(57)【要約】【課題】共振インダクターを使用し、スイッチを切換時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻し、スイッチの切換損失を低下させ、転換効率を向上させたインバーター装置を提供する。【解決手段】入力直流電源と第一、第二キャパシターと第一インダクターと主動式スイッチ部品と第一受動式スイッチ部品からなる昇降圧型直流/直流転換回路、及び共振回路からなり、共振回路は第２受動式スイッチ部品を含み、第三キャパシターは第二受動式スイッチ部品の負端と直列し、主動式スイッチ部品に並列し、第三受動式スイッチ部品は第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、第二インダクターは第一受動式スイッチ部品の負端及び該第一キャパシターの正端に連接し、補助コイルは第二インダクターと第三受動式スイッチ部品の負端の間に設置し、第一キャパシターの両端から直流電源を出力するインバータ装置。【選択図】  図２
2008148538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に昇降圧型直流/直流転換回路、共振回路を含み、
該昇降圧型直流/直流転換回路はさらに主動式スイッチ部品、第一受動式スイッチ部品を含み、
第一インダクターは入力直流電源と該主動式スイッチ部品の間に連接し、
第一キャパシターは該第一受動式スイッチ部品の負端と該第一インダクターの間に設置して直流電源を出力するものであって、
第二キャパシターは該第一インダクターと入力直流電源負端の間に設置し、
該共振回路はさらに第二受動式スイッチ部品を含み、
第三キャパシターは該第二受動式スイッチ部品の負端と直列し、該主動式スイッチ部品に並列し、
第三受動式スイッチ部品は該第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、
第二インダクターは該第一受動式スイッチ部品の負端及び該第一キャパシターの正端に連接し、
補助コイルは該第二インダクターと該第三受動式スイッチ部品の負端の間に設置することを特徴とするインバーター装置。
【請求項２】
前記第一インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項３】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項４】
前記昇降圧型直流/直流転換回路はさらに第三インダクターを含み、該第一インダクターと並列することを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項５】
前記第三インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することを特徴とする請求項４記載のインバーター装置。
【請求項６】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項４記載のインバーター装置。
【請求項７】
主に昇降圧型直流/直流転換回路、共振回路を含み、
該昇降圧型直流/直流転換回路はさらに主動式スイッチ部品、第一受動式スイッチ部品を含み、
第一インダクターは入力直流電源と該主動式スイッチ部品の間に連接し、
第一キャパシターは該第一受動式スイッチ部品の負端と該第一インダクターの間に設置して直流電源を出力するものであって、
第二キャパシターは該第一インダクターと入力直流電源負端の間に設置し、
該共振回路はさらに第二受動式スイッチ部品を含み、
第三キャパシターは該第二受動式スイッチ部品の負端と直列し該主動式スイッチ部品に並列し、
第三受動式スイッチ部品は該第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、
第二インダクターは該第一インダクター及び該第二キャパシターの正端に連接し、
補助コイルは該第二インダクターと該第三受動式スイッチ部品の負端の間に設置することを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項８】
前記該第一インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することを特徴とする請求項７記載のインバーター装置。
【請求項９】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項７記載のインバーター装置。
【請求項１０】
前記昇降圧型直流/直流転換回路はさらに第三インダクターを含み、該第一インダクターと並列することを特徴とする請求項７記載のインバーター装置。
【請求項１１】
前記第三インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することを特徴とする請求項１０記載のインバーター装置。
【請求項１２】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項１０記載のインバーター装置。
【請求項１３】
主に昇降圧型直流/直流転換回路、変圧器、共振回路を含み、
該昇降圧型直流/直流転換回路はさらに主動式スイッチ部品、第一受動式スイッチ部品を含み、
第一インダクターは入力直流電源と該主動式スイッチ部品の間に連接し、
