專利名稱：電力逆轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及具有放大諧振電流的功能的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，成為不管場所和時(shí)刻都能利用的社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，在直接利用標(biāo)準(zhǔn)化后的電力方面，控制負(fù)載的自由受到限制。因此，為了轉(zhuǎn)換從電力系統(tǒng)獲得的電力的形態(tài)、并自由控制負(fù)載，需要電力轉(zhuǎn)換裝置。電力轉(zhuǎn)換裝置通常由將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電力正轉(zhuǎn)換裝置、和將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電力逆轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。一般，電力正轉(zhuǎn)換裝置對交流電進(jìn)行整流來轉(zhuǎn)換為直流電，將其蓄積在電容足夠大的電容器內(nèi)。另一方面，電力逆轉(zhuǎn)換裝置將蓄積在電容器內(nèi)的直流電通過開關(guān)動(dòng)作轉(zhuǎn)換為交流電，將其提供給負(fù)載。在該結(jié)構(gòu)中，一般，通過硬開關(guān)動(dòng)作，浪涌電壓的產(chǎn)生、高頻波噪聲的產(chǎn)生、由開關(guān)動(dòng)作用的半導(dǎo)體元件中的電力損失引起的熱的產(chǎn)生等是不可避免的。 為了避免這些問題，還使用這樣的電流諧振型的電力逆轉(zhuǎn)換裝置使電容器和電感器諧振， 在蓄積于電容器內(nèi)的電荷為大致零，即電容器的兩端電壓為大致零[V]的定時(shí)對電路進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生交流電。特別是，在電力逆轉(zhuǎn)換裝置中處理大電力時(shí)的、作為優(yōu)選的應(yīng)用實(shí)施例的感應(yīng)加熱用電源裝置中，用于通過電磁感應(yīng)對被加熱物進(jìn)行加熱的感應(yīng)線圈成為感應(yīng)性負(fù)載，并且，由于大電流流入感應(yīng)線圈，因而大多使用電流諧振型的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。然而，在使用電流諧振型的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的感應(yīng)加熱用電源裝置中，一般，由于進(jìn)行諧振的感應(yīng)線圈和諧振用的電容器(以下稱為諧振電容器)是不可變的，因而諧振頻率被固定，難以改變提供給感應(yīng)線圈的交流電的頻率。要求一種是電流諧振型、而且可改變提供給感應(yīng)線圈的交流電的頻率的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。滿足上述要求的電力逆轉(zhuǎn)換裝置已進(jìn)行申請和公開，成為公知(參照專利文獻(xiàn) 1)。專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置由以下構(gòu)成對4個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)進(jìn)行了全橋連接的電路；連接在全橋電路的直流端子之間、將電流具有的磁能作為電荷來蓄積、通過放出電荷進(jìn)行再生的諧振電容器；以及連接在全橋電路的交流端子之間的感應(yīng)性負(fù)載。半導(dǎo)體開關(guān)可使用根據(jù)從外部提供的信號可控制接通/斷開的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件、和對于正向電流總是導(dǎo)通、而對于反向電流具有阻止能力，即具有整流作用的半導(dǎo)體元件的組合電路，或者具有與組合電路等效的能力的半導(dǎo)體元件。例如有將開關(guān)動(dòng)作用的晶體管和二極管并聯(lián)連接成使它們的正向?yàn)榉聪虻碾娐?、以及?nèi)置有寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等。將具有上述特征的半導(dǎo)體開關(guān)稱為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)， 在以下說明中適當(dāng)使用。更詳細(xì)地說，在專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，將全橋電路的4個(gè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中、位于不相鄰的連接位置的2個(gè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)作為一組對，使構(gòu)成另一對的各自的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件同時(shí)接通和斷開(以下稱為開關(guān)動(dòng)作)，在與提供給一對的接通/斷開開關(guān)動(dòng)作定時(shí)相反相位的定時(shí)，對構(gòu)成另一對的各自的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件同時(shí)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。并且，保持接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的時(shí)間的比率相等。通過將開關(guān)頻率設(shè)定為由諧振電容器的靜電電容和感應(yīng)性負(fù)載的電感成分決定的諧振頻率以下，在使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件處于導(dǎo)通(以下稱為接通)狀態(tài)時(shí)，施加給構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件的電壓是大致零[V]，而且電流流入具有整流作用的半導(dǎo)體元件。并且，在使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的具有正阻止能力的半導(dǎo)體元件處于阻止(以下稱為斷開)狀態(tài)時(shí)， 施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電壓是大致零[V]，實(shí)現(xiàn)了所謂的軟開關(guān)動(dòng)作。并且，通過以諧振頻率以下的頻率對開關(guān)頻率進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，可使諧振電容器也作為可變電容的電容器執(zhí)行功能。即，可將可變頻率的交流電提供給感應(yīng)性負(fù)載。專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置雖然是電流諧振型，但是具有可實(shí)現(xiàn)使提供給感應(yīng)性負(fù)載的交流電的頻率可變的特征。 專利文獻(xiàn)1 國際公開第2008/096664號在專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，當(dāng)諧振電容器與感應(yīng)性負(fù)載的電感成分諧振來進(jìn)行充電或放電時(shí)，電路的全電流流入構(gòu)成全橋電路的4個(gè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中的至少一個(gè)。在將專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置如感應(yīng)加熱用電源裝置那樣用作要求大功率的電源裝置的情況下，大電流流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)。因此，成為課題的是， 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中的導(dǎo)通損失大，減少了軟開關(guān)動(dòng)作的特征即低損失、低發(fā)熱的優(yōu)點(diǎn)ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了緩解上述課題而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流相對小的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。并且，本發(fā)明的目的是提供一種具有軟開關(guān)動(dòng)作的功能、而且流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的諧振電流小的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，將如下的電路或者與該電路等效的半導(dǎo)體元件作為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)，該電路如下將元件的導(dǎo)通狀態(tài)和阻止?fàn)顟B(tài)根據(jù)從外部提供的信號而被切換的自消弧元件和具有整流作用的元件并聯(lián)連接成使它們的正向的朝向相反，所述電力逆轉(zhuǎn)換裝置具有全橋電路，其具有第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與該第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極連接的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與該第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接、 且負(fù)極與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；和所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)連接的第1 交流輸出端子；和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)連接的第2交流輸出端子；與所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極連接的正極端子；和與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的負(fù)極端子；第1電容器，其連接在所述第1交流輸出端子與所述第2交流輸出端子之間；以及控制電路，直流電流源連接在所述正極端子與所述負(fù)極端子之間，感應(yīng)性負(fù)載連接在所述第1交流輸出端子與所述第2交流輸出端子之間，所述控制電路是這樣控制各所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)當(dāng)所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是接通狀態(tài)時(shí)，使所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是斷開狀態(tài)時(shí)，使所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)，所述控制電路還按照由所述第1電容器的靜電電容和所述感應(yīng)性負(fù)載的電感決定的諧振頻率以下的開關(guān)頻率控制所述各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)。另外，自消弧元件的正極側(cè)為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極側(cè)，自消弧元件的負(fù)極側(cè)為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極側(cè)。并且，使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)是指，使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件處于導(dǎo)通狀態(tài)，使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)是指，使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件處于阻止?fàn)顟B(tài)。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述電力逆轉(zhuǎn)換裝置還具有第 2電容器，該第2電容器連接在所述全橋電路的所述正極端子與所述負(fù)極端子之間，所述控制電路按照由所述第1電容器的靜電電容和所述第2電容器的靜電電容的合成電容、以及所述感應(yīng)性負(fù)載的電感決定的諧振頻率以下的開關(guān)頻率控制所述各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述第1電容器的靜電電容大于所述第2電容器的靜電電容。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述第1電容器由無極性電容器構(gòu)成，所述第2電容器由有極性電容器構(gòu)成。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述自消弧元件是晶體管、或者場效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電子注入增強(qiáng)柵晶體管(IEGT)、門極可關(guān)斷晶閘管(GT0晶閘管)、或者門極換流型晶閘管(GCT晶閘管)。