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JPH10178785A - Null-voltage circuit and inverter - Google Patents

Null-voltage circuit and inverter

Info

Publication number
JPH10178785A
JPH10178785A JP8339515A JP33951596A JPH10178785A JP H10178785 A JPH10178785 A JP H10178785A JP 8339515 A JP8339515 A JP 8339515A JP 33951596 A JP33951596 A JP 33951596A JP H10178785 A JPH10178785 A JP H10178785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
voltage
circuit
zero
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8339515A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Minamino
郁夫 南野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP8339515A priority Critical patent/JPH10178785A/en
Publication of JPH10178785A publication Critical patent/JPH10178785A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the number of components and power loss as small as possible in a null-voltage circuit, which temporarily makes the output voltage null and thereby lower the cost and size of the device. SOLUTION: In a null-voltage switching PWM inverter 13, a null-voltage circuit 2 has a first and a second switching means 11, 12 which are composed of semiconductor switches S1 , S2 and diodes D1 , D2 , which are antiparallelly connected to the semiconductor switches S1 , S2 respectively, and a capacitor C2 for resonance is connected across a DC power supply 1 through the first switching means 11. On the other hand between a connection between the first switching means 11 and the capacitor C2 for resonance and a mid-point M of the DC power supply 1, a reactor L1 for resonance is connected through the second switching means 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧を一時的
にゼロ電圧にして出力するゼロ電圧回路および該ゼロ電
圧回路を備えたインバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zero voltage circuit for temporarily converting a DC voltage to zero voltage and outputting the zero voltage, and an inverter provided with the zero voltage circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽光発電による分散型電源と商
用電源とを連系し、分散型電源だけでは電力が賄えない
場合に、その電力を系統側から供給するようにし、逆に
太陽光発電の発電量が余るときには、商用電源に逆潮流
できるようにした太陽光発電システムが開発されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a distributed power source and a commercial power source using photovoltaic power have been interconnected, and when the power cannot be provided by the distributed power source alone, the power is supplied from the grid side. A photovoltaic power generation system has been developed which allows reverse power flow to commercial power when the amount of power generated by photovoltaic power generation is excessive.

【0003】このような太陽光発電システムでは、住宅
の屋根等に配設された太陽電池からの直流電力を商用電
源と同期のとれた交流電力に変換するために、パルス幅
を変化させて出力を制御するPWMインバータが用いら
れており、このPWMインバータでは、例えば、20k
Hzといった高い周波数でスイッチングが行われるため
に、スイッチングノイズ(放射ノイズ)が発生し、別の
機器に障害を与える虞れがある。
In such a photovoltaic power generation system, in order to convert DC power from a solar cell disposed on a roof of a house or the like into AC power synchronized with a commercial power supply, the output is changed by changing a pulse width. Is used. In this PWM inverter, for example, 20 k
Since switching is performed at a high frequency such as Hz, switching noise (radiation noise) is generated, and there is a possibility that another device may be damaged.

【0004】このようなスイッチングノイズやスイッチ
ング損失を低減させる方法として、入力電圧をゼロボル
トにした状態で、PWMインバータのスイッチングを行
う、いわゆる、ゼロ電圧スイッチングによるPWMイン
バータが検討されている。
[0004] As a method of reducing such switching noise and switching loss, a so-called PWM inverter using so-called zero-voltage switching, which performs switching of a PWM inverter in a state where an input voltage is set to zero volt, has been studied.

【0005】図7は、このようなゼロ電圧スイッチング
PWMインバータの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of such a zero voltage switching PWM inverter.

【0006】同図において、1は太陽電池からなる直流
電源、20は並列共振DCリンク(Pararell Resonant D
C Link)回路からなるゼロ電圧回路、3は系統電源4と
同期のとれた交流電力に変換するインバータ回路、50
はゼロ電圧回路20およびインバータ回路3を制御する
制御回路である。
[0006] In the figure, the DC power source 1 is composed of a solar cell, 2 0 parallel resonance DC link (Pararell Resonant D
C Link) zero voltage circuit composed of the circuit, 3 is an inverter circuit for converting the synchronized AC power and system power supply 4, 5 0
Is a control circuit for controlling the zero-voltage circuit 2 0 and the inverter circuit 3.

