本申請涉及一種將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

近年來，公司或者個(gè)人將分散型電源(例如，太陽能電池、燃料電池、蓄電池)的電力賣給電力公司的商業(yè)(賣電)正在擴(kuò)大。賣電能夠通過將分散型電源與商用電力系統(tǒng)連接的系統(tǒng)連接體系來執(zhí)行。在系統(tǒng)連接體系中，使用被稱為電力調(diào)節(jié)器(power conditioner)的電力轉(zhuǎn)換裝置，將分散型電源的電力轉(zhuǎn)換為與商用電力系統(tǒng)相適應(yīng)的電力。

在分散型電源為直流電源的情況下，在系統(tǒng)連接體系中利用將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置。作為這種電力轉(zhuǎn)換裝置，例如提出一種系統(tǒng)連接體系逆變器裝置，具有：高頻變壓器；第一逆變器，該第一逆變器配置在上述高頻變壓器的一次側(cè)，將直流電力轉(zhuǎn)換為高頻電力；限流電抗器，該限流電抗器配置在上述高頻變壓器的二次側(cè)，將上述高頻電力轉(zhuǎn)換為商用電力；以及第二逆變器，該第二逆變器由多個(gè)開關(guān)元件以全橋式構(gòu)成，上述第二逆變器的開關(guān)元件由雙向開關(guān)構(gòu)成，該系統(tǒng)連接體系逆變器裝置使上述第二逆變器的雙向開關(guān)根據(jù)系統(tǒng)電壓的極性來導(dǎo)通截止而將上述高頻變壓器的電力轉(zhuǎn)換為交流(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4100125號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在現(xiàn)有技術(shù)中，期望降低電力損失。

本申請的一個(gè)方式的電力轉(zhuǎn)換裝置為，具備：變壓器，包括一次繞組和與上述一次繞組磁耦合的二次繞組；逆變器電路，將來自直流電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，將轉(zhuǎn)換后的交流電壓向上述一次繞組供給；連接部，包括能夠與商用電力系統(tǒng)或者負(fù)載的至少一方電連接的第一端和第二 端；第一開關(guān)元件，插入于上述連接部的第一端與上述二次繞組的第一端之間；第二開關(guān)元件，插入于上述連接部的第二端與上述二次繞組的第一端之間；第三開關(guān)元件，插入于上述連接部的第一端與上述二次繞組的第二端之間；第四開關(guān)元件，插入于上述連接部的第二端與上述二次繞組的第二端之間；以及控制部，對從上述連接部輸出的輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制，上述控制部為，使上述第一開關(guān)元件和上述第四開關(guān)元件中的至少一方，在上述二次繞組的電壓為正的第一期間中的第一導(dǎo)通時(shí)刻，從截止切換為導(dǎo)通，使上述第二開關(guān)元件和上述第三開關(guān)元件中的至少一方，在接著上述第一期間的、上述二次繞組的電壓為負(fù)的第二期間中的第二導(dǎo)通時(shí)刻，從截止切換為導(dǎo)通，使上述第一導(dǎo)通時(shí)刻或者上述第二導(dǎo)通時(shí)刻中的至少任一方移位(shift)，由此對上述輸出電壓或者上述輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

根據(jù)本申請，能夠降低電力損失。

附圖說明

圖1是本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖2是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的概要進(jìn)行說明的說明圖。

圖3是表示相位差為0°的輸出電壓和輸出電流的波形的波形圖。

圖4是表示相位差為180°的輸出電壓和輸出電流的波形的波形圖。

圖5是在進(jìn)行了非對稱控制時(shí)，圖3所示的期間T10的電力供給模式的時(shí)間圖。

圖6是在進(jìn)行了非對稱控制時(shí)，圖4所示的期間T12的電力再生模式的時(shí)間圖。

圖7是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器(cycloconverter)的動(dòng)作進(jìn)行說明的第一說明圖。

圖8是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第二說明圖。

圖9是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第三說明圖。

圖10是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行 說明的第四說明圖。

圖11是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第五說明圖。

圖12是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第六說明圖。

圖13是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第七說明圖。

圖14是對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置所具備的循環(huán)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行說明的第八說明圖。

圖15是進(jìn)行了非對稱控制時(shí)，圖4所示的期間T12的電力再生模式的其他例子的時(shí)間圖。

圖16是進(jìn)行了對稱控制時(shí)，圖3所示的期間T10的電力供給模式的時(shí)間圖。

圖17是進(jìn)行了對稱控制時(shí)，圖4所示的期間T12的電力再生模式的時(shí)間圖。

圖18是表示在圖5所示的期間T2，在電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖19是表示在圖5所示的期間T9，在電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖20是表示在圖3所示的輸出電流零交叉的期間T11，圖5所示的非對稱控制下的正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的時(shí)間圖。

圖21是表示在電力供給期間，在進(jìn)行從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器切換的控制時(shí)，在電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖22是表示在電力非供給期間，在即將從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器切換之前的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖23是表示在電力非供給期間，在從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器切換中的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖24是表示在電力非供給期間，在剛從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器切換之后的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

圖25是表示在切換控制的其他例子中，在從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器 切換時(shí)，對各開關(guān)元件施加的控制信號的波形的波形圖。

圖26是在切換控制的其他例子中，期間T21中的控制模式的時(shí)間圖。

圖27是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在圖26所示的期間(0)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖28是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(1)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖29是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(2)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖30是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(3)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖31是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(4)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖32是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在期間(5)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖33是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(6)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖34是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(7)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖35是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(8)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖36是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在時(shí)刻(9)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖37是在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在期間(10)時(shí)，表示導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖38是圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的第一變形例的電路圖。

圖39是對電力供給模式和電力再生模式的切換控制進(jìn)行說明的說明圖。

圖40是圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的第二變形例的電路圖。

圖41是圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的第三變形例的電路圖。

圖42是輸出電壓和輸出電流的極性相同的電力供給模式下的時(shí)間圖。

圖43是表示圖42所示的P101～P104定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

圖44是輸出電壓和輸出電流的極性不同的電力再生模式下的時(shí)間圖。

圖45是表示圖44所示的P201～P204定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

圖46是表示具備電容器的情況下的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的電路圖。

圖47是表示具備電容器C6和電容器C8的電力轉(zhuǎn)換裝置的P101～P104定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

圖48是表示具備電容器的情況下的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的電路圖。

圖49是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖50是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖51是輸出電壓和輸出電流的極性相同的電力供給模式下的時(shí)間圖。

圖52是表示循環(huán)期間的電流的流動(dòng)的電路圖。

圖53是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的其他構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。

圖54是圖3所示的期間T10的電力供給模式的實(shí)施方式4的時(shí)間圖。

圖55是圖4所示的期間T12的電力再生模式的實(shí)施方式4的時(shí)間圖。

圖56是實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖57是圖3所示的期間T10的電力供給模式的實(shí)施方式5的時(shí)間圖。

圖58是圖4所示的期間T12的電力再生模式的實(shí)施方式5的時(shí)間圖。

具體實(shí)施方式

＜獲得本申請的一個(gè)實(shí)施方式的原委＞

在配置于電力轉(zhuǎn)換裝置的一次側(cè)的逆變器電路為全橋式的情況下，通過對切換四個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通截止的定時(shí)進(jìn)行控制，能夠?qū)碾娏D(zhuǎn)換裝置的二次側(cè)輸出的電壓的振幅進(jìn)行控制。但是，在該情況下，在從電力轉(zhuǎn)換裝置的二次側(cè)不輸出電力的期間，在逆變器電路中產(chǎn)生循環(huán)電流。循環(huán)電流成為電力損失。這種課題在上述專利文獻(xiàn)1中未被提及。因此，為了在一次側(cè)的逆變器電路中不產(chǎn)生循環(huán)電流，而創(chuàng)造出了本申請的結(jié)構(gòu)。

＜申請的一個(gè)方式的概要＞

參照圖1，本申請的一個(gè)方式的電力轉(zhuǎn)換裝置具備：變壓器9，包括一次繞組19和與一次繞組19磁耦合的二次繞組21；逆變器電路5，將來自 直流電源17的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，將轉(zhuǎn)換后的交流電壓向一次繞組19供給；連接部15，包括能夠與商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29的任一方電連接的第一端15a和第二端15b；第一開關(guān)元件S5，插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第一端21a之間；第二開關(guān)元件S6，插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第一端21a之間；第三開關(guān)元件S7，插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第二端21b之間；第四開關(guān)元件S8，插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第二端21b之間；以及控制部7，對從連接部15輸出的輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制，參照圖5、圖16以及圖17，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的至少一方，在二次繞組21的電壓(變壓器電壓V1)為正的第一期間中的第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1，從截止切換為導(dǎo)通，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的至少一方，在接著第一期間的、二次繞組21的電壓為負(fù)的第二期間中的第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2，從截止切換為導(dǎo)通，使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1或者第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2中的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

根據(jù)本申請的一個(gè)方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1，通過對配置在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的第一～第四開關(guān)元件S5～S8進(jìn)行控制，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。因此，在一次側(cè)的逆變器電路5中，不需要用于對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制的處理(能夠使對構(gòu)成逆變器電路5的開關(guān)元件S1、S2、S3、S4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號的相位固定)，因此能夠在一次側(cè)的逆變器電路5中不產(chǎn)生循環(huán)電流。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖5，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的、在第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，遍及第一期間以及第二期間為導(dǎo)通狀態(tài)，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的、在第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，遍及第一期間以及第二期間為導(dǎo)通狀態(tài)，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

如圖5所示那樣，該結(jié)構(gòu)能夠在非對稱控制中實(shí)現(xiàn)電力供給模式。此外，在圖5所示的期間T1、T3中，變壓器電流i1成為0，不從由第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8構(gòu)成的 電路向逆變器電路5再生電力，因此能夠減少電力損失。

此外，變壓器電流i1成為0，這在理想狀態(tài)是0這種含義，但實(shí)際上，由于漏磁通等的影響而產(chǎn)生有一些變壓器電流i1。以下，變壓器電流i1為0是理想狀態(tài)下的含義。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖5、圖16以及圖17，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的、在第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第二期間的第一截止時(shí)刻Toff1從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的、在第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組21的電壓為正的第三期間中的第二截止時(shí)刻Toff2從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓的振幅或者輸出電流的至少一方進(jìn)行控制。

該結(jié)構(gòu)是開關(guān)元件從導(dǎo)通切換為截止的定時(shí)的一個(gè)例子。在將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于圖5所示的非對稱控制的情況下，能夠減少電力損失。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖6，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的任一方，在與第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不同的預(yù)定的第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3，從截止切換為導(dǎo)通，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的另一方在第一期間中的比第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3靠前的第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4，從截止切換為導(dǎo)通，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的任一方，在與第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不同的預(yù)定的第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5，從截止切換為導(dǎo)通，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的另一方在第二期間中的比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠前的第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6，從截止切換為導(dǎo)通，使第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4或者第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

如圖6所示那樣，該結(jié)構(gòu)能夠在非對稱控制中實(shí)現(xiàn)電力再生模式。此外，在圖6所示的期間T6、T8中，變壓器電流i1成為0，不從逆變器電路5向由第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8構(gòu)成的電路供給電力，因此能夠減少電力損失。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖6，控制部7在第一期間中設(shè)定第三導(dǎo)通時(shí)刻，在第二期間中設(shè)定第五導(dǎo)通時(shí)刻。

該結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于將直流電源17與負(fù)載29連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(獨(dú)立運(yùn) 轉(zhuǎn))的情況、以及將直流電源17與商用電力系統(tǒng)27連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(系統(tǒng)連接體系運(yùn)轉(zhuǎn))的情況的任意一種情況。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖6，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的、在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第二期間中比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠后的第三截止時(shí)刻Toff3從導(dǎo)通切換為截止，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的、在第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第三截止時(shí)刻Toff3靠后的第四截止時(shí)刻Toff4從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的、在第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組21的電壓為正的第三期間中的第五截止時(shí)刻Toff5從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的、在第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第三期間中的第六截止時(shí)刻Toff6從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

該結(jié)構(gòu)是開關(guān)元件從導(dǎo)通切換為截止的定時(shí)的一個(gè)例子。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖15，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的任一方，在與第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不同的預(yù)定的第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3，從截止切換為導(dǎo)通，在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3后、第二期間中的第三截止時(shí)刻Toff3從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的任一方，在與第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不同的預(yù)定的第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5，從截止切換為導(dǎo)通，在比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠前的第一期間中的第五截止時(shí)刻Toff5從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的另一方，在第二期間中比第三截止時(shí)刻Toff3靠前的第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6，從截止切換為導(dǎo)通，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的另一方，在第一期間中比第五截止時(shí)刻Toff5靠前的第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4，從截止切換為導(dǎo)通，使第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4或者第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

如圖15所示那樣，該結(jié)構(gòu)能夠在非對稱控制中實(shí)現(xiàn)電力再生模式。此外，在圖15所示的期間T6、T8中，變壓器電流i1成為0，不從逆變器電路5向由第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四 開關(guān)元件S8構(gòu)成的電路供給電力，因此能夠減少電力損失。

該結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)用于將直流電源17與負(fù)載29連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn))的情況、以及將直流電源17與商用電力系統(tǒng)27連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(系統(tǒng)連接體系運(yùn)轉(zhuǎn))的情況的任意一種情況。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖15，控制部7為，使第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8中的、在第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠后的第四截止時(shí)刻Toff4從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7中的、在第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6靠前、并且比第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3靠后的第六截止時(shí)刻Toff6從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

