電壓平衡電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式涉及電壓平衡電路。提供一種電壓平衡電路，能夠盡量消除連接了3段以上的主電路電容器的彼此的端子間電壓的不平衡。根據(jù)實(shí)施方式，第k段(2≤k≤n)的電壓穩(wěn)定化電路從第1晶體管通過第1電阻與作為通電源節(jié)點(diǎn)的第k-a輸出節(jié)點(diǎn)(a為滿足1≤a≤k-1的任意一個(gè))連接，并且從第2晶體管通過第2電阻與作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第k+b輸出節(jié)點(diǎn)(b為滿足1≤b≤n+1-k的任意一個(gè))連接。
【專利說明】電壓平衡電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)以日本專利申請(qǐng)2012-204353(申請(qǐng)日:2012年9月18日)為基礎(chǔ)，享有該申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過引用上述申請(qǐng)而包括該申請(qǐng)的全部內(nèi)容。
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及電壓平衡電路。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，逆變器裝置等的電路在通過整流器和主電路電容器將交流電壓變換為直流電壓后，使用半導(dǎo)體開關(guān)驅(qū)動(dòng)負(fù)載(例如電動(dòng)機(jī))。電路需要耐受比上述直流電壓高的電壓，因此，將主電路電容器串聯(lián)連接在主端子之間使用。
[0004]此時(shí)，在主電路電容器產(chǎn)生泄漏電流。該主電路電容器的泄漏電流存在著與個(gè)體差異、溫度相應(yīng)的不均衡，隨著時(shí)間經(jīng)過，多個(gè)主電路電容器的電壓分擔(dān)發(fā)生變化，存在著超過主電路電容器的耐壓的危險(xiǎn)。因而，一般來說，在各主電路電容器的端子之間連接有平衡電阻。由于這些平衡電阻總是有電流流過，因此僅將交流電壓供給到裝置就會(huì)總是產(chǎn)生大量的電力損失。
[0005]因此，期望根據(jù)所供給的交流電壓使整流后的平滑用主電路電容器的串聯(lián)連接個(gè)數(shù)變化，通過使主電路電容器的串聯(lián)連接個(gè)數(shù)不是2個(gè)而是3個(gè)以上，能夠使耐壓進(jìn)一步高耐壓化。
[0006]以往，提出有下述方法:晶體管互補(bǔ)連接體與電場(chǎng)電容器串聯(lián)體的中點(diǎn)連接，并且電阻串聯(lián)體的中點(diǎn)與該晶體管互補(bǔ)連接體的共用基極端子連接，由此實(shí)現(xiàn)電壓平衡。
[0007]然而，例如在使用4個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)電場(chǎng)電容器串聯(lián)體時(shí)，將相鄰并串聯(lián)連接的電場(chǎng)電容器串聯(lián)體作為一對(duì)，當(dāng)在該一對(duì)之間實(shí)現(xiàn)電壓平衡時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)之間的電壓平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的課題在于提供一種電壓平衡電路，能夠盡量消除連接了 3段以上的主電路電容器的彼此的端子間電壓的不平衡。
[0009]實(shí)施方式的電壓平衡電路具備下述特征。
[0010]具備n段電阻，其在輸出直流電壓的主端子之間、在高壓側(cè)的第I基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)到低壓偵_第n+1基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接n段。
[0011]具備n段主電路電容器，其在主端子之間、在高壓側(cè)的第I輸出節(jié)點(diǎn)到低壓側(cè)的第n+1輸出節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接n(n≥3)段。
[0012]具備n-1個(gè)電壓穩(wěn)定化電路，其構(gòu)成于n段電阻的第k(2≤k≤n)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與n段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)之間，各自具備第I晶體管和第2晶體管，上述第I晶體管和第2晶體管彼此為逆導(dǎo)電型且基準(zhǔn)輸入端子和輸出端子分別共用連接，n段電阻的第k基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)輸入端子連接并且n段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)與輸出端子連接，在基準(zhǔn)輸入端子的電壓高于輸出端子的電壓時(shí)，從通電源節(jié)點(diǎn)通過第I晶體管向輸出端子通電，并且在基準(zhǔn)輸入端子的電壓低于輸出端子的電壓時(shí)，從輸出端子通過第2晶體管向通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通電，從而穩(wěn)定化成使基準(zhǔn)輸入端子的電壓與輸出端子的電壓一致。
[0013]在此，第k段(2≤k≤η)的電壓穩(wěn)定化電路從第I晶體管通過第I電阻與作為通電源節(jié)點(diǎn)的第k-a輸出節(jié)點(diǎn)連接，并且從第2晶體管通過第2電阻與作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第k+b輸出節(jié)點(diǎn)連接。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的電壓平衡電路，能夠盡量消除連接了 3段以上的主電路電容器的彼此的端子間電壓的不平衡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示出第I實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是在第I實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖。
[0017]圖3是在第I實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)地在各電阻中流動(dòng)的電流特性圖。
[0018]圖4是示出第2實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖(與圖1相當(dāng)?shù)膱D)。
[0019]圖5是在第2實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當(dāng)?shù)膱D)。
[0020]圖6是在第2實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)地在各電阻中流動(dòng)的電流特性圖(與圖3相當(dāng)?shù)膱D)。
[0021]圖7是示出第3實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖(與圖1相當(dāng)?shù)膱D)。
[0022]圖8是在第3實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當(dāng)?shù)膱D)。