【0007】ゼロ電圧回路20は、共振用リアクトル
1、共振用コンデンサC1,C2、ダイオードD1〜D4
および半導体スイッチS1〜S3を備え、共振動作によっ
て一時的にインバータ回路3の入力電圧をゼロボルトに
するものであり、インバータ回路3のスイッチング時
に、該インバータ回路3の入力電圧がゼロ電圧になるよ
うに前記半導体スイッチS1〜S3が制御回路50によっ
て制御される。
[0007] Zero-voltage circuit 2 0 is resonant reactor L 1, resonance capacitor C 1, C 2, diodes D 1 to D 4
And a semiconductor switch S 1 to S 3 for temporarily reducing the input voltage of the inverter circuit 3 to zero volts by resonance operation. When the inverter circuit 3 is switched, the input voltage of the inverter circuit 3 becomes zero voltage. the semiconductor switch S 1 to S 3 is controlled by the control circuit 5 0 as.

【0008】インバータ回路3は、パルス幅を変化させ
て出力を制御するPWM制御形のインバータ回路であ
り、4つの半導体スイッチS4〜S7と、各半導体スイッ
チS4〜S7に並列接続されたダイオードD5〜D8と、出
力電流を平滑するリアクトルL2,L3とを備えており、
各半導体スイッチS4〜S7が制御回路50からのスイッ
チングパルスによってオンオフ制御されるものである。
The inverter circuit 3 is a PWM control type inverter circuit for controlling the output by changing the pulse width. The inverter circuit 3 is connected in parallel with four semiconductor switches S 4 to S 7 and the respective semiconductor switches S 4 to S 7. and a diode D 5 to D 8, includes a reactor L 2, L 3 for smoothing the output current,
Each semiconductor switch S 4 to S 7 is intended to be on-off controlled by a switching pulse from the control circuit 5 0.

【0009】制御回路50は、例えばCPUと論理回路
とを備えており、インバータ回路3の出力電流をフィー
ドバックし、それに基づく正弦波と基準三角波とからイ
ンバータ回路3の各半導体スイッチS4〜S7を制御する
ためのPWMパルスを形成するとともに、そのPWMパ
ルスを一定時間遅延させた遅延PWMパルスをスイッチ
ングパルスとして前記各半導体スイッチS4〜S7に出力
し、また、PWMパルスの立ち上がりおよび立ち下がり
に応答して共振動作を開始してインバータ回路3の入力
電圧をゼロボルトにするように、ゼロ電圧回路20の各
半導体スイッチS1〜S3を制御するスイッチング信号を
出力し、これによって、インバータ回路3のスイッチン
グ時、すなわち、スイッチングパルスの立ち上がりおよ
び立ち下がり時に、インバータ回路3の入力電圧をゼロ
ボルトにするものである。
[0009] The control circuit 5 0 has, for example, a CPU and a logic circuit, feeds back the output current of the inverter circuit 3, a sine wave and the semiconductor switch S 4 of the inverter circuit 3 and a reference triangular wave ~S based thereon to form a PWM pulse for controlling the 7, and outputs the each semiconductor switch S 4 to S 7 of the delayed PWM pulses the PWM pulse by a predetermined time delay as a switching pulse, also, rising and falling of the PWM pulse as a zero volt input voltage of the inverter circuit 3 starts a resonance operation in response to the falling, and outputs a switching signal for controlling the semiconductor switches S 1 to S 3 of the zero voltage circuit 2 0, thereby, At the time of switching of the inverter circuit 3, that is, at the time of rising and falling of the switching pulse In addition, the input voltage of the inverter circuit 3 is set to zero volt.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来例のゼロ電圧回路20は、少なくとも3つの半導体
スイッチS1,S2,S3を必要とし、部品点数および電
力損失が増加し、コストが高くつくとともに、大型化す
るという難点がある。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, such a zero voltage circuit 2 0 in the prior art requires at least three semiconductor switches S 1, S 2, S 3, components and power loss is increased, There are disadvantages that the cost is high and the size is large.

【0011】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、部品点数および電力損失を可及的に低減する
とともに、コストを低減し、さらに小型化を図ることを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to reduce the number of parts and power loss as much as possible, to reduce the cost, and to further reduce the size. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

【0013】すなわち、本発明のゼロ電圧回路は、スイ
ッチ素子に逆並列に整流素子を接続してなる第1および
第2のスイッチ手段を有し、電源手段両端間には第1の
スイッチ手段を介して共振用コンデンサを接続する一
方、第1のスイッチ手段と共振用コンデンサとの接続部
と電源手段の電源中点との間に、第2のスイッチ手段を
介して共振用リアクトルを接続している。
That is, the zero voltage circuit of the present invention has first and second switch means in which rectifier elements are connected in anti-parallel to the switch element, and the first switch means is provided between both ends of the power supply means. A resonance reactor is connected via a second switch between a connection point between the first switch and the resonance capacitor and a midpoint of the power supply. I have.

