(57)【要約】【課題】スイッチング損失とノイズとを低減できる共振型インバータ装置。【解決手段】正側入力ラインPと負側入力ラインNとの間に接続され、正側の第１コンデンサC1と負側の第２コンデンサC2とからなる直列回路、正側入力ラインと負側入力ラインとの間に接続され、正側の第１スイッチTru1と負側の第２スイッチTru4とからなる直列回路、第１スイッチ及び第２スイッチに並列に接続された第１共振コンデンサCrp1及び第２共振コンデンサCrn1、第１コンデンサの両端に接続され、第１ダイオードDrp2と第１共振スイッチTr5とからなる直列回路、第１コンデンサと第２コンデンサとの接続点と第１スイッチと第２スイッチとの接続点との間に接続され、第２ダイオードDnpcpと第３スイッチTru2とからなる直列回路、第１ダイオードと共振スイッチとの接続点と第２ダイオードと第３スイッチとの接続点との間に接続された第１共振リアクトルLrupを備える。【選択図】図１
2015019437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正側入力ラインと負側入力ラインとの間から供給される直流電源の直流電圧を交流電圧に変換して出力する共振型インバータ装置であって、
前記正側入力ラインと前記負側入力ラインとの間に接続され、正側の第１コンデンサと負側の第２コンデンサとからなる第１直列回路と、
前記正側入力ラインと前記負側入力ラインとの間に接続され、正側の第１スイッチと負側の第２スイッチとからなる第２直列回路と、
前記第１スイッチ及び第２スイッチに並列に接続された第１共振コンデンサ及び第２共振コンデンサと、
前記第１コンデンサの両端に接続され、第１ダイオードと第１共振スイッチとからなる第３直列回路と、
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１スイッチと前記第２スイッチとの接続点との間に接続され、第２ダイオードと第３スイッチとからなる第４直列回路と、
前記第１ダイオードと前記共振スイッチとの接続点と前記第２ダイオードと前記第３スイッチとの接続点との間に接続された第１共振リアクトルと、
を備えることを特徴とする共振型インバータ装置。
【請求項２】
前記第２コンデンサの両端に接続され、第３ダイオードと第２共振スイッチとからなる第５直列回路と、
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１スイッチと前記第２スイッチとの接続点との間に接続され、第４ダイオードと第４スイッチとからなる第６直列回路と、
前記第３ダイオードと前記第２共振スイッチとの接続点と前記第４ダイオードと前記第４スイッチとの接続点との間に接続された第２共振リアクトルと、
を備え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】
前記第１スイッチと前記第２スイッチの接続点から出力を取り出すフィルタ回路を備え、
前記フィルタ回路は、リアクトルを含み、
前記リアクトルに流れる電流が第１の方向である場合に、前記第２スイッチをオフし前記第３スイッチをオンとし、前記第１共振スイッチを動作させ前記第１スイッチをゼロ電圧ターンオンさせ、前記第１スイッチと前記第４スイッチとを交互にオンオフして第１の方向の電圧を出力し、
前記リアクトルに流れる電流が第１の方向とは逆の第２の方向である場合に、前記第１スイッチをオフし前記第４スイッチをオンとし、前記第２共振スイッチを動作させ前記第２スイッチをゼロ電圧ターンオンさせ、前記第２スイッチと前記第３スイッチとを交互にオンオフして第２の方向の電圧を出力する制御回路を備えることを特徴とする請求項２記載の共振型インバータ装置。
【請求項４】
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２ダイオードと前記第３スイッチとの接続点との間に接続され、前記第１ダイオードと第５ダイオードと前記第１共振リアクトルと第６ダイオードとからなる第７直列回路と、
前記第５ダイオードと前記第１共振リアクトルと前記第６ダイオードとの直列回路の両端に接続された第１スナバコンデンサと、
前記第１ダイオードと前記第５ダイオードと前記第１共振リアクトルとの直列回路の両端に接続された第７ダイオードと、
