(57)【要約】【課題】絶縁型電力変換装置において、高周波化された電力が形成されるようにするとともに、装置を小型化できるようにする。【解決手段】スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６がオン／オフすることにより、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６によって構成される複数の相からの出力電圧の極性が切り替わる。トランスＴ１〜Ｔ３の２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作に応じて、正又は負の極性をもつ電圧が形成され、それらの電圧が合成される。負電圧を生成するためのスイッチング素子、当該スイッチング素子に接続されたコンデンサ、及び、当該スイッチング素子に接続されたトランスによって、直流電源１０から電力の供給を受けない循環経路が形成されるように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作が制御される。当該コンデンサを用いた循環経路によって負電圧が生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をオン／オフすることにより、電源から供給される電力を変換する絶縁型電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子をオン／オフすることにより、前記複数のスイッチング素子によって構成される複数の相からの出力電圧の極性を切り替える制御部と、
前記複数の相からの出力電圧を合成する複数のトランスと、
を含み、
前記制御部は、前記複数のスイッチング素子の中で負の極性をもつ出力電圧を生成するためのスイッチング素子、当該スイッチング素子に接続されたコンデンサ、及び、当該スイッチング素子に接続されたトランスによって、前記電源からの電力の供給を受けない循環経路が形成されるように、前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御し、
前記コンデンサを用いた前記循環経路によって、負の極性をもつ出力電圧が生成される、
ことを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の絶縁型電力変換装置において、
前記制御部は、負の極性をもつ出力電圧を生成するためのスイッチング素子に前記電源から電力が供給されない状態で、当該スイッチング素子をオンし、これにより前記循環経路を形成する、
ことを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の絶縁型電力変換装置において、
前記制御部は、負の極性をもつ出力電圧を生成するための相において、前記循環経路に含まれないスイッチング素子をオフにする、
ことを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の絶縁型電力変換装置において、
各相は、前記電源の正極側に接続された正極側スイッチング素子と、前記電源の負極側に接続された負極側スイッチング素子と、前記電源と前記正極側スイッチング素子との間に設けられたコンデンサと、一端が前記電源の正極側に接続され、他端が前記正極側スイッチング素子と前記負極側スイッチング素子との間に接続されたトランスと、によって構成されており、
前記制御部は、正の極性をもつ出力電圧を生成するための相においては、前記正極側スイッチング素子をオフにし、前記負極側スイッチング素子をオンにすることにより、前記電源から前記トランスに電力を供給して前記トランスにおいて正の極性をもつ出力電圧を生成し、負の極性をもつ出力電圧を生成するための相においては、前記正極側スイッチング素子をオンにし、前記負極側スイッチング素子をオフにすることにより、前記正極側スイッチング素子、前記コンデンサ、及び、前記トランスによって、前記電源から電力が供給されない前記循環経路を形成し、これにより、前記トランスにおいて負の極性をもつ出力電圧を生成する、
ことを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の絶縁型電力変換装置において、
前記複数の相の数は３以上の奇数である、
ことを特徴とする絶縁型電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁型電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁型の電力変換装置が知られている。例えば特許文献１に記載の絶縁型電力変換装置においては、複数のスイッチング素子によって複数の相が構成され、各相からの出力電圧を合成することにより交流電圧が形成される。また、非特許文献１には、各相からの出力電圧を合成することにより、交流電圧の高周波化が可能な絶縁型電力変換装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，１９８，１７８号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「方形波駆動時のインバータ中性点電位変動とマルチコアトランスを用いた周波数増幅電力変換器の一考察」、西山秀人、折川幸司、宮脇慧、伊東淳一、ＳＰＣ兵庫、ＳＰＣ−１１−０３６（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載の絶縁型電力変換装置においては、用いられるスイッチング素子の数が多いため、装置の小型化が困難となる。また、交流電圧を高周波化すると、スイッチング素子におけるスイッチング損失が増大するという問題が生じる。また、上記の非特許文献１に記載の絶縁型電力変換装置においては、直流電源と並列接続した平滑コンデンサの中点を利用することにより、各相からの出力電圧が合成される。各相からの出力電圧の位相を制御することにより、合成電圧の高周波化が可能となっている。しかし、スイッチング素子にゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ：Zero Voltage. Switching）を適用することが困難であるため、スイッチング素子の発熱が増大し、ヒートシンクのサイズを低減することが困難となる。また、合成電圧の高周波化のため、多数のスイッチング素子が必要となり、その結果、装置の小型化及び低コスト化が困難となる。さらに、平滑コンデンサの中点を利用する構成となっているため、その平滑コンデンサとして大容量のコンデンサを用いる必要があり、その結果、装置の小型化が困難となる。
【０００６】
