電力変換

電気工学において、電力変換とは、電気エネルギーをある形態から別の形態に変換するプロセスである。

電力変換器は、交流（AC）と直流（DC）の間で電気エネルギーを変換する電気機器です。また、電流の電圧や周波数を変換することもできます。

電力変換器には、変圧器のような単純な装置から、共振変換器のようなより複雑な装置までが含まれます。また、この用語は、ある周波数の交流電流を別の周波数に変換するために使用される電気機械の一種を指す場合もあります。電力変換システムには、冗長性と電圧調整機能が組み込まれていることがよくあります。

電力変換器または電源装置は、実行する電力変換の種類に基づいて分類されます。電力変換システムを分類する方法の1つは、入力と出力が交流か直流かに基づくことです。^{[ 1 ]}

単相運転と三相運転に対応した電力システム間で変換を行うための装置や方法も存在する。

標準電源電圧と周波数は国によって異なり、同じ国内でも異なる場合があります。北米と南米北部では通常120ボルト、60ヘルツ（Hz）ですが、ヨーロッパ、アジア、アフリカ、および世界の他の多くの地域では通常230ボルト、50Hzです。^{[ 6 ]}航空機は内部で400Hzの電源を使用することが多いため、地上で航空機に電力を供給するために使用される地上電源ユニットで使用するには、 50Hzまたは60Hzから400Hzへの周波数変換が必要です。逆に、内部の400Hz電源は、飛行中に乗客が利用できる便利な電源コンセントのために50Hzまたは60Hzに変換される場合があります。         

特定の特殊回路も電力変換器とみなすことができ、例えば、ブラウン管に電力を供給するフライバックトランスサブシステムは、約15kHzの高電圧を生成する。 

家電製品には通常、交流電源（AC）をマイクロエレクトロニクス、すなわち集積回路（IC）が消費するのに適した低電圧直流に変換するACアダプター（電源装置の一種）が付属しています。家庭用電圧変換器（「トラベルコンバーター」とも呼ばれる）は、約120Vと約240Vの交流電源を使用する国間を旅行する際に使用されます。（形状の異なる2つのAC電源プラグとソケットを電気的に接続するだけの家庭用「アダプター」もありますが、これらは電圧も周波数も変換しません。）

現代の電力変換は、再生可能エネルギーの統合において重要な役割を果たしています。電力変換器は、太陽光発電パネルや風力タービンなどの可変出力電源を電力網やエネルギー貯蔵用のバッテリーに接続するために必要です。太陽光発電（PV）システムでは、一般的にDC-DCコンバータと系統連系型DC-ACインバータを使用して太陽光発電の出力を系統の要求に合わせますが、風力タービンでは、通常、安定した使用可能な電力を生成するためにAC-AC変換と周波数調整が必要です。高度なコンバータは、変動を管理し、電力品質を向上させ、スマートグリッドの運用を可能にすることで、再生可能エネルギーの大規模な導入を可能にします。^{[ 7 ] [ 8 ]}

• カスケードコンバータ

• プレスマン、アブラハム・I. (1997).スイッチング電源設計. マグロウヒル. ISBN 0-07-052236-7。
• モハン、ネッド；トーレ・M・アンダーランド；ウィリアム・P・ロビンス（2002）。パワーエレクトロニクス：コンバータ、アプリケーション、および設計。ワイリー。ISBN 0-471-22693-9。
• Luo, Fang Lin; Hong Ye (2004).高度なDC/DCコンバータ. CRC Press. ISBN 0-8493-1956-0。
• Luo, Fang Lin; Hong Ye; Muhammad H. Rashid (2005).デジタルパワーエレクトロニクスとその応用. Elsevier. ISBN 0-12-088757-6。
• Liu, Mingliang (2006). Demystifying Switched-Capacitor Circuits . Elsevier. ISBN 0-7506-7907-7。