前記第１共振スイッチと前記第１共振リアクトルとからなる直列回路と並列に接続された第８ダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項３記載の共振型インバータ装置。
【請求項５】
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ダイオードと前記第４スイッチとの接続点との間に接続され、前記第３ダイオードと第９ダイオードと前記第２共振リアクトルと第１０ダイオードとからなる第８直列回路と、
前記第９ダイオードと前記第２共振リアクトルと前記第１０ダイオードとの直列回路の両端に接続された第２スナバコンデンサと、
前記第３ダイオードと前記第９ダイオードと前記第２共振リアクトルとの直列回路の両端に接続された第１１ダイオードと、
前記第２共振スイッチと前記第２共振リアクトルとからなる直列回路と並列に接続された第１２ダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の共振型インバータ装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の共振型インバータ装置を１相分の共振型インバータ部とし、複数相分の共振型インバータ部を備え、多相の交流電力を出力することを特徴とする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】
太陽光発電システムや燃料電池システム等の分散型電源は、系統連系インバータを介して配電系統に接続される。これらの分散型電源に利用される系統連系インバータには、小型、高効率、低ノイズの性能が要求されている。このため、共振リアクトルと共振コンデンサとで共振を発生させてスイッチング素子のターンオンをゼロ電圧スイッチング（ソフトスイッチング）させ、スイッチング素子のスイッチング損失を低減させる共振型インバータ装置が用いられている。
【０００３】
図６は従来の共振型インバータ装置の一例を示す回路図である（特許文献１）。図６に示す共振型インバータ装置は、正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間に昇圧回路１０、補助回路２０、インバータ回路３０の各々を接続し、インバータ回路３０と配電系統とをフィルタ回路４０で連系するソフトスイッチング回路方式を採用している。
【０００４】
昇圧回路１０とインバータ回路３０とに設けられたスイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４がオンするタイミングにおいて、補助回路２０を動作させ、スイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４をゼロ電圧ターンオンさせる。スイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４のターンオフは、各スイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４に並列に接続したコンデンサＣ０〜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。  
この共振型インバータ装置によれば、スイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４で発生するスイッチング損失が低減されるため、効率を大幅に改善できる。また、スイッチング素子Ｑ０，Ｓ１〜Ｓ４の電圧変化が共振により緩やかになるため、ノイズも大幅に低減できる。
【０００５】
しかし、図６に示す共振型インバータ装置は、スイッチング素子損失を低減するのみであり、その他のフィルタ回路４０等における損失は低減されていない。フィルタ回路４０に印加される電圧は、スイッチング毎に+Ｖｐｎ／２〜−Ｖｐｎ／２に変化するため、フィルタ回路４０が大型化する。このため、フィルタ回路４０での発生損失が大きいという課題を有していた。この課題を解決した装置として、例えば、図７に示すインバータ装置が従来から用いられている。
【０００６】
図７に示すインバータ装置は、正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間に昇圧回路１０、３レベルインバータ回路３１の各々を接続し、３レベルインバータ回路３１と配電系統とをフィルタ回路４０で連系する回路方式を採用している。この方式は共振回路を付加していないため、ハードスイッチング動作となる。
