(57)【要約】【課題】荷電圧の調整が容易で低損失な直流交流変換回路を供給する。【解決手段】直流交流変換回路１００は、スナバレコンデンサ付きのインバータ部１１０と、インバータ部１１０と負荷ＬＤとの間接続されたＭＥＲＳ１２０を備える。ＭＥＲＳ１２０は、オン・オフが切り替わる位相角が変化することによって、その等価リアクタンスが変化する。直流交流変換回路１００は、インバータ部１１０から供給される電流がインバータ部１１０の出力電圧より遅れる範囲で、ＭＥＲＳ１２０の位相角を制御することによってＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスを制御する。これにより、インバータ部１１０のソフトスイッチング可能な範囲内で、負荷へ流れる電力を調整することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記インバータと前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部と、
前記リアクタンス調整部のリアクタンスと、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御する、
ことを特徴とする直流交流変換回路。
【請求項２】
前記リアクタンス調整部は、コンデンサと、前記コンデンサに並列に接続される少なくとも１つのスイッチと、を備え
前記制御部は、前記リアクタンス調整部のスイッチのオン・オフを切り替えることにより、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の直流交流変換回路。
【請求項３】
前記リアクタンス調整部のスイッチは、前記インバータと前記負荷との間に直列に接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載の直流交流変換回路。
【請求項４】
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部のリアクタンスを制御する制御方法であって、
を備え、
前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御するステップを含む、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項５】
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部のリアクタンスを制御するコンピュータに、
前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流交流変換回路、制御方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＲＳ（Magnetic Energy Recovery Switch：磁気エネルギー回生スイッチ）を用いたインバータが２タイプ知られている。
特許文献１に記載のインバータは、インバータ回路をＭＥＲＳにすることによって、ソフトスイッチングを実現している。
特許文献２に記載のインバータは、電圧形インバータの出力にＭＥＲＳを接続することによって、力率をほぼ１にすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４０６７３３号
【特許文献２】T. Isobe, T. Takaku, T. Munakata, H. Tsutsui, S. Tsuji-Iio and R.Shimada, "Voltage Rating Reduction of Magnet Power Supplies Usinga Magnetic Energy Recovery Switch", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 16, no. 2, pp. 1646-1649 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のインバータは、ソフトスイッチングで低損失な回路を実現しているが、負荷電圧の調整が簡単ではなく、制御法などに改善の余地がある。また、特許文献２に記載のインバータは、負荷に効率よく電力を供給可能だが、特許文献１に記載のインバータと同じく、負荷電圧の調整が簡単ではなく、例えば、前段に昇圧回路等を付け加えることが必要である。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、負荷電圧の調整が容易で低損失な直流交流変換回路、制御方法、及び、プログラムを供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る直流交流変換回路は、
