JP2000324850A - ハーフブリッジを備えた回路装置 - Google Patents
ハーフブリッジを備えた回路装置Info
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 直列ダイオードの故障率を低減する。
【解決手段】 第１及び第２スイッチＴ１；Ｔ２を含む
ハーフブリッジ装置と、少なくとも１つの誘導分Ｌを有
しハーフブリッジ装置の中点に接続された負荷回路Ｌ；
ＲＬを備え、各スイッチＴ１；Ｔ２が作動電極と基準電
極の間に各スイッチＴ１；Ｔ２の主電流流れ方向に対し
逆並列に接続された内部ダイオードＤＢ１；ＤＢ２及び
内部容量ＣOSS１；ＣOSS２を有し、主電流流れ方向にお
いて各スイッチＴ１；Ｔ２に対し、直列ダイオードＤＳ
１；ＤＳ２が主電流流れ方向の電流の流れを可能にする
ように配置され、スイッチＴ１；Ｔ２と直列ダイオード
ＤＳ１；ＤＳ２とから成る各直列回路に対してフリーホ
イーリングダイオードＤＦ１；ＤＦ２が並列に接続され
ている。直列ダイオードＤＳ１；ＤＳ２の故障率を低減
するため、各直列ダイオードＤＳ１；ＤＳ２に対して並
列に負荷軽減容量ＣＥ１；ＣＥ２が接続されている。
ハーフブリッジ装置と、少なくとも１つの誘導分Ｌを有
しハーフブリッジ装置の中点に接続された負荷回路Ｌ；
ＲＬを備え、各スイッチＴ１；Ｔ２が作動電極と基準電
極の間に各スイッチＴ１；Ｔ２の主電流流れ方向に対し
逆並列に接続された内部ダイオードＤＢ１；ＤＢ２及び
内部容量ＣOSS１；ＣOSS２を有し、主電流流れ方向にお
いて各スイッチＴ１；Ｔ２に対し、直列ダイオードＤＳ
１；ＤＳ２が主電流流れ方向の電流の流れを可能にする
ように配置され、スイッチＴ１；Ｔ２と直列ダイオード
ＤＳ１；ＤＳ２とから成る各直列回路に対してフリーホ
イーリングダイオードＤＦ１；ＤＦ２が並列に接続され
ている。直列ダイオードＤＳ１；ＤＳ２の故障率を低減
するため、各直列ダイオードＤＳ１；ＤＳ２に対して並
列に負荷軽減容量ＣＥ１；ＣＥ２が接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１及び第２のス
イッチを含むハーフブリッジ装置と、少なくとも１つの
誘導分を有しハーフブリッジ装置の中点に接続された負
荷回路とを備え、各スイッチが作動電極と基準電極との
間にそれぞれのスイッチの主電流流れ方向に対して逆並
列に接続された内部ダイオード及び内部容量を有し、主
電流流れ方向においてそれぞれのスイッチに対して直列
に、直列ダイオードが主電流流れ方向の電流の流れを可
能にするように配置され、スイッチと直列ダイオードと
から成るそれぞれの直列回路に対してフリーホイーリン
グダイオードが並列に接続されている回路装置に関す
る。
イッチを含むハーフブリッジ装置と、少なくとも１つの
誘導分を有しハーフブリッジ装置の中点に接続された負
荷回路とを備え、各スイッチが作動電極と基準電極との
間にそれぞれのスイッチの主電流流れ方向に対して逆並
列に接続された内部ダイオード及び内部容量を有し、主
電流流れ方向においてそれぞれのスイッチに対して直列
に、直列ダイオードが主電流流れ方向の電流の流れを可
能にするように配置され、スイッチと直列ダイオードと
から成るそれぞれの直列回路に対してフリーホイーリン
グダイオードが並列に接続されている回路装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術から知られているこの種の回
路装置が図１に示されている。本発明の基礎をなす問題
点をこの図１を参照して説明する。
路装置が図１に示されている。本発明の基礎をなす問題
点をこの図１を参照して説明する。
【０００３】図１は、電子回路の種々の分野（例えば、
降圧回路、直流電動機用電力変換装置並びに３相電動機