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是內(nèi)置有寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。 并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，在所述自消弧元件是所述場效應(yīng)晶體管(FET)的情況下，或者在所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是內(nèi)置有所述寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的情況下，所述控制電路進(jìn)行如下控制在所述具有整流作用的元件的導(dǎo)通時(shí)，使所述自消弧元件處于導(dǎo)通狀態(tài)。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述直流電流源由直流電壓源和與所述直流電壓源連接的直流電抗器構(gòu)成。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述直流電流源由交流電源、 整流電路以及連接在所述交流電源與所述整流電路的交流端子間的交流電抗器構(gòu)成。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述直流電流源由以下部分構(gòu)成所述交流電源；一端與所述交流電源連接的晶間管交流功率調(diào)整裝置；一次側(cè)與所述晶閘管交流功率調(diào)整裝置的另一端連接的高阻抗變壓器；以及交流端子與所述高阻抗變壓器的二次側(cè)連接的所述整流電路，所述控制電路將控制信號發(fā)送到所述晶間管交流功率調(diào)整裝置，調(diào)整提供給所述感應(yīng)性負(fù)載的所述交流電的功率量。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，連接有1個(gè)以上的寄生振動(dòng)抑制電路。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，將所述感應(yīng)性負(fù)載作為用于從二次側(cè)繞組端子間取出與一次側(cè)繞組端子間絕緣的交流電的電流互感器，在一次側(cè)繞組端子上連接了諧振電抗器。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述感應(yīng)性負(fù)載由交流電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，作為進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的控制的交流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。并且，在本發(fā)明的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中，其特征在于，所述感應(yīng)性負(fù)載由用于通過電磁感應(yīng)對被加熱物進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成，作為進(jìn)行所述被加熱物的感應(yīng)加熱控制的感應(yīng)加熱系統(tǒng)進(jìn)行工作。根據(jù)本發(fā)明涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，可相對減小通過反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流。


圖1是示出本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的電路框圖。圖2A是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖2B是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖2C是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖2D是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖2E是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖2F是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖3(1)至(5)是用于說明圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的波形圖，(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，(2)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，⑶示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2的波形，⑷示出流入諧振電容器CM的電流Icm的波形，(5)示出流入分流電容器CP的電流Icp的波形。圖4(1)至(4)是用于說明從圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中去除了分流電容器CP 的電路的動(dòng)作的波形圖，⑴示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，⑵示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2 的波形，(4)示出流入諧振電容器CM的電流Icm的波形。圖5是振動(dòng)抑制電路的一例的電路圖。圖6是在將圖5所示的振動(dòng)抑制電路應(yīng)用于圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的情況下的電路框圖。圖7(1)至(4)是用于說明具有振動(dòng)抑制電路的本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的波形圖，(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，(2)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2的波形，(4)示出流入諧振電容器CM的電流Icm的波形。圖8(1)至(4)是用于說明發(fā)生了寄生振動(dòng)的本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的波形圖，(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，(2)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流 Isw2的波形，(4)示出流入諧振電容器CM的電流Icm的波形。圖9是具有自動(dòng)調(diào)整圖5所示的振動(dòng)抑制電路的阻抗的功能的本發(fā)明涉及的第1 實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。圖10⑴至(3)是在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中、將開關(guān)頻率設(shè)定為1500Hz時(shí)的波形圖，(1)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，⑵示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2的波形。圖11(1)和⑵是在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中、以1500Hz 執(zhí)行開關(guān)頻率時(shí)的波形圖，(1)是流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2、和將施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的柵極GSW2的控制信號SG2的振幅放大為5000倍的波形圖， (2)是施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓Vsw2(該電壓Vsw2由于與施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload等效，因而由施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload表示)、和將施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的柵極GSW2的控制信號SG2的振幅放大為2500倍的波形圖。圖12(1)和(2)是在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置中、以3000Hz 執(zhí)行開關(guān)頻率時(shí)的波形圖，(1)是流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2、和將施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的柵極GSW2的控制信號SG2的振幅放大為5000倍的波形圖， (2)是施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓Vsw2(該電壓Vsw2由于與施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload等效，因而由施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload表示)、和將施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的柵極GSW2的控制信號SG2的振幅放大為2500倍的波形圖。圖13是本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。圖14A是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖14B是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖14C是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖14D是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖14E是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖14F是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的圖。圖15(1)至是用于說明圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的波形圖，(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload的波形，⑵示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的波形，⑶示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2的波形，⑷示出流入分流電容器CP的電流Icp的波形。圖16⑴至(5)是示出直流電流源的形式的電路框圖，⑴示出使直流電感與直流電壓源的正極側(cè)連接的圖，( 示出使直流電感與直流電壓源的負(fù)極側(cè)連接的圖，(3)是使用直流電抗器從交流電源生成直流電流源的圖，(4)是使用交流電抗器從交流電源生成直流電流源的圖，(5)示出使用交流電調(diào)整裝置用于調(diào)整提供給感應(yīng)性負(fù)載LD的交流電的功率量的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明涉及的實(shí)施方式。對各附圖所示的相同的構(gòu)成要素、部件、處理賦予相同標(biāo)號，適當(dāng)省略重復(fù)說明。并且，實(shí)施方式并不對發(fā)明進(jìn)行限定而是例示， 實(shí)施方式中描述的全部特征及其組合不一定是發(fā)明的本質(zhì)性的特征及其組合。以下，自消弧元件是指根據(jù)從外部提供的信號切換從正極流到負(fù)極的正向電流的導(dǎo)通狀態(tài)(以下稱為接通狀態(tài))和阻止?fàn)顟B(tài)(以下稱為斷開狀態(tài))的元件。并且，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是不具有反向阻止能力，即能進(jìn)行反向?qū)ǖ陌雽?dǎo)體開關(guān)，是指將自消弧元件和具有整流作用的元件并聯(lián)連接成使它們的正向的朝向相反的電路、或者與該電路等效的半導(dǎo)體元件。并且，使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)是指使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件處于導(dǎo)通狀態(tài)，使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)是指使構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件處于阻止?fàn)顟B(tài)。