【０００７】
この方式では、２レベルインバータ回路３０に比べてスイッチング素子Tru1，Tru4，Trw1，Trw4に印加される電圧が半分となるため、フィルタ回路４０を小型化、低損失化できる。この方式によりスイッチング素子で発生するスイッチング損失及びフィルタ回路４０で発生する損失を低減できるため、効率を大幅に改善できる。
【０００８】
なお、同様の３レベルインバータ装置は、特許文献２に記載されている。      
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２３８３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８８４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図７示すインバータ装置は、ハードスイッチングであるため、ノイズ抑制効果が小さい。また、スイッチング周波数を高くすると、スイッチング損失が増加する。また、スイッチング周波数を低くすると、騒音特性が劣化する等の課題を有していた。
【００１１】
本発明は、スイッチング損失とノイズとフィルタ回路の損失を低減することが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、正側入力ラインと負側入力ラインとの間から供給される直流電源の直流電圧を交流電圧に変換して出力する共振型インバータ装置であって、前記正側入力ラインと前記負側入力ラインとの間に接続され、正側の第１コンデンサと負側の第２コンデンサとからなる第１直列回路と、前記正側入力ラインと前記負側入力ラインとの間に接続され、正側の第１スイッチと負側の第２スイッチとからなる第２直列回路と、前記第１スイッチ及び第２スイッチに並列に接続された第１共振コンデンサ及び第２共振コンデンサと、前記第１コンデンサの両端に接続され、第１ダイオードと第１共振スイッチとからなる第３直列回路と、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１スイッチと前記第２スイッチとの接続点との間に接続され、第２ダイオードと第３スイッチとからなる第４直列回路と、前記第１ダイオードと前記共振スイッチとの接続点と前記第２ダイオードと前記第３スイッチとの接続点との間に接続された第１共振リアクトルとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インバータリアクトル電流がインバータ→系統方向の場合、第１共振スイッチを動作させることにより、第１スイッチをゼロ電圧ターンオンさせるので、スイッチング損失とノイズとを低減することが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】実施例１の共振型インバータ装置の１相分の構成を示す図である。
【図２】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３】実施例１の共振型インバータ装置の各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】実施例１の共振型インバータ装置の動作モード遷移を示す図である。
【図５】実施例１の共振型インバータ装置の動作モード遷移を示す図である。
【図６】従来の共振型インバータ装置の一例を示す回路図である。
【図７】従来の３レベルインバータ装置の他の一例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。本発明は、図７に示す従来の共振型インバータ装置に対して、３レベルインバータ回路を改善し、補助回路２（補助共振回路）を付加することを特徴とし、制御方式としては、インバータ出力電圧とインバータリアクトル電流との極性が同一極性の場合のみ、各インバータアームに付加した補助回路２を動作させることを特徴とする。
【実施例１】
【００１６】