用電力変換装置、等等）において見ることのできる回路
装置の、本発明に関係する部分を示す。この回路装置は
２つのスイッチＴ１、Ｔ２（この場合ＭＯＳＦＥＴトラ
ンジスタ）を備えたハーフブリッジ装置を含み、このハ
ーフブリッジ装置は例えば中間回路電圧の直流電源ＵG
から給電される。図１に示された回路に関する検討を理
解するために、図１に示された回路は、最初に、スイッ
チＴ１、Ｔ２に対して直列に配置された直列ダイオード
ＤＳ１、ＤＳ２と、これらの直列ダイオード及びスイッ
チから成るそれぞれの組み合わせに対して並列に接続さ
れたフリーホイーリングダイオードＤＦ１、ＤＦ２とを
備えていない回路部分について考察する。ハーフブリッ
ジの中点には誘導分を有する負荷回路が接続されてお
り、この負荷回路は例えば負荷電流ＩLが通流しインダ
クタンスＬと抵抗ＲＬとから成る直列回路として概略的
に示されている。負荷回路はさらに２つの直列接続され
たコンデンサＣ１、Ｃ２の中点に接続されており、これ
らのコンデンサＣ１、Ｃ２はハーフブリッジスイッチＴ
１、Ｔ２に対して並列に配置されている。ハーフブリッ
ジスイッチＴ１、Ｔ２は概略的に示されている制御装置
Ｓによって駆動される。図２はＭＯＳＦＥＴの等価回路
図を示し、この図２によれば、ドレインＤとソースＳと
の間には、ドレインＤからソースＳへの主電流流れ方向
に対して逆並列に配置されたいわゆるボディダイオード
ＤＢと、これに対して並列に配置された出力コンデンサ
ＣOSSとが存在している。図３は例えば制御装置Ｓによ
ってハーフブリッジ装置を駆動するための負荷電流ＩL
の時間経過を示す。期間の間、トランジスタＴ２はオ
フにされ、トランジスタＴ１が交互にオン及びオフにさ
れ、一方これは期間においては逆となる。拡大して示
されている部分期間１ａ中、電流は経路ＵG−Ｔ１−Ｌ
−ＲＬ−Ｃ２において流れ、部分期間１ｂ中、負荷電流
はスイッチＴ１の遮断後に（その場合、スイッチＴ２は
さらにオフにされ続けているので）負荷回路の誘導分に
基づいて引き続いて経路Ｌ−ＲＬ−Ｃ２−Ｔ２において
流れる。これはスイッチＴ２のボディダイオードＤＢに
よって可能である。トランジスタＴ２に固有のボディダ
イオードＤＢはその電気特性に関しては遮断時間が非常
に長いこと及び順方向電圧が低いことを特徴とする。今
スイッチＴ１が部分期間１ｂ後に再びオンにされると、
すなわちハーフブリッジ中点に電圧Ｕμ（＝ＵG）が印
加されると、短時間の間トランジスタＴ２のボディダイ
オードＤＢを介して電流（短絡電流と呼ぶことができ
る）が流れ、これによってトランジスタ内で変換された
高い損失電力が生ずる。これにより、この種の回路装置
にＥＭＣ範囲の内部及び外部擾乱が発生する。
降圧回路、直流電動機用電力変換装置並びに３相電動機
用電力変換装置、等等）において見ることのできる回路
装置の、本発明に関係する部分を示す。この回路装置は
２つのスイッチＴ１、Ｔ２（この場合ＭＯＳＦＥＴトラ
ンジスタ）を備えたハーフブリッジ装置を含み、このハ
ーフブリッジ装置は例えば中間回路電圧の直流電源ＵG
から給電される。図１に示された回路に関する検討を理
解するために、図１に示された回路は、最初に、スイッ
チＴ１、Ｔ２に対して直列に配置された直列ダイオード
ＤＳ１、ＤＳ２と、これらの直列ダイオード及びスイッ
チから成るそれぞれの組み合わせに対して並列に接続さ
れたフリーホイーリングダイオードＤＦ１、ＤＦ２とを
備えていない回路部分について考察する。ハーフブリッ
ジの中点には誘導分を有する負荷回路が接続されてお
り、この負荷回路は例えば負荷電流ＩLが通流しインダ
クタンスＬと抵抗ＲＬとから成る直列回路として概略的
に示されている。負荷回路はさらに２つの直列接続され
たコンデンサＣ１、Ｃ２の中点に接続されており、これ
