【手続補正書】
【提出日】平成20年3月13日(2008.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】コンバータの改良
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  高い入力電圧（ＶＳ）から交流電圧出力波形を創生するためのコンバータであって、
前記高い入力電圧を受け取るための少くとも２つの入力ノード（５０，６０）と、前記出力波形のための取り出しポイントを提供するように構成された２つの出力ノード（７０，８０）とを画定するように接続された複数のスイッチング組立体（１〜４）を有するブリッジ回路と、
該ブリッジ回路の各スイッチング組立体の各スイッチングデバイスに制御信号を供給するための制御回路と、
前記出力ノードを跨いで接続された共振回路（１００）と、
から成り、
前記各スイッチング組立体は、前記ブリッジ回路の１つのアームを画定するように１つの入力ノードと１つの出力ノードの間に直列に接続された少くとも２つの半導体スイッチングデバイス（ＳＷＡ１，ＳＷＡＮ）・・・）と、該ブリッジ回路の各アームのスイッチングデバイスの各々と並列に接続されたキャパシタ（ＣＡ１，ＣＡＮ・・・）とから成り、
前記制御回路は、前記出力ノードを介して前記共振回路の共振周波数に実質的に等しい出力波形を創生するために、前記ブリッジ回路の各アームのスイッチング組立体のスイッチングデバイスを、該共振回路の共振周波数に実質的に等しい周期を有するパターンでオン・オフする制御信号を発生するようになされていることを特徴とするコンバータ。
【請求項２】  前記ブリッジの各アーム中に少くとも１０個のスイッチングデバイスが接続されている請求項１に記載のコンバータ。
【請求項３】  前記制御回路は、前記共振回路の電流の１つの半サイクルにおいて前記ブリッジ回路の１つのアーム中の各スイッチングデバイスをオン状態からオフ状態にスイッチし、次の半サイクルにおいてオフ状態からオン状態にスイッチするように構成されており、該スイッチング動作は、実質的に該共振回路の共振周波数で実施される請求項１又は２に記載のコンバータ。
【請求項４】  前記少くとも１つのスイッチングデバイス又は各スイッチングデバイスを跨いで接続されたキャパシタの容量値は、オン状態からオフ状態に、又はその逆にスイッチされるとき対応するスイッチングデバイスの前後間の電圧変化率を決定するように選択されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項５】  前記ブリッジ回路の各アームのスイッチングデバイスを跨ぐすべてのキャパシタが実質的に同じ容量値を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項６】  前記制御回路は、前記スイッチングデバイスの１つ又はそれ以上がスイッチオフされる前に、スイッチングデバイスを跨いで接続された前記キャパシタを放電させるように前記出力ノード間の電圧がゼロをよぎるのと実質的に同時に前記ブリッジ回路のすべてのスイッチングデバイスをオン状態に保持するように制御する構成とされている請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項７】  前記制御回路は、前記共振回路の前後間の電圧がゼロをよぎるたびに前記スイッチングデバイスをそれらがすべて所定時間の間スイッチオンされるように制御する構成とされている請求項６に記載のコンバータ。
【請求項８】  前記制御回路は、単一の指令信号を発生し、その信号を改変して前記ブリッジ回路の各アームのすべてのデバイスのスイッチ状態をそれぞれ決定する適正な制御信号を発生する中央処理ユニットから成る請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項９】  前記共振回路は、前記出力ノード間の容量性素子と、該容量性素子に直列に接続させた誘導性素子から成る請求項１〜８のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項１０】  前記制御回路は、前記スイッチング組立体のスイッチングデバイスを、その各々が前記共振回路の前後間の電圧、従って前記出力ノード間の電圧がゼロをよぎるのと実質的に同時にオン状態からオフ状態又はその逆にスイッチされるように制御する構成とされている請求項１〜９のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項１１】  前記入力ノードの少くとも１つと該入力ノードに接続されたスイッチングデバイスとの間に直列にインダクタが接続されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項１２】  前記出力ノードの間に接続された一次巻線と、前記出力波形を取り出すことができる出力端を構成する二次巻線を有する絶縁変圧器を含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコンバータ。
【請求項１３】  定常ＤＣ入力電圧を交流出力電圧波形に変換するためのコンバータであって、少くとも２対のアームを有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のコンバータから成り、該４つのアームは、２つの入力ノードを画定するようにブリッジ回路内で互いに接続されており、前記入力電圧が該２つの入力ノードの間に接続されたことを特徴とするコンバータ。
【請求項１４】  多相交流電圧波形を単相交流出力電圧波形に変換するためのコンバータであって、
各々供給電力の１位相からノード間の入力電圧（ＶＳ）を受け取るようになされた少くとも２つの入力ノード（９０）と、前記単相交流出力電圧波形のための取り出しポイントを提供するように構成された２つの出力ノード（７０，８０）を画定するように接続された複数のスイッチング組立体（１〜４）を有するブリッジ回路と、
