本發(fā)明涉及用于將頻率相對高的交流電壓變換為頻率相對低的交流電壓的技術。

背景技術：
近年來，作為以非接觸方式傳送電力的系統(tǒng)，提出了采用磁共振耦合的電力傳送方式。專利文獻1公開了一種采用兩個共振器之間的電磁耦合現(xiàn)象，經(jīng)由空間來傳送能量的新的無線能量傳送裝置。在該無線能量傳送裝置中，通過經(jīng)由在共振器的周邊空間產(chǎn)生的共振頻率的振動能量的散出(evanescenttail)對兩個共振器進行耦合，從而能以無線的方式(非接觸)傳送振動能量。該無線電力傳送系統(tǒng)中的共振器的輸出電力，是與共振頻率相等的頻率的交流電，共振頻率通常被設定為100kHz以上。在將該高頻交流電力用作普通的家庭用電力的情況下，需要變換為在系統(tǒng)電源中使用的50/60Hz的低頻率的交流電。另外，在直接進行電機等的旋轉控制的情況下，需要變換為必要的輸出頻率。另一方面，作為將固定頻率的交流電力變換為任意頻率的交流電力的技術，有變頻器(inverter)技術。專利文獻2公開了一種常規(guī)的變頻器技術。其變換方法將被輸入的交流電力暫時變換為直流電力，之后采用多個開關元件切換負載中電流的方向，從而得到交流電力。此時，輸出頻率由該開關元件的切換頻率而決定。在先技術文獻【專利文獻】【專利文獻1】美國專利申請公開第2008/0278264號說明書【專利文獻2】日本特開平11-346478號公報【專利文獻3】日本特開平4-79770號公報【專利文獻4】美國專利第6313602號說明書

技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明概要發(fā)明要解決的課題在現(xiàn)有的交流變換電路中，由于高頻交流電力被暫時變換為直流電力，因此會產(chǎn)生電力損失。另外，在被施加了直流電壓的狀態(tài)下進行開關的接通、斷開動作，因此會發(fā)生開關損失。進而，需要用于整流的電容器，會產(chǎn)生成本增加、耐久性低下的問題。本發(fā)明提供一種能夠在將從無線電力傳送系統(tǒng)等輸入的頻率相對高的交流電力變換為頻率相對低的交流電力時，抑制變換效率的低下的交流變換電路。【用于解決課題的技術手段】為了解決上述課題，本發(fā)明公開的某個方式的交流變換電路，將頻率f0的單相輸入交流電壓變換成比上述頻率f0低的頻率f1的三相輸出交流電壓，上述交流變換電路具備：開關部，其基于控制信號對上述輸入交流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給基于上述控制信號選擇出的相；濾波器部，其通過將上述變換后的電壓的高頻成分除去，從而將上述變換后的電壓變換成上述輸出交流電壓；和開關控制部，其與上述輸入交流電壓成為0的定時同步地，基于與各相的輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每個相進行脈沖密度調制，并基于上述脈沖密度調制下的脈沖的生成狀況、以及上述輸入交流電壓的極性，生成上述控制信號，將上述控制信號發(fā)送給上述開關部，上述開關部，具有：在上述輸入交流電壓的極性為正的情況下，將正電壓施加給對應的相的第1種類的開關元件；和在上述輸入交流電壓的極性為負的情況下，將正電壓施加給對應的相的第2種類的開關元件，上述開關控制部，對控制上述開關部的上述控制信號進行輸出，使得在上述輸入交流電壓的極性為正、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為負、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為正、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為負、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，并且使上述第1種類的開關元件以及上述第2開關元件中與同一相對應的兩者不會同時接通，上述開關控制部基于空間矢量調制進行上述脈沖密度調制。本發(fā)明公開的其他實施方式的交流變換電路，將頻率f0的單相輸入交流電壓變換為比上述頻率f0低的頻率f1的三相輸出交流電壓，上述交流變換電路具備：轉換器部，其將上述輸入交流電壓變換成直流電壓；開關部，其基于控制信號對上述直流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給基于上述控制信號而選擇出的相；濾波器部，其通過將上述變換后的電壓的高頻成分除去，從而將上述變換后的電壓變換成上述輸出交流電壓；和開關控制部，其與上述輸入交流電壓變成0的定時同步地，基于與各相的輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每相進行脈沖密度調制，基于上述脈沖密度調制下的脈沖的生成狀況生成上述控制信號，并發(fā)送給上述開關部，上述開關部具有：在上述輸入交流電壓的極性為正的情況下，將正電壓施加給對應的相的第1種類的開關元件；和在上述輸入交流電壓的極性為負的情況下，將正電壓施加給對應的相的第2種類的開關元件，上述開關控制部，對控制上述開關部的上述控制信號進行輸出，使得在上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，在上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，使上述第1種類的開關元件以及上述第2開關元件中與同一相對應兩者不會同時接通，上述開關控制部，基于空間矢量調制進行上述脈沖密度調制。上述的一般且特定的方式，采用系統(tǒng)、方法、以及計算機程序來實現(xiàn)，或者采用系統(tǒng)、方法以及計算機程序的組合能實現(xiàn)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的某個實施方式，由于在被輸入的高頻交流電力的輸入電壓為零時執(zhí)行開關動作，因此可實現(xiàn)比現(xiàn)有技術更高效率的電力變換。附圖說明圖1A是表示例示的實施方式中的交流變換電路的示意結構的一例的圖。圖1B是表示例示的實施方式中的交流變換電路的動作一例的流程圖。圖1C是表示例示的實施方式中的交流變換電路的示意結構的其他例的圖。圖1D是表示例示的實施方式中的交流變換電路的動作的其他例的流程圖。圖1E是表示第1實施方式的交流變換電路的結構的圖。圖2是表示第1實施方式中的開關元件的結構例的圖。圖3A是表示第1實施方式中的開關控制部的結構的圖。圖3B是表示從基準(reference)正弦波發(fā)生部輸出的三相正弦波的示例的圖。圖3C是表示第1實施方式中的空間矢量調制部的結構的圖。圖4是用于說明空間矢量調制的原理的圖。圖5是表示三相坐標系和二相坐標系之間的關系的圖。