在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中，要注意的是，不管自消弧元件的導(dǎo)通狀態(tài)和阻止?fàn)顟B(tài)如何，始終能實(shí)現(xiàn)反向?qū)?。并且，將自消弧元件的正極(在使電路正向流動(dòng)時(shí)施加正電壓的端子)定義為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極，另一方面，將自消弧元件的負(fù)極(在使電路正向流動(dòng)時(shí)施加負(fù)電壓的端子)定義為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極。[實(shí)施方式1]圖1是示出本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置1A(以下稱為負(fù)載分流電容器方式)的結(jié)構(gòu)的電路框圖。更詳細(xì)地說，本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，將交流電提供給具有電感成分L和電阻成分R的感應(yīng)性負(fù)載LD。電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA具有全橋電路10，直流電流源3，諧振電容器CM，分流電容器CP，感應(yīng)性負(fù)載LD，以及控制電路20。全橋電路10構(gòu)成為，將自消弧元件SSW和二極管DSW反向并聯(lián)連接的電路、或者等效的半導(dǎo)體元件設(shè)定為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWdf 4個(gè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至 SW4連接。全橋電路10構(gòu)成為，使用將第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2串聯(lián)連接的點(diǎn)用作第1交流端子ACl的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)腳(leg)、 和將第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4串聯(lián)連接的點(diǎn)用作第2交流端子AC2的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)腳，將第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的正極之間連接而形成正極端子DCP，且將第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的負(fù)極之間連接而形成負(fù)極端子DCN。直流電流源3提供由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R消耗的能量、和感應(yīng)性負(fù)載LD 通過電磁感應(yīng)而被取出到(消耗到)外部的能量。感應(yīng)性負(fù)載LD是例如用于通過電磁感應(yīng)對交流電動(dòng)機(jī)、被加熱物進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱線圈等的電感成分不能忽略的負(fù)載、或者是用于從二次側(cè)繞組端子間取出與一次側(cè)繞組端子間絕緣的交流電的電流互感器，是由諧振電抗器與一次側(cè)繞組端子串聯(lián)連接的負(fù)載等構(gòu)成的交流負(fù)載，由電感器L和電阻R的串聯(lián)電路表示。感應(yīng)性負(fù)載LD連接在全橋電路10的第1交流端子ACl和第2交流端子AC2之間。
諧振電容器CM連接在全橋電路10的正極端子DCP和負(fù)極端子DCN之間。諧振電容器CM與感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L諧振。分流電容器CP連接在全橋電路10的第1交流端子ACl和第2交流端子AC2之間，與感應(yīng)性負(fù)載LD并聯(lián)連接。分流電容器CP也與感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L諧振。諧振電容器CM的靜電電容(CM)和分流電容器CP的靜電電容(CP)與在現(xiàn)有的電壓型PWM逆變電路中使用的用于穩(wěn)定地提供直流電壓的大電容的平滑電容器不同，由于合成的靜電電容(CM+CP)與感應(yīng)性負(fù)載LD諧振，因而可以是只對流入感應(yīng)性負(fù)載LD的交流振動(dòng)電流的半周期的磁能進(jìn)行吸收(諧振電容器CM和分流電容器CP充電)、放出(諧振電容器CM和分流電容器CP放電)的極小的靜電電容。一般大電容的平滑電容器使用電解電容器，壽命和可靠性大多有問題，往往產(chǎn)生使現(xiàn)有的電壓型PWM逆變電路整體的壽命和可靠性惡化的結(jié)果。與此相對，諧振電容器CM和分流電容器CP，與現(xiàn)有的電壓型PWM逆變電路的平滑電容器相比較，由于需要的靜電電容十分削，因而可使用薄膜電容器和油浸電容器等的靜電電容與電解電容器相比較小、而壽命和可靠性高的電容器，可有助于提高本發(fā)明涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA整體的壽命和可靠性。并且，還有這樣的特征通過使分流電容器CP的靜電電容(CP)比諧振電容器CM 的靜電電容(CM)大，在感應(yīng)性負(fù)載LD短路時(shí)流動(dòng)的短路電流幾乎不會(huì)流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)。并且，諧振電容器CM由于連接在全橋電路10的正極端子DCP和負(fù)極端子DCN之間，因而可使用有極性的電容器。分流電容器CP由于對應(yīng)于提供給感應(yīng)性負(fù)載LD的交流電的周期來替換端子間的電壓極性，因而使用無極性電容器。并且，本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA的開關(guān)動(dòng)作使用的元件不具有反向阻止能力，即能進(jìn)行反向?qū)?。在現(xiàn)有的一般的電流諧振型逆變電路中需要的、開關(guān)動(dòng)作使用的元件不需要反向耐壓能力。控制電路20將第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4 設(shè)定為第1對PAl，將第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3設(shè)定為第2對PA2，控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)，使得當(dāng)?shù)?對PAl是接通狀態(tài)時(shí)，第2對PA2是斷開狀態(tài)，當(dāng)?shù)?對PAl是斷開狀態(tài)時(shí)，第2對PA2是接通狀態(tài)。通過控制電路20的控制，對感應(yīng)性負(fù)載LD施加交流電。并且，控制電路20根據(jù)針對外部接口 20a的輸入或操作，改變開關(guān)頻率。控制電路20通過以由諧振電容器CM和分流電容器CP的合成靜電電容(CP+CM) 以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分決定的諧振頻率fres以下的開關(guān)頻率fsw，控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的接通/斷開狀態(tài)，從而當(dāng)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)， 構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件可進(jìn)行大致零電壓且大致零電流的軟開關(guān)動(dòng)作， 并且當(dāng)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件可進(jìn)行大致零電壓的軟開關(guān)動(dòng)作。然后，參照圖2A至圖2F以及圖3來說明具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)載分流電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作原理。圖2A至圖2F是用于說明負(fù)載分流電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作原理的圖，未標(biāo)記控制電路20。另外，在以下說明中，將與第2交流端子AC2 連接的分流電容器CP的端子的電位是大致零[V]至正的電位的情況表示為“P”，將與第1交流端子ACl連接的分流電容器CP的端子的電位是大致零[V]至正的電位的情況表示為 “N”。根據(jù)分流電容器CP的充電、并聯(lián)導(dǎo)通(電容器的兩端電壓是大致零[V]的狀態(tài))、放電的各自狀態(tài)表示為“充電模式P ”等。并且，圖2A至圖2F中的箭頭表示電流及其方向，箭頭的粗細(xì)表示電流大小。不過， 箭頭的粗細(xì)是相對的。并且，附記給諧振電容器CM和分流電容器CP的端子的“ + ”記號表示該端子的電位狀態(tài)。假定當(dāng)電位是大致零[V]時(shí)不附記。并且，附記給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的柵極的“0N”、“0FF”記號表示構(gòu)成該反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件的導(dǎo)通狀態(tài)、阻止?fàn)顟B(tài)，“ON”是導(dǎo)通狀態(tài)，“OFF”是阻止?fàn)顟B(tài)。并且，直流電流源3作為具體的實(shí)施例由直流電壓源2和與直流電壓源2的正極端子連接的直流電抗器Ldc表示。直流電壓源2通過連接直流電抗器Ldc而成為直流電流源，將直流電流繼續(xù)提供給電力逆轉(zhuǎn)換裝置 IA(以下，將上述的直流電流稱為供給電流)。并且，圖3的區(qū)間(a)相當(dāng)于圖2A的“充電模式P”時(shí)，圖3的區(qū)間(b)相當(dāng)于圖2B的“放電模式P”時(shí)，圖3的區(qū)間(c)相當(dāng)于圖2C 的“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”時(shí)，圖3的區(qū)間(d)相當(dāng)于圖2D的“充電模式N”時(shí)，圖3的區(qū)間(e) 相當(dāng)于圖2E的“放電模式N”時(shí)，圖3的區(qū)間(f)相當(dāng)于圖2F的“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”時(shí)。作為初始狀態(tài)，假定是諧振電容器CM和分流電容器CP中沒有電荷的狀態(tài)、在感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)蓄積有諧振電流的磁能的狀態(tài)，即，通過諧振電容器CM和分流電容器CP、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，取代各個(gè)電容器的電壓是大致零[V]，諧振電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，從而在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)蓄積有磁能的狀態(tài)。1)從初始狀態(tài)起，當(dāng)使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3處于接通狀態(tài)、使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) SW4處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20處于圖2A所示的“充電模式P”、圖3的區(qū)間(a)的狀態(tài)。 在“充電模式P”的狀態(tài)中，根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流由斷開狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4切斷，結(jié)果對諧振電容器CM和分流電容器CP進(jìn)行充電。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流對諧振電容器CM和分流電容器CP進(jìn)行充電而被補(bǔ)充。根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流，即諧振電流通過第2交流端子AC2、第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的二極管DSW3、 正極端子DCP，對諧振電容器CM進(jìn)行充電。并且，從諧振電容器CM流出的電流通過負(fù)極端子DCN、第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的二極管DSW2、第1交流端子ACl流入感應(yīng)性負(fù)載 LD。然后，伴隨于此，諧振電流的大部分流入分流電容器CP，對分流電容器CP進(jìn)行充電。2)然后，通過諧振電容器CM和分流電容器CP、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L 的諧振，處于圖2B所示的“放電模式P”、圖3的區(qū)間(b)的狀態(tài)。在“放電模式P”的狀態(tài)中，通過諧振電容器CM和分流電容器CP、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，蓄積在諧振電容器CM和分流電容器CP內(nèi)的電荷成為諧振電流而被放電到感應(yīng)性負(fù)載LD。