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記インバータと前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部と、
前記リアクタンス調整部のリアクタンスと、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御する、
ことを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る制御方法は、
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部のリアクタンスを制御する制御方法であって、
を備え、
前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御するステップを含む、
ことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンデンサを並列に接続されたスイッチを備え、前記スイッチのオン・オフによって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ部と前記負荷との間に接続されたリアクタンスを調整するリアクタンス調整部のリアクタンスを制御するコンピュータに、
前記負荷に供給される電流の位相角が前記インバータから出力される前記交流電圧の位相角より遅れる範囲で、前記リアクタンス調整部のリアクタンスを制御させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、負荷電圧の調整が容易で低損失な直流交流変換回路、制御方法、及び、プログラムを供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る直流交流変換回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す直流交流変換回路のＭＥＲＳ部の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示す直流交流変換回路の周波数変調動作時の各種電流・電圧の変化を示す波形図である。
【図４】図１に示す直流交流変換回路の位相角変調動作時の各種電流・電圧の変化を示す波形図である。
【図５】図１に示す直流交流変換回路のＭＥＲＳ部の応用例の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る直流交流変換回路として、直流電源ＶＳと負荷ＬＤとの間に接続され、直流電源ＶＳから供給される直流電力を交流電力に変換して負荷ＬＤへ供給する装置を一例に、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（実施の形態：構成）
直流交流変換回路１００は、図１に示すように、入力端子１０１及び１０２と、インバータ部１１０と、ＭＥＲＳ１２０と、電圧計１３０と、制御部１５０と、出力端子１９８及び１９９と、から構成されている。
【００１３】
入力端子１０１には、直流電源ＶＳの一端（正極）が接続される。入力端子１０２には、直流電源ＶＳの他端（負極）が接続される。
【００１４】
インバータ部１１０は、接続点Ｎ１乃至Ｎ４と、スイッチ部ＳＵｖ，ＳＶｖ，ＳＸｖ並びにＳＹｖ、及び、それぞれのスイッチ部ＳＵｖ乃至ＳＹｖに並列に接続された４つのロスレススナバコンデンサＣｓ（以下コンデンサＣｓ）から構成されているロスレススナバコンデンサ付きの１パルスインバータ（出力交流電圧の周波数とスイッチング周波数が同じインバータ）である。
【００１５】
接続点Ｎ１は、出力端子１９９に接続される。
接続点Ｎ２は、ＭＥＲＳ１２０を介して、出力端子１９８に接続される。
接続点Ｎ３は、入力端子１０１に接続される。
接続点Ｎ４は、入力端子１０２に接続される。
【００１６】
スイッチ部ＳＵｖは、並列に接続されたスイッチ部とダイオード部とから構成されている（等価回路的に並列に接続されている場合も含む）。スイッチＳＵｖは、例えば、ダイオード素子とスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など）とを並列に接続した複数の素子から構成されている。なお、スイッチＳＵｖは、例えば、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の逆導通型半導体スイッチであってもよい。この場合、スイッチ部は、例えば、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴの自己消弧型素子の部分から構成されており、ダイオード部は、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードの部分から構成される。
【００１７】
スイッチＳＵｖは、ゲート（制御端子）を備える。ゲートには、制御部１５０から制御信号（ゲート信号）、つまり、オン信号又はオフ信号のいずれかが供給される。