圖6是表示8個開關矢量和6個扇區(qū)的圖。圖7是表示扇區(qū)1中的指令矢量Vs的示例的圖。圖8是表示通過載波信號和各開關矢量的持續(xù)時間之間的比較而執(zhí)行的開關狀態(tài)的決定方法的示例的圖。圖9是表示第1實施方式中的輸入輸出極性與接通的開關之間的關系的圖。圖10是表示第1實施方式中的各電壓的波形的圖。(a)是表示輸入交流電壓的波形的圖，(b)是表示開關部的輸出波形的圖，(c)是表示濾波器的輸出波形的圖。圖11是表示第2實施方式的交流變換電路的結構的圖。圖12是表示第2實施方式中的開關控制部的結構的圖。圖13是表示第2實施方式中的輸入輸出極性和接通的開關之間的關系的圖。圖14是表示第2實施方式中的各電壓的波形的圖。(a)是表示輸入交流電壓的波形的圖，(b)是表示轉換器部的輸出波形的圖，(c)是表示開關部的輸出波形的圖，(d)是表示濾波器的輸出波形的圖。圖15是設置了鉗位緩沖(clampsnubber)電路的構成圖。圖16是表示鉗位緩沖電路的結構例的圖。圖17是表示第3實施方式中的開關控制部的結構的圖。圖18是表示第3實施方式中的各電壓的波形的圖。(a)是表示輸入交流電壓的波形的圖，(b)是表示轉換器部的輸出波形的圖，(c)是表示開關部的輸出波形的圖，(d)是表示濾波器的輸出波形的圖。圖19是表示始終僅對一相輸出電力的實施方式中的輸入輸出波形的圖。(a)是表示輸入交流電壓的波形圖，(b)是表示轉換器部的輸出波形的圖，(c)是表示開關部的輸出波形的圖，(d)是表示各相的濾波器的輸出波形的圖。圖20是表示現(xiàn)有的交流變換電路的結構的圖圖21A是表示現(xiàn)有的交流變換電路的開關控制部的結構的圖。圖21B是表示現(xiàn)有的交流變換電路的開關控制部的開關定時的圖。具體實施方式本發(fā)明公開的例示實施方式的概要如下。本發(fā)明公開的一個方式涉及的交流變換電路，是將頻率f0的單相輸入交流電壓變換為比上述頻率f0低的頻率f1的三相輸出交流電壓的交流變換電路，該交流變換電路，具備：基于控制信號對上述輸入交流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給基于上述控制信號選擇的相的開關部；通過將上述變換后的電壓的高頻成分除去，從而將上述變換后的電壓變換為上述輸出交流電壓的濾波器部；和與上述輸入交流電壓成為0的定時同步地，基于與各相輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每相進行脈沖密度調制，基于上述脈沖密度調制下的脈沖的生成狀況、以及上述輸入交流電壓的極性，生成上述控制信號，并將上述控制信號發(fā)送給上述開關部的開關控制部。上述開關部具有：在上述輸入交流電壓的極性為正的情況下，將正電壓施加給對應的相的第1種類的開關元件、和在上述輸入交流電壓的極性為負的情況下，將正電壓施加給對應的相的第2種類的開關元件。上述開關控制部，輸出對上述開關部進行控制的上述控制信號，以實現(xiàn)：在上述輸入交流電壓的極性為正、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為負、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為正、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，在上述輸入交流電壓的極性為負、且上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，并且使上述第1種類的開關元件以及上述第2開關元件中與同一相對應的兩者不會同時接通。上述開關控制部基于空間矢量調制進行上述脈沖密度調制。本發(fā)明公開的其他方式涉及的交流變換電路，是將頻率f0的單相的輸入交流電壓變換為比上述頻率f0低的頻率f1的三相輸出交流電壓的交流變換電路，該交流變換電路具備：將上述輸入交流電壓變換為直流電壓的轉換器部；基于控制信號對上述直流電壓進行變換，將變換后的電壓輸出給基于上述控制信號選擇的相的開關部；通過將上述變換后的電壓的高頻成分除去，從而將上述變換后的電壓變換為上述輸出交流電壓的濾波器部；以及與上述輸入交流電壓成為0的定時同步，基于與各相輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每相進行脈沖密度調制，基于上述脈沖密度調制下的脈沖的生成狀況生成上述控制信號，并發(fā)送給上述開關部的開關控制部。上述開關部，具有：在上述輸入交流電壓的極性為正的情況下，將正電壓施加給對應的相的第1種類開關元件；和在上述輸入交流電壓的極性為負的情況下，將正電壓施加給對應的相的第2種類開關元件。上述開關控制部輸出對上述開關部進行控制的上述控制信號，以實現(xiàn)：在上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為正的情況下，將上述第1種類的開關元件接通，在上述脈沖密度調制中的上述參照信號的極性為負的情況下，將上述第2種類的開關元件接通，并且使上述第1種類的開關元件以及上述第2開關元件中與同一相對應的兩者不會同時接通。上述開關控制部基于空間矢量調制進行上述脈沖密度調制。在某個實施方式中，上述交流變換電路在上述轉換器部與上述開關部之間具有用于降低開關動作時的無用振蕩的緩沖電路(snubbercircuit)。在某個實施方式中，上述緩沖電路包含：二極管、電容器、和電阻。在某個實施方式中，上述開關控制部具有：與上述輸入交流電壓成為0的定時同步，生成與各相的輸出交流電壓對應的頻率f1的3個種類的參照信號的參照信號發(fā)生部；生成頻率比上述參照信號的頻率高的載波信號的載波信號發(fā)生部；和基于通過上述參照信號發(fā)生部生成的上述3個種類的參照信號、以及通過上述載波信號發(fā)生部生成的上述載波信號，進行空間矢量調制的空間矢量調制部。上述空間矢量調制部，基于上述3個種類的參照信號，決定上述開關部中的各開關元件的導通狀態(tài)，采用上述載波信號決定各開關元件的接通狀態(tài)的持續(xù)時間。在某個實施方式中，上述空間矢量調制部，將上述3個種類的參照信號通過空間矢量調制變換為脈沖，在上述輸入交流電壓的值成為0的定時，將上述脈沖輸出給與各相對應的開關元件。在某個實施方式中，上述開關控制部具有：判定上述輸入交流電壓的極性的正負判定部；以及基于從上述空間矢量調制部輸出的上述脈沖、以及上述正負判定部的判定結果，生成上述控制信號，并發(fā)送給上述開關部的開關信號輸出部。在某個實施方式中，上述開關控制部，以被預先設定的最小接通時間以及最小截止時間以上的時間間隔，對各開關元件的接通狀態(tài)以及斷開狀態(tài)進行切換，上述最小接通時間以及上述最小截止時間被設定為N1/2f0(N1為2以上的整數(shù))。