[0023]圖9是示出第4實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖(與圖1相當(dāng)?shù)膱D)。
[0024]圖10是在第4實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當(dāng)?shù)膱D)。
[0025]圖11是示出第5實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖(與圖1相當(dāng)?shù)膱D)。
[0026]圖12是在第5實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當(dāng)?shù)膱D)。
[0027]圖13是示出第6實(shí)施方式的逆變器裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖(與圖1相當(dāng)?shù)膱D)。
[0028]圖14是在第6實(shí)施方式中與泄漏電流對(duì)應(yīng)的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當(dāng)?shù)膱D)。
[0029]圖15是示出所有的實(shí)施方式的電壓穩(wěn)定化電路的組合說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，參照附圖對(duì)電壓平衡電路的若干個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在下面說明的多個(gè)實(shí)施方式之間，對(duì)相同或類似的構(gòu)成部分標(biāo)以相同或類似的標(biāo)號(hào)并根據(jù)需要省略說明，以不同部分為中心進(jìn)行說明。
[0031](第I實(shí)施方式)
[0032]參照?qǐng)D1~圖3說明第I實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，特別舉例示出輸入交流電壓690V級(jí)別的逆變器裝置進(jìn)行說明。另外，本實(shí)施方式示出了(n，k，a，b) = (3，2，l，2)和(3，3,2,1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路組合起來的方式。此(n，k，a，b)的意義參照后述內(nèi)容。[0033]逆變器裝置I具備輸入三相交流電源2的端子R、S、T，端子R、S、T與整流器3連接。該整流器3使輸入到端子R、S、T的三相交流電源2的交流電源輸入并進(jìn)行整流。該整流器3的輸出被提供至主電源線NI和N2。
[0034]在這些主電源線NI (第I主端子:節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于第I基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)、第I輸出節(jié)點(diǎn))和主電源線N2(第2主端子:節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于第n+1基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)、第n+1輸出節(jié)點(diǎn))之間，串聯(lián)連接三個(gè)主電路電容器Cl?C3，這些電容器Cl?C3使整流器3的整流輸出平滑化并對(duì)主電源線NI和N2之間輸出直流電力。
[0035]例如，在將400V左右的三相交流電源作為輸入交流電壓使用時(shí)，有時(shí)也可以僅串聯(lián)連接例如兩個(gè)主電路電容器Cl和C2，不過在使用更高的電源電壓即例如實(shí)效值為690V的三相交流電源2時(shí)，通過串聯(lián)連接三個(gè)電容器Cl?C3，容易實(shí)現(xiàn)高耐壓化。
[0036]因此，在本實(shí)施方式中，在主電源線NI和N2之間串聯(lián)連接三個(gè)電容器Cl?C3。電容器Cl?C3分別由鋁電解電容器構(gòu)成，它們各自存在內(nèi)部電阻rI?r3并且各自有泄漏電流流出。
[0037]電容器Cl?C3在泄漏電流特性、溫度特性等特性值方面存在個(gè)體差異，因此容易產(chǎn)生與上述個(gè)體差異相應(yīng)的電壓的不平衡。根據(jù)多個(gè)電容器Cl?C3的靜電容量值的比，分別確定通常動(dòng)作時(shí)的端子電壓Vl?V3。因此，在將三段以上的電容器Cl?C3串聯(lián)連接時(shí)，米用同一靜電容量值、同一耐電壓的電容器。下面，將電容器Cl?C3中相鄰的電容器Cl和C2之間、C2和C3之間的共用連接點(diǎn)分別作為節(jié)點(diǎn)N3、N4(相當(dāng)于第2輸出節(jié)點(diǎn)(k=2)、第3輸出節(jié)點(diǎn)(k=3))進(jìn)行說明。
[0038]通過這些電容器Cl?C3而平滑化的直流電力被提供至逆變器主電路4。逆變器主電路4基于控制電路5的控制信號(hào)對(duì)輸入的直流電力進(jìn)行交流變換并從端子U、V、W輸出。端子U、V、W與作為負(fù)載的馬達(dá)6連接，逆變器裝置I通過該端子U、V、W向馬達(dá)6供給三相交流電力。另外，控制電路5例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。
[0039]在主電源線NI和N2之間串聯(lián)連接3段(n=3)基準(zhǔn)電壓生成用的電阻Rl?R3。這些電阻Rl?R3采用彼此相同的電阻值。下面，將電阻Rl?R3中相鄰的電阻Rl與R2之間、R2與R3之間的共用連接點(diǎn)分別作為節(jié)點(diǎn)N5、N6(分別相當(dāng)于第2基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)、第3基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)(k=2，3))進(jìn)行說明。
[0040]而且，在主電源線NI和N2之間，在第2段(k=2)和第3段(k=3)構(gòu)成電壓穩(wěn)定化電路72和73。第2段(k=2)的電壓穩(wěn)定化電路72構(gòu)成為，在主電源線NI和N2之間串聯(lián)連接電阻R4(相當(dāng)于第I電阻)、NPN型晶體管Trl (相當(dāng)于第I晶體管)的集電極發(fā)射極間、PNP型晶體管Tr2 (相當(dāng)于第2晶體管)的發(fā)射極集電極間、電阻R5 (相當(dāng)于第2電阻)。
[0041]上述晶體管Trl和Tr2的共用發(fā)射極(相當(dāng)于輸出端子)與電容器Cl和C2的共用連接節(jié)點(diǎn)N3連接。而且，晶體管Trl和Tr2的基極彼此共用連接并與節(jié)點(diǎn)N5連接而作為基準(zhǔn)輸入端子。在電阻Rl和R2的共用連接節(jié)點(diǎn)N5與電容器Cl和C2的共用連接節(jié)點(diǎn)N3之間連接有電阻R8。
[0042]而且，第3段(k=3)的電壓穩(wěn)定化電路73構(gòu)成為，在主電源線NI和N2之間串聯(lián)連接電阻R6(相當(dāng)于第I電阻)、NPN型晶體管Tr3(相當(dāng)于第I晶體管)的集電極發(fā)射極間、PNP型晶體管Tr4 (相當(dāng)于第2晶體管)的發(fā)射極集電極間、電阻R7 (相當(dāng)于第2電阻)。
[0043]上述晶體管Tr3和Tr4的共用發(fā)射極(相當(dāng)于輸出端子)與電容器C2和C3的共用連接節(jié)點(diǎn)N4連接。而且，晶體管Tr3和Tr4的基極彼此共用連接并與節(jié)點(diǎn)N6連接而作為基準(zhǔn)輸入端子。在電阻R2和R3的共用連接節(jié)點(diǎn)N6與電容器C2和C3的共用連接節(jié)點(diǎn)N4之間連接有電阻R9。