第一キャパシターは該第一受動式スイッチ部品の負端と該第一インダクターの間に設置し、
第二キャパシターは該第一インダクターと入力直流電源負端の間に設置し、
該変圧器はその一次側と第四キャパシターが直列後、さらに該第一インダクターと並列し、
該共振回路はさらに第二受動式スイッチ部品を含み、
第三キャパシターは該第二受動式スイッチ部品の負端と直列し該主動式スイッチ部品に並列し、
第三受動式スイッチ部品の負端は該変圧器の二次側に連接し、しかもその正端は該第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、
第二インダクターの一端は該第一受動式スイッチ部品の負端及び該第一キャパシターの正端に連接し、しかも反対端は該変圧器の二次側に連接することを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項１４】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項１３記載のインバーター装置。
【請求項１５】
主に昇降圧型直流/直流転換回路、変圧器、共振回路を含み、
該昇降圧型直流/直流転換回路はさらに主動式スイッチ部品、第一受動式スイッチ部品を含み、
第一インダクターは入力直流電源と該主動式スイッチ部品の間に連接し、
第一キャパシターは該第一受動式スイッチ部品の負端と該第一インダクターの間に設置して直流電源を出力するものであって、
第二キャパシターは該第一インダクターと入力直流電源負端の間に設置し、
該変圧器はその一次側と第四キャパシターが直列後、さらに該第一インダクターと並列し、
該共振回路はさらに第二受動式スイッチ部品を含み、
第三キャパシターは該第二受動式スイッチ部品の負端と直列し該主動式スイッチ部品に並列し、
第三受動式スイッチ部品の負端は該変圧器の二次側に連接し、しかもその正端は該第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、
第二インダクターの一端は該第一インダクター及び該第二キャパシターの正端に連接し、しかも反対端は該変圧器の二次側に連接することを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項１６】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項１５記載のインバーター装置。
【請求項１７】
前記昇降圧型直流/直流転換回路はさらに第四インダクターを含むことを特徴とする請求項１記載のインバーター装置。
【請求項１８】
前記第一インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することを特徴とする請求項１７記載のインバーター装置。
【請求項１９】
前記主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることを特徴とする請求項１７記載のインバーター装置。
【請求項２０】
前記第四インダクターは該第一インダクターと該主動式スイッチ部品の間に設置することを特徴とする請求項１７記載のインバーター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種のインバーター装置に関する。特に一種の共振インダクターを使用し、スイッチを切り換える時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻し、こうしてスイッチの切換損失を低下させることができるばかりでなく、転換効率を向上させることができるインバーター装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
一般の主動式スイッチ部品はハードスイッチングの（hard switching）を使用する状況下で、切換時に理想的な状態ではないため、スイッチ切換時にスイッチオン（turn on）及びスイッチオフ（turn off）の損失などの切換損失が発生する。
さらに、ハードスイッチングの方式を使用するため、スイッチが切換時に、配線等効インダクターはスイッチ上においてサージ電圧を発生し、スイッチ部品の寿命を低下させてしまう。
そのため、ソフトスイッチング技術（soft switching）を利用し、回路構造の設計により、スイッチ切換時に発生するサージ電圧を低下させ、切換時にエネルギーの一部をエネルギー保存部品及び共振回路の設計を通してシステムに戻す。こうしてスイッチの切換損失を低下させることができるばかりか、直流/直流転換器全体の転換効率を向上させることができる。
【０００３】
図１に示す公知の昇降圧型直流/直流転換器は、ハードスイッチング方式によりスイッチ切換を完成する。該昇降圧型直流/直流転換器は主動式スイッチ部品G11、受動式スイッチ部品D11、インダクターL11と２個のキャパシターC11、C12を含むもので、入力直流電圧V11がC12の両端に昇降圧の出力直流電圧V12が出力される。
該インダクターL11は直流電源V11と該主動式スイッチ部品G11及び該受動式スイッチ部品D11に連接する。該スイッチG11がオフである時、配線の等効インダクターは、スイッチ両端にサージ電圧を発生させるため、該サージ電圧は該スイッチG11のオフ損失を増加する。