該結(jié)構(gòu)是開關(guān)元件從導(dǎo)通切換為截止的定時(shí)的一個(gè)例子。

參照圖1，在上述結(jié)構(gòu)中具備：第五開關(guān)元件S9，與第一開關(guān)元件S5并聯(lián)地插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第一端21a之間，第五開關(guān)元件S9的電流流動(dòng)的方向與第一開關(guān)元件S5為相反方向；第六開關(guān)元件S10，與第二開關(guān)元件S6并聯(lián)地插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第一端21a之間，第六開關(guān)元件S10的電流流動(dòng)的方向與第二開關(guān)元件S6為相反方向；第七開關(guān)元件S11，與第三開關(guān)元件S7并聯(lián)地插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第二端21b之間，第七開關(guān)元件S11的電流流動(dòng)的方向與第三開關(guān)元件S7為相反方向；以及第八開關(guān)元件S12，與第四開關(guān)元件S8并聯(lián)地插入于連接部15的第二端15b的第2端15b與二次繞組21的第二端21b之間，第八開關(guān)元件S12的電流流動(dòng)的方向與第四開關(guān)元件S8為相反方向，控制部7為，在從連接部15輸出的輸出電流為正的期間，對第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8進(jìn)行控制，由此對輸出電壓的振幅進(jìn)行控制，在從連接部15輸出的輸出電流為負(fù)的期間，代替第一開關(guān)元件S5而對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行控制，代替第二開關(guān)元件S6而對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行控制，代替第三開關(guān)元件S7而對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行控制，代替第四開關(guān)元件S8而對第七開關(guān)元件S11進(jìn)行控制，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)輸出電流的正負(fù)，來替換進(jìn)行控制的開關(guān)元件，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

代替第一開關(guān)元件S5而對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行控制，代替第二開關(guān)元件S6而對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行控制，代替第三開關(guān)元件S7而對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行控制，代替第四開關(guān)元件S8而對第七開關(guān)元件S11進(jìn)行控制是指以下的(a)～(g)。

(a)參照圖5、圖16以及圖17，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的至少一方，在二次繞組21的電壓為正的第一期間中的第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1，從截止切換為導(dǎo)通，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的至少一方，在接著第一期間的、二次繞組21的電壓為負(fù)的第二期間中的第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2，從截止切換為導(dǎo)通，使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1或者第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2中的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(b)參照圖5，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的、在第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，遍及第一期間以及第二期間為導(dǎo)通狀態(tài)，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的、在第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，遍及第一期間以及第二期間為導(dǎo)通狀態(tài)，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(c)參照圖5、圖16以及圖17，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的、在第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第二期間的第一截止時(shí)刻Toff1從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的、在第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組21的電壓為正的第三期間中的第二截止時(shí)刻Toff2從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(d)參照圖6，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的任一方，在與第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不同的預(yù)定的第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3，從截止切換為導(dǎo)通，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的另一方，在第一期間中比第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3靠前的第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4，從截止切 換為導(dǎo)通，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的任一方，在與第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不同的預(yù)定的第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5，從截止切換為導(dǎo)通，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的另一方，在第二期間中比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠前的第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6，從截止切換為導(dǎo)通，使第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4或者第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(e)參照圖6，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的、在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第二期間中比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠后的第三截止時(shí)刻Toff3從導(dǎo)通切換為截止，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的、在第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第三截止時(shí)刻Toff3靠后的第四截止時(shí)刻Toff4從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的、在第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組21的電壓為正的第三期間中的第五截止時(shí)刻Toff5從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的、在第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在第三期間中的第六截止時(shí)刻Toff6從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(f)參照圖15，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的任一方，在與第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1不同的預(yù)定的第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3，從截止切換為導(dǎo)通，并在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3后、第二期間中的第三截止時(shí)刻Toff3從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的任一方，在與第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2不同的預(yù)定的第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5，從截止切換為導(dǎo)通，并在比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠前的第一期間中的第五截止時(shí)刻Toff5從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的另一方，在第二期間中比第三截止時(shí)刻Toff3靠前的第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6，從截止切換為導(dǎo)通，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11中的另一方，在第一期間中比第五截止時(shí)刻Toff5靠前的第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4，從截止切換為導(dǎo)通，使第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4或者第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

(g)參照圖15，控制部7為，使第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件 S11中的、在第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5靠后的第四截止時(shí)刻Toff4從導(dǎo)通切換為截止，使第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12中的、在第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在比第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6靠前、并且比第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3靠后的第六截止時(shí)刻Toff6從導(dǎo)通切換為截止，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

參照圖20，上述結(jié)構(gòu)中具備：正組轉(zhuǎn)換器，包括第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8；以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器，包括第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12，控制部7將切換輸出電流的極性的定時(shí)，設(shè)定在不從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29供給電力的期間，對正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)不產(chǎn)生短路的預(yù)定的控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)不產(chǎn)生短路，因此能夠順暢地切換輸出電流的極性。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖22～圖24，作為預(yù)定的控制，控制部7使第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第五開關(guān)元件S9和第六開關(guān)元件S10為截止?fàn)顟B(tài)。

該結(jié)構(gòu)為預(yù)定的控制的一個(gè)例子。

在上述結(jié)構(gòu)中，在輸出電流為正的期間、輸出電流為負(fù)的期間以及輸出電流的極性切換的期間，使第一～第八開關(guān)元件S5～S12的至少一個(gè)為導(dǎo)通狀態(tài)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在輸出電流為正的期間、輸出電流為負(fù)的期間以及輸出電流的極性切換的期間的任意一個(gè)期間，都不會(huì)是第一～第八開關(guān)元件S5～S12全部成為截止?fàn)顟B(tài)。

參照圖1以及圖26，在上述結(jié)構(gòu)中具備插入于連接部15與正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器之間的交流用電抗器(線圈23)，控制部7為，作為預(yù)定的控制，在二次繞組21的電壓為負(fù)的第四期間，設(shè)為使第一開關(guān)元件S5、第四開關(guān)元件S8、第六開關(guān)元件S10以及第七開關(guān)元件S11導(dǎo)通，并且使第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7、第五開關(guān)元件S9以及第八開關(guān)元件S12截止的狀態(tài)，使第三開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12在第四期間中 的第七導(dǎo)通時(shí)刻Ton7，從截止切換為導(dǎo)通，由此開始對交流用電抗器進(jìn)行充電，使第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10在比第七導(dǎo)通時(shí)刻Ton7靠后、并且向接著第四期間的、二次繞組21的電壓為正的第五期間切換之前的第七截止時(shí)刻Toff7從導(dǎo)通切換為截止，使第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9在第五期間中的第八導(dǎo)通時(shí)刻Ton8，從截止切換為導(dǎo)通，使第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11在比第八導(dǎo)通時(shí)刻Ton8靠后、并且在第五期間中的第八截止時(shí)刻Toff8從導(dǎo)通切換為截止，使交流用電抗器所積蓄的能量釋放。

該結(jié)構(gòu)是預(yù)定的控制的其他例子。

在上述結(jié)構(gòu)中，參照圖2，控制部7為，在輸出電壓與輸出電流的極性相同時(shí)，執(zhí)行從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29供給電力的電力供給模式，在輸出電壓與輸出電流的極性不同時(shí)，執(zhí)行從商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29向直流電源17再生電力的電力再生模式。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠執(zhí)行電力供給和電力再生。

參照圖40，在上述結(jié)構(gòu)中具備斬波電路(chopper circle)81，該斬波電路81與逆變器電路5連接，在電力供給模式中進(jìn)行升壓動(dòng)作，在電力再生模式中進(jìn)行降壓動(dòng)作，控制部7對斬波電路81和第一～第八開關(guān)元件S5～S12進(jìn)行控制，由此對輸出電壓的振幅進(jìn)行控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過具備斬波電路81，因此還能夠靈活地對應(yīng)電壓的變動(dòng)幅度較大的直流電源17。例如，還能夠應(yīng)用于EV(electric vehicle)電池、太陽能電池、燃料電池的電壓的變動(dòng)幅度較大的情況。

參照圖18以及圖19，在上述結(jié)構(gòu)中具備第一二極管D5、第二二極管D6、第三二極管D7以及第四二極管D8，第一二極管D5和第一開關(guān)元件S5串聯(lián)連接、并且第三二極管D7和第三開關(guān)元件S7串聯(lián)連接，以使在控制部7進(jìn)行從通過第一開關(guān)元件S5以及第三開關(guān)元件S7的一方的路徑向通過另一方的路徑進(jìn)行換流的控制時(shí)，第一二極管D5以及第三二極管D7中的一方成為反偏置狀態(tài)、并且另一方成為正偏置狀態(tài)，第二二極管D6和第二開關(guān)元件S6串聯(lián)連接、并且第四二極管D8和第四開關(guān)元件S8串聯(lián)連接，以使在控制部7進(jìn)行從通過第二開關(guān)元件S6以及第四開關(guān)元件S8的一方的路徑向通過另一方的路徑進(jìn)行換流的控制時(shí)，第二二極管D6 以及第四二極管D8的一方成為反偏置狀態(tài)、并且另一方成為正偏置狀態(tài)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過軟開關(guān)進(jìn)行換流。

以下，基于附圖對本申請的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。電力轉(zhuǎn)換裝置1是具備連接部3、逆變器電路5、控制部7、變壓器9、循環(huán)轉(zhuǎn)換器11、濾波器電路13以及連接部15的電力調(diào)節(jié)器。

連接部3具備與直流電源17的正極電連接的第一端3a、以及與直流電源17的負(fù)極電連接的第二端3b。作為直流電源17，將蓄電池作為例子，但對于其他直流電源(例如，太陽能電池、燃料電池)也能夠應(yīng)用本實(shí)施方式。

直流電源17的電力經(jīng)由連接部3向逆變器電路5供給。逆變器電路5為高頻逆變器，將從直流電源17供給的直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻電壓(交流電壓)。

逆變器電路5為具有四個(gè)開關(guān)元件S1、S2、S3、S4被橋式連接而成的結(jié)構(gòu)的全橋式電路。作為開關(guān)元件S1、S2、S3、S4，將npn型的絕緣柵雙極晶體管作為例子，但只要是能夠構(gòu)成全橋式電路的開關(guān)元件即可，例如也可以采用場效應(yīng)型的晶體管。

控制部7為，在對開關(guān)元件S1、S4進(jìn)行導(dǎo)通控制時(shí)，對開關(guān)元件S2、S3進(jìn)行截止控制，在對開關(guān)元件S1、S4進(jìn)行截止控制時(shí)，對開關(guān)元件S2、S3進(jìn)行導(dǎo)通控制。

逆變器電路5具備四個(gè)環(huán)流二極管D1、D2、D3、D4。環(huán)流二極管D1與開關(guān)元件S1的發(fā)射極和集電極連接，以便流動(dòng)規(guī)定朝向的電流。規(guī)定朝向的電流是指，與在開關(guān)元件S1為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在開關(guān)元件S1中流動(dòng)的電流反向的電流。與此相同，環(huán)流二極管D2與開關(guān)元件S2的發(fā)射極和集電極連接，環(huán)流二極管D3與開關(guān)元件S3的發(fā)射極和集電極連接，環(huán)流二極管D4與開關(guān)元件S4的發(fā)射極和集電極連接。

變壓器9為高頻變壓器，具備一次繞組19和與一次繞組19磁耦合的二次繞組21。一次繞組19的第一端19a和第二端19b與逆變器電路5的輸出端子連接。二次繞組21的第一端21a和第二端21b與循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的輸入端子連接。

變壓器9為，將逆變器電路5與循環(huán)轉(zhuǎn)換器11進(jìn)行絕緣，在電力供給模式時(shí)，將從逆變器電路5向一次繞組19供給的高頻電壓向循環(huán)轉(zhuǎn)換器11供給，在電力再生模式時(shí)，將從循環(huán)轉(zhuǎn)換器11向二次繞組21供給的電壓向逆變器電路5供給。關(guān)于這些模式將在之后詳細(xì)說明。

循環(huán)轉(zhuǎn)換器11是將從變壓器9供給的高頻電壓直接轉(zhuǎn)換為商用的交流電壓的直接交流轉(zhuǎn)換器。

循環(huán)轉(zhuǎn)換器11包括：正組轉(zhuǎn)換器，具有將第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8橋式連接而成的結(jié)構(gòu)；以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器，具有將第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12橋式連接而成的結(jié)構(gòu)。作為這些開關(guān)元件，以npn型的絕緣柵雙極晶體管作為例子，但不限定于此。

正組轉(zhuǎn)換器在從連接部15輸出的輸出電流為正時(shí)進(jìn)行動(dòng)作。負(fù)組轉(zhuǎn)換器在從連接部15輸出的輸出電流為負(fù)時(shí)進(jìn)行動(dòng)作。

第一開關(guān)元件S5插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第一端21a之間。第二開關(guān)元件S6插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第一端21a之間。第三開關(guān)元件S7插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第二端21b之間。第四開關(guān)元件S8插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第二端21b之間。

循環(huán)轉(zhuǎn)換器11還具備第一二極管D5、第二二極管D6、第三二極管D7以及第四二極管D8。在由第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8構(gòu)成的正組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)，這些二極管用于執(zhí)行ZVS(Zero Voltage Switching：零電壓開關(guān))或者ZCS(Zero Current Switching：零電流開關(guān))。ZVS以及ZCS被稱為軟開關(guān)，ZVS是在電壓為零的狀態(tài)下實(shí)行的開關(guān)，ZCS是在電流為零的狀態(tài)下實(shí)行的開關(guān)。

第一二極管D5插入于二次繞組21的第一端21a與第一開關(guān)元件S5的集電極之間。第一二極管D5的正方向是第一開關(guān)元件S5中電流流動(dòng)的方向。

第二二極管D6插入于連接部15的第二端15b與第二開關(guān)元件S6的集電極之間。第二二極管D6的正方向是第二開關(guān)元件S6中電流流動(dòng)的方向。

第三二極管D7插入于二次繞組21的第二端21b與第三開關(guān)元件S7的集電極之間。第三二極管D7的正方向是第三開關(guān)元件S7中電流流動(dòng)的方向。

第四二極管D8插入于連接部15的第二端15b與第四開關(guān)元件S8的集電極之間。第四二極管D8的正方向是第四開關(guān)元件S8中電流流動(dòng)的方向。