并且， 由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。針對諧振電流，從諧振電容器CM流出的電流通過正極端子DCP、接通狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的自消弧元件SSW3、第2交流端子 AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD，然后，通過第1交流端子ACl、接通狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的自消弧元件SSW3、負(fù)極端子DCN回到諧振電容器CM。并且，從分流電容器CP流出的電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，回到分流電容器CP。當(dāng)蓄積在諧振電容器CM和分流電容器CP 內(nèi)的電荷沒有被放電時(shí)，諧振電容器CM和分流電容器CP的各自的兩端電壓為大致零[V]， 諧振電流不流入諧振電容器CM和分流電容器CP。3)于是，處于圖2C所示的“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”、圖3的區(qū)間(c)的狀態(tài)。在“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”的狀態(tài)中，諧振電流按圖2C的表示電流的箭頭流動(dòng)。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD 的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。從感應(yīng)性負(fù)載LD流出的諧振電流在第1個(gè)路徑和第2個(gè)路徑的各方上流動(dòng)，該第1個(gè)路徑是通過第1交流端子ACl、斷開狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) Sffl的二極管DSW1、正極端子DCP、接通狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的自消弧元件SSW3、第2交流端子AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD，第2個(gè)路徑是通過第1交流端子AC1、接通狀態(tài)的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的自消弧元件SSW2、負(fù)極端子DCN、斷開狀態(tài)的第4 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的二極管DSW4、第2交流端子AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD。4)接下來，當(dāng)使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4 處于接通狀態(tài)、使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20處于圖2D所示的“充電模式N”、圖3的區(qū)間(d)的狀態(tài)。在“充電模式N”的狀態(tài)中，根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流由斷開狀態(tài)的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3切斷，結(jié)果對諧振電容器CM和分流電容器CP進(jìn)行充電。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流對諧振電容器CM和分流電容器CP進(jìn)行充電而被補(bǔ)充。根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流，即諧振電流通過第1交流端子AC1、第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl的二極管DSW1、正極端子DCP，對諧振電容器CM進(jìn)行充電。并且，從諧振電容器CM流出的電流通過負(fù)極端子 DCN、第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的二極管DSW4、第2交流端子AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD。 然后，伴隨于此，諧振電流的大部分流入分流電容器CP，對分流電容器CP進(jìn)行充電。并且， 當(dāng)對分流電容器CP進(jìn)行充電時(shí)，與“充電模式P”的狀態(tài)反極性地進(jìn)行充電。5)然后，通過諧振電容器CM和分流電容器CP、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L 的諧振，處于圖2E所示的“放電模式N”、圖3的區(qū)間(e)的狀態(tài)。在“放電模式N”的狀態(tài)中，通過諧振電容器CM和分流電容器CP、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，蓄積在諧振電容器CM和分流電容器CP內(nèi)的電荷成為諧振電流而被放電到感應(yīng)性負(fù)載LD。并且， 由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。針對諧振電流，從諧振電容器CM流出的電流通過正極端子DCP、接通狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl的自消弧元件SSW1、第1交流端子 ACl流入感應(yīng)性負(fù)載LD，然后，通過第2交流端子AC2、接通狀態(tài)的第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的自消弧元件SSW4、負(fù)極端子DCN回到諧振電容器CM。并且，從分流電容器CP流出的電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，回到分流電容器CP。當(dāng)蓄積在諧振電容器CM和分流電容器CP 內(nèi)的電荷沒有被放電時(shí)，諧振電容器CM和分流電容器CP的各自的兩端電壓為大致零[V]， 諧振電流不流入諧振電容器CM和分流電容器CP。6)于是，處于圖2F所示的“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”、圖3的區(qū)間(f)的狀態(tài)。在“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”的狀態(tài)中，諧振電流按圖2F的表示電流的箭頭流動(dòng)。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。從感應(yīng)性負(fù)載LD流出的諧振電流在第1個(gè)路徑和第2個(gè)路徑的各方上流動(dòng)，該第1個(gè)路徑是通過第2交流端子AC2、斷開狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) SW3的二極管DSW3、正極端子DCP、接通狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl的自消弧元件SSW1、第1交流端子ACl流入感應(yīng)性負(fù)載LD，第2個(gè)路徑是通過第2交流端子AC2、接通狀態(tài)的第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的自消弧元件SSW4、負(fù)極端子DCN、斷開狀態(tài)的第2 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的二極管DSW2、第1交流端子ACl流入感應(yīng)性負(fù)載LD。7)接下來，當(dāng)使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3 處于接通狀態(tài)、使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20再次處于圖2A所示的“充電模式P”、圖3的區(qū)間(a)的狀態(tài)。電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA在穩(wěn)定狀態(tài)下，重復(fù)上述動(dòng)作，可將交流電提供給感應(yīng)性負(fù)載 LD。在上述動(dòng)作中，諧振電容器CM和分流電容器CP對流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流，即諧振電流進(jìn)行劃分。因此，流入第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的諧振電流Iswres 為下式(1)。
IswresN (CM/ (CP+CM)) -Ildres... (1)式中，諧振電流Iswres是流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的諧振電流的有效值，Ildres是流入感應(yīng)性負(fù)載LD的諧振電流的有效值，(CM)是諧振電容器CM的靜電電容，(CP)是分流電容器CP的靜電電容。全部有效值是諧振狀態(tài)的值。因此，在想要減小流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的電流的情況下，可以使分流電容器CP的靜電電容 (CP)比諧振電容器CM的靜電電容(CM)大，以滿足后述的條件。分流電容器CP是可在交流電路中使用的無極性電容器，作為與諧振電容器CM的合成電容器進(jìn)行動(dòng)作。根據(jù)諧振頻率fres決定的電容器的靜電電容是該合成電容器的靜電電容(分流電容器CP的靜電電容(CP)和諧振電容器CM的靜電電容(CM)之和)。以下， 將具有合成電容器的靜電電容的并聯(lián)連接的多個(gè)電容器稱為合成電容器C。將發(fā)送到感應(yīng)性負(fù)載LD的交流電的頻率的最大值設(shè)為fmax，將合成電容器C的靜電電容設(shè)為(C = CM+CP)，將感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的電感設(shè)為(L)，則它們必須滿足下式⑵。fmax<l/ (2·π·T(L^C)) ... (2)假定不滿足上述式( ，則合成電容器C和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振周期“ Ι/fres”大于開關(guān)周期“ Ι/fsw",趁著蓄積在合成電容器C內(nèi)的電荷沒有消失，通過開關(guān)動(dòng)作切換反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的接通/斷開狀態(tài)。此時(shí)，由于在分流電容器 CP內(nèi)也蓄積有電荷，因而通過開關(guān)動(dòng)作，分流電容器CP和諧振電容器CM發(fā)生短路，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4很有可能引起短路破壞。因此，必須滿足上式O)。也就是說， 控制電路20有必要以由諧振電容器CM和分流電容器CP的合成電容器C的靜電電容(C = CM+CP)、以及感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L決定的諧振頻率fres以下的開關(guān)頻率fsw，控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的接通/斷開狀態(tài)。圖3(1)至(5)示出圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA的各部的電壓波形或者電流波形。這些波形是當(dāng)以下時(shí)的波形將合成電容器C的靜電電容C設(shè)定為200 μ F，將分流電容器CP的靜電電容設(shè)定為199yF，將諧振電容器CM的靜電電容設(shè)定為lyF，將感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的電感設(shè)定為10. 5 μ H，將感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R的電阻值設(shè)定為 0. 04 Ω，將直流電抗器Ldc的電感設(shè)定為lmH，將直流電壓源2的輸出電壓設(shè)定為IOOOVdf 控制電路20的開關(guān)頻率fres設(shè)定為3000Hz。圖3(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，即輸出電壓。并且，圖3(2)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload，即輸出電流。圖3(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2，圖3 )示出流入諧振電容器CM的電流Icm，圖3 (5)示出流入分流電容器CP的電流I cp。如圖3(1)所示，施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，通過合成電容器C和感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)包含的電感成分L的諧振和開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生正負(fù)交替的脈沖電壓。并且，如圖3(2) 所示，流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload由于電感成分L而產(chǎn)生相位比輸出電壓Vload滯后的交流電流。