(57)【要約】【課題】直列に接続されたスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する各ゲート電源回路間を絶縁することに適した電力変換回路を提供することにある。【解決手段】直列に接続されたスイッチング素子１ａ〜１ｄと、スイッチング素子１ａ〜１ｄをそれぞれ駆動する駆動回路２ａ〜２ｄと、駆動回路２ａ〜２ｄにそれぞれ電力を供給するゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１と、ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１にそれぞれ設けられた電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１及び電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１と、ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１に電力を供給するための補助電源５とを備え、ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１毎に、電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１と電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１とをそれぞれ電気的に絶縁した電力変換回路。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された少なくとも２つのスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、
前記各駆動回路にそれぞれ電力を供給するゲート電源回路と、
前記各ゲート電源回路に設けられ、該ゲート電源回路に供給するための電力を受け入れる電力受け入れ部と、
前記各ゲート電源回路に設けられ、該ゲート電源回路に供給されない電力を送り出すための電力送り出し部と、
前記各ゲート電源回路に電力を供給するための電源とを備え、
前記各ゲート電源回路に設けられた該電力受け入れ部を、該ゲート電源回路に設けられた電力送り出し部と電気的に絶縁したことを特徴とする電力変換回路。
【請求項２】
前記電源は、最も電位の低い側の前記電力受け入れ部に電力を供給し、
前記電源から電力が供給される前記電力受け入れ部以外の前記各電力受け入れ部は、前記電力送り出し部のうちの該電力受け入れ部よりも電位の低い側の前記電力送り出し部に電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換回路。
【請求項３】
前記各ゲート電源回路に設けられた該電力受け入れ部と該ゲート電源回路に設けられた該電力送り出し部とを、変圧器を用いて電気的に絶縁したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換回路。
【請求項４】
前記各ゲート電源回路に設けられた該電力受け入れ部と該ゲート電源回路に設けられた該電力送り出し部とを、回転機を用いて電気的に絶縁したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換回路。
【請求項５】
直列に接続された少なくとも２つのスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、
前記各駆動回路にそれぞれ電力を供給するゲート電源回路と、
前記各ゲート電源回路に電力を供給するための電源と、
前記各ゲート電源回路間を電気的に絶縁し、前記電源から供給された電力を前記各ゲート電源回路に供給する絶縁変圧器と
を備えたことを特徴とする電力変換回路。
【請求項６】
前記電源から出力される電力を変調させ、前記各スイッチング素子を駆動するゲート信号を生成するためのゲート信号源を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換回路。
【請求項７】
直列に接続された少なくとも２つのスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、
前記各駆動回路にそれぞれ電力を供給するゲート電源回路と、
エネルギーとして電磁波を出力する電源と、
前記各ゲート電源回路に電力をそれぞれ供給するために、前記電源から出力された電磁波を電力に変換する電磁波／電力変換手段と
を備えたことを特徴とする電力変換回路。
【請求項８】
前記電源から出力される電磁波を変調させ、前記各スイッチング素子を駆動するゲート信号を生成するためのゲート信号源を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電力変換回路。
【請求項９】
前記電磁波は、光であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の電力変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を駆動するゲート駆動回路を備えた電力変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電力用スイッチング素子を応用した電力変換器は、スイッチング素子の大容量化・高速化に伴い、その応用範囲を広げている。特に、最近応用分野を伸ばしてきたのがＭＯＳゲート型のスイッチング素子であるＩＧＢＴ(insulated gate bipolar  transistor)やＭＯＳＦＥＴ(metal oxide semiconductor field)である。