【特許文献１】特開平８−２０５５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の主動式スイッチ部品のオフ損失を改善するため、本発明はインバーター装置を提供する。それは共振インダクターを使用し、スイッチを切り換える時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻す。こうしてスイッチの切換損失を低下させることができるばかりでなく、転換効率を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は下記のインバーター装置を提供する。
それは主にインバーター装置を提供し、キャパシター値の調整によりサージ電圧を低下させ、これにより該主動式スイッチ部品のオフ損失を低下させ、該キャパシター内にエネルギーを保存し、補助インダクターを通して共振原理を経てエネルギーをシステムに戻し、転換効率を向上させることができ、さらにそれはインバーター装置を提供し、さらにインダクターを回路中に増設し、電流変化斜率を変化させ、スイッチのオン損失を低下させ、直流/直流転換器全体の転換効率を向上させることができ、すなわちそれはインバーター装置を提供し、昇降圧型直流/直流転換回路及び共振回路を含み、該昇降圧型直流/直流転換回路は主動式スイッチ部品、第一受動式スイッチ部品、第一インダクターを含み、入力直流電源と該主動式スイッチ部品の間に連接し、第一キャパシターは該第一受動式スイッチ部品の負端と該第一インダクターの間に設置し、第二キャパシターは該第一インダクターと入力直流電源負端の間に設置し、該共振回路は第二受動式スイッチ部品を含み、第三キャパシターは該第二受動式スイッチ部品の負端と直列し該主動式スイッチ部品に並列し、第三受動式スイッチ部品は該第二受動式スイッチ部品の負端及び該第三キャパシターに連接し、第二インダクターは該第一受動式スイッチ部品の負端及び該第一キャパシターの正端に連接し、補助コイルは該第二インダクターと該第三受動式スイッチ部品の負端の間に設置し、第一インダクターと該補助コイルは同一の鉄芯を共用することが望ましく、該主動式スイッチ部品は絶縁ゲート極双極性トランジスターであることが望ましいことを特徴とするインバーター装置である。
【発明の効果】
【０００６】
上記のように、本発明インバーター装置は共振インダクターを使用し、スイッチを切り換える時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻し、こうしてスイッチの切換損失を低下させることができるばかりでなく、転換効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図２に示すように、本発明の第一具体的実施例のインバーター装置は、昇降圧型直流/直流転換器21、共振回路22、第一キャパシターC21、第二キャパシターC22、第三キャパシターC23、第三受動式スイッチ部品D23、第二インダクターL22、補助コイルLA2を含むもので、入力直流電圧V21がC21の両端に昇降圧の出力直流電圧V22として出力される。
該昇降圧型直流/直流転換回路21は主動式スイッチ部品G21、第一受動式スイッチ部品D21、第一インダクターL21を含み、入力直流電源V21と該主動式スイッチ部品G21及び該第一受動式スイッチ部品D21の正端に連接する。
該第一キャパシターC21は該第一受動式スイッチ部品D21の負端と該第一インダクターL21の間に設置する。ここで、「主動式スイッチ部品」とは、別途の指令装置からスイッチング信号で主動的（active）に稼働する部品で、例えば、絶縁ゲート極双極性トランジスター(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）G21のゲートに外部入力信号を投入し、その信号に相応してオン/オフのスイッチング動作をするものであり、また、「受動式スイッチ部品」とは、ダイオードのような受動的(passive)に稼働する部品で、電圧や流れ方向によって自動的にスイッチング動作をするものを指す。
該第二キャパシターC22は該第一インダクターL21と入力直流電源V21負端の間に設置する。
該共振回路22は第二受動式スイッチ部品D22を含む。
該第三キャパシターC23は該第二受動式スイッチ部品D22の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G21に並列する。
該第三受動式スイッチ部品D23は該第二受動式スイッチ部品D22の負端及び該第三キャパシターC23に連接する。
該第二インダクターL22は該第一受動式スイッチ部品D21の負端及び該第一キャパシターC21の正端に連接する。
該補助コイルLA2は該第二インダクターL22と該第三受動式スイッチ部品D23の負端の間に設置し、しかも該第一インダクターL21と同一の鉄芯を共用する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G21は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【０００８】
本発明の第一具体的実施例のインバーター装置の操作指示図である図３〜６に示すように、該インバーター装置の操作はスイッチ切換方式に基づき、以下の四段階に分けられる。
