(57)【要約】【課題】７レベル電力変換器において、装置の小型化および低コスト化を図る。【解決手段】直流端子Ｐ，Ｎの間に直流電圧源Ｃ１，Ｃ２を直列接続し、直流端子Ｐ，Ｎの間にスイッチングデバイスＳ１〜Ｓ４を直列接続する。スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２の共通接続点およびスイッチングデバイスＳ３，Ｓ４の共通接続点にスイッチングデバイスＳ５，Ｓ６の一端を接続する。スイッチングデバイスＳ５とスイッチングデバイスＳ６との間にフライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２を順次直列接続し、スイッチングデバイスＳ５とフライングキャパシタＦＣ１の共通接続点と、スイッチングデバイスＳ６とフライングキャパシタＦＣ２の共通接続点と、の間にスイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１０を順次直列接続する。スイッチングデバイスＳ７，Ｓ８の共通接続点と、スイッチングデバイスＳ９，Ｓ１０の共通接続点と、の間にダイオードＤ１，Ｄ２を直列接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極側の直流端子と負極側の直流端子との間に直列接続された各相共通の２つの直流電圧源と、
２つの直流電圧源に対して並列に、順次直列接続された各相の第１〜第４スイッチングデバイスと、
第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第５スイッチングデバイスと、
第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第６スイッチングデバイスと、
第５スイッチングデバイスの他端と第６スイッチングデバイスの他端との間に順次直列接続された各相の第１，第２フライングキャパシタと、
第５スイッチングデバイスと第１フライングキャパシタの共通接続点と、第６スイッチングデバイスと第２フライングキャパシタの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第７〜第１０スイッチングデバイスと、
第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点と、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第１，第２ダイオードと、を備え、
２つの直流電圧源の共通接続点と第２，第３スイッチングデバイスの共通接続点を接続し、第１，第２フライングキャパシタの共通接続点と第１，第２ダイオードの共通接続点とを接続し、第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、前記第１〜第１０スイッチングデバイスと前記第１，第２フライングキャパシタと前記第１，第２ダイオードの相数が１以上であることを特徴とする７レベル電力変換器。
【請求項２】
正極側の直流端子と負極側の直流端子との間に直列接続された各相共通の２つの直流電圧源と、
２つの直流電圧源に対して並列に、順次直列接続された各相の第１〜第４スイッチングデバイスと、
第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第５スイッチングデバイスと、
第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第６スイッチングデバイスと、
第５スイッチングデバイスの他端と第６スイッチングデバイスの他端との間に順次直列接続された各相の第１，第２フライングキャパシタと、
第５スイッチングデバイスと第１フライングキャパシタの共通接続点と、第６スイッチングデバイスと第２フライングキャパシタの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第７〜第１０スイッチングデバイスと、
第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点と、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第１１，第１２スイッチングデバイスと、を備え、
２つの直流電圧源の共通接続点と第２，第３スイッチングデバイスの共通接続点を接続し、第１，第２フライングキャパシタの共通接続点と第１１，第１２スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、前記第１〜第１２スイッチングデバイスと前記第１，第２フライングキャパシタの相数が１以上であることを特徴とする７レベル電力変換器。
【請求項３】
前記第１〜第１０スイッチングデバイスと前記第１，第２フライングキャパシタと前記第１，第２ダイオードを三相に渡って設け、三相の電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の７レベル電力変換器。
【請求項４】
前記第１〜第１２スイッチングデバイスと前記第１，第２フライングキャパシタを三相に渡って設け、三相の電圧を出力することを特徴とする請求項２記載の７レベル電力変換器。
【請求項５】
前記各スイッチングデバイスの一部または全てを、直列数および並列数のうち少なくとも一方を複数としたことを特徴とする請求項１〜４のうち何れかに記載の７レベル電力変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、７レベル電力変換器に係り、特に、出力電圧のレベル数を増加させるために３レベル電力変換器を設けたものに関する。 
【背景技術】
【０００２】
図４は、非特許文献１，２で提案された５レベルアクティブ中性点電力変換器（ＡＮＰＣ−５Ｌ：以下、５レベル電力変換器と称する）を示す回路図である。図４に示す５レベル電力変換器は、異なる５レベルの電圧を出力することができ、従来の２レベル電力変換器および３レベル電力変換器と比較して、電力変換器の出力性能を向上させることができる。この５レベル電力変換器は、１相で１２個のスイッチングデバイスと１個のフライングキャパシタＦＣ、３相で３６個のスイッチングデバイスと３個のフライングキャパシタＦＣを必要とする。 
【０００３】