本発明の目的は、絶縁型電力変換装置において、高周波化された電力が形成されるようにするとともに、装置を小型化できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数のスイッチング素子を含み、前記複数のスイッチング素子をオン／オフすることにより、電源から供給される電力を変換する絶縁型電力変換装置において、前記複数のスイッチング素子をオン／オフすることにより、前記複数のスイッチング素子によって構成される複数の相からの出力電圧の極性を切り替える制御部と、前記複数の相からの出力電圧を合成する複数のトランスと、を含み、前記制御部は、前記複数のスイッチング素子の中で負の極性をもつ出力電圧を生成するためのスイッチング素子、当該スイッチング素子に接続されたコンデンサ、及び、当該スイッチング素子に接続されたトランスによって、前記電源からの電力の供給を受けない循環経路が形成されるように、前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御し、前記コンデンサを用いた前記循環経路によって、負の極性をもつ出力電圧が生成される、ことを特徴とする絶縁型電力変換装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の絶縁型電力変換装置において、前記制御部は、負の極性をもつ出力電圧を生成するためのスイッチング素子に前記電源から電力が供給されない状態で、当該スイッチング素子をオンし、これにより前記循環経路を形成する、ことを特徴とする絶縁型電力変換装置である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の絶縁型電力変換装置において、前記制御部は、負の極性をもつ出力電圧を生成するための相において、前記循環経路に含まれないスイッチング素子をオフにする、ことを特徴とする絶縁型電力変換装置である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の絶縁型電力変換装置において、各相は、前記電源の正極側に接続された正極側スイッチング素子と、前記電源の負極側に接続された負極側スイッチング素子と、前記電源と前記正極側スイッチング素子との間に設けられたコンデンサと、一端が前記電源の正極側に接続され、他端が前記正極側スイッチング素子と前記負極側スイッチング素子との間に接続されたトランスと、によって構成されており、前記制御部は、正の極性をもつ出力電圧を生成するための相においては、前記正極側スイッチング素子をオフにし、前記負極側スイッチング素子をオンにすることにより、前記電源から前記トランスに電力を供給して前記トランスにおいて正の極性をもつ出力電圧を生成し、負の極性をもつ出力電圧を生成するための相においては、前記正極側スイッチング素子をオンにし、前記負極側スイッチング素子をオフにすることにより、前記正極側スイッチング素子、前記コンデンサ、及び、前記トランスによって、前記電源から電力が供給されない前記循環経路を形成し、これにより、前記トランスにおいて負の極性をもつ出力電圧を生成する、ことを特徴とする絶縁型電力変換装置である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の絶縁型電力変換装置において、前記複数の相の数は３以上の奇数である、ことを特徴とする絶縁型電力変換装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、絶縁型電力変換装置において、高周波化された電力を形成することができるとともに、装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る絶縁型電力変換装置を示す図である。
【図２】スイッチング動作を制御する制御部の構成を示す図である。
【図３】各スイッチング素子に対するゲート信号を示す図である。
【図４】各スイッチング素子に対するゲート信号を示す図である。
【図５】基本動作を説明するための図である。
【図６】スイッチング素子のオン／オフ状態と合成電圧の極性を示す図である。
【図７】電流経路を示す図である。
【図８】電流経路を示す図である。
【図９】スイッチング素子のオン／オフ状態と合成電圧の極性を示す図である。
【図１０】電流経路を示す図である。
【図１１】電流経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、本実施形態に係る絶縁型電力変換装置が示されている。この絶縁型電力変換装置は、直流電源１０から供給される電力を調整する機能を備えた装置である。この絶縁型電力変換装置は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車又は燃料電池自動車等の車両に搭載され、当該車両に設けられた負荷に供給される電力を調整する装置である。もちろん、この絶縁型電力変換装置は、車両以外の別の用途に用いられてもよい。
【００１５】
直流電源１０は直流電圧を供給する電源である。直流電源１０として、例えば充放電可能な電源が用いられてもよい。充放電可能な電源として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。
【００１６】
ここで、直流電源１０の電源ラインについて、高圧側のラインを正極側ライン１２と称し、低圧側のラインを負極側ライン１４と称することとする。直流電源１０のプラス端子に接続されているラインが正極側ライン１２であり、直流電源１０のマイナス端子に接続されているラインが負極側ライン１４である。
【００１７】
絶縁型電力変換装置は、複数のスイッチング素子（スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６）と、複数のコンデンサ（コンデンサＣ１〜Ｃ３）と、複数のトランス（トランスＴ１〜Ｔ３）と、を含む。
【００１８】
絶縁型電力変換装置は、正極側ライン１２と負極側ライン１４との間に互いに並行に配置された複数の相アームを含む。図１に示す例では、一例として、３つの相アーム（Ａ相アーム、Ｂ相アーム及びＣ相アーム）が形成されている。Ａ相アームは、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とコンデンサＣ１との直列接続によって構成されている。Ｂ相アームは、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４とコンデンサＣ２との直列接続によって構成されている。Ｃ相アームは、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６とコンデンサＣ３との直列接続によって構成されている。Ａ相アームにおいて、スイッチング素子Ｓ１は、下側アームに属するスイッチング素子であって、負極側ライン１４に接続された負極側スイッチング素子である。スイッチング素子Ｓ２は、上側アームに属するスイッチング素子であって、正極側ライン１２に接続された正極側スイッチング素子である。正極側ライン１２とスイッチング素子Ｓ２との間にはコンデンサＣ１が設けられている。同様に、Ｂ相アームにおいて、スイッチング素子Ｓ３は、下側アームに属するスイッチング素子であって、負極側ライン１４に接続された負極側スイッチング素子である。スイッチング素子Ｓ４は、上側アームに属するスイッチング素子であって、正極側ライン１２に接続された正極側スイッチング素子である。正極側ライン１２とスイッチング素子Ｓ４との間にはコンデンサＣ２が設けられている。同様に、Ｃ相アームにおいて、スイッチング素子Ｓ５は下側アームに属するスイッチング素子であって、負極側ライン１４に接続された負極側スイッチング素子である。スイッチング素子Ｓ６は、上側アームに属するスイッチング素子であって、正極側ライン１２に接続された正極側スイッチング素子である。正極側ライン１２とスイッチング素子Ｓ６との間にはコンデンサＣ３が設けられている。
