(57)【要約】【課題】９レベル電力変換装置において、フライングキャパシタ数を削減し、装置の小型化を図る。【解決手段】直列接続された直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４と、直流電圧源Ｃ１と直流電圧源Ｃ４との間に直列接続されたスイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１２と、直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点と直流電圧源Ｃ３，Ｃ４の共通接続点との間に直列接続されたスイッチングデバイスＳ１３〜Ｓ１６と、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Ｓ１１，Ｓ１２の共通接続点との間に直列接続されたスイッチングデバイスＳ１〜Ｓ４と、スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２の共通接続点と、スイッチングデバイスＳ３，Ｓ４の共通接続点との間に接続されたスイッチングデバイスＳ５，Ｓ６と、スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６に対して並列接続されたフライングキャパシタＣ５と、を備える。【選択図】図１
2017011805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次直列接続された第１〜第４直流電圧源と、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項２】
直列接続された第２，第３直流電圧源と、
第２直流電圧源の正極に正極が接続された第１直流電圧源と、
第３直流電圧源の負極に負極が接続された第４直流電圧源と、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項３】
直列接続された第１，第４直流電圧源と、
直列接続された第２，第３直流電圧源と、
第２直流電圧源の正極と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点と第１，第４直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項４】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、を三相分設け、直流−三相交流変換、または、三相交流−直流変換を行うことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項５】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を６相分設け、三相交流−直流−三相交流変換を行うことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項６】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項１に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項７】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、
第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項２に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項８】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第２直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項３に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項９】
順次直列接続された第１〜第４直流電圧源と、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイスと第１，第２ダイオードと第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイスと第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオードと第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項１０】
直列接続された第２，第３直流電圧源と、
第２直流電圧源の正極に正極が接続された第１直流電圧源と、
第３直流電圧源の負極に負極が接続された第４直流電圧源と、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイス，第１，第２ダイオード，第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイス，第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオード，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項１１】
直列接続された第１，第４直流電圧源と、
直列接続された第２，第３直流電圧源と、
第２直流電圧源の正極と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイス，第１，第２ダイオード，第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、
第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、
を備え、
第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点と第１，第４直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイス，第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオード，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする９レベル電力変換装置。
【請求項１２】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、第１〜第２ダイオードと、三相分設け、直流−三相交流変換、または、三相交流−直流変換を行うことを特徴とする請求項７〜９のうち何れか１項に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項１３】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、第１，第２ダイオードと、を６相分設け、三相交流−直流−三相交流変換を行うことを特徴とする請求項７〜９のうち何れか１項に記載の９レベル電力変換装置。
【請求項１４】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第１直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項９記載の９レベル電力変換装置。