らのコンデンサＣ１、Ｃ２はハーフブリッジスイッチＴ
１、Ｔ２に対して並列に配置されている。ハーフブリッ
ジスイッチＴ１、Ｔ２は概略的に示されている制御装置
Ｓによって駆動される。図２はＭＯＳＦＥＴの等価回路
図を示し、この図２によれば、ドレインＤとソースＳと
の間には、ドレインＤからソースＳへの主電流流れ方向
に対して逆並列に配置されたいわゆるボディダイオード
ＤＢと、これに対して並列に配置された出力コンデンサ
ＣOSSとが存在している。図３は例えば制御装置Ｓによ
ってハーフブリッジ装置を駆動するための負荷電流ＩL
の時間経過を示す。期間の間、トランジスタＴ２はオ
フにされ、トランジスタＴ１が交互にオン及びオフにさ
れ、一方これは期間においては逆となる。拡大して示
されている部分期間１ａ中、電流は経路ＵG−Ｔ１−Ｌ
−ＲＬ−Ｃ２において流れ、部分期間１ｂ中、負荷電流
はスイッチＴ１の遮断後に（その場合、スイッチＴ２は
さらにオフにされ続けているので）負荷回路の誘導分に
基づいて引き続いて経路Ｌ−ＲＬ−Ｃ２−Ｔ２において
流れる。これはスイッチＴ２のボディダイオードＤＢに
よって可能である。トランジスタＴ２に固有のボディダ
イオードＤＢはその電気特性に関しては遮断時間が非常
に長いこと及び順方向電圧が低いことを特徴とする。今
スイッチＴ１が部分期間１ｂ後に再びオンにされると、
すなわちハーフブリッジ中点に電圧Ｕμ（＝ＵG）が印
加されると、短時間の間トランジスタＴ２のボディダイ
オードＤＢを介して電流（短絡電流と呼ぶことができ
る）が流れ、これによってトランジスタ内で変換された
高い損失電力が生ずる。これにより、この種の回路装置
にＥＭＣ範囲の内部及び外部擾乱が発生する。
【０００４】この種の回路の信頼性を改善するために、
及び擾乱を抑制するためのシールドの必要性を回避する
ために、従来の技術においては、各スイッチに対して直
列に直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２を、特にショットキ
ーダイオードによって実現して（というのはこのダイオ
ードは低い順方向電圧に適しているので）配置すること
が提案されている。直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２は、
それぞれのスイッチの主電流流れ方向への電流の流れを
可能にするように向けられている。それゆえ、それぞれ
の直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２とそれに所属するボデ
ィダイオードＤＢ１、ＤＢ２（このために図４も参照）
とは逆直列に接続され、それゆえそれぞれのボディダイ
オードを通る電流の流れはフリーホイーリング（図３の
部分期間１ｂ）中は阻止される。それゆえＭＯＳＦＥＴ
に固有のボディダイオードの機能はそれぞれの直列ダイ
オードによって阻止されるので、この組み合わせに対し
て並列に配置されたフリーホイーリングＤＦ１、ＤＦ２
が設けられ、これらのフリーホイーリングダイオードが
それぞれのボディダイオードの本来の機能を引き受けな
ければならない。
及び擾乱を抑制するためのシールドの必要性を回避する
ために、従来の技術においては、各スイッチに対して直
列に直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２を、特にショットキ
ーダイオードによって実現して（というのはこのダイオ
ードは低い順方向電圧に適しているので）配置すること
が提案されている。直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２は、
それぞれのスイッチの主電流流れ方向への電流の流れを
可能にするように向けられている。それゆえ、それぞれ