図５は、図４に示す５レベル電力変換器を７レベル電力変換器に拡張したものである。図５の一点鎖線で示されたスイッチングデバイスとフライングキャパシタＦＣをカスケード接続することにより、容易に出力電圧レベルを増加することができる。
【０００４】
この５レベル電力変換器は、図５に示すように、直流コンデンサＣ１，Ｃ２の印加電圧がそれぞれＵの場合に、２つのフライングキャパシタＦＣをそれぞれ２Ｕ／３，Ｕ／３に設定し、各スイッチングデバイスをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、Ｕ，２Ｕ／３，Ｕ／３，０，−Ｕ／３，−２Ｕ／３，−Ｕの７つの異なるレベルの電圧を出力することができる。また、低電圧しか印加されないスイッチングデバイスには定常オン損失の低い低電圧スイッチングデバイスを適用することにより、電力変換器の効率を高めることができる。
【０００５】
また、図４，図５の回路構成を３相分設けることによって、３相の電力変換器を構成できる。この場合、＋極端子と中性点ＮＰ間、および、−極端子と中性点ＮＰ間に接続している直流コンデンサは３相回路で共通化される。その他の回路構成は３相の各々の相に設けられる。
【０００６】
また、図４，図５に示す回路構成は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータとして用いてもよいし、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータとして用いてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｐ．Ｂａｒｂｏｓａ，Ｐ．Ｓｔｅｉｍｅｒ，Ｊ．Ｓｔｅｒｎｋｅ，Ｍ．Ｗｉｎｋｅｌｎｋｅｍｐｅｒ，ａｎｄ  Ｎ．Ｃｅｌａｎｏｖｉｃ，“Ａｃｔｉｖｅ  ｎｅｕｔｒａｌ−ｐｏｉｎｔ−ｃｌａｍｐｅｄ  ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，”ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＥＰＥ，Ｓｅｐ．１１−４，２００５，ｐ．１０．
【非特許文献２】Ｂａｒｂｏｓａ  Ｐｅｔｅｒ，Ｓｔｅｉｎｋｅ  Ｊｕｒｇｅｎ，Ｓｔｅｉｍｅｒ  Ｐｅｔｅｒ，Ｍｅｙｓｅｎｄ  Ｌｕｃ、Ｍｅｙｎａｒｄ  Ｔｈｉｅｒｒｙ，ＡＢＢ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＬＴＤ，ＵＳ２００６０５７５８５２，２００６０４１４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示す７レベル電力変換器は、フライングキャパシタの一方の印加電圧がそれぞれ２Ｕ／３，Ｕ／３であり、印加電圧の高いフライングキャパシタは寸法が大きく高コストとなる。
【０００９】
また、図５に示す２つのフライングキャパシタＦＣ間には、スイッチングデバイスが介挿されている。したがって、このスイッチングデバイスがＯＦＦ状態のとき、２つのフライングキャパシタの正極側（もしくは負極側）同士が同電位とはならない。このように、２つのフライングキャパシタ間には絶縁距離を必要となる。
【００１０】
このように、図５に示す７レベル電力変換器は、変換器全体が大型化と高コスト化してしまうという問題点があった。
【００１１】
以上示したようなことから、７レベル電力変換器において、装置の小型化および低コスト化を図ることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、正極側の直流端子と負極側の直流端子との間に直列接続された各相共通の２つの直流電圧源と、２つの直流電圧源に対して並列に、順次直列接続された各相の第１〜第４スイッチングデバイスと、第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第５スイッチングデバイスと、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点に、一端が接続された各相の第６スイッチングデバイスと、第５スイッチングデバイスの他端と第６スイッチングデバイスの他端との間に順次直列接続された各相の第１，第２フライングキャパシタと、第５スイッチングデバイスと第１フライングキャパシタの共通接続点と、第６スイッチングデバイスと第２フライングキャパシタの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第７〜第１０スイッチングデバイスと、第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点と、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点と、の間に順次直列接続された各相の第１，第２ダイオードと、を備え、２つの直流電圧源の共通接続点と、第２，第３スイッチングデバイスの共通接続点を接続し、第１，第２フライングキャパシタの共通接続点と、第１，第２ダイオードの共通接続点と、を接続し、第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、前記第１〜第１０スイッチングデバイスと前記第１，第２フライングキャパシタと前記第１，第２ダイオードの相数が１以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、７レベル電力変換器において、装置の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１，２に用いる３レベル電力変換器を示す回路図。
【図２】実施形態１における７レベル電力変換器を示す回路図。
【図３】実施形態２における７レベル電力変換器を示す回路図。
【図４】従来の５レベル電力変換器を示す回路図。
【図５】従来の７レベル電力変換器を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願発明は、７レベル電力変換器に用いるフライングキャパシタの総容量を減少させるために、図１（ａ），（ｂ）に示すような３レベル電力変換器を設けたものである。
【００１６】
図１（ａ）、または、図１（ｂ）のいずれかの回路を図５の点線部に置き換え、２つの低電圧のフライングキャパシタを使用する。
【００１７】