【0014】前記電源手段を、複数の電源を接続して構
成するとともに、電源の接続部を前記電源中点としても
よく、あるいは、電源手段を、複数のコンデンサなどの
電圧分割用素子に並列に電源を接続して構成するととも
に、前記電圧分割用素子の接続部を前記電源中点として
もよい。
The power supply means may be constituted by connecting a plurality of power supplies, and a connection portion of the power supply may be provided at the midpoint of the power supply. Alternatively, the power supply means may be connected in parallel to a plurality of voltage dividing elements such as capacitors. A power supply may be connected, and a connection portion of the voltage dividing element may be the midpoint of the power supply.

【0015】本発明のインバータは、本発明のゼロ電圧
回路と、該ゼロ電圧回路からの直流を交流に変換するイ
ンバータ回路とを備え、前記ゼロ電圧回路は、前記イン
バータ回路のスイッチング時に該インバータ回路の入力
電圧をゼロ電圧にするものである。
An inverter according to the present invention includes a zero-voltage circuit according to the present invention and an inverter circuit that converts a direct current from the zero-voltage circuit into an alternating current. The zero-voltage circuit operates when the inverter circuit switches. Is set to zero voltage.

【0016】本発明のゼロ電圧回路によれば、第1のス
イッチ手段と共振用コンデンサとの接続部と電源手段の
電源中点との間に、第2のスイッチ手段を介して共振用
リアクトルを接続している、すなわち、図7の従来例の
ように、共振用リアクトルの一端を、半導体スイッチ、
ダイオードおよびコンデンサの並列回路を介して直流電
源の負極に接続するのではなく、共振用リアクトルの一
端を、電源の電源中点に接続しているので、従来必要で
あった半導体スイッチおよび該半導体スイッチに並列の
コンデンサおよびダイオードを減らすことができ、コス
トを低減できるとともに、電力損失を低減でき、さらに
小型化を図ることが可能となる。
According to the zero voltage circuit of the present invention, the resonance reactor is connected via the second switch between the connection point between the first switch and the resonance capacitor and the midpoint of the power supply. That is, one end of the resonance reactor is connected to a semiconductor switch as in the conventional example of FIG.
Since one end of the resonance reactor is connected to the midpoint of the power supply of the power supply instead of being connected to the negative electrode of the DC power supply through a parallel circuit of a diode and a capacitor, the semiconductor switch and the semiconductor switch that were conventionally required The number of capacitors and diodes in parallel with each other can be reduced, the cost can be reduced, the power loss can be reduced, and the size can be further reduced.

【0017】また、本発明のインバータによれば、本発
明のゼロ電圧回路を備えているので、電力損失が低減さ
れて効率を向上させることができるとともに、コストの
低減および小型化を図ることができる。
Further, according to the inverter of the present invention, since the zero voltage circuit of the present invention is provided, the power loss can be reduced, the efficiency can be improved, and the cost and size can be reduced. it can.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について、詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の一つの実施の形態に係る
ゼロ電圧回路を備えた太陽光発電システムの要部の構成
図であり、上述の図7に対応する部分には、同一の参照
符号を付す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a photovoltaic power generation system provided with a zero voltage circuit according to one embodiment of the present invention. Assign a sign.

【0020】この実施の形態の太陽光発電システムは、
太陽電池からなる直流電源1と、ゼロ電圧スイッチング
PWMインバータ13とを備えており、ゼロ電圧スイッ
チングPWMインバータ13は、直流電力を系統電源4
と同期のとれた交流電力に変換するインバータ回路3
と、このインバータ回路3のスイッチング時にインバー
タ回路3の入力電圧をゼロ電圧にするゼロ電圧回路2
と、インバータ回路3およびゼロ電圧回路2を制御する
制御回路5とを備えている。
The photovoltaic power generation system of this embodiment
A DC power supply 1 composed of a solar cell and a zero-voltage switching PWM inverter 13 are provided.
Inverter circuit 3 for converting to AC power synchronized with
And a zero voltage circuit 2 for setting the input voltage of the inverter circuit 3 to zero voltage when the inverter circuit 3 is switched.
And a control circuit 5 for controlling the inverter circuit 3 and the zero voltage circuit 2.

【0021】インバータ回路3は、パルス幅を変化させ
て出力を制御するPWM制御形のインバータ回路であ
り、4つの半導体スイッチS4〜S7と、各半導体スイッ
チS4〜S7に並列接続されたダイオードD5〜D8と、出
力電流を平滑するリアクトルL2,L3とを備えており、
各半導体スイッチS4〜S7が制御回路5からのスイッチ
ングパルスによってオンオフ制御されるものである。
The inverter circuit 3 is a PWM control type inverter circuit for controlling the output by changing the pulse width. The inverter circuit 3 is connected in parallel with four semiconductor switches S 4 to S 7 and the respective semiconductor switches S 4 to S 7. and a diode D 5 to D 8, includes a reactor L 2, L 3 for smoothing the output current,
Each of the semiconductor switches S 4 to S 7 is controlled to be turned on / off by a switching pulse from the control circuit 5.