第五開關(guān)元件S9與第一開關(guān)元件S5并聯(lián)地插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第一端21a之間，第五開關(guān)元件S9的電流流動(dòng)的方向與第一開關(guān)元件S5為相反方向。詳細(xì)來說，第五開關(guān)元件S9的集電極經(jīng)由第五二極管D9與第一開關(guān)元件S5的發(fā)射極連接，第五開關(guān)元件S9的發(fā)射極經(jīng)由第一二極管D5與第一開關(guān)元件S5的集電極連接。

第六開關(guān)元件S10與第二開關(guān)元件S6并聯(lián)地插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第一端21a之間，第六開關(guān)元件S10的電流流動(dòng)的方向與第二開關(guān)元件S6為相反方向。詳細(xì)來說，第六開關(guān)元件S10的集電極經(jīng)由第六二極管D10與第二開關(guān)元件S6的發(fā)射極連接，第六開關(guān)元件S10的發(fā)射極經(jīng)由第二二極管D6與第二開關(guān)元件S6的集電極連接。

第七開關(guān)元件S11與第三開關(guān)元件S7并聯(lián)地插入于連接部15的第一端15a與二次繞組21的第二端21b之間，第七開關(guān)元件S11的電流流動(dòng)的方向與第三開關(guān)元件S7為相反方向。詳細(xì)來說，第七開關(guān)元件S11的集電極經(jīng)由第七二極管D11與第三開關(guān)元件S7的發(fā)射極連接，第七開關(guān)元件S11的發(fā)射極經(jīng)由第三二極管D7與第三開關(guān)元件S7的集電極連接。

第八開關(guān)元件S12與第四開關(guān)元件S8并聯(lián)地插入于連接部15的第二端15b與二次繞組21的第二端21b之間，第八開關(guān)元件S12的電流流動(dòng)的方向與第四開關(guān)元件S8為相反方向。詳細(xì)來說，第八開關(guān)元件S12的集電極經(jīng)由第八二極管D12與第四開關(guān)元件S8的發(fā)射極連接，第八開關(guān)元件S12的發(fā)射極經(jīng)由第四二極管D8與第四開關(guān)元件S8的集電極連接。

循環(huán)轉(zhuǎn)換器11還具備第五二極管D9、第六二極管D10、第七二極管D11以及第八二極管D12。在由第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12構(gòu)成的負(fù)組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)，這些二極管用于執(zhí)行ZVS或者ZCS。

第五二極管D9插入于連接部15的第一端15a與第五開關(guān)元件S9的集電極之間。第五二極管D9的正方向是第五開關(guān)元件S9中電流流動(dòng)的方向。

第六二極管D10插入于二次繞組21的第一端21a與第六開關(guān)元件S10的集電極之間。第六二極管D10的正方向是第六開關(guān)元件S10中電流流動(dòng)的方向。

第七二極管D11插入于連接部15的第一端15a與第七開關(guān)元件S11的集電極之間。第七二極管D11的正方向是第七開關(guān)元件S11中電流流動(dòng)的方向。

第八二極管D12插入于二次繞組21的第二端21b與第八開關(guān)元件S12的集電極之間。第八二極管D12的正方向是第八開關(guān)元件S12中電流流動(dòng)的方向。

第一二極管D5與第一開關(guān)元件S5的順序也可以相反。即，相對于第一二極管D5的正方向，第一二極管D5配置在下游側(cè)、第一開關(guān)元件S5配置在上游側(cè)，但也可以為第一二極管D5配置在上游側(cè)、第一開關(guān)元件S5配置在下游側(cè)。第二二極管D6與第二開關(guān)元件S6的順序～第八二極管D12與第八開關(guān)元件S12的順序也同樣。

控制部7通過進(jìn)行第一～第八開關(guān)元件S5～S12的導(dǎo)通截止控制，對從連接部15輸出的輸出電壓的振幅進(jìn)行控制。詳細(xì)情況將在之后進(jìn)行說明。

濾波器電路13插入于循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的輸出與連接部15之間。濾波器電路13由線圈23和電容器25構(gòu)成，使從循環(huán)轉(zhuǎn)換器11輸出的交流信號平滑化。由此，從循環(huán)轉(zhuǎn)換器11輸出的矩形波的交流信號，被轉(zhuǎn)換為具有與脈沖寬度相對應(yīng)的振幅的正弦波狀的交流信號。

連接部15是包括能夠與商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29的任一方電連接的第一端15a和第二端15b的開關(guān)。負(fù)載29是功率因數(shù)為1的電阻負(fù)載、或者功率因數(shù)與1不同的電感性負(fù)載或者電容性負(fù)載。在從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力時(shí)(賣電)、或者對直流電源17進(jìn)行充電時(shí)，連接部15與商用電力系統(tǒng)27連接。在從直流電源17向負(fù)載29(例如，家電制品)供給電力時(shí)，連接部15與負(fù)載29連接。

對本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖2是對該動(dòng)作的概要進(jìn)行說明的說明圖。參照圖1以及圖2，電力轉(zhuǎn)換裝置1的動(dòng)作具有： 將來自直流電源17的電力向商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29供給的電力供給模式(逆變器模式)；以及將來自商用電力系統(tǒng)27或者負(fù)載29的電力向直流電源17再生的電力再生模式(轉(zhuǎn)換器模式)。

圖2所示的波形表示從連接部15輸出的輸出電壓Vo和輸出電流io的一個(gè)例子。此外，對濾波器電路13施加的電壓的波形，由于沒有削弱，因此將其作為輸出電壓Vo進(jìn)行說明。輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為90°。在輸出電流io為正時(shí)，由第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8構(gòu)成的正組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作。在輸出電流io為負(fù)時(shí)，由第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12構(gòu)成的負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作。

在輸出電壓Vo與輸出電流io的極性相同時(shí)，成為電力供給模式。電力供給模式具有：(1)所示的輸出電壓Vo和輸出電流io為正的模式；以及(3)所示的輸出電壓Vo和輸出電流io為負(fù)的模式。

在輸出電壓Vo與輸出電流io的極性不同時(shí)，成為電力再生模式。電力再生模式具有：(2)所示的輸出電壓Vo為負(fù)，輸出電流io為正的模式；以及(4)所示的輸出電壓Vo為正，輸出電流io為負(fù)的模式。

圖2所示的波形為，輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為90°，交替產(chǎn)生電力供給模式和電力再生模式。與此相對，如圖3所示那樣，在輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為0°(即，功率因數(shù)為1)時(shí)，不存在電力再生模式，僅成為電力供給模式。此外，如圖4所示那樣，在輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為180°(即，功率因數(shù)為0)時(shí)，不存在電力供給模式，僅成為電力再生模式。此外，圖2是滯后功率因數(shù)的圖，但超前功率因數(shù)的情況也同樣。

圖2所示的表表示第一～第八開關(guān)元件S5～S12的動(dòng)作。分別對應(yīng)于在(1)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為正的情況、在(1)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為負(fù)的情況、在(2)所示的電力再生模式中變壓器電壓V1為正的情況、在(2)所示的電力再生模式中變壓器電壓V1為負(fù)的情況、在(3)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為正的情況、在(3)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為負(fù)的情況、在(4)所示的電力再生模式中變壓器電壓V1為正的情況、以及在(4)所示的電力再生 模式中變壓器電壓V1為負(fù)的情況，第一～第八開關(guān)元件S5～S12的動(dòng)作不同。此外，在表中，“常時(shí)導(dǎo)通”是指在變壓器電壓V1的正負(fù)切換的期間也為導(dǎo)通。

圖5是圖3所示的期間T10中的電力供給模式的時(shí)間圖。圖6是圖4所示的期間T12中的電力再生模式的時(shí)間圖。一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號是使構(gòu)成逆變器電路5的開關(guān)元件S1、S2、S3、S4為導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號。控制部7使一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號的相位固定，將一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號向開關(guān)元件S1、S2、S3、S4供給。

變壓器電壓V1是二次繞組21的電壓。一次繞組19的電壓的波形與二次繞組21的電壓的波形相同，因此省略一次繞組19的電壓的波形。變壓器電流i1是二次繞組21的電流。一次繞組19的電流的波形與二次繞組21的電流的波形相同，因此省略一次繞組19的電流的波形。

二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號是使構(gòu)成循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的第一開關(guān)元件S5～第八開關(guān)元件S12為導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號。

參照圖1以及圖2，在(1)所示的電力供給模式以及(2)所示的電力再生模式中，輸出電流io為正，因此正組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作?？刂撇?對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8進(jìn)行導(dǎo)通截止控制。

與此相對，在(3)所示的電力供給模式以及(4)所示的電力再生模式中，輸出電流io為負(fù)，因此負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作。負(fù)組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作與正組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作基本相同，僅被進(jìn)行導(dǎo)通截止控制的開關(guān)元件不同。因此，控制部7在(3)所示的電力供給模式以及(4)所示的電力再生模式中，如圖5以及圖6所示那樣，代替第一開關(guān)元件S5而對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，代替第二開關(guān)元件S6而對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，代替第三開關(guān)元件S7而對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，代替第四開關(guān)元件S8而對第七開關(guān)元件S11進(jìn)行導(dǎo)通截止控制。

在電力供給模式以及電力再生模式中，控制部7對構(gòu)成逆變器電路5的開關(guān)元件S1、S2、S3、S4進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，由此常時(shí)從逆變器電路5輸出占空比為百分之五十的高頻電力。因此，逆變器電路5常時(shí)作為以占空比百分之五十進(jìn)行對稱驅(qū)動(dòng)的方形波振蕩器進(jìn)行動(dòng)作?？刂撇?與逆變 器電路5的動(dòng)作同步地對循環(huán)轉(zhuǎn)換器11進(jìn)行控制，由此對輸出電壓Vo的振幅進(jìn)行控制(換言之，對輸出電壓Vo的波形進(jìn)行成形)。

從在(1)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為正的情況起依次說明循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的控制。圖7是對該情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。圖7所示的電路表示圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)。圖8～圖14所示的電路也同樣。雖然是根據(jù)在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)連接有商用電力系統(tǒng)27的方式進(jìn)行說明，但可以說在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)連接有負(fù)載29的方式也是同樣的。

參照圖5以及圖7，控制部7對于構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件S5，從截止控制切換為導(dǎo)通控制。控制部7對于第二開關(guān)元件S6，可以進(jìn)行導(dǎo)通控制，也可以進(jìn)行截止控制。在圖5中表示對第二開關(guān)元件S6進(jìn)行截止控制的例子?？刂撇?對于第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對于構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五～第八開關(guān)元件S9～S12常時(shí)進(jìn)行截止控制。

此外，也可以將第一開關(guān)元件S5的動(dòng)作與第四開關(guān)元件S8的動(dòng)作進(jìn)行交換。即，控制部7對于第一開關(guān)元件S5常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制，對于第四開關(guān)元件S8從截止控制切換為導(dǎo)通控制。

在第一開關(guān)元件S5被進(jìn)行截止控制的期間T1時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑31中流動(dòng)。在期間T1中，電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流路徑被分離。因此，變壓器電流i1成為0。因此，在電流供給模式中，無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗，因此能夠降低電力損失。

在第一開關(guān)元件S5從截止控制切換為導(dǎo)通控制、第一開關(guān)元件S5被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T2時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第一開關(guān)元件S5、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑32中流動(dòng)。在期間T2中，來自直流電源17的電力向商用電力系統(tǒng)27供給。在期間T2中，第三開關(guān)元件S7被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第三二極管D7為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第三二極管D7中流動(dòng)。因此，即使第三開關(guān)元件 S7被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)。

如上所述，在(1)所示的電力供給模式中變壓器電壓V1為正的情況下，控制部7進(jìn)行從電流不在第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的狀態(tài)向在第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換(shift)的控制(移相)。

圖8是對在(1)所示的電力供給模式下、變壓器9的電壓為負(fù)的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖5以及圖8，控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件S5，可以進(jìn)行導(dǎo)通控制，也可以進(jìn)行截止控制。在圖5中表示對第一開關(guān)元件S5進(jìn)行截止控制的例子。控制部7對第二開關(guān)元件S6從截止控制切換到導(dǎo)通控制。控制部7對第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五～第八開關(guān)元件S9～S12常時(shí)進(jìn)行截止控制。

此外，也可以使第二開關(guān)元件S6的動(dòng)作與第三開關(guān)元件S7的動(dòng)作交換。即，控制部7對第二開關(guān)元件S6常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制，對第三開關(guān)元件S7從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

在第二開關(guān)元件S6被進(jìn)行截止控制的期間T3時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑33中流動(dòng)。在期間T3中，電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離。因此，變壓器電流i1成為0。因此，在電流供給模式下，無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗，因此能夠降低電力損失。

在第二開關(guān)元件S6被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第二開關(guān)元件S6被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T4時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第二開關(guān)元件S6的路徑34中流動(dòng)。在期間T4中，來自直流電源17的電力向商用電力系統(tǒng)27供給。在期間T4中，第四開關(guān)元件S8被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第四二極管D8為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第四二極管D8中流動(dòng)。因此，即使第四開關(guān)元件S8被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第四開關(guān)元件S8中流動(dòng)。

如上所述，在(1)所示的電力供給模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下，控制部7進(jìn)行從電流不在第二開關(guān)元件S6中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到在第二 開關(guān)元件S6中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖9是對在(2)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為正的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖6以及圖9，控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件S5進(jìn)行截止控制?？刂撇?對第二開關(guān)元件S6以及第三開關(guān)元件S7進(jìn)行導(dǎo)通控制。控制部7對第四開關(guān)元件S8從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五～第八開關(guān)元件S9～S12常時(shí)進(jìn)行截止控制。

在第四開關(guān)元件S8被進(jìn)行截止控制的期間T5時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第二開關(guān)元件S6的路徑35中流動(dòng)。在期間T5中，來自商用電力系統(tǒng)27的電力向直流電源17再生。

在第四開關(guān)元件S8從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第四開關(guān)元件S8被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T6中，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑36中流動(dòng)。在期間T6中，由于電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離，因此無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗。

在期間T6中，第二開關(guān)元件S6被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第二二極管D6為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第二二極管D6中流動(dòng)。因此，即使第二開關(guān)元件S6被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第二開關(guān)元件S6中流動(dòng)。

