(57)【要約】【課題】低価格化かつ小型化が可能で、高力率で３相交流電源を直流電源へ変換できる直流電源装置を得ること。【解決手段】３相交流電源を直流電源へ変換する際に３相の力率改善を同時に実施し負荷へ直流電源を供給する３相用力率改善回路は、３相交流電源の各相において、単相全波整流と力率改善とを同時に実施し負荷への直流電源を並列に形成する３台の単相用力率改善回路で構成される。３台の単相用力率改善回路は、それぞれ、スイッチング素子がＯＮしている期間に該スイッチング素子を通して単相全波整流回路の負極出力端と出力コンデンサの負極端との接続ラインへ流れる電流が負荷側へ出力されるのを阻止する出力阻止ダイオードと、前記接続ラインにおいて、前記単相全波整流回路の負極出力端と前記出力阻止ダイオードとの間に挿入された第２のチョークコイルとを備える。【選択図】        図１
2012010507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電源を直流電源へ変換する際に３相の力率改善を同時に実施し負荷へ直流電源を供給する３相用力率改善回路を備えた直流電源装置であって、
前記３相用力率改善回路は、前記３相交流電源の各相において、単相全波整流と力率改善とを同時に実施し前記負荷への直流電源を並列に形成する３台の単相用力率改善回路で構成され、
前記３台の単相用力率改善回路は、それぞれ、
前記３相交流電源の対応する相による単相電源を全波整流する単相全波整流回路と、
第１のチョークコイル、スイッチング素子、出力ダイオードおよび出力コンデンサを備える昇圧回路と、
前記単相全波整流回路の出力電圧波形に同期して前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで前記単相全波整流回路の正極出力端から出力され前記第１のチョークコイルを前記出力ダイオードに向かって流れる電流をスイッチング制御し、前記出力ダイオードを通して前記出力コンデンサに前記負荷へ供給する直流電圧を形成させる制御回路と、
前記単相全波整流回路の負極出力端と前記出力コンデンサの負極端との接続ラインに挿入され、前記スイッチング素子がＯＮしている期間に該スイッチング素子を通して前記接続ラインへ流れる電流が前記負荷側へ出力されるのを阻止する出力阻止ダイオードと、
前記接続ラインにおいて、前記単相全波整流回路の負極出力端と前記出力阻止ダイオードとの間に挿入された第２のチョークコイルと、
を備えていることを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子は、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記出力ダイオードおよび前記出力阻止ダイオードは、それぞれＳｉＣのショットキーバリアダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源を直流電源へ変換する直流電源装置に関し、特に３相交流電源を入力とする直流電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３相交流電源を入力とする直流電源装置の利用分野として、例えば、艦船用または航空機用の電源システムでは、３相交流電源として、ＡＣ４４０Ｖｒｍｓなど比較的大きな交流電圧を出力する３相発電機を一次電源とするが、一次電源を全波整流した際に発生する高調波リプル電流が、一次電源や該一次電源を共有する他の機器に悪影響を与えるのを防ぐために、極めて低い高調波リプルや高力率でＡＣ／ＤＣ変換できる直流電源装置が要求されている。
【０００３】
ここで、艦船用または航空機用の電源システムで使用される従来の直流電源装置では、３相用の力率改善回路を、３相発電機にチョークコイルを介して接続される３相ブリッジ回路とこの３相ブリッジ回路を制御する３相力率制御回路とで構成したものが知られている。
【０００４】
３相ブリッジ回路は、ダイオードが逆並列に接続されたスイッチング素子の２個の直列回路の３組を並列に出力コンデンサの両端に接続し、各直列回路の直列接続端がチョークコイルを介して３相発電機の対応する相に接続されたスイッチング回路であり、６個のダイオードによる３相全波整流と、各相のチョークコイルと６個のスイッチング素子と６個のダイオードによる昇圧回路を利用した力率改善とを行う。
【０００５】
３相力率制御回路は、チョークコイルを介して３相ブリッジ回路に入力される交流電圧および交流電流を検出し、それをｄｑ変換した後に、力率補償制御や電流制御を行うための演算と、３相ブリッジ回路から負荷（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ）への出力電圧に基づく電圧制御を行うための演算とを同時に実施し、３相ブリッジ回路の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ比を決定するように構成される。
