端子一側(cè)連接至端 子R，開關(guān)元件Sl的發(fā)射極端子一側(cè)連接至輸出端子U。第二雙向開關(guān)的開關(guān)元件S4的集 電極端子一側(cè)連接至輸出端子U，開關(guān)元件S4的發(fā)射極端子一側(cè)連接至中性點(diǎn)端子0。
[0034] 輸出端子U、V通過濾波電路5連接至負(fù)載6。濾波電路5由電抗器Lfl和電容器 Cfl的串聯(lián)電路構(gòu)成。負(fù)載6連接在電容器Cfl的兩端。
[0035] 此處，開關(guān)元件Q1、Q2是與二極管反向并聯(lián)連接的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管）。然而，開關(guān)元件Q1、Q2并不僅限于這樣的結(jié)構(gòu)。開 關(guān)元件Ql、Q2也可利用如下半導(dǎo)體元件來構(gòu)成：即，M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）等能夠以相對(duì)于交流電源 1的頻率足夠高的頻率來進(jìn)行導(dǎo)通截止動(dòng)作的其他半導(dǎo)體元件。
[0036] 第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)是由2個(gè)反向阻斷型IGBT反向并聯(lián)連接而構(gòu)成的 電路。對(duì)于該雙向開關(guān)，通過導(dǎo)通一個(gè)開關(guān)元件能夠在一個(gè)方向上流通電流，通過導(dǎo)通另一 個(gè)開關(guān)元件能夠在另一個(gè)方向上流通電流。另外，對(duì)于該雙向開關(guān)，通過導(dǎo)通兩個(gè)開關(guān)元件 能夠在兩個(gè)方向上流通電流。 雙向開關(guān)可以是如圖2(a)?圖2(c)所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電路、或者是具有等同功能及 效果的電路。圖2(a)是對(duì)由不具備反向阻斷耐壓的IGBT和二極管串聯(lián)連接而成的2組電 路進(jìn)行反向并聯(lián)連接后得到的電路。圖2(b)是對(duì)由不具備反向阻斷耐壓的IGBT與二極管 反向并聯(lián)連接而成的2組電路進(jìn)行反向串聯(lián)連接后得到的電路。圖2(c)是將圖2(b)中的 IGBT替換成MOSFET而構(gòu)成的電路。
[0037] 在上述逆變器電路40的結(jié)構(gòu)中，通過導(dǎo)通開關(guān)元件Q1，從而向輸出端子U輸出直 流電源串聯(lián)電路30的正電壓Vp。通過導(dǎo)通開關(guān)元件Q2,從而向輸出端子U輸出直流電源 串聯(lián)電路30的負(fù)電壓Vn。通過導(dǎo)通開關(guān)元件S1、S2中的任一個(gè)或兩者，從而向輸出端子U 輸出交流電源1的電壓Vr。通過導(dǎo)通開關(guān)元件S3、S4中的任一個(gè)或兩者，從而向輸出端子 U輸出中性點(diǎn)端子0的零電壓Vz。
[0038] 如后面所述，逆變器電路40根據(jù)由控制電路100所生成的控制信號(hào)，使開關(guān)元件 Q1、Q2以及開關(guān)元件Sl?S4進(jìn)行導(dǎo)通截止動(dòng)作。利用該導(dǎo)通截止動(dòng)作，逆變器電路40向 輸出端子U和輸出端子V之間（輸出端子U - V之間）輸出與電壓指令Vui"相對(duì)應(yīng)的電壓 Vu。電壓指令￥11#是具有應(yīng)向負(fù)載6提供的交流電壓的頻率和振幅的電壓指令。 對(duì)從逆變器電路40輸出的電壓Vu進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，且該電壓Vu中包含較多的高次 諧波分量。對(duì)于從逆變器電路40輸出的電壓Vu，利用濾波電路5除去高次諧波分量，并供 給負(fù)載6。
[0039] 電壓檢測(cè)器301檢測(cè)出交流電源1的電壓Vr。電壓檢測(cè)器401檢測(cè)出直流電源串 聯(lián)電路30的正電壓Vp。電壓檢測(cè)器402檢測(cè)出直流電源串聯(lián)電路30的負(fù)電壓Vn。檢測(cè) 出的電壓Vr、正電壓Vp以及負(fù)電壓Vn被輸入控制電路100。
[0040] 控制電路100生成控制信號(hào)Gl、G2以及Gsl?Gs4,該控制信號(hào)Gl、G2以及Gsl? Gs4用于使開關(guān)元件Q1、Q2以及開關(guān)元件Sl?S4進(jìn)行導(dǎo)通截止動(dòng)作。在每一個(gè)控制期間， 根據(jù)電壓Vr、正電壓Vp、負(fù)電壓Vn以及零電壓Vz來生成各個(gè)控制信號(hào)?？刂破陂g是與后 述的載波信號(hào)Sc的周期相對(duì)應(yīng)的期間。 優(yōu)選利用該控制期間而確定的各個(gè)元件的導(dǎo)通截止頻率（開關(guān)頻率）是相對(duì)于電壓指 令的頻率足夠高的頻率。例如在電壓指令的頻率是工業(yè)用頻率的情況下，優(yōu)選開關(guān)頻率在 IkHz以上?？刂浦芷诓⒎潜仨毰c電壓指令同步，非同步也可以。
[0041] 利用圖3來說明控制電路100生成各個(gè)控制信號(hào)的動(dòng)作?？刂颇Ｊ脚卸娐?18 是在將交流電源1的電壓周期分成周期1?3這3個(gè)周期的情況下所必需的電路。使用該 電路時(shí)的功率轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作將在后面描述。