先ず、図３に示すように、該主動式スイッチ部品G21のオン時、電流は該第一インダクターL21に流れ、エネルギーを該第一インダクターL21中に保存する。この時、該第一インダクターL21上の誘導電圧VL21の電圧極性は図３に示す通りであり、この時、該第一受動式スイッチ部品D21は逆偏圧であるためオンにすることができない（オフ）。該補助コイルLA2が誘導する電圧極性は図３に示す通りである。
【０００９】
続いて、図４に示すように、該主動式スイッチ部品G21のオフ時、該第一インダクターL21上の誘導電圧VL21の極性はオン時と反対で、インダクター電流は該第二受動式スイッチ部品D22に流れ、該第三キャパシターC23に対して充電を行う。この時、該第三キャパシターC23両端の電圧は該主動式スイッチ部品G21両端の電圧に等しい。該インダクター電流は一定電流源とみなされるため、該第三キャパシターC23のキャパシター値の大きさは電圧変化率（dv/dt）に影響を及ぼす。キャパシター値が大きくなれば、電圧変化率は小さくなる。このため、配線上の等効インダクターが発生するサージ電圧は効果的に抑制される。さらにこの時、該補助コイルLA2が誘導する電圧極性と該主動式スイッチ部品G21のオン時は反対である（図４参照）。この時、該第三受動式スイッチ部品D23は逆偏圧であるため、オンにすることができない(オフ)。
【００１０】
続いて、図５に示すように、該第三キャパシターC23がフルになった時、該第三キャパシターC23上の電圧が該第一キャパシターC21上の電圧V22と該入力電源電圧V21の和（V21+ V22）よりも大きい時、該第一受動式スイッチ部品D21両端は順偏圧となり、オン状態を呈し、インダクター電流は該第三キャパシターC23に対する充電を停止し、該第一受動式スイッチ部品D21を経由し該第一キャパシターC21に充電を行うようにする。この時、該補助コイルLA2が誘導する電圧極性と該主動式スイッチ部品G21のオン時は反対である（図５参照）。この時、該第三受動式スイッチ部品D23は逆偏圧であるため、オンにすることができない(オフ)。
【００１１】
最後に、図６に示すように、該主動式スイッチ部品G21がオンである時、電流は該第一インダクターL21を流れ、エネルギーを該第一インダクターL21中に保存する。この時、インダクター上VL21の電圧極性は図６に示す通りである。この時、該第一受動式スイッチ部品D21は逆偏圧であるため、オンにすることができない。該補助コイルLA2が誘導する電圧極性は該主動式スイッチ部品G21がオン時と相同である。該第三受動式スイッチ部品D23両端は順偏圧で、オン状態を呈する（図６参照）。この時、該第三キャパシターC23内に保存するエネルギーは、該第二インダクターL22を通り、エネルギーは共振原理を利用し該第一キャパシターC21に戻される。
このように、昇降圧型直流/直流転換回路及び共振回路を含んだインバーター装置は、共振インダクターを使用し、スイッチを切り換える時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻して、スイッチの切換損失を低下させることができるばかりでなく、転換効率を向上させることができる。
【００１２】
この他、本発明の第二具体的実施例のインバーター装置である図７に示すように、該第二インダクターの位置は該第一キャパシターC21の正端に接続する他に、該第二キャパシターC22の正端に接続することもでき、入力直流電圧V41がC41の両端に昇降圧の出力直流電圧V42として出力される。。
該インバーター装置は昇降圧型直流/直流転換器41及び共振回路42を含む。
該昇降圧型直流/直流転換回路41は主動式スイッチ部品G41、第一受動式スイッチ部品D41、第一インダクターL41を含み、入力直流電源V41と該主動式スイッチ部品G41及び該第一受動式スイッチ部品D41の正端に連接する。
第一キャパシターC41は該第一受動式スイッチ部品D41の負端と該第一インダクターL41の間に設置する。
第二キャパシターC42は該第一インダクターL41と入力直流電源V41負端の間に設置する。
該共振回路42は第二受動式スイッチ部品D42を含む。
第三キャパシターC43は該第二受動式スイッチ部品D42の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G41に並列する。
第三受動式スイッチ部品D43は該第二受動式スイッチ部品D42の負端及び該第三キャパシターC43に連接する。
第二インダクターL42は該第一インダクターL41及び該第二キャパシターC42の正端に連接する。
補助コイルLA4は該第二インダクターL42と該第三受動式スイッチ部品D43の負端の間に設置し、しかも該第一インダクターL41とは同一の鉄芯を共用する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G41は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１３】