【請求項１５】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、
第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第１，第２直流電圧源の共通接続点と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項１０記載の９レベル電力変換装置。
【請求項１６】
第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、
第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、
第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、
第２直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、
第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、
第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、
を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする請求項１１記載の９レベル電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、９レベル電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、特許文献１の回路を示す回路構成図である。特許文献１では、２分圧した直流電圧源１，２と、複数のフライングキャパシタ３と、スイッチングデバイスＳと、を組み合わせることによって、マルチレベル電力変換装置を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のマルチレベル電力変換装置は、使用するフライングキャパシタ数が多く、装置が大型化してしまっていた。  
【０００５】
以上示したようなことから、９レベル電力変換装置において、フライングキャパシタ数を削減し、装置の小型化を図ることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、順次直列接続された第１〜第４直流電圧源と、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【０００７】
また、他の態様として、直列接続された第２，第３直流電圧源と、第２直流電圧源の正極に正極が接続された第１直流電圧源と、第３直流電圧源の負極に負極が接続された第４直流電圧源と、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【０００８】
また、他の態様として、直列接続された第１，第４直流電圧源と、直列接続された第２，第３直流電圧源と、第２直流電圧源の正極と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１３〜第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１４，第１５スイッチングデバイスの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点と第１，第４直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、を三相分設け、直流−三相交流変換、または、三相交流−直流変換を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を６相分設け、三相交流−直流−三相交流変換を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【００１２】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【００１３】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと、を三相分設け、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第２直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【００１４】
また、他の態様として、順次直列接続された第１〜第４直流電圧源と、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイスと第１，第２ダイオードと第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイスと第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオードと第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【００１５】
また、他の態様として、直列接続された第２，第３直流電圧源と、第２直流電圧源の正極に正極が接続された第１直流電圧源と、第３直流電圧源の負極に負極が接続された第４直流電圧源と、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイス，第１，第２ダイオード，第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイス，第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオード，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【００１６】
また、他の態様として、直列接続された第１，第４直流電圧源と、直列接続された第２，第３直流電圧源と、第２直流電圧源の正極と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第７〜第１２スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１３スイッチングデバイス，第１，第２ダイオード，第１６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１１，第１２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と、第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点との間に順次接続された第５，第６スイッチングデバイスと、第５，第６スイッチングデバイスに対して並列に接続されたフライングキャパシタと、を備え、第１，第２ダイオードの共通接続点が第２，第３直流電圧源の共通接続点と第１，第４直流電圧源の共通接続点に接続され、第１３スイッチングデバイス，第１ダイオードの共通接続点が第８，第９スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第２ダイオード，第１６スイッチングデバイスの共通接続点が第１０，第１１スイッチングデバイスの共通接続点に接続され、第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点が第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点に接続されたことを特徴とする。
