JP2000262069A - ゲート電力供給回路 - Google Patents

ゲート電力供給回路

Info

Publication number
JP2000262069A
JP2000262069A JP11060318A JP6031899A JP2000262069A JP 2000262069 A JP2000262069 A JP 2000262069A JP 11060318 A JP11060318 A JP 11060318A JP 6031899 A JP6031899 A JP 6031899A JP 2000262069 A JP2000262069 A JP 2000262069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
circuit
switching element
power conversion
diode
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
JP11060318A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Yoshioka
徹 吉岡
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.)
Sawafuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Sawafuji Electric Co Ltd
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 Sawafuji Electric Co Ltd filed Critical Sawafuji Electric Co Ltd
Priority to JP11060318A priority Critical patent/JP2000262069A/ja
Publication of JP2000262069A publication Critical patent/JP2000262069A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静止形電力変換装置において、絶縁変圧器を
用いることなく、単独の制御電源から電力変換素子のゲ
ート駆動回路へエネルギを供給するゲート電力供給回路
を提供する。 【解決手段】 制御電源に並列接続される第1のコンデ
ンサに蓄積されるエネルギーで変換回路の下側アームの
スイッチング素子群のゲートを制御する。制御電源から
第1のダイオードを介して第2のコンデンサに充電して
変換回路の上側アームのスイッチング素子群のゲートを
駆動する。第1のダイオードと第2のダイオードを介し
て第3のコンデンサを充電し静止形交流−直流電力変換
回路のスイッチング素子群のゲートを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静止形電力変換装
置における電力変換素子のゲート駆動回路へエネルギを
供給するゲート電力供給回路に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジン発電機から出力される交流電力
を、その周波数・電圧ともに変動を完全に抑制するため
の制御装置は複雑化が避けられないため、エンジン発電
機の可変周波数・可変電圧を、サイリスタ整流装置など
の電力変換装置によって一旦直流化し、この直流電力を
ブリッジ形インバータ装置等によって電力変換して周波
数・電圧ともに安定した交流を負荷に供給する技術は公
知である。
【0003】これらの電力変換装置のスイッチング素子
を駆動するゲート駆動回路にエネルギを供給するゲート
電力供給回路は、駆動対象となるスイッチング素子のカ
ソード及びゲートに直接つながるため、電気的には駆動
対象のスイッチング素子のカソードと同じ電位に置かれ
る。ブリッジ形インバータ装置等スイッチング素子を上
下直列接続する場合には、各々のスイッチング素子のゲ
ート駆動回路はそれぞれ異る電位に置かれるため、各々
のゲート駆動回路の電源もまた、それぞれ電位が異って
いなければならない。即ち、ゲート駆動回路の電源は、
それぞれのスイッチング素子毎に互いに絶縁されなけれ
ばならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】互いに絶縁されたゲー
ト駆動回路の電源を備えるには、絶縁変圧器等を利用せ
ねばならず、このような絶縁変圧器は、大きなスペース
を必要とするのみならず、製作コストが高価なものとな
ってしまう。そのため、省スペース低コストが要求され
る発動発電機に応用することが難しかった。
【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、発動発電機等の出力を安定した周波数・電圧
に負荷に供給する静止形電力変換装置において、そのス
イッチング素子のゲート駆動回路へ供給する電力を絶縁
変圧器を省略し、省スペース低コスト高信頼性のゲート
電力供給回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、制御電源の高電位側と低電位側出力端子
に並列接続される第1のコンデンサと、この第1のコン
