ２０のＰＷＭ制御をせずに、昇圧回路１０のＰＷＭ制御により、目標交流電圧Ｖｔ１を作り出す。よって、ＰＷＭ制御により昇圧回路１０により作り出される電圧波形の立ち上がりおよび立ち下りが緩やかなり、インバータ２０から出力される交流電圧が目標交流電圧Ｖｔ１と異なる電圧になることを防止すべく、第２フィルタ回路Ｃ２の時定数は、小さいことが望ましい。
【００４３】
そこで、第１の実施形態では、第１逆流防止回路Ｄ１に並列に、第１逆流防止回路Ｄ１をバイパスする第１バイパススイッチＳａ１を設ける。そして、スイッチ制御部３０は、昇圧回路１０およびインバータ２０を制御することで直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換している間にインバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる場合、バイパススイッチＳａ１をオンさせる。さらに、バイパススイッチＳａ１をオンするときには、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフしてもよい。
【００４４】
これにより、電流と電圧の位相のずれにより生じるインバータ２０側から昇圧回路１０側への電流のうち、第２フィルタ回路Ｃ２によって吸収できない残りの電流を、バイパススイッチＳａ１、コイルＬ１を介して、第１フィルタ回路Ｃ１により吸収できる。よって、第２フィルタ回路Ｃ２として、例えば、容量および時定数が小さいコンデンサを用いても、インバータ２０側から昇圧回路１０側に流れ込む電流による悪影響を防止できる。また、ＰＷＭ制御により昇圧回路１０により作り出された電圧波形の立ち上がりおよび立ち下りが第２フィルタ回路Ｃ２により緩やかになってインバータ２０に入力され、インバータ２０から出力される交流電圧が、目標交流電圧Ｖｔ１と異なる電圧になることを防止できる。
【００４５】
ここで、電流と電圧との間に位相のずれが生じている場合、インバータ２０から出力されている電圧が正、かつ電流が負のときに、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる。そこで、スイッチ制御部３０は、インバータ２０から出力されている電圧が正、かつ電流が負の間、バイパススイッチＳａ１をオンしてよい。さらに、バイパススイッチＳａ１をオンするときには、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフしてもよい。
【００４６】
図４は、第２の実施形態に係る電力変換装置１００の構成の一例を示す。電力変換装置１００は、昇圧回路１０、インバータ２０、第１フィルタ回路Ｃ１ａ、第２フィルタ回路Ｃ２ａ、第３フィルタ回路Ｃ１ｂ、第４フィルタ回路Ｃ２ｂ、コイルＬ２、およびコイルＬ３を備える。電力変換装置１００は、直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換して、三相の交流電源３１０と連系する。
【００４７】
高電位側の第１フィルタ回路Ｃ１ａおよび低電位側の第３フィルタ回路Ｃ１ｂは、昇圧回路１０と直流電源２００との間に設けられ、かつ互いに直列に接続されている。高電位側の第２フィルタ回路Ｃ２ａおよび低電位側の第４フィルタ回路Ｃ２ｂは、昇圧回路１０とインバータ２０との間で設けられ、かつ互いに直列に接続されている。
【００４８】
第１フィルタ回路Ｃ１ａは、第１時定数を有する。第２フィルタ回路Ｃ２ａは、第１時定数より小さい第２時定数を有する。第３フィルタ回路Ｃ１ｂは、第３時定数を有する。第４フィルタ回路Ｃ２ｂは、第３時定数より小さい第４時定数を有する。第１フィルタ回路Ｃ１ａおよび第３フィルタ回路Ｃ１ｂの時定数は同じでよい。第２フィルタ回路Ｃ２ａおよび第４フィルタ回路Ｃ２ｂの時定数は同じでよい。第１フィルタ回路Ｃ１ａ、第３フィルタ回路Ｃ１ｂ、第２フィルタ回路Ｃ２ａ、および第４フィルタ回路Ｃ２ｂは、それぞれコンデンサにより構成されてよい。第１フィルタ回路Ｃ１ａは、第１容量を有する。第２フィルタ回路Ｃ２ａは、第１容量より小さい第２容量を有する。第３フィルタ回路Ｃ１ｂは、第３容量を有する。第４フィルタ回路Ｃ２ｂは、第３容量より小さい第４容量を有する。第１フィルタ回路Ｃ１ａおよび第３フィルタ回路Ｃ１ｂの容量は同じでよい。第２フィルタ回路Ｃ２ａおよび第４フィルタ回路Ｃ２ｂの容量は同じでよい。
【００４９】
第１フィルタ回路Ｃ１ａと第３フィルタ回路Ｃ１ｂとの間の接続点、および第２フィルタ回路Ｃ２ａと第４フィルタ回路Ｃ２ｂとの間の接続点は、Ｖ相接地三相交流の場合は、第２相（Ｖ相）に接続される。
【００５０】
コイルＬ２およびコイルＬ３は、インバータ２０と交流電源３１０との間に設けられる。Ｖ相接地三相交流結線の場合は、コイルＬ２の一端は、インバータ２０の第１インバータ用スイッチＳｕ１と第２インバータ用スイッチＳｕ２との中点に接続され、コイルＬ２の他端は、三相交流の第１相（Ｕ相）に接続される。コイルＬ３の一端は、インバータ２０の第３インバータ用スイッチＳｗ１と第４インバータ用スイッチＳｗ２との中点に接続され、コイルＬ３の他端は、三相交流の第３相（Ｗ相）に接続される。
【００５１】