【０００３】
ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴは、オン・オフ状態を自己継続しないノンラッチング型のスイッチング素子であり、サイリスタなどのラッチング型のスイッチング素子に比べて、ターンオン・ターンオフのスイッチング過渡期において、素子外部からの細かい制御できる利点がある。
【０００４】
近年、ＩＧＢＴなどで高電圧・大電流に耐えうる大容量の素子が製品化されるに至り、電力系統向けの自励式変換器をＩＧＢＴで構成することが行われている。電力系統向けの変換器には、送電時の損失低減のために定格電圧が非常に高くなるのが普通である。例えば、直流電圧５００ｋＶなどの高電圧の変換器となる。
【０００５】
このため、高電圧の変換器に関する発明が開示されている。例えば、多数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してなる高電圧スイッチング装置において、ＭＯＳＦＥＴを損傷することなく高速にスイッチングを行うためのゲート駆動回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、自己消弧型素子を多数個直列に接続してなる電力変換器において、スイッチング素子のスナバ回路よりゲート駆動回路に直流電力を供給することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６２−６０３１１号公報
【特許文献２】特開平５−３４４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先行技術文献の変換器では、ゲート駆動回路の電源を電気的に絶縁するために大型化をする必要がある。
【０００７】
例えば、高電圧の変換器を構成するために、多数個のスイッチング素子を直列に接続する。このとき、各スイッチング素子のゲート駆動回路はそれぞれ異なる電位に置かれているために、各々のゲート駆動回路の電源を電気的に絶縁する必要がある。具体的には、高電位部に置かれたスイッチング素子のゲート電源を低電位部に置かれた補助電源から供給するには、非常に大きな電位差を絶縁する必要がある。このため、高電圧を絶縁するためには非常に大きな絶縁変圧器を用いなければならない。また、直列数が多い高電圧変換器では、高電圧を絶縁する絶縁変圧器を多数個用意する必要がある。従って、変換器のサイズが大型化する。
【０００８】
一方、主回路から電源を各々のゲート駆動回路に供給する方式がある。しかし、主回路からの電源供給は効率が低い。そのため、主回路電圧の変動に対してゲート駆動回路の動作が影響されないように、冗長性を高く設計しなければない。従って、回路規模やサイズを大型にしなければならない傾向にある。
【０００９】
本発明の目的は、直列に接続されたスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する各ゲート電源回路間を絶縁することに適した電力変換回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観点に従った電力変換回路は、直列に接続された少なくとも２つのスイッチング素子と、前記各スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、前記各駆動回路にそれぞれ電力を供給するゲート電源回路と、前記各ゲート電源回路に設けられ、該ゲート電源回路に供給するための電力を受け入れる電力受け入れ部と、前記各ゲート電源回路に設けられ、該ゲート電源回路に供給されない電力を送り出すための電力送り出し部と、前記各ゲート電源回路に電力を供給するための電源とを備え、前記各ゲート電源回路に設けられた該電力受け入れ部を、該ゲート電源回路に設けられた電力送り出し部と電気的に絶縁した構成である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直列に接続されたスイッチング素子の駆動回路に電源を供給する各ゲート電源回路間を絶縁することに適した電力変換回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換回路の構成図である。なお、以降における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００１４】