【0022】この実施の形態では、ゼロ電圧回路2の部
品点数および電力損失を可及的に低減するとともに、コ
ストを低減し、さらに小型化を図るために、ゼロ電圧回
路2を次のように構成している。
In this embodiment, in order to reduce the number of components and the power loss of the zero voltage circuit 2 as much as possible, to reduce the cost and to further reduce the size, the zero voltage circuit 2 is constructed as follows. Make up.

【0023】すなわち、この実施の形態のゼロ電圧回路
2は、第1,第2の半導体スイッチS1,S2に逆並列に
第1,第2のダイオードD1,D2を接続してなる第1お
よび第2のスイッチ手段11,12を有するとともに、
電源手段を構成する直流電源1の両端間には、第1のス
イッチ手段11を介して共振用コンデンサC2を接続す
る一方、直流電源1に並列に電圧分割用素子として第
1,第2のコンデンサC3,C4を接続して両コンデンサ
3,C4の接続部を電源中点Mとし、第1のスイッチ手
段11と共振用コンデンサC2との接続部と前記電源中
点Mとの間に、第2のスイッチ手段12を介して共振用
リアクトルL1を接続している。
That is, the zero voltage circuit 2 of this embodiment is formed by connecting the first and second diodes D 1 and D 2 in antiparallel to the first and second semiconductor switches S 1 and S 2. Having first and second switch means 11 and 12,
A resonance capacitor C2 is connected between both ends of the DC power supply 1 constituting the power supply means via the first switch means 11, and a first and a second voltage dividing element are connected in parallel with the DC power supply 1. The capacitors C 3 and C 4 are connected to each other, and the connection between the two capacitors C 3 and C 4 is set as the power supply midpoint M. The connection between the first switch means 11 and the resonance capacitor C 2 and the power supply midpoint M between, connecting the resonant reactor L 1 through the second switching means 12.

【0024】ここで、第1,第2のコンデンサC3,C4
の容量は十分に大きく、その接続部である電源中点Mの
電圧は、直流電源1の電圧の1/2に保持されるものと
する。
Here, the first and second capacitors C 3 and C 4
Is sufficiently large, and the voltage at the power supply midpoint M, which is the connection portion, is maintained at に of the voltage of the DC power supply 1.

【0025】図7に示される従来例のゼロ電圧回路20
では、共振用リアクトルL1の一端は、半導体スイッチ
3、ダイオードD3および共振用コンデンサC1の並列
回路を介して直流電源1の負極に接続されていたのに対
して、この実施の形態では、共振用リアクトルL1の一
端を、電源中点Mに接続し、後述のように、共振用コン
デンサC2の両端電圧Vc2を、直流電源1の電圧の1/
2を中心に共振させている。
The conventional zero voltage circuit 2 0 shown in FIG.
In this embodiment, one end of the resonance reactor L 1 is connected to the negative electrode of the DC power supply 1 via a parallel circuit of the semiconductor switch S 3 , the diode D 3 and the resonance capacitor C 1. in, one end of the resonant reactor L 1, connected to a power supply midpoint M, as described below, the voltage across Vc 2 of the resonance capacitor C 2, the voltage of the DC power source 1 1 /
2 are resonated.

【0026】次に、この実施の形態のゼロ電圧回路2の
動作を、図2の波形図および図3の動作モード図に基づ
いて説明する。
Next, the operation of the zero voltage circuit 2 of this embodiment will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 2 and the operation mode diagram of FIG.

【0027】なお、図2において、(A)は共振用リア
クトルL1に流れる電流IL、(B)は共振用コンデンサ
2の両端電圧Vc2、(C)はPWMパルス、(D)は
PWMパルスの立ち上がり,立ち下がり検出パルス、
(E),(F)は第1,第2の半導体スイッチS1,S2
の動作状態、(G),(H)は第1,第2のダイオード
1,D2の動作状態、(I)はインバータ回路3のスイ
ッチングのための遅延されたPWMパルス、(J)は動
作モードをそれぞれ示しており、また、図3において、
(A)〜(E)は、モード1〜モード5の各状態を示し
ている。
[0027] Note that, in FIG. 2, (A) a current I L flowing through the resonant reactor L 1, (B) is the voltage across Vc 2 of the resonance capacitor C 2, (C) the PWM pulse, (D) is Rising and falling detection pulses of the PWM pulse,
(E) and (F) show the first and second semiconductor switches S 1 and S 2
, (G) and (H) are operating states of the first and second diodes D 1 and D 2 , (I) is a delayed PWM pulse for switching of the inverter circuit 3, and (J) is Each operation mode is shown, and in FIG.
(A) to (E) show respective states of mode 1 to mode 5.