【００１７】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、第１〜第２ダイオードと、三相分設け、直流−三相交流変換、または、三相交流−直流変換を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスと、フライングキャパシタと、第１，第２ダイオードと、を６相分設け、三相交流−直流−三相交流変換を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第１直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【００２０】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、第１直流電圧源の負極と第４直流電圧源の正極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第１，第２直流電圧源の共通接続点と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３，第４直流電圧源の共通接続点との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【００２１】
また、他の態様として、第１〜第４直流電圧源を各相共通とし、第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスとフライングキャパシタと第１，第２ダイオードと、を三相分設け、第１直流電圧源の正極と第４直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第２１〜第２４スイッチングデバイスと、第２直流電圧源の正極と第２１，第２２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第１７，第１８スイッチングデバイスと、第２３，第２４スイッチングデバイスの共通接続点と第３直流電圧源の負極との間に順次直列接続された第１９，第２０スイッチングデバイスと、第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０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リアクトルと直流電源と、を有し、第２，第３直流電圧源の共通接続点と第２２，第２３スイッチングデバイスの共通接続点とを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、９レベル電力変換装置において、フライングキャパシタ数を削減し、装置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図２】実施形態２における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図３】実施形態３における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図４】実施形態４における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図５】実施形態６における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図６】実施形態７における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図７】実施形態８における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図８】実施形態９における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図９】実施形態１０における９レベル電力変換装置を示す回路図。
【図１０】従来のマルチレベル電力変換装置を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の目的は、４分圧された直流電圧源とフライングキャパシタを用いた９レベル電力変換装置において、使用するフライングキャパシタ数を低減することにより、装置の小形化を実現することである。 
【００２５】
以下、本発明に係る９レベル電力変換装置の実施形態１〜１１を図１〜図９に基づいて詳述する。
【００２６】
［実施形態１］
図１に本実施形態１における９レベル電力変換装置を示す。Ｓ１〜Ｓ１６は第１〜第１６スイッチングデバイスである。第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６は、図１においてＩＧＢＴが示されているが、その他の自己消弧型スイッチングデバイスでも良い。
【００２７】
第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４は直列接続され、端子Ｐ１，端子Ｎ１間を４分圧する。第１，第２直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点を端子Ｐ２、第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３の共通接続点を中性点ＮＰ、第３，第４直流電圧源Ｃ３，Ｃ４の共通接続点を端子Ｎ２とする。
【００２８】
端子Ｐ１と端子Ｎ１の間に第７〜第１２スイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１２が順次直列接続される。また、端子Ｐ２と端子Ｎ２の間に第１３〜第１６スイッチングデバイスＳ１３〜Ｓ１６が順次直列接続される。
【００２９】
第７，第８スイッチングデバイスＳ７，Ｓ８の共通接続点と第１１，第１２スイッチングデバイス１１，Ｓ１２の共通接続点との間に第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。第１，第２スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２の共通接続点と第３，第４スイッチングデバイスＳ３，Ｓ４の共通接続点の間には第５，第６スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６が順次直列接続される。また、第５，第６スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６に対して並列にフライングキャパシタＣ５が接続される。この第２，第３，第５，第６スイッチングデバイスＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６とフライングキャパシタＣ５でＨブリッジ回路が構成される。
【００３０】