昇圧回路１０は、コイルＬ１ａ、コイルＬ１ｂ、第１昇圧用スイッチＳｂ１、第２昇圧用スイッチＳｂ２、第１逆流防止回路Ｄ１ａ、第１バイパススイッチＳａ１、第２逆流防止回路Ｄ１ｂ、および第２バイパススイッチＳａ２を備える。
【００５２】
コイルＬ１ａの一端は、第１フィルタ回路Ｃ１ａの高電位側の一端に接続され、コイルＬ１ａの他端は、第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端に接続される。第１昇圧用スイッチＳｂ１は、直流電源２００に並列に接続される。第１昇圧用スイッチＳｂ１の低電位側の一端は、第１フィルタ回路Ｃ１ａの低電位側の一端、第２昇圧用スイッチＳｂ２の高電位側の一端、および第２フィルタ回路Ｃ２ａの低電位側の一端に接続される。
【００５３】
第１逆流防止回路Ｄ１ａの一端は、第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端に接続され、第１逆流防止回路Ｄ１ａの他端は、第２フィルタ回路Ｃ２ａの高電位側の一端に接続される。第１逆流防止回路Ｄ１ａは、第２フィルタ回路Ｃ２ａの高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端側に電流が入力されることを防止する。第１逆流防止回路Ｄ１ａは、ダイオードで構成されてよい。第１バイパススイッチＳａ１は、第１逆流防止回路Ｄ１ａと並列に接続され、第１逆流防止回路Ｄ１ａをバイパスする。
【００５４】
コイルＬ１ｂの一端は、第３フィルタ回路Ｃ１ｂの低電位側の一端に接続され、コイルＬ１ｂの他端は、第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端に接続される。第２昇圧用スイッチＳｂ２は、直流電源２００に並列に接続される。第２逆流防止回路Ｄ１ｂの一端は、第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端に接続され、第２逆流防止回路Ｄ１ｂの他端は、第４フィルタ回路Ｃ２ｂの低電位側の一端に接続される。第２逆流防止回路Ｄ１ｂは、第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端側から第４フィルタ回路Ｃ２ｂの低電位側の一端側に電流が入力されることを防止する。第２逆流防止回路Ｄ１ｂは、ダイオードで構成されてよい。第２バイパススイッチＳａ２は、第１逆流防止回路Ｄ１ｂ並列に接続され、第２逆流防止回路Ｄ１ｂをバイパスする。
【００５５】
第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２は、互いに直列に接続される。昇圧回路１０は、第１昇圧用スイッチＳｂ１と第２昇圧用スイッチＳｂ２との間に、接地点に接続された三相交流の第２相（Ｖ相）に接続される接続点１２を有する。第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２は、例えば、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチ素子でよい。また、スイッチ素子に対して逆並列にダイオードを接続してもよい。
【００５６】
インバータ２０は、昇圧回路１０から出力される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ２０は、第１レグ２２および第２レグ２４を有する。第１レグ２２は、昇圧回路１０に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側ＶＨの第１インバータ用スイッチＳｕ１および低電位側ＶＬの第２インバータ用スイッチＳｕ２と、第１インバータ用スイッチＳｕ１と第２インバータ用スイッチＳｕ２との間に第１出力点２６とを含む。第１出力点２６は、三相交流の第１相（Ｕ相）に接続される。
【００５７】
第２レグ２４は、昇圧回路１０に並列に接続され、互いに直列に接続された高電位側ＶＨの第３インバータ用スイッチＳｗ１および低電位側ＶＬの第４インバータ用スイッチＳｗ２と、第３インバータ用スイッチＳｗ１と第４インバータ用スイッチＳｗ２との間に第２出力点２８とを含む。第２出力点２８は、三相交流の第３相（Ｗ相）に接続される。
【００５８】
第１インバータ用スイッチＳｕ１、第２インバータ用スイッチＳｕ２、第３インバータ用スイッチＳｗ１、および第４インバータ用スイッチＳｗ２は、例えば、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチ素子と、ダイオードとを含み、ダイオードは、スイッチ素子に対して逆並列に接続されてよい。
【００５９】
電力変換装置１００は、スイッチ制御部３０、電圧センサ４０ａ、電圧センサ４０ｂ、電圧センサ４２ａ、電圧センサ４２ｂ、電圧センサ４４ａ、および電圧センサ４４ｂをさらに備える。電力変換装置１００は、電流センサ５２、および電流センサ５４を備えてもよい。
【００６０】
電圧センサ４０ａは、直流電源２００から昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎのうち、第１昇圧用スイッチＳｂ１に印加されるＶｉｎａを検知する。電圧センサ４０ｂは、直流電源２００から昇圧回路１０に入力される電圧Ｖｉｎのうち、第２昇圧用スイッチＳｂ２に印加されるＶｉｎｂを検知する。