【0028】このゼロ電圧回路2の初期状態、すなわ
ち、モード1では、第1の半導体スイッチS1はオン
し、第2の半導体スイッチS2はオフしており、共振用
コンデンサc2の両端電圧Vc2は、直流電源1の電圧で
あり、共振用リアクトルL1に流れる電流ILは、ゼロで
ある。
The initial state of the zero voltage circuit 2, i.e., in the mode 1, the first semiconductor switch S 1 is turned on, the second semiconductor switch S 2 is turned off, the voltage across the resonant capacitor c 2 vc 2 is the voltage of the DC power source 1, current I L flowing through the resonant reactor L 1 is zero.

【0029】次に、PWMパルスの立ち上がりあるいは
立ち下がりに応答して第2の半導体スイッチS2がオン
すると、共振用リアクトルL1が励磁され、このリアク
トルL1に流れる電流ILが直線的に増加し(モード
2)、第1の半導体スイッチS1をオフして共振動作を
開始させると(モード3)、共振用リアクトルL1を流
れる電流ILにより、共振用コンデンサC2は、放電して
その両端電圧Vc2が低下し、電源中点Mの電圧、すな
わち、直流電源1の電圧の1/2になったときに、共振
用リアクトルL1にかかる電圧はゼロとなり、共振用リ
アクトルL1に流れる電流ILは極大点となり、さらに、
LCの過渡現象より、共振用コンデンサC2の両端電圧
Vc2がゼロボルトになるまで低下し、ゼロボルトにな
ったときに共振用リアクトルL1に流れる電流ILがゼロ
となる。
Next, when turned on second switch S 2 is in response to the rise or fall of the PWM pulse, resonant reactor L 1 is energized, the current I L flowing through the reactor L 1 is linearly increased (mode 2), when to start the resonant operation first off semiconductor switch S 1 (mode 3), the current I L flowing through the resonant reactor L 1, resonant capacitor C 2 is discharged as the voltage across Vc 2 is lowered Te, the voltage of the power supply midpoint M, i.e., when it is half the voltage of the DC power source 1, the voltage across the resonant reactor L 1 is zero, resonant reactor L current I L flowing through the primary becomes maximum point, further,
From transients LC, it drops to the voltage across Vc 2 of the resonance capacitor C 2 becomes zero volts, the current I L flowing through the resonant reactor L 1 becomes zero when it is zero volts.

【0030】共振用コンデンサC2の両端電圧Vc2がゼ
ロボルトになると、第2のダイオードD2が導通し(モ
ード4)、共振用コンデンサC2が充電されてその両端
電圧Vc2が上昇し、電源中点Mの電圧になったとき
に、共振用リアクトルL1に流れる電流ILは極小点とな
る。
When the voltage Vc 2 across the resonance capacitor C 2 becomes zero volts, the second diode D 2 conducts (mode 4), the capacitor C 2 is charged, and the voltage Vc 2 across it increases. when it is the voltage of the power supply midpoint M, the current I L flowing through the resonant reactor L 1 becomes minimum point.

【0031】さらに、共振用コンデンサC2が充電され
てその両端電圧Vc2が直流電源1の電圧に達すると、
第1のダイオードD1が導通し(モード5)、共振用リ
アクトルL1を流れる電流ILが減ってゼロになり、第
1,第2のダイオードD1,D2がオフして初期状態に復
帰する。なお、第1の半導体スイッチS1は、モード5
の期間T1内において、オンされ、第2の半導体スイッ
チS2は、モード4あるいはモード5の期間T2内におい
て、オフされる。
Further, when the resonance capacitor C 2 is charged and the voltage Vc 2 across the resonance capacitor C 2 reaches the voltage of the DC power supply 1,
The first diode D 1 is conducting (mode 5), the current I L flowing through the resonant reactor L 1 is zero decreases, first, the second diodes D 1, D 2 are turned off initial state Return. Note that the first semiconductor switch S 1 is in mode 5
In in period T 1, is turned on, the second semiconductor switch S 2, in the period T 2 of the mode 4 or mode 5 is turned off.