なお、第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５の共通接続点は中性点ＮＰに接続される。また、第１３，第１４スイッチングデバイスの共通接続点は第８，第９スイッチングデバイスＳ８，Ｓ９の共通接続点に接続され、第１５，第１６スイッチングデバイスＳ１５，Ｓ１６の共通接続点は第１０，第１１スイッチングデバイスＳ１０，Ｓ１１の共通接続点に接続される。
【００３１】
第９，第１０スイッチングデバイスＳ９，Ｓ１０は第５，第６スイッチングデバイスＳ５，Ｓ６の共通接続点に接続される。また、第２，第３スイッチングデバイスＳ２，Ｓ３の共通接続点が出力端子ＯＵＴとなる。
【００３２】
表１に本実施形態１における９レベル電力変換装置のスイッチングパターンを示す。表１内の「１」はスイッチングデバイスのオン状態、「０」はスイッチングデバイスのオフ状態を示す。
【００３３】
【表１】
2017011805.tif 000003
【００３４】
第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の電圧を２Ｅとし、フライングキャパシタＣ５の電圧をＥとしたとき、中性点ＮＰを基準とした出力端子ＯＵＴまでの電圧ＶＯＵＴ−ＮＰは、４Ｅ，３Ｅ，２Ｅ，Ｅ，０，−Ｅ，−２Ｅ，−３Ｅ，−４Ｅの９レベルの電圧となる。
【００３５】
３Ｅを出力するスイッチングパターンは２個あり、電流が中性点ＮＰから出力端子ＯＵＴに流れる向きを正とした場合に、フライングキャパシタＣ５を充電するパターン（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ７がオン状態のパターン）と、放電するパターン（Ｓ２，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１３がオン状態のパターン）が存在する。同じ電圧３Ｅを出力しながら、フライングキャパシタＣ５の充放電を選択できることから、フライングキャパシタＣ５の電圧を制御することができる。同様に、出力電圧がＥ，−Ｅ，−３Ｅの場合もフライングキャパシタＣ５の充放電が可能である。
【００３６】
本実施形態１では、スイッチングデバイス１６個と、４分圧した直流電圧源（すなわち、４個のコンデンサ）と、フライングキャパシタ１個と、で９レベル電力変換装置を構成することが可能となる。
【００３７】
特許文献１により９レベル電力変換装置を実現した場合、一相あたり最低３個のフライングキャパシタと一相あたり１２個のスイッチングデバイス（ＩＧＢＴ）が必要となる。
【００３８】
本実施形態１は特許文献１と比較すると、フライングキャパシタ数が少なくなり、スイッチングデバイス（ＩＧＢＴ）の数が増加している。
【００３９】
フライングキャパシタとスイッチングデバイスの体積を比較すると、一般的にはフライングキャパシタの体積の方が大きいため、フライングキャパシタ数を低減できる本実施形態１は、装置の小型化に有利であるといえる。
【００４０】
［実施形態２］
本実施形態２における９レベル電力変換装置の回路構成を図２に示す。本実施形態２における９レベル電力変換装置は、図２に示すように、実施形態１の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の位置を変更した構成である。
【００４１】
具体的には、第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３が直列接続され、第２直流電圧源Ｃ２の正極に第１直流電圧源Ｃ１の正極が接続され、第３直流電圧源Ｃ３の負極に第４直流電圧源Ｃ４の負極が接続される。
【００４２】
また、第１，第２直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点と第３，第４直流電圧源Ｃ３，Ｃ４の共通接続点との間に第７〜第１２スイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１２が順次直列接続される。第１直流電圧源Ｃ１の負極と第４直流電圧源Ｃ４の正極との間に第１３〜第１６スイッチングデバイスＳ１３〜Ｓ１６が順次直列接続される。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００４３】
第１，第４直流電圧源Ｃ１，Ｃ４の電圧を２Ｅとし、第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３の電圧を４Ｅとし、フライングキャパシタＣ５の電圧をＥとしたときのスイッチングパターンと出力電圧の関係は、表１と同じである。
【００４４】
本実施形態２における９レベル電力変換装置は、直流電圧源の数，フライングキャパシタの数共に実施形態１と同じであり、実施形態１と同様に装置の小型化を図ることが可能となる。
【００４５】
［実施形態３］
本実施形態３における９レベル電力変換装置の回路構成を図３に示す。本実施形態３における９レベル電力変換装置は、実施形態１の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の位置を変更した構成である。
【００４６】
具体的には、第１，第４直流電圧源Ｃ１，Ｃ４が直列接続され、第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３が直列接続される。
【００４７】
第２直流電圧源Ｃ２の正極と第３直流電圧源Ｃ３の負極との間に第７〜第１２スイッチングデバイスＳ７〜Ｓ１２が順次直列接続される。また、第１直流電圧源Ｃ１の正極と第４直流電圧源Ｃ４の負極との間に第１３〜第１６スイッチングデバイスＳ１３〜Ｓ１６が順次直列接続される。そして、第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５の共通接続点が第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３の共通接続点と第１，第４直流電圧源Ｃ１，Ｃ４の共通接続点に接続される。その他の構成は実施形態１，２と同様である。
【００４８】
第１，第４直流電圧源Ｃ１，Ｃ４の電圧を２Ｅとし，第２，第３直流電圧源Ｃ２，Ｃ３の電圧を４Ｅとし、フライングキャパシタＣ５の電圧をＥとしたときのスイッチングパターンと出力電圧の関係は，表１と同じである。
【００４９】
本実施形態３における９レベル電力変換装置は、直流電圧源の数，フライングキャパシタ数共に実施形態１，実施形態２と同じであり、実施形態１，２と同様に装置の小型化を図ることが可能となる。
【００５０】
［実施形態４］
図４は、本実施形態４における９レベル電力変換装置を示す回路構成図である。本実施形態４では、第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を三相分設けたものである。第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４は各相共通である。なお、各相の出力端子をＵ，Ｖ，Ｗとする。
【００５１】
なお、図４では、実施形態１の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を三相分設けた回路について示しているが、実施形態２，３の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を三相分設けてもよい。
【００５２】