【０００６】
これによって、３相ブリッジ回路では、３相交流電圧に同期して制御されたＯＮ／ＯＦＦ比によるスイッチング周波数で、直接３相交流電圧を高速スイッチングするので、入力電圧波形と同相の電流が正弦波状に流れるように制御され、３相全波整流と昇圧動作を利用した３相の力率改善とが同時に実施される。
【０００７】
なお、特許文献１では、ダイオードブリッジ構成の単相全波整流回路の出力側に複数個の同一仕様コンバータモジュールを並置し、力率改善、高調波リップル抑制、指定された電圧値の直流電圧の生成が行えるコンバータ装置が開示されている。
【０００８】
また、非特許文献１では、現在、広く使用されている単相交流の電源システムで使用する直流電源装置として、無効電力を低く抑えるために全波整流時に流れる交流電流を、入力電圧波形に同期させて正弦波状に流れるように制御する単相用力率改善回路を備え、力率を１に近づけるとともに、高調波リップルを抑制し、一次電源である単相電源を共有する他の機器にストレスが加わらないよう配慮された直流電源装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１１８９６６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】富士スイッチング電源制御用ＩＣ  Application Note“力率改善用ＩＣ  ＦＡ５５００Ａ／ＦＡ５５０１Ａ”０９−０１  富士電機デバイスデクノロジー（株）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、３相の力率改善および３相全波整流を一括して実施する構成では、３相力率制御回路は、非常に複雑な演算を行う必要があるため、独自に複雑な制御プログラムを開発してＰＬＤ(Programmable Logic Device)やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array)などに書き込んで構成する必要があり、コストアップの要因となっていた。
【００１２】
また、艦船用や航空機用の電源システムで使用される３相発電機の出力電圧は、例えばＡＣ４４０Ｖｒｍｓと高いために、３相ブリッジ回路の各スイッチング素子の耐電圧は１０００Ｖ程度となり、それを高速スイッチングさせるので、放熱対策のために回路全体が大型化してしまうといった問題もあった。
【００１３】
そこで、特許文献１に示される例に倣って、３相交流電源の各相に、非特許文献１に示される単相用力率改善回路をそれぞれ適用して３相用力率改善回路を構成することが考えられる。この構成によれば、低価格化かつ小型化が可能である。しかし、３台の単相用力率改善回路は、共通の負荷に並列に直流電源を供給するので、３台の単相用力率改善回路の相互間で、或る相の単相用力率改善回路においてＯＮしているスイッチング素子を流れる電流が、他の２相の単相用力率改善回路を経由して３相交流電源の対応する相に戻ってくるスイッチング制御できないリターン電流となるので、力率が悪くなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低価格化かつ小型化が可能で、高力率で３相交流電源を直流電源へ変換できる直流電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、３相交流電源を直流電源へ変換する際に３相の力率改善を同時に実施し負荷へ直流電源を供給する３相用力率改善回路を備えた直流電源装置であって、前記３相用力率改善回路は、前記３相交流電源の各相において、単相全波整流と力率改善とを同時に実施し前記負荷への直流電源を並列に形成する３台の単相用力率改善回路で構成され、前記３台の単相用力率改善回路は、それぞれ前記３相交流電源の対応する相による単相電源を全波整流する単相全波整流回路と、第１のチョークコイル、スイッチング素子、出力ダイオードおよび出力コンデンサを備える昇圧回路と、前記単相全波整流回路の出力電圧波形に同期して前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで前記単相全波整流回路の正極出力端から出力され前記第１のチョークコイルを前記出力ダイオードに向かって流れる電流をスイッチング制御し、前記出力ダイオードを通して前記出力コンデンサに前記負荷へ供給する直流電圧を形成させる制御回路と、前記単相全波整流回路の負極出力端と前記出力コンデンサの負極端との接続ラインに挿入され、前記スイッチング素子がＯＮしている期間に該スイッチング素子を通して前記接続ラインへ流れる電流が前記負荷側へ出力されるのを阻止する出力阻止ダイオードと、前記接続ラインにおいて、前記単相全波整流回路の負極出力端と前記出力阻止ダイオードとの間に挿入された第２のチョークコイルとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、３相用力率改善回路を相毎に設けた３台の単相用力率改善回路で構成する。