在某個實施方式中，上述開關控制部，以被預先設定的最大接通時間以及最大斷開時間以下的時間間隔對各開關元件的接通狀態(tài)以及斷開狀態(tài)進行切換，上述最大接通時間以及上述最大斷開時間被設定為N2/2f0(N2為2以上的整數(shù))。在某個實施方式中，上述開關控制部對上述開關部進行控制，以實現(xiàn)：上述輸入交流電壓的一半周期的電壓始終僅對特定的一相輸出。在某個實施方式中，上述交流變換電路還具備零交叉定時檢測部，其檢測上述輸入交流電壓的值成為0的定時，并通知給上述開關控制部。以下，在說明本發(fā)明的具體實施方式之前，首先，說明本發(fā)明的發(fā)明者們針對現(xiàn)有技術中而發(fā)現(xiàn)的課題及本發(fā)明的技術概要。圖20是采用現(xiàn)有的變頻器技術將無線電力傳送系統(tǒng)等的高頻單相交流變換為更低頻的三相交流的電力接受側交流變換電路的構成圖。該交流變換電路具備：將被輸入的高頻交流電力變換為直流電力的整流部1401、和通過多個開關元件將整流部1401的輸出電壓輸出給各相的變頻器部1402；以及按每相配置的低通濾波器部104(以下稱作“濾波器”)。交流變換電路進一步具備開關控制部1403，其對變頻器部1402中包含的多個開關元件的動作進行控制。以下，對圖20所示的交流變換電路的動作進行說明。首先，被輸入的高頻交流電力(交流電)在整流部1401中被變換為直流電力(直流電)。接著，在變頻器部1402中，開關元件U、V、W、X、Y、Z的接通、斷開被切換，使得各相負載中流動的電流的方向被交替切換。在此，關于開關元件U、V、W、X、Y、Z，一般采用MOSFET、IGBT等半導體開關。關于各開關元件的接通、斷開的定時控制，采用脈寬調制(PWM：pulsewidthmodulation)。圖21A、圖21B是用于說明開關控制部1403的構成以及動作的圖。如圖21A所示，開關控制部1403具有PWM控制部1503，其接受被設定為與被輸出的低頻電力的頻率相同頻率的參照用正弦波1501、以及被預先設定為比該頻率更高的頻率的三角波1502的輸入。PWM控制部1503，將基于參照用正弦波1501以及三角波1502而生成的脈沖向被預先決定的開關元件的柵極(gate)輸入。在此，作為示例，對在uv相之間輸出電力的情況下的開關控制部1403的動作進行說明。圖21B是表示PWM控制部1503的開關定時的示例的圖。首先，PWM控制部1503對參照用正弦波1501以及三角波1502各自的輸入值進行比較。在“參照用正弦波≥0”且“參照用正弦波≥三角波”的情況下，將開關元件U以及開關元件Y接通，在“參照用正弦波≥0”且“參照用正弦波＜三角波”的情況下，將開關元件U以及開關元件Y斷開。另外，在“參照用正弦波＜0”且“參照用正弦波≥三角波”的情況下，將開關元件V以及開關元件X斷開，在“參照用正弦波＜0”且「參照用正弦波＜三角波”的情況下，將開關元件V以及開關元件X接通。通過這樣的動作，從而從PWM控制部1503被輸出的脈沖寬度，根據(jù)參照用正弦波的值的大小而發(fā)生變化。被輸入變頻器部1402的直流電力，根據(jù)上述的開關動作而被變換成具有與圖21B所示的脈沖相同寬度的脈沖串，并被輸出。被輸出的脈沖串，通過低通濾波器部104之后，作為最終輸出被變換成所希望的頻率的正弦波。另外，在此，以得到正弦波輸出的構成為例進行了說明，但通過將參照用正弦波設為任意頻率以及波形，從而能夠將被輸入的高頻交流電力變換為具有任意頻率以及波形的交流電力。然而，在按照以上方式構成的交流變換電路中，由于在整流部1401中高頻交流電力被暫時變換為直流電力，因此會產(chǎn)生電力損失。另外，由于在變頻器部1402中也會在被施加直流電壓的狀態(tài)下進行開關的接通、斷開動作，因此會發(fā)生開關損失。進而，需要用于整流的電容器，產(chǎn)生成本增加、耐久性低下的問題。本發(fā)明的發(fā)明者們，新發(fā)現(xiàn)了上述課題，從而實現(xiàn)了一種交流變換電路，在將從無線電力傳送系統(tǒng)等被輸入的頻率相對高的交流電力變換為頻率相對低的交流電力時抑制變換效率的低下。以下，對本發(fā)明公開的實施方式的概要進行說明。圖1A是表示本發(fā)明的一個實施方式的交流變換電路的結構例的圖。被圖示的交流變換電路被構成為，將頻率f0的單相交流電壓(以下稱作“輸入交流電壓”)變換為比頻率f0更低的頻率f1的三相交流電壓(以下稱作“輸出交流電壓”)。該交流變換電路，具備：基于控制信號對輸入交流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給各相(uv相之間、vw相之間、wu相之間間)的開關部10；和從開關部10的輸出中去掉高頻成分后將輸出交流電壓輸出的濾波器部104。交流變換電路還具備開關控制部30，其通過生成上述控制信號，并輸入給開關部10，從而對開關部10進行控制。開關控制部30，與輸入交流電壓成為0的定時同步地，基于與各相的輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號按每相進行脈沖密度調制。然后，基于脈沖密度調制的脈沖的生成狀況、以及輸入交流電壓的極性，生成控制信號，并發(fā)送給開關部10。通過該控制信號選擇對哪一相輸出變換后的電壓。以上動作，在每次輸入交流電壓變成0時，即輸入交流電壓的每半個周期進行。在此，所謂“脈沖的生成狀況”，是指例如有關各相的脈沖的有無生成、所生成的脈沖的極性等。開關部10，典型而言具有多個開關元件，通過采用控制信號來對被選擇出的特定的開關元件的接通、斷開進行切換，從而將被輸入的電壓分配給三相。在此，所謂“接通”表示導通狀態(tài)，“斷開”表示未導通狀態(tài)。通過這樣的構成，從而能夠根據(jù)輸入交流電壓的極性以及輸出交流電壓的極性來動態(tài)地生成所希望的三相交流。另外，所謂“輸入交流電壓為0”，不限于完全成為0的情況，還包含實質上視為0的范圍。本說明書中，在輸入交流電壓相對于振幅的值包含在小于10％的范圍內的情況下，設為實質上為0。圖1B是表示圖1A所示的交流變換電路的動作的流程的流程圖。首先，在步驟S101中，檢測輸入交流電壓成為0的定時。步驟S101通過例如未圖示的檢測器而被執(zhí)行。在檢測出輸入交流電壓成為0的定時的情況下，進入步驟S102，基于與各相輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每相進行脈沖密度調制。接著，在步驟S103中，基于脈沖密度調制中的脈沖的生成狀況、以及輸入交流電壓的極性來生成控制信號。步驟S102以及S103通過開關控制部30而被執(zhí)行。之后，在步驟S104中，開關部10基于控制信號來對輸入交流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給所選擇的相。