JP2000037080A - ３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３レベル中性点クランプ形インバータの絶縁
電源数を減らす。 【解決手段】 ４つのスイッチ素子（１０１〜１０４）
を直列接続した３レベル中性点クランプ形インバータの
１相分の回路において、スイッチ素子１０３の絶縁電源
４０１と、スイッチ素子１０４用の絶縁電源４０２と、
絶縁電源４０１とダイオード２０１とキャパシタ３０１
とスイッチ素子１０２と１０３を直列接続し、スイッチ
素子１０２と１０３の同時にオン時にキャパシタ３０１
を絶縁電源４０１から充電してスイッチ素子１０１の駆
動電源として使用し、絶縁電源４０１とダイオード２０
２とキャパシタ３０２とスイッチ素子１０３を直列接続
し、スイッチ素子１０３のオン時にキャパシタ３０２を
絶縁電源４０１から充電してスイッチ素子１０２の駆動
電源として使用して絶縁電源の数を半分に削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの可変速駆
動や系統連系をおこなう３レベル中性点クランプ形イン
バータなどのスイッチ素子駆動用電源回路に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ
は、ＭＯＳＦＥＴの高速性とバイポーラトランジスタ並
の低飽和特性を併せ持つ素子として改善が急速に進み、
３世代品によるＩＧＢＴインバータの大容量化や、ＰＷ
Ｍキャリヤ周波数の上昇による低騒音化等が進展してい
る。一方では半導体電力素子モジュールは小形化、高機
能化へと進み、複合電力素子と駆動回路や保護回路など
を内蔵したインバータのモジュール化等が更に進展して
いる。インバータの大容量化については、ＩＧＢＴのよ
うな素子自身の大容量（高耐圧、大電流）化と、素子の
直並列接続によるインバータ単機容量の拡大が図られて
いる。図１７は従来のＩＧＢＴによる中性点クランプ形
インバータの概略構成を示す図であり、ＩＧＢＴ中性点
クランプ形インバータの１相分の回路説明図である。正
電源と負電源間にＩＧＢＴ１０１、１０２とＩＧＢＴ１
０３、１０４を２直列に接続し、中性点クランプ用ダイ
オード５０１と５０２によって、電源６０１と６０２の
中性点とＩＧＢＴスイッチ素子１０１、１０２の接続点
と、スイッチ素子１０３、１０４の接続点を直流電圧の
中間電位に接続することで、各ＩＧＢＴに印加される電
圧を直流電圧の１／２にすると共に、出力電圧・電流の
高調波成分の抑制を図るものである。また、各スイッチ
素子ＩＧＢＴ１０１〜１０４は、それぞれのゲートを制
御部（図示せず）からのＰＷＭ信号によりオン／オフ駆
動するための、絶縁電源（駆動電源と逆バイアス電源）
４０３と４０６、４０７と４０８、４０１と４０４、４
０２と４０５を各自別個に備えている。これらＩＧＢＴ
駆動回路（ゲートドライバー）については、使われてい
る制御素子やモジュール化方式等によって種々の形式の
ものが提供されているが、例えば、インバータに使用さ
れる各ＩＧＢＴの駆動回路を互いに絶縁するために、商
用電源から絶縁変圧器を使用して整流回路で直流に変換
した後、ＤＣ−ＤＣコンバータにより所望のゲート駆動
電源、逆バイアス電源を生成してゲートドライバーへ供
給する絶縁電源等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、３レベル中性点クランプ形インバータ
の主回路には従来図に示したように、１相あたり４つの
スイッチ素子ＩＧＢＴが必要であり、３相用全体では合
計１２個のスイッチ素子を必要とするので、従来は絶縁
型のＤＣ−ＤＣコンバータ等を使用して各スイッチ素子
ＩＧＢＴを個別に駆動するための絶縁電源が、単純計算
で１２個必要になり、絶縁電源が複雑で大規模になって
しまうという問題があった。そこで、本発明は、少ない
部品点数でスイッチ素子駆動用の電源回路を構成して、
小形化、低コストを実現し、突入電流を抑制して信頼性
を向上させる３レベル中性点クランプ形インバータのチ
ャージポンプ電源回路を提供することを目的としてい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、４つのスイッチ素子を直
列接続した３レベル中性点クランプ形インバータの１相
分の回路において、前記４つのスイッチ素子の中で正母
線につながる第１のスイッチ素子と、前記第１のスイッ
チ素子と相出力端子との間に接続された第２のスイッチ
素子と、前記相出力端子に接続されたもう１つのスイッ
チ素子の第３のスイッチ素子と、前記第３のスイッチ素
子と負母線との間に接続された第４のスイッチ素子と、
第１の絶縁電源を用いる第３のスイッチ素子用駆動電源
と、第２の絶縁電源を用いる第４のスイッチ素子用駆動
電源と、前記第１の絶縁電源と第１の整流素子と第１の
キャパシタと前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイ
ッチ素子とを直列接続し、前記第２のスイッチ素子と前
記第３のスイッチ素子が同時にオンになった時に前記第
１のキャパシタが第１の絶縁電源から充電されて該充電
電荷を駆動電源とする第１のスイッチ素子用駆動電源
と、前記第１の絶縁電源と第２の整流素子と第２のキャ
パシタと前記第３のスイッチ素子とを直列接続し、前記
第３のスイッチ素子がオンになった時に前記第２のキャ
パシタが第１の絶縁電源から充電されて該充電電荷を駆
動電源とする第２のスイッチ素子用駆動電源とを備えて
いる。請求項２に記載の発明は、請求項1記載の３レベ
ル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回
路において、正極を前記正母線に接続した第３の絶縁電
源と、正極を前記第３のスイッ素子と前記第４のスイッ
チ素子との接続点に接続した第４の絶縁電源を用いる前
記第３のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、正極
を前記負母線に接続した第５の絶縁電源を用いる前記第
４のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記第３
の絶縁電源と第３の整流素子と第３のキャパシタと前記
第１のスイッチ素子とを直列接続し、前記第１のスイッ
チ素子がオンになった時に前記第３のキャパシタが前記
第３の絶縁電源から充電されて該充電電荷を用いる前記
第１のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記第
３の絶縁電源と第４の整流素子と第４のキャパシタと前
記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とを直列接
続し、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子が
同時にオンになった時に前記第４のキャパシタが前記第
３の絶縁電源から充電されて該充電電荷を用いる前記第
２スイッチ素子の逆バイアス用駆動電源とを備えてい
る。

【０００５】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ
電源回路において、前記第１の絶縁電源と前記第４の絶
縁電源を分圧回路を利用して１つにまとめた第６の絶縁
電源と、前記第２の絶縁電源と前記第５の絶縁電源を分
圧回路を利用して１つにまとめた第７の絶縁電源とを備
えている。請求項４に記載の発明は、４つのスイッチ素
子を直列接続した３レベル中性点クランプ形インバータ
の１相分の回路において、前記４つのスイッチ素子の中
で正母線につながる第１のスイッチ素子と、前記第１の
スイッチ素子と相出力端子との間に接続された第２のス
イッチ素子と、前記相出力端子に接続されたもう一つの
スイッチ素子の第３のスイッチ素子と、前記第３のスイ
ッチ素子と負母線との間に接続された第４のスイッチ素
子と、第１の絶縁電源を用いる第３のスイッチ素子用駆
動用電源と、第２の絶縁電源を用いる前記第４のスイッ
チ素子用駆動用電源と、前記第１の絶縁電源と第１の整
流素子および第２の整流素子と第１のキャパシタと前記
第２のスイッチ素子と第３のスイッチ素子とを直列接続
し、前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子
が同時にオンになった時に前記第１のキャパシタが前記
第１の絶縁電源から充電されて該充電電荷を駆動電源と
する第１のスイッチ素子用駆動電源と、前記第１の絶縁
電源と第２の整流素子と第２のキャパシタと前記第３の
スイッチ素子とを直列接続し、前記第３のスイッチ素子
がオンになった時に前記第２のキャパシタが前記第１の
絶縁電源から充電され該充電電荷を駆動電源とする第２
のスイッチ素子用駆動電源とを備えている。