【００１８】
スイッチＳＵｖは、ゲートにオン信号が供給されると、スイッチ部がオン（導通状態）になる。よって、スイッチＳＵｖは、オン信号が供給されると、双方向へ導通状態になる。
【００１９】
スイッチＳＵｖは、ゲートにオフ信号が供給されると、スイッチ部が非導通状態になる。よって、スイッチＳＵｖは、オフ信号が供給されると、ダイオードとして機能する。なお、ゲートにゲート信号が供給されない場合も、オフ信号を供給された場合と同様に、ダイオードとして機能する。
【００２０】
スイッチＳＶｖ乃至ＳＹｖは、それぞれが、スイッチＳＵｖと同じ構成である。それぞれ、スイッチＳＵｖと同様に、オン信号によってオンしたときに導通状態になり、オフ信号によってオフしたときにダイオードとして機能する。また、ゲート信号が供給されない場合も、オフ信号を供給された場合と同様に、ダイオードとして機能する。
【００２１】
スイッチＳＵｖは、ダイオード部のカソード側（第１の端子）が接続点Ｎ３に接続されダイオード部のアノード側（第２の端子）が接続点Ｎ１に接続される向きで、接続点Ｎ１と接続点Ｎ３との間に接続されている。
【００２２】
スイッチＳＸｖは、ダイオード部のカソード側（第１の端子）が接続点Ｎ１に接続され、ダイオード部のアノード側（第２の端子）がＮ４に接続される向きで、接続点Ｎ４と接続点Ｎ１との間に接続されている。
【００２３】
スイッチＳＶｖは、ダイオード部のカソード側（第１の端子）がＮ３に接続され、アノード側（第２の端子）が接続点Ｎ２に接続される向きで、接続点Ｎ２と接続点Ｎ３との間に接続されている。
【００２４】
スイッチＳＹｖは、ダイオード部の、カソード側（第１の端子）が接続点Ｎ２に接続され、アノード側（第２の端子）が接続点Ｎ４に接続される向きで、接続点Ｎ４と接続点Ｎ３との間に接続されている。
【００２５】
ＭＥＲＳ１２０は、例えば、図２に示すようなフルブリッジ型のＭＥＲＳである。ＭＥＲＳ１２０は、スイッチＳＵｍ，ＳＶｍ，ＳＸｍ並びにＳＹｍ，及び，コンデンサＣｍを備える。
【００２６】
ＭＥＲＳ１２０は、インバータ部１１０のコンデンサＣｓの代わりに、接続点Ｎ３−Ｎ４間にコンデンサＣｍが接続されている。スイッチＳＵｍがスイッチＳＵｖに、スイッチＳＶｍがスイッチＳＶｖに、スイッチＳＸｍがスイッチＳＸｖに、スイッチＳＹｍがスイッチＳＹｖに、対応する。
ＭＥＲＳ１２０の接続点Ｎ１は、インバータ部１１０の接続点Ｎ２に接続され、ＭＥＲＳ１２０の接続点Ｎ２は、出力端子１９８に接続される。
【００２７】
ＭＥＲＳ１２０は、スイッチＳＸｍ及びＳＶｍからなる第１のペアがオンの時は、スイッチＳＵｍ及びＳＹｍからなる第２のペアがオフになるように、第１のペアがオフの時は第２のペアがオンになるように制御される。
【００２８】
ＭＥＲＳ１２０は、第１のペアがオンで第２のペアがオフの時、正の電流Ｉｌｏａａｄが通過またはコンデンサＣｍを放電し、負の電流ＩｌｏａｄがコンデンサＣｍを充電する。ＭＥＲＳ１２０は、第１のペアがオフで第２のペアがオンの場合、正の電流ＩｌｏａｄがコンデンサＣｍを充電し、負の電流Ｉｌｏａｄが通過またはコンデンサＣｍを充電する。
ＭＥＲＳ１２０は、後述の位相角δによって、このオン・オフのタイミングを切り替えられる。位相角δが変化することによりＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓが変化する。
【００２９】
電圧計１３０は、インバータ部１１０の接続点Ｎ１に対する接続点Ｎ２との間に接続される。電圧計１３０は、接続点Ｎ１に対する接続点Ｎ２の電圧ｖｖｓｉを測定し、その値を制御部１５０へ送信する。
【００３０】
制御部１５０は、インバータ部１１０の制御と、ＭＥＲＳ１２０の制御を行う。
制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５３と、入出力部１５４と、を備える。本実施形態では、ＲＡＭ１５２及びＲＯＭ１５３によって、制御部１５０の記憶部が構成されているが、この記憶部は、他の記憶装置を含んで構成されてもよい。また、記憶部は、制御部１５０の外部にあってもよい。さらに、制御部１５０の少なくとも一部は、ＣＰＵ１５１が行う下記処理の少なくとも一部を実行する専用回路（ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）など）によって構成されてもよい。
【００３１】
ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５３が記憶するプログラムに従って、制御部１５０が行う下記処理を実行する。ＲＡＭ１５２は、ＣＰＵ１５１のメインメモリとして機能する。ＲＯＭ１５３は、プログラムや、下記処理中にＣＰＵ１５１に使用される各種データを記憶する。ＣＰＵ１５１は、下記処理を、ＲＯＭ１５３が記憶するデータを適宜用いて行うものとする。入出力部１５４は、各種ポートから構成される。制御部１５０に入出力される制御信号、各種データ等は、入出力部１５４を介して、ＣＰＵ１５１に入出力される。