如上所述，在(2)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為正的情況下，控制部7進(jìn)行從電流在第二開關(guān)元件S6中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流不在第二開關(guān)元件S6中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)，并且進(jìn)行從電流不在第四開關(guān)元件S8中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第四開關(guān)元件S8中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖10是對在(2)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖6以及圖10，控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件S5進(jìn)行導(dǎo)通控制?？刂撇?對第二開關(guān)元件S6進(jìn)行截止控制。控制部7將第三開關(guān)元件S7從截止控制切換到導(dǎo)通控制。控制部7對第四開關(guān)元件S8進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五～第八開關(guān)元件S9～S12常時(shí)進(jìn)行截止控制。

在第三開關(guān)元件S7被截止控制的期間T7時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第一開關(guān)元件S5、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑37中流動(dòng)。在期間T7中，來自商用電力系統(tǒng)27的電力向直流電源17再生。

在第三開關(guān)元件S7被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第三開關(guān)元件S7被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T8時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第三開關(guān)元件S7、商用電力系統(tǒng)27以及第四開關(guān)元件S8的路徑38中流動(dòng)。在期間T8中，電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離，因此無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗。

在期間T8中，第一開關(guān)元件S5被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但第一二極管D5為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第一二極管D5中流動(dòng)。因此，即使第一開關(guān)元件S5被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)。

如上所述，在(2)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下，控制部7進(jìn)行從電流在第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流不在第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)，并且進(jìn)行從電流不在第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖11是對在(3)所示的電力供給模式下變壓器電壓V1為正的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖5以及圖11，控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第五開關(guān)元件S9，可以進(jìn)行導(dǎo)通控制、也可以進(jìn)行截止控制。在圖5中表示對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行截止控制的例子?？刂撇?將第六開關(guān)元件S10從截止控制切換到導(dǎo)通控制?？刂撇?對第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一～第四開關(guān)元件S5～S8常時(shí)進(jìn)行截止控制。

此外，也可以將第六開關(guān)元件S10的動(dòng)作和第七開關(guān)元件S11的動(dòng)作交換。即，控制部7對第六開關(guān)元件S10常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制，將第七開關(guān)元件S11從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

在第六開關(guān)元件S10被進(jìn)行截止控制的期間T1時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān)元件S11的路徑39中流動(dòng)。在期間T1中，電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離。因此，變壓器電流i1成為0。因此，在電流供給模式下，無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗，因此能夠降低電力損失。

在第六開關(guān)元件S10被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第六開關(guān)元件S10被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T2時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第六開關(guān)元件S10、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān)元件S11的路徑40中流動(dòng)。在期間T2中，來自直流電源17的電力向商用電力系統(tǒng)27供給。在期間T2中，第八開關(guān)元件S12被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第八二極管D12為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第八二極管D12中流動(dòng)。因此，即使第八開關(guān)元件S12被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第八開關(guān)元件S12中流動(dòng)。此外，在(3)所示的電力供給模式時(shí)，輸出電壓Vo成為負(fù)。

如上所述，在(3)所示的電力供給模式下變壓器電壓V1為正的情況下，控制部7進(jìn)行從電流不在第六開關(guān)元件S10中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第六開關(guān)元件S10中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖12是對在(3)所示的電力供給模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖5以及圖12，控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第五開關(guān)元件S9，從截止控制切換到導(dǎo)通控制。控制部7對第六開關(guān)元件S10可以進(jìn)行導(dǎo)通控制、也可以進(jìn)行截止控制。在圖5中表示對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行截止控制的例子?？刂撇?對第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一～第四開關(guān)元件S5～S8常時(shí)進(jìn)行截止控制。

此外，也可以將第五開關(guān)元件S9的動(dòng)作和第八開關(guān)元件S12的動(dòng)作交換。即，控制部7也可以對第五開關(guān)元件S9常時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通控制，將第八開關(guān)元件S12從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

在第五開關(guān)元件S9被進(jìn)行截止控制的期間T3中，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān) 元件S11的路徑41中流動(dòng)。在期間T3中，電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離。因此，變壓器電流i1成為0。因此，在電流供給模式下，無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗，因此能夠降低電力損失。

在第五開關(guān)元件S9被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第五開關(guān)元件S9被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T4時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第五開關(guān)元件S9的路徑42中流動(dòng)。在期間T4中，來自直流電源17的電力向商用電力系統(tǒng)27供給。在期間T4中，第七開關(guān)元件S11被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第七二極管D11為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第七二極管D11中流動(dòng)。因此，即使第七開關(guān)元件S11被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第七開關(guān)元件S11中流動(dòng)。

如上所述，在(3)所示的電力供給模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下，控制部7進(jìn)行從電流不在第五開關(guān)元件S9中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第五開關(guān)元件S9中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖13是對在(4)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為正的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖6以及圖13，控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第五開關(guān)元件S9進(jìn)行導(dǎo)通控制?？刂撇?對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行截止控制?？刂撇?對第七開關(guān)元件S11從截止控制切換到導(dǎo)通控制?？刂撇?對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一～第四開關(guān)元件S5～S8常時(shí)進(jìn)行截止控制。

在第七開關(guān)元件S11被進(jìn)行截止控制的期間T5時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第五開關(guān)元件S9的路徑43中流動(dòng)。在期間T5中，來自商用電力系統(tǒng)27的電力向直流電源17再生。此外，在(4)所示的電力再生模式的情況下，輸出電壓Vo成為正。

在第七開關(guān)元件S11被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第七開關(guān)元件S11被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T6中，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān)元件S11的路徑44中流動(dòng)。在期間T6中，由于電力轉(zhuǎn)換裝置1在一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被 分離，因此無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗。

在期間T6中，第五開關(guān)元件S9被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但第五二極管D9為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第五二極管D9中流動(dòng)。因此，即使第五開關(guān)元件S9被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第五開關(guān)元件S9中流動(dòng)。

如上所述，在(4)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為正的情況下，控制部7進(jìn)行從電流在第五開關(guān)元件S9中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流不在第五開關(guān)元件S9中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)，并且進(jìn)行從電流不在第七開關(guān)元件S11中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第七開關(guān)元件S11中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

圖14是對在(4)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的動(dòng)作進(jìn)行說明的說明圖。參照圖6以及圖14，控制部7對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第五開關(guān)元件S9進(jìn)行截止控制。控制部7對第六開關(guān)元件S10以及第七開關(guān)元件S11進(jìn)行導(dǎo)通控制?？刂撇?對第八開關(guān)元件S12從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

控制部7對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一～第四開關(guān)元件S5～S8常時(shí)進(jìn)行截止控制。

在第八開關(guān)元件S12被進(jìn)行截止控制的期間T7時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第六開關(guān)元件S10、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān)元件S11的路徑45中流動(dòng)。在期間T7中，來自商用電力系統(tǒng)27的電力向直流電源17再生。

在第八開關(guān)元件S12被從截止控制切換到導(dǎo)通控制、第八開關(guān)元件S12被進(jìn)行導(dǎo)通控制的期間T8時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)的電流，在通過第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27以及第七開關(guān)元件S11的路徑46中流動(dòng)。在期間T8中，由于電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)和二次側(cè)的電流的路徑被分離，因此無效電力不向電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)再生，而僅在二次側(cè)被消耗。

在期間T8中，第六開關(guān)元件S10被進(jìn)行導(dǎo)通控制，但由于第六二極管D10為反偏置狀態(tài)，因此電流不能夠在第六二極管D10中流動(dòng)。因此，即使第六開關(guān)元件S10被進(jìn)行導(dǎo)通控制，電流也不在第六開關(guān)元件S10中流 動(dòng)。

如上所述，在(4)所示的電力再生模式下變壓器電壓V1為負(fù)的情況下，控制部7進(jìn)行從電流在第六開關(guān)元件S10中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流不在第六開關(guān)元件S10中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)，并且進(jìn)行從電流不在第八開關(guān)元件S12中流動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到電流在第八開關(guān)元件S12中流動(dòng)的狀態(tài)的控制(移相)。

以上是圖2的表中所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1的動(dòng)作。

參照圖5，第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1是指，第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10在變壓器電壓V1(二次繞組21的電壓)為正的第一期間中，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2是指，第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9在接著第一期間的、變壓器電壓V1(二次繞組21的電壓)為負(fù)的第二期間中，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。

參照圖6，第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3是指，第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10在上述第一期間中從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4是指，第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11在第一期間中并且在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3之前，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5是指，第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9在上述第二期間中從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6是指，第二開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12在第二期間中并且在第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5之前，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。

圖6為電力再生模式的一個(gè)例子的時(shí)間圖。圖15為電力再生模式的其他例子的時(shí)間圖。即，圖15是在進(jìn)行非對稱控制時(shí)、圖4所示的期間T12中的電力再生模式的其他例子的時(shí)間圖。

參照圖15，第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3是指，第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10在上述第二期間中從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第三截止時(shí)刻Toff3是指，第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3之后，在第二期間中從導(dǎo)通切換為截止的時(shí)刻。

第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5是指，第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9在上述第三期間中從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第五截止時(shí)刻Toff5是指，第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9在第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5之前的第一期間中 從導(dǎo)通切換為截止的時(shí)刻。

第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6是指，第三開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12在第二期間中并且在第三截止時(shí)刻Toff3之前，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。

第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4是指，第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11在第一期間中并且在第五截止時(shí)刻Toff5之前，從截止切換為導(dǎo)通的時(shí)刻。第四截止時(shí)刻Toff4是指，第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11在第五導(dǎo)通時(shí)刻Ton5之后從導(dǎo)通切換為截止的時(shí)刻。

第六截止時(shí)刻Toff6是指，第三開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12在第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6之前并且在第三導(dǎo)通時(shí)刻Ton3之后，從導(dǎo)通切換為截止的時(shí)刻。

控制部7為，將一次側(cè)的開關(guān)元件S1～S4從導(dǎo)通切換為截止的定時(shí)、以及從截止切換為導(dǎo)通的定時(shí)固定，然后使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1、第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2、第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4以及第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6如α所示那樣移位，由此對輸出電壓Vo或者輸出電流io的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

控制部7為，在將直流電源17與商用電力系統(tǒng)27連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(系統(tǒng)連接體系運(yùn)轉(zhuǎn))的情況下，對輸出電流io的振幅進(jìn)行控制，在將直流電源17與負(fù)載29連接而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn))的情況下，對輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅進(jìn)行控制。以下，根據(jù)對輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅進(jìn)行控制的例子進(jìn)行說明。

詳細(xì)來說，在圖5所示的電力供給模式下，當(dāng)使α所示的期間變短時(shí)，輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅變大，當(dāng)使α所示的期間變長時(shí)，輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅變小。在圖6以及圖15所示的電力再生模式中，當(dāng)使α所示的期間變短時(shí)，輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅變小，當(dāng)使α所示的期間變長時(shí)，輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅變大。

此外，控制部7也可以為，使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1或者第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2中的至少任一方如α所示那樣移位，由此對輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅進(jìn)行控制。此外，控制部7也可以為，使第四導(dǎo)通時(shí)刻Ton4或者第六導(dǎo)通時(shí)刻Ton6中的至少任一方如α所示那樣移位，由此對輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅進(jìn)行控制。

如圖5、圖6以及圖15所示那樣，控制部7為，在使正組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的情況下，對第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8的組非對稱地進(jìn)行控制，對第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7的組非對稱地進(jìn)行控制，在使負(fù)組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的情況下，對第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11的組非對稱地進(jìn)行控制，對第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12的組非對稱地進(jìn)行控制。將此稱為非對稱控制。控制部7也可以對這些組分別對稱地進(jìn)行控制。將此稱為對稱控制。非對稱地進(jìn)行控制換言之是指進(jìn)行不同的控制，對稱地進(jìn)行控制換言之是指進(jìn)行相同的控制。

在對稱控制下，圖3所示的期間T10中的電力供給模式的時(shí)間圖由圖16表示，圖4所示的期間T12中的電力再生模式的時(shí)間圖由圖17表示。與圖5、圖6以及圖15所示的時(shí)間圖相比，控制部7為，在使正組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的情況下，對第一開關(guān)元件S5和第四開關(guān)元件S8的組對稱地進(jìn)行控制，對第二開關(guān)元件S6和第三開關(guān)元件S7的組對稱地進(jìn)行控制，在使負(fù)組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的情況下，對第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11的組對稱地進(jìn)行控制，對第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12的組對稱地進(jìn)行控制。

在對稱控制的情況下，在電力供給模式以及電力再生模式的任一個(gè)模式下，都存在從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力的期間和從商用電力系統(tǒng)27向直流電源17再生電力的期間，控制部7通過對其比率進(jìn)行改變，由此對輸出電壓Vo的振幅以及輸出電流io的振幅進(jìn)行控制。

如此，在對稱控制的情況下，在電力供給模式下，在變壓器電壓V1的一個(gè)周期中，產(chǎn)生從商用電力系統(tǒng)27向直流電源17再生電力的期間，在電力再生模式下，在變壓器電壓V1的一個(gè)周期中，產(chǎn)生從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力的期間。這些成為電力的損失。

與此相對，在圖5、圖6以及圖15所示的非對稱控制的情況下，在電力供給模式下，在變壓器電壓V1的一個(gè)周期中，不產(chǎn)生從商用電力系統(tǒng)27向直流電源17再生電力的期間。在電力再生模式下，在變壓器電壓V1的一個(gè)周期中，產(chǎn)生從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力的期間、但該期間極短，或者不產(chǎn)生該期間。因此，非對稱控制與對稱控制相比，能夠消除不需要的再生電流或者供給電流，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電力轉(zhuǎn) 換。