の直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２とそれに所属するボデ
ィダイオードＤＢ１、ＤＢ２（このために図４も参照）
とは逆直列に接続され、それゆえそれぞれのボディダイ
オードを通る電流の流れはフリーホイーリング（図３の
部分期間１ｂ）中は阻止される。それゆえＭＯＳＦＥＴ
に固有のボディダイオードの機能はそれぞれの直列ダイ
オードによって阻止されるので、この組み合わせに対し
て並列に配置されたフリーホイーリングＤＦ１、ＤＦ２
が設けられ、これらのフリーホイーリングダイオードが
それぞれのボディダイオードの本来の機能を引き受けな
ければならない。
【０００５】しかしながら、実際上今や、この種の回路
装置において２つの直列ダイオードの内の一方の直列ダ
イオードＤＳ１又はＤＳ２がしばしば故障することが明
らかになっている。
装置において２つの直列ダイオードの内の一方の直列ダ
イオードＤＳ１又はＤＳ２がしばしば故障することが明
らかになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、図１に示されているような冒頭で述べた種類のこの
種の回路装置を、直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２の故障
率が減少するように改善することにある。
は、図１に示されているような冒頭で述べた種類のこの
種の回路装置を、直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２の故障
率が減少するように改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、各直列ダイオードが負荷軽減容量を並列に接続さ
れることによって解決される。
れば、各直列ダイオードが負荷軽減容量を並列に接続さ
れることによって解決される。
【０００８】機能を以下において詳細に説明するこの手
段によれば、直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２の故障率が
明らかに減少すると共に、回路内で変換された損失電力
が減少する。この手段によって、直列ダイオードＤＳ
１、ＤＳ２用として小形の、従って安価なダイオードを
使用することができるようになる。
段によれば、直列ダイオードＤＳ１、ＤＳ２の故障率が
明らかに減少すると共に、回路内で変換された損失電力
が減少する。この手段によって、直列ダイオードＤＳ
１、ＤＳ２用として小形の、従って安価なダイオードを
使用することができるようになる。
【０００９】本発明による解決策は特にスイッチがＭＯ
ＳＦＥＴによって実現されているハーフブリッジ装置に
おいて適用することができ、その場合上述したように、
それぞれの内部ダイオードがそれぞれのボディダイオー
ドによって、及びそれぞれの内部容量がそれぞれの出力
容量によって形成される。それにも拘わらず、本発明に
よる解決策は、ＭＯＳＦＥＴに寄生しているこのデバイ
スが他の組み合わせによって実現されているような回路
装置においても使用することができる。
ＳＦＥＴによって実現されているハーフブリッジ装置に
おいて適用することができ、その場合上述したように、
それぞれの内部ダイオードがそれぞれのボディダイオー
ドによって、及びそれぞれの内部容量がそれぞれの出力
容量によって形成される。それにも拘わらず、本発明に
よる解決策は、ＭＯＳＦＥＴに寄生しているこのデバイ
スが他の組み合わせによって実現されているような回路
装置においても使用することができる。
【００１０】各負荷軽減容量は、回路装置の作動時に負
荷軽減容量と内部容量とから主として形成されたそれぞ
れの分圧器におけるその負荷軽減容量に降下する電圧が