【００６１】
電圧センサ４２ａは、昇圧回路１０の高電位側の出力端と、接地点との間の電位差に対応する電圧Ｖｏｕｔ１ａを検知する。電圧センサ４２ｂは、昇圧回路１０の低電位側の出力端と、接地点との間の電位差に対応する電圧Ｖｏｕｔ１ｂを検知する。
【００６２】
電圧センサ４４ａは、インバータ２０の第２出力点２８と接地点との間の電位差に対応する電圧Ｖｗｕ（第３相と第２相との間の線間電圧）を検知する。電圧センサ４４ｂは、インバータ２０の第１出力点２６と接地点との間の電位差に対応する電圧Ｖｕｖ（第１相と第２相との間の線間電圧）を検知する。
【００６３】
スイッチ制御部３０は、電圧センサ４０ａ、電圧センサ４０ｂ、電圧センサ４２ａ、電圧センサ４２ｂ、電圧センサ４４ａおよび電圧センサ４４ｂにより検知された電圧に基づいて昇圧回路１０およびインバータ２０を制御し、交流電源３１０から出力される交流電圧に同期した交流電圧を電力変換装置１００から出力させる。
【００６４】
なお、電力変換装置１００は、電圧センサ４０ａおよび電圧センサ４０ｂの代わりに、昇圧回路１０の高電位側の入力端と、低電位側の入力端との間の電位差に対応する電圧Ｖｉｎを検知する電圧センサを備えてもよい。また、電力変換装置１００は、電圧センサ４２ａおよび電圧センサ４２ｂの代わりに、昇圧回路１０の高電位側の出力端と、低電位側の出力端との間の電位差に対応する電圧Ｖｏｕｔ１を検知する電圧センサを備えてもよい。
【００６５】
第２の実施形態に係る電力変換装置１００によれば、昇圧回路１０およびインバータ２０のスイッチング動作を少なくすることで、スイッチング損失を抑える。
【００６６】
図５および図６は、スイッチ制御部３０により制御される昇圧回路１０およびインバータ２０のスイッチング条件について説明するための図である。
【００６７】
第１目標交流電圧Ｖｓ１は、第２出力点２８（Ｗ相）と接地点（Ｖ相）との間に印加されるべき電圧である。第２目標交流電圧Ｖｓ２は、第１出力点２６（Ｕ相）と接地点（Ｖ相）との間に印加されるべき電圧である。第１目標交流電圧Ｖｓ１、および第２目標交流電圧Ｖｓ２は、三相の交流電源３１０から出力される三相交流電流に基づいて定められる。波形ｖ１は、図６に示すスイッチング条件で昇圧回路１０およびインバータ２０を動作させた場合に、インバータ２０の高電位側の一端に現れる電位の変化の様子を示す。波形ｖ２は、図６に示すスイッチング条件で昇圧回路１０およびインバータ２０を動作させた場合に、インバータ２０の低電位側の一端に現れる電位の変化の様子を示す。
【００６８】
第１期間Ｔｂ１は、第１目標交流電圧Ｖｓ１の高電位側の半周期のうち、第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさが第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端と接続点１２との間の電圧の大きさより大きく、かつ第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさが第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさより大きい期間を示す。
【００６９】
第２期間Ｔｂ２は、第２目標交流電圧Ｖｓ２の高電位側の半周期のうち、第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさが第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端と接続点１２との間の電圧の大きさより大きく、かつ第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさが第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさより大きい期間を示す。
【００７０】
第４期間Ｔｂ４は、第１目標交流電圧Ｖｓ１の低電位側の半周期のうち、第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさが第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端と接続点１２との間の電圧の大きさより大きく、かつ第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさが第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさより大きい期間を示す。
【００７１】
第５期間Ｔｂ５は、第２目標交流電圧Ｖｓ２の低電位側の半周期のうち、第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさが第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端と接続点１２との間の電圧の大きさより大きく、かつ第２目標交流電圧Ｖｓ２の大きさが第１目標交流電圧Ｖｓ１の大きさより大きい期間を示す。
【００７２】
また、第３期間Ｔｂ３は、第２期間Ｔｂ２と第４期間Ｔｂ４との間の期間を示す。第６期間Ｔｂ６は、第５期間Ｔｂ５と次の第１期間Ｔｂ６との間の期間を示す。