実施形態１では、３レベルアクティブ中性点クランプ電力変換器と１つの３レベル中性点クランプ電力変換器とを接続した７レベル電力変換器、実施形態２では３レベルアクティブ中性点クランプ電力変換器と３レベルアクティブ中性点クランプ電力変換器と、を接続した７レベル電力変換器を説明する。
【００１８】
端子１と端子１’は３レベル電力変換器以外の他の回路との接続のためのものであり、端子２は交流出力端子である。両フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電圧は直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の電圧の１／３の電圧である。
【００１９】
以下の２点により、７レベル電力変換器の小型化、低コスト化を図る。
（１）図５に示す高電圧のフライングキャパシタＦＣ（印加電圧が２Ｕ／３のフライングキャパシタ）と低電圧のフライングキャパシタＦＣ（印加電圧がＵ／３のフライングキャパシタ）の代わりに、図１に示す２つの低電圧フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２を設ける。
（２）図１に示す２つのフライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は互いに接続されているため、互いに接続しているフライングキャパシタＦＣ１とフライングキャパシタＦＣ２の端子間では絶縁する必要がない。したがって、電力変換器内でのフライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２のレイアウト設計において、絶縁距離確保のためのスペースを節約することができる。また、接続された２つのフライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は、１つの３端子コンデンサモジュールとすることにより、より多くのスペースを節約することができる。
【００２０】
７レベル電力変換器の効率に関しては、３レベル中性点クランプ電力変換器（図１ａ）、または、３レベルアクティブ中性点クランプ電力変換器（図１ｂ）のフライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電圧が低くなるため、フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電力損失を低くでき、７レベル電力変換器の効率を向上させることができる。
【００２１】
［実施形態１］
本実施形態１の７レベル電力変換器を図２に基づいて説明する。正極側の直流端子Ｐと負極側の直流端子Ｎと間に２つの直流電圧源Ｃ１，Ｃ２が接続され、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点が中性点ＮＰとなる。なお、本実施形態１における直流電圧源Ｃ１，Ｃ２は直流コンデンサであるが、直流電源でも適用可能である。
【００２２】
正極側の直流端子Ｐと負極側の直流端子Ｎとの間、かつ、２つの直流電圧源Ｃ１，Ｃ２に対して並列に、第１〜第４スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ４が順次直列接続される。また、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点と第２，第３スイッチングデバイスＳ２，Ｓ３の共通接続点が接続される。
【００２３】
第１，第２スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２の共通接続点には第５スイッチングデバイスＳ５の一端が接続され、第３，第４スイッチングデバイスＳ３，Ｓ４の共通接続点には第６スイッチングデバイスＳ６の一端が接続される。
【００２４】
第５，第６スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６の他端には３レベル電力変換器の直流側が接続される。３レベル電力変換器は、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２と、第７〜第１０スイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１０と、第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２と、を有する。
【００２５】
第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は、第５，第６スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６の他端間に接続される。また、第５スイッチングデバイスＳ５と第１フライングキャパシタＦＣ１との共通接続点と、第６スイッチングデバイスＳ６と第４フライングキャパシタＦＣ２の共通接続点との間には、第７〜第１０スイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１０が順次直列接続される。第７，第８スイッチングデバイスＳ７，Ｓ８の共通接続点と第９，第１０スイッチングデバイスＳ９，Ｓ１０の共通接続点との間には第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２が直列接続される。第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２の共通接続点は第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の共通接続点に接続される。第８，第９スイッチングデバイスＳ８，Ｓ９の共通接続点が出力端子Ｏとなる。
【００２６】
第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電圧を、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の電圧の１／３に制御することにより、７レベルの電圧を出力することが可能となる。直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の電圧をそれぞれ３Ｅとすると、中性点ＮＰを基準とした出力端子Ｏの電圧（出力電圧）ＶOは、３Ｅ，２Ｅ，Ｅ，０，−Ｅ，−２Ｅ，−３Ｅとなる。
【００２７】