此外，從非對稱控制向?qū)ΨQ控制的切換以及從對稱控制向非對稱控制的切換，如果不考慮電路常數(shù)的最優(yōu)化等，則僅通過對構(gòu)成循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的第一開關(guān)元件S5～第八開關(guān)元件S12分別改變導(dǎo)通截止控制的定時(shí)即可實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)專利文獻(xiàn)1所示的系統(tǒng)連接體系逆變器裝置，不向一次側(cè)再生電力，在獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在低功率因數(shù)負(fù)載與系統(tǒng)連接體系逆變器裝置連接時(shí)，在二次側(cè)處理再生電力。因此，在上述系統(tǒng)連接體系逆變器裝置中，在直流電源17為蓄電池的情況下，不能夠?qū)π铍姵剡M(jìn)行充電。

根據(jù)本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1，如根據(jù)圖6、圖15以及圖17說明的那樣，能夠從商用電力系統(tǒng)27向直流電源17再生電力，因此在直流電源17為蓄電池的情況下，能夠進(jìn)行充電。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置1，不將由逆變器電路5生成的高頻電力轉(zhuǎn)換為直流電力，而通過循環(huán)轉(zhuǎn)換器11直接成為交流電力。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并且小型輕量的電力轉(zhuǎn)換裝置1。

接下來，對電力轉(zhuǎn)換裝置1的換流動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖5、圖6、圖15、圖16以及圖17所示那樣，在一次側(cè)的逆變器電路5中，為了防止上下臂的同時(shí)短路，而設(shè)置有停頓時(shí)間(dead time)。即，控制部7為了防止由于開關(guān)元件S1與開關(guān)元件S2同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)而產(chǎn)生的短路，而使開關(guān)元件S1的導(dǎo)通期間與開關(guān)元件S2的導(dǎo)通期間不重疊。同樣，控制部7為了防止由于開關(guān)元件S3與開關(guān)元件S4同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)而產(chǎn)生的短路，而使開關(guān)元件S3的導(dǎo)通期間與開關(guān)元件S4的導(dǎo)通期間不重疊。

與此相對，在二次側(cè)的循環(huán)轉(zhuǎn)換器11中設(shè)置有重疊時(shí)間。即，控制部7分別設(shè)置第一開關(guān)元件S5的導(dǎo)通期間與第三開關(guān)元件S7的導(dǎo)通期間重疊的期間、第二開關(guān)元件S6的導(dǎo)通期間與第四開關(guān)元件S8的導(dǎo)通期間重疊的期間、第六開關(guān)元件S10的導(dǎo)通期間與第八開關(guān)元件S12的導(dǎo)通期間重疊的期間、以及第五開關(guān)元件S9的導(dǎo)通期間與第七開關(guān)元件S11的導(dǎo)通期間重疊的期間，由此在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)產(chǎn)生換流電流。以圖5所示的期間T2、以及接著該期間T2的期間T9的電路動(dòng)作為例，對該情況進(jìn)行說明。

圖18是表示在期間T2中在電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。在期間T2中，如根據(jù)圖7說明的那樣，從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力。來自直流電源17的電流，在通過開關(guān)元件S1、變壓器9的一次繞組19以及開關(guān)元件S4的路徑51中流動(dòng)。根據(jù)該情況，在二次側(cè)，在通過變壓器9的二次繞組21、第一二極管D5、第一開關(guān)元件S5、商用電力系統(tǒng)27、第四二極管D8、以及第四開關(guān)元件S8的路徑52中，電流流動(dòng)。在期間T2中，第三開關(guān)元件S7為導(dǎo)通狀態(tài)，但第三二極管D7為反偏置狀態(tài)，因此電流不在第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)。

圖19是表示在期間T9中在電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖?？刂撇?通過將開關(guān)元件S1、S4從導(dǎo)通切換為截止，由此從期間T2遷移到期間T9。在一次側(cè)，在通過二極管D2、一次繞組19、以及二極管D3的路徑53中，電流流動(dòng)。

由于開關(guān)元件S1、S4被從導(dǎo)通切換為截止，因此變壓器9的二次繞組21的電壓(變壓器電壓V1)的極性反轉(zhuǎn)，因此第三二極管D7成為正偏置狀態(tài)，第一二極管D5成為反偏置狀態(tài)。由此，在二次側(cè)，產(chǎn)生如下的換流，即，在第一二極管D5以及第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的電流被切換為在第三二極管D7以及第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)的電流。

在期間T9中，在使第一開關(guān)元件S5以及第三開關(guān)元件S7導(dǎo)通的狀態(tài)下，利用第一二極管D5以及第三二極管D7的特性進(jìn)行換流，因此在第一二極管D5以及第一開關(guān)元件S5中流動(dòng)的電流，被逐漸切換為在第三二極管D7以及第三開關(guān)元件S7中流動(dòng)的電流。

將第一開關(guān)元件S5從導(dǎo)通切換為截止的定時(shí)，被預(yù)先設(shè)定為是在換流完成之后。因此，控制部7在換流完成之后，進(jìn)行將第一開關(guān)元件S5從導(dǎo)通切換為截止的控制。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在第三二極管D7流動(dòng)的電流為零時(shí)，能夠?qū)⒌谌O管D7開啟(turn on)。此外，在對第一二極管D5施加的電壓為零并且在第一二極管D5中流動(dòng)的電流為零時(shí)，能夠使第一二極管D5關(guān)閉(turn off)。由此，能夠通過軟開關(guān)來改變電流流動(dòng)的路徑，而不是通過強(qiáng)制地截?cái)嚯娏?，來改變電流流?dòng)的路徑。

為了實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，電力轉(zhuǎn)換裝置1具備以下的結(jié)構(gòu)。第一二極管D5 與第一開關(guān)S5元件串聯(lián)連接、并且第三二極管D7與第三開關(guān)元件S7串聯(lián)連接，以使在控制部7進(jìn)行將通過第一開關(guān)S5元件以及第三開關(guān)元件S7的一方的路徑向通過另一方的路徑進(jìn)行換流的控制時(shí)，第一二極管D5以及第三二極管D7的一方成為反偏置狀態(tài)，并且另一方成為正偏置狀態(tài)。

同樣，第二二極管D6與第二開關(guān)元件S6串聯(lián)連接、并且第四二極管D8與第四開關(guān)元件S8串聯(lián)連接，以使在控制部7進(jìn)行將通過第二開關(guān)元件S6以及第四開關(guān)元件S8的一方的路徑向通過另一方的路徑進(jìn)行換流的控制時(shí)，第二二極管D6以及第四二極管D8的一方成為反偏置狀態(tài)并且另一方成為正偏置狀態(tài)。

接下來，對正組變頻器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換控制進(jìn)行說明。圖20是在圖3所示的輸出電流io零交叉的期間T11中，在圖5所示的非對稱控制下的正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的時(shí)間圖。

在正組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作中(導(dǎo)通)，PWM信號表示第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8的二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號。在負(fù)組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作中(導(dǎo)通)，PWM信號表示第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12的二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號。

電力供給期間例如如圖5的期間T2、T4所示，是從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力的期間。電力非供給期間例如期間T1、T3所示，是不從直流電源17向商用電力系統(tǒng)27供給電力的期間。

控制部7在使負(fù)組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作停止的狀態(tài)下，對正組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使PWM信號的生成期間慢慢變短的控制，即、進(jìn)行使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1以及第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2的定時(shí)慢慢延遲的控制。由此，正的輸出電流io慢慢變小，成為0。然后，控制部7在使正組轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作停止的狀態(tài)下，對負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使PWM信號的生成期間慢慢變長的控制，即、進(jìn)行使第一導(dǎo)通時(shí)刻Ton1以及第二導(dǎo)通時(shí)刻Ton2的定時(shí)慢慢提前的控制。由此，負(fù)的輸出電流io從0向負(fù)的方向慢慢變大。

圖5的時(shí)間圖所示的期間，除了變壓器電壓V1的極性被切換的過渡期間(例如，期間T9)以外，由電力供給期間和電力非供給期間構(gòu)成。對控制部7在電力供給期間執(zhí)行正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換控制的情況進(jìn) 行考察。

如已經(jīng)說明的那樣，圖18是表示在正組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作的電力供給期間，在電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。圖21是表示在控制部7進(jìn)行從正組轉(zhuǎn)換器切換為負(fù)組轉(zhuǎn)換器的控制時(shí)，在電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

在進(jìn)行該控制時(shí)，在構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)元件S5以及第四開關(guān)元件S8、以及構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第六開關(guān)元件S10以及第七開關(guān)元件S11為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，第一二極管D5、第四二極管D8、第六二極管D10以及第七二極管D11成為正偏置狀態(tài)。

由此，通過第一二極管D5以及第一開關(guān)元件S5的路徑、與通過第六二極管D10以及第六開關(guān)元件S10的路徑成為接通的狀態(tài)，并且通過第四二極管D8以及第四開關(guān)元件S8的路徑、與通過第七二極管D11以及第七開關(guān)元件S11的路徑成為接通的狀態(tài)。結(jié)果，由于產(chǎn)生二次側(cè)短路，由此在電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)大電流，電路被破壞。因此，在電力供給期間，不能夠執(zhí)行正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換控制。

因此，控制部7在電力非供給期間執(zhí)行正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換控制。即，控制部7將對輸出電流io的極性進(jìn)行切換的定時(shí)設(shè)定于電力非供給期間，對正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)不產(chǎn)生短路的預(yù)定的控制。

使用圖5以及圖22～圖24來說明該控制的一個(gè)例子。圖22是表示在電力非供給期間中，在即將從正組轉(zhuǎn)換器切換到負(fù)組轉(zhuǎn)換器之前的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。圖23是表示在電力非供給期間中，在從正組轉(zhuǎn)換器向負(fù)組轉(zhuǎn)換器切換中的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。圖24是表示在電力非供給期間中，在剛從正組轉(zhuǎn)換器切換為負(fù)組轉(zhuǎn)換器之后的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路中流動(dòng)的電流的電路圖。

如圖22所示那樣，控制部7對開關(guān)元件S1、S4進(jìn)行導(dǎo)通控制，對構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8進(jìn)行導(dǎo)通控制，對第一開關(guān)元件S5以及第二開關(guān)元件S6進(jìn)行截止控制，對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的全部開關(guān)元件進(jìn)行截止控制。在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)，在通過第四二極管D8、第四開關(guān)元件S8、第三二極管D7、第三開關(guān)元件 S7以及商用電力系統(tǒng)27的路徑中流動(dòng)有電流。

接下來，控制部7在圖22所示的狀態(tài)下，如圖23所示那樣，對構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件中的第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12進(jìn)行導(dǎo)通控制。電流除了在通過第四二極管D8、第四開關(guān)元件S8、第三二極管D7、第三開關(guān)元件S7、以及商用電力系統(tǒng)27的路徑中流動(dòng)，還在通過第七二極管D11、第七開關(guān)元件S11、第八二極管D12以及第八開關(guān)元件S12的路徑中流動(dòng)。

當(dāng)使該狀態(tài)持續(xù)時(shí)，通過第三二極管D7、第四二極管D8、第七二極管D11以及第八二極管D12的軟開關(guān)，在通過第四二極管D8、第四開關(guān)元件S8、第三二極管D7以及第三開關(guān)元件S7的路徑中流動(dòng)的正電流慢慢減小，在通過第七二極管D11、第七開關(guān)元件S11、第八二極管D12以及第八開關(guān)元件S12的路徑中流動(dòng)的負(fù)電流慢慢變大。

圖24表示從通過第四二極管D8、第四開關(guān)元件S8、第三二極管D7以及第三開關(guān)元件S7的路徑，完全切換到通過第七二極管D11、第七開關(guān)元件S11、第八二極管D12以及第八開關(guān)元件S12的路徑的狀態(tài)。電流在通過商用電力系統(tǒng)27、第七二極管D11、第七開關(guān)元件S11、第八二極管D12以及第八開關(guān)元件S12的路徑中流動(dòng)。

在圖22～圖24所示的期間中，控制部7對第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第五開關(guān)元件S9以及第六開關(guān)元件S10常時(shí)進(jìn)行截止控制。因此，能夠使正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換完成，而不會(huì)在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)產(chǎn)生短路。

對正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換控制的其他例子(以下，稱為切換控制的其他例子)進(jìn)行說明。圖25是表示在切換控制的其他例子中，在從正組轉(zhuǎn)換器切換為負(fù)組轉(zhuǎn)換器時(shí)，對各開關(guān)元件施加的控制信號的波形的波形圖。波形圖的縱軸表示控制信號，橫軸表示時(shí)間。將即將從正組轉(zhuǎn)換器切換為負(fù)組轉(zhuǎn)換器之前的期間設(shè)為期間T20，將切換中的期間設(shè)為期間T21，將剛切換之后的期間設(shè)為期間T22。

參照圖1以及圖25，開關(guān)元件S1、S2、S3、S4在期間T20、期間T21以及期間T22中進(jìn)行動(dòng)作。構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)元件S5、第二開關(guān)元件S6、第三開關(guān)元件S7以及第四開關(guān)元件S8，在期間T20以及期間T21 中進(jìn)行動(dòng)作，但在期間T22中停止動(dòng)作。構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12，在期間T20中停止動(dòng)作，但在期間T21以及期間T22中進(jìn)行動(dòng)作。

圖26是在切換控制的其他例子中，在期間T21中的控制模式的時(shí)間圖。一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號、變壓器電壓V1、變壓器電流i1、二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號、以及輸出電壓Vo的含義，已經(jīng)使用圖5進(jìn)行了說明。控制部7使對開關(guān)元件S2、S3進(jìn)行導(dǎo)通控制的一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號產(chǎn)生的時(shí)刻、與使對第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10進(jìn)行導(dǎo)通控制的二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號產(chǎn)生的時(shí)刻相同，但也可以使它們錯(cuò)開一些。同樣，控制部7使對開關(guān)元件S1、S4進(jìn)行導(dǎo)通控制的一次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號產(chǎn)生的時(shí)刻、與使對第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9進(jìn)行導(dǎo)通控制的二次側(cè)驅(qū)動(dòng)信號產(chǎn)生的時(shí)刻相同，但也可以使它們錯(cuò)開一些。

使用圖26～圖37對期間(0)、時(shí)刻(1)～時(shí)刻(9)以及期間(10)的電力轉(zhuǎn)換裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖27～圖37中，在連接部15上連接有商用電力系統(tǒng)27，表示正進(jìn)行導(dǎo)通控制的開關(guān)元件的符號被虛線包圍。