【００３２】
制御部１５０は、インバータ部１１０について、所定のスイッチング周波数で、インバータ動作させる。より具体的には、スイッチＳＵｖとスイッチＳＹｖのペアと、スイッチＳＶｖとスイッチＳＸｖのペアと、について、片方のペアがオンであれば、もう片方のペアがオフになるように、所定のスイッチング周波数で交互にオン・オフ制御する。
ただし、片方のペアをオフしてから、もう片方のペアをオンするまでには、コンデンサＣｓの放電時間より長い時間のデッドタイムを置く。
【００３３】
制御部１５０は、ＭＥＲＳ１２０について、ユーザーが負荷ＬＤに供給したい交流電圧と同じ周波数（インバータ部１１０のスイッチング周波数）でスイッチング制御する。制御部１５０は、最初の半周期間は上記第１のペアをオンで上記第２のペアをオフに、残りの半周期は、上記第１のペアをオフで上記第２のペアをオンになるように制御する。
【００３４】
オン・オフの開始は位相角δで定められる。位相角δは、接続点Ｎ１に対する接続点Ｎ２の電圧ｖｖｓｉが負荷から正に切り替わる時点を０°とする位相角である。
【００３５】
制御部１５０は、スイッチング周波数ｆｓと位相角δとＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓとの関係が予め記憶されている。制御部１５０は、例えば、Ｉ＝Ｖ／Ｚ（Ｚ：ＭＥＲＳ１２０及び負荷ＬＤの合成インピーダンス）が指定の値になるように、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスを制御する（実際には位相角δを制御する）。ただし、制御部１５０は、ＭＥＲＳ１２０及び負荷ＬＤの合成インピーダンスの虚部が正（インダクティブを正とする）になるように位相角δを制御する。
スイッチング周波数ｆｓは、ユーザーが指定してもよいし、制御系１５５が調整してもよい。
【００３６】
制御系１５５は、ユーザーインターフェースを備えた、例えば、パソコンである。制御系１５５は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して制御部１５０とデータを相互に通信する。
制御系１５５は、ユーザーに指示された位相角δや、ユーザーが設定した回路定数などを制御部１５０に送信し、制御部１５０の各部で記憶される各設定を更新する。
【００３７】
（実施の形態：動作）  
以上説明した構成によって、直流交流変換回路１００は、以下のように動作する。以下の説明では、負荷電流Ｉｌｏａｄを１００Ａに維持しつつ、スイッチング周波数を３０ｋＨｚ，２０ｋＨｚ，１０ｋＨｚと下げる場合（周波数変調動作）についてまず説明する。次に、スイッチング周波数を３０ｋＨｚの場合に、位相角δを調整することによって、負荷電流Ｉｌｏａｄを１００Ａ，５０Ａ，１８Ａに下げる場合（位相角変調動作）について説明する。
【００３８】
なお、本実施形態において各素子の次の値の特性をもち、各データは、外部の制御系１５５や、制御部１５０のＲＡＭ１５２等に適切に保存されている。
負荷ＬＤのインダクタンスＬｓ：６０μＨ
負荷ＬＤの抵抗：２Ω
電源ＶＳの出力電圧：２３０Ｖ
コンデンサＣｓの容量：３０ｎＦ
コンデンサＣｍの容量０．４５μＦ
スイッチング周波数ｆｓ：１０〜３０ｋＨＺｚ
【００３９】
また、以下の説明では、各記号は下記データを代表するものとする。
Ｖｄｃ：直流電源ＶＳの出力電圧（負極に対する正極の電圧）
ｖｖｓｉ：インバータ部１１０の接続点Ｎ１に対する接続点Ｎ２の瞬時電圧
ｖｍｅｒｓ：ＭＥＲＳ１２０の接続点Ｎ２に対するＮ１の瞬時電圧
ｖｌｏａｄ：負荷ＬＤの一端に対する他端の瞬時電圧
ｉｌｏａｄ：負荷ＬＤの他端から一端への方向へ流れる瞬時電流
Ｉｌｏａｄ：負荷ＬＤの他端から一端への方向へ流れる電流の実効値
Ｚ：ＭＥＲＳ１２０及び負荷ＬＤの合成インピーダンス
Ｕｖ乃至Ｘｖ：インバータ部１１０のスイッチＳＵｖ乃至ＳＸｖのオンオフを制御するゲート信号
Ｕｍ乃至Ｙｍ：ＭＥＲＳ１２０のスイッチＳＵｍ乃至ＳＸｍのオンオフを制御するゲート信号
【００４０】
（周波数変調動作）  
周波数変調動作において、直流交流変換回路１００は、図３に示すように、スイッチング周波数を変更しても、同じ負荷電流を流すことが可能である。
図３は、負荷電流１００Ａの場合であってスイッチング周波数が（ａ）３０ｋＨｚ，（ｂ）２０ｋＨｚ，（ｃ）１０ｋＨｚの時の、ｖｌｏａｄ，ｖｍｅｒｓ並びにｖｖｓｉ、ｉｌｏａｄ、及び、各種ゲート信号を示す。
【００４１】
ユーザーがスイッチング周波数ｆｓ＝３０ｋＨｚ，負荷電流Ｉｌｏａｄ＝１００Ａを指示すると、制御部１５０は、Ｚ＝Ｖｄｃ／１００Ａになるように、ＭＥＲＳ１２０のリアクタンスを制御する（位相角δを制御する）
インバータ部１１０へ供給されるゲート信号Ｕｖ乃至Ｘｖ，及び，ＭＥＲＳ１２０へ供給されるゲート信号Ｕｍ乃至Ｙｍは、３０ｋＨｚでオン信号・オフ信号を切り替える。
