(57)【要約】【課題】スイッチング素子を使う電力変換装置において、高速スイッチングを行う際に発生するノイズが問題となっている。このノイズは素子損失を減らすためにｄｖ／ｄｔを大きくするとより高く大きなパワーのノイズとして発生し、電力変換装置の損失低減の大きな障害となっている。【解決手段】パルス幅変調を用いた電圧型電力変換装置において、電力変換装置の直流中間電位と、負荷出力点をキャパシタを介して接続することにより、高周波ノイズを低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を用いて直流から任意の電力に変換する装置において、負荷出力点にコンデンサが接続され、当該コンデンサと電力変換装置の直流中間電位が接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
負荷側に接続する前記コンデンサは、前記電力変換装置の直後に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
負荷側に接続する前記コンデンサは、前記電力変換装置の直前に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
請求項１の電力変換装置において、多相出力を持ち、多相出力点の直後に３相Ｙ結線のコンデンサが接続されており、そのコンデンサの中性点が電力変換装置の直流中間電位に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用半導体素子を使用した電力変換装置であり、特に高周波コモンモードノイズを低減させるものである。
【背景技術】
【０００２】
図２を用いて背景技術を説明する。
【０００３】
一般にある直流電力を任意の電力に変換する電力変換装置は、図２のように直流電源５と、その直流電圧をインバータ回路やチョッパ回路などの電力変換回路６を用いて任意の電圧、周波数に変換し負荷７の電気機器を駆動する構成が一般的である。この電力変換回路は電力半導体素子を用い、高速でスイッチングし動作するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９４３８１号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５９２９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】藤本、森本他「統合接地システムにおけるＰＷＭインバータの漏洩電流の低下」平成１９年電気学会全国大会４−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力変換器において、電力用半導体素子がスイッチングする際に発生するコモンモード電圧を低下させることにある。
【０００７】
図３に従来の電力変換装置の回路を示す。この回路は直流チョッパでもインバータでも同じである。回路には回路図に表れない寄生インダクタンス、浮遊容量があり、スイッチング素子１または２が動作すると、急峻な電圧の立ち上り、立ち下がりが発生する。このとき、寄生成分により出力波形が振動する。この振動成分はピークが直流電源電圧の数倍、周波数は数十ＭＨｚになることもある。
【０００８】
この課題に対し、電力変換素子がスイッチングする際に生じるコモンモードノイズを低減するためにコモンモードフィルタを設けるのが一般的である。
【０００９】
例えば特許文献１ではコモンモードフィルタとして、回路の出力側にリアクトルとコンデンサからなるコモンモードフィルタが挿入されている。
【００１０】
また特許文献２では、給電線にＹコンデンサが接続されることにより、コモンモード電流を低減させている。
【００１１】
また、非特許文献１では負荷であるモータの中性点とインバータの直流中間電位をコンデンサを介して接続することにより、コモンモード電流を低減させている
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１によれば、スイッチング素子を用いて直流から任意の電力に変換する装置において、負荷出力点にコンデンサが接続され、当該コンデンサと電力変換装置の直流中間電位が接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【００１３】
請求項２によれば、負荷側に接続する前記コンデンサは、前記電力変換装置の直後に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【００１４】
請求項３によれば、負荷側に接続する前記コンデンサは、前記電力変換装置の直前に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【００１５】
請求項４によれば、請求項１の電力変換装置において、多相出力を持ち、多相出力点の直後に３相Ｙ結線のコンデンサが接続されており、そのコンデンサの中性点が電力変換装置の直流中間電位に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は簡単な受動素子の追加のみで、高周波コモンモード電圧の抑制が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電力変換装置の一例である。
【図２】従来の電力変換装置の一例のブロック図である。
【図３】従来の電力変換装置の１アームの回路図である。
【図４】実施例２における本発明の電力変換装置の一例である。
【図５】実施例３における本発明の電力変換装置の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好適な実施態様を以下の実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１、３を用いて本発明の請求項１、２を説明する
【００２０】
図３の回路に、次の条件の回路を追加した図が図１である。
【００２１】
直流リンクの中間電位３を作るための同一容量のコンデンサをスイッチング素子の直近に接続し、出力点と中間電位３を接続するコンデンサ４を追加する。この場合平滑リアクトルやコモンモードチョークは必要としないが、接続されていても影響はない。
【００２２】
中間電位３を作ることにより、電源からスイッチング素子までの寄生成分がスイッチング素子側からは見えなくなるため、高周波成分の発生を抑制できる。
【００２３】
また、コンデンサ４を追加することにより、発生してしまった高周波成分の帰還回路ができたことにより、負荷側への高周波成分の流出を防ぐことができる。
【実施例２】
【００２４】
図４を用いて請求項３を説明する。
【００２５】
図３の回路のうち、コンデンサ４が負荷８の直前に接続されている。この場合でも中間電位３に高周波成分を有効に帰還させることができるため、負荷への高周波成分の流入は防げる。この場合も平滑リアクトルやコモンモードチョークは必要としないが、接続されていても影響はない。
【実施例３】
【００２６】
図５を用いて請求項４を説明する。
【００２７】
図５は図４を多相化した例として三相化したものを図示している。出力点が複数あっても高周波成分の発生を抑えることが可能である。この場合も平滑リアクトルやコモンモードチョークは必要としないが、接続されていても影響はない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は電力用スイッチング半導体素子を用いた電力回路に有効である。また、既存のハードウェアに受動素子を数個取り付けるだけであるので極めて有効性が高い。
【符号の説明】
【００２９】
１    上アーム素子
２    下アーム素子
３    直流中間電位
４    コンデンサ
５    直流電源
６    電力変換回路
７    負荷
８    負荷
【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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