それぞれの直列ダイオードの阻止電圧より常に小さくな
るように設定されていると好ましい。負荷軽減容量が１
００ｐＦ〜１０ｎＦであると好ましい。
荷軽減容量と内部容量とから主として形成されたそれぞ
れの分圧器におけるその負荷軽減容量に降下する電圧が
それぞれの直列ダイオードの阻止電圧より常に小さくな
るように設定されていると好ましい。負荷軽減容量が１
００ｐＦ〜１０ｎＦであると好ましい。
【００１１】本発明の適用は勿論ハーフブリッジ装置に
限定されず、２つの別のスイッチを使用してフルブリッ
ジ装置において実現することもでき、その場合スイッチ
の中点間に負荷回路が接続される。
限定されず、２つの別のスイッチを使用してフルブリッ
ジ装置において実現することもでき、その場合スイッチ
の中点間に負荷回路が接続される。
【００１２】本発明による解決策はハーフブリッジ装置
に４つの別のスイッチを追加して３相ブリッジにおいて
実現することもでき、この３相ブリッジに負荷回路が接
続される。それゆえ多数の使用分野が存在し、例えば、
放電ランプを点灯するための安定器内で使用される降圧
回路、直流電動機用電力変換装置、並びに３相電動機用
電力変換装置が挙げられる。
に４つの別のスイッチを追加して３相ブリッジにおいて
実現することもでき、この３相ブリッジに負荷回路が接
続される。それゆえ多数の使用分野が存在し、例えば、
放電ランプを点灯するための安定器内で使用される降圧
回路、直流電動機用電力変換装置、並びに３相電動機用
電力変換装置が挙げられる。
【００１３】本発明の他の有利な実施態様は従属請求項
に記載されている。
に記載されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下において本発明の実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】図４は本発明による回路装置を示し、この
回路装置において図１及び図２の等価回路図における部
品と同一部品には同一符号が付されている。直列ダイオ
ードＤＳ１、ＤＳ２に対して並列に負荷軽減容量ＣＥ
１、ＣＥ２が接続されているが、これらは以下の検討に
おいて最初はまだ問題にされるべきではいない。トラン
ジスタＴ１もしくはＴ２のスイッチング及び負荷回路の
誘導分に基づいて、ハーフブリッジ中点の電位Ｕμは＋
ＵGとアースとの間を行ったり来たりする。この際、ト
ランジスタＴ１、Ｔ２のそれぞれのドレイン端子は作動
電極として、それぞれのソース端子は基準電極として作
用する。
回路装置において図１及び図２の等価回路図における部
品と同一部品には同一符号が付されている。直列ダイオ
ードＤＳ１、ＤＳ２に対して並列に負荷軽減容量ＣＥ
１、ＣＥ２が接続されているが、これらは以下の検討に
おいて最初はまだ問題にされるべきではいない。トラン
ジスタＴ１もしくはＴ２のスイッチング及び負荷回路の
誘導分に基づいて、ハーフブリッジ中点の電位Ｕμは＋
ＵGとアースとの間を行ったり来たりする。この際、ト
ランジスタＴ１、Ｔ２のそれぞれのドレイン端子は作動
電極として、それぞれのソース端子は基準電極として作
用する。
【００１６】電位Ｕμが０からＵGへ移行する際のスイ
ッチング立ち上がり縁は過渡電流ＩD SCE2と容量ＣOSS２
の充電とを生ずる。この電流ＩDSCE2は、図１の場合に
はショットキーダイオードＤＳ２のみを通って流れ、そ
れに対して図４の場合にはダイオードＤＳ２と負荷軽減
容量ＣＥ２とから成る並列回路を通って流れる。電位Ｕ
μは数百ボルト又はそれ以上の大きさに成り得るので、
この場合には相当大きい電流ＩDSCE2が流れる（図５参
照）。しかしながら、問題は、電位ＵμがＵGに等しい
状態から電位Ｕμが０に等しい状態への移行である。こ
の場合、負の電流Ｉ DSCE2が出力容量ＣOSS２の放電のた