[0044](n, k，a, b)是指，在連接η段(η=3)基準(zhǔn)電壓生成用的電阻Rl?R3時(shí)，第k段(k=2、3)的電壓穩(wěn)定化電路72、73從第I晶體管Trl、Tr3分別經(jīng)由電阻R4、R6與k_a(a=l、2)輸出節(jié)點(diǎn)(通電源節(jié)點(diǎn))連接，并且從第2晶體管Tr2、Tr4分別經(jīng)由電阻R5、R7與k+b(b=2、l)輸出節(jié)點(diǎn)(通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn))連接。
[0045]對(duì)上述結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行說明。下面，將交流電源電壓的最大值(=690X V 2)定義為向逆變器主電路4供給的直流電壓VO進(jìn)行說明。電容器Cl?C3具有與個(gè)體差異、溫度條件相應(yīng)的泄漏電流特性的偏差。由于該泄漏電流特性的個(gè)體差異，電容器Cl?C3的泄漏電流是彼此不同的值。因此，電容器Cl?C3的各端子電壓也彼此不同，成為不平衡的原因。在本實(shí)施方式中，電容器Cl的泄漏電流與其他電容器C2和C3的泄漏電流不同，對(duì)端子電壓Vl相比電容器C2和C3的端子電壓V2和V3上升或下降時(shí)的作用進(jìn)行說明。
[0046]當(dāng)電容器Cl的泄漏電流比其他電容器C2和C3的泄漏電流大時(shí)，電容器Cl的端子電壓Vl比電容器C2和C3的端子電壓V2和V3低。這樣，節(jié)點(diǎn)N3相比分壓電壓(2XV0/3)上升，并且節(jié)點(diǎn)N4也相比分壓電壓(V0/3)上升。
[0047]節(jié)點(diǎn)N5、N6的電壓分別成為電阻Rl?R3的分壓電壓。因此，節(jié)點(diǎn)N5、N6的電壓分別成為對(duì)應(yīng)的分壓電壓(=2XV0/3，V0/3)，而節(jié)點(diǎn)N5的電壓比節(jié)點(diǎn)N3的電壓低，因此基極電流流向晶體管Tr2，從而晶體管Tr2導(dǎo)通。
[0048]此時(shí)，電阻R5被設(shè)定為與3段電阻Rl?R3中的2段電阻(即R2和R3)的電阻值相加而得到的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。并且，電阻R4被設(shè)定為與電阻Rl?R3中的I段電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。
[0049]在本實(shí)施方式中，在將基準(zhǔn)電壓生成用的電阻Rl?R3分別設(shè)定為200[kQ]時(shí)，電阻R5被設(shè)定為與2段的電阻值對(duì)應(yīng)的電阻值400 [k Ω ]，電阻R4被設(shè)定為與I段的電阻值對(duì)應(yīng)的電阻值200[kQ]。而且，作為其他示例，在將電阻R5設(shè)定為與2段的電阻值對(duì)應(yīng)的電阻值100[kQ]時(shí)，將電阻R4設(shè)定為與I段的電阻值對(duì)應(yīng)的電阻值50[kQ]。g卩，電阻R4的電阻值:電阻R5的電阻值=1:2，這是各個(gè)段數(shù)的量的電阻值比。上述電阻R4和R5的電阻值的比在設(shè)計(jì)中是根據(jù)泄漏電流的補(bǔ)償量確定的比，因此不必特別設(shè)定為段數(shù)的量的電阻值比，也可以設(shè)定為其他的電阻值。
[0050]這樣，與各晶體管Trl?Tr4的集電極、發(fā)射極連接的電阻R4?R7被設(shè)定為分別與對(duì)應(yīng)的段數(shù)的量的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值時(shí)，能夠有效地確保施加于各電容器Cl?C3的電壓平衡。在這樣的情況下，以使節(jié)點(diǎn)N3的電壓與節(jié)點(diǎn)N5的電壓基本一致的方式對(duì)晶體管Tr2的發(fā)射極集電極間通電，能夠控制成使節(jié)點(diǎn)N3的電壓與節(jié)點(diǎn)N5的電壓基
本一致。
[0051]相反地，當(dāng)電容器Cl的泄漏電流比其他電容器C2和C3的泄漏電流小時(shí)，電容器Cl的端子電壓Vl比電容器C2和C3的端子電壓V2和V3大。從而，節(jié)點(diǎn)N3的電壓相比標(biāo)準(zhǔn)值2XV0/3下降。節(jié)點(diǎn)N5、N6的電壓分別成為電阻Rl?R3的分壓電壓，因此分別成為電壓=2XV0/3、V0/3。因此，節(jié)點(diǎn)N5的電壓比節(jié)點(diǎn)N3的電壓高，從而基極電流流向晶體管Trl,晶體管Trl導(dǎo)通。由此，從節(jié)點(diǎn)NI通過電阻R4向節(jié)點(diǎn)N3通電。[0052]此時(shí)，電阻R4被設(shè)定為與3段電阻Rl?R3中I段的電阻(即Rl)對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。而且，電阻R5被設(shè)定為與2段的電阻(即R2和R3)對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。SP，在將電阻R4設(shè)定為200[kQ]時(shí)，電阻R5被設(shè)定為400[kQ]。
[0053]因此，以使節(jié)點(diǎn)Ν3的電壓與節(jié)點(diǎn)Ν5的電壓基本一致的方式對(duì)晶體管Trl的集電極發(fā)射極間通電。無論是主電路電容器Cl?C3中的哪一個(gè)電容器的泄漏電流不同，由于在各段(k=2、k=3)設(shè)有電壓穩(wěn)定化電路，因此能夠根據(jù)與上述說明相同的作用而消除電壓不平衡。
[0054]發(fā)明人模擬了電容器Cl的泄漏電流比其他電容器C2和C3的泄漏電流大時(shí)的電容器Cl?C3的各端子電壓、泄漏電流1、流過電阻R5的電流特性(Tr2導(dǎo)通時(shí))。圖2示出了電容器的端子電壓的與泄漏電流相應(yīng)的特性，圖3示出了與泄漏電流相應(yīng)地流過電阻的電流特性。特別地，圖2中，縱軸表示各電容器的端子間電壓V，橫軸表示假定為在電容器Cl產(chǎn)生的泄漏電流I。在這些圖2和圖3中，示出了在電容器C2和C3中流動(dòng)的泄漏電流為O時(shí)的模擬結(jié)果。
[0055]如圖3所示，當(dāng)泄漏電流I增大時(shí)，與該泄漏電流I成比例的電流流到電阻R5。通過該作用，節(jié)點(diǎn)N3的電壓上升，接近分壓電壓的標(biāo)準(zhǔn)值2 X V0/3。
[0056]在圖2所示的例子中，雖然假定電容器C2和C3的泄漏電流為0，但是當(dāng)電容器Cl的泄漏電流I比其他電容器C2和C3的泄漏電流大時(shí)，如圖2所示，電容器Cl的端子電壓Vl比其他電容器C2和C3的端子電壓V2和V3低。但是，由于電容器C2和C3的端子電壓V2和V3能夠成為大致相同電壓，因此能夠盡量使電壓平衡良好。而且，所有的電容器Cl?C3的端子電壓Vl?V3的最大值與最小值的偏差比后述的第2實(shí)施方式小，因此，與后述的第2實(shí)施方式相比，能夠盡量使電壓的平衡良好。
[0057]根據(jù)本實(shí)施方式，使電壓穩(wěn)定化電路72和73的通電源節(jié)點(diǎn)均為第I主電源線NI，并且使電壓穩(wěn)定化電路72和73的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為第2主電源線N2。與電容器Cl?C3的共用連接節(jié)點(diǎn)N3和N4連接的電壓穩(wěn)定化電路72和73分別將節(jié)點(diǎn)N3和N4的電壓控制成標(biāo)準(zhǔn)值(分別為2XV0/3、V0/3)。