【０００６】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ
電源回路において、正極を前記正母線に接続した第３の
絶縁電源と、正極を前記第３のスイッチ素子と第４のス
イッチ素子との接続点に接続し第四の絶縁電源を用いる
前記第３のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、正
極を前記負母線に接続した第五の絶縁電源を実用いる前
記第４のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記
第３の絶縁電源と第３の整流素子と第３のキャパシタと
第１のスイッチ素子とを直列接続し，前記第1のスイッ
チ素子がオンになった時に前記第３のキャパシタが前記
第３の絶縁電源から充電され該充電電荷を用いる前記第
１のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記第３
の絶縁電源と第４の整流素子と第４のキャパシタと前記
第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とを直列接続
し、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子が同
時にオンになった時に前記第４のキャパシタが前記第３
の絶縁電源から充電され該充電電荷を用いる前記第２の
スイッチ素子の逆バイアス用駆動電源とを備えている。
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路にお
いて、前記第１の絶縁電源と前記第４の絶縁電源を分圧
回路を利用して１つにまとめた第６の絶縁電源と、分圧
回路を用いて前記第２の絶縁電源と前記第５の絶縁電源
を分圧回路を利用して１つにまとめた第７の絶縁電源と
を備えている。請求項７に記載の発明は、請求項１記載
の３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポン
プ電源回路において、前記第１および第２の整流素子各
々と直列に電流制限抵抗を設けている。請求項８に記載
の発明は、請求項２記載の３レベル中性点クランプ形イ
ンバータのチャージポンプ電源回路において、前記第
１、第２、第３、第４の整流素子各々と直列に電流制限
抵抗を設けている。請求項９に記載の発明は、請求項３
記載の３レベル中性点クランプ形インバータのチャージ
ポンプ電源回路において、前記第１、第２、第３、第４
の整流素子各々と直列に電流制限抵抗を設けている。請
求項１０記載の発明は、請求項４記載の３レベル中性点
クランプ形のチャージポンプ電源回路において、前記第
１および第２の整流素子各々と直列に電流制限抵抗を設
けている。

【０００７】請求項１１に記載の発明は、請求項５記載
の３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポン
プ電源回路において、前記第１、第２、第３、第４の整
流素子各々と直列に電流制限抵抗を設けている。 請求
項１２に記載の発明は、請求項６記載の３レベル中性点
クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路におい
て、前記第１、第２、第３、第４の整流素子各々と直列
に電流制限抵抗を設けている。 請求項１３に記載の発
明は、請求項１記載の３レベル中性点クランプ形インバ
ータのチャージポンプ電源回路において、前記第１の絶
縁電源と直列に電流制限抵抗を設けている。請求項１４
に記載の発明は、請求項２記載の３レベル中性点クラン
プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、前
記第１の絶縁電源と直列に第１の電流制限抵抗を設け第
３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵抗を設けてい
る。請求項１５に記載の発明は、請求項３記載の３レベ
ル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回
路において、前記第１の分圧回路の正出力端子に第１の
電流制限抵抗を設け、前記第３の絶縁電源と直列に第２
の電流制限抵抗を設けている。請求項１６に記載の発明
は、請求項４記載の３レベル中性点クランプ形インバー
タのチャージポンプ電源回路において、前記第１の絶縁
電源と直列に電流制限抵抗を設けている。請求項１７に
記載の発明は、請求項５記載の３レベル中性点クランプ
形インバータのチャージポンプ電源回路において、前記
第１の絶縁電源と直列に第１の電流制限抵抗を設け、前
記第３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵抗を設けて
いる。請求項１８に記載の発明は、請求項６記載の３レ
ベル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源
回路において、前記第1の分圧回路の正出力端子に第1の
電流制限抵抗を設け、前記第３の絶縁電源と直列に第２
の電流制限抵抗を設けている。

【０００８】請求項１９に記載の発明は、４つのスイッ
チ素子を直列接続した３レベル中性点クランプ形インバ
ータの１相分の回路において、前記４つのスイッチ素子
の中で正母線につながる第１のスイッチ素子と、前記第
１のスイッチ素子と相出力端子との間に接続された第２
のスイッチ素子と、前記相出力端子に接続されたもう１
つのスイッチ素子の第３のスイッチ素子と、前記第３の
スイッチ素子と負母線との間に接続された第４のスイッ
チ素子と、前記正母線と前記相出力端子間に第１の整流
素子と第１の電流制限抵抗および第１のキャパシタを直
列接続した回路を接続し、前記第１のキャパシタと並列
に第１の定電圧器を接続し、前記第１のキャパシタの一
端子を前記相出力端子に接続して、前記第３のスイッチ
素子がオンした時に前記正母線と中性点間の第１の電源
によって前記第１のキャパシタが充電され該充電電荷を
駆動電源とする第２のスイッチ素子用駆動電源と、前記
負母線と前記相出力端子間に第２の整流素子と第２の電
流制限抵抗および第２のキャパシタを直列接続した回路
を接続し、前記第２のキャパシタと並列に第２の定電圧
器を接続し、前記第２のキャパシタの一端子を前記相出
力端子に接続して、前記第２のスイッチ素子がオンした
時に前記中性点と前記負母線間の第２の電源によって第
２のキャパシタが充電され該充電電荷を用いる第２のス
イッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記第１のキャ
パシタの相出力端子に接続されていない方の端子と前記
第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子の接続点
の間に第３のキャパシタと第３の整流素子の直列回路を
接続し、前記第３のキャパシタの一端子を前記第１のス
イッチ素子と前記第２のスイッチ素子の接続点に接続し
て、前記第２のスイッチ素子がオンした時に前記第３の
キャパシタが前記第１のキャパシタから充電され該充電
電荷を駆動電源とする第１のスイッチ素子用駆動電源
と、前記第１と第２のスイッチ素子の接続点と中性点間
に第３の定電圧器を並列接続した第４のキャパシタと第
３の電流制限抵抗と第５の整流素子を直列接続した回路
を接続し、前記第１のスイッチ素子がオンした時に前記
第１の電源から前記第４のキャパシタが充電され該充電
電荷を用いる第１のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電
源と、前記第３のスイッチ素子と第４のスイッチ素子の
接続点と前記中性点間に第４の定電圧器を並列接続した
第５のキャパシタと第４の電流制限抵抗と第６の整流素
子を直列接続した回路を接続し、前記第５のキャパシタ
の一端子を前記接続点に接続して、前記第４のスイッチ
素子がオンした時に前記第２の電源から前記第５のキャ
パシタが充電され該充電電荷を駆動電源とする第３のス
イッチ素子用駆動電源と、前記第２のキャパシタの相出
力端子に接続されていない方の端子と前記第３および第
４のスイッチ素子の接続点との間に第４の整流素子と第
６のキャパシタを直列接続した回路を接続し、前記第６
のキャパシタの一方の端子は前記第３および第４のスイ
ッチ素子の接続点に接続して、前記第３のスイッチ素子
がオンした時に前記第６のキャパシタが前記第２のキャ
パシタから充電され該充電電荷を用いる第３のスイッチ
素子の逆バイアス用駆動電源とを備えている。請求項２
０に記載の発明は、請求項１９記載の３レベル中性点ク
ランプ形インバータのチャージポンプ電源において、前
記第１の整流素子の陽極の接続点を前記正母線より前記
第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子の接続点に変
更して接続し、前記第２の整流素子の陰極の接続点を前
記第３のスイッチ素子と第４のスイッチ素子の接続点に
変更して接続し、前記第３のスイッチ素子と前記第４の
スイッチ素子がが同時にオンした時に前記負母線と中性
点間の前記第２の電源によって前記第１のキャパシタが
充電され該充電電荷を駆動電源とする第２のスイッチ素
子用駆動電源と、前記第１のスイッチ素子と前記第２の
スイッチ素子が同時にオンした時に前記中性点と正母線
間の第１の電源によって前記第２のキャパシタが充電さ
れ該充電電荷を用いる第２のスイッチ素子の逆バイアス
用駆動電源とを備えている。