めに流れる、すなわち図１の場合にはダイオードＤＳ２
がいわゆるアバランシェモードで作動される。アバラン
シェモードとは、ダイオードＤＳ２にこのダイオードの
阻止電圧より大きい電圧が阻止方向に印加され、それに
よりダイオードＤＳ２が阻止方向への電流の流れ（負の
電流Ｉ DSCE2、図５参照）を生ずることを意味する。ア
バランシェモードにおいてはダイオードにそれに固有の
阻止電圧が降下する。
ッチング立ち上がり縁は過渡電流ＩD SCE2と容量ＣOSS２
の充電とを生ずる。この電流ＩDSCE2は、図１の場合に
はショットキーダイオードＤＳ２のみを通って流れ、そ
れに対して図４の場合にはダイオードＤＳ２と負荷軽減
容量ＣＥ２とから成る並列回路を通って流れる。電位Ｕ
μは数百ボルト又はそれ以上の大きさに成り得るので、
この場合には相当大きい電流ＩDSCE2が流れる（図５参
照）。しかしながら、問題は、電位ＵμがＵGに等しい
状態から電位Ｕμが０に等しい状態への移行である。こ
の場合、負の電流Ｉ DSCE2が出力容量ＣOSS２の放電のた
めに流れる、すなわち図１の場合にはダイオードＤＳ２
がいわゆるアバランシェモードで作動される。アバラン
シェモードとは、ダイオードＤＳ２にこのダイオードの
阻止電圧より大きい電圧が阻止方向に印加され、それに
よりダイオードＤＳ２が阻止方向への電流の流れ（負の
電流Ｉ DSCE2、図５参照）を生ずることを意味する。ア
バランシェモードにおいてはダイオードにそれに固有の
阻止電圧が降下する。
【００１７】アバランシェモードは直列ダイオードの故
障の一次原因であるように見なせる。さらに、直列ダイ
オードのこの作動様式はこのダイオードにおける損失電
力（つまりダイオードＤＳ２の阻止電圧と電流ＩDSCE2
との積）の変換をも生ぜしめる。
障の一次原因であるように見なせる。さらに、直列ダイ
オードのこの作動様式はこのダイオードにおける損失電
力（つまりダイオードＤＳ２の阻止電圧と電流ＩDSCE2
との積）の変換をも生ぜしめる。
【００１８】本発明により追加された負荷軽減コンデン
サＣＥ１、ＣＥ２は以下のように作用する。負の電流Ｉ
DSCE2は直列ダイオードＤＳ２に対して並列に位置する
負荷軽減コンデンサＣＥ２を所定の立ち上がり勾配で充
電する。コンデンサＣＥ２が適当に設定されている場
合、このコンデンサはダイオードＤＳ２の降伏電圧に達
するのを防止する。それゆえ、直列ダイオードＤＳ２の
アバランシェモードは起らない。次に電位Ｕμがアース
から＋ＵGへ電圧跳躍すると、負荷軽減コンデンサＣＥ
２が再び放電する。
サＣＥ１、ＣＥ２は以下のように作用する。負の電流Ｉ
DSCE2は直列ダイオードＤＳ２に対して並列に位置する
負荷軽減コンデンサＣＥ２を所定の立ち上がり勾配で充
電する。コンデンサＣＥ２が適当に設定されている場
合、このコンデンサはダイオードＤＳ２の降伏電圧に達
するのを防止する。それゆえ、直列ダイオードＤＳ２の
アバランシェモードは起らない。次に電位Ｕμがアース
から＋ＵGへ電圧跳躍すると、負荷軽減コンデンサＣＥ
２が再び放電する。
【００１９】上記の説明は同様に直列ダイオードＤＳ１
及び負荷軽減コンデンサＣＥ１に対しても当てはまる。
及び負荷軽減コンデンサＣＥ１に対しても当てはまる。
【００２０】それぞれの負荷軽減コンデンサＣＥを設定
するために、直列ダイオードＤＳ、負荷軽減コンデンサ
ＣＥ、ボディダイオードＤＢ及び出力容量ＣOSSから成
るそれぞれの組み合わせは、両ダイオードが阻止状態に
あるので、負荷軽減コンデンサＣＥと出力容量ＣOSSと
から成る直列回路に簡単化される。その場合、負荷軽減
コンデンサＣＥと出力容量ＣOSSとから構成される分圧
器は、負荷軽減コンデンサＣＥに降下する最大電圧が負
荷軽減コンデンサＣＥに対して並列に位置する直列ダイ