図１は実施例１の共振型インバータ装置の１相分の構成を示す図である。３レベルインバータ回路３の中点クランプスイッチは一般的な構成であるＩＧＢＴの直列構成ではなく、電流極性を一方向に限定するためのダイオードDnpcpとスイッチング素子Tr2との直列回路と、ダイオードDnpcnとスイッチング素子Tr3との直列回路とを並列に接続している。スイッチTr1とスイッチTr3とのＰＷＭ制御時において、インバータリアクトル電流がインバータ→系統方向である場合に、上側の共振回路(共振スイッチTr5)を動作させ、スイッチTr1をゼロ電圧ターンオンさせる。また、スイッチTr4とスイッチTr2とのＰＷＭ制御時において、インバータリアクトル電流が系統→インバータ方向である場合に、下側の共振回路(共振スイッチTr6)を動作させ、スイッチTr4をゼロ電圧ターンオンさせる。上記以外、即ち出力電圧と出力電流との極性が異なる期間は、共振回路を停止させる。
【００１７】
図１においては１相分の構成、例えばＵ相用の構成が示されている。コンデンサＣ１（第１コンデンサ）とコンデンサＣ２（第２コンデンサ）との直列回路が接続され、コンデンサＣ１の一端が正側入力ラインＰに接続され、コンデンサＣ２の一端が負側入力ラインＮに接続される。コンデンサＣ１とコンサデンサＣ２との接続点は中点電位Ｏである。
【００１８】
コンデンサＣ１の両端には正側入力ラインＰ側用の補助回路２Ａｕが接続され、コンデンサＣ２の両端には負側入力ラインＮ側用の補助回路２Ｂｕが接続されている。
【００１９】
補助回路２Ａｕ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、正側のコンデンサＣ１（第１コンデンサ）と負側のコンデンサＣ２（第２コンデンサ）とからなる第１直列回路が接続される。また、正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間には、正側のスイッチTr1（第１スイッチ）と負側のスイッチTr4
（第２スイッチ）とからなる第２直列回路が接続される。
【００２０】
スイッチTr1及びスイッチTr4には並列に、共振コンデンサCrp1（第１共振コンデンサ）及び共振コンデンサCrn1（第２共振コンデンサ）が接続されている。コンデンサC1の両端には、ダイオードDrp3（第１ダイオード）とダイオードDrp2と共振スイッチTr5（第１共振スイッチ）とからなる第３直列回路が接続される。
【００２１】
コンデンサC1とコンデンサC2との接続点とスイッチTr1とスイッチTr2との接続点との間には、ダイオードDnpcp（第２ダイオード）とスイッチTr2（第３スイッチ）とからなる第４直列回路が接続される。ダイオードDrp2と共振スイッチTr5との接続点とダイオードDnpcpとスイッチTr2との接続点との間には、共振リアクトルLrup(第１共振リアクトル)とダイオードDrp1との直列回路が接続される。
【００２２】
コンデンサC1とコンデンサC2との接続点とダイオードDnpcpとスイッチTr2との接続点との間には、ダイオードDrp3とダイオードDrp2（第５ダイオード）と共振リアクトルLrupとダイオードDrp1(第６ダイオード)とからなる第７直列回路が接続される。ダイオードDrp2と共振リアクトルLrupとダイオードDrp1との直列回路の両端には、コンデンサCrp2(第１スナバコンデンサ)が接続される。
【００２３】
ダイオードDrp3とダイオードDrp2と共振リアクトルLrupとの直列回路の両端には、ダイオードDrp4（第７ダイオード）が接続される。共振スイッチTr5と共振リアクトルLrupとからなる直列回路と並列にダイオードDrp5（第８ダイオード）が接続される。
【００２４】
補助回路２Ｂｕにおいて、コンデンサC2の両端には、ダイオードDrn3（第３ダイオード）とダイオードDrn2と共振スイッチTr6(第２共振スイッチ)とからなる第５直列回路が接続される。コンデンサC1とコンデンサC2との接続点とスイッチTr1とスイッチTr4との接続点との間には、ダイオードDnpcn（第４ダイオード）とスイッチTr3（第４スイッチ）とからなる第６直列回路が接続される。
【００２５】
ダイオードDrn2と共振スイッチTr6との接続点とダイオードDnpcnとスイッチTr3との接続点との間には、共振リアクトルLrun（第２共振リアクトル）とダイオードDrn1との直列回路が接続される。
【００２６】
コンデンサC1とコンデンサC2との接続点とダイオードDrn2と共振スイッチTr6との接続点の間には、ダイオードDrn3とダイオードDrn2（第９ダイオード）と共振リアクトルLrunとダイオードDrn1（第１０ダイオード）とからなる第８直列回路が接続される。
【００２７】