最后，在步驟S105中，濾波器部104將變換后的電壓變換為輸出交流電壓。以上的動作每隔輸入交流電壓的半周期而重復，從而輸入交流電壓被變換為頻率相對低的輸出交流電壓。在該示例中，由于控制信號與輸入交流電壓成為0的定時同步地被發(fā)送給開關部10，因此在開關部10的內部執(zhí)行的開關動作，是在電壓為0的狀態(tài)下被執(zhí)行的。因此，可降低因該開關動作而引起的電力損失。進而，由于不是將輸入交流電壓變換為直流電壓而是變換為輸出交流電壓，因此可實現(xiàn)高效的變換。另外，關于開關部10、開關控制部30等的詳細構成以及動作，在后述的實施方式1中進行說明。交流變換電路不限于上述的構成，還可以具有其他構成。圖1C是示出本發(fā)明的交流變換電路的其他結構例的圖。該交流變換電路也被構成為：將頻率f0的單相輸入交流電壓變換為比頻率f0更低的頻率f1的三相輸出交流電壓。該交流變換電路，除了具備圖1A所示的構成要素之外，還具備將輸入交流電壓暫時變換為直流電壓后輸出給開關部10的轉換器部40。該示例中的開關控制部30，與輸入交流電壓成為0的定時同步地，基于與各相輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號按每相進行脈沖密度調制。然后，基于脈沖密度調制的脈沖的生成狀況來生成控制信號，并發(fā)送給上述開關部。在該示例中，由于轉換器部40將輸入交流電壓暫時變換為直流電壓，因此被輸入至開關部10的電壓始終為正極性。因而，開關控制部30僅基于脈沖的生成狀況來控制開關部10。圖1D是表示圖1C所示的交流變換電路的動作的流程的流程圖。本構成中，在步驟S200中通過轉換器部40將輸入交流電壓變換為直流電壓。另一方面，在步驟S201中，檢測輸入交流電壓成為0的定時。在檢測出輸入交流電壓成為0的定時的情況下，進入步驟S202，基于與各相輸出交流電壓對應的頻率f1的參照信號，按每相進行脈沖密度調制。接著，在步驟S203中，基于脈沖密度調制的脈沖的生成狀況生成控制信號。在步驟S200以及S203完成之后，在步驟S204中，開關部10基于控制信號對從轉換器部40被輸出的直流電壓進行變換，并將變換后的電壓輸出給所選擇的相。最后，在步驟S205中，濾波器部104將變換后的電壓變換為輸出交流電壓。另外，步驟S200、與步驟S201至S203能被并行執(zhí)行。以上動作通過按輸入交流電壓的每半周期進行重復，從而輸入交流電壓被變換為頻率相對低的輸出交流電壓。由于在圖1C所示的構成中，與輸入交流電壓成為0的定時同步地，控制信號被發(fā)送給開關部10，因此在開關部10的內部執(zhí)行的開關動作，在電壓為0的狀態(tài)下被執(zhí)行。因此，可降低因該開關動作而引起的電力損失。另外，關于該示例中的開關部10、開關控制部30等的詳細構成以及動作，將在后述的實施方式2中進行說明。以上說明中，交流變換電路的各構成要素是作為被模塊化的單獨的功能部而表示的，但也可以通過使處理器執(zhí)行規(guī)定這些功能部的處理的程序來實現(xiàn)交流變換電路的動作。這樣的程序的處理步驟，如例如圖1B、1D所示。以下，對本發(fā)明的更具體的實施方式進行說明。在以下的說明中，對相同或者對應的構成要素附加相同的參照符號。(實施方式1)首先，對第1實施方式的交流變換電路進行說明。圖1E是表示本實施方式的交流變換電路的示意結構的方框圖。本實施方式的交流變換電路被構成為，將頻率f0的單相輸入交流電壓變換為相對低的頻率f1的三相輸出交流電壓。交流變換電路具備：通過多個開關元件將輸入交流電壓輸出給各相的開關部101；檢測輸入交流電壓的值成為0的定時(零交叉定時)的零交叉定時檢測部102；和控制各開關元件的動作的開關控制部103；以及將開關部101的輸出電壓的高頻成分去掉的濾波器104。在濾波器104的后段連接負載，向負載供給頻率f1的交流電壓。頻率f0被設定為例如100kHz以上，頻率f1能被設定為例如與電力系統(tǒng)的頻率相同的50Hz。輸入交流電壓以及輸出交流電壓均被設為正弦波電壓。輸入交流電壓，能夠是例如從利用了共振磁場耦合的無線電力傳送系統(tǒng)的電力接受部輸出的高頻(RF)電壓。向開關部101輸入頻率f0且單相的交流電壓。開關部101，具備基于從開關控制部103輸入的控制信號執(zhí)行動作的開關元件U、V、W、X、Y、Z。通過這些開關元件U、V、W、X、Y、Z，從而開關部101，切換是否向與uv相、vw相、wU相的各相連接的后段的濾波器104輸出輸入交流電壓。以下，為了簡單起見，將uv相、vw相、wu相分別稱作u相、v相、w相。開關元件U、V、W，在輸入高頻交流的極性為正時，向對應的相施加正電壓，在本說明書中，有時稱作“第1種類的開關”。開關元件X、Y、Z，是在輸入高頻交流的極性為負時，向對應的相施加正電壓的開關，在本說明書中有時稱作“第2種類的開關”。圖2是表示各開關元件的結構例的圖。各開關元件，如例如圖2(a)所示那樣，具有通常的半導體開關元件即MOSFET或者IGBT與二極管串聯(lián)或者并聯(lián)連接的構成、或連接在二極管橋內的構成?；蛘撸鐖D2(b)所示那樣，也可以由逆阻止IGBT等雙向開關元件構成。從開關控制部103向各開關元件的柵極輸入控制信號。接著，對開關控制部103的構成以及動作進行具體說明。圖3A是表示開關控制部103的具體構成的圖。開關控制部103，具備：發(fā)生與各相的輸出交流電壓相同的頻率f1的三相正弦波(參照信號)的基準正弦波發(fā)生部301(參照信號發(fā)生部)；判定輸入交流電壓的極性(正負)的正負判定部302；通過空間矢量調制生成與各相對應的脈沖串的空間矢量調制部303；將對各開關元件的柵極輸入的控制信號輸出的開關信號輸出部304；和發(fā)生在空間矢量調制中成為用于決定開關時間的基準的信號(載波信號(carriersignal))的載波信號發(fā)生部305。本實施方式中，利用被稱作空間矢量調制的調制方式來進行脈沖密度調制。空間矢量調制在例如專利文獻3以及專利文獻4中被公開。將專利文獻3以及專利文獻4的公開內容全部援引在本申請的說明書中。從零交叉定時檢測部102向空間矢量調制部303輸入表示輸入交流電壓的電壓值成為0的定時的定時信息，并從載波信號發(fā)生部305輸入載波信號。另外，正負判定部302被配置成接受來自輸入高頻交流線路的輸入。在此，從載波信號發(fā)生部305被輸出的載波信號是例如頻率fC的三角波。載波信號的頻率fC能被設定為高于從基準正弦波發(fā)生部301輸出的參照信號的頻率f1，且低于輸入高頻電力的頻率f0。頻率fC能被設定為滿足f1＜＜fC＜＜f0?；鶞收也òl(fā)生部301，發(fā)生電力比被輸入的高頻交流電力足夠小、相位逐一錯位120度(2π/3)的頻率f1(＝50Hz)的三相正弦波，并輸入至與各相對應的空間矢量調制部303。