【００１９】
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子である。各スイッチング素子においては、ソースとドレインとの間（エミッタとコレクタの間）に、ソース（エミッタ側）からドレイン側（コレクタ側）に電流を流すダイオード（ダイオードＤ１〜Ｄ６）が配置されている。
【００２０】
例えば、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれに駆動回路が設けられており、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、図示しない制御部からの制御信号（ゲート信号）に基づいて、対応する駆動回路によってスイッチング制御（オン又はオフ制御）される。これにより、電力が変換される。なお、制御部の構成については、図２を参照して後で説明する。
【００２１】
コンデンサＣ１〜Ｃ３はスナバコンデンサである。
【００２２】
トランスＴ１は、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２とによって構成されており、Ａ相アームに属するスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のスイッチング動作によって生成された電力を伝達するためのトランスである。１次側コイルＬ１の一方端子は、正極側ライン１２に接続されており、１次側コイルＬ１の他方端子は、Ａ相アームにおいてスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の中間点に接続されている。
【００２３】
トランスＴ２は、１次側コイルＬ３と２次側コイルＬ４とによって構成されており、Ｂ相アームに属するスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４のスイッチング動作によって生成された電力を伝達するためのトランスである。１次側コイルＬ３の一方端子は、正極側ライン１２に接続されており、１次側コイルＬ３の他方端子は、Ｂ相アームにおいてスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の中間点に接続されている。
【００２４】
トランスＴ３は、１次側コイルＬ５と２次側コイルＬ６とによって構成されており、Ｃ相アームに属するスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６のスイッチング動作によって生成された電力を伝達するためのトランスである。１次側コイルＬ５の一方端子は、正極側ライン１２に接続されており、１次側コイルＬ５の他方端子は、Ｃ相アームにおいてスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の中間点に接続されている。
【００２５】
１次側コイルＬ１，Ｌ３，Ｌ５は並列に接続されており、２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６は直列に接続されている。
【００２６】
トランスＴ１〜Ｔ３の２次側には、ダイオードＤ７，Ｄ８、リアクトルＬ７、及び、平滑コンデンサＣ４が接続されており、これらの素子によって整流平滑回路が構成されている。この整流平滑回路を経由して負荷１６に対して電力が供給される。
【００２７】
トランスＴ１の２次側コイルＬ２の一方端子は、ダイオードＤ７のアノード端子に接続されている。ダイオードＤ７のカソード端子は、リアクトルＬ７の一方端子及びダイオードＤ８のカソード端子に接続されている。リアクトルＬ７の他方端子は、負荷１６の一方端子及び平滑コンデンサＣ４の一方端子に接続されている。平滑コンデンサＣ４は、負荷１６の両端子に接続されている。一方、トランスＴ１の２次側コイルＬ２の他方端子は、トランスＴ２の２次側コイルＬ４の一方端子に接続されている。２次側コイルＬ４の他方端子は、トランスＴ３の２次側コイルＬ６の一方端子に接続されている。２次側コイルＬ６の他方端子は、ダイオードＤ８のアノード端子、平滑コンデンサＣ４の他方端子、及び、負荷１６の他方端子に接続されている。
【００２８】
なお、本実施形態では、一例として、３つの相アーム（Ａ相アーム、Ｂ相アーム及びＣ相アーム）が形成されているが、５相以上の奇数相のアームが形成されてもよい。この場合、形成されたアームの数に対応する数のトランスが用いられる。つまり、本実施形態では、３相以上の奇数相のアームが形成されていればよい。
【００２９】
本実施形態では、各相に属するスイッチング素子のオン／オフ期間を制御することにより、トランスＴ１〜Ｔ３に形成される電圧の極性を制御する。例えば、スイッチング素子のオン／オフ期間の位相を各相間でずらすことにより、トランスＴ１〜Ｔ３に形成される電力の極性を制御する。そして、トランスＴ１〜Ｔ３のそれぞれに形成された電圧が合成され、この合成によって生成された合成電圧が２次側に印加される。この合成により、交流電圧の高周波化が可能となる。
【００３０】
図２には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作を制御する制御部の構成が示されている。制御部には、低電圧側の負荷１６の電圧指令値（低圧負荷指令値）と負荷１６の電圧値とが入力され、電圧ＰＩ制御１８によって負荷１６に印加される電圧が制御される。電圧ＰＩ制御１８の指令値は、ＰＩ差分処理後、０〜１の値をもつキャリア波２０，２２，２４と比較される。キャリア波２２，２２，２４は一例として三角波である。この比較によって、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作を制御するためのゲート信号（制御信号）が生成される。各ゲート信号は、個々のスイッチング素子に対応する駆動回路に供給される。これにより、個々のゲート信号に従って、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作が制御される。
【００３１】
本実施形態では、合成電圧を高周波化するために、キャリア波２０の位相を基準として、キャリア波２２，２４の位相がずらされる。例えば、３つの相が用いられる場合においてディーティ比（１制御周期に対するオン期間の割合）が０．５の場合、各ゲートパルス間の位相差として、６０°（＝１８０°／３）が設定される。
【００３２】