[0058]因此，電壓穩(wěn)定化電路72能夠使節(jié)點(diǎn)N3的電壓接近標(biāo)準(zhǔn)值2XV0/3，并且電壓穩(wěn)定化電路73能夠使節(jié)點(diǎn)N4的電壓接近標(biāo)準(zhǔn)值V0/3。因此，能夠使所有主電路電容器Cl?C3的共用連接節(jié)點(diǎn)N3和N4的電壓接近理想的分壓電壓，能夠盡量消除電壓的不平衡。
[0059]而且，在未發(fā)生電壓不平衡時(shí)，各晶體管Trl?Tr4維持截止?fàn)顟B(tài)，因此，不會(huì)產(chǎn)生由電阻R4?R7引起的電力損失，能夠抑制消耗電力。由此，能夠補(bǔ)償各電容器Cl?C3之間的泄漏電流差。
[0060](第2實(shí)施方式)
[0061]圖4?圖6示出第2實(shí)施方式，與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，將電壓穩(wěn)定化電路72的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為第3輸出節(jié)點(diǎn)N4，將電壓穩(wěn)定化電路73的通電源節(jié)點(diǎn)變更為第2輸出節(jié)點(diǎn)N3。本實(shí)施方式示出了(n，k，a，b) = (3，2，l，l)和(3，3，1，1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路組合起來的一個(gè)方式。對(duì)與上述實(shí)施方式相同或類似的部分標(biāo)以相同或類似標(biāo)號(hào)并省略說明，下面，僅對(duì)不同部分進(jìn)行說明。
[0062]在上述實(shí)施方式中，電壓穩(wěn)定化電路72通過電阻R5將第2主電源線N2 (第n+1輸出節(jié)點(diǎn))作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，電壓穩(wěn)定化電路73通過電阻R6將第I主電源線NI (第I輸出節(jié)點(diǎn))作為通電源節(jié)點(diǎn)。取代該結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中，如圖4所示，將電壓穩(wěn)定化電路72的通過了電阻R5的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N4 (相當(dāng)于第3輸出節(jié)點(diǎn))，將電壓穩(wěn)定化電路73的通過了電阻R6的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N3 (相當(dāng)于第2輸出節(jié)點(diǎn))。在該電路結(jié)構(gòu)中，在相鄰的電容器C1-C2之間、C2-C3之間取得電壓的平衡這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)不同。
[0063]圖5和圖6示出了分別與圖2和圖3對(duì)應(yīng)的特性。特別地，圖5中，縱軸表示各電容器的端子間電壓V，橫軸表示假定為在電容器Cl產(chǎn)生的泄漏電流I。在上述圖5和圖6中，示出了在電容器C2和C3中流動(dòng)的泄漏電流為O時(shí)的模擬結(jié)果。
[0064]在圖5所示的例子中，雖然假定電容器C2和C3的泄漏電流為0，不過如圖5所示，當(dāng)電容器Cl的泄漏電流較大時(shí)，電容器C1、C2、C3的端子電壓按照Vl — V2 — V3的順序增大。雖然電容器C1-C2、C2-C3之間的電壓平衡良好，但是電容器C1-C3之間的電壓平衡還是第I實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)比較好。
[0065]在第I和第2主電源線NI和N2之間施加有整流和平滑化了的電壓V0，但是在本實(shí)施方式中，可以使用對(duì)于將該電壓VO分為3部分的電壓估計(jì)了余量電壓而得到的電壓，作為各晶體管(Trl、Tr2、Tr3)的耐電壓的元件。
[0066]在第I實(shí)施方式中，晶體管Tr2、Tr3的發(fā)射極集電極間耐壓，是將對(duì)2段的量的電壓(電壓VO的2/3)估計(jì)了余量電壓而得到的電壓作為耐電壓，而在本實(shí)施方式中，能夠?qū)?duì)I段的量的電壓估計(jì)了余量電壓而得到的電壓作為耐電壓，能夠采用盡量降低了電容器Cl?C3的耐電壓的元件。因此，成為成本方面有利的電路結(jié)構(gòu)。
[0067]而且，如圖6所示，與上述實(shí)施方式相比的話，也可以對(duì)電阻R7通電。這是因?yàn)?，?jié)點(diǎn)N4的電位上升，晶體管Tr4導(dǎo)通。在上述實(shí)施方式中，如圖2所示，電容器C2和C3的端子電壓V2和V3為大致相同的電壓，不過在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，如圖5所示，電容器C3的端子電壓V3比電容器C2的端子電壓V2高，因此節(jié)點(diǎn)N4的電位容易變高，晶體管Tr4也導(dǎo)通。通過晶體管Tr4導(dǎo)通，能夠控制成使節(jié)點(diǎn)N4的電位降低。這樣接線連接時(shí)也能夠得到與上述實(shí)施方式同樣的作用效果。
[0068](第3實(shí)施方式)
[0069]圖7和圖8示出了第3實(shí)施方式，與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，串聯(lián)連接偶數(shù)個(gè)主電路電容器Cl?C4，得到直流最大電壓的1/2的電壓V0a(=Vl+V2)、V0b(=V3+V4)。對(duì)與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)并省略說明，下面，僅對(duì)不同部分進(jìn)行說明。
[0070]本實(shí)施方式示出了(n，k，a，b)= (4，2，l，3)、(4，3，2，2)和(4,4,3,1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路72、73和74組合起來的一個(gè)方式。另外，(n，k，a, b)的組合，特別是a、b的組合并不限定于此。
[0071]此種逆變器裝置I根據(jù)其種類不同而得到直流電壓的中間電壓并進(jìn)行利用。因此，將偶數(shù)個(gè)(例如4個(gè))電容器Cl?C4串聯(lián)連接，在高壓側(cè)的第I主電源線NI與低壓側(cè)的第2主電源線N2之間得到個(gè)數(shù)彼此相同的電容器Cl和C2、C3和C4的分壓電壓。由此，通過取得電容器Cl和C2的串聯(lián)電路的電壓V0a(=Vl+V2)，或者取得電容器C3和C4的串聯(lián)電路的電壓V0b(=V3+V4)，能夠輸出第I和第2主電源線NI和N2之間的直流電壓的1/2的電壓。
[0072]在這樣的情況下，可采用下述結(jié)構(gòu):如圖7所示，在第I主電源線NI和第2主電源線N2之間，串聯(lián)連接偶數(shù)個(gè)(在本實(shí)施方式中為4個(gè)(=n))電阻Rl~R3和R14，并且串聯(lián)連接偶數(shù)個(gè)(在本實(shí)施方式中為4個(gè))電容器Cl~C4。另外，在圖7中，設(shè)電容器Cl~C4的內(nèi)部電阻分別為電阻rl~r4。
[0073]在本實(shí)施方式中，如圖7所示，設(shè)有電壓穩(wěn)定化電路72、73、74。電壓穩(wěn)定化電路72具備晶體管Trl和Tr2，電壓穩(wěn)定化電路73具備晶體管Tr3和Tr4。并且，電壓穩(wěn)定化電路74構(gòu)成為將NPN型的晶體管Tr5和PNP型的晶體管Tr6連接成基極共用并且連接成發(fā)射極共用。