オードＤＳの阻止電圧以下となるように有利に設定され
ている。この場合に考慮することは出力容量ＣOSSの電
圧依存性である。
するために、直列ダイオードＤＳ、負荷軽減コンデンサ
ＣＥ、ボディダイオードＤＢ及び出力容量ＣOSSから成
るそれぞれの組み合わせは、両ダイオードが阻止状態に
あるので、負荷軽減コンデンサＣＥと出力容量ＣOSSと
から成る直列回路に簡単化される。その場合、負荷軽減
コンデンサＣＥと出力容量ＣOSSとから構成される分圧
器は、負荷軽減コンデンサＣＥに降下する最大電圧が負
荷軽減コンデンサＣＥに対して並列に位置する直列ダイ
オードＤＳの阻止電圧以下となるように有利に設定され
ている。この場合に考慮することは出力容量ＣOSSの電
圧依存性である。
【００２１】意図した効果つまり直列ダイオードの故障
率の減少の他に、本発明によれば、さらに、今や直列ダ
イオードにおいて有効電力が変換されないだけでなく、
無効電力だけが負荷軽減コンデンサと出力容量ＣOSSと
の間を行ったり来たりさせられる。これによって回路装
置の熱発生が減少し、この減少に伴う利点も生ずる。
率の減少の他に、本発明によれば、さらに、今や直列ダ
イオードにおいて有効電力が変換されないだけでなく、
無効電力だけが負荷軽減コンデンサと出力容量ＣOSSと
の間を行ったり来たりさせられる。これによって回路装
置の熱発生が減少し、この減少に伴う利点も生ずる。
【００２２】この回路はｎチャネルＭＯＳＦＥＴを備え
たハーフブリッジ装置を例として説明されているが、し
かしながら専門家にとっては良く知られているように、
ｐチャネルＭＯＳＦＥＴを使用して実現することもでき
る。コンデンサＣ１、Ｃ２をスイッチによって置換する
ことにより、この回路は容易にフルブリッジ装置に適用
することができる。専門家にとっては良く分かるよう
に、この回路は３相電動機用電力変換装置においても適
用することができ、その場合特に４個の別のスイッチが
ハーフブリッジ装置に追加される。
たハーフブリッジ装置を例として説明されているが、し
かしながら専門家にとっては良く知られているように、
ｐチャネルＭＯＳＦＥＴを使用して実現することもでき
る。コンデンサＣ１、Ｃ２をスイッチによって置換する
ことにより、この回路は容易にフルブリッジ装置に適用
することができる。専門家にとっては良く分かるよう
に、この回路は３相電動機用電力変換装置においても適
用することができ、その場合特に４個の別のスイッチが
ハーフブリッジ装置に追加される。
【００２３】本発明の機能にとっては、直列ダイオード
ＤＳと負荷軽減容量ＣＥとから成る組み合わせが作動電
極側又は基準電極側で所属スイッチに接続されるか否か
はどうでも良いことである。
ＤＳと負荷軽減容量ＣＥとから成る組み合わせが作動電
極側又は基準電極側で所属スイッチに接続されるか否か
はどうでも良いことである。
【図１】従来技術から公知である回路装置を示す回路図
【図２】ＭＯＳＦＥＴの等価回路図
【図３】図１による回路装置を駆動する際の負荷電流の
時間的経過を示す波形図
時間的経過を示す波形図
【図４】本発明による解決策を実現する回路装置を示す
回路図
回路図
【図５】図１及び図４による回路装置を駆動する際の電
圧及び電流の時間的経過を示す波形図
圧及び電流の時間的経過を示す波形図
Ｔ１、Ｔ２ スイッチ ＤＳ１、ＤＳ２ 直列ダイオード ＣＥ１、ＣＥ２ 負荷軽減コンデンサ ＤＦ１、ＤＦ２ フリーホイーリングダイオード ＣOSS１、ＣOSS２ 出力容量 ＤＢ１、ＤＢ２ ボディダイオード
