JP2001238463A - インバータ回路 - Google Patents
インバータ回路Info
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- JP2001238463A JP2001238463A JP2000052121A JP2000052121A JP2001238463A JP 2001238463 A JP2001238463 A JP 2001238463A JP 2000052121 A JP2000052121 A JP 2000052121A JP 2000052121 A JP2000052121 A JP 2000052121A JP 2001238463 A JP2001238463 A JP 2001238463A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変圧器等を用いることなく、誘導加熱装置等
の負荷に対して低電圧、大電流の交流電力を供給可能と
する。 【解決手段】 各々２個のスイッチング素子３ａ，３ｂ
及び３ｃ，３ｄの直列回路からなる第１、第２のスイッ
チング素子対を直列に接続し、各スイッチング素子対に
並列にコンデンサ２ａ，２ｂを接続する。各スイッチン
グ素子対を構成する２個のスイッチング素子３ａ，３ｂ
及び３ｃ，３ｄ同士の接続点をそれぞれコンデンサ５
ａ，５ｂを介して負荷６の一端に接続し、負荷６の他端
を各スイッチング素子対同士の接続点に接続する。各ス
イッチング素子対の上アームのスイッチング素子３ａ，
３ｃ同士と下アームのスイッチング素子３ｂ，３ｄ同士
とを一括して交互にオン・オフさせる。
の負荷に対して低電圧、大電流の交流電力を供給可能と
する。 【解決手段】 各々２個のスイッチング素子３ａ，３ｂ
及び３ｃ，３ｄの直列回路からなる第１、第２のスイッ
チング素子対を直列に接続し、各スイッチング素子対に
並列にコンデンサ２ａ，２ｂを接続する。各スイッチン
グ素子対を構成する２個のスイッチング素子３ａ，３ｂ
及び３ｃ，３ｄ同士の接続点をそれぞれコンデンサ５
ａ，５ｂを介して負荷６の一端に接続し、負荷６の他端
を各スイッチング素子対同士の接続点に接続する。各ス
イッチング素子対の上アームのスイッチング素子３ａ，
３ｃ同士と下アームのスイッチング素子３ｂ，３ｄ同士
とを一括して交互にオン・オフさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低電圧、大電流を
必要とする負荷の給電回路に適したインバータ回路に関
するものである。
必要とする負荷の給電回路に適したインバータ回路に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、特公平７−２０３７８号公報に
記載されたこの種のインバータ回路の従来技術である。
図において、１は直流電源（電圧Ｅd）、２ａ，２ｂは
直流電源１の両端に直列接続された直流電圧源としての
分圧用のコンデンサ、３ａ，３ｂはコンデンサ２ａに並
列接続されたＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、３
ｃ，３ｄはコンデンサ２ｂに並列接続されたスイッチン
グ素子対、４ａ〜４ｄは各スイッチング素子３ａ〜３ｄ
にそれぞれ逆並列接続されたダイオード、５は一端がス
イッチング素子３ａ，３ｂ同士の接続点に接続されたコ
ンデンサ、７は一次巻線の一端が前記コンデンサ５の他
端に接続され、他端がスイッチング素子３ｃ，３ｄ同士
の接続点に接続された変圧器、６は変圧器７の二次巻線
の両端に接続された負荷であり、低電圧、大電流を必要
とする誘導加熱装置等である。
記載されたこの種のインバータ回路の従来技術である。
図において、１は直流電源（電圧Ｅd）、２ａ，２ｂは
直流電源１の両端に直列接続された直流電圧源としての
分圧用のコンデンサ、３ａ，３ｂはコンデンサ２ａに並
列接続されたＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、３
ｃ，３ｄはコンデンサ２ｂに並列接続されたスイッチン
グ素子対、４ａ〜４ｄは各スイッチング素子３ａ〜３ｄ