在此，假設基準正弦波發(fā)生部301的輸出為以零為中心取正負值的正弦波。圖3B是表示被從基準正弦波發(fā)生部301輸出的三相正弦波的示例的圖。三相正弦波的電壓Vu、Vw、Vv，分別對應于應輸出給u相、v相、w相的電壓的頻率以及相位，因此其振幅彼此相等，相位逐一錯位2π/3。正弦波Vu、Vv、Vw分別能由以下的式1～式3表示。【式1】Vu＝A1sinω1t(1)【式2】Vv=A1sin(ω1t+2π3)---(2)]]>【式3】Vw=A1sin(ω1t-2π3)---(3)]]>在此，設振幅為A1、角頻率為ω1(＝2πf1)，設與u相對應的正弦波電壓Vu的相位成為0的時刻為時間坐標的原點。時間坐標的原點也可以定為任意時刻?？臻g矢量調制部303，將被輸入的三相正弦波的電壓值Vu、Vv、Vw作為指令值，來進行空間矢量調制。然后，基于從載波信號發(fā)生部305輸入的載波信號、和從零交叉定時檢測部102輸入的定時信息，與輸入交流電壓的電壓大小為0的定時同步地將脈沖輸出給開關信號輸出部304。圖3C是表示空間矢量調制部303的結構的圖?？臻g矢量調制部303，具有：開關矢量決定部3030-1，其基于來自基準正弦波發(fā)生部301的輸入，決定對應使之導通的開關元件的組合進行規(guī)定的三個矢量(開關矢量)的組；和開關狀態(tài)決定部3030-2，其決定所決定的矢量的組的時間分配(占空比)以及由各矢量表示的導通狀態(tài)的定時。開關矢量決定部3030-1具有：坐標變換部3031，其將以從基準正弦波發(fā)生部301輸入的三相交流電壓的值作為成分的三維矢量變換為二維矢量；和矢量扇區(qū)(sector)選擇部3032，其通過選擇變換后的二維矢量所屬的扇區(qū)，來決定三個開關矢量。開關狀態(tài)決定部3030-2，具有：矢量占空比計算部3033，其計算三個開關矢量的占空比；載波占空比較部3034，其對占空比和載波信號進行比較；和開關時間決定部3035，其基于比較結果來決定各開關矢量的開關時間。以下對基于由開關控制部303進行的空間矢量調制的脈沖密度調制處理進行說明。首先，對三相二相靜止坐標變換進行說明。圖4是三相二相靜止坐標變換的概念圖。如圖4(a)所示，將來自基準正弦波發(fā)生部301的輸入值(三相平衡電壓瞬態(tài)值)Vu、Vv、Vw，看作在平面上分別相差2π/3的三個軸U、V、W上的瞬態(tài)矢量Vv、Vv、Vw。于是，從基準正弦波發(fā)生部301被輸入的三相交流電壓、即應對各相輸出的電壓，能夠由以下的式4所示的合成瞬態(tài)矢量Vs來表示?！臼?】V→s=V→u+V→v+V→w---(4)]]>該合成瞬態(tài)矢量Vs是以一定的角頻率f1旋轉的固定大小的矢量。接著，如圖4(b)所示，認為該合成瞬態(tài)矢量由與U軸一致的α軸、和與之正交的β軸來表現(xiàn)。將此時的Vs的α成分作為Vα，將β成分作為Vβ。接著，求出三相二相靜止坐標變換的變換式。圖5是表示三相坐標系與二相坐標系之間的關系的圖。圖5示出在將U軸、V軸、W軸上的矢量投射于α軸、β軸時，將成為多大的大小。由圖5可知，Vα、Vβ能夠由以下的式5表示。【式5】Vα=Vucos0+Vvcos2π3+Vwcos(-2π3)Vβ=Vusin0+Vvsin2π3+Vwsin(-2π3)---(5)]]>若采用矩陣改寫式5，則能得到以下的式6。在此，由于是不對變換后的電壓大小進行改變的相對變換，因此對變換矩陣乘以常數(shù)2/3。【式6】VαVβ=23cos0cos2π3cos(-2π3)sin0sin2π3sin(-2π3)VuVvVw=231-12-12032-32VuVvVw---(6)]]>坐標變換部3031，將來自基準正弦波發(fā)生部301的輸入值(Vu、Vv、Vw)作為指令值，基于上述的式6來對各相的指令值進行三相二相靜止坐標變換。通過該變換，能夠將從基準正弦波發(fā)生部301輸入的三相正弦波的電壓值作為大小固定的旋轉矢量來進行處理。接著，說明利用該旋轉矢量來決定各相的接通狀態(tài)的方法。圖1E所示開關部101，具有6個開關元件U、V、W、X、Y、Z，但其中與u相對應的U和X組成一對、與v相對應的V和Y組成一對、與w相對應的W和Z組成一對，其中的每一對分別被控制成當一方接通時，另一方成為斷開。由于該限制，從而所有的開關元件的接通狀態(tài)的組合，由在圖1E中繪制在上側的3個開關元件U、V、W的接通·斷開的組合而決定。該組合存在23＝8個。在此，對各相的接通·斷開的狀態(tài)所表現(xiàn)的矢量空間(U，V，W)進行定義。將接通的情況設為1，將斷開的情況設為0。例如，在U相接通(供給電力的狀態(tài))、V相、W相斷開(未供給電力狀態(tài))的情況下，描述為(U，V，W)＝(1，0，0)。圖6是與圖4同樣地，在平面上角度彼此相差120度的三個軸U、V、W所表示的坐標上，描繪了表示可選擇的開關狀態(tài)的8個矢量的圖。這8個矢量，如圖6所示，表示為V0(0，0，0)、V1(1，0，0)、V2(1，1，0)、V3(0，1，0)、V4(0，1，1)、V5(0，0，1)、V6(1，0，1)、和V7(1，1，1)。在此，V0以及V7是零(0)矢量，V1、V3、V5分別為U、V、W軸上的矢量。本說明書中，將矢量V0～V7稱作“開關矢量”?？紤]將由矢量V0～V7包圍的區(qū)域劃分為角度逐個相差60度的6個扇區(qū)。如圖6以及表1所示，將矢量V1(1，0，0)、V2(1，1，0)、V0(0，0，0)包圍的扇區(qū)定義為扇區(qū)1，從扇區(qū)1開始逆時針分配扇區(qū)編號?！颈?】矢量扇區(qū)選擇部3032，選擇通過坐標變換部3031進行變換后的圖4所示那樣的指令值矢量Vs(Vα，Vβ)屬于哪個扇區(qū)，將形成所選擇出的扇區(qū)的周邊區(qū)域的3個矢量作為表示應設定的開關狀態(tài)的矢量，將其結果輸出給矢量占空比計算部3033。另外，指令值矢量Vs(Vα，Vβ)屬于哪個扇區(qū)，如表1所示，是基于矢量Vs的相位θ而決定的。矢量Vs的相位θ通過計算Vβ/Vα的反正切(arctangent)而求出。矢量占空比計算部3033，基于從矢量扇區(qū)選擇部3032輸入的選擇結果，計算由各矢量表示的開關狀態(tài)的輸出時間比率(占空比)。以下，以被輸入的扇區(qū)為1的情況為例，來說明各輸出時間比率的決定方法。圖7是表示在扇區(qū)編號為1的情況下的指令值矢量Vs、和形成其周邊區(qū)域的矢量的圖。在扇區(qū)編號為1的情況下，應選擇的矢量成為V1(1，0，0)、V2(1，1，0)、V0(0，0，0)。另外，圖7中還示出矢量V7(1，1，1)，但由于該矢量是指對所有的相輸出電力，因此本實施方式中不采用。此時，考慮用矢量V0、V1、V2的線性組合來表示指令值矢量Vs(Vα，Vβ)。