[0074]與晶體管Trl的集電極連接的電阻R4作為通電源節(jié)點(diǎn)與第I主電源線NI (第I輸出節(jié)點(diǎn))連接。與晶體管Tr3的集電極連接的電阻R6作為通電源節(jié)點(diǎn)與第I主電源線NI連接。同樣地，晶體管Tr5的集電極與電阻RlO連接，該電阻RlO也作為通電源節(jié)點(diǎn)與第I主電源線NI連接。
[0075]而且，與晶體管Tr2的集電極連接的電阻R5作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第2主電源線N2(第5輸出節(jié)點(diǎn))連接。與晶體管Tr4的集電極連接的電阻R7作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第2主電源線N2連接。并且，晶體管Tr6的集電極與電阻Rll連接，該電阻Rll也作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第2主電源線N2連接。另外，在晶體管Tr5的共用基極與共用發(fā)射極之間連接有電阻R12。
[0076]電阻R5被設(shè)定為與4段的電阻Rl~R3和R14中3段的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值，電阻R4被設(shè)定為與I段的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。即，設(shè)定為電阻R4的電阻值:電阻R5的電阻值=1:3。
[0077]電阻R6被設(shè)定為與4段的電阻Rl~R3和R14中2段的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值，電阻R7被設(shè)定為與2段的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。即，設(shè)定為電阻R6的電阻值:電阻R7的電阻值=2: 2=1:1。
[0078]電阻RlO被設(shè)定為與4段的電阻Rl~R3和R14中3段的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值，電阻Rll被設(shè)定為與I段的電阻`值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值。即，設(shè)定為電阻RlO的電阻值:電阻Rll的電阻值=3:1。電壓穩(wěn)定化電路72示出與(n，k，a，b) = (4，2，l，3)的組合相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。電壓穩(wěn)定化電路73示出與(n, k, a, b) = (4, 3, 2, 2)的組合相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。電壓穩(wěn)定化電路74示出與(n, k, a, b) = (4,4,3,1)的組合相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
[0079]在圖8中示出了，對(duì)于(a)電容器Cl的泄漏電流多的情況、(b)電容器C2的泄漏電流多的情況、(c)電容器C3的泄漏電流多的情況、(d)電容器C4的泄漏電流多的情況這四種模式，發(fā)明人通過模擬而對(duì)各電容器Cl~C4的端子電壓Vl~V4進(jìn)行研究的結(jié)果。另外，在各圖8(a)~圖8(d)中，示出了假定泄漏電流多的對(duì)象電容器(在圖8(a)中為電容器Cl)以外的電容器(例如在圖8(a)中為電容器C2~C4)的泄漏電流為O的模擬結(jié)果。
[0080]在上述4種模式中，在(a)的情況下，電容器Cl的端子電壓Vl特別低，電容器C2~C4的端子電壓V2~V4大致同等。而且，在(b)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂2〈V1〈V3 ^ V4。而且，在(c)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂3〈V1 ^ V2〈V4。而且，在⑷的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂4〈V1~V2~V3。即，可知泄漏電流多的電容器的端子電壓較低，其他電容器的端子電壓較高。
[0081 ] 在節(jié)點(diǎn)N3的電位比節(jié)點(diǎn)N5的電位高時(shí)，晶體管Tr2導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N3的電位控制得較低以與節(jié)點(diǎn)N5的電位一致。相反地，在節(jié)點(diǎn)N3的電位比節(jié)點(diǎn)N5的電位低時(shí)，晶體管Trl導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N3的電位控制得較高以與節(jié)點(diǎn)N5的電位一致。
[0082]同樣地，在節(jié)點(diǎn)N4的電位比節(jié)點(diǎn)N6的電位高時(shí)，晶體管Tr4導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N4的電位控制得較低以與節(jié)點(diǎn)N6的電位一致。相反地，在節(jié)點(diǎn)N4的電位比節(jié)點(diǎn)N6的電位低時(shí)，晶體管Tr3導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N4的電位控制得較高以與節(jié)點(diǎn)N6的電位一致。
[0083]進(jìn)而同樣地，在電容器C3和C4的共用連接節(jié)點(diǎn)N7的電位比電阻R3和R14的共用連接節(jié)點(diǎn)N8的電位高時(shí)，晶體管Tr6導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N7的電位控制得較低以與節(jié)點(diǎn)N8的電位一致。相反地，在節(jié)點(diǎn)N7的電位比節(jié)點(diǎn)N8的電位低時(shí)，晶體管Tr5導(dǎo)通，從而將節(jié)點(diǎn)N7的電位控制得較高以與節(jié)點(diǎn)N8的電位一致。這樣，能夠與上述實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)電壓平衡。
[0084](第4實(shí)施方式)
[0085]圖9和圖10不出第4實(shí)施方式，與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，改變了通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、通電源節(jié)點(diǎn)。
[0086]本實(shí)施方式示出了(n, k, a, b) = (4, 2,1,1) > (4，3，2，2)和(4,4,1,1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路72、73和74組合起來的一個(gè)方式。在本實(shí)施方式中，如圖9所示，k=2的電壓穩(wěn)定化電路72將與晶體管Tr2的集電極連接的電阻R5的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N4 (第3輸出節(jié)點(diǎn)(b=l))。并且，k=4的電壓穩(wěn)定化電路74將與晶體管Tr5的集電極連接的電阻RlO的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N4(第3輸出節(jié)點(diǎn)(a=l))。[0087]在圖10中示出了，對(duì)于(a)電容器Cl的泄漏電流多的情況、(b)電容器C2的泄漏電流多的情況、(c)電容器C3的泄漏電流多的情況、(d)電容器C4的泄漏電流多的情況這四種模式，發(fā)明人進(jìn)行研究的結(jié)果。另外，在各圖10(a)~圖10(d)中，示出了假定泄漏電流多的對(duì)象電容器(在圖10(a)中為電容器Cl)以外的電容器(例如在圖10(a)中為電容器C2~C4)的泄漏電流為O的模擬結(jié)果。