【０００９】上記構成によれば、請求項１については、
正母線と相出力端子間の第１と第２のスイッチ素子のゲ
ートを駆動するための絶縁電源は２個のキャパシタの充
電電荷で代用できる。あるいは、請求項２については、
第１と第２のスイッチ素子の駆動電源と、逆バイアス用
駆動電源を４個のキャパシタの充電電荷で代用できる。
あるいは、請求項３については、第３と第４のスイッチ
素子用の駆動電源と、逆バイアス用駆動電源を、分圧回
路を用いてそれぞれ１電源にまとめて電源数を削減する
ことができる。あるいは、請求項４については、整流素
子を直列接続しているので、分離特性が良い駆動電源を
構成できる。あるいは、請求項５については、請求項４
の回路において、逆バイアス用駆動電源も含む分離性の
よい駆動電源を構成することができる。あるいは、請求
項６については、請求項５の回路において、第３と第４
スイッチ素子の駆動電源と逆バイアス用駆動電源を分圧
回路を用いて１つの電源にまとめて電源数を削減するこ
とができる。あるいは、請求項７については、第１、第
２スイッチ素子をキャパシタの充電電荷で駆動するチャ
ージポンプ電源回路を、整流素子に直列接続した電流制
限用抵抗により突入電流から保護できる。あるいは、請
求項８については、ゲート駆動電源と逆バイアス用駆動
電源を有するチャージポンプ電源回路で、各整流素子に
直列に接続した電流制限抵抗により突入電流を抑止でき
る。あるいは、請求項９については、分圧回路を用いて
絶縁電源数を削減したチャージポンプ電源回路で、各整
流素子に直列に接続した電流制限抵抗により突入電流か
ら防護できる。あるいは、請求項１０については、第
１、第２の整流素子を直列接続するチャージポンプ電源
回路で、絶縁電源側に１個の電流制限抵抗を整流素子と
直列に設けることで効果的に突入電流を阻止できる。
あるいは、請求項１１については、第１、第２と第３、
第４ダイオードをそれぞれ直列接続し、逆バイアス用駆
動電源を設けたチャージポンプ電源回路で、各整流素子
に直列に配した電流制限用抵抗により突入電流から保護
できる。あるいは、請求項１２については、第１、第２
と第３、第４ダイオードをそれぞれ直列接続とし、分圧
回路を用いたチャージポンプ電源回路で、各整流素子に
直列に電流制限用抵抗を配することで、突入電流から防
護できる。あるいは、請求項１３については、第１、第
２スイッチ素子をキャパシタの充電電荷で駆動するチャ
ージポンプ電源回路で、第１の絶縁電源側に直列に電流
制限抵抗を配することで１個の電流制限抵抗で効果的に
突入電流を阻止できる。あるいは、請求項１４について
は、ゲート駆動電源と逆バイアス用駆動電源を配したチ
ャージポンプ電源回路で、第１、第３の絶縁電源と直列
に電流制限抵抗を配することで、効果的に突入電流を抑
止できる。あるいは、請求項１５については、分圧回路
を用いて絶縁電源数を削減したチャージポンプ電源回路
で、第１の分圧回路の正出力端子と、第３の絶縁電源と
直列に電流制限抵抗を配することで、効果的に突入電流
を抑止できる。あるいは、請求項１６については、第
１、第２の整流素子を直列接続するチャージポンプ電源
回路で、第１の絶縁電源側に直列に電流制限抵抗を設け
たので、抵抗１個で効果的に突入電流を抑止できる。
あるいは、請求項１７については、第１、第２と第３、
第４のダイオードをそれぞれ直列接続とし、逆バイアス
用駆動電源を設けたチャージポンプ電源回路において、
第１と第３の絶縁電源にそれぞれ直列に電流制限抵抗を
設けたので、突入電流を効果的に抑止できる。あるい
は、請求項１８については、第１、第２と第３、第４の
ダイオードをそれぞれ直列に接続し、更に、分圧回路を
使用したチャージポンプ電源回路で、第１の分圧回路の
正端子側と第３の絶縁電源に直列にそれぞれ電流制限抵
抗を設けたので、効果的な突入電流の防護が可能にな
る。あるいは、請求項１９については、第２のスイッチ
素子の駆動電源用キャパシタの充電電荷で、第１のスイ
ツチ素子の駆動電源用キャパシタを充電し、第２のスイ
ッチ素子の逆バイアス用駆動電源とするキャパシタの充
電電荷で第３のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源用
のキャパシタを充電するよう構成したので、絶縁電源数
は１相回路で２個に、３相インバータ全体では６個まで
削減できる。あるいは、請求項２０については、第１の
スイッチ素子の駆動電源と、第３のスイッチ素子の逆バ
イアス用駆動電源用のキャパシタを他のキャパシタ充電
電荷により充電すると共に、第１、第２の整流素子をそ
れぞれ第１、第２と第３、第４のスイッチ素子接続点に
接続するように構成したので、３相インバータ全体で
は、絶縁電源が６個まで削減できると共に、インバータ
のモジュール化、小型化を進めることができる