設V0＝(V0α，V0β)＝(0，0)、V1＝(V1α，V1β)＝(1，0，0)、V2＝(V2α、V2β)＝(1，1，0)，設從載波信號發(fā)生部305輸出的載波信號的一個周期為1時的矢量V1的輸出時間比率(占空比)為t1、設矢量V2的輸出時間比率為t2。于是，矢量V0的輸出時間比率t0成為1-(t1+t2)。即，只要求出t1以及t2，便能夠計算出t0。這時，各矢量的輸出時間比率與指令值矢量Vs的要素之間的關系，由以下的式7來表示?！臼?】VαVβ1=V1αV2αV0αV1βV2βV0β111t1t2t0=V1αV2α0V1βV2β0111t1t2t0---(7)]]>若從式7中去掉與t1、t2相關的表達式，則能得到以下的式8?！臼?】VαVβ=V1αV2αV1βV2βt1t2---(8)]]>在此，將矩陣A定義為以下的式9?！緮?shù)9】A=V1αV2αV1βV2β---(9)]]>于是，t1、t2根據(jù)克萊姆法則(Cramer’srule)，便由以下的式10表示?！臼?0】t1=1|A|VαV2αVβV2βt2=1|A|V1αVαV1βVβ---(10)]]>這里，矩陣式|A|由以下的式11表示?！臼?1】|A|＝V1α·V2β-V2α·V1β(11)通過以上的運算，便能夠求出t1、t2。另外，由t0＝1-t1-t2還能夠求出t0。由此決定由3個矢量V0、V1、V2表示的開關狀態(tài)的持續(xù)時間的比率。上述的示例中假設了扇區(qū)1的情況，但扇區(qū)2～6的情況下，也通過同樣的處理來決定對開關狀態(tài)進行規(guī)定的矢量、以及決定它們的開關狀態(tài)的持續(xù)時間的比率。接著，將表示與通過矢量占空比計算部3033計算出的各輸出矢量對應的開關狀態(tài)的持續(xù)時間比率的信息，輸入至載波占空比較部3034。載波占空比較部3034，則將從載波信號發(fā)生部305輸入的載波信號按每一個周期標準化為0～1之間的值，在此基礎上，比較與被輸入的各開關狀態(tài)的持續(xù)時間比率之間的大小，并將其結果輸出給開關時間決定部3035。另一方面，零交叉定時檢測部102，對輸入交流電壓的電壓值成為0的定時進行檢測，將所檢測出的信息作為定時信息通知給空間矢量調制部303。開關時間決定部3035，基于被輸入的比較結果與定時信息，決定各開關狀態(tài)的持續(xù)時間。以下，以選擇了扇區(qū)1的情況為例，說明由開關時間決定部3035執(zhí)行的開關狀態(tài)的持續(xù)時間的決定處理。圖8是表示通過載波信號與各占空比之間的比較而生成開關信號的原理的圖。開關時間決定部3035，通過對取0至1之間的值的t0、t1、t2與控制周期TC、振幅1的載波(最小值0、最大值1的三角波)進行比較，從而決定設定為各開關狀態(tài)的定時。開關時間決定部3035，如圖8所示，首先，在輸出時間比率t1變得比標準化后的載波信號更大的區(qū)間，決定各開關元件的接通·斷開，使之成為與矢量V1對應的開關模式(switchingpattern)。即，在該區(qū)間內，由于選擇了開關矢量V1(1，0，0)，因此接通向U相進行的導通。接著，在輸出時間比率t1+t2(＝1-t0)變得比標準化后的載波信號更小的區(qū)間，決定各開關元件的接通·斷開，使之成為與矢量V0對應的開關模式。即，在該區(qū)間內，由于選擇開關矢量V0(0，0，0)，因此斷開對所有相的導通。針對最后剩下的時間區(qū)域，決定各開關元件的接通·斷開，使之成為與矢量V2對應的開關模式。即，在不是V1也不是V0的區(qū)間，由于選擇開關矢量V2(1，1，0)，因此接通對U相以及V相的導通。在上述的示例中，按照V1、V0、V2的順序決定了設定定時，但設定定時的決定并不限于該順序。其中，為了順利地決定設定定時，對于與載波信號進行比較的矢量的順序，可從時間區(qū)域不重疊的矢量起按順序決定?；蛘撸部梢詮倪m當?shù)氖噶科痖_始上述的比較，在接下來的矢量中，從除去已經(jīng)決定的時間區(qū)域之外的時間區(qū)域中選擇符合條件的時間區(qū)域。不管哪種情況下，只要能夠實現(xiàn)時間比率t0∶t1∶t2即可。另外，關于扇區(qū)2～6，也能夠通過同樣的處理，來決定由各開關矢量表示的接通狀態(tài)的設定定時。另外，在本實施方式中，雖然通過比較采用了三角波的載波信號與輸出時間比率，從而決定各開關狀態(tài)的設定定時，但這只是一例。各開關狀態(tài)的設定定時，只要如所計算出的各開關矢量的占空比那樣來決定導通狀態(tài)，則可以由任意方法來決定。最后，開關時間決定部3035，與從零交叉定時檢測部102輸入的定時信息同步地，來輸出在最終的各開關元件的接通·斷開時間內、即在對由圖8表示的各相的輸出時間比率乘以載波信號的控制周期TC倍數(shù)所得的時間的期間持續(xù)的脈沖信號。按每相輸出的脈沖信號被輸入至開關信號輸出部304。對開關信號輸出部304輸入的脈沖信號具有連續(xù)的寬度。開關信號輸出部304，在輸入交流電壓成為零的時刻對開關信號進行更新，并在輸入高頻電壓的半周期進行量化(同步化)。由此變換為用于將被輸入的高頻電力的一半周期分配給各相的信號，并作為對各開關元件輸入的控制信號進行輸出。這樣，空間矢量調制部303，通過輸出伴隨著與基準正弦波發(fā)生部301的頻率f1相等的頻率的輸出時間寬度變化的脈沖信號，從而在脈沖信號導通的時間內通過開關元件的輸入高頻的半波脈沖的密度，以頻率f1發(fā)生變化。另外，在上述說明中，設輸出交流電壓為50Hz的正弦波，但也可以是正弦波以外的波形。通過將基準正弦波發(fā)生部301的輸出設為與上述的正弦波不同的任意波形，從而能夠得到該波形的輸出交流電壓。這樣，將通過脈沖密度的變化而調制成任意波形的方式，稱作脈沖密度(PDM/PulseDensityModulation)調制。如圖3A所示的正負判定部302，對被輸入的高頻交流電壓的當前的極性進行判定，對開關信號輸出部304輸入該極性信息。開關信號輸出部304，基于從空間矢量調制部303輸出的脈沖信號、以及從正負判定部302輸出的極性信息，對開關部101的各開關元件輸出用于切換接通、斷開的控制信號。圖9是表示針對輸入交流電壓的極性以及應對各相輸出的輸出電壓的極性的組合，開關信號輸出部304將輸出何種控制信號的對應表。在圖9中，輸入電壓極性表示從正負判定部302接收的極性信息，輸出電壓極性表示從基準正弦波發(fā)生部301輸出的三相交流電壓的極性。開關信號輸出部304，在例如輸入電壓極性為正的情況下，在uv相之間施加正極性的電壓的情況下，將開關元件U和Y同時接通，在輸入電壓極性為負的情況下，在uv相之間施加正極性的電壓的情況下，將開關元件V和X同時接通。開關信號輸出部304，根據(jù)該對應表通過切換開關元件U、V、W、X、Y、Z的接通、斷開，從而在將輸入交流電壓的1/2波長的電壓作為1個脈沖的情況下，對各相分配脈沖，使得每單位時間的脈沖密度變化成為三相正弦波。