図２に示す７レベル電力変換器は、１２個の半導体素子（１０個のスイッチングデバイスと２個のダイオード）と互いに接続された２つの低電圧コンデンサ（フライングキャパシタ）と、で主に構成される。
【００２８】
［動作原理］
表１は、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０のスイッチングパターン、出力電圧ＶO、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の充放電状態を示している。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
図２に示す７レベル電力変換器は、１２のスイッチングモードにより７レベルの電圧を出力する。各スイッチングモードにおける電流経路，出力電圧ＶOと、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の充放電状態は以下のようになる。
【００３１】
（Ｍｏｄｅ１）
第１，第３，第５，第７，第８スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８がＯＮとなり、出力電流ＩはＰ→Ｓ１→Ｓ５→Ｓ７→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは３Ｅとなる。
【００３２】
（Ｍｏｄｅ２）
第１，第３，第５，第８，第９スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９がＯＮとなり、出力電流ＩはＰ→Ｓ１→Ｓ５→ＦＣ１→Ｄ１→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは２Ｅとなり、第１フライングキャパシタＦＣ１は充電される。
【００３３】
（Ｍｏｄｅ３）
第１，第３，第６，第７，第８スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ３→Ｓ６→ＦＣ２→ＦＣ１→Ｓ７→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧は２Ｅとなり、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は放電される。
【００３４】
（Ｍｏｄｅ４）
第１，第３，第５，第９，第１０スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１０がＯＮとなり、出力電流ＩはＰ→Ｓ１→Ｓ５→ＦＣ１→ＦＣ２→Ｓ１０→Ｓ９→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOはＥとなり、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は充電される。
【００３５】
（Ｍｏｄｅ５）
第１，第３，第６，第８，第９スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ３→Ｓ６→ＦＣ２→Ｄ１→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOはＥとなり、第２フライングキャパシタＦＣ２は放電される。
【００３６】
（Ｍｏｄｅ６）
第１，第３，第６，第９，第１０スイッチングデバイスＳ１，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１０がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ１０→Ｓ９→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは０となる。
【００３７】
（Ｍｏｄｅ７）
第２，第４，第５，第７，第８スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ２→Ｓ５→Ｓ７→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは０となる。
【００３８】
（Ｍｏｄｅ８）
第２，第４，第５，第８，第９スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ２→Ｓ５→ＦＣ１→Ｄ１→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは−Ｅとなり、第１フライングキャパシタＦＣ１は充電される。
【００３９】
（Ｍｏｄｅ９）
第２，第４，第６，第７，第８スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８がＯＮとなり、出力電流ＩはＮ→Ｓ４→Ｓ６→ＦＣ２→ＦＣ１→Ｓ７→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは−Ｅとなり、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は放電される。
【００４０】
（Ｍｏｄｅ１０）
第２，第４，第５，第９，第１０スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１０がＯＮとなり、出力電流ＩはＮＰ→Ｓ２→Ｓ５→ＦＣ１→ＦＣ２→Ｓ１０→Ｓ９→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは−２Ｅとなり、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は充電される。
【００４１】
（Ｍｏｄｅ１１）
第２，第４，第６，第８，第９スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９がＯＮとなり、出力電流ＩはＮ→Ｓ４→Ｓ６→ＦＣ２→Ｄ１→Ｓ８→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは−２Ｅとなり、第２フライングキャパシタＦＣ２は放電される。
【００４２】
（Ｍｏｄｅ１２）
第２，第４，第６，第９，第１０スイッチングデバイスＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１０がＯＮとなり、出力電流ＩはＮ→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ１０→Ｓ９→出力端子Ｏの経路で流れる。出力電圧ＶOは−３Ｅとなる。