図３には、指令値が低い場合（デューティ比＜０．５）におけるゲート信号の一例が示されている。横軸は時間である。符号２６で示す期間は１制御周期に対応する。電圧ＰＩ制御１８の指令値とキャリア波２０，２２，２４とが比較され、これにより、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作を制御するためのゲート信号が生成される。ゲート信号２８は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号３０は、スイッチング素子Ｓ２のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号３２は、スイッチング素子Ｓ３のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号３４は、スイッチング素子Ｓ４のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号３６は、スイッチング素子Ｓ５のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号３８は、スイッチング素子Ｓ６のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号２８〜３８に従ってスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が動作することにより、トランスＴ１〜Ｔ３には、トランス電圧（−Ｖ〜＋Ｖ）が形成される。本実施形態では、キャリア波２０の位相を基準として、キャリア波２２，２４の位相がずらされており、これにおり、各ゲート信号の位相がずれている。例えば、各ゲート信号間には、６０°の位相差が設けられている。
【００３３】
図４には、指令値が高い場合（ディーティ比≧０．５）におけるゲート信号の一例が示されている。横軸は時間である。電圧ＰＩ制御１８の指令値とキャリア波２０，２２，２４とが比較され、これにより、ゲート信号４０〜５０が生成される。ゲート信号４０は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号４２は、スイッチング素子Ｓ２のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号４４は、スイッチング素子Ｓ３のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号４６は、スイッチング素子Ｓ４のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号４８は、スイッチング素子Ｓ５のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号５０は、スイッチング素子Ｓ６のスイッチング動作を制御するための信号である。ゲート信号４０〜５０に従ってスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が動作することにより、トランスＴ１〜Ｔ３には、トランス電圧（−Ｖ〜＋Ｖ）が形成される。キャリア波２０の位相を基準として、キャリア波２２，２４の位相がずらされており、これにおり、各ゲート信号の位相がずれている。例えば、各ゲート信号間には、６０°の位相差が設けられている。
【００３４】
次に、図５を参照して、本実施形態に係る絶縁型電力変換装置の基本動作について説明する。説明を簡便にするために、Ａ相アームにおける動作について説明する。そのため、図５の（Ａ）〜（Ｃ）には、Ｂ相アーム及びＣ相アームは図示されていない。
【００３５】
まず、図５の（Ａ）に示すように、下側アームに属するスイッチング素子Ｓ１をオンすると、直流電源１０からの電圧がスイッチング素子Ｓ１に印加される。これにより、トランスＴ１の一次側に電流経路５２が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ１の１次側コイルＬ１及びスイッチング素子Ｓ１を流れる。このとき、トランスの原理によって、トランスＴ１の励磁インダクタンスの電流が上昇し、トランスＴ１の２次側に逆起電力が発生する。これにより、２次側には電流経路５４が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れ、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。このとき、負荷１６の抵抗によって電流値が決まる。なお、スイッチング素子Ｓ２はオフになっている。
【００３６】
次に、図５の（Ｂ）に示すように、下側アームに属するスイッチング素子Ｓ１をオフし、上側アームに属するスイッチング素子Ｓ２をオンする。このとき、スイッチング素子Ｓ２には、直流電源１０からの電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ２においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。この段階では、トランスＴ１の励磁インダクタンスが変化し、その変化によって、スイッチング素子Ｓ２に接続されたコンデンサＣ１への充電が始まり、トランスＴ１の励磁インダクタンスの電流が低下する。このとき、電流経路５６が形成される。
【００３７】
次に、トランスＴ１の励磁インダクタンスが０（ゼロ）になると、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放電される。その状態が、図５の（Ｃ）に示されている。このとき、スイッチング素子Ｓ２、コンデンサＣ１及び１次側コイルＬ１によって、循環経路が形成され、その循環経路に沿って電流経路５８が形成される。つまり、電流が、スイッチング素子Ｓ２、コンデンサＣ１及び１次側コイルＬ１を流れる。このとき、２次側においてリアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流経路６０が形成される。つまり、電流が、リアクトルＬ７、負荷１６及びダイオードＤ８を流れる。このように、コンデンサＣ１を含む循環経路を利用することにより、２次側に電力が供給される。このとき、トランスＴ１の２次側に形成される電圧は、コンデンサＣ１に印加される電圧によって決まる。コンデンサＣ１は負荷１６から切断されているため、流れる電流の値が小さくなる。それ故、コンデンサＣ１として小容量のコンデンサを用いることが可能となる。
【００３８】
本実施形態では、制御期間によってスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に印加される電圧が変化する。以下の式（１）には、スイッチング素子Ｓ１に印加される電圧Ｖｓ、スイッチング素子Ｓ２に印加される電圧Ｖｃ、及び、直流電源１０の電圧Ｖｂと指令値との比率Ｄ、の関係が示されている。
Ｖｓ＝Ｖｃ＋Ｃｂ
Ｖｃ＋Ｖｂ＝Ｖｂ／（１−Ｄ）・・・（１）
よって、Ｖｃ＝（Ｖｂ／（１−Ｄ））−Ｖｂとなる。
【００３９】
Ｂ相アーム及びＣ相アームにおける動作も、Ａ相アームにおける動作と同じである。これら３つの相アームにおける動作によって、トランスＴ１の２次側に高周波の交流電圧が形成される。
【００４０】
以下、上記の基本動作を踏まえたうえで、本実施形態に係る絶縁型電力変換装置の動作について説明する。
【００４１】
図６〜図８を参照して、指令値が低い場合（ディーティ比＜０．５）における動作について説明する。この場合の動作は、図３に示されている１制御周期（符号２６で示す期間）において、ゲート信号２８〜３８に従った動作である。