而且，如圖3(3)至(5)所示，流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流較小，在大電流流動(dòng)期間，限定于并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N。這是因?yàn)椋緛?，?yīng)流入并提供給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流的大部分由分流電容器CP提供。另一方面，圖4(1)至(5)示出專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置(即，從圖1的電路中去除了分流電容器CP的電路)的各部的電壓波形或者電流波形。這些波形是當(dāng)以下時(shí)的波形將諧振電容器CM的靜電電容設(shè)定為200 μ F，將負(fù)載LD的電感成分L的電感設(shè)定為10. 5 μ H，將電阻成分R的電阻值設(shè)定為0. 04 Ω，將直流電抗器Ldc的電感設(shè)定為lmH， 將直流電壓源2的輸出電壓設(shè)定為1000V，將控制電路20的開關(guān)頻率fres設(shè)定為3000Hz。圖4(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，圖4( 示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD 的電流I load，圖4(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2，圖4(d)示出流入諧振電容器CM的電流Icm。如圖4(1)所示，施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，通過諧振電容器CM和感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)包含的電感成分L的諧振和開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生正負(fù)交替的脈沖電壓。并且，如圖 4(2)所示可知，流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload由于電感成分L而產(chǎn)生相位比輸出電壓 Vload滯后的交流電流。而且，如圖4(3)至(4)所示，流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2承擔(dān)流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload的總量的一半左右。通過將圖3(3)和圖4(3)進(jìn)行比較可知，在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA的充電模式P和充電模式N、放電模式P和放電模式N中，流入各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流遠(yuǎn)小于在專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的這些模式中流入各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流。另一方面，在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA的并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N中的電流并未變小。這是因?yàn)椋诒景l(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中，合成電容器C和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L諧振，蓄積在合成電容器C內(nèi)的電荷按開關(guān)動(dòng)作的每半周期放電，合成電容器C的兩端電壓(具有合成電容器的靜電電容的并聯(lián)連接的多個(gè)電容器的各自兩端電壓)為大致零[V]。這是因?yàn)?，在合成電容器C的蓄積電荷沒有變動(dòng)的情況下(即，在并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N的狀態(tài)中)，電流不流入合成電容器C。然后，對圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA是可變頻率電路進(jìn)行說明。圖10(1)至(3)示出當(dāng)對控制電路20進(jìn)行控制、使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的開關(guān)頻率fsw 為1500Hz時(shí)的、負(fù)載電流Iload、負(fù)載電壓Vload、流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流 Isw2的波形。電路常數(shù)與當(dāng)獲得圖3(1)至(5)的特性時(shí)相同。通過將圖10和圖3(1)至 (5)進(jìn)行比較可知，除了由開關(guān)頻率fsw的變更引起的負(fù)載電壓Vload的電壓為大致零[V] 的期間增加以外，沒有大的波形紊亂。由此可知，圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA只需通過控制電路20改變開關(guān)頻率fsw，就能改變負(fù)載電壓Vload和負(fù)載電流Iload的頻率。然后，說明在圖1所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中產(chǎn)生軟開關(guān)動(dòng)作。圖11(1)示出在以開關(guān)頻率fsw為1500Hz進(jìn)行的情況下的流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2、 和控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的接通/斷開狀態(tài)的控制信號SG2的波形(放大示出控制信號SG2的電壓振幅。5. OOK[V]表示接通狀態(tài)，大致O[V]表示斷開狀態(tài))。圖11(2) 示出在以開關(guān)頻率fsw為1500Hz進(jìn)行的情況下的施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓Vsw2(該電壓由于與施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload相等，因而由施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload表示)、和控制信號SG2的波形(放大示出控制信號SG2的電壓振幅。 2. 50K[V]表示接通狀態(tài)，大致0[V]表示斷開狀態(tài))。如圖11(1)和(2)所示可以確認(rèn)，在使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2處于接通狀態(tài)時(shí)，施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓 Vsw2是大致0[V]，而且在使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2處于斷開狀態(tài)時(shí)，施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓Vsw2也同樣是大致O [V]。圖12(1)示出在以開關(guān)頻率fsw為3000Hz進(jìn)行的情況下的流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2、和控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的接通/斷開狀態(tài)的控制信號 SG2的波形(放大示出控制信號SG2的電壓振幅。5.00K[V]表示接通狀態(tài)，大致O[V]表示斷開狀態(tài))。圖12(2)示出在以開關(guān)頻率fsw為3000Hz進(jìn)行的情況下的施加給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電壓Vsw2 (該電壓由于與施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload相等，因而由施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload表示)、和控制信號SG2的波形(放大示出控制信號 SG2的電壓振幅。2.50K[V]表示接通狀態(tài)，大致O [V]表示斷開狀態(tài))。如圖12(1)和(2) 所示可以確認(rèn)，與以開關(guān)頻率fsw為3000Hz進(jìn)行的情況一樣，實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)動(dòng)作。以上，根據(jù)本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式中所說明的負(fù)載分流電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置1A，電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA通過使分流電容器CP與感應(yīng)性負(fù)載LD并聯(lián)連接，可減小流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的諧振電流。[實(shí)施方式2]圖13是示出本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB(以下稱為負(fù)載并聯(lián)電容器方式)的結(jié)構(gòu)的電路框圖。另外，在本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB中，對與本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA相同的構(gòu)成要素、部件、處理賦予相同的標(biāo)號，適當(dāng)省略重復(fù)說明。本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB是這樣的形態(tài)不使用本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中的諧振電容器CM，僅使用分流電容器CP，使分流電容器CP 與感應(yīng)性負(fù)載LD并聯(lián)連接。更詳細(xì)地說，本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，將交流電提供給具有電感成分L和電阻成分R的感應(yīng)性負(fù)載LD。電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB具有全橋電路10，直流電流源3，分流電容器CP，感應(yīng)性負(fù)載LD，以及控制電路 20。
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本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB的分流電容器CP連接在全橋電路10的第 1交流端子ACl和第2交流端子AC2之間，與感應(yīng)性負(fù)載LD并聯(lián)連接。僅在分流電容器CP 與感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L諧振。然后，說明本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB的特征。由于基本特征與本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA相同，因而僅記載不同特征。在發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB中，諧振頻率fres僅由分流電容器CP的靜電電容(CP)和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L決定。本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB的控制電路20以由分流電容器CP的靜電電容(CP)和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L決定的諧振頻率fres以下的開關(guān)頻率fsw，控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4 的接通/斷開，從而當(dāng)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件可以進(jìn)行大致零電壓或大致零電流的軟開關(guān)動(dòng)作，并且當(dāng)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件可以進(jìn)行大致零電壓的軟開關(guān)動(dòng)作。然后，參照圖14A至圖14F以及圖15來說明具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)載并聯(lián)電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作原理。圖14A至圖14F是用于說明負(fù)載并聯(lián)電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作原理的圖，未標(biāo)記控制電路20。