【００７３】
スイッチ制御部３０は、第１期間Ｔｂ１中、第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフ、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオン、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオフした状態で、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第１昇圧用スイッチＳｂ１をＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第１レグ２２をＰＷＭ制御する。
【００７４】
スイッチ制御部３０は、第２期間Ｔｂ２中、第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフ、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオン、および第２インバータ用スイッチＳｕ２をオフした状態で、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第１昇圧用スイッチＳｂ１をＰＷＭ制御し、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第２レグ２４をＰＷＭ制御する。
【００７５】
スイッチ制御部３０は、第３期間Ｔｂ３中、第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフした状態で、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第２レグ２４をＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第１レグ２２をＰＷＭ制御する。
【００７６】
スイッチ制御部３０は、第４期間Ｔｂ４中、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフ、第３インバータ用スイッチＳｗ１をオフ、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオンした状態で、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第２昇圧用スイッチＳｂ２をＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第１レグ２２をＰＷＭ制御する。
【００７７】
スイッチ制御部３０は、第５期間Ｔｂ５中、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフ、第１インバータ用スイッチＳｕ１をオフ、および第２インバータ用スイッチＳｕ２をオンした状態で、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第２昇圧用スイッチＳｂ２をＰＷＭ制御し、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第２レグ２４をＰＷＭ制御する。
【００７８】
スイッチ制御部３０は、第６期間Ｔｂ６中、第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフした状態で、第１目標交流電圧Ｖｓ１に基づいて第２レグ２４をＰＷＭ制御し、第２目標交流電圧Ｖｓ２に基づいて第１レグ２２をＰＷＭ制御する。
【００７９】
上記のように、第３期間Ｔｂ３および第６期間Ｔｂ６において、スイッチ制御部３０は、第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフさせた状態を維持しつつ、インバータ２０の第１インバータ用スイッチＳｕ１、第２インバータ用スイッチＳｕ２、第３インバータ用スイッチＳｗ１、および第４インバータ用スイッチＳｗ２をＰＷＭ制御することによって、交流出力を得ているので、第３期間Ｔｂ３および第６期間Ｔｂ６において、第１昇圧用スイッチＳｂ１および第２昇圧用スイッチＳｂ２のスイッチング損失を削減できる。
【００８０】
また、スイッチ制御部３０は、第１期間Ｔｂ１および第４期間Ｔｂ４において、第３インバータ用スイッチＳｗ１および第４インバータ用スイッチＳｗ２をオンまたはオフ状態を維持して、ＰＷＭ制御を行わない。スイッチ制御部３０は、第２期間Ｔｂ２および第５期間Ｔｂ５において、第１インバータ用スイッチＳｕ１および第２インバータ用スイッチＳｕ２をオンまたはオフ状態を維持して、ＰＷＭ制御を行わない。よって、第１期間Ｔａ１、第２期間Ｔｂ２、第４期間Ｔｂ４、および第５期間Ｔｂ５において、第１レグ２２または第２レグ２４がＰＷＭ制御することによるスイッチング損失を削減できる。
【００８１】
ここで、Ｖ相接地三相交流結線の場合は、第２相（Ｖ相）接地の三相交流の場合、第１相（Ｕ相）では、電圧に対して電流が３０度遅れる。また、第３相（Ｗ相）では、電圧に対して電流が３０度進む。よって、電力変換装置１００が直流電圧を昇圧して、昇圧された直流電圧を交流電圧に出力している間に、単相の場合と同様に、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れ込む場合がある。