そして、或る相の単相用力率改善回路においてＯＮしているスイッチング素子を流れる電流が、他の２相の単相用力率改善回路を経由して３相交流電源の対応する相に戻ってくるリターン電流とならず、自単相用力率改善回路において直接第２のチョークコイルを通して単相全波整流回路の戻るようにしたので、自単相用力率改善回路において第１のチョークコイルを流れる電流も第２のチョークコイルを流れる電流も同じ正弦波状に制御できる。したがって、低価格化かつ小型化が可能で、高力率で３相交流電源を直流電源へ変換できる直流電源装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による直流電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、比較例の直流電源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、動作を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる直流電源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態による直流電源装置の構成を示すブロック図である。図２は、理解を容易にするために用いる比較例の直流電源装置の構成を示すブロック図である。図３は、動作を説明する波形図である。
【００２０】
図１において、３相交流電源１は、例えば、艦船用または航空機用の電源システムにおいて一次電源として使用されている３相発電機である。３相発電機１の出力電圧は、例えばＡＣ４４０Ｖｒｍｓである。
【００２１】
この実施の形態による直流電源装置は、３相用力率改善回路が、３相発電機１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に配置した単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａによって構成されている。図１では、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａの各出力は、共通負荷としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５に並列に入力されるとしている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａの各出力電圧を、搭載する電子機器の仕様に適合させた直流電圧へ変換し、後段回路へ供給する。
【００２２】
単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａは、それぞれ同一構成であって、単相全波整流回路１０と、平滑コンデンサ１１と、チョークコイル１２、スイッチング素子１３と、駆動回路１４と，電流検出器１５と、出力ダイオード１６と、出力コンデンサ１７と、制御回路１８と、出力阻止ダイオード１９と、チョークコイル２０とを備えている。そのうち、チョークコイル１２、スイッチング素子１３、出力ダイオード１６および出力コンデンサ１７は、全体として昇圧回路を構成している。なお、チョークコイル１２，２０は、同じ巻線構造を有するものであり、１個のコア材に２つの巻き線を巻いて構成されたノーマルモードチョークコイルを用いることができる。
【００２３】
単相全波整流回路１０は、４個のダイオードをブリッジ接続した構成である。単相全波整流回路１０の一方の入力端は、単相用力率改善回路２ａではチョークコイル２１を介して３相発電機１のＵ相出力端に接続され、単相用力率改善回路３ａではチョークコイル２２を介して３相発電機１のＶ相出力端に接続され、単相用力率改善回路４ａではチョークコイル２３を介して３相発電機１のＷ相出力端に接続されている。単相全波整流回路１０の他方の入力端は、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａにおいて共通に、３相発電機１の中性点Ｎに接続されている。
【００２４】
単相全波整流回路１０の正極出力端にチョークコイル１２の一端が接続され、単相全波整流回路１０の負極出力端にチョークコイル２０の一端が接続され、両接続ラインの間に平滑コンデンサ１１が接続されている。また、単相全波整流回路１０の正極出力端および負極出力端は、制御回路１８に接続されている。
【００２５】