【００４２】
図６には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン／オフ状態と合成電圧の極性とが示されている。合成電圧は、トランスＴ１〜Ｔ３に形成された各トランス電圧の合成の電圧である。０はオフを示し、１はオンを示している。例えば、スイッチング素子Ｓ１がオン（１）であり、スイッチング素子Ｓ２がオフ（０）であり、スイッチング素子Ｓ３がオフ（０）であり、スイッチング素子Ｓ４がオン（１）であり、スイッチング素子Ｓ５がオフ（０）であり、スイッチング素子Ｓ６がオン（１）である場合、合成電圧の極性はプラス（＋Ｖ）となる。このように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン／オフ状態に応じて、合成電圧の極性が変わる。
【００４３】
図７及び図８には、電流経路が示されている。この電流経路は、ゲート信号２８〜３８に従ってスイッチング動作によって形成される経路である。
【００４４】
図７の（Ａ）には、期間ｔ１に形成される電流経路が示されている。期間ｔ１においては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ１がオンになると、電流経路６２が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ１の１次側コイルＬ１及びスイッチング素子Ｓ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２には、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、スイッチング素子Ｓ４がオンになると、循環経路としての電流経路６４が形成される。つまり、コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｓ４及びトランスＴ２の１次側コイルＬ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。同様に、スイッチング素子Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路６６が形成される。つまり、コンデンサＣ３に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ６及びトランスＴ３の１次側コイルＬ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。そして、トランスＴ１〜Ｔ３に形成された電圧が合成され、これにより、２次側に合成電圧が形成される。
【００４５】
２次側に形成される合成電圧の値は、各相アームによって形成される電圧の値に依存する。例えば、指令値を０．１とし、直流電源１０の電圧を１００Ｖとすると、スイッチング素子Ｓ１に印加される電圧Ｖｓ１は１１１Ｖとなり、スイッチング素子Ｓ４に印加される電圧Ｖｓ４とスイッチング素子Ｓ６に印加される電圧Ｖｓ６は、共に１１Ｖとなる。電圧Ｖｓ１が電圧Ｖｓ４，Ｖｓ６の合計よりも高いため、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側には電流経路６８が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００４６】
図７の（Ｂ）には、期間ｔ１の次の期間ｔ２に形成される電流経路が示されている。期間ｔ２においては、スイッチング素子Ｓ１がオンからオフに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ２がオフからオンに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ２には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ２においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。これにより、スイッチング素子Ｓ２におけるスイッチング損失の発生を防止することが可能となる。スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路７０，７２，７４が形成される。つまり、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。他の相についても同様であり、トランスＴ２の２次側コイルＬ４及びトランスＴ３の２次側コイルＬ６には、それぞれマイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。そして、トランスＴ１〜Ｔ３に形成された電圧が合成され、これにより、２次側に合成電圧が形成される。各相の電圧の極性がマイナス（−）となるため、合成電圧の極性はマイナス（−）となる。このとき、２次側において、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出される。これにより、２次側に電流経路７６が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ８、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。
【００４７】
図８の（Ａ）には、期間ｔ２の次の期間ｔ３に形成される電流経路が示されている。期間ｔ３においては、スイッチング素子Ｓ３がオフからオンに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ４がオンからオフに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ３には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ３においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ３がオンになると、電流経路７８が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ２の１次側コイルＬ３及びスイッチング素子Ｓ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４には、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路８０，８２が形成される。つまり、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。また、電流が、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ６及びトランスＴ３の１次側コイルＬ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。上述した期間ｔ１と同様に、２次側コイルＬ４に形成される電圧（プラスの電圧）が、２次側コイルＬ２，Ｌ６に形成される電圧（マイナスの電圧）の合計よりも高いため、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側に電流経路８４が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００４８】