另外，在以下說明中，將與第2交流端子AC2 連接的分流電容器CP的端子的電位是大致零[V]至正的電位的情況表示為“P”，將與第1 交流端子ACl連接的分流電容器CP的端子的電位是大致零[V]至正的電位的情況表示為 “N”。根據(jù)分流電容器CP的充電、并聯(lián)導(dǎo)通(電容器的兩端電壓是大致零[V]的狀態(tài))、放電的各自狀態(tài)表示為“充電模式P ”等。并且，圖14A至圖14F中的箭頭表示電流及其方向，箭頭的粗細(xì)表示電流大小。不過，箭頭的粗細(xì)是相對的。并且，附記給分流電容器CP的端子的“+”記號表示該端子的電位狀態(tài)。假定當(dāng)電位是大致零[V]時(shí)不附記。并且，附記給反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的柵極的“0N”、“0FF”記號表示構(gòu)成該反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件的導(dǎo)通狀態(tài)、阻止?fàn)顟B(tài)，“ON”是導(dǎo)通狀態(tài)，“OFF”是阻止?fàn)顟B(tài)。并且，直流電流源3作為具體的實(shí)施例由直流電壓源2和與直流電壓源2的正極端子連接的直流電抗器Ldc表示。直流電壓源2通過連接直流電抗器Ldc而成為直流電流源，將直流電流繼續(xù)提供給電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB (以下，將上述的直流電流稱為供給電流)。并且，圖15的區(qū)間(a)相當(dāng)于圖14A的“充電模式P”時(shí)，圖15的區(qū)間(b)相當(dāng)于圖14B的“放電模式P”時(shí)，圖15的區(qū)間(c)相當(dāng)于圖14C的“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”時(shí)，圖15 的區(qū)間⑷相當(dāng)于圖14D的“充電模式N”時(shí)，圖15的區(qū)間(e)相當(dāng)于圖14E的“放電模式 N”時(shí)，圖15的區(qū)間(f)相當(dāng)于圖14F的“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”時(shí)。作為初始狀態(tài)，假定是分流電容器CP沒有電荷的狀態(tài)、在感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)蓄積有諧振電流的磁能的狀態(tài)，即，通過分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，取代分流電容器CP的兩端電壓是大致零[V]，諧振電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，從而在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)蓄積有磁能的狀態(tài)。1)從初始狀態(tài)起，當(dāng)使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3處于接通狀態(tài)、使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) SW4處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20處于圖14A所示的“充電模式P”、圖15的區(qū)間(a)的狀
16態(tài)。在“充電模式P”的狀態(tài)中，根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流由斷開狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4切斷， 不能流入橋電路10，結(jié)果對分流電容器CP進(jìn)行充電。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分 R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流對分流電容器CP進(jìn)行充電而被補(bǔ)充。2)然后，通過分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，處于圖14B所示的“放電模式P”、圖15的區(qū)間(b)的狀態(tài)。在“放電模式P”的狀態(tài)中，通過分流電容器 CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，蓄積在分流電容器CP內(nèi)的電荷成為諧振電流而被放電到感應(yīng)性負(fù)載LD。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。針對諧振電流，從分流電容器CP流出的電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，回到分流電容器CP。當(dāng)蓄積在分流電容器CP 內(nèi)的電荷沒有被放電時(shí)，分流電容器CP的兩端電壓為大致零[V]，諧振電流不流入分流電容器CP。3)于是，處于圖14C所示的“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”、圖15的區(qū)間(c)的狀態(tài)。在“并聯(lián)導(dǎo)通模式P”的狀態(tài)中，諧振電流按圖14C的表示電流的箭頭流動(dòng)。并且，由感應(yīng)性負(fù)載 LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。從感應(yīng)性負(fù)載LD流出的諧振電流在第1個(gè)路徑和第2個(gè)路徑的各方上流動(dòng)，該第1個(gè)路徑是通過第1交流端子ACl、斷開狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) Sffl的二極管DSW1、正極端子DCP、接通狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3的自消弧元件SSW3、第2交流端子AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD，第2個(gè)路徑是通過第1交流端子AC1、接通狀態(tài)的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的自消弧元件SSW2、負(fù)極端子DCN、斷開狀態(tài)的第4 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的二極管DSW4、第2交流端子AC2流入感應(yīng)性負(fù)載LD。4)接下來，當(dāng)使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4 處于接通狀態(tài)、使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20處于圖14D所示的“充電模式N”、圖15的區(qū)間(d)的狀態(tài)。在“充電模式N”的狀態(tài)中，根據(jù)蓄積在感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分內(nèi)的磁能流動(dòng)的電流由斷開狀態(tài)的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3切斷，結(jié)果對分流電容器CP進(jìn)行充電，當(dāng)對分流電容器CP進(jìn)行充電時(shí)，與“充電模式P”的狀態(tài)反極性地進(jìn)行充電。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流對分流電容器CP進(jìn)行充電而被補(bǔ)充。5)然后，通過分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，處于圖14E所示的“放電模式N”、圖15的區(qū)間(e)的狀態(tài)。在“放電模式N”的狀態(tài)中，通過分流電容器 CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振，蓄積在分流電容器CP內(nèi)的電荷成為諧振電流而被放電到感應(yīng)性負(fù)載LD。并且，由感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。針對諧振電流，從分流電容器CP流出的電流流入感應(yīng)性負(fù)載LD，回到分流電容器CP。當(dāng)蓄積在分流電容器CP 內(nèi)的電荷沒有被放電時(shí)，分流電容器CP的兩端電壓為大致零[V]，諧振電流不流入分流電容器CP。6)于是，處于圖14F所示的“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”、圖15的區(qū)間(f)的狀態(tài)。在“并聯(lián)導(dǎo)通模式N”的狀態(tài)中，諧振電流按圖14F的表示電流的箭頭流動(dòng)。并且，由感應(yīng)性負(fù)載 LD的電阻成分R所消耗的能量、和由感應(yīng)性負(fù)載LD的電磁感應(yīng)所消耗的能量通過由供給電流繼續(xù)流動(dòng)而被補(bǔ)充。從感應(yīng)性負(fù)載LD流出的諧振電流在第1個(gè)路徑和第2個(gè)路徑的各方上流動(dòng)，該第1個(gè)路徑是通過第2交流端子AC2、斷開狀態(tài)的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān) SW3的二極管DSW3、正極端子DCP、接通狀態(tài)的第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl的自消弧元件SSW1、第1交流端子ACl流入感應(yīng)性負(fù)載LD，第2個(gè)路徑是通過第2交流端子AC2、接通狀態(tài)的第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4的自消弧元件SSW4、負(fù)極端子DCN、斷開狀態(tài)的第2 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的二極管DSW2、第1交流端子ACl流入感應(yīng)性負(fù)載LD。7)接下來，當(dāng)使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW3 處于接通狀態(tài)、使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW4處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制電路20再次處于圖14A所示的“充電模式P”、圖15的區(qū)間(a)的狀態(tài)。電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB在穩(wěn)定狀態(tài)下，重復(fù)上述動(dòng)作，可將交流電提供給感應(yīng)性負(fù)載 LD。分流電容器CP有必要是可在交流電路中使用的無極性電容器。并且，將發(fā)送到感應(yīng)性負(fù)載LD的交流電的頻率的最大值設(shè)為fmax，將分流電容器CP的靜電電容設(shè)為(CP)， 將感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的電感設(shè)為(L)，則它們必須滿足下式(3)。fmax<l/ (2·π·T(L^CP))... (3)假定不滿足上述式( ，則分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的諧振周期“ Ι/fres”大于開關(guān)周期“ 1/fsw”，趁著蓄積在分流電容器CP內(nèi)的電荷沒有消失，通過開關(guān)動(dòng)作切換反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的接通/斷開狀態(tài)。此時(shí)，通過開關(guān)動(dòng)作，分流電容器CP發(fā)生短路，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4很有可能引起短路破壞。因此， 必須滿足上式(3)。也就是說，控制電路20有必要以由分流電容器CP的靜電電容(CP)和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L決定的諧振頻率fres以下的開關(guān)頻率fsw，控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4的接通/斷開狀態(tài)。圖15(1)至(5)示出圖13所示的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB的各部的電壓波形或者電流波形。這些波形是當(dāng)以下時(shí)的波形將分流電容器CP的靜電電容設(shè)定為200 μ F，將感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L的電感設(shè)定為10. 5 μ H，將感應(yīng)性負(fù)載LD的電阻成分R的電阻值設(shè)定為0. 04 Ω，將直流電抗器Ldc的電感設(shè)定為lmH，將直流電壓源2的輸出電壓設(shè)定為1000V， 將控制電路20的開關(guān)頻率設(shè)定為3000Hz。圖15(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，即輸出電壓。并且，圖15⑵示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload，即輸出電流。圖15(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2，圖15(4)示出流入分流電容器CP的電流Icp。如圖15(1)所示，施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，通過分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)包含的電感成分L的諧振和開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生正負(fù)交替的脈沖電壓。并且，如圖 15 (2)所示，流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流I load由于電感成分L而產(chǎn)生相位比輸出電壓Vload 滯后的交流電流。而且，如圖15(3)和(4)所示，流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流較小，在大電流流動(dòng)期間，限定于并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N。這是因?yàn)椋捎谥C振電流在感應(yīng)性負(fù)載LD和分流電容器CP之間循環(huán)，因而流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流的大部分僅為供給電流。