另外，開關控制部103，為了在輸出側防止短路，因此進行排他控制，使得開關元件U與X、V與Y、W與Z的每一對不會同時接通。圖9所示的對應表，例如作為表格被記錄在未圖示的存儲器等中，開關控制部103通過參照該表格便能實現(xiàn)上述的控制。或者，也可以預先設計開關控制部103的電路構成以執(zhí)行上述對應表中表示的動作。通過開關控制部103進行的以上控制，從而開關部101輸出將輸入交流電壓的1/2波長的電壓作為1個脈沖的脈沖串。被輸出的脈沖串，被輸入至按每個相配置的濾波器104中。各濾波器104，從由開關部101發(fā)送的輸出脈沖串中除去高頻成分，并輸出50Hz的低頻交流電壓作為最終輸出。濾波器104，是由電感器和電容器構成的低通濾波器，通常，在將輸入交流電壓的頻率設為f0，將輸出設為N相的情況下，如果將濾波器的截止頻率設定為f0/(10×N)，則可有效去掉高次諧波噪聲。例如，在f0為100kHz，并對三相進行輸出的情況下，只要將截止頻率設定為約33.3kHz即可。圖10是表示輸入高頻交流電壓、開關部101的輸出、和某一相的濾波器104的輸出波形之間的關系的圖。圖10(a)表示頻率f0的輸入高頻交流電壓的時間變化(隨時間推移發(fā)生的變化)。圖10(b)表示開關部101的輸出的時間變化的示例。在輸入交流電壓的零交叉定時，由于控制開關的ON/OFF，因此密度呈正弦波狀變化的脈沖串被輸出。圖10(c)表示濾波器104的輸出的時間變化的示例。由于開關部101的輸出的密度變化是頻率50Hz的正弦波狀，因此從濾波器104輸出頻率50Hz的交流電壓。如圖10所示，不必將輸入高頻交流電壓變換為直流電壓，便能夠直接變換成50Hz的低頻交流電壓。由此能夠實現(xiàn)高效的電力變換。如以上所述，根據(jù)本實施方式的交流變換電路，通過進行基于空間矢量調制的脈沖密度調制，便能夠將頻率相對高的交流電力變換成頻率相對低的交流電力來進行輸出。在本實施方式的空間矢量調制中，基于由3個參照正弦波規(guī)定的矢量的相位來決定扇區(qū)，并采用構成所決定的扇區(qū)的3個開關矢量來控制各開關元件的導通狀態(tài)。這樣，由于因開關轉變而引起的矢量轉變角度始終被保持在30度以內，因此與采用了例如Δ-∑調制的脈沖密度調制的情況相比，能夠抑制逆電流的發(fā)生、輸出電壓的停滯(鉗位)等，能夠防止變換效率的低下。另外，根據(jù)將矢量轉變角度始終保持在30度以下的觀點，在對圖6所示的扇區(qū)進行切換的前后，也可以進行必切換為零矢量V0的狀態(tài)的控制。通過這樣的控制，能夠防止例如從矢量V1突然轉變至矢量V3。(實施方式2)接著說明第2實施方式的交流變換電路。圖11是表示本實施方式中的交流變換電路的示意結構的方框圖。本實施方式的交流變換電路與實施方式1的交流變換電路的不同點在于：在開關部602的前段具備進行整流作用的轉換器部601，將輸入交流電壓暫時變換為直流電壓。以下，以與實施方式1之間的不同點為中心進行說明，針對重復事項省略說明。本實施方式的交流變換電路具備：將交流電壓變換為直流電壓的轉換器部601；對被輸入的直流電壓進行變換以對各相進行輸出的開關部602；檢測輸入交流電壓的值成為0的定時的零交叉定時檢測部102；對各開關元件的動作進行控制的開關控制部603；和將開關部101的輸出電壓的高頻成分除去的濾波器104。與實施方式1同樣地，在濾波器104的后段連接負載，對負載供給頻率f1的交流電壓。頻率f0被設定為例如100kHz以上，頻率f1被設定為例如與電力系統(tǒng)的頻率相同的50Hz。設輸入交流電壓以及輸出交流電壓均為正弦波電壓。轉換器部601由二極管橋構成，對被輸入的頻率f0且單相的交流電壓進行整流，變換為將該交流電壓的1/2波長的電壓作為一個脈沖的頻率2f0的正極性的脈沖串。開關部602，具備：基于從開關控制部603輸入的控制信號執(zhí)行動作的開關元件U、V、W、X、Y、Z，對是否向與u、v、w的各相連接的后段的濾波器104輸出被輸入的脈沖串進行切換。在此，各開關元件，由作為通常的半導體開關元件的MOSFET、IGBT構成。作為對各開關元件的控制信號，開關控制部603的輸出被輸入至各開關元件的柵極。接著，對開關控制部603的構成以及動作具體進行說明。圖12是表示開關控制部603的具體構成的圖。開關控制部603具備：基準正弦波發(fā)生部301、空間矢量調制部303、和開關信號輸出部701。零交叉定時檢測部102，對輸入交流電壓的電壓值成為0的定時進行檢測，將檢測出的信息作為定時信息通知給空間矢量調制部303?；鶞收也òl(fā)生部301，發(fā)生與被輸入的高頻交流電力相比足夠小的電力的、相位逐個偏離120度的50Hz的三相正弦波，并按每相輸入至空間矢量調制部303。空間矢量調制部303，將被輸入的各相正弦波的值作為指令值進行與實施方式1同樣的空間矢量調制。然后，針對各相基于上述定時信息，與輸入交流電壓的電壓大小成為0的定時同步地將脈沖發(fā)送給開關信號輸出部701。此時，脈沖輸出的接通時間變化，成為與來自基準正弦波發(fā)生部301的正弦波相同周期的50Hz的正弦波。開關信號輸出部701，基于來自空間矢量調制部303的輸入，對開關部602的各開關元件輸出用于切換接通、斷開的控制信號。圖13是表示，對于本實施方式中的各相輸出電壓極性，開關信號輸出部701輸出何種控制信號的對應表。開關信號輸出部701，在例如對uv相施加正極性的電壓的情況下，將開關元件U和Y同時接通，在uv相之間施加負極性的電壓的情況下，將開關元件V和X同時接通。進而，優(yōu)選在輸出側為了防止短路而進行排他控制，使得開關元件U和X、V和Y、W和Z的每一對中不會同時接通。按照以上方式，開關控制部603，通過對從轉換器部601輸出的脈沖串進行空間矢量調制，從而進行PDM調制。各濾波器104，從由開關部602發(fā)送的輸出脈沖串中除去高頻成分，并輸出50Hz的低頻交流電壓作為最終輸出。圖14(A)～(D)，分別是表示輸入交流電壓波形(頻率f0)、轉換器部601的輸出波形(整流波形、脈沖寬度T＝1/(2f0))、開關部602的輸出波形、以及某一相的濾波器104的輸出波形(頻率50Hz)的圖。如圖14(A)所示，輸入高頻交流通過轉換器部601被變換成正的半波列，如圖14(C)所示，通過開關部602被變換為經(jīng)PDM調制后的半波列。經(jīng)PDM調制后的半波列，如圖14(D)所示，最終通過濾波器104的低通濾波處理被變化成低頻交流。如以上所述，根據(jù)本實施方式，由于在輸入高頻交流電壓為零時進行開關，因此能夠高效地變換為50Hz的低頻交流電壓。另外，在本實施方式中，零交叉定時檢測部102對輸入高頻交流電壓為零的定時進行檢測，但也可以構成為對轉換器部601的輸出電壓為零的定時進行檢測。另外，也可以如圖15所示，在轉換器部601與開關部602之間放入用于降低開關動作時的無用振蕩的鉗位緩沖電路50。