期間ｔ３の次の期間においては、期間ｔ２と同様に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５がオフになる。これにより、２次側に形成される合成電圧の極性はマイナス（−）となる。このとき、２次側において、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流が、ダイオードＤ８、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。
【００４９】
図８の（Ｂ）には、更に次の期間ｔ４に形成される電流経路が示されている。期間ｔ４においては、スイッチング素子Ｓ５がオフからオンに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ６がオンからオフに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６がオフになる。スイッチング素子Ｓ５には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ５においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ５がオンになると、電流経路８６が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ３の１次側コイルＬ５及びスイッチング素子Ｓ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６には、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオンになると、循環経路としての電流経路８８，９０が形成される。つまり、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。また、電流が、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｓ４及びトランスＴ２の１次側コイルＬ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。上述した期間ｔ１と同様に、２次側コイルＬ６に形成される電圧（プラスの電圧）が、２次側コイルＬ２，Ｌ４に形成される電圧（マイナスの電圧）の合計よりも高いため、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側に電流経路９２が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００５０】
期間ｔ４の次の期間においては、期間ｔ２と同様に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５がオフになる。これにより、２次側に形成される合成電圧の極性はマイナス（−）となる。このとき、２次側において、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。そして、この期間の次に期間ｔ１に戻り、１制御周期における動作が終了する。
【００５１】
次に、図９〜図１１を参照して、指令値が高い場合（ディーティ比≧０．５）における動作について説明する。この場合の動作は、図４に示されている１制御周期（符号２６で示す期間）において、ゲート信号４０〜５０に従った動作である。
【００５２】
図９には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン／オフ状態と合成電圧の極性とが示されている。合成電圧は、トランスＴ１〜Ｔ３に形成された各トランス電圧の合成の電圧である。０はオフを示し、１はオンを示している。例えば、スイッチング素子Ｓ１がオン（１）であり、スイッチング素子Ｓ２がオフ（０）であり、スイッチング素子Ｓ３がオフ（０）であり、スイッチング素子Ｓ４がオン（１）であり、スイッチング素子Ｓ５がオン（１）であり、スイッチング素子Ｓ６がオフ（０）である場合、合成電圧の極性はプラス（＋Ｖ）となる。このように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン／オフ状態に応じて、合成電圧の極性が変わる。
【００５３】
図１０及び図１１には、電流経路が示されている。この電流経路は、ゲート信号４０〜５０に従ってスイッチング動作することによって形成される経路である。
【００５４】
図１０の（Ａ）には、期間ｔ１に形成される電流経路が示されている。期間ｔ１においては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５がオンになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６がオフになる。スイッチング素子Ｓ１がオンになると、電流経路９４が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ１の１次側コイルＬ１及びスイッチング素子Ｓ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２には、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。同様に、スイッチング素子Ｓ５がオンになると、電流経路９６が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ３の１次側コイルＬ５及びスイッチング素子Ｓ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６には、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、スイッチング素子Ｓ４がオンになると、循環経路としての電流経路９８が形成される。つまり、コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｓ４及びトランスＴ２の１次側コイルＬ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。そして、トランスＴ１〜Ｔ３に形成された電圧が合成され、これにおり、２次側に合成電圧が形成される。
【００５５】
例えば、指令値を０．５とし、直流電源１０の電圧を１００Ｖとすると、スイッチング素子Ｓ１に印加される電圧Ｖｓ１とスイッチング素子Ｓ５に印加される電圧Ｖｓ５は、共に２５０Ｖとなり、スイッチング素子Ｓ４に印加される電圧Ｖｓ４は、１５０Ｖとなる。従って、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側には電流経路１００が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００５６】