ダイオードDrn2と共振リアクトルLrunとダイオードDrn1との直列回路の両端には、コンデンサCrn2(第２スナバコンデンサ)が接続される。ダイオードDrn3とダイオードDrn2と共振リアクトルLrunとの直列回路の両端には、ダイオードDrn4（第１１ダイオード）が接続される。共振スイッチTr6と共振リアクトルLrunとからなる直列回路と並列にダイオードDrn5（第１２ダイオード）が接続される。
【００２８】
なお、スイッチTr1,Tr2,Tr3,Tr4は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなり、共振スイッチTr5,Tr6は、ＭＯＳＦＥＴからなる。
【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３に示すタイミングチャート、図４及び図５の動作モード遷移図を参照しながら説明する。図４、図５では、スイッチング期間における電流変動が小さいとし、インバータリアクトル電流を等価電流源として図示している。図４及び図５の動作では、インバータリアクトル電流及び出力電圧指令値の極性が正である場合を示しており、スイッチTr1とスイッチTr3とがＰＷＭ制御を行い、スイッチTr2が常時オンし、スイッチTr4が常時オフとし、上側の共振回路が動作する。
【００３０】
なお、インバータリアクトル電流及び出力電圧指令値の極性が負である場合、スイッチTr2とスイッチTr4とがＰＷＭ制御を行い、スイッチTr3が常時オンし、スイッチTr1が常時オフとし、下側の共振回路が動作する。下側の共振回路の動作は、基本的に上側の共振回路の動作と同様であるので、ここでは、その説明は省略する。
【００３１】
また、図３において、iLrpは共振リアクトルLrp(Lrup,Lrwp)に流れる電流、iTr1は主スイッチTr1(Tru1,Trw1)に流れる電流、VTr1は主スイッチTr1(Tru1,Trw1)の両端電圧、VTr5は共振スイッチTr5の両端電圧、Tr5は共振スイッチTr5のゲート電圧を示している。また、図４及び図５においては、各部の符号はＵ相及びＷ相を纏めて表示している。例えば、Tr2はＵ相用のスイッチTru2とＷ相用のスイッチTrw2とを表し、符号uと符号wとを削除している。
【００３２】
まず、図４（ａ）に示すモード０では、スイッチTr2はオンし、スイッチTr2以外の全てのスイッチがデッドタイムＤＴ期間中である。インバータリアクトル電流ILはDnpcp→Tr2を還流する。このため、出力電圧はゼロである。また、主スイッチと並列に接続した共振コンデンサCrp1は中間リンク電圧Vdcpに充電され、共振コンデンサCrn1は電圧Vdcnに充電されている。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すモード１では、共振スイッチTr5をオンする。すると、ダイオードDnpcpを還流しているインバータリアクトル電流ILが共振リアクトルLrupに転流される。このとき、C１(電圧Vdcp)→Tr5→Lrup→Drp1→Tr2の経路でリアクトル電流iLrpが流れる。共振リアクトルLrupには上側リンク電圧が印加されるので、共振リアクトル電流iLrpは傾きがVdcp/Lrupで上昇する。共振リアクトル電流iLrpがインバータリアクトル電流ILと一致した時点で、転流が完了し、クランプダイオードDnpcpがオフする。
【００３４】
共振スイッチTr5のオンは、共振リアクトルLrupにより電流の立ち上がりが抑制されるため、ゼロ電流ターンオンとなる。
【００３５】
次に、図４（ｃ）に示すモード２では、共振リアクトルLrup及び各アームの共振コンデンサCrp1,Crn1及び直流リンク電圧による直列共振が行われるモードである。この場合には、Crp1→Tr5→Lrup→Drp1→Tr2→Crp1の第１の共振経路と、C2(電圧Vdcn)→C１(電圧Vdcp)→Tr5→Lrup→Drp1→Tr2→Crn1→C2の第２の共振経路で電流が流れる。
【００３６】
クランプダイオードDnpcpがオフしたことにより、第１の共振経路では、共振コンデンサCrp1から共振リアクトルLrupへエネルギーが遷移し、第２の共振経路では、直流リンクから共振コンデンサCrp1と共振リアクトルLrupへエネルギーが遷移する。この共振は、主スイッチTr1の端子電圧が上側直流リンク電圧Vdcpから低下し始め、ゼロになるまで継続する。