【００８２】
そこで、スイッチ制御部３０は、昇圧回路１０およびインバータ２０を制御することで直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換している間に、第２フィルタ回路Ｃ２ａの高電位側の一端側から第１昇圧用スイッチＳｂ１の高電位側の一端側に電流が流れる場合、第１バイパススイッチＳａ１をオンする。第１バイパススイッチＳａ１をオンするときは、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフしてもよい。また、スイッチ制御部３０は、昇圧回路１０およびインバータ２０を制御することで直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換している間に、第２昇圧用スイッチＳｂ２の低電位側の一端側から第４フィルタ回路ｃ２ｂの低電位側の一端側へ電流が流れる場合、第２バイパススイッチＳａ２をオンする。第２バイパススイッチＳａ２をオンするときは、第２昇圧用スイッチＳｂ２をオフしてもよい。
【００８３】
これにより、電流と電圧の位相のずれにより生じるインバータ２０側から昇圧回路１０側への電流のうち、第２フィルタ回路Ｃ２ａまたは第４フィルタ回路Ｃ２ｂによって吸収できない残りの電流を、第１フィルタ回路Ｃ１ａまたは第３フィルタ回路Ｃ１Ｂにより吸収できる。よって、第２フィルタ回路Ｃ２ａおよび第４フィルタ回路Ｃ２ｂとして、例えば、容量および時定数が小さいコンデンサを用いても、インバータ２０側から昇圧回路１０側に流れ込む電流による悪影響を防止できる。また、ＰＷＭ制御により昇圧回路１０により作り出された電圧波形の立ち上がりおよび立ち下りが第２フィルタ回路Ｃ２ａまたは第４フィルタ回路Ｃ２ｂにより緩やかになってインバータ２０に入力され、インバータ２０から出力される交流電圧が、第１目標交流電圧Ｖｓ１または第２目標交流電圧Ｖｓ２と異なる電圧になることを防止できる。
【００８４】
ここで、電流と電圧との間に位相のずれが生じている場合、インバータ２０から出力されている第１相（Ｕ相）の電圧Ｖｕｖが正、かつ第１相（Ｕ相）の電流が負のときに、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる。また、インバータ２０から出力されている第３相（Ｗ相）の電圧Ｖｗｖが正、かつ第３相（Ｗ相）の電流が負のときに、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる。さらに、第１相（Ｕ相）の電圧Ｖｕｖが負、かつ第１相（Ｕ相）の電流が正のときに、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる。また、インバータ２０から出力されている第３相（Ｗ相）の電圧Ｖｗｖが負、かつ第３相（Ｗ相）の電流が正のときに、インバータ２０側から昇圧回路１０側に電流が流れる。
【００８５】
そこで、スイッチ制御部３０は、インバータ２０から出力されている第１相（Ｕ相）の電圧Ｖｕｖが正、かつ第１相（Ｕ相）の電流が負のときに、第１バイパススイッチＳａ１をオンしてよい。第１バイパススイッチＳａ１がオンのときは、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフしてもよい。また、スイッチ制御部３０は、インバータ２０から出力されている第３相（Ｗ相）の電圧Ｖｗｖが正、かつ第３相（Ｗ相）の電流が負のときに、第１バイパススイッチＳａ１をオンしてよい。また、第１バイパススイッチＳａ１がオンのときは、第１昇圧用スイッチＳｂ１をオフしてもよい。さらに、スイッチ制御部３０は、第１相（Ｕ相）の電圧Ｖｕｖが負、かつ第１相（Ｕ相）の電流が正のときに、第２バイパススイッチＳａ２をオンしてよい。第２バイパススイッチＳａ２がオンのときは、第２昇圧用スイッチＳａ２をオフしてもよい。また、第２バイパススイッチＳａ２がオンのときは、第２昇圧用スイッチＳｂ２はオフしてもよい。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８８】
１０  昇圧回路
２０  インバータ
３０  スイッチ制御部
４０，４２，４４  電圧センサ
Ｓｂ１  第１昇圧用スイッチ
Ｓｂ２  第２昇圧用スイッチ
Ｓｕ１  第１インバータ用スイッチ
Ｓｕ２  第２インバータ用スイッチ
Ｓｗ１  第３インバータ用スイッチ
Ｓｗ２  第４インバータ用スイッチ
Ｃ１，Ｃ１ａ  第１フィルタ回路
Ｃ２，Ｃ２ａ  第２フィルタ回路
Ｃ１ｂ  第３フィルタ回路
Ｃ２ｂ  第４フィルタ回路
Ｄ１  ダイオード
Ｓａ１  第１バイパススイッチ
Ｓａ２  第２バイパススイッチ
１００  電力変換装置
２００  直流電源
３００  交流電源
３１０  交流電源
【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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