図１０の（Ｂ）には、期間ｔ１の次の期間ｔ２に形成される電流経路が示されている。期間ｔ２においては、スイッチング素子Ｓ５がオンからオフに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ６がオフからオンに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ６には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ６においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ１がオンになると、電流経路１０２が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ１の１次側コイルＬ１及びスイッチング素子Ｓ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。スイッチング素子Ｓ４，Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路１０４，１０６が形成される。つまり、コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｓ４及びトランスＴ２の１次側コイルＬ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。同様に、トランスＴ３の２次側コイルＬ６には、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。２次側コイルＬ４，Ｌ６に形成される電圧（マイナスの電圧）の合計は、２次側コイルＬ２に形成される電圧（プラスの電圧）よりも大きくなる。それ故、２次側に形成される合成電圧の極性はマイナス（−）となる。この場合、２次側に電流経路１０８が形成される。つまり、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流が、ダイオードＤ８、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。
【００５７】
図１０の（Ｃ）には、期間ｔ２の次の期間ｔ３に形成される電流経路が示されている。期間ｔ３においては、スイッチング素子Ｓ３がオフからオンに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ４がオンからオフに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ３には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ３においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３がオンになると、電流経路１１０，１１２が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ１の１次側コイルＬ１及びスイッチング素子Ｓ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、電流が、直流電源１０、トランスＴ２の１次側コイルＬ３及びスイッチング素子Ｓ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。スイッチング素子Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路１１４が形成される。つまり、コンデンサＣ３に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ６及びトランスＴ３の１次側コイルＬ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。２次側コイルＬ２，Ｌ４に形成される電圧（プラスの電圧）の合計は、２次側コイルＬ６に形成される電圧（マイナスの電圧）よりも大きくなる。それ故、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側に電流経路１１６が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００５８】
図１１の（Ａ）には、期間ｔ３の次の期間ｔ４に形成される電流経路が示されている。期間ｔ４においては、スイッチング素子Ｓ１がオンからオフに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ２がオフからオンに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５がオフになる。スイッチング素子Ｓ２には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ２においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ３がオンになると、電流経路１１８が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ２の１次側コイルＬ３及びスイッチング素子Ｓ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。スイッチング素子Ｓ２，Ｓ６がオンになると、循環経路としての電流経路１２０，１２２が形成される。つまり、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。また、コンデンサＣ３に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ３、スイッチング素子Ｓ６及びトランスＴ３の１次側コイルＬ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。２次側コイルＬ２，Ｌ６に形成される電圧（マイナスの電圧）の合計は、２次側コイルＬ４に形成される電圧（プラスの電圧）よりも大きくなる。それ故、２次側に形成される合成電圧の極性はマイナス（−）となる。この場合、２次側に電流経路１２４が形成される。つまり、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流が、ダイオードＤ８、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。
【００５９】