【００４３】
第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２ ともに、Ｍｏｄｅ１〜Ｍｏｄｅ１２のなかで充電（ｃｈａｒｇｅ）と放電（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の動作が行われるため、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電圧を一定値Ｅに制御することか可能である。
【００４４】
また、表１は、出力電流Ｉ＞０（図２の矢印の向きに電流が流れる）場合の動作である。出力電流Ｉ＜０の場合は、充電（ｃｈａｒｇｅ）と放電（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が表１とは逆になる。 
【００４５】
本実施形態１では、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の印加電圧が３Ｅ、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の印加電圧がＥである。よって、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の印加電圧は直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の印加電圧の１／３であり、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の小型化、低価格化を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態１では、第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２は浮遊中性点ＦＮＰで接続されている。すなわち、第１フライングキャパシタＦＣ１の負極側端子と第２フライングキャパシタＦＣ２の正極側端子の電位差は０である。よって、第１フライングキャパシタＦＣ１の負極側端子と第２フライングキャパシタＦＣ２の正極側端子間の絶縁距離を保つ必要がないため、７レベル電力変換器をより小型化することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本実施形態１における７レベル電力変換器は、図５に示す従来の７レベル電力変換器と比較して、小型化、低コスト化させることが可能となる。
【００４８】
［実施形態２］ 
図３は、本実施形態２の７レベル電力変換器を示す回路図である。本実施形態２は、実施形態１の第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２を第１１，第１２スイッチングデバイスＳ１１，Ｓ１２に置き換えたものである。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００４９】
第１１，第１２スイッチングデバイスＳ１１，Ｓ１２は常時ＯＦＦとなるように制御する。これにより、第１１，第１２スイッチングデバイスＳ１１，Ｓ１２は第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２と等価となり、図３に示す７レベル電力変換器は、図２に示す実施形態１と等価となる。
【００５０】
第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２の電圧を、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の電圧の１／３に設定することにより、７レベルの電圧を出力することができる。中性点ＮＰを基準とした出力電圧ＶOは、３Ｅ，２Ｅ，Ｅ，０，−Ｅ，−２Ｅ，−３Ｅとなる。図３の７レベル電力変換器は、１２個のスイッチングデバイスと互いに接続された２つの低電圧コンデンサ（フライングキャパシタ）と、で主に構成される。
【００５１】
動作および作用効果は実施形態１と同様である。
【００５２】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００５３】
実施形態１，２では、１相の出力について説明しているが、３相出力とすることも可能である。この場合、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２は各相共通となるが、その他の構成は３相各相に設ける必要がある。すなわち、実施形態１では、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０，第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２，第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２が３相に渡って設けられる。実施形態２では、第１〜第１２スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１２，第１，第２フライングキャパシタＦＣ１，ＦＣ２が３相に渡って設けられる。さらに、３相以外のＮ相（Ｎ≧２）の７レベル電力変換器にも適用可能である。
【００５４】
また、実施形態１，２では７レベル電力変換器として、直流電圧を交流電圧に変換するインバータとして説明したが、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータとしても適用できる。
【００５５】
また、実施形態１，２では、各スイッチングデバイスが１つずつのみ場合を示しているが、各スイッチングデバイスの一部または全てを直列数もしくは並列数の少なくとも一方を複数にしてもよい。 
【符号の説明】
【００５６】
Ｐ…正極側の直流端子
Ｎ…負極側の直流端子
Ｓ１〜Ｓ１２…第１〜第１２スイッチングデバイス
Ｃ１，Ｃ２…直流電圧源
ＦＣ１，ＦＣ２…第１，第２フライングキャパシタ
Ｄ１，Ｄ２…第１，第２ダイオード
【図１】
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【図２】
2016226223.tif 000005
【図３】
2016226223.tif 000006
【図４】
2016226223.tif 000007
【図５】
2016226223.tif 000008