矩阵式转换器（五）：2个相的线间电压视为直流

　　上接本站报道：

　　矩阵式转换器(四)：平滑电容器的使用寿命变短

　　矩阵式转换器(三)：导入PWM整流器的优缺点

　　矩阵式转换器(二)：提高效率与抑制高次谐波电流难以兼顾

　　矩阵式转换器(一)：电力转换技术的“救世主”，有望大幅实现小型及高效率化

　　除此之外，还有支持输入为3相交流、输出为单相交流(3相输入单相输出)的电路，以及支持输入为单相交流、输出为3相交流(单相输入3相输出)的电路等。其中，近年来开始广受关注的电路是间接矩阵式转换器(图6(b))。这是一种将3相输入单相输出的矩阵式转换器与单相输入3相输出的矩阵式转换器组合在一起，将连接部从单相交流改为直流的电路。

　　这种电路的优点是，由于可利用现有逆变器主电路中采用的电子部件，因而可以较低的成本进行制造。具体来说，作为开关元件使用的IGBT模块、以及驱动IGBT的高耐压IC都可加以利用。另外，还具有保护电路的结构比较简单、可简化开关元件的切换程序(换流)等优点。不过，如果与由9个开关元件构成的普通矩阵式转换器相比，由于需要增加1个电力转换元件，因而存在着转换效率下降的缺点。

　　将2个相的线间电压视为直流

　　图6(a)所示的是由9个开关元件构成的矩阵式转换器，下面来分析其动作原理。

　　输出电压与以往的逆变器一样，是通过对输入电压的波形进行斩波(在PWM控制下进行斩波)，获得所需振幅及频率的波形的。两者的不同之处是，以往的逆变器对直流电压进行斩波，而矩阵式转换器则是对交流电压进行斩波。不过，如果改变观察角度来看，3相交流输入电压也可视为直流电压。就是说，如果着眼于在某个瞬间线间电压最大的2个相的话，尽管电压振幅在不断变化，但可将其作为直流电压来对待。为了选择线间电压最高的2个相，需要有9个开关元件。

　　图7为从矩阵式转换器拔出的、与单相(U相)输出有关的部分的电路图。如果将3相交流输入的各个相的交流电压设为VR、VS、VT，将各开关元件SRU、SSU、STU的占空比分别设为DR、DS、DT，则U相的交流输出电压可通过公式(3)求得。不过，与逆变器一样，在DR、DS、DT之间公式(4)的条件必须成立。

 

　　图7　矩阵式转换器的单相电路构成