図７において、該主動式スイッチ部品G41がオンである時、電流は該第一インダクターL41を流れ、エネルギーは該第一インダクターL41中に保存される。この時、該第一受動式スイッチ部品D41は逆偏圧であるため、オンにすることができない。該補助コイルLA4が誘導する電圧極性は該主動式スイッチ部品G41オン時と相同で、該第三受動式スイッチ部品D43両端は順偏圧で、オン状態を呈する。この時、該第三キャパシターC43内に保存するエネルギーは該第二インダクターL42を通って、共振原理を利用し、該第二キャパシターC42に戻される。
【００１４】
この他、図２中の第一インダクターL21の補助コイルは別の第三インダクターとその補助コイルに交換することができる（図８参照）。
該インダクターは第三インダクターL53で別の鉄芯を使用し巻き付け製造し、しかもその機能はその補助コイルを通して第三受動式スイッチ部品D53を電圧制御し、このため設計において体積を縮小することができる。
図８は、本発明の第三具体的実施例のインバーター装置である。それは昇降圧型直流/直流転換器51及び共振回路52を含む。
該昇降圧型直流/直流転換回路51は主動式スイッチ部品G51、第一受動式スイッチ部品D51、第一インダクターL51を含み、入力直流電源V51と該主動式スイッチ部品G51及び該第一受動式スイッチ部品D51の正端に連接し、入力直流電圧V51がC51の両端に昇降圧の出力直流電圧V52として出力される。
該第一キャパシターC51は該第一受動式スイッチ部品D51の負端と該第一インダクターL51の間に設置する。
該第二キャパシターC52は該第一インダクターL51と入力直流電源V51負端の間に設置する。
該第三インダクターL53は該第一インダクターL51と並列する。
該共振回路52は第二受動式スイッチ部品D52を含む。
該第三キャパシターC53は該第二受動式スイッチ部品D52の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G51に並列する。
該第三受動式スイッチ部品D53は該第二受動式スイッチ部品D52の負端及び該第三キャパシターC53に連接する。
該第二インダクターL52は該第一受動式スイッチ部品D51の負端及び該第一キャパシターC51の正端に連接する。
該補助コイルLA5は該第二インダクターL52と該第三受動式スイッチ部品D53の負端の間に設置し、しかも該第三インダクターL53と同一の鉄芯を共用する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G51は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１５】
図８中において、該第二インダクターL52の位置は該第一キャパシターC51の正端に接続する他に、該第二キャパシターC52の正端に接続することができる。本発明第四具体的実施例のインバーター装置である図９に示すように、該インバーター装置は昇降圧型直流/直流転換器61及び共振回路62を含む。
該昇降圧型直流/直流転換回路61は主動式スイッチ部品G61、第一受動式スイッチ部品D61、第一インダクターL61を含み、入力直流電源V61と該主動式スイッチ部品G61及び該第一受動式スイッチ部品D61の正端に連接する。さらに第一キャパシターC61は該第一受動式スイッチ部品D61の負端と該第一インダクターL61の間に設置し、第二キャパシターC62は該第一インダクターL61と入力直流電源V61負端の間に設置し、第三インダクターL63は該第一インダクターL61と並列する。
該共振回路62は第二受動式スイッチ部品D62を含む。第三キャパシターC63は該第二受動式スイッチ部品D62の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G61に並列する。第三受動式スイッチ部品D63は該第二受動式スイッチ部品D62の負端及び該第三キャパシターC63に連接する。第二インダクターL62は該第一インダクターL61及び該第二キャパシターC62の正端に連接し、補助コイルLA6は該第二インダクターL62と該第三受動式スイッチ部品D63の負端の間に連接し、しかも該第三インダクターL63と同一の鉄芯を共用する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G61は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１６】
図９中において、該主動式スイッチ部品G61がオンである時、電流は該第一インダクターL61を流れ、エネルギーは該第一インダクターL61中に保存される。この時、該第一受動式スイッチ部品D61は逆偏圧であるため、オンにすることができない。該第三受動式スイッチ部品D63両端は順偏圧で、オン状態を呈する。この時、該第三キャパシターC63内に保存されるエネルギーは該第二インダクターL62を通り共振原理を利用し該第二キャパシターC62に戻され、入力直流電圧V61がC51の両端に昇降圧の出力直流電圧V62として出力される。
この他、図２中の第一インダクターL21の補助コイルは変圧器と第四キャパシターが組成する回路に換えることができる。本発明第五具体的実施例のインバーター装置である図１０に示すように、該インバーター装置は昇降圧型直流/直流転換器71及び共振回路72を含む。
該昇降圧型直流/直流転換回路71は主動式スイッチ部品G71、第一受動式スイッチ部品D71、第一インダクターL71を含み、入力直流電源V71と該主動式スイッチ部品G71及び該第一受動式スイッチ部品D71の正端に連接し、入力直流電圧V71がC71の両端に昇降圧の出力直流電圧V72として出力される。