チョークコイル１２の他端は出力ダイオード１６のアノード端子に接続され、出力ダイオード１６のカソード端子は出力コンデンサ１７の一端（正極端）とＤＣ／ＤＣコンバータ５の正極入力端とに接続されている。また、チョークコイル２０の他端は出力阻止ダイオード１８のカソード端子に接続され、出力阻止ダイオード１８のアノード端子は出力コンデンサ１７の他端（負極端）とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端とに接続されている。
【００２６】
そして、チョークコイル１２の他端と出力ダイオード１６のアノード端子との接続ラインと、チョークコイル２０の他端と出力阻止ダイオード１８のカソード端子との接続ラインとの間に、スイッチング素子１３と電流検出器１５とが直列に配置されている。駆動回路１４は、制御回路１８からの駆動信号に従ってスイッチング素子１３をＯＮ／ＯＦＦ駆動する。電流検出器１５は、スイッチング素子１３のＯＮ動作時に流れる電流を検出して制御回路１８に出力する。制御回路１８には、出力コンデンサ１７の端子電圧、つまりＤＣ／ＤＣコンバータ５への出力電圧も入力される。
【００２７】
単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａのそれぞれにおける昇圧回路（チョークコイル１２、スイッチング素子１３、出力ダイオード１６および出力コンデンサ１７）では、スイッチング素子１３が平滑コンデンサ１１に充電された直流電圧を高速スイッチングする。チョークコイル１２では、スイッチング素子１３がＯＮしている期間に流れる電流２６に比例した電磁エネルギーが蓄積され、スイッチング素子１３がＯＦＦしている期間に、電流を同方向に連続的に流す作用により、その蓄積されている電磁エネルギーによる電流２７が出力ダイオード１６を介して出力コンデンサ１７に供給され、出力コンデンサ１７に昇圧した出力電圧（直流電圧）が充電生成される。
【００２８】
また、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａのそれぞれにおける制御回路１８は、単相全波整流回路１０から入力される出力電圧（交流入力の電圧）と、電流検出器１５から入力される電流とを監視しながら、スイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦを制御するとともに、その交流入力の電圧波形と、単相全波整流回路１０から入力される出力電流（交流入力の電流）とが同相となり、かつ出力コンデンサ１７に充電生成される出力電圧が所定の電圧値となるように、スイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ比を制御することで、力率を１に近づけるとともに、出力電圧を安定化させることを実施する。
【００２９】
ここで、出力阻止ダイオード１９およびチョークコイル２０を備えた構成での動作については、理解を容易にするため、図２および図３も参照して説明する。図２では、図１に示した構成において、３相用力率改善回路を、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａに代えて、単相用力率改善回路２ｂ，３ｂ，４ｂで構成した場合が示されている。その他の構成は、図１と同様である。
【００３０】
単相用力率改善回路２ｂ，３ｂ，４ｂは、それぞれ非特許文献１に示された単相用力率改善回路であって、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａにおいて、出力阻止ダイオード１９およびチョークコイル２０を削除した構成である。
【００３１】
また、図３では、交流発電機１から出力される各相の電圧波形と、全波整流回路による電流波形とが示されている。各相の電圧波形のうち、Ｕ相電圧波形は実線で示し、Ｖ相電圧波形とＷ相電圧波形は点線で示してある。全波整流回路による電流波形は、電圧波形と対応付けるため、負の半周期では、極性を反転させず電圧波形と同じ変化をする波形として表し、Ｕ相電流波形、Ｖ相電流波形、Ｗ相電流波形と表記してある。Ｕ相電流波形は実線で示し、Ｖ相電流波形とＷ相電流波形は点線で示してある。
【００３２】
図３（ア）では、ダイオードブリッジ構成の単相全波整流回路のみを備える場合の、各相の入力電圧波形と、Ｕ相電流波形とが示されている。単相全波整流回路のみの場合は、電流波形が、発生する高調波リプル電流により、潰れた正弦波状になっていることが示されている。図３（イ）では、図２に示した構成での、各相の入力電圧波形と、Ｕ相電流波形とが示されている。図３（ウ）では、図１に示した構成での、各相の入力電圧波形と、各相の電流波形とが示されている。
【００３３】