圖27是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在圖26所示的期間(0)中為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。參照圖26以及圖27，在期間(0)中，控制部7對開關(guān)元件S2、S3進(jìn)行導(dǎo)通控制，對開關(guān)元件S1、S4進(jìn)行截止控制。由此，變壓器電壓V1成為負(fù)電壓。

在期間(0)中，控制部7對構(gòu)成循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的開關(guān)元件中的、第一開關(guān)元件S5、第四開關(guān)元件S8、第六開關(guān)元件S10以及第七開關(guān)元件S11進(jìn)行導(dǎo)通控制，對剩余的開關(guān)元件進(jìn)行截止控制。

圖28是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(1)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(1)是期間(0)結(jié)束的時(shí)刻。參照圖26以及圖28，由于將開關(guān)元件S2、S3從導(dǎo)通控制向截止控制切換的時(shí)刻(2)接近，因此需要將電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)與商用電力系統(tǒng)27斷開。因此，在時(shí)刻(1)，控制部7將第三開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12從截止控制切換到導(dǎo)通控制，使交流用電抗器(線圈23)成為充電模式。由此，能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)與商用電力系統(tǒng)27斷開。此時(shí)，商用電力系統(tǒng)27的電流可能為正或負(fù)的任意一種。

圖29是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(2)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(2)在時(shí)刻(1)之后。參照圖26以及圖29，控制部7將開關(guān)元件S2、S3從導(dǎo)通控制切換為截止控制，并且將第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10從導(dǎo)通控制切換為截止控制。由此，進(jìn)行使變壓器電壓V1反轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備。

圖30是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(3)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(3)在時(shí)刻(2)之后。參照圖26以及圖30，控制部7將開關(guān)元件S1、S4從截止控制切換為導(dǎo)通控制，并且將第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

通過將開關(guān)元件S1、S4從截止控制切換到導(dǎo)通控制，由此變壓器電壓V1反轉(zhuǎn)。

通過將第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9從截止控制切換到導(dǎo)通控制，由此確保向交流用電抗器(線圈23)的充電路徑。變壓器電壓V1大于商用電力系統(tǒng)27的電壓，因此第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9成為反偏置狀態(tài)。

圖31是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(4)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(4)在時(shí)刻(3)之后。參照圖26以及圖31，控制部7將第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11從導(dǎo)通控制切換為截止控制。由此，成為交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量被釋放的模式。

根據(jù)商用電力系統(tǒng)27的電壓的正負(fù)，由于交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量被釋放而產(chǎn)生的電流的正負(fù)不同。如果為正電流，則該電流在由第三二極管D7、第三開關(guān)元件S7、線圈23、商用電力系統(tǒng)27、第二二極管D6以及第二開關(guān)元件S6構(gòu)成的路徑中流動(dòng)。如果為負(fù)電流，則該電流在由第八二極管D12、第八開關(guān)元件S12、商用電力系統(tǒng)27、線圈23、第五二極管D9以及第五開關(guān)元件S9構(gòu)成的路徑中流動(dòng)。

圖32是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在期間(5)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。期間(5)開始的時(shí)刻是時(shí)刻(4)。參照圖26以及圖32，控制部7進(jìn)行導(dǎo)通控制的開關(guān)元件，與在時(shí) 刻(4)進(jìn)行導(dǎo)通控制的開關(guān)元件相同。

交流用電抗器(線圈23)積蓄能量的期間，為時(shí)刻(1)～時(shí)刻(4)的期間，因此極短。因此，交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量，立即成為零(Vd＝0)，所以能夠使變壓器電流i1成為0的狀態(tài)。

圖33是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(6)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(6)是期間(5)結(jié)束的時(shí)刻。參照圖26以及圖33，由于將開關(guān)元件S1、S4從導(dǎo)通控制切換到截止的控制時(shí)刻(7)接近，因此需要將電力轉(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)與商用電力系統(tǒng)27斷開。因此，在時(shí)刻(6)，控制部7將第四開關(guān)元件S8以及第七開關(guān)元件S11從截止控制切換到導(dǎo)通控制，使交流用電抗器(線圈23)成為充電模式。由此，能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置1的一次側(cè)與商用電力系統(tǒng)27斷開。此時(shí)，商用電力系統(tǒng)27的電流可能為正負(fù)的任意一種。

圖34是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(7)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(7)在時(shí)刻(6)之后。參照圖26以及圖34，控制部7將開關(guān)元件S1、S4從導(dǎo)通控制切換到截止控制，并且將第二開關(guān)元件S6以及第五開關(guān)元件S9從導(dǎo)通控制切換到截止控制。由此，進(jìn)行使變壓器電壓V1反轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備。

圖35是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(8)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(8)在時(shí)刻(7)之后。參照圖26以及圖35，控制部7將開關(guān)元件S2、S3從截止控制切換到導(dǎo)通控制，并且將第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10從截止控制切換到導(dǎo)通控制。

通過開關(guān)元件S2、S3被從截止控制切換到導(dǎo)通控制，由此變壓器電壓V1反轉(zhuǎn)。

通過第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10被從截止控制切換到導(dǎo)通控制，由此確保向交流用電抗器(線圈23)的充電路徑。變壓器電壓V1小于商用電力系統(tǒng)27的電壓，因此第一開關(guān)元件S5以及第六開關(guān)元件S10成為反偏置狀態(tài)。

圖36是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在時(shí)刻(9)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。時(shí)刻(9)在時(shí)刻(8)之后。 參照圖26以及圖36，控制部7將第三開關(guān)元件S7以及第八開關(guān)元件S12從導(dǎo)通控制切換到截止控制。由此，成為交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量被釋放的模式。

根據(jù)商用電力系統(tǒng)27的電壓的正負(fù)，由于交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量被釋放而產(chǎn)生的電流的正負(fù)不同。如果為正電流，則該電流在由第一二極管D5、第一開關(guān)元件S5、線圈23、商用電力系統(tǒng)27、第四二極管D8以及第四開關(guān)元件S8構(gòu)成的路徑中流動(dòng)。如果為負(fù)電流，則該電流在由第六二極管D10、第六開關(guān)元件S10、商用電力系統(tǒng)27、線圈23、第七二極管D11以及第七開關(guān)元件S11構(gòu)成的路徑中流動(dòng)。

圖37是表示在圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1中，在期間(10)時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件的電力轉(zhuǎn)換裝置1的電路圖。期間(10)開始的時(shí)刻為時(shí)刻(9)。參照圖26以及圖37，控制部7進(jìn)行導(dǎo)通控制的開關(guān)元件，與在時(shí)刻(9)進(jìn)行導(dǎo)通控制的開關(guān)元件相同。

向交流用電抗器(線圈23)積蓄能量的期間，為時(shí)刻(6)～時(shí)刻(9)的期間，因此極短。因此，交流用電抗器(線圈23)所積蓄的能量立即成為零(Vd＝0)，所以能夠成為變壓器電流i1為0的狀態(tài)。

如此，根據(jù)切換控制的其他例子，能夠產(chǎn)生變壓器電流i1為0的期間，所以能夠不產(chǎn)生二次側(cè)短路地進(jìn)行正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換。

如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在輸出電流io零交叉時(shí)，在輸出電流io為正的情況下正組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作的流程(正期間控制流程)、以及在輸出電流io為負(fù)的情況下負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作的流程(負(fù)期間控制流程)，執(zhí)行不同的上述切換控制流程。由此，能夠順暢地切換輸出電流io的極性，并且能夠?qū)⑤敵鲭娏鱥o的波形畸變抑制到最小限度。

此外，對正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器進(jìn)行切換的控制(切換控制流程)不限定于上述控制。在電力非供給期間中，對于正組轉(zhuǎn)換器以及負(fù)組轉(zhuǎn)換器，如果是在電力轉(zhuǎn)換裝置1的二次側(cè)不產(chǎn)生短路的控制，則控制部7就能夠應(yīng)用該控制。

在執(zhí)行切換控制流程時(shí)，需要對輸出電流io的值進(jìn)行監(jiān)視。圖38是圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1的第一變形例的電路圖。關(guān)于第一變形例的電力轉(zhuǎn)換裝置1a，對與圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1之間的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。

電力轉(zhuǎn)換裝置1a具備電壓傳感器71、75以及電流傳感器73、77。電壓傳感器71與濾波器電路13的電容器25的一端與另一端連接，將向電容器25輸入的電壓作為輸出電壓Vo進(jìn)行測定。電流傳感器73插入于連接部15的第一端15a與濾波器電路13之間，將在此流動(dòng)的電流作為輸出電流io進(jìn)行測定。

電壓傳感器75對直流電源17的電壓進(jìn)行測定。電流傳感器77插入于直流電源17與連接部3之間，對直流電源17的電流進(jìn)行測定。

控制部7對由電流傳感器73測定的輸出電流io的值進(jìn)行監(jiān)視，在判斷為其值到達(dá)零附近的預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行切換控制流程。

此外，如之后說明的那樣，控制部7對輸出電壓Vo進(jìn)行監(jiān)視是用于進(jìn)行電力供給模式和電力再生模式的切換控制。

當(dāng)直流電源17的電壓以及電流分別脫離規(guī)定值時(shí)，不能夠?qū)⑤敵鲭妷篤o的振幅控制到所希望的值。因此，控制部7使用電壓傳感器75以及電流傳感器77對直流電源17的電壓以及電流的值進(jìn)行監(jiān)視。然而，控制部7即使不對輸出電壓Vo、直流電源17的電壓以及電流的值進(jìn)行監(jiān)視，而僅對輸出電流io的值進(jìn)行監(jiān)視，也能夠執(zhí)行切換控制流程。此外，如系統(tǒng)連接體系時(shí)在電壓為已知的情況下，即使根據(jù)內(nèi)部的電流指令值也能夠執(zhí)行切換控制流程。

接下來，對電力供給模式和電力再生模式的切換控制進(jìn)行說明。圖39是對電力供給模式和電力再生模式的切換控制進(jìn)行說明的說明圖。如根據(jù)圖3說明的那樣，在輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為0°(即，功率因數(shù)為1)的情況下，不存在電力再生模式，而僅成為電力供給模式。如根據(jù)圖4說明的那樣，在輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為180°(即，功率因數(shù)為0)的情況下，不存在電力供給模式，而僅成為電力再生模式。

在輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差相差0°以及180°時(shí)，如圖39所示那樣，在商用電力系統(tǒng)27的1個(gè)周期內(nèi)，交替地產(chǎn)生輸出電壓Vo與輸出電流io的極性相同的期間T15、以及其極性不同的期間T16。圖39表示輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差為90°的例子。

作為交替地產(chǎn)生期間T15和期間T16的例子，存在在從系統(tǒng)連接體系運(yùn)轉(zhuǎn)切換為了獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載29為低功率因數(shù)的情況(例如，馬達(dá))， 或者在系統(tǒng)連接體系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)商用電力系統(tǒng)27的頻率發(fā)生了變動(dòng)的情況。

控制部7對由圖38所示的電壓傳感器71以及電流傳感器73測定的值進(jìn)行監(jiān)視，并判斷輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差是否相差0°以及180°?？刂撇?在判斷為輸出電壓Vo與輸出電流io的相位差相差0°以及180°時(shí)，如果輸出電流io為正，則使正組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作，如果輸出電流io為負(fù)，則使負(fù)組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作?？刂撇?在進(jìn)行正組轉(zhuǎn)換器與負(fù)組轉(zhuǎn)換器的切換時(shí)，執(zhí)行上述切換控制流程。然后，控制部7在期間T15中執(zhí)行電力供給模式，在期間T16中執(zhí)行電力再生模式。

對電力轉(zhuǎn)換裝置1的第二變形例進(jìn)行說明。圖40是第二變形例的電路圖。對于第二變形例的電力轉(zhuǎn)換裝置1b，對與圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1之間的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。電力轉(zhuǎn)換裝置1b具備斬波電路81，該電路插入于逆變器電路5與連接端3之間。

斬波電路81是在電力供給模式下進(jìn)行升壓動(dòng)作、在電力再生模式下進(jìn)行降壓動(dòng)作的升降壓斬波電路?？刂撇?對斬波電路81、構(gòu)成正組轉(zhuǎn)換器的第一開關(guān)元件S5～第四開關(guān)元件S8、以及構(gòu)成負(fù)組轉(zhuǎn)換器的第五開關(guān)元件S9～第八開關(guān)元件S12進(jìn)行控制，由此對輸出電壓Vo或者輸出電流io的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

根據(jù)第二變形例的電力轉(zhuǎn)換裝置1b，通過具備斬波電路81，能夠靈活地對應(yīng)電壓的變動(dòng)幅度較大的直流電源17。例如，即使在EV電池、太陽能電池、燃料電池的電壓的變動(dòng)幅度較大的情況下，也能夠應(yīng)用。

對電力轉(zhuǎn)換裝置1的第三變形例進(jìn)行說明。圖41是第三變形例的電路圖。對于第三變形例的電力轉(zhuǎn)換裝置1c，對與圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置1之間的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。電力轉(zhuǎn)換裝置1c的逆變器電路5具備無損緩沖電容器C1、C2、C3、C4、勵(lì)磁電感L1、L2以及電解電容器C5、C6。

無損緩沖電容器(lossless snubber capacitor)C1連接于開關(guān)元件S1的發(fā)射極和集電極。無損緩沖電容器C2連接于開關(guān)元件S2的發(fā)射極和集電極。無損緩沖電容器C3連接于開關(guān)元件S3的發(fā)射極和集電極。無損緩沖電容器C4連接于開關(guān)元件S4的發(fā)射極和集電極。

電解電容器C5連接于開關(guān)元件S1的集電極和開關(guān)元件S2的發(fā)射極。勵(lì)磁電感L1連接于電解電容器C5、和開關(guān)元件S1的發(fā)射極以及開關(guān)元件 S2的集電極。