第一キャパシターC71は設置該第一受動式スイッチ部品D71の負端と該第一インダクターL71の間に設置する。第二キャパシターC72は該第一インダクターL71と入力直流電源V71負端の間に設置する。変圧器T71の一次側は第四キャパシターC74と直列後、さらに該第一インダクターL71と並列する。
該共振回路72は第二受動式スイッチ部品D72を含む。第三キャパシターC73は該第二受動式スイッチ部品D72の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G71に並列する。第三受動式スイッチ部品D73の負端は該変圧器T71の二次側に連接し、しかもその負端は該第二受動式スイッチ部品D72の負端及び該第三キャパシターC73に連接する。第二インダクターL72の一端は該第一受動式スイッチ部品D71の負端及び該第一キャパシターC71の正端に連接し、しかも反対端は該変圧器T71の二次側に連接する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G71は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１７】
図１０中では、回路は変圧器T71を使用し、該第三受動式スイッチ部品D73に電圧制御を生じる。変圧器の操作特性により、第四キャパシターC74を直列変圧器T71の一次側に設置し、直流成分を隔離し、変圧器のリニアブロックにおける操作を確保しなければならない。こうすることで、飽和現象は発生しない。
図１０中において、第二インダクターL72の位置は第一キャパシターC71の正端に接続する他に、第二キャパシターC72の正端に接続することもできる。本発明第六具体的実施例のインバーター装置である図１１に示すように、該インバーター装置は昇降圧型直流/直流転換器81及び共振回路82を含む。
該昇降圧型直流/直流転換回路81は主動式スイッチ部品G81、第一受動式スイッチ部品D81、第一インダクターL81を含み、入力直流電源V81と該主動式スイッチ部品G81及び該第一受動式スイッチ部品D81の正端に連接する。第一キャパシターC81は該第一受動式スイッチ部品D81の負端と該第一インダクターL81の間に設置し、第二キャパシターC82は該第一インダクターL81と入力直流電源V81負端の間に設置し、変圧器T81の一次側は第四キャパシターC84と直列後、さらに該第一インダクターL81と並列する。
該共振回路82は第二受動式スイッチ部品D82を含む。
第三キャパシターC83は該第二受動式スイッチ部品D82の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G81に並列し、第三受動式スイッチ部品D83の負端は該変圧器T81の二次側に連接し、しかもその負端は該第二受動式スイッチ部品D82の負端及び該第三キャパシターC83に連接する。第二インダクターL82の一端は該第一インダクターL81及び該第二キャパシターC82の正端に連接し、しかも反対端は変圧器T81の二次側に連接する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G81は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１８】
図１１中において、該主動式スイッチ部品G81のオン時、電流は該第一インダクターL81を流れ、エネルギーを該第一インダクターL81中に保存する。この時、該第一受動式スイッチ部品D81は逆偏圧であるため、オンにすることができない。該第三受動式スイッチ部品D83両端は順偏圧で、オン状態を呈する。この時、該第三キャパシターC83内に保存するエネルギーは、該第二インダクターL82を通して共振原理を利用し、該第二キャパシターC82に戻される。
また図２中に第四インダクターを加え、電流変化斜率を制限することができ、本発明第七具体的実施例のインバーター装置である図１２に示すように、該インバーター装置は昇降圧型直流/直流転換器91及び共振回路92を含む、入力直流電圧V91がC91の両端に昇降圧直流電圧V92として出力される。
該昇降圧型直流/直流転換回路91は主動式スイッチ部品G91、第一受動式スイッチ部品D91、第一インダクターL91を含み、入力直流電源V91と該第一受動式スイッチ部品D91の正端に連接する。第一キャパシターC91は該第一受動式スイッチ部品D91の負端と該第一インダクターL91の間に設置する。第二キャパシターC92は該第一インダクターL91と入力直流電源V91負端の間に設置する。第四インダクターL94は該第一インダクターL91と該主動式スイッチ部品G91の間に設置する。
該共振回路92は第二受動式スイッチ部品D92を含む。第三キャパシターC93は該第二受動式スイッチ部品D92の負端と直列し、該主動式スイッチ部品G91に並列し、第三受動式スイッチ部品D93は該第二受動式スイッチ部品D92の負端及び該第三キャパシターC93に連接する。第二インダクターL92は該第一インダクターL91及び該第二キャパシターC92の正端に連接し、補助コイルLA9は該第二インダクターL92と該第三受動式スイッチ部品D93の負端の間に設置し、しかも該第一インダクターL91と同一の鉄芯を共用する。