【００４２】
ＭＥＲＳ１２０へ供給されるゲート信号Ｕｍ乃至ＹｍによってＭＥＲＳ１２０の各スイッチのオン・オフが切り替えられ、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓが調整される（ＭＥＲＳ１２０に発生する電圧ｖｍｅｒｓ及びその位相が調整され、インバータ部の電圧ｖｖｓｉとともに電圧負荷ＬＤに印加される）。これによりＭＥＲＳ１２０及び負荷ＬＤの合成インピーダンスＺは、虚部が正の範囲でかつ負荷電流Ｉｌｏａｄを１００Ａに調整される。
【００４３】
また、インバータ部１１０においては、ＭＥＲＳ１２０の動作範囲においてはＭＥＲＳ１２０及び負荷ＬＤの合成インピーダンスＺの虚部が正なので、流れる電流が電圧に対して遅れる。これにより、コンデンサＣｓのスイッチングはソフトスイッチングになる（インバータの出力が遅れで今回のようにインバータを制御した場合、コンデンサＣｓのようなスナバレスコンデンサによってインバータのスイッチングがソフトスイッチングとなることが知られている）。
【００４４】
ユーザーがスイッチング周波数ｆｓ＝２０ｋＨｚに変更すると（負荷電流Ｉｌｏａｄは１００Ａのまま）、制御部１５０は、Ｚ＝Ｖｄｃ／１００Ａを再び計算しなおし、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓを制御する（位相角δを制御する）。
【００４５】
更新されたゲート信号Ｕｍ乃至Ｙｍにおいて等価リアクタンスＸｍｅｒｓは、スイッチング周波数ｆｓの変化の影響を受けるが位相角δも変化することによって、３０ｋＨｚの時と同じ値に調整される（ＭＥＲＳ１２０に発生する電圧ｖｍｅｒｓ及びその位相が調整されるため、負荷電圧ｖｌｏａｄの波形は変化する）。負荷電流Ｉｌｏａｄは波形が変化するが、１００Ａのままに調整される。
【００４６】
また、インバータ部１１０においてもソフトスイッチングままである。
【００４７】
ユーザーがスイッチング周波数ｆｓ＝１０ｋＨｚに変更すると（負荷電流Ｉｌｏａｄは１００Ａのまま）、制御部１５０は、Ｚ＝Ｖｄｃ／１００Ａを再び計算しなおし、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓを制御する（位相角δを制御する）。
【００４８】
更新されたゲート信号Ｕｍ乃至Ｙｍにおいて等価リアクタンスＸｍｅｒｓは、スイッチング周波数ｆｓの変化の影響を受けるが位相角δも変化することによって、３０ｋＨｚの時と同じ値に調整される（ＭＥＲＳ１２０に発生する電圧ｖｍｅｒｓ及びその位相が調整されるため、負荷電圧ｖｌｏａｄの波形はさらに変化する）。負荷電流Ｉｌｏａｄは波形がさらに変化するが、１００Ａのままに調整される。
【００４９】
また、インバータ部１１０においてもソフトスイッチングのままである。
【００５０】
（位相角変調動作）  
位相角変調動作において、直流交流変換回路１００は、図４に示すように、位相角δを調整することによって、負荷電流を調整することが可能である。
図４は、スイッチング周波数ｆｓが３０ｋＨｚの場合であって負荷電流Ｉｌｏａｄが（ａ）１００Ａ，（ｂ）５０Ａ，（ｃ）１８Ａの時の、ｖｌｏａｄ，ｖｍｅｒｓ並びにｖｖｓｉ、ｉｌｏａｄ、及び、各種ゲート信号を示す。
【００５１】
ユーザーがスイッチング周波数ｆｓ＝３０ｋＨｚ，負荷電流Ｉｌｏａｄ＝１００Ａを指示すると、上述のように、負荷ＬＤには１００Ａの電流が供給される。
【００５２】
ユーザーが、負荷電流Ｉｌｏａｄを５０Ａに指示すると、制御部１５０は、Ｚ＝Ｖｄｃ／５０Ａを計算しなおし、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓを制御する（位相角δを制御する）。
【００５３】
ゲート信号Ｕｍ乃至Ｙｍが更新され、等価リアクタンスＸｍｅｒｓは調整される（ＭＥＲＳ１２０に発生する電圧ｖｍｅｒｓ及びその位相が調整されるため、負荷電圧ｖｌｏａｄの波形は変化する）。負荷電流Ｉｌｏａｄは５０Ａに変化し、その波形も変化する。
なお、インバータ部１１０においては、電流が電圧に対して遅れているのでソフトスイッチングのままである。
【００５４】
ユーザーが、負荷電流Ｉｌｏａｄを１８Ａに指示すると、制御部１５０は、Ｚ＝Ｖｄｃ／１８Ａを再び計算しなおし、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓを制御する（位相角δを制御する）。
【００５５】
ゲート信号Ｕｍ乃至Ｙｍが更新され、等価リアクタンスＸｍｅｒｓは調整される。なお、本実施形態において３０ｋＨｚ１８Ａにおいては、ＭＥＲＳ１２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓは０になる。
なお、インバータ部１１０においては、電流が電圧に対して遅れているのでソフトスイッチングのままである。
【００５６】
（まとめ）