これにより、直流−三相交流変換を行うことができる。本実施形態４の構成は、第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４側に直流電源を接続した場合、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ側に交流電圧を出力する直流−三相交流変換装置に適用できる。
【００５３】
さらに、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ側にフィルタ回路を介して三相交流電源を接続した場合、第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４側に直流電圧を出力する三相交流−直流変換器として適用できる。これにより、装置の小型化に有利な直流−三相交流変換器、または、三相交流−直流変換器を実現することができる。
【００５４】
［実施形態５］
本実施形態５における９レベル電力変換装置は、実施形態１の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を６組設け、三相交流−直流−三相交流変換器としたものである。
【００５５】
この場合、三相交流−直流変換器の端子Ｐ１，端子Ｐ２，中性点ＮＰ，端子Ｎ２，端子Ｎ１と直流−三相交流変換器の端子Ｐ１，端子Ｐ２，中性点ＮＰ，端子Ｎ２，端子Ｎ１とを接続する。
【００５６】
また、三相交流−直流変換器の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４と直流−三相交流−直流変換器の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４はそれぞれ共通化してもよい。
【００５７】
なお、本実施形態５では、実施形態１の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を６組分設けた回路について説明したが、実施形態２，３の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を６組分設けてもよい。
【００５８】
以上のように構成することにより、三相交流−直流−三相交流変換を行うことができる。これにより、装置の小型化に有利な三相交流−直流−三相交流変換器を実現できる。
【００５９】
［実施形態６］
図５は本実施形態６における９レベル電力変換装置を示す回路構成図である。本実施形態６は、図５に示すように、各相共通の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４と、三相分の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６と、三相分のフライングキャパシタＣ５と、各相共通の第１７〜第２４スイッチングデバイスＳ１７〜Ｓ２４と、リアクトルＬと、直流電源ＶＤＣと、設けたものである。
【００６０】
第１，第２直流電圧源Ｃ１，Ｃ２の共通接続点と第３，第４直流電圧源Ｃ３，Ｃ４の共通接続点との間に第２１〜第２４スイッチングデバイスＳ２１〜Ｓ２４を順次直列接続する。第１直流電圧源Ｃ１の正極と第２１，第２２スイッチングデバイスＳ２１，Ｓ２２の共通接続点との間に第１７，第１８スイッチングデバイスＳ１７，Ｓ１８を順次直列接続する。また、第２３，第２４スイッチングデバイスＳ２３，Ｓ２４の共通接続点と第４直流電圧源Ｃ４の負極との間に第１９，第２０スイッチングデバイスＳ１９，Ｓ２０を順次直列接続する。第１７，第１８スイッチングデバイスの共通接続点と第１９，第２０スイッチングデバイスＳ１９，Ｓ２０の共通接続点との間にリアクトルＬと直流電源ＶＤＣとを直列接続する。
【００６１】
なお、本実施形態６では、実施形態１の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を６組分設けた回路について説明したが、実施形態２，３の第１〜第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５を６組分設けてもよい。この場合、実施形態２，３の端子Ｐ２，Ｎ２間に第２１〜第２４スイッチングデバイスＳ２１〜Ｓ２４が順次直列接続され、端子Ｐ１と第２１，第２２スイッチングデバイス２１，２２の共通接続点との間に第１７，第１８スイッチングデバイスＳ１７，Ｓ１８が順次直列接続され、第２３，第２４スイッチングデバイスＳ２３，Ｓ２４の共通接続点と端子Ｎ１との間に第１９，第２０スイッチングデバイスＳ１９，Ｓ２０が順次直列接続されることとなる。
【００６２】
以上のように構成することにより、直流電源ＶＤＣを昇圧して、第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の電圧をバランスし、それらの直流電圧を利用して、直流−三相交流変換を行うことができる。これにより、装置の小型化に有利な直流−三相交流変換器を実現できる。
【００６３】
［実施形態７］
実施形態１〜６では、一相当たりスイッチングデバイス（ＩＧＢＴ）を１６個必要としていた。さらに、スイッチングデバイスと同数のゲート駆動回路が必要となる。これにより、装置が大型化し、高コストとなっていた。
【００６４】
本実施形態７は、使用するスイッチングデバイス数を低減することにより、ゲート駆動回路数を低減するものである。
【００６５】
本実施形態７は、実施形態１における第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５を第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２に置き換えている。一相あたり、 スイッチングデバイス数はＳ１〜Ｓ１３，Ｓ１６の１４個，ダイオード数は２個で構成できる。
【００６６】
第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の電圧を２Ｅとし、フライングキャパシタＣ５の電圧をＥとしたとき、表２に示すように中性点ＮＰを基準とした出力端子ＯＵＴまでの電圧ＶＯＵＴ−ＮＰは、４Ｅ，３Ｅ，２Ｅ，Ｅ，０，−Ｅ，−２Ｅ，−３Ｅ，−４Ｅの９レベルの電圧となる。
【００６７】
【表２】
2017011805.tif 000004
【００６８】
３Ｅを出力するスイッチングパターンは２個あり、電流が中性点ＮＰから出力端子ＯＵＴに流れる向きを正とした場合に、フライングキャパシタＣ５を充電するパターンと、放電するパターンが存在する。
【００６９】
同じ電圧３Ｅを出力しながら、フライングキャパシタＣ５の充放電を選択できるため、フライングキャパシタＣ５の電圧を制御することができる。同様に、出力電圧がＥ，−Ｅ，−３Ｅの場合もフライングキャパシタＣ５の充放電が可能である。
【００７０】
本実施形態７の回路構成は、９レベル電力変換装置をスイッチングデバイス１４個と、ダイオード２個，および４分圧した直流電圧源，すなわち４個のコンデンサ，およびフライングキャパシタ１個から構成される。
【００７１】
実施形態１〜３と比較して、スイッチングデバイス数を一相あたり２個低減できるため、ゲート駆動回路数を低減できる優位性がある。これにより、装置の小型化と低コスト化を図ることが可能となる。
【００７２】
［実施形態８］