[0088]在上述4種模式中，在(a)的情況下電容器Cl的端子電壓Vl特別低，電容器C2的端子電壓V2比端子電壓Vl高，電容器C3和C4的端子電壓V3和V4為大致相同電壓且比端子電壓V2高。
[0089]在(b)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂2〈V1〈V3 ^ V4。而且，在(C)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂3〈V1~V2〈V4。而且，在⑷的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂4〈V3〈V1~V2。與上述實(shí)施方式同樣地，泄漏電流多的電容器的端子電壓較低，其他電容器的端子電壓較高。在這樣的實(shí)施方式中，也能夠通過與上述實(shí)施方式同樣的作用得到相同的效果。
[0090](第5實(shí)施方式)
[0091]圖11和圖12示出第5實(shí)施方式，與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，改變了通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、通電源節(jié)點(diǎn)。
[0092]本實(shí)施方式示出了(n，k，a，b) = (4，2，l，2)、(4，3，l，l)和(4,4,2,1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路72、73和74組合起來的一個(gè)方式。在本實(shí)施方式中，如圖11所示，電壓穩(wěn)定化電路72將與晶體管Trl的集電極連接的電阻R4的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為第I主電源線NI (第I輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr2的集電極連接的電阻R5的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N7 (第4輸出節(jié)點(diǎn))。
[0093]而且，電壓穩(wěn)定化電路73將與晶體管Tr3的集電極連接的電阻R6的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N3 (第2輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr4的集電極連接的電阻R7的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N7 (第4輸出節(jié)點(diǎn))。而且，電壓穩(wěn)定化電路74將與晶體管Tr5的集電極連接的電阻RlO的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N3 (第2輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr6的集電極連接的電阻Rll的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為第2主電源線N2 (第5輸出節(jié)點(diǎn))。
[0094]在圖12中示出了，對(duì)于(a)電容器Cl的泄漏電流多的情況、(b)電容器C2的泄漏電流多的情況、(c)電容器C3的泄漏電流多的情況、(d)電容器C4的泄漏電流多的情況這四種模式，發(fā)明人對(duì)各電容器Cl~C4的端子電壓Vl~V4研究的結(jié)果。另外，在各圖12(a)~圖12(d)中，示出了假定泄漏電流多的對(duì)象電容器(在圖12(a)中為電容器Cl)以外的電容器(例如在圖12(a)中為電容器C2~C4)的泄漏電流為O的模擬結(jié)果。
[0095]在上述4種模式中，在(a)的情況下電容器Cl的端子電壓Vl特別低，電容器C3和C2的端子電壓V3和V2比端子電壓Vl高，電容器C4的端子電壓V4為比端子電壓V3和端子電壓V2高。
[0096]在(b)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂2〈V1。V3〈V4。而且，在(C)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂3<V2<V4<V1。而且，在(d)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂4<V2 ^ V3〈V1。與上述實(shí)施方式同樣地，泄漏電流多的電容器的端子電壓較低，其他電容器的端子電壓較高。在這樣的實(shí)施方式中，也能夠通過與上述實(shí)施方式同樣的作用得到相同的效果。
[0097](第6實(shí)施方式)
[0098]圖13和圖14不出第6實(shí)施方式,與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，改變了通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、通電源節(jié)點(diǎn)。
[0099]本實(shí)施方式示出了(n，k，a，b) = (4，2，l，l)、(4，3，l，l)和(4,4,1,1)的情況的電壓穩(wěn)定化電路72、73和74組合起來的一個(gè)方式。在本實(shí)施方式中，如圖13所示，電壓穩(wěn)定化電路72將與晶體管Trl的集電極連接的電阻R4的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為第I主電源線NI (第I輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr2的集電極連接的電阻R5的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N4(第3輸出節(jié)點(diǎn))。
[0100]而且，電壓穩(wěn)定化電路73將與晶體管Tr3的集電極連接的電阻R6的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N3 (第2輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr4的集電極連接的電阻R7的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N7 (第4輸出節(jié)點(diǎn))。而且，電壓穩(wěn)定化電路74將與晶體管Tr5的集電極連接的電阻RlO的通電源節(jié)點(diǎn)設(shè)為節(jié)點(diǎn)N4(第3輸出節(jié)點(diǎn))，并且將與晶體管Tr6的集電極連接的電阻Rll的通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)為第2主電源線N2 (第5輸出節(jié)點(diǎn))。
[0101]在圖14中示出了，對(duì)于(a)電容器Cl的泄漏電流多的情況、(b)電容器C2的泄漏電流多的情況、(c)電容器C3的泄漏電流多的情況、(d)電容器C4的泄漏電流多的情況這四種模式，發(fā)明人通過模擬而對(duì)各電容器Cl~C4的端子電壓Vl~V4研究的結(jié)果。另外，在各圖14(a)~圖14(d)中，示出了假定泄漏電流多的對(duì)象電容器(在圖14(a)中為電容器Cl)以外的電容器(例如在圖14(a)中為電容器C2~C4)的泄漏電流為O的模擬結(jié)果O