電解電容器C6連接于開關(guān)元件S3的集電極和開關(guān)元件S4的發(fā)射極。勵(lì)磁電感L2連接于電解電容器C6、和開關(guān)元件S3的發(fā)射極以及開關(guān)元件S4的集電極。

通過無損緩沖電容器C1、C2、C3、C4、勵(lì)磁電感L1、L2以及電解電容器C5、C6，在逆變器電路5中能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)。由此，能夠?qū)﹂_關(guān)元件S1、S2、S3、S4進(jìn)行保護(hù)。

(實(shí)施方式2)

以下，說明實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。此外，與上述實(shí)施方式1重復(fù)的說明適當(dāng)?shù)厥÷浴?/p>

實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置具備變壓器、逆變器電路、連接部、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件以及控制部。

變壓器包括一次繞組、以及與一次繞組磁耦合的二次繞組。

逆變器電路將來自直流電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將轉(zhuǎn)換后的交流電壓向一次繞組供給。

連接部包括能夠與商用電力系統(tǒng)或者負(fù)載的至少一方電連接的第一端和第二端。

第一開關(guān)元件插入于連接部的第一端與二次繞組的第一端之間。

第二開關(guān)元件插入于連接部的第二端與二次繞組的第一端之間。

第三開關(guān)元件插入于連接部的第一端與二次繞組的第二端之間。

第四開關(guān)元件插入于連接部的第二端與二次繞組的第二端之間。

控制部對從連接部輸出的輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

對于以上結(jié)構(gòu)，也可以適當(dāng)?shù)厥褂迷趯?shí)施方式1中例示的具體構(gòu)成。

實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，將第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件中的至少一方，在二次繞組的電壓為正的第一期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonA，從截止切換為導(dǎo)通。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，將第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件中的至少一方，在接著第一期間的、二次繞組的電壓為負(fù)的第二期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonB，從截止切換為導(dǎo)通。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，通過使導(dǎo)通時(shí)刻TonA或者導(dǎo)通時(shí)刻TonB中的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，將第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件中的、在導(dǎo)通時(shí)刻TonA從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組的電壓為正的第三期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonC，從截止切換為導(dǎo)通。

在此，將第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間記載為第一循環(huán)期間。

此時(shí)，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間、或?qū)〞r(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間中的至少任一方，生成第一循環(huán)期間。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，不僅使用第三開關(guān)元件和第四開關(guān)元件來生成循環(huán)期間，還能夠使用第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件來生成循環(huán)期間。由此，能夠分散第一～第四開關(guān)元件的負(fù)擔(dān)。由此，第一～第四開關(guān)元件的發(fā)熱降低。由此，能夠提高電力轉(zhuǎn)換的效率。

在此，將第三開關(guān)元件和第四開關(guān)元件這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間記載為第二循環(huán)期間。

此時(shí)，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間，生成第一循環(huán)期間和第二循環(huán)期間這雙方。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠分散第一～第四開關(guān)元件的負(fù)擔(dān)。由此，第一～第四開關(guān)元件的發(fā)熱降低。由此，能夠提高電力轉(zhuǎn)換的效率。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，也可以將第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件中的、在導(dǎo)通時(shí)刻TonB從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第三期間的、二次繞組的電壓為負(fù)的第四期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonD，從截止切換為導(dǎo)通。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部為，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間、以及導(dǎo)通時(shí)刻TonC與導(dǎo)通時(shí)刻TonD之間，生成第一循環(huán)期間和第二循環(huán)期間中的一方，在導(dǎo)通時(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間，生成第一循環(huán)期間和第二循環(huán)期間中的另一方。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠交替地生成使用了第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的第一循環(huán)期間、以及使用第三開關(guān)元件和第四開關(guān)元件的第二循環(huán)期間。由此，能夠使第一～第四開關(guān)元件的負(fù)擔(dān)進(jìn)一步分散。并且，通過開關(guān)元件的電容成分和變壓器，能夠產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由此，能夠抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

以下，詳細(xì)說明以上實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作。

圖42是輸出電壓與輸出電流的極性相同的電力供給模式的時(shí)間圖。

在圖42所示的一個(gè)例子中，第一開關(guān)元件S5和第二開關(guān)元件S6這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間T102和期間T106，與上述第一循環(huán)期間相當(dāng)。

此外，在圖42所示的一個(gè)例子中，第三開關(guān)元件S7和第四開關(guān)元件S8這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間T104，與上述第二循環(huán)期間相當(dāng)。

在圖42所示的一個(gè)例子中，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonA1與導(dǎo)通時(shí)刻TonC1之間，生成第一循環(huán)期間T102和第二循環(huán)期間T104這雙方。

即，在圖42所示的一個(gè)例子中，在導(dǎo)通時(shí)刻TonA1與導(dǎo)通時(shí)刻TonB1之間，生成第一循環(huán)期間T102。此外，在導(dǎo)通時(shí)刻TonB1與導(dǎo)通時(shí)刻TonC1之間，生成第二循環(huán)期間T104。

并且，在圖42所示的一個(gè)例子中，在導(dǎo)通時(shí)刻TonC1與導(dǎo)通時(shí)刻TonD1之間，生成第一循環(huán)期間T106。

圖43是表示在圖42所示的P101～P104的定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

在圖42中，P101～P104分別是T101～T104的各自中的一個(gè)時(shí)刻。

圖44是輸出電壓和輸出電流的極性不同的電力再生模式的時(shí)間圖。

在圖44所示的一個(gè)例子中，第一開關(guān)元件S5和第二開關(guān)元件S6這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間T202和期間T206，與上述第一循環(huán)期間相當(dāng)。

此外，在圖44所示的一個(gè)例子中，第三開關(guān)元件S7和第四開關(guān)元件S8這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間T204，與上述第二循環(huán)期間相當(dāng)。

在圖44所示的一個(gè)例子中，在導(dǎo)通時(shí)刻TonA2與導(dǎo)通時(shí)刻TonC2之間，生成第一循環(huán)期間T202和第二循環(huán)期間T204這雙方。

即，在圖44所示的一個(gè)例子中，在導(dǎo)通時(shí)刻TonA2與導(dǎo)通時(shí)刻TonB2之間，生成第一循環(huán)期間T202。此外，在導(dǎo)通時(shí)刻TonB2與導(dǎo)通時(shí)刻TonC2之間，生成第二循環(huán)期間T204。

并且，在圖44所示的一個(gè)例子中，在導(dǎo)通時(shí)刻TonC2與導(dǎo)通時(shí)刻TonD2之間，生成第一循環(huán)期間T206。

圖45是表示在圖44所示的P201～P204的定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

在圖44中，P201～P204分別是T201～T204的各自中的一個(gè)時(shí)刻。

如以上的圖43或者圖45所示那樣，在循環(huán)期間(非電力供給期間)中能夠控制為，電流在通過第一開關(guān)元件S5和第二開關(guān)元件S6的路徑1、與通過第三開關(guān)元件S7和第四開關(guān)元件S8的路徑2中通過。由此，在循環(huán)期間(非電力供給期間)中，例如，電流不會(huì)僅反復(fù)通過路徑2。結(jié)果，能夠分散第一～第四開關(guān)元件的負(fù)擔(dān)。

此外，不限定于上述例子，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間，生成第二循環(huán)期間。此外，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間，生成第一循環(huán)期間。此外，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonC與導(dǎo)通時(shí)刻TonD之間，生成第二循環(huán)期間。

并且，如圖43或者圖45所示，通過控制為電流交替地通過路徑1和路徑2，由此通過開關(guān)元件的電容成分和變壓器能夠產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由此，能夠抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

在此，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置也可以具備與第二開關(guān)元件和第四開關(guān)元件中的至少一方串聯(lián)連接的電容器。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，通過上述電容器和變壓器能夠產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由此，能夠進(jìn)一步抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

圖46是表示具備上述電容器的情況下的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的電路圖。

在圖46所示的一個(gè)例子中，電力轉(zhuǎn)換裝置具備與第二開關(guān)元件S6串聯(lián)連接、并且與二極管D6并列連接的電容器C6。并且，電力轉(zhuǎn)換裝置具備與第四開關(guān)元件S8串聯(lián)連接、并且與二極管D8并列連接的電容器C8。

圖47是表示具備電容器C6和電容器C8的電力轉(zhuǎn)換裝置的P101～P104的定時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。

如圖47(a)所示，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件S5導(dǎo)通時(shí)，電容器C8成為充電狀態(tài)。然后，如圖47(b)所示那樣，當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件S6導(dǎo)通時(shí)，電容器C6放電。然后，如圖47(c)所示，當(dāng)?shù)谌_關(guān)元件S7導(dǎo)通時(shí)，電容器C6成為充電狀態(tài)。然后，如圖47(d)所示，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)元件S8導(dǎo)通時(shí)， 電容器C8放電。

如上所述，通過控制為電流交替地通過路徑1和路徑2，由此能夠使電容器C6和電容器C8放電。由此，分別使用放電后的電容器C6和電容器C8，能夠抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置也可以具備第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12。

第五開關(guān)元件S9與第一開關(guān)元件S5并聯(lián)地插入于連接部的第一端與二次繞組的第一端之間。第五開關(guān)元件S9中電流流動(dòng)的方向與第一開關(guān)元件S5為相反方向。

第六開關(guān)元件S10與第二開關(guān)元件S6并聯(lián)地插入于連接部的第二端與二次繞組的第一端之間。第六開關(guān)元件S10中電流流動(dòng)的方向與第二開關(guān)元件S6為相反方向。

第七開關(guān)元件S11與第三開關(guān)元件S7并聯(lián)地插入于連接部的第一端與二次繞組的第二端之間。第七開關(guān)元件S11中電流流動(dòng)的方向與第三開關(guān)元件S7為相反方向。

第八開關(guān)元件S12與第四開關(guān)元件S8并聯(lián)地插入于連接部的第二端與二次繞組的第二端之間。第八開關(guān)元件S12中電流流動(dòng)的方向與第四開關(guān)元件S8為相反方向。

此時(shí)，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部，在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中，也可以代替第一開關(guān)元件S5而對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行控制，代替第二開關(guān)元件S6而對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行控制，代替第三開關(guān)元件S7而對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行控制，代替第四開關(guān)元件S8而對第七開關(guān)元件S11進(jìn)行控制，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

此時(shí)，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置，也可以具備與第五開關(guān)元件S9和第七開關(guān)元件S11中的至少一方串聯(lián)連接的電容器。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，即使在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中，也能夠通過上述電容器和變壓器來產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由此，能夠抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

在圖46所述的一個(gè)例子中，電力轉(zhuǎn)換裝置具備與第五開關(guān)元件S9串 聯(lián)連接并且與二極管D9并列連接的電容器C9。并且，電力轉(zhuǎn)換裝置具備與第七開關(guān)元件S11串聯(lián)連接并且與二極管D11并列連接的電容器C11。

此外，實(shí)施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置，也可以具備與二次繞組的第一端和第二端連接的電容器。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，通過上述電容器和變壓器能夠產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由此，能夠進(jìn)一步抑制在開關(guān)元件中產(chǎn)生的電壓浪涌。

圖48是表示具備上述電容器的情況下的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的電路圖。

在圖48所示的一個(gè)例子中，電力轉(zhuǎn)換裝置具備與二次繞組的第一端和第二端連接的電容器C21。

(實(shí)施方式3)

以下，說明實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。此外，與上述實(shí)施方式1或者實(shí)施方式2重復(fù)的說明適當(dāng)?shù)厥÷浴?/p>

圖49是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000具備變壓器、逆變器電路、連接部、第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件以及控制部。

變壓器包括一次繞組、以及與一次繞組磁耦合的二次繞組。

逆變器電路將來自直流電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將轉(zhuǎn)換后的交流電壓向一次繞組供給。

連接部包括能夠與商用電力系統(tǒng)或者負(fù)載的至少一方電連接的第一端(15a)和第二端(15b)。

第一開關(guān)元件插入于連接部的第一端與二次繞組的第一端之間。

第二開關(guān)元件插入于連接部的第二端與二次繞組的第一端之間。

第三開關(guān)元件插入于連接部的第一端與二次繞組的第二端之間。

第四開關(guān)元件插入于連接部的第二端與二次繞組的第二端之間。

控制部對從連接部輸出的輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

對于以上結(jié)構(gòu)，也可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式1所例示的具體構(gòu)成。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000進(jìn)一步具備開關(guān)元件Sa。

開關(guān)元件Sa插入于連接部的第一端與連接部的第二端之間。

在圖49的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)元件S13與開關(guān)元件Sa相當(dāng)。

在圖49的結(jié)構(gòu)中，電力轉(zhuǎn)換裝置2000具備與開關(guān)元件S13串聯(lián)連接的二極管D13。

此外，在圖49的結(jié)構(gòu)中，電力轉(zhuǎn)換裝置2000具備插入于連接部的第一端(15a)與開關(guān)元件Sa(S13)的第一端之間的電抗器(線圈23)。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，將第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件中的至少一方，在二次繞組的電壓為正的第一期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonA，從截止切換為導(dǎo)通。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，將第二開關(guān)元件和第三開關(guān)元件中的至少一方，在接著第一期間的、二次繞組的電壓為負(fù)的第二期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonB，從截止切換為導(dǎo)通。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，通過使導(dǎo)通時(shí)刻TonA或者導(dǎo)通時(shí)刻TonB中的至少任一方移位，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，將第一開關(guān)元件和第四開關(guān)元件中的、在導(dǎo)通時(shí)刻TonA從截止切換為導(dǎo)通的開關(guān)元件，在接著第二期間的、二次繞組的電壓為正的第三期間中的導(dǎo)通時(shí)刻TonC，從截止切換為導(dǎo)通。