図１１の（Ｂ）には、期間ｔ４の次の期間ｔ５に形成される電流経路が示されている。期間ｔ５においては、スイッチング素子Ｓ５がオフからオンに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ６がオンからオフに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６がオフになる。スイッチング素子Ｓ５には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ５においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ３、Ｓ５がオンになると、電流経路１２６，１２８が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ２の１次側コイルＬ３及びスイッチング素子Ｓ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。また、電流が、直流電源１０、トランスＴ３の１次側コイルＬ５及びスイッチング素子Ｓ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。スイッチング素子Ｓ２がオンになると、循環経路としての電流経路１３０が形成される。つまり、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。２次側コイルＬ４，Ｌ６に形成される電圧（プラスの電圧）の合計は、２次側コイルＬ２に形成される電圧（マイナスの電圧）よりも大きくなる。それ故、２次側に形成される合成電圧の極性はプラス（＋）となる。この場合、２次側に電流経路１３２が形成される。つまり、電流が、ダイオードＤ７、リアクトルＬ７、負荷１６及び２次側コイルＬ２，Ｌ４，Ｌ６を流れる。これにより、リアクトルＬ７にエネルギーが蓄積される。
【００６０】
図１１の（Ｃ）には、期間ｔ５の次の期間ｔ６に形成される電流経路が示されている。期間ｔ６においては、スイッチング素子Ｓ３がオンからオフに切り替えられ、スイッチング素子Ｓ４がオフからオンに切り替えられる。その結果、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５がオンになり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６がオフになる。スイッチング素子Ｓ４には、直流電源１０から電圧が印加されていないので、スイッチング素子Ｓ４においてゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が実現される。スイッチング素子Ｓ５がオンになると、電流経路１３４が形成される。つまり、電流が、直流電源１０、トランスＴ３の１次側コイルＬ５及びスイッチング素子Ｓ５を流れる。これにより、トランスＴ３の２次側コイルＬ６に、プラス（＋）の極性をもった電圧が形成される。スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４がオンになると、循環経路としての電流経路１３６，１３８が形成される。つまり、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｓ２及びトランスＴ１の１次側コイルＬ１を流れる。これにより、トランスＴ１の２次側コイルＬ２に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。また、コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーが放出され、これにより、電流が、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｓ４及びトランスＴ２の１次側コイルＬ３を流れる。これにより、トランスＴ２の２次側コイルＬ４に、マイナス（−）の極性をもった電圧が形成される。２次側コイルＬ２，Ｌ４に形成される電圧（マイナスの電圧）の合計は、２次側コイルＬ６に形成される電圧（プラスの電圧）よりも大きくなる。それ故、２次側に形成される合成電圧の極性はマイナス（−）となる。この場合、２次側に電流経路１４０が形成される。つまり、リアクトルＬ７に蓄積されたエネルギーが放出され、電流が、ダイオードＤ８、リアクトルＬ７及び負荷１６を流れる。そして、期間ｔ６の次に期間ｔ１に戻り、１制御周期における動作が終了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態によると、複数の相アームからの出力電圧をトランスによって合成することにより、合成電圧の高周波化が可能となる。これにより、負荷１６に接続されるフィルターの小型化が可能となる。一例として、３つの相アームからの出力電圧をトランスＴ１〜Ｔ３によって合成することにより、合成電圧の周波数を、各相アームからの出力電圧の周波数の３倍にすることが可能となる。換言すると、同一周波数をもつ合成電圧を単体のスイッチング素子で形成する場合と比べて、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６におけるスイッチング動作の低周波化が可能となる。つまり、本実施形態では、単体のスイッチング素子によって合成電圧を形成する場合と比べて、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６におけるスイッチング動作の周波数を１／３に低減することが可能となる。これにより、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にて発生するスイッチング損失を低減することが可能となる。
【００６２】
また、直流電源１０からの電圧を利用せずに、コンデンサを含む循環経路を利用することにより、マイナス（−）の極性をもった合成電圧を形成することが可能となる。このとき、負電圧を生成するための循環経路に含まれる素子には、直流電源１０から電圧が印加されない。そのため、コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量を低減すること可能となる。つまり、コンデンサＣ１〜Ｃ３として、小容量のコンデンサを利用することが可能となる。その結果、絶縁型電力変換装置の回路構成を小型化することが可能となる。
【００６３】
また、負電圧を生成するための循環経路に含まれるスイッチング素子は、直流電源１０から電圧が印加されていない状態でオンにされる。それ故、当該スイッチング素子においてスイッチング損失（オン損失）の発生を防止することが可能となる。これにより、スイッチング損失を低減することが可能となる。また、負電圧を形成する相アームにおいて、循環経路に含まれないスイッチング素子はオフにされており、直流電源１０から電圧が印加されていない。それ故、次に当該スイッチング素子をオンするときに、当該スイッチング素子においてオン損失の発生を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  直流電源、１２  正極側ライン、１４  負極側ライン、１６  負荷、Ｓ１〜Ｓ６  スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｃ１〜Ｃ３  コンデンサ、Ｔ１〜Ｔ３  トランス。
【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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【図１１】
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