【００１０】

【発明の実施の形態】以下，本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して説明する。図１〜１６は本発明
のチャージポンプ電源回路の例であり、それぞれ３レベ
ル中性点クランプ形インバータの１相分の回路図であ
る。図１４は分圧回路の例である。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る３レベル中性点クランプ形インバー
タのチャージポンプ電源回路の回路図である。図１にお
いて、１０１、１０２、１０３、１０４はスイッチ素子
で半導体スイッチＩＧＢＴである。２０１、２０２、５
０１、５０２はダイオード、３０１、３０２はキャパシ
タ、４０１、４０２はＰＷＭ制御入力によりＩＧＢＴの
ゲートをオン／オフ駆動するゲートドライバの電源であ
る絶縁電源、６０１、６０２は電源である。次に動作に
ついて説明する。図１の絶縁電源４０１は、スイッチ素
子１０３のゲートを駆動するゲートドライバ（図示せ
ず）の電源として利用する。絶縁電源４０２はスイッチ
素子１０４のゲートを駆動するゲートドライバ（図示せ
ず）の電源として利用する。キャパシタ３０２はスイッ
チ素子１０３がオンになった時に、絶縁電源４０１と、
ダイオード２０２、キャパシタ３０２、スイッチ素子１
０３で構成する直列回路によって、絶縁電源４０１から
充電される。キャパシタ３０２はスイッチ素子１０３に
接続された端子の方が負で、もう一方の端子が正となる
ので、このキャパシタ３０２の充電電荷をスイッチ素子
１０２のゲートを駆動するゲートドライバ（図示せず）
の駆動電源として利用できる。図１のキャパシタ３０１
は、スイッチ素子１０２とスイッチ素子１０３が同時に
オンになった時に絶縁電源４０１と、ダイオード２０
１、キャパシタ３０１、スイッチ素子１０２とスイッチ
素子１０３で構成する直列回路によって、絶縁電源４０
１から充電される。キャパシタ３０１はスイッチ素子１
０２に接続された端子の方が負で、もう一方の端子が正
となるので、このキャパシタ３０１の充電電荷をスイッ
チ素子１０１のゲートを駆動するゲートドライバ（図示
せず）の駆動電源として利用できる。また、他のスイッ
チ素子については、スイッチ素子１０３は絶縁電源４０
１によって駆動されるため、スイッチ素子１０３をオン
できなくなることはない。スイッチ素子１０２はキャパ
シタ３０２によって駆動されるが、キャパシタ３０２を
予めスイッチ素子１０３のオンで充電しておけばよい。
このように、第１の実施の形態によれば、４個のスイッ
チ素子の中で１０３と１０４は絶縁電源４０１と４０２
で駆動し、スイッチ素子１０１と１０２はキャパシタ３
０１と３０２の充電電荷で代用してゲート駆動すること
ができるので、実際の３相用インバータの構成の場合
は、従来は１２個必要であった絶縁電源が半分の６個で
済む。

【００１１】次に、本発明の第２の実施の形態について
図を参照して説明する。図２は本発明の第２の実施の形
態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャー
ジポンプ電源回路の回路図である。図２に示す第２の実
施の形態の回路は、図１の回路に各スイッチ素子の逆バ
イアス用駆動電源（ゲートｏｆｆ駆動用）を付加した回
路で、絶縁電源４０３と、スイッチ素子１０３の逆バイ
アス用駆動電源として用いる絶縁電源４０４と、スイッ
チ素子１０４の逆バイアス用駆動電源として用いる絶縁
電源４０５と、絶縁電源４０３から充電されるキャパシ
タ３０３とダイオード２０３、同じく絶縁電源４０３か
ら充電されるキャパシタ３０４とダイオード２０４、と
を追加した回路である。その他の図１と同一構成には同
一符号を付して重複する説明は省略する。つぎに動作に
ついて説明する。キャパシタ３０１とキャパシタ３０２
は図１の場合と同一動作となる。キャパシタ３０３は、
スイッチ素子１０１がオンになった時に、絶縁電源４０
３とダイオード２０３、キャパシタ３０３、スイッチ素
子１０１で構成する直列回路によって絶縁電源４０３か
ら充電される。キャバシタ３０３はスイッチ素子１０２
に接続された端子の方が正で、もう一方の端子が負とな
るので、このキャパシタ３０３の充電電荷をスイッチ素
子１０１のゲートを駆動するゲートドライバの逆バイア
ス用駆動電源として利用できる。キャパシタ３０４は、
スイッチ素子１０１とスイッチ素子１０２が同時にオン
になった時に、絶縁電源４０３とダイオード２０４、キ
ャパシタ３０４、スイッチ素子１０１とスイッチ素子１
０２で構成する直列回路によって絶縁電源４０３から充
電される。キャパシタ３０４は、スイッチ素子１０２に
接続された端子の方が正で、他方の端子は負となるの
で、このキャパシタ３０４の充電電荷をスイッチ素子１
０２のゲートを駆動するゲートドライバ（図示せず）の
逆バイアス用駆動電源として利用できる。このように、
第２の実施の形態によれば、スイッチ素子１０１の逆バ
イアス用駆動電源もキャパシタ３０３の充電電荷で代用
し、スイッチ素子１０２の逆バイアス用駆動電源もキャ
パシタ３０４の充電電荷で代用できるので、スイッチ素
子１０１とスイッチ素子１０２のゲート駆動電源、逆バ
イアス駆動電源の全てをキャパシタ充電電荷で代用でき
ることになり、従来の３相インバータの１２個のスイッ
チ素子では、駆動電源と逆バイアス駆動電源を合計した
電源数が２４個になるところを、１５個に削減できるこ
とになる。

【００１２】次に、本発明の第３の実施の形態について
図を参照して説明する。図３は本発明の第３の実施の形
態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャー
ジポンプ電源回路の回路図である。図１４は図３に示す
分圧回路の回路図の一例である。図３において、７０
１、７０２は分圧回路で、（絶縁電源４０６、４０７を
用い）駆動電源と逆バイアス駆動電源を一体化した絶縁
電源である。その他の図２と同一構成には同一符号を付
して重複する説明は省略する。図１４において、３１は
絶縁電源、３２はツェナーダイオード、３３と３４は分
圧抵抗、３５、３６は充電用キャパシタである。図３に
示す第３の実施の形態は、図２の絶縁電源４０１と４０
４を図１４に示すような分圧回路７０１を用いて、１つ
に一体化し、絶縁電源４０２と４０５を分圧回路７０２
を用いて一体化したものである。これによって、１２個
のスイッチ素子を使用する３相インバータでは、単純に
２４個、図２の場合でも１５個が必要な絶縁電源数を９
個に削減できる。

【００１３】次に、本発明の第４の実施の形態について
図を参照して説明する。図４は本発明の第４の実施の形
態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャー
ジポンプ電源回路の回路図である。図４に示す第４の実
施の形態は、図１の回路のダイオード２０１、２０２を
キャパシタ３０１に対して直列に接続している。その他
の図１と同一構成には同一符号を付して重複する説明は
省略する。次に動作について説明する。絶縁電源４０１
はスイッチ素子１０３のゲートを駆動するゲートドライ
バ（図示せず）の電源として利用する。絶縁電源４０２
はスイッチ素子１０４のゲートドライバの電源として利
用する。キャパシタ３０２は、スイッチ素子１０３がオ
ンになった時に絶縁電源４０１とダイオード２０２、キ
ャパシタ３０２、スイッチ素子１０３で構成する直列回
路で絶縁電源４０１から充電される。キャパシタ３０２
の充電電荷をスイッチ素子１０２のゲートドライバの電
源として利用できる。キャパシタ３０１は、スイッチ素
子１０２とスイッチ素子１０３が同時にオンになった時
に、絶縁電源４０１とダイオード２０１とタイオード２
０２、キャパシタ３０１、スイッチ素子１０２と１０３
で構成する直列回路の絶縁電源４０１から充電される。
キャパシタ３０１の充電電荷をスイッチ素子１０１のゲ
ートドライバ（図示せず）の電源として利用できる。ま
た、スイッチ素子１０３は絶縁電源４０１によって駆動
されるため、スイッチ素子１０３をオンできなくなるこ
とはない。スイッチ素子１０２はキャパシタ３０２によ
って駆動されるが、キャパシタ３０２を予めスイッチ素
子１０３のオンにより充電しておけばよい。これによっ
て、絶縁電源４０１、充電電源３０１、３０２間等の分
離性がよくなる。