本具体的実施例中において、該主動式スイッチ部品G91は絶縁ゲート極双極性トランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）である。
【００１９】
図１２中において、該当主動式スイッチ部品G91のオン時、該第四インダクターL94は電流の変化斜率を制限可能で、該主動式スイッチ部品G91のオン損失を低下させることができる。但し、該第四インダクターL94が発生するサージ電圧は主動式スイッチ部品のオフ損失を増加させるため、キャパシター値C93を高め、サージ電圧を吸収する必要がある。こうして主動式スイッチ部品のオン損失を減少させ、転換効率を向上させることができる。
すなわち、本発明の各実施例のインバーター装置は、共振インダクターを使用し、スイッチを切り換える時にキャパシター内にエネルギーを保存し、共振原理によりエネルギーを入力端に戻す。こうしてスイッチの切換損失を低下させることができるばかりでなく、転換効率を向上させることができる。
上記のように本発明は、新規性は勿論のこと進歩性に富み、産業上での利用価値が高い。なお、上記の各実施例は本発明の最適実施例であり、本発明の特許申請範囲を限定するものではなく、本発明の説明書及び図式内容の簡単な修飾及び同等効果の変化の運用も、同一原理として本発明の特許範囲に含まれるものとする
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】公知の昇降圧型直流/直流転換器である。
【図２】本発明第一具体的実施例のインバーター装置である。
【図３】本発明第一具体的実施例のインバーター装置の操作指示図である。
【図４】本発明第一具体的実施例のインバーター装置の操作指示図である。
【図５】本発明第一具体的実施例のインバーター装置の操作指示図である。
【図６】本発明第一具体的実施例のインバーター装置の操作指示図である。
【図７】本発明第二具体的実施例のインバーター装置である。
【図８】本発明第三具体的実施例のインバーター装置である。
【図９】本発明第四具体的実施例のインバーター装置である。
【図１０】本発明第五具体的実施例のインバーター装置である。
【図１１】本発明第六具体的実施例のインバーター装置である。
【図１２】本発明第七具体的実施例のインバーター装置である。
【符号の説明】
【００２１】
D11  受動式スイッチ部品
V11  入力直流電源
V12  出力直流電圧
G11  主動式スイッチ部品
L11  インダクター
C11、C12  キャパシター
21  昇降圧型直流/直流転換器
22  共振回路
D21、D22、D23  受動式スイッチ部品
V21  入力直流電源
V22  出力直流電圧
VL21  インダクター誘導電圧
VLA2 補助コイル誘導電圧
G21  主動式スイッチ部品
L21、L22  インダクター
LA2  補助コイル
C21、C22、C23  キャパシター
41  昇降圧型直流/直流転換器
42  共振回路
D41、D42、D43  受動式スイッチ部品
V41  入力直流電源
G41  主動式スイッチ部品
L41、L42  インダクター
LA4  補助コイル
C41、C42、C43  キャパシター
51  昇降圧型直流/直流転換器
52  共振回路
D51、D52、D53  受動式スイッチ部品
V51  入力直流電源
V52  出力直流電圧
G51  主動式スイッチ部品
L51、L52、L53  インダクター
LA5  補助コイル
C51、C52、C53  キャパシター
61  昇降圧型直流/直流転換器
62  共振回路
D61、D62、D63  受動式スイッチ部品
V61  入力直流電源
V62  出力直流電圧
G61  主動式スイッチ部品
L61、L62、L63  インダクター
LA6  補助コイル
C61、C62、C63  キャパシター
71  昇降圧型直流/直流転換器
72  共振回路
D71、D72、D73  受動式スイッチ部品
V71  入力直流電源
V72  出力直流電圧
G71  主動式スイッチ部品
L71、L72  インダクター
T71  変圧器
C71、C72、C73、C74  キャパシター
81  昇降圧型直流/直流転換器
82  共振回路
D81、D82、D83  受動式スイッチ部品
V81  入力直流電源
V82  出力直流電圧
G81  主動式スイッチ部品
L81、L82  インダクター
T81  変圧器
C81、C82、C83、C84  キャパシター
91  昇降圧型直流/直流転換器
92  共振回路
D91、D92、D93  受動式スイッチ部品
V91  入力直流電源
V92  出力直流電圧
G91  主動式スイッチ部品
L91、L92、L94  インダクター
LA9  補助コイル
C91、C92、C93  キャパシター
【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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【図１１】
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【図１２】
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