デンサに蓄積されるエネルギーをブリッジ形静止電力変
換回路の下側アームのスイッチング素子群のゲート駆動
回路に供給する回路と、制御電源の高電位側出力端子に
アノード端子が接続される第1のダイオードを有して、
第1のダイオードのカソード端子とブリッジ形静止電力
変換回路のスイッチング素子の上下アームの接続点との
間に第2のコンデンサを接続して、第2のコンデンサに
蓄積されるエネルギーをブリッジ形静止電力変換回路の
上側アームのスイッチング素子群のゲート駆動回路に供
給する回路と、第1のダイオードのカソード端子にアノ
ード端子が接続される第2のダイオードを有して、第2
のダイオードのカソード端子とブリッジ形静止電力変換
回路のスイッチング素子の上側アームとの間に第3のコ
ンデンサを接続して、第3のコンデンサに蓄積されるエ
ネルギーを静止形交流−直流電力変換回路のスイッチン
グ素子群のゲート駆動回路に供給する回路とを備える技
術手段を採用した。
【0007】このような構成によれば、ブリッジ形静止
電力変換回路の下側アームのスイッチング素子群が第1
のコンデンサに蓄積されるエネルギーで駆動された際
に、制御電源から第1のダイオードを介して第2のコン
デンサが充電されて、そのエネルギーで上側アームのス
イッチング素子群が駆動され、その際に第2のコンデン
サから第2のダイオードを介して第3のコンデンサが充
電されて、そのエネルギーでブリッジ形直流−交流電力
変換回路の前段に接続される静止形交流−直流電力変換
回路のスイッチング素子群のゲートが駆動される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0009】図1および図2は本発明の実施例の回路構
成を示すものであり、エンジンEによって機械的に駆動
される三相交流発電機Gの出力巻線U,V,Wが各々3
個のサイリスタ10とダイオード11による静止形電力
変換回路で交流直流変換され主回路コンデンサ12に蓄
積される。主回路のスイッチング素子にパワーMOS−
FETを4個用いたブリッジ形直流−交流電力変換回路
によって直流交流変換され、LCのフィルタを介して出
力端子に交流電圧が現れる。
【0010】4個のパワーMOS−FET(以下FET
と記す)は、2個直列に接続されたFET1,FET2
およびFET3,FET4の両端を相互に接続してブリ
ッジ回路をなしている。FET2とFET3およびFE
T1とFET4をペアとして導通と遮断を制御すること
によって交流電力が生成される。各々のFETのゲート
に接続されている、ゲート駆動回路21,22,23,
24によってFET1ないしFET4の導通遮断の制御
がなされ、ゲート電極を駆動するエネルギーはゲート電
力供給回路によって供給される。
【0011】ゲート電力供給回路は、ブリッジ回路の下
側アームであるFET1とFET3のゲート駆動回路2
1,23に接続される第1のコンデンサ31,33が制
御電源40の高電位側40aと低電位側40b出力端子
に並列接続され、ブリッジ回路の上側アームであるFE
T2とFET4のゲート駆動回路22,24に接続され
る第2のコン32,34デンサと、この第2のコンデン
サ32,34にエネルギーを蓄積させるための第1のダ
イオード52,54と、交直変換のサイリスタ10のゲ
ート駆動回路60に接続される第3のコンデンサ63
と、この第3のコンデンサ63にエネルギーを蓄積させ
るための第2のダイオード62とによって構成される。
【0012】第1のダイオード52,54のアノード端
子は、制御電源40の高電位側出力端子40aに接続さ
れ、第2のコンデンサ32,34は第1のダイオード5
2,54のカソード端子とFET1(FET3)とFE
T2(FET4)の接続点との間に接続される。第1の
ダイオード52,54と第2のコンデンサ32,34の
接続点には、第2のダイオード62のアノード端子が接
続され、この第2のダイオード62のカソード端子とブ
リッジ形静止電力変換回路のFET2とFET4の上側
アームの接続点との間に第3のコンデンサ63が接続さ
れて、第3のコンデンサ63に蓄積されるエネルギーが
静止形交流−直流電力変換回路のサイリスタ10のゲー
ト駆動回路60に供給される。
【0013】図2はFET1ないしFET4およびサイ
リスタ10のゲートを駆動するゲート駆動回路21,2
2,23,34,60の構成を示したものである。ゲー
ト駆動回路21,22,23,34,60は、フォトカ
プラ100によって電気的に絶縁された光信号によって
ゲート信号を発生し、FET1,2,3,4およびサイ
リスタ10のゲート信号となる。なお、抵抗101はF
ET1ないし4のゲート電流制限抵抗、抵抗102はゲ
ート・ソース間抵抗、抵抗103はサイリスタ10のゲ
ート電流制限抵抗である。
【0014】本実施例のゲート電力供給回路の動作を図
3をあわせて参照しつつ説明すると、図3はタイムチャ
ートであって、Vac’はFET1のドレイン端子とF
ET2のソース端子の接続点の電位(第2のコンデンサ
32のマイナス側端子の電位)、Vc2’は第2のコン
デンサ32のプラス側端子の電位、Vc2は第2のコン
デンサ32の端子間電圧、また,Vc3’は第3のコン
デンサ63のプラス側端子の電位、Vc3は第3のコン
デンサ63の端子間電圧である。
【0015】まず、FET1がオン、FET2がオフの