該ブリッジ回路の各スイッチング組立体に制御信号を供給するための制御回路と、
前記出力ノードを跨いで接続された共振回路（１００）と、
から成り、
前記各スイッチング組立体は、前記ブリッジ回路の１つのアームを画定するように１つの入力ノードと１つの出力ノードの間に直列に接続された少くとも２つの半導体スイッチングデバイス（ＳＷＡ１，ＳＷＡＮ）・・・）から成り、
前記制御回路は、前記出力ノード間に前記共振回路の共振周波数に実質的に等しい出力波形を創生するために前記マトリックス回路の各アームのスイッチング組立体のスイッチングデバイスを、該共振回路の共振周波数に実質的に等しい周期を有するパターンでオンオフする制御信号を発生するようになされており、前記共振回路は、前記入力波形の周波数より高い周波数を有することを特徴とするコンバータ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図を参照して本発明の好ましい実施形態を例として説明する。
図１に示された高電圧変換回路は、ＤＣ入力電圧Ｖｓを単相ＡＣ出力電圧ＶＬに変換するように構成されている。この回路は、４アームブリッジを画定するように互いに接続された、それぞれスイッチング組立体１，２，３，４を含む４つの同一アームを有するブリッジ回路から成る。各スイッチング組立体は、この装置が取り扱うべき入力電圧の最大限値に応じて最高８０個までの直列接続のスイッチングデバイスＳＷＡ（１〜Ｎ），ＳＷＢ（１〜Ｎ），ＳＷＣ（１〜Ｎ），ＳＷＤ（１〜Ｎ）から成る。図には、簡略化のために各アームに２つだけのスイッチングデバイス（以下、単に「デバイス」とも称する）が示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図１に示されるように、ブリッジの各スイッチングデバイスＳＷＡ１・・・（図では各アームに２つだけが示されている）は、高電圧半導体スイッチングデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ又はＧＴＯ）と、該スイッチングデバイスを跨いで並列に接続されたダイオードと、印加される制御信号によって該スイッチングデバイスの状態をスイッチすることができる絶縁（孤立）制御器１０と、該スイッチングデバイスと並列に接続されたキャパシタＣＡ，ＣＢ，ＣＣ，ＣＤとから成る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
各絶縁制御器に印加される制御信号は、各デバイスのスイッチングのタイミングを所定のパターンで調整（コオーディネート）する制御回路手段（図示せず）によって供給される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
制御回路（図示せず）は、例えば、各スイッチングデバイスのためのそれぞれの絶縁制御器１０に供給する個々の制御信号を発生するマイクロプロセッサから成る。各制御信号は、対応するスイッチングデバイスの状態をオンからオフへ、又は、その逆に切り換えるための絶縁制御器に対する指令の周期的に反復されるパターンである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
この実施形態においてもやはり、ブリッジの各スイッチング組立体に多数のスイッチングデバイスＳＷＡ（１〜Ｎ），ＳＷＢ（１〜Ｎ）・・・（図には２対だけが示されている）が直列に接続されている。ただし、この実施形態では、各スイッチングデバイスは、ｎ個の単一のスイッチングデバイスではなく、１対の背中合わせに接続されたスイッチングデバイスから成る。各スイッチングデバイスを跨いでダイオードが並列に接続され、２つの背中合わせのデバイスを跨いで単一のキャパシタが並列に接続されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
各対の背中合わせ接続スイッチングデバイスは、入力波形が第１実施形態の場合のようにＤＣではなくＡＣであるこの第２実施形態において必要とされる双方向スイッチを構成する。もちろん、当業者には明らかなように、この構成は、適当な制御信号を印加することによって、電流の流れを単にスイッチオン・オフさせるのではなく、電流の流れを２方向にスイッチすることを可能にする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図１の実施形態の場合と同様に、電力供給源からこの変換回路への実質的に一定した電流の供給を保証するために入力インダクタＬＳＡ，ＬＳＢ，ＬＳＣ，ＬＳｄが設けられている。ただし、この実施形態では、１つの入力ノードに対して１つづつ、合計３つの入力インダクタが必要とされる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
各対のスイッチングデバイスの絶縁制御器１０’に制御信号を送る制御回路（図示せず）が設けられる。第１実施形態の場合と同様に、各スイッチングデバイスのスイッチングは、共振回路の前後間の電圧がゼロをよぎるときに行われるが、図２の実施形態においては各位相のための入力インダクタＬｓＡ，ＬＳＢ，ＬＳＣ内に電流の適正な制御を維持する必要があるので、各スイッチングデバイスのスイッチングパターンは、第１実施形態のそれより複雑である。それ（各位相のための入力インダクタ内に適正な電流を維持するように制御すること）は、共振回路の数回の半サイクルに亙っての平均電圧が電流をどの瞬間時点においても当該位相の供給電圧に対して適正であると考えられる値に昇降させるような態様に、共振回路の両側に跨るインダクタをスイッチすることによって達成される。そのような制御は、共振回路の共振周波数が入力周波数よりはるかに高いので、容易に達成することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2003528562.tif 000001
【図２】
2003528562.tif 000002