本実施形態に係る電力変換回路は、直列に接続された４つのスイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、スイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ駆動するゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、ゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ電源を供給するゲート電源回路３ａ１，３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１と、ゲート電源回路３ａ１，３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１にそれぞれ接続された電力受け入れ部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１と、ゲート電源回路３ａ１，３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１にそれぞれ接続された電力送り出し部７ａ１，７ｂ１，７ｃ１，７ｄ１と、電力受け入れ部６ｄ１に接続された補助電源５とを備えている。電力受け入れ部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１は、それぞれ電位の１つ低いスイッチング素子に対応する電力送り出し部７ｂ１，７ｃ１，７ｄ１にそれぞれ接続されている。
【００１５】
スイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に、高い電位部に置かれている。従って、スイッチング素子１ａが最も電位の高い高電位部に置かれている。また、スイッチング素子１ｄが最も電位の低い低電位部に置かれている。スイッチング素子１ａ〜１ｄには、それぞれ逆並列ダイオードが接続されている。
【００１６】
ゲート駆動回路２ａ〜２ｄは、ゲート信号を出力することによりスイッチング素子１ａ〜１ｄをそれぞれ駆動する。
【００１７】
ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１は、それぞれ電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１から入力された交流電力を直流電力に変換する。ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１は、変換した直流電力をそれぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄに供給する。
【００１８】
補助電源５は、交流電力（ゲート電源）を発生させる。補助電源５は、発生させた交流電力を電力受け入れ部６ｄ１に供給する。
【００１９】
電力受け入れ部６ｄ１は、補助電源５から交流電力が供給される。電力受け入れ部６ａ１〜６ｃ１は、それぞれ電力送り出し部７ｂ１〜７ｄ１から交流電力が供給される。
【００２０】
電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１は、それぞれ電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１から供給された電力のうちゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１で消費されなかった残りの電力を送り出す。
【００２１】
図２は、第１の実施形態に係るゲート電源回路３ｄ１が絶縁された構成を示すブロック図である。ここでは、ゲート電源回路３ｄ１、電力受け入れ部６ｄ１及び電力送り出し部７ｄ１の構成について説明し、ゲート電源回路３ａ１〜３ｃ１、電力受け入れ部６ａ１〜６ｃ１及び電力送り出し部７ａ１〜７ｃ１のそれぞれの構成は同様であるため、説明を省略する。
【００２２】
ゲート電源回路３ｄ１は、絶縁変圧器４ｄと、整流器８ｄと、平滑コンデンサー９ｄとを備えている。絶縁変圧器４ｄは、一次巻線に電力受け入れ部６ｄ１が接続され、二次巻線に電力送り出し部７ｄ１が接続されている。絶縁変圧器４ｄは、三次巻線の出力を、整流器８ｄで整流し、平滑コンデンサー９ｄで平滑し、ゲート電源となる直流電源を出力している。絶縁変圧器４ｄは、各巻線相互間を電気的に絶縁している。従って、絶縁変圧器４ｄの絶縁耐力は、スイッチング素子１つの耐圧に相当する程度あれば充分である。
【００２３】
このような構成により、ゲート電源回路３ｄ１は、隣接するゲート電源回路３ｃ１との絶縁を確保することができる。また、同様の構成により、各ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１の相互間の絶縁を確保することができる。
【００２４】
本実施形態によれば、補助電源５からの電力を、最も低い電位の電力受け入れ部６ｄ１から順次に１段上の電位の電力受け入れ部６ｃ１〜６ａ１へ受け渡す構成とすることができる。これにより、各ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１間の絶縁は、各々に接続された電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１と電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１との間で取ればよい。
【００２５】
よって、各ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１間において必要とされる絶縁強度は１つのスイッチング素子が分担する電圧に対応する程度でよく、絶縁変圧器４ａ〜４ｄのサイズを小さくすることができる。