【００１４】次に、本発明の第５の実施の形態について
図を参照して説明する。図５は本発明の第５の実施の形
態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャー
ジポンプ電源回路の回路図である。図５において、４０
３は逆バイアス駆動電源を充電するための絶縁電源、４
０４はスイッチ素子１０３の逆バイアス用駆動電源、４
０５はスイッチ素子１０４の逆バイアス用駆動電源、ダ
イオード２０３とキャパシタ３０３はスイッチ素子１０
１の逆バイアス用駆動電源として利用する充電電荷用で
あり、ダイオード２０４とキャパシタ３０４はスイッチ
素子１０２の逆バイアス用駆動電源となる充電電荷用で
ある。その他の図４と同一構成には同一符号を付して重
複する説明は省略する。つぎに動作について説明する。
図５に示す第５の実施の形態は、図４の回路に逆バイア
ス用駆動電源を付加したものである。キャパシタ３０１
と３０２は図４の場合と同様な動作で、充電電荷をスイ
ッチ素子１０１と１０２の駆動電源として利用する。キ
ャパシタ３０３は、スイッチ素子１０１がオンになった
時に、絶縁電源４０３とダイオード２０３、キャパシタ
３０３、スイッチ素子１０１の作る直列回路の絶縁電源
４０３から充電される。キャパシタ３０３はスイッチ素
子１０２に接続された端子が正で、もう一方の端子が負
となるので、キャパシタ３０３の充電電荷はスイッチ素
子１０１のゲートを駆動するゲートドライバ（図示せ
ず）の逆バイアス用電源として利用できる。キャパシタ
３０４は、スイッチ素子１０１と１０２が同時にオンし
た時に、絶縁電源４０３とダイオード２０３、ダイオー
ド２０４、キャパシタ３０４、スイッチ素子１０１と１
０２が作る直列回路で絶縁電源４０３から充電される。
キャパシタ３０４はスイッチ素子１０２に接続された端
子の方が正で、もう一方の端子は負となるので、キャパ
シタ３０４の充電電荷は、スイッチ素子１０２のゲート
を駆動するゲートドライバ（図示せず）の逆バイアス用
駆動電源として利用できる

【００１５】次に、本発明の第６の実施の形態について
図を参照して説明する。図６は本発明の第６の実施の形
態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャー
ジポンプ電源回路の回路図である。図６に示す第６の実
施の形態は、図５の回路の駆動電源４０１と逆バイアス
用駆動電源４０４を、図１４に示すような分圧回路７０
１と絶縁電源４０６を使用して一体化し、駆動電源４０
２と逆バイアス用駆動電源４０５を同様に、絶縁電源４
０７と分圧回路７０２を用いて一体化したものである。
これによって、図５の回路を使用して３相インバータを
構成する場合は、１５個の絶縁電源が必要であるのに対
して、絶縁電源は９個に削減できる。

【００１６】次に、本発明の第７の実施の形態について
図を参照して説明する。図７〜図１３は本発明の第７の
実施の形態に係る図である。図７は本発明の第７の実施
の形態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチ
ャージポンプ電源回路の回路図である。図８は図７に示
す電流制限抵抗を１個、絶縁電源に直列に接続した３レ
ベル中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源
回路の回路図である。図９は図７に示す電流制限抵抗を
逆バイアス用駆動電源を設けたチャージポンプ電源回路
に適用した例を示す図である。図１０は図７に示す電流
制限抵抗を分圧回路を使用したチヤージポンプ電源回路
に適用した例を示す図である。図１１は図８に示す電流
制限抵抗を、充電用ダイオードを直列接続したチャージ
ポンプ電源回路に適用した例を示す図である。図１２は
図７にに示す電流制限抵抗を充電用ダイオードを直列接
続し逆バイアス用駆動電源を設けたチャージポンプ電源
回路に適用した例を示す図である。図１３は図７に示す
電流制限抵抗をダイオードを直列接続し分圧回路を使用
したチャージポンプ電源回路に適用した例を示す図であ
る。図７〜図１３に示す第７の実施の形態は、図１〜図
６に示したチャージポンプ電源回路に電流制限抵抗を挿
入接続してキャパシタの保護を図ったものである。つぎ
に動作について説明する。図７は図１に示すチャージポ
ンプ電源回路のダイオード２０１、２０２に直列に電流
制限抵抗８０１、８０２を挿入した回路であり、これに
よって、キャパシタを突入電流（インバータ投入時に
は、充電電流による突入ピーク電流が定格電流の２〜３
倍に達しキャパシタ等を破損する危険がある）から防護
することが可能になり、チャージポンプ電源回路の信頼
性が向上する。図８は図７に示した電流制限抵抗を１
本、８０１のみを接続にした例であり、絶縁電源４０１
側に電流制限抵抗８０１を挿入することで突入電流を効
果的に抑止することができる。図９は図７に示した電流
制限抵抗８０１、８０２を、図２のチャージポンプ電源
回路の絶縁電源４０１、４０３側に、且つ、各ダイオー
ド２０１〜２０４に直列に接続した例であり、逆バイア
ス用駆動電源を設けた電源回路においても、電流制限抵
抗により突入電流からの防護が効果的に行われる。図１
０は図３に示したチャージポンプ電源回路に、図７に示
す電流制限抵抗８０１、８０２を絶縁電源４０３、７０
１側に、各ダイオード２０１〜２０４に直列に接続した
例であり、分圧回路を使用した電源回路でも、突入電流
からの防護が可能になる。図１１は図４に示したチャー
ジポンプ電源回路に、１個の電流制限抵抗８０１を絶縁
電源４０１側に、ダイオード２０１、２０２に直列に接
続した例であり、１本の電流制限抵抗８０１で効果的に
突入電流を抑止できる。図１２は図５に示すチャージポ
ンプ電源回路に、電流制限抵抗８０１、８０２を絶縁電
源４０１、４０３側に、且つ。各ダイオード２０１〜２
０４に直列に接続した例であり、突入電流からキャパシ
タ等がダメージを受けないように保護できる。図１３は
図６に示すチャージポンプ電源回路に、電流制限抵抗８
０１、８０２を絶縁電源４０３、７０１側に、各ダイオ
ード２０１〜２０４に直列に接続した例であり、突入電
流からキャパシタ等を防護できる。