[0102]在上述4種模式中，在(a)的情況下電容器Cl的端子電壓Vl特別低，相繼于此，按照電容器C2的端子電壓V2`、電容器C3的端子電壓V3、電容器C4的端子電壓V4的順序升高。[0103]在(b)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂2〈V1?V3〈V4。而且，在(C)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂3<V2<V4<V1。而且，在(d)的情況下，可知端子電壓的高低順序?yàn)閂4<V3<V2<V1。與上述實(shí)施方式同樣地，泄漏電流多的電容器的端子電壓較低，其他電容器的端子電壓較高。在這樣的實(shí)施方式中，也能夠通過與上述實(shí)施方式同樣的作用得到相同的效果。
[0104](第3?第6實(shí)施方式的相互比較)
[0105]下面，對(duì)第3?第6實(shí)施方式所示的電路結(jié)構(gòu)的相互比較結(jié)果進(jìn)行說明。比較并觀察各電容器Cl?C4的端子電壓Vl?V4的模擬結(jié)果，存在與泄漏電流相應(yīng)的電壓偏差(與某泄漏電流對(duì)應(yīng)的端子電壓的最大值與最小值的差)按照第3實(shí)施方式(圖7、圖8)、第4實(shí)施方式(圖9、圖10)、第5實(shí)施方式(圖11、圖12)、第6實(shí)施方式(圖13、圖14)的順序減小的趨勢(shì)。即，即使泄漏電流增大，電容器Cl?C4的端子電壓Vl?V4的最大值-最小值的差最小的電路結(jié)構(gòu)為第3實(shí)施方式(圖7)，相反地，最大的電路結(jié)構(gòu)為第6實(shí)施方式(圖 13)。
[0106]S卩，在第3?第6實(shí)施方式所示的電路結(jié)構(gòu)之中，第3實(shí)施方式(圖7)的電路結(jié)構(gòu)是示出最高性能的電路結(jié)構(gòu)，之后，按照第4實(shí)施方式(圖9)、第5實(shí)施方式(圖11)、第6實(shí)施方式(圖13)的順序其電路結(jié)構(gòu)的性能逐漸變低。
[0107]另一方面，構(gòu)成電壓穩(wěn)定化電路72、73、74的各晶體管Trl?Tr6的集電極發(fā)射極間耐壓被設(shè)定為與到通電源節(jié)點(diǎn)或通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為止的段數(shù)的量的電壓對(duì)應(yīng)的耐壓，因此，在第3實(shí)施方式(圖7)中，晶體管Tr2被設(shè)定為對(duì)4段的量的電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的3段的量的耐壓。
[0108]同樣地，晶體管Tr3、Tr4被設(shè)定為對(duì)4段的量的電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的2段的量的耐壓。而且，晶體管Tr5被設(shè)定為對(duì)4段的量的電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的3段的量的耐壓。
[0109]另一方面，在第4實(shí)施方式(圖9)中，晶體管Tr3、Tr4被設(shè)定為對(duì)4段的量的電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的2段的量的耐壓。在第5實(shí)施方式(圖11)中，晶體管Tr2、Tr5被設(shè)定為對(duì)4段的量的電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的2段的量的耐壓。并且，在第6實(shí)施方式(圖13)中，晶體管Trl?Tr6的任意一個(gè)僅需設(shè)定為對(duì)電阻Rl?R3和R14施加的直流電壓的I段的量的耐壓。即，第6實(shí)施方式是在能夠采用使集電極發(fā)射極間的耐電壓較低的晶體管這一點(diǎn)最為有利的電路結(jié)構(gòu)。
[0110]S卩，第3?第6實(shí)施方式所示的電路結(jié)構(gòu)之中，第6實(shí)施方式(圖13)的電路結(jié)構(gòu)是示出能夠采用耐壓性能最低的晶體管構(gòu)成的電路，之后，按照第5實(shí)施方式(圖11)和第4實(shí)施方式(圖9)、第3實(shí)施方式(圖7)的順序采用的晶體管的耐壓性能逐漸變高。采用耐壓性能低的晶體管時(shí)，在成本方面是有利的。即，第6實(shí)施方式(圖13)的電路結(jié)構(gòu)在上述第3?第6實(shí)施方式中詳細(xì)說明的電路結(jié)構(gòu)中在成本方面最為有利。采用上述電路結(jié)構(gòu)中的任意一個(gè)都可以，但是優(yōu)選折衷地考慮電壓平衡性能和晶體管的耐壓性能來構(gòu)成電路。
[0111](其他實(shí)施方式)
[0112]已示出了若干個(gè)實(shí)施方式，不過并不限定于上述說明了的實(shí)施方式。例如，示出了具備若干個(gè)電壓穩(wěn)定化電路72、73(、74)的各實(shí)施方式，不過，這些電壓穩(wěn)定化電路中的(n，k，a，b)的組合并不限定于上述實(shí)施方式示出的例子。例如，可以采用圖15所示那樣的(n, k，a, b)的組合的電壓穩(wěn)定化電路。即，示出了在第I實(shí)施方式、第2實(shí)施方式中采用n=3的電壓穩(wěn)定化電路、在第3~第6實(shí)施方式中采用n=4的電壓穩(wěn)定化電路的例子，不過n ^ 5的情況也能夠適用。
[0113]已示出了在各晶體管Trl-Tr2之間、Tr3_Tr4之間、Tr5_Tr6之間的共用基極和共用發(fā)射極之間連接電阻R8、R9、R12的結(jié)構(gòu)，不過這些電阻R8、R9、R12根據(jù)需要設(shè)置即可。
[0114]已示出了將與各晶體管Trl~Tr6的集電極連接的電阻的電阻值設(shè)定為與電阻Rl~R3、R14的各段數(shù)的量對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值的方式，不過，考慮到各元件值的偏差、設(shè)計(jì)值等，不必嚴(yán)格地設(shè)定為上述實(shí)施方式所示的電阻值，也可以適當(dāng)改變。
[0115](所有實(shí)施方式的作用效果)
[0116]如以上說明的那樣，在所有實(shí)施方式中起到了以下所示的作用效果。η段電阻將主端子之間的電壓分壓，η段主電路電容器也將主端子之間的電壓分壓，但由于主電路電容器產(chǎn)生泄漏電流，因此該分壓電壓發(fā)生變動(dòng)。n-Ι個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別具備第I和第2晶體管。作為通電源節(jié)點(diǎn)的第k-a輸出節(jié)點(diǎn)通過例如與a段數(shù)的量對(duì)應(yīng)地成比例的第I電阻和第I晶體管而與第I和第2晶體管的輸出端子連接。
[0117]因此，當(dāng)η段電阻的第k基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的電壓比η段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)的電壓高時(shí)，從第k-a輸出節(jié)點(diǎn)通過第I晶體管向其輸出端子側(cè)通電，能夠?qū)εc該輸出端子連接的主電路電容器的第k輸出節(jié) 點(diǎn)的電壓進(jìn)行上升控制。