【0032】以上のようにして図2(B)に示されるよ
うに、ゼロ電圧回路2の出力電圧が、一瞬ゼロ電圧とさ
れ、このゼロ電圧のタイミング、すなわち、図2(I)
に示される遅延されたPWMパルスの立ち上がりおよび
立ち下がりのタイミングt1,t2で、従来例と同様に、
インバータ回路3のゼロボルトスイッチングが行われ
る。
As described above, as shown in FIG. 2B, the output voltage of the zero voltage circuit 2 is instantaneously set to zero voltage, and the timing of this zero voltage, that is, FIG.
At the rising and falling timings t 1 and t 2 of the delayed PWM pulse shown in FIG.
Zero volt switching of the inverter circuit 3 is performed.

【0033】図4は、かかる制御を行う制御回路5の要
部のブロック図であり、図2(C)のPWMパルスは、
図2(I)に示されるように遅延回路14でtd1遅延
されてインバータ回路3の半導体スイッチS4,S7にス
イッチングパルスとして与えられる一方、インバータ1
5で反転されてインバータ回路3の半導体スイッチ
5,S6にスイッチングパルスとして与えられ、その立
ち上がりおよび立ち下がりのタイミングで半導体スイッ
チS4〜S7のスイッチングが行われる。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of the control circuit 5 for performing such control. The PWM pulse shown in FIG.
As shown in FIG. 2I, the delay circuit 14 delays the signal by td 1 and supplies it to the semiconductor switches S 4 and S 7 of the inverter circuit 3 as switching pulses.
The signal is inverted at 5 and supplied to the semiconductor switches S 5 and S 6 of the inverter circuit 3 as switching pulses, and the semiconductor switches S 4 to S 7 are switched at the rising and falling timings.

【0034】また、PWMパルスは、立ち上がり,立ち
下がり検出回路16によって図2(D)に示されるよう
に、立ち上がりおよび立ち下がりが検出され、その検出
パルスが、遅延回路17でtd2遅延されて第1のフリ
ップフロップ18のセット端子に与えられ、遅延回路1
9でtd3遅延されて第1のフリップフロップ18のリ
セット端子に与えられ、この第1のフリップフロップ1
8の出力によって図2(E)に示される第1の半導体ス
イッチS1が制御される。
As shown in FIG. 2D, the rising and falling detecting circuit 16 detects the rising and falling of the PWM pulse, and the detected pulse is delayed by td 2 in the delay circuit 17. The delay circuit 1 is supplied to the set terminal of the first flip-flop 18 and
9 and is applied to the reset terminal of the first flip-flop 18 after being delayed by td 3,
The output of 8 controls the first semiconductor switch S 1 shown in FIG.

【0035】また、立ち上がり,立ち下がり検出回路1
6の検出パルスは、そのまま第2のフリップフロップ2
0のセット端子に与えられ、遅延回路21でtd4遅延
されて第2のフリップフロップ20のリセット端子に与
えられ、この第2のフリップフロップ20の出力によっ
て図2(F)に示される第2の半導体スイッチS2が制
御される。
Further, a rise / fall detection circuit 1
6 is supplied to the second flip-flop 2 as it is.
0, and is applied to the reset terminal of the second flip-flop 20 after being delayed by td 4 by the delay circuit 21, and the output of the second flip-flop 20 causes the second flip-flop 20 to output the second signal shown in FIG. of the semiconductor switch S 2 is controlled.

【0036】以上のように、この実施の形態のゼロ電圧
回路2では、図7の従来例における半導体スイッチ
3、ダイオードD3および共振用コンデンサC1の並列
回路およびダイオードD4が不要となり、電圧分割用素
子として第1,第2のコンデンサC3,C4を必要とする
ものの、部品点数を削減できるとともに、電力損失を低
減できることになり、コストの低減を図ることが可能に
なるとともに、小型化を図ることができる。
As described above, in the zero voltage circuit 2 of this embodiment, the parallel circuit of the semiconductor switch S 3 , the diode D 3 and the resonance capacitor C 1 and the diode D 4 in the conventional example of FIG. Although the first and second capacitors C 3 and C 4 are required as voltage dividing elements, the number of components can be reduced, power loss can be reduced, and cost can be reduced. The size can be reduced.

【0037】なお、ゼロ電圧回路2の出力電圧がゼロボ
ルトになるポイントは、負荷電流により変動するもので
あり、図5(C)に示されるように共振用コンデンサC
2の電流Ic2は、破線で示される負荷電流I0を重畳し
た電流となり、ゼロ電圧のポイントとが、図5(B)の
破線で示されるように、負荷電流I0によって早まるこ
とになる。なお、図5(A)は、共振用リアクトルL1
の電流ILを示している。
The point at which the output voltage of the zero voltage circuit 2 becomes zero volts varies depending on the load current, and as shown in FIG.
Current Ic 2 of 2 becomes a current obtained by superimposing the load current I 0 which is indicated by a broken line, and the point of zero voltage, as shown by the broken line of FIG. 5 (B), so that the earlier the load current I 0 . FIG. 5A shows the resonance reactor L 1.
Shows the current I L.