【００１７】次に、本発明の第８の実施の形態について
図を参照して説明する。図１５は本発明の第８の実施の
形態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャ
ージポンプ電源回路の回路図である。図１５において、
２０５〜２１０はダイオード、９０１〜９０４はツェナ
ーダイオード、３０１〜３０６はキャパシタ、８０３〜
８０６は電流制限抵抗、４０８、４０９は絶縁電源であ
る。その他の図５の回路と同一構成には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。つぎに動作について説明す
る。図１５のキャパシタ３０１は、スイッチ素子１０３
がオンした時に、電源６０１と、ダイオード２０５、ダ
イオード５０２、電流制限抵抗８０３、キャパシタ３０
１、スイッチ素子１０３が作る直列回路で充電される。
キャパシタ３０１にはツェナーダイオード９０１が並列
接続されているため、キャパシタ３０１の両端電圧はツ
ェナーダイオード９０１の電圧でクランプされる。キャ
パシタ３０１の充電電荷はスイッチ素子１０２のゲート
ドライバ（図示せず）の電源として利用できる。キャパ
シタ３０２は、スイッチ素子１０２がオンした時に電源
６０２と、ダイオード２０６、ダイオード５０１、電流
制限抵抗８０４、キャパシタ３０２、スイッチ素子１０
２が作る直列回路で充電される。キャパシタ３０２の両
端電圧はツエナーダイオード９０２でクランプされてい
る。キャパシタ３０２の充電電荷はスイッチ素子１０２
の逆バイアス用駆動電源として利用される。キャパシタ
３０３は、スイッチ素子１０１がオンした時に、キャパ
シタ３０１と、ダイオード２０７、キャパシタ３０３、
スイッチ素子１０２の作る直列回路で、キャパシタ３０
１の充電電荷によって充電される。キャパシタ３０３の
両端電圧はキャパシタ３０１の持つ電荷と、キャパシタ
３０３とキャパシタ３０１の容量比で決まる。キャパシ
タ３０１の容量がキャパシタ３０３の容量よりも十分大
きければ、キャパシタ３０３の両端電圧はキャパシタ３
０１の電圧に近く、キャパシタ３０３の充電電荷はスイ
ッチ素子１０１のゲートドライバ（図示せず）の電源と
して利用できる。キャパシタ３０６は、スイッチ素子１
０３がオンした時にキャパシタ３０２、ダイオード２０
８、キャパシタ３０６、スイッチ素子１０３の作る直列
回路でキャパシタ３０２の電荷で充電される。キャパシ
タ３０６の両端電圧はキャパシタ３０２の持つ電荷と、
キャパシタ３０６とキャパシタ３０２の容量比で決ま
る。キャパシタ３０２の容量がキャパシタ３０６より十
分大きければ、キャパシタ３０６の両端電圧はキャパシ
タ３０２の電圧に近くなる。キャパシタ３０６の充電電
荷はスイッチ素子１０３の逆バイアス用駆動電源として
利用できる。キャパシタ３０４はスイッチ素子１０１が
オンした時に、キャパシタ３０４、電流制限抵抗８０
５、ダイオード２０９、電源６０１、スイッチ素子１０
１の作る直列回路で電源６０１から充電される。キャパ
シタ３０４の両端電圧はツェナーダイオード９０３によ
りクランプされる。キャパシタ３０４の充電電荷はスイ
ッチ素子１０１の逆バイアス用駆動電源として利用でき
る。キャパシタ３０５はスイッチ素子１０４がオンした
時に、キャパシタ３０５、電流制限抵抗８０６、ダイオ
ード２１０、電源６０２、スイッチ素子１０４が作る直
列回路で電源６０２から充電される。キャパシタ３０５
の両端電圧はツェナーダイオード９０４によりクランプ
される。キャパシタ３０５の充電電荷はスイッチ素子１
０３のゲートドライバ（図示せず）の電源として利用で
きる。スイッチ素子１０４は絶縁電源４０８、４０９に
より駆動される。このように、第８の実施の形態によれ
ば、キャパシタ３０１の電荷でキャパシタ３０３を、キ
ャパシタ３０２の電荷でキャパシタ３０６を充電するよ
うに構成したので、３相インバータの場合に絶縁電源は
６個に大幅に削減できる。

【００１８】次に、本発明の第９の実施の形態について
図を参照して説明する。図１６は本発明の第９の実施の
形態に係る３レベル中性点クランプ形インバータのチャ
ージポンプ電源回路の回路図であり、図１５に比較して
ダイオード２０５と２０６の接続点が異なるだけで、他
の構成は同じである。ダイオード２０５の陽極がＢ点
に、ダイオード２０６の陰極がＣ点に接続が変更されて
いる。従って、この場合は、キャパシタ３０２と、キャ
パシタ３０４の充電経路が図１５の場合と異なるだけで
ある。キャパシタ３０１は、スイッチ素子１０３とスイ
ッチ素子１０４が同時にオンした時に、電源６０２とダ
イオード２０５、ダイオード５０１、電流制限抵抗８０
３、キャパシタ３０１、スイッチ素子１０３、スイツチ
素子１０４の作る直列回路で電源６０２から充電され
る。キャパシタ３０１の両端電圧はツェナーダイオード
９０１によりクランプされる。また、キャパシタ３０２
は、スイッチ素子１０１とスイッチ素子１０２が同時に
オンした時に、電源６０１とダイオード２０６、ダイオ
ード５０２、電流制限抵抗８０４、キャパシタ３０２、
スイッチ素子１０１、スイッチ素子１０２の作る直列回
路で電源６０１から充電される。キャパシタ３０２の両
端電圧はツェナーダイオード９０２によりクランプされ
る。その他、キャパシタ３０３の充電経路、キャパシタ
３０６の充電経路、キャパシタ３０４の充電経路、キャ
パシタ３０５の充電経路は。図１５に示した第８の実施
の形態と同じである。従って、キャパシタ３０１はスイ
ッチ素子１０２のゲート駆動電源、キャパシタ３０２は
スイッチ素子１０２の逆バイアス用駆動電源、キャパシ
タ３０３はスイッチ素子１０１の駆動電源、キャパシタ
３０４はスイッチ素子１０１の逆バイアス用駆動電源、
キャパシタ３０５はスイッチ素子１０３の駆動電源、キ
ャパシタ３０６はスイッチ素子１０３の逆バイアス用駆
動電源に、図１５の場合と同じに利用できる。また、図
１５の場合より小形化できる。ここまでは、スイッチ素
子をＩＧＢＴとして説明したが、パワーＭＯＳ ＦＥＴ
等のスイッチ素子にも適用できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
４つのスイッチ素子を直列接続した３レベル中性点クラ
ンプ形インバータの１相分の電源回路において、第１、
第２のスイッチ素子の駆動電源又は逆バイアス用駆動電
源をキャパシタ充電電荷を利用するように構成し、更
に、第３、第４のスイッチ素子の駆動電源用および逆バ
イアス用駆動電源用の絶縁電源を分圧回路を用いて一体
化し、更には、キャパシタ充電回路の第１、第２、ある
いは第１、第２、第３、第４のダイオードにそれぞれ直
列に、あるいは、第１と第３の絶縁電源に直列に電流制
限抵抗を効果的に配置したので、絶縁電源数を大幅に削
減して少ない部品点数でスイッチ素子駆動用の電源回路
が構成できるので、３レベル中性点クランプ形インバー
タのチャージポンプ電源回路の小形化、低コスト化を可
能とする効果がある。また、突入電流を抑制してキャパ
シタその他を防護することにより信頼性も向上するとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態に係る３レベル中性
点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の回
路図である。

【図８】図７に示す電流制限抵抗を１個とした３レベル
中性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路
の回路図である。