【００２６】
また、電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１より受け入れた電力のうち、ゲート電源として消費する分以外のほとんどの電力は電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１より送り出すことができ、各スイッチング素子のゲート電源同士の絶縁も同時に行うことができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る電力変換回路の構成図である。
【００２８】
本実施形態に係る電力変換回路は、図１に示す電力変換回路において、ゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１、電力受け入れ部６ａ１〜６ｄ１及び電力送り出し部７ａ１〜７ｄ１を、それぞれゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２、電力受け入れ部６ａ２〜６ｄ２及び電力送り出し部７ａ２〜７ｄ２に代えた点以外は、同様の構成である。
【００２９】
ゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２は、それぞれ電力受け入れ部６ａ２〜６ｄ２から入力された交流電力を直流電力に変換する。ゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２は、変換した直流電力をそれぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄに供給する。
【００３０】
電力受け入れ部６ｄ２は、補助電源５から交流電力が供給される。電力受け入れ部６ａ２〜６ｃ２は、それぞれ電力送り出し部７ｂ２〜７ｄ２から交流電力が供給される。
【００３１】
電力送り出し部７ａ２〜７ｄ２は、それぞれ電力受け入れ部６ａ２〜６ｄ２から供給された電力のうちゲート電源回路３ａ１〜３ｄ１で消費されなかった残りの電力を送り出す。
【００３２】
図４は、第２の実施形態に係るゲート電源回路３ｄ２が絶縁された構成を示すブロック図である。ここでは、ゲート電源回路３ｄ２、電力受け入れ部６ｄ２及び電力送り出し部７ｄ２の構成を説明し、ゲート電源回路３ａ２〜３ｃ２、電力受け入れ部６ａ２〜６ｃ２及び電力送り出し部７ａ２〜７ｃ２のそれぞれの構成は同様であるため、説明を省略する。
【００３３】
ゲート電源回路３ｄ２は、図２に示すゲート電源回路３ｄ１の絶縁変圧器４ｄの代わりに、発電機１１が設けられている。電力受け入れ部６ｄ２は、電動機１０を備えている。電力送り出し部７ｄ２は、発電機１２を備えている。
【００３４】
補助電源５は、電動機１０の入力側に接続されている。
【００３５】
電動機１０は、補助電源５から供給された電気エネルギーを、機械的なエネルギーに変換する。電動機１０は、変換した機械的なエネルギーを発電機１１に供給する。
【００３６】
発電機１１は、電動機１０から供給された機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換する。発電機１１は、変換した電気エネルギーをゲート駆動回路２ｄに供給する。発電機１１は、残りの機械的なエネルギーを発電機１２に伝える。
【００３７】
発電機１２は、発電機１１から伝えられた機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換する。発電機１２は、変換した電気エネルギーを次の段に送り出す。
【００３８】
このような構成により、電動機１０と発電機１１との間で絶縁が確保されているため、ゲート電源回路３ｄ２は、隣接するゲート電源回路３ｃ２との絶縁を確保することができる。同様の構成により、各ゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２の相互間の絶縁を確保することができる。
【００３９】
本実施形態によれば、補助電源５からの電力を、最も低い電位の電力受け入れ部６ｄ２から順次に１段上の電位の電力受け入れ部６ｃ２〜６ａ２へ受け渡す構成とすることができる。これにより、各ゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２間の絶縁は、各々に接続された電力受け入れ部６ａ２〜６ｄ２と電力送り出し部７ａ２〜７ｄ２との間で取ればよい。よって、各ゲート電源回路３ａ２〜３ｄ２間において必要とされる絶縁強度は１つのスイッチング素子が分担する電圧に対応する程度でよい。
【００４０】
また、機械−電気変換による絶縁を利用しているため、大きな絶縁耐力を得ることができる。
【００４１】
さらに、フライホイールのような機械的なエネルギー蓄積要素を用いることで、純電気的なシステムに比して、体積当りのエネルギー蓄積容量を大きくすることができる。また、フライホイールの原理を利用することにより、補助電源５の異常及び故障などに電力供給が喪失した場合であっても、暫くの間は、電力変換器の運転を継続することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る電力変換回路の構成図である。
【００４３】