時を考えると、制御電源40→第1のダイオード52→
第2のコンデンサ32→FET1の経路で第2のコンデ
ンサ32に充電される。次に、FET1がオフ、FET
2がオンの時は、第2のコンデンサ32→第2のダイオ
ード62→第3のコンデンサ63→FET2の経路で、
第3のコンデンサ63に第2のコンデンサ32の電荷の
一部が充電される。この繰り返しで、制御電源40→第
2のコンデンサ32→第3のコンデンサ63と次々に充
電されてサイリスタ10駆動用の電源が得られる。
【0016】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御電源
の高電位側と低電位側出力端子に並列接続される第1の
コンデンサと、この第1のコンデンサに蓄積されるエネ
ルギーをブリッジ形静止電力変換回路の下側アームのス
イッチング素子群のゲート駆動回路に供給する回路と、
制御電源の高電位側出力端子にアノード端子が接続され
る第1のダイオードを有して、第1のダイオードのカソ
ード端子とブリッジ形静止電力変換回路のスイッチング
素子の上下アームの接続点との間に第2のコンデンサを
接続して、第2のコンデンサに蓄積されるエネルギーを
ブリッジ形静止電力変換回路の上側アームのスイッチン
グ素子群のゲート駆動回路に供給する回路と、第1のダ
イオードのカソード端子にアノード端子が接続される第
2のダイオードを有して、第2のダイオードのカソード
端子とブリッジ形静止電力変換回路のスイッチング素子
の上側アームとの間に第3のコンデンサを接続して、第
3のコンデンサに蓄積されるエネルギーを静止形交流−
直流電力変換回路のスイッチング素子群のゲート駆動回
路に供給する回路とを備えたので、スイッチング素子の
ゲート駆動回路へ供給する電力を絶縁変圧器を省略し、
省スペース低コスト高信頼性のゲート電力供給回路を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゲート電力供給回路の一実施例を示す
構成図。
【図2】本実施例が適用されるゲート駆動回路の構成を
示す図である。
【図3】図1のタイムチャートである。
【符号の説明】
10・・・・・・・・・・・・・・・サイリスタ FET1,2,3,4・・・・・・・スイッチング素子 21,22,23,24,60・・・ゲート駆動回路 31,33・・・・・・・・・・・・第1のコンデンサ 32,34・・・・・・・・・・・・第2のコンデンサ 60・・・・・・・・・・・・・・・制御電源 60a・・・・・・・・・・・・・・高電位側出力端子 60b・・・・・・・・・・・・・・低電位側出力端子 52,54・・・・・・・・・・・・第1のダイオード 62・・・・・・・・・・・・・・・第2のダイオード 63・・・・・・・・・・・・・・・第3のコンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静止形交流−直流電力変換回路にブリッ
    ジ形直流−交流電力変換回路を接続して交流−交流変換
    装置を構成するスイッチング素子を駆動するゲート駆動
    回路にエネルギを供給するゲート電力供給回路におい
    て、制御電源の高電位側と低電位側出力端子に並列接続
    される第1のコンデンサと、該第1のコンデンサに蓄積
    されるエネルギーを前記ブリッジ形静止電力変換回路の
    下側アームのスイッチング素子群のゲート駆動回路に供
    給する回路と、前記制御電源の高電位側出力端子にアノ
    ード端子が接続される第1のダイオードを有して、該第
    1のダイオードのカソード端子と前記ブリッジ形静止電
    力変換回路のスイッチング素子の上下アームの接続点と
    の間に第2のコンデンサを接続して、該第2のコンデン
    サに蓄積されるエネルギーを前記ブリッジ形静止電力変
    換回路の上側アームのスイッチング素子群のゲート駆動
    回路に供給する回路と、前記第1のダイオードのカソー
    ド端子にアノード端子が接続される第2のダイオードを
    有して、該第2のダイオードのカソード端子と前記ブリ
    ッジ形静止電力変換回路のスイッチング素子の上側アー
    ムとの間に第3のコンデンサを接続して、該第3のコン
    デンサに蓄積されるエネルギーを前記静止形交流−直流
    電力変換回路のスイッチング素子群のゲート駆動回路に
    供給する回路とを備えることを特徴とするゲート電力供
    給回路。
JP11060318A 1999-03-08 1999-03-08 ゲート電力供給回路 Pending JP2000262069A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11060318A JP2000262069A (ja) 1999-03-08 1999-03-08 ゲート電力供給回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11060318A JP2000262069A (ja) 1999-03-08 1999-03-08 ゲート電力供給回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000262069A true JP2000262069A (ja) 2000-09-22