[0042] 首先，將利用電壓檢測(cè)器301檢測(cè)出的電壓Vr輸入到電壓指令生成電路111。電 壓指令生成電路111根據(jù)電壓Vr來生成電壓指令Vu'將所生成的電壓指令VulP電壓Vr 一起輸入電壓判定電路112。電壓指令￥11#是與電壓Vr同步、且具有與交流電源1的額定 電壓相等的振幅的電壓指令。 可以將電壓指令％#設(shè)為與電壓Vr不同步的電壓指令。也可以將電壓指令Vu #設(shè)為與 交流電源1的額定電壓不同的振幅的電壓指令。
[0043] 電壓判定電路112利用電壓Vr和電壓指令Vu#來輸出相應(yīng)的控制期間所屬的區(qū) 域信號(hào)S。區(qū)域信號(hào)δ被分類為區(qū)域1?區(qū)域6。 脈沖寬度指令選擇電路113將電壓指令Vu'電壓Vr、正電壓Vp、負(fù)電壓Vn以及區(qū)域信 號(hào)S作為輸入，生成脈沖寬度指令α。脈沖寬度指令α是后述的H橋臂元件處于導(dǎo)通的 時(shí)間相對(duì)于控制期間的比率。 比較器114對(duì)脈沖寬度指令α和由載波信號(hào)生成電路116所輸出的載波信號(hào)Sc進(jìn)行 比較，生成H橋臂元件（第一元件）的控制信號(hào)Hon?？刂菩盘?hào)Hon是在該控制期間內(nèi)，成 為與脈沖寬度指令α相對(duì)應(yīng)地確定的期間"H"、然后成為"L"的信號(hào)。 邏輯反相器117使控制信號(hào)Hon的邏輯反相，生成L橋臂元件（第二元件）的控制信 號(hào) Lon0 脈沖分配電路115將控制信號(hào)HoruLon以及區(qū)域信號(hào)δ作為輸入。脈沖分配電路115 基于這些信號(hào)，生成開關(guān)元件Ql、Q2以及開關(guān)元件Sl?S4的控制信號(hào)Gl、G2以及Gsl? Gs4。對(duì)于將控制信號(hào)Hon、Lon分配給哪個(gè)元件，將在后面敘述。
[0044] 接著，利用圖4對(duì)電壓判定電路112所生成的區(qū)域信號(hào)δ、脈沖寬度指令選擇電 路113所生成的脈沖寬度指令α以及脈沖分配電路115所生成的控制信號(hào)之間的關(guān)系進(jìn) 行說明。 在圖4中，"電壓指令（ViO"欄、"交流電源電壓（Vr)"欄以及"Vr和Vf的比較"欄示 出了電壓判定電路112所進(jìn)行的區(qū)域判定的條件。" δ (區(qū)域）"欄示出了利用該條件所判 定的區(qū)域。"α (脈沖寬度指令）"欄示出了脈沖寬度指令選擇電路113所生成的脈沖寬度 指令α的計(jì)算式。"控制信號(hào)"欄示出了開關(guān)元件Q1、Q2以及開關(guān)元件Sl?S4的控制信 號(hào)Gl、G2以及Gsl?Gs4的狀態(tài)。
[0045] 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu > Vz且Vr彡Vz 時(shí)，判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域1。 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu Vz且Vr > Vz且 Vu"*〉Vr時(shí)，判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域2。 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu Vz且Vr > Vz且 VuY Vr時(shí)，判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域3。 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu #< Vz且Vr < Vz且 Vr時(shí)，判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域4。 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu #< Vz且Vr < Vz且 VuitC Vr時(shí)，判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域5。 電壓判定電路112在電壓指令Vu#和電壓Vr之間的關(guān)系滿足Vu #< Vz且Vr多Vz時(shí)， 判定該控制區(qū)域?yàn)閰^(qū)域6。
[0046] 另外，各個(gè)區(qū)域中的脈沖寬度指令α利用下述公式⑴?（6)來計(jì)算。
[0047] 【數(shù)學(xué)式1】
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備；逆變器電路、w及控制電路，所述逆變器電 路包括： 開關(guān)元件串聯(lián)電路，該開關(guān)元件串聯(lián)電路由與直流電源串聯(lián)電路的正側(cè)端子相連接的 正側(cè)開關(guān)元件、W及與所述直流電源串聯(lián)電路的負(fù)側(cè)端子相連接的負(fù)側(cè)開關(guān)元件串聯(lián)連接 而成，所述直流電源串聯(lián)電路W第一直流電源和第二直流電源的連接點(diǎn)作為中性點(diǎn)端子； 第一輸出端子，該第一輸出端子連接至所述正側(cè)開關(guān)元件與所述負(fù)側(cè)開關(guān)元件的連接 占. '?、、， 第二輸出端子，該