【００３７】
次に、図４（ｄ）に示すモード３では、主スイッチTr1の端子電圧がゼロとなった時点で主スイッチTr1をゼロ電圧ターンオンさせ(主スイッチTr1のゼロ電圧スイッチング)、その後、共振スイッチTr5をゼロ電圧ターンオフさせるモードである。モード２の最後に、主スイッチTr1の端子電圧がゼロになると、共振リアクトル電流の交流振幅分Δ｜iLr｜がダイオードDrp5を導通するため、主スイッチTr1はゼロ電圧ターンオンとなり、出力電圧が零からVdcpに変化する。つまり、２レベルインバータに比べ、出力電圧変化量が半分となる。
【００３８】
この状態で、共振スイッチTr5をオフすると、共振リアクトルLrに蓄積されたインバータリアクトル電流IL及び共振電流交流振幅分Δ｜iLr｜がスナバコンデンサCrp2を充電し始める。これにより、共振スイッチTr5の電圧の立ち上がりが抑制されるため、共振スイッチTr5はゼロ電圧ターンオフとなる。モード３では、インバータリアクトル電流がコンデンサC1と主スイッチTr1を流れる第１の経路と、Lrup→Drp1→Crp2→Drp2→Lrupの第２の経路で電流が流れ、スナバコンデンサCrp2の電圧がコンデンサC1の電圧Vdcpとなるまで継続する。
【００３９】
次に、図５（ａ）に示すモード４では、スナバコンデンサCrp2の電圧がコンデンサC1の電圧Vdcpとなった時点でダイオードDrp5が導通し、共振リアクトルLrupの電流をＰ側直流リンクに回生するモードであり、Lrup→Drp5→C1→Drp3→Drp2→Lrupの経路で電流が流れる。
【００４０】
即ち、ダイオードDrp5が導通すると、共振リアクトルLrupには上側リンク電圧Vdcpが印加されるため、共振リアクトル電流iLrは傾き−Vdcp/Lrupで減少し始める。共振アリクトルに蓄積されたエネルギーが直流リンクに回生された時点でモード４は終了する。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すモード５では、主スイッチTr1が導通し、インバータリアクトル電流ILを負荷に供給するモードである。
【００４２】
次に、図５（ｃ）に示すモード６では、主スイッチTr1がオフし、共振コンデンサCrp1,Crn1及びスナバコンデンサCrp2を充放電するモードである。主スイッチTr1がターンオフすると、インバータリアクトル電流ILは共振コンデンサCrp1,Crn1及びスナバコンデンサCrp2を充放電する。モード６では、共振コンデンサCrp1の電圧が中間リンク電圧Vdcpと等しくなるまで継続する。主スイッチTr1のターンオフは、各コンデンサにより電圧の立ち上がりが抑制されるため、ゼロ電圧スイッチングとなる。
【００４３】
次に、図５（ｄ）に示すモード７では、インバータリアクトル電流ILがクランプダイオードDnpcpとスイッチTr2を還流している状態において、スイッチTr3をオンするモードである。モード６の最後において、共振コンデンサCrp1の電圧が中間リンク電圧Vdcpと等しくなった時点において、クランプダイオードDnpcpが導通し、インバータリアクトル電流ILがクランプダイオードDnpcpを還流する。クランプダイオードDnpcp及びスイッチTr2が導通状態であるため、スイッチTr3のオンはゼロ電圧スイッチングとなる。
【００４４】
このように実施例１の共振型インバータ装置によれば、スイッチTr1とスイッチTr3とを交互にオンオフさせるＰＷＭ制御時において、インバータリアクトル電流が正極性である場合に、上側の共振回路(共振スイッチTr5)を動作させ、スイッチTr1をゼロ電圧ターンオンさせる。また、スイッチTr4とスイッチTr2とを交互にオンオフさせるＰＷＭ制御時において、インバータリアクトル電流が負極性である場合に、下側の共振回路(共振スイッチTr6)を動作させ、スイッチTr4をゼロ電圧ターンオンさせる。
【００４５】
従って、スイッチング損失及びフィルタ回路での損失が低減されるため、効率を大幅に改善できる。また、スイッチング素子の電圧変化が共振により緩やかになるため、ノイズを低減することができる。さらに、スイッチング損失が小さくなるため、スイッチング周波数を高くすることができる。このため、騒音特性も向上することができる。
【実施例２】
【００４６】