【図９】図７に示す電流制限抵抗を逆バイアス用駆動電
源を設けたチャージポンプ電源回路に適用した例を示す
図である。

【図１０】図７に示す電流制限抵抗を分圧回路を使用し
たチャージポンプ電源回路に適用した例を示す図であ
る。

【図１１】図８に示す電流制限抵抗を充電用のダイオー
ドを直列接続したチャージポンプ電源回路に適用した例
を示す図である。

【図１２】図７に示す電流制限抵抗を充電用ダイオード
を直列接続し、逆バイアス用駆動電源を設けたチャージ
ポンプ電源回路に適用した例を示す図である。

【図１３】図７に示す電流制限抵抗を充電用ダイオード
を直列接続し、分圧回路を使用したチャージポンプ電源
回路に適用した例を示す図である。

【図１４】図３に示す分圧回路の回路図である。

【図１５】本発明の第８の実施の形態に係る３レベル中
性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の
回路図である。

【図１６】本発明の第９の実施の形態に係る３レベル中
性点クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路の
回路図である。

【図１７】従来のＩＧＢＴを使用した中性点クランプ形
インバータの概略構成を示す図である。

【符号の説明】

３１、４０１〜４０９ 絶縁電源 ３２、９０１〜９０４ ツエナーダイオード ３３、３４ 抵抗 ３５、３６、３０１〜３０６ キャパシタ １０１〜１０４ スイッチ素子（ＩＧＢＴ） ２０１〜２１０、５０１、５０２ ダイオード ６０１、６０２ 電源 ７０１、７０２ 分圧回路 ８０１、８０２ 電流制限抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 隆昭 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 (72)発明者 熊谷 彰 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 Ｆターム(参考） 5H007 AA06 CA01 CB05 CC04 CC06 CC14 FA03 FA12 FA13 GA03