【0038】そこで、本発明の他の実施の形態として、
インバータ回路3の出力側の負荷電流I0を検出し、負
荷電流I0が大きいときには、図5(B)に示されるよ
うに、上述の遅延td1を短かめに補正してtd1’とし
てもよい。
Then, as another embodiment of the present invention,
The load current I 0 on the output side of the inverter circuit 3 is detected, and when the load current I 0 is large, as shown in FIG. 5B, the above-described delay td 1 is corrected to be short and set as td 1 ′. Is also good.

【0039】図6は、本発明のさらに他の実施の形態の
図1に対応する構成図であり、上述の実施の形態に対応
する部分には、同一の参照符号を付す。
FIG. 6 is a block diagram corresponding to FIG. 1 of still another embodiment of the present invention, and portions corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0040】上述の実施の形態では、直流電源1に並列
に第1,第2のコンデンサC3,C4を接続して両コンデ
ンサC3,C4の接続部を電源中点Mとしたけれども、こ
の実施の形態では、電源手段を、直列に接続された第
1,第2の直流電源11,12で構成するとともに、両電
源11,12の接続部を電源中点Mとしている。
In the above-described embodiment, the first and second capacitors C 3 and C 4 are connected in parallel to the DC power supply 1, and the connection between the capacitors C 3 and C 4 is set to the midpoint M of the power supply. in this embodiment, the power supply means, first connected in series, as well as constituted by the second DC power source 1 1, 1 2, both supply 1 1, 1 2 of the connecting portion as midsupply M I have.

【0041】その他の構成および動作は、上述の実施の
形態と同様である。
Other configurations and operations are the same as those of the above-described embodiment.

【0042】この実施の形態によれば、電源中点Mの電
圧変動が小さくなり、より安定な動作を実現できる。ま
た、両電源11,12各々にコンデンサC3,C4を並列接
続すれば、更に電圧変動が少なくなり、安定になること
は言うまでもない。
According to this embodiment, the voltage fluctuation at the power supply midpoint M is reduced, and more stable operation can be realized. Also, if parallel connected capacitors C 3, C 4 on both the power supply 1 1, 1 2, respectively, the less further voltage fluctuation, it becomes stable course.

【0043】上述の実施の形態では、電圧分割素子とし
てコンデンサC3,C4を用いたけれども、本発明の他の
実施の形態として、抵抗やその他の電圧分割素子を用い
てもよい。
In the above-described embodiment, the capacitors C 3 and C 4 are used as voltage dividing elements. However, as another embodiment of the present invention, a resistor and other voltage dividing elements may be used.

【0044】また、電圧分割用素子あるいは電源は、2
つに限るものではなく、2つ以上であってもよいのは勿
論である。
Further, the voltage dividing element or the power supply
The number is not limited to two, and it is needless to say that two or more may be used.

【0045】上述の実施の形態では、インバータ回路3
の前段にゼロ電圧回路2,21を設けてインバータ回路
3の入力電圧をゼロ電圧にしたけれども、本発明の他の
実施の形態として、インバータ回路3に限らず、例え
ば、DC−DCコンバータやその他のスイッチングを行
う回路の入力電圧をゼロ電圧にするようにしてもよい。
In the above embodiment, the inverter circuit 3
While the input voltage of the inverter circuit 3 provided with a zero-voltage circuit 2, 2 1 in the preceding stage was zero voltage, as another embodiment of the present invention is not limited to the inverter circuit 3, for example, DC-DC converter Ya The input voltage of a circuit for performing other switching may be set to zero voltage.

【0046】上述の実施の形態では、太陽光発電システ
ムに適用して説明したけれども、本発明は、太陽光発電
システムに限らないのは勿論である。
Although the above embodiment has been described with reference to the photovoltaic power generation system, the present invention is not limited to the photovoltaic power generation system.