[0118]相反地,作為通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第k+b輸出節(jié)點(diǎn)通過例如與b段數(shù)的量對(duì)應(yīng)地成比例的第2電阻和第2晶體管而與第I和第2晶體管的輸出端子連接。因此，當(dāng)η段電阻的第k基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的電壓比η段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)的電壓低時(shí)，從輸出端子通過第2晶體管向第k+b輸出節(jié)點(diǎn)通電，能夠?qū)εc該輸出端子連接的主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行下降控制。
[0119]第k(2≤k≤η)個(gè)電壓穩(wěn)定化電路能夠使第k個(gè)的第k輸出節(jié)點(diǎn)的電位向標(biāo)準(zhǔn)電壓穩(wěn)定化，因此能夠使所有主電路電容器的共用連接節(jié)點(diǎn)的電壓以接近標(biāo)準(zhǔn)值的方式穩(wěn)定化。由此，相鄰的主電路電容器的一對(duì)之間實(shí)現(xiàn)了電壓平衡，并且與未在多個(gè)對(duì)之間實(shí)現(xiàn)電壓平衡的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠盡量消除所有的主電路電容器的端子電壓的不平衡。
[0120]已說明了本發(fā)明的若干個(gè)實(shí)施方式，但并不限定于各實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)，這些實(shí)施方式是作為例子提出的，并非要限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他各種方式實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍和主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及與其均等的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓平衡電路，其特征在于， 具備:n段電阻，在輸出直流電壓的第I和第2主端子之間、在高壓側(cè)的第I基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)到低壓側(cè)的第n+1基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間，串聯(lián)連接n段，其中n > 3 ; n段主電路電容器，在上述第I和第2主端子之間、在高壓側(cè)的第I輸出節(jié)點(diǎn)到低壓側(cè)的第n+1輸出節(jié)點(diǎn)之間，串聯(lián)連接n段；以及 n-1個(gè)電壓穩(wěn)定化電路，分別構(gòu)成于上述n段電阻的第k基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與上述n段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)之間，且各自具備第I晶體管和第2晶體管，上述第I晶體管和第2晶體管彼此為逆導(dǎo)電型且基準(zhǔn)輸入端子和輸出端子分別共用連接，上述n段電阻的第k基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與上述基準(zhǔn)輸入端子連接，并且上述n段主電路電容器的第k輸出節(jié)點(diǎn)與上述輸出端子連接，在上述基準(zhǔn)輸入端子的電壓高于上述輸出端子的電壓時(shí)，從通電源節(jié)點(diǎn)通過上述第I晶體管向上述輸出端子通電，并且在上述基準(zhǔn)輸入端子的電壓低于上述輸出端子的電壓時(shí)，從上述輸出端子通過上述第2晶體管向通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通電，從而穩(wěn)定化成使上述基準(zhǔn)輸入端子的電壓與上述輸出端子的電壓一致，其中2 < k < n， 第k段的電壓穩(wěn)定化電路從上述第I晶體管通過第I電阻與作為上述通電源節(jié)點(diǎn)的第k-a輸出節(jié)點(diǎn)連接，并且從上述第2晶體管通過第2電阻與作為上述通電目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的第k+b輸出節(jié)點(diǎn)連接，其中，a為滿足KaSk-1的任意一個(gè)，b為滿足n+1-k的任意一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=3段，
上述 n-1 個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (3, 2,1, 2)、(n, k, a, b) = (3, 3, 2,1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=3段， 上述 n-1 個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (3,2,1,1)、(n, k, a, b) = (3,3,1,1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=4段，
上述 n-1 個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (4, 2,1, 3)、(n, k, a, b) = (4, 3, 2, 2)、(n, k, a, b) = (4,4,3,1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=4段，
上述 n-1 個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (4, 2,1,1)、(n, k, a, b) = (4, 3, 2, 2)、(n, k, a, b) = (4,4,1,1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=4段， 上述 n-1 個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (4, 2,1, 2)、(n, k, a, b) = (4, 3,1,1)、(n, k, a, b) = (4,4,2,1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述電阻和上述主電路電容器分別設(shè)置n=4段， 上述n-1個(gè)電壓穩(wěn)定化電路分別滿足(n, k, a, b) = (4,2,1,1)、(n, k, a, b) = (4,3,1,1)和(n, k, a, b) = (4,4,1,1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7的任意一項(xiàng)所述的電壓平衡電路，其特征在于， 上述第I電阻被設(shè)定為與上述n段電阻中的上述a段數(shù)的量的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值， 上述第2電阻被設(shè)定為與上述n段電阻中的上述b段數(shù)的量的電阻值對(duì)應(yīng)地成比例的電阻值 。
【文檔編號(hào)】H02M7/537GK103684023SQ201310424901
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】柴田真生, 鄉(xiāng)司陽一 申請(qǐng)人:東芝施耐德變換器公司