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４つのスイッチ素子を直列接続した３レ
   ベル中性点クランプ形インバータの１相分の回路におい
   て、 前記４つのスイッチ素子の中で正母線につながる第１の
   スイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子と相出力端子
   との間に接続された第２のスイッチ素子と、前記相出力
   端子に接続されたもう１つのスイッチ素子の第３のスイ
   ッチ素子と、前記第３のスイッチ素子と負母線との間に
   接続された第４のスイッチ素子と、第１の絶縁電源を用
   いる第３のスイッチ素子用駆動電源と、第２の絶縁電源
   を用いる第４のスイッチ素子用駆動電源と、 前記第１の絶縁電源と第１の整流素子と第１のキャパシ
   タと前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子
   とを直列接続し、前記第２のスイッチ素子と前記第３の
   スイッチ素子が同時にオンになった時に前記第１のキャ
   パシタが第１の絶縁電源から充電されて該充電電荷を駆
   動電源とする第１のスイッチ素子用駆動電源と、 前記第１の絶縁電源と第２の整流素子と第２のキャパシ
   タと前記第３のスイッチ素子とを直列接続し、前記第３
   のスイッチ素子がオンになった時に前記第２のキャパシ
   タが第１の絶縁電源から充電されて該充電電荷を駆動電
   源とする第２のスイッチ素子用駆動電源とを備えたこと
   を特徴とする３レベル中性点クランプ形インバータのチ
   ャージポンプ電源回路。
2. 【請求項２】 請求項1記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 正極を前記正母線に接続した第３の絶縁電源と、正極を
   前記第３のスイッ素子と前記第４のスイッチ素子との接
   続点に接続した第４の絶縁電源を用いる前記第３のスイ
   ッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、正極を前記負母線
   に接続した第５の絶縁電源を用いる前記第４のスイッチ
   素子の逆バイアス用駆動電源と、 前記第３の絶縁電源と第３の整流素子と第３のキャパシ
   タと前記第１のスイッチ素子とを直列接続し、前記第１
   のスイッチ素子がオンになった時に前記第３のキャパシ
   タが前記第３の絶縁電源から充電されて該充電電荷を用
   いる前記第１のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源
   と、 前記第３の絶縁電源と第４の整流素子と第４のキャパシ
   タと前記第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子とを直
   列接続し、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素
   子が同時にオンになった時に前記第４のキャパシタが前
   記第３の絶縁電源から充電されて該充電電荷を用いる前
   記第２スイッチ素子の逆バイアス用駆動電源とを備えた
   ことを特徴とした３レベル中性点クランプ形インバータ
   のチャージポンプ電源回路。
3. 【請求項３】 請求項２記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と前記第４の絶縁電源を分圧回路を
   利用して１つにまとめた第６の絶縁電源と、前記第２の
   絶縁電源と前記第５の絶縁電源を分圧回路を利用して１
   つにまとめた第７の絶縁電源とを備えたことを特徴とす
   る３レベル中性点クランプ形インバータのチャージポン
   プ電源回路。
4. 【請求項４】 ４つのスイッチ素子を直列接続した３レ
   ベル中性点クランプ形インバータの１相分の回路におい
   て、 前記４つのスイッチ素子の中で正母線につながる第1の
   スイッチ素子と、前記第1のスイッチ素子と相出力端子
   との間に接続された第２のスイッチ素子と、前記相出力
   端子に接続されたもう一つのスイッチ素子の第３のスイ
   ッチ素子と、前記第３のスイッチ素子と負母線との間に
   接続された第４のスイッチ素子と、第１の絶縁電源を用
   いる第３のスイッチ素子用駆動用電源と、第２の絶縁電
   源を用いる前記第４のスイッチ素子用駆動用電源と、 前記第１の絶縁電源と第１の整流素子および第２の整流
   素子と第１のキャパシタと前記第２のスイッチ素子と第
   ３のスイッチ素子とを直列接続し、前記第２のスイッチ
   素子と前記第３のスイッチ素子が同時にオンになった時
   に前記第１のキャパシタが前記第１の絶縁電源から充電
   されて該充電電荷を駆動電源とする第１のスイッチ素子
   用駆動電源と、 前記第１の絶縁電源と第２の整流素子と第２のキャパシ
   タと前記第３のスイッチ素子とを直列接続し、前記第３
   のスイッチ素子がオンになった時に前記第２のキャパシ
   タが前記第１の絶縁電源から充電され該充電電荷を駆動
   電源とする第２のスイッチ素子用駆動電源とを備えたこ
   とを特徴とした３レベル中性点クランプ形インバータの
   チャージポンプ電源回路。
5. 【請求項５】 請求項４記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 正極を前記正母線に接続した第３の絶縁電源と、正極を
   前記第３のスイッチ素子と第４のスイッチ素子との接続
   点に接続した第４の絶縁電源を用いる前記第３のスイッ
   チ素子の逆バイアス用駆動電源と、正極を前記負母線に
   接続した第五の絶縁電源を用いる前記第４のスイッチ素
   子の逆バイアス用駆動電源と、前記第３の絶縁電源と第
   ３の整流素子と第３のキャパシタと第１のスイッチ素子
   とを直列接続し，前記第１のスイッチ素子がオンになっ
   た時に前記第３のキャパシタが前記第３の絶縁電源から
   充電され該充電電荷を用いる前記第１のスイッチ素子の
   逆バイアス用駆動電源と、 前記第３の絶縁電源と第４の整流素子と第４のキャパシ
   タと前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とを
   直列接続し、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ
   素子が同時にオンになった時に前記第４のキャパシタが
   前記第３の絶縁電源から充電され該充電電荷を用いる前
   記第２のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源とを備え
   たことを特徴とする３レベル中性点クランプ形インバー
   タのチャージポンプ電源回路。
6. 【請求項６】 請求項５記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と前記第４の絶縁電源を分圧回路を
   利用して１つにまとめた第６の絶縁電源と、分圧回路を
   用いて前記第２の絶縁電源と前記第５の絶縁電源を分圧
   回路を利用して１つにまとめた第７の絶縁電源とを備え
   たことを特徴とする３レベル中性点クランプ形インバー
   タのチャージポンプ電源回路。
7. 【請求項７】 請求項１記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１および第２の整流素子各々と直列に電流制限抵
   抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点クランプ形
   インバータのチャージポンプ電源回路。
8. 【請求項８】 請求項２記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１、第２、第３、第４の整流素子各々と直列に電
   流制限抵抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点ク
   ランプ形インバータのチャージポンプ電源回路。
9. 【請求項９】 請求項３記載の３レベル中性点クランプ
   形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１、第２、第３、第４の整流素子の各々と直列に
   電流制限抵抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点
   クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路。
10. 【請求項１０】 請求項４記載の３レベル中性点クラン
    プ形のチャージポンプ電源回路において、 前記第１お
    よび第２の整流素子各々と直列に電流制限抵抗を設けた
    ことを特徴とする２レベル中性点クランプ形インバータ
    のチャージポンプ電源回路。
11. 【請求項１１】 請求項５記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１、第２、第３、第４の整流素子の各々と直列に
    電流制限抵抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点
    クランプ形インバータのチャージポンプ電源回路。
12. 【請求項１２】 請求項６記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１、第２、第３、第４の整流素子各々と直列に電
    流制限抵抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点ク
    ランプ形インバータのチャージポンプ電源回路。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と直列に電流制限抵抗を設けたこと
    を特徴とする３レベル中性点クランプ形インバータのチ
    ャージポンプ電源回路。
14. 【請求項１４】 請求項２記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と直列に第１の電流制限抵抗を設け
    第３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵抗を設けたこ
    とを特徴とする３レベル中性点クランプ形インバータの
    チャージポンプ電源回路。
15. 【請求項１５】 請求項３記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の分圧回路の正出力端子に第１の電流制限抵抗
    を設け、前記第３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵
    抗を設けたことを特徴とする３レベル中性点クランプ形
    インバータのチャージポンプ電源回路。
16. 【請求項１６】 請求項４記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と直列に電流制限抵抗を設けたこと
    を特徴とする３レベル中性点クランプ形インバータのチ
    ャージポンプ電源回路。
17. 【請求項１７】 請求項５記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第１の絶縁電源と直列に第１の電流制限抵抗を設
    け、前記第３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵抗を
    設けたことを特徴とする３レベル中性点クランプ形イン
    バータのチャージポンプ電源回路。
18. 【請求項１８】 請求項６記載の３レベル中性点クラン
    プ形インバータのチャージポンプ電源回路において、 前記第1の分圧回路の正出力端子に第1の電流制限抵抗を
    設け、前記第３の絶縁電源と直列に第２の電流制限抵抗
    を設けたことを特徴とする３レベル中性点クランプ形イ
    ンバータのチャージポンプ電源回路。
19. 【請求項１９】 ４つのスイッチ素子を直列接続した３
    レベル中性点クランプ形インバータの１相分の回路にお
    いて、 前記４つのスイッチ素子の中で正母線につながる第１の
    スイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子と相出力端子
    との間に接続された第２のスイッチ素子と、前記相出力
    端子に接続されたもう１つのスイッチ素子の第３のスイ
    ッチ素子と、前記第３のスイッチ素子と負母線との間に
    接続された第４のスイッチ素子と、 前記正母線と前記相出力端子間に第１の整流素子と第１
    の電流制限抵抗および第１のキャパシタを直列接続した
    回路を接続し、前記第１のキャパシタと並列に第１の定
    電圧器を接続し、前記第１のキャパシタの一端子を前記
    相出力端子に接続して、前記第３のスイッチ素子がオン
    した時に前記正母線と中性点間の第１の電源によって前
    記第１のキャパシタが充電され該充電電荷を駆動電源と
    する第２のスイッチ素子用駆動電源と、 前記負母線と前記相出力端子間に第２の整流素子と第２
    の電流制限抵抗および第２のキャパシタを直列接続した
    回路を接続し、前記第２のキャパシタと並列に第２の定
    電圧器を接続し、前記第２のキャパシタの一端子を前記
    相出力端子に接続して、前記第２のスイッチ素子がオン
    した時に前記中性点と前記負母線間の第２の電源によっ
    て第２のキャパシタが充電され該充電電荷を用いる第２
    のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源と、前記第１の
    キャパシタの相出力端子に接続されていない方の端子と
    前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子の接
    続点の間に第３のキャパシタと第３の整流素子の直列回
    路を接続し、前記第３のキャパシタの一端子を前記第１
    のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子の接続点に接
    続して、前記第２のスイッチ素子がオンした時に前記第
    ３のキャパシタが前記第１のキャパシタから充電され該
    充電電荷を駆動電源とする第１のスイッチ素子用駆動電
    源と、 前記第１と第２のスイッチ素子の接続点と中性点間に第
    ３の定電圧器を並列接続した第４のキャパシタと第３の
    電流制限抵抗と第５の整流素子を直列接続した回路を接
    続し、前記第１のスイッチ素子がオンした時に前記第１
    の電源から前記第４のキャパシタが充電され該充電電荷
    を用いる第１のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源
    と、 前記第３のスイッチ素子と第４のスイッチ素子の接続点
    と前記中性点間に第４の定電圧器を並列接続した第５の
    キャパシタと第４の電流制限抵抗と第６の整流素子を直
    列接続した回路を接続し、前記第５のキャパシタの一端
    子を前記接続点に接続して、前記第４のスイッチ素子が
    オンした時に前記第２の電源から前記第５のキャパシタ
    が充電され該充電電荷を駆動電源とする第３のスイッチ
    素子用駆動電源と、 前記第２のキャパシタの相出力端子に接続されていない
    方の端子と前記第３および第４のスイッチ素子の接続点
    との間に第４の整流素子と第６のキャパシタを直列接続
    した回路を接続し、前記第６のキャパシタの一方の端子
    は前記第３および第４のスイッチ素子の接続点に接続し
    て、前記第３のスイッチ素子がオンした時に前記第６の
    キャパシタが前記第２のキャパシタから充電され該充電
    電荷を用いる第３のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電
    源とを備えたことを特徴とする３レベル中性点クランプ
    形インバータのチャージポンプ電源回路。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の３レベル中性点クラ
    ンプ形インバータのチャージポンプ電源において、 前記第１の整流素子の陽極の接続点を前記正母線より前
    記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子の接続点に
    変更して接続し、前記第２の整流素子の陰極の接続点を
    前記第３のスイッチ素子と第４のスイッチ素子の接続点
    に変更して接続し、前記第３のスイッチ素子と前記第４
    のスイッチ素子がが同時にオンした時に前記負母線と中
    性点間の前記第２の電源によって前記第１のキャパシタ
    が充電され該充電電荷を駆動電源とする第２のスイッチ
    素子用駆動電源と、 前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子が同
    時にオンした時に前記中性点と正母線間の第１の電源に
    よって前記第２のキャパシタが充電され該充電電荷を用
    いる第２のスイッチ素子の逆バイアス用駆動電源とを備
    えたことを特徴とする３レベル中性点クランプ形インバ
    ータのチャージポンプ電源回路。