通過將圖15⑶和圖4 (3)進(jìn)行比較可知，在本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB的充電模式P和充電模式N、放電模式P和放電模式N中，流入各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流遠(yuǎn)小于在專利文獻(xiàn)1公開的電力逆轉(zhuǎn)換裝置的這些模式中流入各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的電流。另一方面，在本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB 的并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N中的電流不小。這是因?yàn)?，在本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB中，分流電容器CP和感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L諧振，蓄積在分流電容器CP內(nèi)的電荷按開關(guān)動(dòng)作的每半周期放電，分流電容器CP的兩端電壓為大致零 [V]。這是因?yàn)?，在分流電容器CP的蓄積電荷沒有變動(dòng)的情況下(S卩，在并聯(lián)導(dǎo)通模式P和并聯(lián)導(dǎo)通模式N的狀態(tài)中)，電流不流入分流電容器CP。以上，根據(jù)本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式中所說明的負(fù)載并聯(lián)電容器方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置1B，電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB不使用諧振電容器CM，僅使用分流電容器CP，通過使分流電容器CP與感應(yīng)性負(fù)載LD并聯(lián)連接，可在分流電容器CP進(jìn)行充放電的期間，不使諧振電流的大部分通過反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4。[實(shí)施方式3]圖6是示出本發(fā)明涉及的第3實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1C(以下稱為振動(dòng)抑制電路的追加形式)的結(jié)構(gòu)的電路框圖。另外，在本發(fā)明涉及的第3實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置 IC中，對與本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA相同的構(gòu)成要素、部件、處理賦予相同的標(biāo)號，適當(dāng)省略重復(fù)說明。本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IC是這樣的形態(tài)在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中，連接了抑制寄生振動(dòng)發(fā)生的振動(dòng)抑制電路。更詳細(xì)地說，本實(shí)施方式涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IC是這樣的電力逆轉(zhuǎn)換裝置在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中，在全橋電路10的第2交流端子AC2和感應(yīng)性負(fù)載LD之間串聯(lián)插入了振動(dòng)抑制電路13。在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中，為了使諧振電容器CM和分流電容器CP作為合成電容器C與感應(yīng)性負(fù)載LD的電感成分L以目標(biāo)頻率進(jìn)行諧振，需要減輕諧振電容器CM和分流電容器CP之間的寄生電感的影響。寄生電感引起與各個(gè)電容器的以不同于目標(biāo)頻率的頻率的諧振。當(dāng)在以別的頻率發(fā)生了諧振(以下稱為寄生振動(dòng)) 的狀態(tài)下進(jìn)行了反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作時(shí)，很有可能產(chǎn)生不能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)動(dòng)作等的不利。圖8(1)至(4)示出在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA內(nèi)存在寄生電感的情況下的各部的電壓波形或者電流波形。更詳細(xì)地說，圖8(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載0)的電壓￥103(1，圖8(2)示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload，圖8(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2，圖8(4)示出流入諧振電容器CM的電流Icm。如圖 8(1)、(3)、(4)所示，在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的開關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生浪涌電壓和浪涌電流。當(dāng)浪涌電壓和浪涌電流超過反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)、和各自的電容器的額定值時(shí)，很有可能成為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)、和各自的電容器受到破壞、或者壽命極端縮短等的原因。大多通過縮短諧振電容器CM和分流電容器CP的物理距離、或者使用母線等的寄生電感少的材料連接布線，可避免大部分的寄生振動(dòng)。然而，例如在電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA的制造后的狀態(tài)中，即使不發(fā)生寄生振動(dòng)，由于老化等，在電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA開始使用后，也很有可能隨著時(shí)間經(jīng)過而發(fā)生寄生振動(dòng)。因此，期望的是，追加振動(dòng)抑制電路13來進(jìn)行事先應(yīng)對，使得在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作時(shí)寄生振動(dòng)充分衰減。圖5示出振動(dòng)抑制電路13的一例，圖6示出在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA內(nèi)存在寄生電感的情況下應(yīng)用振動(dòng)抑制電路13的結(jié)構(gòu)例。更詳細(xì)地說，圖 5所示的振動(dòng)抑制電路13是將電感器DL和電阻DR并聯(lián)連接的振動(dòng)抑制電路。在圖6中， 分流電容器CP的附近，在全橋電路10的第2交流端子AC2和感應(yīng)性負(fù)載LD之間串聯(lián)插入振動(dòng)抑制電路13。并且，根據(jù)需要，可以通過將1個(gè)以上的振動(dòng)抑制電路13插入在諧振電容器CM和分流電容器CP之間來使寄生振動(dòng)衰減。而且，振動(dòng)抑制電路13可以在諧振電容器CM的附近，串聯(lián)插入諧振電容器CM。振動(dòng)抑制電路13使寄生振動(dòng)電流流入電阻DR來使其衰減，要流入感應(yīng)性負(fù)載LD 的電流有必要流入電感器DL而不進(jìn)行衰減。構(gòu)成振動(dòng)抑制電路13的電阻DR的電阻值和電感器DL的電感(DL)可按以下求出。當(dāng)設(shè)寄生振動(dòng)的振動(dòng)頻率為fstray時(shí)，電感器DL的電感的絕對值為 2· π · fstray · (DL)。當(dāng)設(shè)振動(dòng)抑制電路13的電阻DR的阻抗為(DR)時(shí)，振動(dòng)抑制電路 13的應(yīng)滿足的條件由下式⑷和(5)表示。2 · π · fstray · (DL) >> (DR) . . . (4)2 · π · fmax · (DL) << (DR)... (5)在不滿足上述的式的情況下，寄生振動(dòng)電流的大部分流入電感器DL，寄生振動(dòng)不衰減而繼續(xù)寄生振動(dòng)，引起不需要的寄生振動(dòng)。并且，在不滿足上述的式(5)的情況下，應(yīng)發(fā)送到感應(yīng)性負(fù)載LD的目標(biāo)頻率的功率在電阻DR衰減。因此，將振動(dòng)抑制電路13 的電感器DL的電感(DL)和電阻DR的電阻值決定成使上述的式(4)和式(5)的雙方成立。圖7(1)至(4)示出在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中存在寄生電感的情況下根據(jù)上述方法插入了振動(dòng)抑制電路13時(shí)的各部的電壓波形或者電流波形。更詳細(xì)地說，圖7(1)示出施加給感應(yīng)性負(fù)載LD的電壓Vload，圖7( 示出流入感應(yīng)性負(fù)載LD的電流Iload，圖7(3)示出流入反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的電流Isw2，圖7 (4) 示出流入諧振電容器CM的電流Icm。將圖7(1)至、圖8(1)至(4)進(jìn)行比較可知，通過插入振動(dòng)抑制電路13，浪涌電壓和浪涌電流被抑制，在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SW2的開關(guān)動(dòng)作時(shí)，寄生振動(dòng)被衰減?？梢宰詣?dòng)設(shè)定構(gòu)成振動(dòng)抑制電路13的電感器DL的電感(DL)和電阻DR的阻抗 (DR)，以使寄生振動(dòng)衰減。例如，如圖9所示，振動(dòng)抑制電路13的電感器DL的電感(DL)和電阻DR的阻抗(DR)構(gòu)成為可從控制電路20變更。并且，在感應(yīng)性負(fù)載LD內(nèi)設(shè)置有檢測負(fù)載電流Iload的電流計(jì)IPload，電壓計(jì)Vswl至Vsw4與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)SWl至SW4 連接?？刂齐娐?0具有處理器等，輸入電流計(jì)IPload的測定值Iload、以及各電壓計(jì)的測定值Vswl至Vsw4，例如周期性監(jiān)視寄生振動(dòng)有無發(fā)生。控制電路20當(dāng)檢測出寄生振動(dòng)時(shí)，利用FFTO^ist Fourier Transform，快速傅里葉轉(zhuǎn)換)等，分析其頻率，通過運(yùn)算處理等，求出電感器DL的電感(DL)和電阻DR的阻抗(DR)，并進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定，以使寄生振動(dòng)衰減。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，即使在由于老化等而發(fā)生寄生振動(dòng)的情況下，也能自動(dòng)使寄生振動(dòng)衰