さて、図２において、交流発電機１のＵ相を担当する単相用力率改善回路２ｂを用いて説明すると、交流発電機１のＵ相電圧が印加されている単相全波整流回路１０は、Ｕ相電圧に同期した波形の高調波リプルを含んだ整流電圧（交流電圧）を正極出力端と負極出力端間に出力する。これによって、平滑コンデンサ１１に充電が行われることで、交流発電機１のＵ相から流れ出たＵ相電流が、チョークコイル２１にて電源ノイズが抑圧されて単相全波整流回路１０に入力し、単相全波整流回路１０の正極出力端からチョークコイル１２に向けて出力され、平滑コンデンサ１１に高調波リプルを含んだ直流電圧が充電生成される。
【００３４】
制御回路１８は、スイッチング素子１３のＯＮ時間幅を、入力電圧が低いときは狭くなり、入力電圧が高くなるに伴って徐々に広くなっていくようにする制御指令を駆動回路１４に与え、スイッチング素子１３に入力電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ比を変化させたスイッチング動作を行わせる。
【００３５】
そうすると、単相全波整流回路１０の正極出力端からチョークコイル１２に向けて出力されたＵ相電流は、スイッチング素子１３がＯＮしている期間では、スイッチング素子１３〜電流検出器１５を介して、単相全波整流回路１０の負極出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端と間の接続ラインへ流れる電流２６となり、スイッチング素子１３がＯＦＦしている期間では、出力ダイオード１６を介して出力コンデンサ１７およびＤＣ／ＤＣコンバータ５の正極入力端へ向かう電流２７となる。
【００３６】
この場合、チョークコイル１２から出力ダイオード１６に向けて流れる電流（Ｕ相電流）２７は、スイッチング素子１３にて、ＯＮ／ＯＦＦ比が変化する態様でスイッチングされるので、正の半周期では図３（イ）に実線で示す鋸波状で流れる。制御回路１８は、Ｕ相の入力電圧波形に同期させてスイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ比を制御し、鋸波状で流れる電流２７を入力電圧と同じ正弦波状となるように制御する。正弦波状となった鋸波電流２７は、出力ダイオード１６から出力コンデンサ１７に出力され、出力コンデンサ１７に充電されて出力電圧となる。
【００３７】
一方、交流発電機１のＵ相から流れ出るＵ相電流は、チョークコイル２１にてノイズ成分が抑圧されるので、制御回路１８への入力電圧と同じ滑らかな正弦波状になる。その結果、高調波成分の少ない高力率な電力変換が行える。
【００３８】
しかし、スイッチング素子１３がＯＮしている期間に、単相全波整流回路１０の負極出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端と間の接続ラインへ流れる電流２６は、単相全波整流回路１０の負極出力端に向かう電流２９とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端に向かう電流３０とに分流する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端に向かう電流３０は、単相用力率改善回路３ｂ，４ｂにおける、単相全波整流回路１０の負極出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端と間の接続ラインへ流れる電流３１，３２となる。この電流３１，３２は、単相用力率改善回路２ｂでのスイッチング制御を受けないで交流発電機１のＵ相に戻るリターン電流となる。
【００３９】
図３（イ）に示す負の半周期のＵ相電流は、交流発電機１のＵ相へのリターン電流３１，３２によるものを示しているが、単相用力率改善回路２ｂでのスイッチング制御を受けていないので、図３（ア）に示したダイオードブリッジによる全波整流だけの場合と同じに、潰れた正弦波状の波形となってしまう。このように、単相用力率改善回路２ｂでは、リターン電流３１，３２を、スイッチング制御できないから、Ｕ相電流は、図３（イ）に示すように、正弦波状にならない部分を含み、力率が悪化してしまう。このことは、単相用力率改善回路３ｂ，４ｂにおいても同様である。
【００４０】
これに対して、この実施の形態では、図１に示すように、単相用力率改善回路２ａ，３ａ，４ａのそれぞれにおいて、単相全波整流回路１０の負極出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端と間の接続ラインに、出力阻止ダイオード１９とチョークコイル２０とを介在させてある。
【００４１】
図１に示す構成によれば、単相用力率改善回路２ａにおいて、スイッチング素子１３がＯＮしている期間に、単相全波整流回路１０の負極出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端と間の接続ラインへ流れる電流２６からＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極入力端に向かう方向に分岐する電流が、出力阻止ダイオード１９により、単相用力率改善回路３ａ，４ａ側へ流れ出すのが阻止されるので、電流２６の全てがチョークコイル２０を通って単相全波整流回路１０の負極出力端の戻ることになる。