此時(shí)，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間、或者導(dǎo)通時(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間中的至少任一方，生成開關(guān)元件Sa為導(dǎo)通狀態(tài)的循環(huán)期間Tx。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠降低電抗器充放電時(shí)(循環(huán)期間)的導(dǎo)通損失。由此，能夠降低電力轉(zhuǎn)換裝置的損失，實(shí)現(xiàn)高效率化。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，也可以在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間、以及導(dǎo)通時(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間這雙方，生成循環(huán)期間Tx。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，利用了開關(guān)元件Sa的循環(huán)期間Tx的生成機(jī)會(huì)變多。由此，能夠進(jìn)一步降低電抗器充放電時(shí)(循環(huán)期間)的導(dǎo)通損失。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部也可以為，在循環(huán)期間Tx中，在開關(guān)元件Sa為導(dǎo)通狀態(tài)的期間，使第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件以及第四開關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，在利用了開關(guān)元件Sa的循環(huán)期間Tx中，在第一～第四開關(guān)元件中不通過電流。由此，能夠進(jìn)一步降低電抗器充放電時(shí)(循環(huán)期間)的導(dǎo)通損失。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000具備第五開關(guān)元件S9、第六開關(guān)元件S10、第七開關(guān)元件S11以及第八開關(guān)元件S12。

第五開關(guān)元件S9與第一開關(guān)元件S5并聯(lián)地插入于連接部的第一端與二次繞組的第一端之間。第五開關(guān)元件S9中電流流動(dòng)的方向與第一開關(guān)元件S5為相反方向。

第六開關(guān)元件S10與第二開關(guān)元件S6并聯(lián)地插入于連接部的第二端與二次繞組的第一端之間。第六開關(guān)元件S10中電流流動(dòng)的方向與第二開關(guān)元件S6為相反方向。

第七開關(guān)元件S11與第三開關(guān)元件S7并聯(lián)地插入于連接部的第一端與二次繞組的第二端之間。第七開關(guān)元件S11中電流流動(dòng)的方向與第三開關(guān)元件S7為相反方向。

第八開關(guān)元件S12與第四開關(guān)元件S8并聯(lián)地插入于連接部的第二端與二次繞組的第二端之間。第八開關(guān)元件S12中電流流動(dòng)的方向與第四開關(guān)元件S8為相反方向。

此時(shí)，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置2000的控制部為，在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中，也可以代替第一開關(guān)元件S5而對第六開關(guān)元件S10進(jìn)行控制，代替第二開關(guān)元件S6而對第五開關(guān)元件S9進(jìn)行控制，代替第三開關(guān)元件S7而對第八開關(guān)元件S12進(jìn)行控制，代替第四開關(guān)元件S8而對第七開關(guān)元件S11進(jìn)行控制，由此對輸出電壓或者輸出電流的至少一方的振幅進(jìn)行控制。

圖50是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000在電力轉(zhuǎn)換裝置2000的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步具備開關(guān)元件Sb。

開關(guān)元件Sb插入于連接部的第一端與連接部的第二端之間。

開關(guān)元件Sb中電流流動(dòng)的方向與開關(guān)元件Sa為相反方向。

在圖50的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)元件S14與開關(guān)元件Sb相當(dāng)。

在圖50的結(jié)構(gòu)中，電力轉(zhuǎn)換裝置3000具備與開關(guān)元件S14串聯(lián)連接 的二極管D14。

此外，在圖50的結(jié)構(gòu)中，電力轉(zhuǎn)換裝置3000具備插入于連接部的第一端(15a)與開關(guān)元件Sa的第一端之間、并且插入于連接部的第一端(15a)與開關(guān)元件Sb的第一端之間的電抗器(線圈23)。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的控制部為，在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中的循環(huán)期間Tx中，代替開關(guān)元件Sa而使開關(guān)元件Sb為導(dǎo)通狀態(tài)。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，即使在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中，也能夠降低電抗器充放電時(shí)(循環(huán)期間)的接通損失。由此，能夠進(jìn)一步降低電力轉(zhuǎn)換裝置的損失，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率化。

實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的控制部也可以為，在循環(huán)期間Tx中，在開關(guān)元件Sb為導(dǎo)通狀態(tài)的期間，使第五開關(guān)元件、第六開關(guān)元件、第七開關(guān)元件以及第八開關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，在利用了開關(guān)元件Sa的循環(huán)期間Tx中，在第五～第八開關(guān)元件中不通過電流。由此，能夠進(jìn)一步降低電抗器的充放電時(shí)(循環(huán)期間)的接通損失。

圖51是輸出電壓與輸出電流的極性相同的電力供給模式的時(shí)間圖。

在圖51所示的一個(gè)例子中，控制部在導(dǎo)通時(shí)刻TonA與導(dǎo)通時(shí)刻TonB之間、以及導(dǎo)通時(shí)刻TonB與導(dǎo)通時(shí)刻TonC之間，生成循環(huán)期間Tx。

在圖51所示的一個(gè)例子中，循環(huán)期間Tx與期間T1以及期間T3相當(dāng)。

此外，在圖51所示的一個(gè)例子中，控制部在循環(huán)期間Tx中，在開關(guān)元件Sa(S13)為導(dǎo)通狀態(tài)的期間中，使第一開關(guān)元件(S5)、第二開關(guān)元件(S6)、第三開關(guān)元件(S7)以及第四開關(guān)元件(S8)為截止?fàn)顟B(tài)。

此外，在圖51所示的一個(gè)例子中，控制部在從連接部輸出的輸出電流為負(fù)的期間中的循環(huán)期間Tx中，代替開關(guān)元件Sa(S13)而使開關(guān)元件Sb(S14)為導(dǎo)通狀態(tài)。

此外，在圖51所示的一個(gè)例子中，控制部在循環(huán)期間Tx中，在開關(guān)元件Sb(S14)為導(dǎo)通狀態(tài)的期間中，使第五開關(guān)元件(S9)、第六開關(guān)元件(S10)、第七開關(guān)元件(S11)以及第八開關(guān)元件(S12)為截止?fàn)顟B(tài)。

圖52是表示循環(huán)期間中的電流的流動(dòng)的電路圖。

圖52(a)例如表示實(shí)施方式1的圖5的期間T1中的電流的流動(dòng)。

此外，在實(shí)施方式1中，濾波器電路13插入于循環(huán)轉(zhuǎn)換器11的輸出與連接部15之間。濾波器電路13由線圈23和電容器25構(gòu)成，使從循環(huán)轉(zhuǎn)換器11輸出的交流信號平滑化。由此，從循環(huán)轉(zhuǎn)換器11輸出的矩形波的交流信號，被轉(zhuǎn)換為具有與脈沖寬度相對應(yīng)的振幅的正弦波狀的交流信號。

在此，在實(shí)施方式1的動(dòng)作中，進(jìn)行將線圈23所積蓄的能量釋放的電路動(dòng)作(圖7中的路徑31、圖8中的路徑33)、以及向線圈充電能量的電路動(dòng)作(圖9中的路徑36、圖10中的路徑38)。在此，在這些路徑的各個(gè)路徑上，存在2個(gè)開關(guān)元件以及2個(gè)二極管。因此，存在與其接通相伴隨的損失變大這種問題。

即，在輸出電壓的振幅控制中所需的、通常由IGBT或者M(jìn)OS等構(gòu)成的有源開關(guān)和二極管，在向平滑線圈23進(jìn)行充放電時(shí)的電流路徑上各存在兩個(gè)。因此，電流通過合計(jì)4個(gè)元件。例如，在實(shí)施方式1的圖7的路徑31中，在線圈23的放電路徑上存在二極管D8、開關(guān)元件S8、二極管D7以及開關(guān)元件S7的合計(jì)4個(gè)元件。這些元件導(dǎo)致開關(guān)元件的接通損失的增加。結(jié)果，導(dǎo)致電力轉(zhuǎn)換裝置的效率降低。

另一方面，圖52(b)例如表示在實(shí)施方式3的圖51的期間T1中的電流的流動(dòng)。

在實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)中，線圈23進(jìn)行充放電時(shí)的電流路徑上，存在開關(guān)元件13或開關(guān)元件14的任一個(gè)、以及二極管D13或二極管D14的任一個(gè)的合計(jì)兩個(gè)元件。這樣，路徑上的元件為2個(gè)，因此接通損失降低。

圖53是表示實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置3000的其他構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。

作為開關(guān)元件S13以及S14，也可以使用MOSFET或者二極管內(nèi)置IGBT。在該情況下，也可以如圖53所示將開關(guān)元件串聯(lián)配置。由此，能夠減小追加的路徑規(guī)模。

此外，開關(guān)元件S13以及S14也可以由雙向開關(guān)元件等構(gòu)成。

此外，在開關(guān)元件S13以及S14的控制中，也可以通過現(xiàn)有的控制信號的邏輯合成來生成。

即，開關(guān)元件S13的控制信號，也可以由開關(guān)元件S8與開關(guān)元件S7各自的控制信號的交集來構(gòu)成。

此外，開關(guān)元件S14的控制信號，也可以由開關(guān)元件S11與開關(guān)元件S12各自的控制信號的交集來構(gòu)成。

根據(jù)上述說明，不需要新設(shè)置生成專用于開關(guān)元件S13以及S14的控制信號的結(jié)構(gòu)。

即，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部，在循環(huán)期間Tx中，也可以將作為向第三開關(guān)元件賦予的控制信號與向第四開關(guān)元件賦予的控制信號的交集的控制信號，向開關(guān)元件Sa賦予。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開關(guān)元件Sa的控制。

此外，實(shí)施方式3的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部，在循環(huán)期間Tx中，也可以將作為向第七開關(guān)元件賦予的控制信號與向第八開關(guān)元件賦予的控制信號的交集的控制信號，向開關(guān)元件Sb賦予。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開關(guān)元件Sb的控制。

(實(shí)施方式4)

以下，說明實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。此外，適當(dāng)?shù)厥÷耘c上述實(shí)施方式1～3重復(fù)的說明。

圖54是圖3所示的期間T10中的電力供給模式的實(shí)施方式4的時(shí)間圖。

圖55是圖4所示的期間T12中的電力再生模式的實(shí)施方式4的時(shí)間圖。

實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換裝置如圖1所示具備第一～第八開關(guān)元件S5～S12。

此時(shí)，在實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換裝置中，控制部在二次繞組的電壓為正的第一期間中，生成第五開關(guān)元件S9和第八開關(guān)元件S12這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間。

此外，在實(shí)施方式4的電力轉(zhuǎn)換裝置中，控制部在二次繞組的電壓為負(fù)的第二期間中，生成第六開關(guān)元件S10和第七開關(guān)元件S11這雙方為導(dǎo)通狀態(tài)的期間。

在實(shí)施方式1～3的開關(guān)元件的動(dòng)作流程中，不能夠處理由于系統(tǒng)側(cè)的難以預(yù)計(jì)的故障等而產(chǎn)生的返回電流。而另一方面，如果是實(shí)施方式4的開關(guān)元件的動(dòng)作流程，則能夠常時(shí)確保由系統(tǒng)側(cè)的難以預(yù)計(jì)的故障等導(dǎo)致 的返回電流的路徑。

此外，在圖54以及圖55等圖中，例如，“S5(S10)”這種記載的含義為，在正組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)S5被開關(guān)，在負(fù)組轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)S10被開關(guān)。對于其他開關(guān)元件也進(jìn)行同樣記載。

(實(shí)施方式5)

以下，說明實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。另外，適當(dāng)?shù)厥÷耘c上述實(shí)施方式1～4重復(fù)的說明。

圖56是實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換裝置的電路圖。

圖57是圖3所示的期間T10中的電力供給模式的實(shí)施方式5的時(shí)間圖。

圖58是圖4所示的期間T12中的電力再生模式的實(shí)施方式5的時(shí)間圖。

在實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換裝置中，開關(guān)元件為場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor)。

在實(shí)施方式5的電力轉(zhuǎn)換裝置中，第一開關(guān)元件S5的漏極端子與第五開關(guān)元件S9的漏極端子連接。此外，第二開關(guān)元件S6的漏極端子與第六開關(guān)元件S10的漏極端子連接。此外，第三開關(guān)元件S7的漏極端子與第七開關(guān)元件S11的漏極端子連接。此外，第四開關(guān)元件S8的漏極端子與第八開關(guān)元件S12的漏極端子連接。

此外，作為上述實(shí)施方式1～5所示的結(jié)構(gòu)也可以分別適當(dāng)?shù)叵嗷ソM合。

工業(yè)上的可利用性

本申請例如能夠利用于固定設(shè)置用蓄電池的電力調(diào)節(jié)器或者EV/PHV用的V2H(Vehicle to Home)電力調(diào)節(jié)器。

符號的說明

1、1a、1b、1c 電力轉(zhuǎn)換裝置

3 連接部

5 逆變器電路

7 控制部

9 變壓器

11 循環(huán)轉(zhuǎn)換器

13 濾波器電路

15 連接部

17 直流電源

19 一次繞組

21 二次繞組

23 線圈(交流用電抗器)

27 商用電力系統(tǒng)

29 負(fù)載

81 斬波電路

V1 變壓器電壓(二次繞組21的電壓)

S5 第一開關(guān)元件

S6 第二開關(guān)元件

S7 第三開關(guān)元件

S8 第四開關(guān)元件

S9 第五開關(guān)元件

S10 第六開關(guān)元件

S11 第七開關(guān)元件

S12 第八開關(guān)元件

Ton1 第一導(dǎo)通時(shí)刻

Ton2 第二導(dǎo)通時(shí)刻

Ton3 第三導(dǎo)通時(shí)刻

Ton4 第四導(dǎo)通時(shí)刻

Ton5 第五導(dǎo)通時(shí)刻

Ton6 第六導(dǎo)通時(shí)刻

Ton7 第七導(dǎo)通時(shí)刻

Ton8 第八導(dǎo)通時(shí)刻

Toff1 第一截止時(shí)刻

Toff2 第二截止時(shí)刻

Toff3 第三截止時(shí)刻

Toff4 第四截止時(shí)刻

Toff5 第五截止時(shí)刻

Toff6 第六截止時(shí)刻

Toff7 第七截止時(shí)刻

Toff8 第八截止時(shí)刻

D5 第一二極管

D6 第二二極管

D7 第三二極管

D8 第四二極管

D9 第五二極管

D10 第六二極管

D11 第七二極管

D12 第八二極管