20減。另外，在本發(fā)明涉及的第3實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置IC中，說明了在本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IA中連接了寄生振動(dòng)抑制電路13的方式，然而可以采用在本發(fā)明涉及的第2實(shí)施方式的電力逆轉(zhuǎn)換裝置IB中連接寄生振動(dòng)抑制電路13的形態(tài)，可獲得與上述相同的功能和效果。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能進(jìn)行各種變型和應(yīng)用。例如，在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中，作為構(gòu)成反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的自消弧元件，可使用晶體管、或者場效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電子注入增強(qiáng)柵晶體管(IEGT)、門極可關(guān)斷晶閘管(GT0晶閘管)、或者門極換流型晶閘管(GCT晶閘管)。并且，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是不具有反向阻止能力，即能進(jìn)行反向?qū)ǖ陌雽?dǎo)體開關(guān)，可以是將自消弧元件和具有整流作用的元件并聯(lián)連接成使它們的正向?yàn)榉聪虻碾娐?、或者與該電路等效的半導(dǎo)體元件。將來，即使在開發(fā)出具有與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)等效的功能的新的電路和元件的情況下，也能容易用于本發(fā)明涉及的電力逆轉(zhuǎn)換裝置。并且，在自消弧元件是場效應(yīng)晶體管(FET)的情況下，或者在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是內(nèi)置有寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的情況下，控制電路在具有整流作用的元件的導(dǎo)通時(shí)，通過進(jìn)行控制以使自消弧元件處于接通狀態(tài)而成為同步整流方式，可減少具有整流作用的元件的導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通損失。并且，如圖16(1)至(5)所示，直流電流源3能進(jìn)行各種構(gòu)成。圖16(1)和(2)是示出對直流電壓源2進(jìn)行直流電流源化的方法的圖。更詳細(xì)地說，圖16(1)是使直流電抗器Ldc與直流電壓源2的正極端子串聯(lián)連接的圖。圖16 ( 是使直流電抗器Ldc與直流電壓源2的負(fù)極端子串聯(lián)連接的圖。圖16(3)和圖16 )是示出對交流電源4進(jìn)行直流電流源化的方法的圖。更詳細(xì)地說，圖16(3)是使直流電抗器Ldc與交流電源4、整流電路RB和整流電路RB的直流端子連接的圖。圖16(4)是由交流電源4、整流電路RB、以及連接在交流電源4和整流電路RB 的交流端子之間的交流電抗器Lac構(gòu)成的圖。圖16(5)是示出調(diào)整提供給感應(yīng)性負(fù)載LD的交流電的功率量的方法的圖。更詳細(xì)地說，圖16(5)由以下構(gòu)成交流電源4，一端與交流電源4連接的晶閘管交流功率調(diào)整裝置Th、一次側(cè)與晶間管交流功率調(diào)整裝置Th的另一端連接的高阻抗變壓器HITr、以及交流端子與高阻抗變壓器HITr的二次側(cè)連接的整流電路RB?？刂齐娐?0可將控制信號發(fā)送到晶閘管交流功率調(diào)整裝置Th，調(diào)整提供給感應(yīng)性負(fù)載的交流電的功率量。上述的數(shù)值、電路結(jié)構(gòu)、動(dòng)作、處理是例示，不被限定。并且，無需具有上述實(shí)施方式記載的全部結(jié)構(gòu)，只要能達(dá)到預(yù)期的目的，就可以是一部分的結(jié)構(gòu)的組合。本申請基于在2008年10月27日提交的PCT/JP2008/069484和在2009年3月15 日提交的US61/160, 315。將PCT/JP2008/069484和US61/160, 315的說明書、權(quán)利要求書和附圖整體作為參照引用在本說明書中。標(biāo)號說明1A、1B、1C、1D 電力逆轉(zhuǎn)換裝置；2 直流電壓源；3 直流電流源；4 交流電源；10 全橋電路；13 振動(dòng)抑制電路；20 控制電路；20a 外部接口 ；Lac 交流電抗器；Ldc 直流電抗器；CM:諧振電容器；CP 分流電容器；SW1、Sff2, Sff3, SW4 反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；SSffU SSW2、SSW3、SSW4 自消弧元件；GSffU GSff2, GSff3, GSW4 自消弧元件的柵極；DSffU DSW2、DSW3、DSW4 二極管；SGI、SG2、SG3、SG4 控制信號；LD 感應(yīng)性負(fù)載；L 感應(yīng)性負(fù)載的電感成分；R 感應(yīng)性負(fù)載的電阻成分；DCP 正極端子；DCN 負(fù)極端子；ACl 第1交流端子； AC2 第2交流端子；DL 電感器；DR 電阻；RB 整流電路；Th 晶閘管交流功率調(diào)整裝置； HITr 高阻抗變壓器^8 1、￥8 2、￥8 3、￥8 4:電壓計(jì)；IPload 電流計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，將如下的電路或者與該電路等效的半導(dǎo)體元件作為反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)，該電路如下將元件的導(dǎo)通狀態(tài)和阻止?fàn)顟B(tài)根據(jù)從外部提供的信號而被切換的自消弧元件和具有整流作用的元件并聯(lián)連接成使它們的正向的朝向相反，該電力逆轉(zhuǎn)換裝置具有全橋電路，其具有第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與該第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極連接的第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；正極與該第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接、且負(fù)極與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)；和所述第 1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)連接的第1交流輸出端子；和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)連接的第2交流輸出端子；與所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的正極連接的正極端子；以及與所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的負(fù)極連接的負(fù)極端子；第1電容器，其連接在所述第1交流輸出端子與所述第2交流輸出端子之間；以及控制電路，在所述正極端子與所述負(fù)極端子之間連接直流電流源， 在所述第1交流輸出端子與所述第2交流輸出端子之間連接感應(yīng)性負(fù)載， 所述控制電路是如下地控制各所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)的 當(dāng)所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)，使所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)所述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，使所述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和所述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)處于接通狀態(tài)，所述控制電路還按照由所述第1電容器的靜電電容和所述感應(yīng)性負(fù)載的電感決定的諧振頻率以下的開關(guān)頻率控制所述各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電力逆轉(zhuǎn)換裝置還具有第2 電容器，該第2電容器連接在所述全橋電路的所述正極端子與所述負(fù)極端子之間，所述控制電路按照由所述第1電容器的靜電電容與所述第2電容器的靜電電容的合成電容和所述感應(yīng)性負(fù)載的電感決定的諧振頻率以下的開關(guān)頻率控制所述各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第1電容器的靜電電容大于所述第2電容器的靜電電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第1電容器由無極性電容器構(gòu)成，所述第2電容器由有極性電容器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述自消弧元件是晶體管、或者場效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電子注入增強(qiáng)柵晶體管(IEGT)、門極可關(guān)斷晶閘管(GT0晶閘管)、或者門極換流型晶閘管(GCT晶閘管)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是內(nèi)置有寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述自消弧元件是所述場效應(yīng)晶體管(FET)的情況下，或者在所述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是所述內(nèi)置有寄生二極管的金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的情況下，所述控制電路進(jìn)行如下控制在所述具有整流作用的元件導(dǎo)通時(shí)，使所述自消弧元件處于導(dǎo)通狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述直流電流源由直流電壓源和與所述直流電壓源連接的直流電抗器構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述直流電流源由交流電源、 整流電路以及連接在所述交流電源和所述整流電路的交流端子間的交流電抗器構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述直流電流源由以下部分構(gòu)成所述交流電源；一端與所述交流電源連接的晶間管交流功率調(diào)整裝置；一次側(cè)與所述晶間管交流功率調(diào)整裝置的另一端連接的高阻抗變壓器；以及交流端子與所述高阻抗變壓器的二次側(cè)連接的所述整流電路，所述控制電路將控制信號發(fā)送給所述晶間管交流功率調(diào)整裝置，調(diào)整提供給所述感應(yīng)性負(fù)載的所述交流電的功率量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電力逆轉(zhuǎn)換裝置連接有1 個(gè)以上的寄生振動(dòng)抑制電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，將所述感應(yīng)性負(fù)載作為用于從二次側(cè)繞組端子間取出與一次側(cè)繞組端子間絕緣的交流電的電流互感器，在一次側(cè)繞組端子上連接了諧振電抗器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述感應(yīng)性負(fù)載由交流電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，該電力逆轉(zhuǎn)換裝置作為進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的控制的交流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力逆轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述感應(yīng)性負(fù)載由用于通過電磁感應(yīng)對被加熱物進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成，該電力逆轉(zhuǎn)換裝置作為進(jìn)行所述被加熱物的感應(yīng)加熱控制的感應(yīng)加熱系統(tǒng)進(jìn)行工作。
全文摘要
電力逆轉(zhuǎn)換裝置(1)具有全橋電路(10)、分流電容器(CP)以及控制電路(20)，控制電路(20)是這樣以分流電容器(CP)的靜電電容和感應(yīng)性負(fù)載(LD)的電感決定的諧振頻率以下的開關(guān)頻率控制各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW1至SW4)的接通/斷開狀態(tài)當(dāng)?shù)?反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW1)和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW4)是接通狀態(tài)時(shí)，使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW2)和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW3)為斷開狀態(tài)，當(dāng)?shù)?反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW1)和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW4)是斷開狀態(tài)時(shí)，使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW2)和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(SW3)為接通狀態(tài)。
文檔編號H02M7/5387GK102204076SQ20098014255
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者北原忠幸, 嶋田隆一, 磯部高范, 褔田志郎 申請人:莫斯科技株式會(huì)社