本実施形態に係る電力変換回路は、図１に示す電力変換回路において、電力受け入れ部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１を、それぞれ電力受け入れ部６ａ１Ａ，６ｂ１Ａ，６ｃ１Ａ，６ｄ１Ａに代え、電力受け入れ部６ａ１Ａ，６ｂ１Ａ，６ｃ１Ａ，６ｄ１Ａにそれぞれ接続されたゲート信号復調部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、補助電源５に接続されたゲート信号源１４とを追加した点以外は、同様の構成である。
【００４４】
電力受け入れ部６ａ１Ａ〜６ｄ１Ａは、それぞれゲート信号復調部１３ａ〜１３ｄが接続されている点以外は、それぞれ図１に示す６ａ１〜６ｄ１と同様である。
【００４５】
ゲート信号源１４は、スイッチング素子１ａ〜１ｄを駆動するためのゲート信号を生成する。ゲート信号源１４は、生成したゲート信号を補助電源５に入力し、ゲート電源を変調する。即ち、ゲート信号源１４は、補助電源５から出力される電力に、パルス信号を重畳させる。
【００４６】
図６は、第３の実施形態に係るゲート信号とゲート信号源１４とが絶縁された構成を示すブロック図である。ここでは、ゲート信号復調部１３ｄにおける構成を説明し、ゲート信号復調部１３ａ〜１３ｃにおける構成は同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
ゲート信号復調部１３ｄは、電力受け入れ部６ｄ１Ａを介して、ゲート信号源１４により変調されたゲート電源が入力される。ゲート信号復調部１３ｄは、変調されたゲート電源をゲート信号として復調する。ゲート信号復調部１３ｄは、復調したゲート信号をゲート駆動回路２ｄに入力する。
【００４８】
このような構成により、ゲート駆動回路２ｄは、復調されたゲート信号に基づいて、スイッチング素子１ｄに対するゲート信号を生成する。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、スイッチング素子１ａ〜１ｄに対する各々のゲート信号とゲート信号源１４との間の絶縁を確保することができる。このため、例えば、絶縁をするための高い絶縁耐力を持つ絶縁伝送器などを必要としない電力変換回路を構成することができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る電力変換回路の構成図である。
【００５１】
本実施形態に係る電力変換回路は、直列に接続された４つのスイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、スイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ駆動するゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、ゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ電源を供給するゲート電源回路３ａ４，３ｂ４，３ｃ４，３ｄ４と、ゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ接続されたゲート復調部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、ゲート電源回路３ａ４〜３ｄ４及びゲート復調部１３ａ〜１３ｄが接続された絶縁変圧器４Ａと、絶縁変圧器４Ａに接続された補助電源５と、補助電源５に接続されたゲート信号源１４とを備えている。また、スイッチング素子１ａ〜１ｄには、それぞれ逆並列ダイオードが接続されている。
【００５２】
ゲート信号源１４は、ゲート信号を補助電源５に入力する。
【００５３】
補助電源５は、ゲート信号により変調された交流信号を、絶縁変圧器４Ａを経由して、ゲート電源回路３ａ４〜３ｄ４及びゲート信号復調部１３ａ〜１３ｄに供給する。
【００５４】
ゲート電源回路３ａ４〜３ｄ４は、供給された交流電力を直流電力に変換して、それぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄにゲート駆動電源を供給する。
【００５５】
ゲート信号復調部１３ａ〜１３ｄは、供給された交流信号に基づいて、それぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄにゲート信号を供給する。
【００５６】
これにより、ゲート駆動回路２ａ〜２ｄは、それぞれスイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを駆動する。
【００５７】
図８は、第４の実施形態に係る絶縁変圧器４Ａによる絶縁がされた構成を示すブロック図である。ここでは、ゲート電源回路３ｄ４における構成を説明し、ゲート電源回路３ａ４〜３ｃ４における構成は同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
ゲート電源回路３ｄ４は、図６に示すゲート電源回路３ｄ１において、絶縁変圧器４ｄを取り除き、絶縁変圧器４Ａから交流電力（ゲート電源）が供給されている点以外は同様である。
【００５９】
ゲート信号復調部１３ｄは、絶縁変圧器４Ａから変調されたゲート電源を得ている。
【００６０】