圖16是鉗位緩沖電路50的具體構成圖的示例，具有將從正電壓向負電壓的方向作為正向而連接的二極管、和將與該二極管串聯(lián)連接的電容器進而與電阻并聯(lián)連接的濾波器。這樣，能夠抑制在開關動作時發(fā)生的大的電壓變化所伴隨的振蕩，能夠降低開關動作時發(fā)生的損失。(實施方式3)接著，對第3實施方式的交流變換電路進行說明。本實施方式與上述的第1以及第2實施方式，在開關控制部的構成以及動作上不同，在其他構成要素方面相同。在此，將第2實施方式作為基本構成，以不同部分的動作為中心進行說明，省略關于重復事項的說明。圖17是表示本實施方式中的交流變換電路的開關控制部的示意結構的圖。本實施方式中的開關控制部進一步具備：最小接通時間設定部1001、最小斷開時間設定部1002、最大接通時間設定部1003、和最大斷開時間設定部1004。最小接通時間設定部1001，將各開關元件連續(xù)成為接通狀態(tài)的最小時間，作為開關時間信息發(fā)送給開關信號輸出部1005。在此，由于各開關元件的接通、斷開動作是在輸入高頻交流電壓為零的時間點進行的，因此該最小的時間被設定為輸入高頻交流電壓的周期(1/f0)的2分之1的整數(shù)倍。另外，該最小時間既可以預先設定，也可以由用戶視本交流變換電路的輸出狀態(tài)而進行調整。同樣地，最小斷開時間設定部1002，將各開關元件連續(xù)成為斷開狀態(tài)的最小時間作為開關時間信息發(fā)送給開關信號輸出部1005，最大接通時間設定部1003將各開關元件連續(xù)成為接通狀態(tài)的最大時間作為開關時間信息發(fā)送給開關信號輸出部1005，最大斷開時間設定部1004將開關元件連續(xù)成為斷開狀態(tài)的最大時間作為開關時間信息發(fā)送給開關信號輸出部1005。開關信號輸出部1005，基于被設定的各開關元件的接通時間、斷開時間的最小值以及最大值、以及空間矢量調制部303的輸出，輸出用于控制各開關元件的接通、斷開的控制信號。圖18是表示將對轉換器部601輸入的高頻交流的頻率作為f0Hz、將輸出低頻交流的頻率作為foutHz，將最小接通時間與最小斷開時間作為1/f0秒(輸入高頻交流的一個周期)的情況下的各波形的關系的圖。圖18(a)～(d)，分別表示輸入高頻交流電壓(頻率f0)、轉換器部601的輸出(整流波形、脈沖寬度T＝1/(2f0))、開關部602的輸出、以及某一相的濾波器104的輸出波形(頻率：fout)。另外，在本例中設f0＝33×fout。如圖18(c)所示，通過設定最小接通時間以及最小斷開時間，從而將輸入高頻交流的一個周期、即轉換器部601的2個輸出半波的時間作為最小時間單位來控制接通、斷開。即，開關信號輸出部1005，并不完全依據(jù)來自空間矢量調制部303的輸出脈沖，而是在暫時將開關元件接通或者斷開時，在預先設定的最小時間的期間內維持其開關狀態(tài)。其中，對各開關元件進行控制，使得最終的輸出變得極其接近反映了來自空間矢量調制部303的輸出脈沖的密度變化的正弦波。通過這樣的控制，與將轉換器部601的一個輸出半波的時間作為最小時間單位進行開關動作的情況相比，能夠減少開關次數(shù)。因此，能夠減少用于開關動作驅動的電力、伴隨開關動作而產(chǎn)生的電力損失，能夠高效地得到輸出低頻交流。另外，在此，以最小接通時間和最小斷開時間為相同值的情況為例進行了說明，但各個值也可以不同。在此，由于開關次數(shù)越少，則上述的電力損失變得越少，因此越使最小接通時間以及最小斷開時間變長，越則能夠減少損失。但是，使最小接通時間以及最小斷開時間變長，結果會與由空間矢量調制部303進行的PDM調制的量化數(shù)變少產(chǎn)生同樣的影響。即，開關部602的輸出半波的密度變化的流暢性降低，會成為最終的輸出低頻交流的波形失真的原因。因而，在本實施方式中，為了防止最終的輸出低頻交流的波形失真的發(fā)生，進一步設定最大接通時間以及最大斷開時間，將接通時間以及斷開時間的持續(xù)時間限制在預先設定的時間內。通過這樣的構成，從而最終的輸出低頻交流不會產(chǎn)生波形失真，能夠減少開關動作所伴隨的損失。另外，在本實施方式中，雖然設置了最小接通時間設定部1001、最小斷開時間設定部1002、最大接通時間設定部1003、最大斷開時間設定部1004，但也可以不必全部設置，而是僅設置其中一部分。另外，以上實施方式中，也可以進行在任一時刻都使輸入高頻交流的半周期始終被對一相輸出的控制。圖19是分別示出在進行了這樣的控制的情況下的輸入高頻交流電壓(頻率f0)、轉換器部601的輸出(整流波形、脈沖寬度T＝1/(2f0))、開關部602的各相輸出、以及各相濾波器104的輸出波形的圖。如圖19所示，在任一時刻，輸入高頻交流的半周期都始終僅對一相輸出。另外，實施控制，從而對于uv相、vw相、wu相的任一相，輸入交流電壓的每一周期的輸出半波數(shù)都相同。一般而言，輸入高頻交流的頻率越高，越容易受傳送路徑中的阻抗的變動的影響。因此，對于來自基于預先決定的輸出阻抗而設計的高頻交流電源的輸入而言，輸出阻抗隨時間推移而發(fā)生變動是效率低下的原因。因而，如果控制為使得在各時刻始終僅對一相輸出電力，則由于輸出側的負載隨時間推移產(chǎn)生變動的現(xiàn)象消失，因此傳送路徑中的輸出阻抗保持固定，可實現(xiàn)抑制了效率低下的電力變換。在以上的各實施方式中，交流變換電路的各構成要素，作為被模塊化的單獨的功能部而表現(xiàn)，但也可通過使處理器執(zhí)行對這些功能部的處理進行規(guī)定的程序，實現(xiàn)交流變換電路的動作。這樣的程序，能被記錄在例如CD-ROM、DVD-ROM、閃存等記錄介質中，或者通過因特網(wǎng)、內部網(wǎng)等電氣通信線路而流通?！井a(chǎn)業(yè)上的可利用性】根據(jù)本發(fā)明公開的技術，能夠緩解在將相對高的交流電力變換成相對低的任意頻率的交流電力時的變換效率的低下。因此，例如，能夠使從無線電力傳送系統(tǒng)向系統(tǒng)電源的回流、三相電機的直接控制中的電力變換效率提高?！痉栒f明】10開關部30開關控制部40轉換器部50鉗位緩沖電路101開關部102零交叉定時檢測部103開關控制部104低通濾波器部(濾波器)301基準正弦波發(fā)生部302正負判定部303空間矢量調制部304開關信號輸出部3030-1開關矢量決定部3030-2開關狀態(tài)決定部3031坐標變換部3032矢量扇區(qū)選擇部3033矢量占空比計算部3034載波占空比較部3035開關時間決定部305載波信號發(fā)生部601轉換器部602開關部603開關控制部701開關信號輸出部1001最小接通時間設定部1002最小斷開時間設定部1003最大接通時間設定部1004最大斷開時間設定部1403開關控制部1501參照用正弦波1502三角波