Family

ID=13138720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11060318A Pending JP2000262069A (ja) 1999-03-08 1999-03-08 ゲート電力供給回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000262069A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7084584B2 (en) 2002-01-31 2006-08-01 Ben-Gurion University Negev Research And Development Agency Low frequency inverter fed by a high frequency AC current source
CN107834823A (zh) * 2017-11-09 2018-03-23 天津英捷利汽车技术有限责任公司 一种用于电动车交流电机控制器的三相mos管驱动电源

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7084584B2 (en) 2002-01-31 2006-08-01 Ben-Gurion University Negev Research And Development Agency Low frequency inverter fed by a high frequency AC current source
CN107834823A (zh) * 2017-11-09 2018-03-23 天津英捷利汽车技术有限责任公司 一种用于电动车交流电机控制器的三相mos管驱动电源

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111684700B (zh) 具有宽dc电压范围的功率变换器
US8384236B2 (en) Vehicle mounted converter
JP5493902B2 (ja) 電力変換装置
US20100078998A1 (en) Power electronic module pre-charge system and method
US20070053213A1 (en) Wide-voltage-range converter
JP3581809B2 (ja) インバータ
EP0740406B1 (en) Switching semiconductor device
US4811185A (en) DC to DC power converter
JP2003018853A (ja) コモンモード電流低減方法
JP3025715B2 (ja) インバータ回路
JP2564756Y2 (ja) 電圧型半導体素子駆動装置
US5504410A (en) Switching circuit
JP2000262069A (ja) ゲート電力供給回路
JPH11113257A (ja) 交流双方向スイッチ形回路を用いた直列形電力系統補償装置
JPH09331684A (ja) 非絶縁形無停電電源装置
JPH11127540A (ja) 交流グリッドシステムへの無効電力の供給方法およびこの方法に用いるインバータ
JP2571963Y2 (ja) インバータ装置
JPH05292759A (ja) エンジン式発電装置
JP2004536544A (ja) 入力直流電圧を系統周波数範囲内の交流電圧に変換するための方法および電圧変成器
JPS59127575A (ja) 単相−3相変換回路
JP2712952B2 (ja) インバータ装置
JP3144124B2 (ja) インバータ装置
JP3501132B2 (ja) マグネトロン駆動用電源
JP3068968B2 (ja) 電力変換装置
JP3246159B2 (ja) 直流−交流変換装置