絶縁変圧器４Ａは、各ゲート電源回路３ａ４〜３ｄ４間の絶縁が確保できるように非常に長い絶縁性の磁心を有している。絶縁変圧器４Ａの磁心としては、例えばフェライトのような磁性材を用いる。これにより、磁心は、電気的に絶縁性でありながら優れた磁性体としての性能を有する。よって、絶縁変圧器４Ａは、高い絶縁耐力を持たせることができる。
【００６１】
本実施形態によれば、１つの絶縁変圧器４Ａにより全てのスイッチング素子１ａ〜１ｄに対して一括でゲート駆動電力とゲート信号を伝送することができる。これにより、電力変換回路を小型化することができる。
【００６２】
（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態に係る電力変換回路の構成図である。
【００６３】
本実施形態に係る電力変換回路は、直列に接続された４つのスイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、スイッチング素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ駆動するゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、ゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ電源を供給するゲート電源回路３ａ５，３ｂ５，３ｃ５，３ｄ５と、ゲート駆動回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ接続されたゲート復調部１３ａ５，１３ｂ５，１３ｃ５，１３ｄ５と、ゲート電源回路３ａ５〜３ｄ５及びゲート復調部１３ａ５〜１３ｄ５に導光路１５で接続された補助電源５Ａと、補助電源５Ａに接続されたゲート信号源１４とを備えている。また、スイッチング素子１ａ〜１ｄには、それぞれ逆並列ダイオードが接続されている。
【００６４】
ゲート信号源１４は、ゲート信号を補助電源５Ａに入力する。
【００６５】
導光路１５は、光を伝送するためのケーブルである。
【００６６】
補助電源５Ａは、ゲート電源を光として供給する電源である。補助電源５Ａは、ゲート信号源１４から入力されたゲート信号により変調された光をゲート電源回路３ａ５〜３ｄ５及びゲート信号復調部１３ａ５〜１３ｄ５に伝送する。
【００６７】
ゲート電源回路３ａ５〜３ｄ５は、補助電源５Ａから供給された光エネルギーを電力に変換する。ゲート電源回路３ａ５〜３ｄ５は、変換した電力をそれぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄに供給する。
【００６８】
ゲート信号復調部１３ａ５〜１３ｄ５は、補助電源５Ａから光信号が入力される。ゲート信号復調部１３ａ５〜１３ｄ５は、入力された光信号をゲート信号に復調する。ゲート信号復調部１３ａ５〜１３ｄ５は、復調したゲート信号をそれぞれゲート駆動回路２ａ〜２ｄに供給する。
【００６９】
これにより、ゲート駆動回路２ａ〜２ｄは、それぞれスイッチング素子１ａ〜１ｄを駆動する。
【００７０】
本実施形態によれば、各ゲート電源回路３ａ５〜３ｄ５間は、導光路１５で接続されているため、容易に高い絶縁耐力を持たせることができる。また、全てのスイッチング素子１ａ〜１ｄに対応するゲート駆動回路２ａ〜２ｄに対して並列にゲート駆動電力とゲート信号を供給することができる。
【００７１】
なお、各実施形態では、スイッチング素子を４つ直列に接続した構成としたが、スイッチング素子の数は、２つ以上であればいくつであってもよい。
【００７２】
第２の実施形態では、発電機１１，１２を別々に設ける構成としたが、これら２つを共通の発電機としてもよい。電気的な絶縁は、電動機１０と発電機１１（１２）との間で保つことができる。これにより、本実施形態に係る電力変換回路の小型化を図ることができる。
【００７３】
第５の実施形態では、光の形でゲート駆動電源及びゲート駆動信号を供給しているが、光に限らない。例えば、光より波長の長い電磁波であるマイクロ波帯などの電波を用いてもよい。この場合、機器の小型化の観点から電波の波長は短い方が望ましい。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力変換回路の構成図。
【図２】第１の実施形態に係るゲート電源回路が絶縁された構成を示すブロック図。
【図３】第２の実施形態に係る電力変換回路の構成図。
【図４】第２の実施形態に係るゲート電源回路が絶縁された構成を示すブロック図。
【図５】第３の実施形態に係る電力変換回路の構成図。
【図６】第３の実施形態に係るゲート信号とゲート信号源とが絶縁された構成を示すブロック図。
【図７】第４の実施形態に係る電力変換回路の構成図。
【図８】第４の実施形態に係る絶縁変圧器による絶縁がされた構成を示すブロック図。
【図９】第５の実施形態に係る電力変換回路の構成図。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ〜１ｄ…スイッチング素子、２ａ〜２ｄ…ゲート駆動回路、３ａ１〜３ｄ１…ゲート電源回路、５…補助電源、６ａ１〜６ｄ１…電力受け入れ部、７ａ１〜７ｄ１…電力送り出し部。
【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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