以上のように、本発明の実施形態に係る直流交流変換回路１００によって、出力調整ができないロスレススナバコンデンサを用いた１パルスインバータとの組み合わせであっても（インバータ部１１０がソフトスイッチングの動作範囲で）、位相角δを調整することによって、直流電源の電圧を制御することなしに、容易に負荷電圧を調整して任意の周波数の所望の電力（電流）を負荷に低損失で供給可能（周波数と電力とを独立に制御することが可能）である。
【００５７】
（変形例等の説明）
なお、本発明は、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態や変形例は、本発明の実施例を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。下記に上記実施形態の変形例を例示するが、各変形例は適宜組み合わせることが可能である。
【００５８】
（変形例１）
ＭＥＲＳ１２０はフルブリッジ型のＭＥＲＳであるとして説明したが、図５に示すようなＭＥＲＳ２２０であってもよい。
ＭＥＲＳ２２０は、ＭＥＲＳ１２０におけるスイッチＳＵｍ及びＳＶｍがなく、代わりに、コンデンサＣｍが接続点Ｎ１及びＮ２の間に接続されている。
【００５９】
なお、ＭＥＲＳ２２０の等価リアクタンスＸｍｅｒｓは、０以上でコンデンサＣｍのリアクタンスＸｃ以下の値になる。
そのため、定格電流や求める周波数に対してＭＥＲＳ２２０の動作範囲がコンデンサＣｍのリアクタンスＸｃ以下になるように、コンデンサＣｍの容量を選定するのが望ましい。
【００６０】
（変形例２）
ＭＥＲＳ１２０は、例えば、インバータ部１１０の運転を止めることが難しい環境であれば、ＭＥＲＳ１２０の全てのスイッチをオフにしてもよい。
ＭＥＲＳ１２０の全てのスイッチをオフにすると、インバータ部１１０が運転中であったとしても、適切な位相で負荷への電力供給を停止することができる。そして、再度ＭＥＲＳ１２０を動作させることにより、停止前と同じ振幅を持った電力を負荷へ供給可能である。この停止と再開の動作は、共振の成長に数サイクル要する固定コンデンサではできない
【００６１】
（変形例３）
上記処理を実行させるプログラムは、上記実施形態では所定のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（上記では、記憶部を構成するＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３）にはじめから記憶されているものとしている。しかし、上記処理を実行させるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ (Compact Disc Recordable) 、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの持ち運び可能なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して配布してもよい。また、上記処理を実行させるプログラムは、インターネットなどを介して、コンピュータに供給することによって、コンピュータを上記直流交流変換回路１００としてもよい。また、上記処理を実行させるプログラムは、ＯＳ（Operating System）などと協働して上記処理を実行させるプログラムであってもよい。
【００６２】
（変形例４）
上記説明では、コンデンサＣｓは、スナバレスコンデンサとして説明した。コンデンサＣｓは、スイッチ内に備わっている寄生コンデンサであってもよい。
【００６３】
（変形例５）
上記説明では、リアクタンスを調整する部分としてＭＥＲＳ１１０を代表して説明したが、同様にリアクタンスを調整できるのであればもちろん他の回路を使用してもよい。
【００６４】
（変形例６）
上記説明では、ＭＥＲＳ２２０は、２つのスイッチＳＸｍ及びＳＹｍを備えていたが、一つの双方向スイッチ（一方向のみ導通する状態と、他方向のみ導通する状態を切り替え可能なスイッチ）であってもよい。
【００６５】
（変形例７）
また、ＭＥＲＳ１１０のリアクタンスの制御においては、負荷電流を測定する電流計をさらに設け、負荷電流が所定の量になるようにフィードバックにより制御してもよい。
【００６６】
（変形例８）
また、ＭＥＲＳ１２０やＭＥＲＳ２２０を複数直列に接続してもよいし、固定直列コンデンサを更に備えてももちろんよい。
【符号の説明】
【００６７】
１００  直流交流変換回路
ＶＳ  直流電源
ＬＤ  負荷
１１０  インバータ部
１２０，２２０  ＭＥＲＳ
ＳＵｖ，ＳＶｖ，ＳＸｖ，ＳＹｖ，ＳＵｍ，ＳＶｍ，ＳＸｍ，ＳＹｍ    スイッチ
Ｃｍ  コンデンサ
１３０  電圧計
１５０  制御部
【図１】
2015095918.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015095918.tif 000007