本実施形態８の９レベル電力変換装置は、実施形態２の第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５を第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２に置き換えたものである。実施形態２と同様に実施形態７の４分圧した第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の位置を変更することが可能である。図７は本実施形態７の９レベル電力変換装置を示す回路図である。スイッチングパターンと出力電圧の関係は表２と同様である。これにより、実施形態７と同様の効果を奏する。
【００７３】
［実施形態９］ 
本実施形態９の９レベル電力変換装置は、実施形態３の第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５を第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２に置き換えたものである。実施形態３と同様に４分圧した第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４の位置を変更することが可能である。図８は本実施形態９における９レベル電力変換装置を示す回路図である。スイッチングパターンと出力電圧の関係は表２と同様である。これにより、本実施形態９は、実施形態７，実施形態８と同様の作用効果を奏する。
【００７４】
［実施形態１０］
本実施形態１０における９レベル電力変換装置は、実施形態７の第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１３，Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５と第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２を三相分設けたものである。第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４は各相共通である。また、実施形態８，９の第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１３，Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５と第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２とを三相分設けても良い。
【００７５】
以上のように構成することにより、図９に示すように、直流−三相交流変換器を実現することができる。この構成は、第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４側に直流電源を接続した場合、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ側に交流電圧を出力する直流−三相交流変換器として適用できる。
【００７６】
さらに、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ側にフィルタ回路を介して三相交流電源を接続した場合、第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４側に直流電圧を出力する三相交流一直流変換器として適用できる。
【００７７】
以上のように構成することにより、直流−三相交流変換を行うことができる。実施形態４と比較して、スイッチングデバイス数を一相あたり２個低滅できるため、ゲート駆動回路数を低減できる優位性がある。これにより、装置の小型化と低コスト化を図ることが可能となる。
【００７８】
［実施形態１１］
本実施形態１１の９レベル電力変換装置は、実施形態７の第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１３，Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５と第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２を六組用いて、三相交流−直流−三相交流変換器としたものである。この場合、三相交流−直流変換器のＰ１，Ｐ２，ＮＰ，Ｎ２，Ｎ１端子と直流−三相交流−直流変換器のＰ１，Ｐ２，ＮＰ，Ｎ２，Ｎ１端子とを接続する。
【００７９】
この場合、三相交流−直流変換器の端子Ｐ１，端子Ｐ２，中性点ＮＰ，端子Ｎ２，端子Ｎ１と直流−三相交流変換器の端子Ｐ１，端子Ｐ２，中性点ＮＰ，端子Ｎ２，端子Ｎ１とを接続する。
【００８０】
また、三相交流−直流変換器の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４と直流−三相交流−直流変換器の第１〜第４直流電圧源Ｃ１〜Ｃ４は、それぞれ共通化してもよい。
【００８１】
なお、本実施形態１０では、実施形態７の第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１３，Ｓ１６とフライングキャパシタＣ５と第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２を６組分設けた回路について説明したが、実施形態８，９の第１〜第１３，第１６スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１４とフライングキャパシタＣ５，第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２を６組分設けてもよい。
【００８２】
以上のように構成することにより、三相交流−直流−三相交流変換を行うことができる。これにより、装置の小型化に有利な三相交流−直流−三相交流変換器を実現することが可能となる。    
【００８３】
また、実施形態５と比較して、スイッチングデバイス数を一相あたり２個低減できるため、ゲート駆動回路数を低減できる優位性がある。これにより、装置の小型化と低コスト化を図ることが可能となる。
【００８４】
［実施形態１２］
実施形態１２の９レベル電力変換装置は、実施形態６の第１４，第１５スイッチングデバイスＳ１４，Ｓ１５を第１，第２ダイオードＤ１，Ｄ２に置き換えたものである。
【００８５】
これにより、実施形態６と同様の作用効果を奏する。また、実施形態６よりもスイッチングデバイスが少なくゲート駆動回路の数も削減できるため、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
Ｃ１〜Ｃ４…第１〜第４直流電圧源
Ｓ１〜Ｓ１６…第１〜第１６スイッチングデバイス
Ｃ５…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】
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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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【図１０】
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