フロントページの続き (71)出願人 391045794 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユア エレクトリツシエ グリユーラ ンペン ミツト ベシユレンクテル ハフ ツング ＰＡＴＥＮＴ−ＴＲＥＵＨＡＮＤ−ＧＥＳ ＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＦＵＲ ＥＬＥＫＴ ＲＩＳＣＨＥ ＧＬＵＨＬＡＭＰＥＮ Ｍ ＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦ ＴＵＮＧ ドイツ連邦共和国ミユンヘン （番地な し) (72)発明者 ワルター リンマー ドイツ連邦共和国 80801 ミュンヘン カイザーシュトラーセ 40 (72)発明者 アンドレアス フーバー ドイツ連邦共和国 82216 マイザッハ リードルシュトラーセ 34 (72)発明者 ペーター ニーダーマイヤー ドイツ連邦共和国 80995 ミュンヘン ゾンネンタウシュトラーセ ５
Claims (10)
- 【請求項１】 第１及び第２のスイッチ（Ｔ１；Ｔ２）
を含むハーフブリッジ装置と、少なくとも１つの誘導分
（Ｌ）を有しハーフブリッジ装置の中点に接続された負
荷回路（Ｌ；ＲＬ）とを備え、各スイッチ（Ｔ１；Ｔ
２）が作動電極と基準電極との間にそれぞれのスイッチ
（Ｔ１；Ｔ２）の主電流流れ方向に対して逆並列に接続
された内部ダイオード（ＤＢ１；ＤＢ２）及び内部容量
（ＣOSS１；ＣOSS２）を有し、主電流流れ方向において
それぞれのスイッチ（Ｔ１；Ｔ２）に対して直列に、直
列ダイオード（ＤＳ１；ＤＳ２）が主電流流れ方向の電
流の流れを可能にするように配置され、スイッチ（Ｔ
１；Ｔ２）と直列ダイオード（ＤＳ１；ＤＳ２）とから
成るそれぞれの直列回路に対してフリーホイーリングダ
イオード（ＤＦ１；ＤＦ２）が並列に接続されている回
路装置において、各直列ダイオード（ＤＳ１；ＤＳ２）
に対して並列に負荷軽減容量（ＣＥ１；ＣＥ２）が接続
されていることを特徴とする回路装置。 - 【請求項２】 ハーフブリッジ装置における第１及び第
２のスイッチ（Ｔ１；Ｔ２）がＭＯＳＦＥＴによって実
現され、それぞれの内部ダイオードがそれぞれのボディ
ダイオード（ＤＢ１；ＤＢ２）によって、及びそれぞれ
の内部容量がそれぞれの出力容量（ＣOSS１；ＣOSS２）
によって形成されていることを特徴とする請求項１記載
の回路装置。 - 【請求項３】 各負荷軽減容量（ＣＥ１；ＣＥ２）は、
回路装置の作動時に負荷軽減容量（ＣＥ１；ＣＥ２）と
内部容量（ＣOSS１；ＣOSS２）とから主として形成され
たそれぞれの分圧器におけるその負荷軽減容量（ＣＥ
１；ＣＥ２）に降下する電圧がそれぞれの直列ダイオー
ド（ＤＳ１；ＤＳ２）の阻止電圧より常に小さくなるよ
うに設定されていることを特徴とする請求項１記載の回
路装置。 - 【請求項４】 負荷軽減容量（ＣＥ１；ＣＥ２）が１０
０ｐＦ〜１０ｎＦであることを特徴とする請求項３記載
の回路装置。 - 【請求項５】 ハーフブリッジ装置と２つの別のスイッ
チとがフルブリッジ装置を形成し、その中点間に負荷回
路（Ｌ；ＲＬ）が接続されていることを特徴とする請求
項１記載の回路装置。 - 【請求項６】 ハーフブリッジ装置と４つの別のスイッ
チとが３相ブリッジを形成し、その３相ブリッジに負荷
が接続されていることを特徴とする請求項１記載の回路
装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至５の１つに記載の回路装置
を備えた降圧回路。 - 【請求項８】 請求項１乃至５の１つに記載の回路装置
を備えた直流電動機用電力変換装置。 - 【請求項９】 請求項１乃至６の１つに記載の回路装置
を備えた３相電動機用電力変換装置。 - 【請求項１０】 放電ランプを点灯するために請求項７
に記載の降圧回路を備えた安定器。
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