図１に示す実施例１では、１相分(例えばＵ相)の構成を示したが、図２に示す実施例２では、３相分の構成に適用したものである。実施例２の共振型インバータ装置は、昇圧回路１、補助回路２ａ，２ｂ、３レベルインバータ回路３、フィルタ回路４を有して構成される。
【００４７】
図２において、直流電源Ｅの両端には、昇圧回路１が接続されている。この昇圧回路１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との直列回路と、昇圧リアクトルＬ１とスイッチＱｏとの接続点にアノードが接続されたダイオードＤｃとから構成され、直流電源Ｅの電圧を昇圧する。
【００４８】
補助回路２ａは、Ｕ相用の補助回路２ＡｕとＷ相用の補助回路２Ａｗとを有し、補助回路２ｂは、Ｕ相用の補助回路２ＢｕとＷ相用の補助回路２Ｂｗとを有する。Ｕ相用の補助回路２ＡｕとＵ相用の補助回路２Ｂｕとは、図１に示す実施例１において説明した。Ｗ相用の補助回路２Ａｗ及びＷ相用の補助回路２Ｂｗも、Ｕ相用の補助回路２ＡｕとＵ相用の補助回路２Ｂｕと同様に構成されるので、その説明は省略する。
【００４９】
正側入力ラインＰと負側入力ラインＮとの間には、３レベルインバータ回路３が接続されている。３レベルインバータ回路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Tru1と主スイッチTru4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Trw1と主スイッチTrw4との直列回路（ハーフブリッジ回路）が接続されている。
【００５０】
ＩＧＢＴからなる主スイッチTru1,Tru4,Trw1,Trw4のコレクタ−エミッタ間にはダイオード及び共振コンデンサCrp1,Crn1,Crp4,Crn4が接続される。主スイッチTru1と主スイッチTru4との接続点と中点電位Ｏとの間には、ダイオードDnpcpとスイッチTru2との直列回路と、ダイオードDnpcnとスイッチTru3との直列回路が逆並列に接続されている。主スイッチTrw1と主スイッチTrw4との接続点と中点電位Ｏとの間には、ダイオードDnpcpとスイッチTrw2との直列回路と、ダイオードDnpcnとスイッチTrw3との直列回路が逆並列に接続されている。
【００５１】
主スイッチTrw1と主スイッチTrw4との接続点はリアクトルＬｗを介して交流出力端子Ｗに接続され、主スイッチTru1と主スイッチTru4との接続点はリアクトルＬｕを介して交流出力端子Ｕに接続され、コンデンサCacuとコンデンサCacwとの接続点は、交流出力端子Ｖ及び中性点Ｏ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Cacu,Cacw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。
【００５２】
制御回路１０は、スイッチＱｏと共振スイッチTr5,Tr6,Tr7,Tr8と主スイッチTru1,Tru4,Trw1,Trw4とスイッチTru2,Tru3,Trw2,Trw3のそれぞれをオンオフ制御して、主スイッチTru1,Tru4,Trw1,Trw4をゼロ電圧スイッチングさせるとともに、交流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに正弦波状の３相交流電圧を出力する。
【００５３】
このように実施例２の共振型インバータ装置においても、実施例１の共振型インバータ装置の効果と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
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】
【００５５】
Ｅ  直流電源
Ｌ１  昇圧リアクトル
Ｑｏ  スイッチ
Tr5〜Tr8  共振スイッチ
Tru1,Tru4,Trw1,Trw4  主スイッチ  
Lrup,Lrwp,Lrun,Lrwn  共振リアクトル
Crp1,Crn1,Crp4,Crn4  共振コンデンサ
Ｌｕ，Ｌｗ  リアクトル
１  昇圧回路
２ａ，２ｂ，２Ａｕ，２Ｂｕ，２Ａｗ，２Ｂｗ  補助回路
３  ３レベルインバータ回路
４  フィルタ回路
１０  制御回路
【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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