【0047】また、上述の実施の形態では、直流電源1
として太陽電池を用いたけれども、太陽電池以外の電池
電源などの直流電源でよいのは勿論である。
In the above embodiment, the DC power supply 1
Although a solar cell was used as a battery, a DC power supply such as a battery power supply other than the solar cell may be used.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように本発明のゼロ電圧回路によ
れば、第1のスイッチ手段と共振用コンデンサとの接続
部と電源手段の電源中点との間に、第2のスイッチ手段
を介して共振用リアクトルを接続している、すなわち、
共振用リアクトルの一端を、電源中点に接続しているの
で、従来必要であった半導体スイッチおよび該半導体ス
イッチに並列のコンデンサおよびダイオードを減らすこ
とができ、コストを低減できるとともに、電力損失を低
減でき、さらに小型化を図ることが可能となる。
As described above, according to the zero voltage circuit of the present invention, the second switch means is provided between the connection between the first switch means and the resonance capacitor and the midpoint of the power supply means. The resonance reactor is connected through
Since one end of the resonance reactor is connected to the midpoint of the power supply, it is possible to reduce the number of semiconductor switches and capacitors and diodes in parallel with the semiconductor switches, which were conventionally required, thereby reducing costs and reducing power loss. It is possible to further reduce the size.

【0049】また、本発明のインバータによれば、本発
明のゼロ電圧回路を備えているので、電力損失を低減し
て効率を向上させることができるとともに、コストの低
減および小型化を図ることができる。
According to the inverter of the present invention, since the zero voltage circuit of the present invention is provided, the power loss can be reduced and the efficiency can be improved, and the cost and size can be reduced. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一つの実施の形態に係るゼロ電圧回路
を備える太陽光発電システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a solar power generation system including a zero voltage circuit according to one embodiment of the present invention.

【図2】動作説明に供する信号波形図である。FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation.

【図3】動作説明に供するモード図である。FIG. 3 is a mode diagram for explaining the operation.

【図4】図1の制御回路の要部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a main part of the control circuit of FIG. 1;

【図5】本発明の他の実施の形態の図2に対応する信号
波形図である。
FIG. 5 is a signal waveform diagram corresponding to FIG. 2 of another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の実施の形態の図1に対応す
る構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram corresponding to FIG. 1 of still another embodiment of the present invention.

【図7】従来例の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,12 直流電源 2,21,20 ゼロ電圧回路 3 インバータ回路 5,50 制御回路 11,12 第1,第2のスイッチ手段 C2 共振用コンデンサ L1 共振用リアクトル C3,C4 コンデンサ(電圧分割用素
子) M 電源中点
1,1 1, 1 2 DC power supply 2, 2 1, 2 0 zero voltage circuit 3 inverter circuit 5,5 0 control circuits 11 and 12 first and second switching means C 2 resonance capacitor L 1 resonant reactor C 3 , C 4 capacitor (element for voltage division)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチ素子に逆並列に整流素子を接続
してなる第1および第2のスイッチ手段を有し、電源手
段両端間には第1のスイッチ手段を介して共振用コンデ
ンサを接続する一方、第1のスイッチ手段と共振用コン
デンサとの接続部と電源手段の電源中点との間に、第2
のスイッチ手段を介して共振用リアクトルを接続したこ
とを特徴とするゼロ電圧回路。
1. A switching device comprising first and second switch means connected in reverse parallel to a rectifier element, and a resonance capacitor connected between both ends of the power supply means via the first switch means. On the other hand, between the connection between the first switch means and the resonance capacitor and the midpoint of the power supply means,
A resonance reactor is connected via the switch means.
【請求項2】 電源手段は、複数の電源が接続されて構
成されるとともに、電源の接続部が前記電源中点とされ
る請求項1記載のゼロ電圧回路。
2. The zero voltage circuit according to claim 1, wherein the power supply means is configured by connecting a plurality of power supplies, and a connection portion of the power supply is set to the power supply midpoint.
【請求項3】 電源手段は、複数の電圧分割用素子に並
列に電源を接続して構成されるとともに、前記電圧分割
用素子の接続部が前記電源中点とされる請求項1記載の
ゼロ電圧回路。
3. The power supply according to claim 1, wherein the power supply means is configured by connecting a power supply to the plurality of voltage dividing elements in parallel, and a connection portion of the voltage dividing element is set to the midpoint of the power supply. Voltage circuit.
【請求項4】 前記電圧分割用素子がコンデンサである
請求項3記載のゼロ電圧回路。
4. The zero voltage circuit according to claim 3, wherein said voltage dividing element is a capacitor.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のゼ
ロ電圧回路と、該ゼロ電圧回路からの直流を交流に変換
するインバータ回路とを備え、前記ゼロ電圧回路は、前
記インバータ回路のスイッチング時に該インバータ回路
の入力電圧をゼロ電圧にすることを特徴とするインバー
タ。
5. The zero voltage circuit according to claim 1, further comprising an inverter circuit for converting a direct current from the zero voltage circuit into an alternating current, wherein the zero voltage circuit performs switching of the inverter circuit. An inverter, wherein the input voltage of the inverter circuit is sometimes set to zero voltage.
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