【００４２】
このとき、チョークコイル２０に蓄積される電磁エネルギーは、スイッチング素子１３がＯＦＦしたときに、出力阻止ダイオード１９をＯＮさせ、出力コンデンサ１７およびＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極側から電流を引き出し、その引き出した電流を出力阻止ダイオード１９からチョークコイル２０〜単相全波整流回路１０の負極出力端へ向かって流れるように付勢する作用を営む。
【００４３】
つまり、スイッチング素子１３がＯＦＦしている期間では、全波整流回路１０の正極出力端から出力されるＵ相電流は、スイッチング素子１３のＯＮ時にチョークコイル１２に蓄えられた電磁エネルギーにより、出力ダイオード１６を介して出力コンデンサ１７とＤＣ／ＤＣコンバータ５に向かって流れる。同時に、スイッチング素子１３の同じＯＮ時にチョークコイル２０に蓄えられた電磁エネルギーにより、出力阻止ダイオード１９を介して出力コンデンサ１７およびＤＣ／ＤＣコンバータ５の負極側から引き出された電流が全波整流回路１０の負極出力端に向かって流れることになる。
【００４４】
このように、単相用力率改善回路２ａでは、Ｕ相電流がスイッチング制御を受けつつ環流する。したがって、Ｕ相電流は、図３（ウ）に示すように、正の半周期も負の半周期もスイッチング制御されていることを示す鋸波状で流れる。このことは、単相用力率改善回路３ａ，４ａにおいても同様である。
【００４５】
チョークコイル１２，２０は、同じ巻き線構造であるので、チョークコイル１２を流れた電流と同じ波形の電流がチョークコイル２０にも流れることになる。したがって、制御回路１８によって正弦波状に制御された電流は、正弦波状のまま３相発電機１に戻ることができ、力率を限りなく１に近づけることが可能となる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態によれば、非常に高力率でＡＣ／ＤＣ変換できる３相用力率改善回路を、単相用力率改善回路を３回路使用することで実現できるので、複雑な制御プログラムを開発することなく、低価格化が図れる。また、同じ回路構成の単相用力率改善回路を複数台製造することで３相用の高力率な直流電源装置を実現することが可能となるので、低価格で効率のよい生産ができるようになり、電源システム全体を低価格で実現することが可能となる。
【００４７】
ここで、３相交流電源が、艦船や航空機搭載されている３相発電機のように、高い電圧（例えばＡＣ４４０Ｖｒｍｓ）を出力する場合、スイッチング素子１３には、１０００Ｖ以上の耐圧が必要となり、加えて高速でスイッチングができてＯＮ時の抵抗が非常に小さいことが必要となる。また、出力段に挿入された出力ダイオード１７および出力阻止ダイオード１９には、高耐圧で逆回復特性の優れたダイオードが必要である。
【００４８】
この点については、この実施の形態では、スイッチング素子１３に、現在広く使用されているスイッチング素子である絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）やＳｉ（シリコン）ＭＯＳＦＥＴよりもオン抵抗が小さく高速スイッチングが可能なＳｉＣ（炭化ケイ素）のＭＯＳＦＥＴを使用し、出力ダイオード１７および出力阻止ダイオード１９に、Ｓｉのショットキーバリアダイオード（Ｓｉ−ＳＢＤ）よりも高耐圧で逆回復特性の優れたＳｉＣ-ＳＢＤを使用することができるので、より一層小型で高効率な直流電源装置を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる直流電源装置は、低価格化かつ小型化が可能で、高力率で３相交流電源を直流電源へ変換できる直流電源装置として有用であり、特に、艦船用または航空機用の電源システムで使用する直流電源装置として好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ３相交流電源（３相発電機）
２ａ，３ａ，４ａ  単相用力率改善回路
５  ＤＣ／ＤＣコンバータ（負荷）
１０  単相全波整流回路
１１  平滑コンデンサ
１２  チョークコイル（第１のチョークコイル）
１３  スイッチング素子
１４  駆動回路
１５  電流検出器
１６  出力ダイオード
１７  出力コンデンサ
１８  制御回路
１９  出力阻止ダイオード
２０  チョークコイル（第２のチョークコイル）
【図１】
2012010507.tif 000003
【図２】
2012010507.tif 000004
【図３】
2012010507.tif 000005