にそれぞれ逆並列接続されたダイオード、５は一端がス
イッチング素子３ａ，３ｂ同士の接続点に接続されたコ
ンデンサ、７は一次巻線の一端が前記コンデンサ５の他
端に接続され、他端がスイッチング素子３ｃ，３ｄ同士
の接続点に接続された変圧器、６は変圧器７の二次巻線
の両端に接続された負荷であり、低電圧、大電流を必要
とする誘導加熱装置等である。
【０００３】このインバータ回路においては、スイッチ
ング素子の耐電圧の２倍の直流中間電圧Ｅｄがスイッチ
ング素子３ａ〜３ｄの直列回路両端に印加され、±Ｅd
／４の負荷電圧とスイッチング素子の許容電流の２倍の
負荷電流を供給するように動作する。また、前記変圧器
７は、インバータ回路の出力電圧を１／２倍にし、出力
電流を２倍にして負荷６に供給する機能を持つ。
ング素子の耐電圧の２倍の直流中間電圧Ｅｄがスイッチ
ング素子３ａ〜３ｄの直列回路両端に印加され、±Ｅd
／４の負荷電圧とスイッチング素子の許容電流の２倍の
負荷電流を供給するように動作する。また、前記変圧器
７は、インバータ回路の出力電圧を１／２倍にし、出力
電流を２倍にして負荷６に供給する機能を持つ。
【０００４】その動作を詳述すると、上記従来技術で
は、直列接続された２つのスイッチング素子対のそれぞ
れ外側のスイッチング素子３ａ，３ｄと、内側のスイッ
チング素子３ｂ，３ｃとを交互にスイッチングすること
により、負荷６に交流電力を供給する。つまり、直流中
間電圧Ｅdを分圧するコンデンサ２ａ，２ｂが並列接続
された各スイッチング素子対の中の一方のスイッチング
素子がオンするので、各スイッチング素子３ａ〜３ｄに
は、直流中間電圧Ｅdの１／２以下が印加されることに
なる。
は、直列接続された２つのスイッチング素子対のそれぞ
れ外側のスイッチング素子３ａ，３ｄと、内側のスイッ
チング素子３ｂ，３ｃとを交互にスイッチングすること
により、負荷６に交流電力を供給する。つまり、直流中
間電圧Ｅdを分圧するコンデンサ２ａ，２ｂが並列接続
された各スイッチング素子対の中の一方のスイッチング
素子がオンするので、各スイッチング素子３ａ〜３ｄに
は、直流中間電圧Ｅdの１／２以下が印加されることに
なる。
【０００５】外側のスイッチング素子３ａ，３ｄがオン
しているとき、電流はコンデンサ５を介して負荷６に供
給されるため、図示の極性で電圧が印加されているコン
デンサ５の電圧が差し引かれ、変圧器７の一次巻線に電
圧（＋Ｅd／２）が印加される。また、内側のスイッチ
ング素子３ｂ，３ｃがオンしているとき、コンデンサ５
の電圧（−Ｅd／２）が変圧器７の一次巻線に印加され
ることになる。
しているとき、電流はコンデンサ５を介して負荷６に供
給されるため、図示の極性で電圧が印加されているコン
デンサ５の電圧が差し引かれ、変圧器７の一次巻線に電
圧（＋Ｅd／２）が印加される。また、内側のスイッチ
ング素子３ｂ，３ｃがオンしているとき、コンデンサ５
の電圧（−Ｅd／２）が変圧器７の一次巻線に印加され
ることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６に示したインバー
タ回路では、出力電圧を１／２倍、出力電流を２倍にす
るためにインバータ回路の出力側に変圧器が接続されて
おり、装置全体が大形化するとともにコストが高くなる
という問題があった。そこで本発明は、出力側に変圧器
を設けなくても低電圧、大電流の負荷に対して所望の交
流電力を供給できるようにしたインバータ回路を提供し
ようとするものである。
タ回路では、出力電圧を１／２倍、出力電流を２倍にす
るためにインバータ回路の出力側に変圧器が接続されて
おり、装置全体が大形化するとともにコストが高くなる
という問題があった。そこで本発明は、出力側に変圧器
を設けなくても低電圧、大電流の負荷に対して所望の交
流電力を供給できるようにしたインバータ回路を提供し
ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、各々２個のスイッチング素
子の直列回路からなる第１、第２のスイッチング素子対
を直列に接続し、各スイッチング素子対に並列に直流電
圧源を接続するとともに、各スイッチング素子対を構成
する２個のスイッチング素子同士の接続点と、２つのス
イッチング素子対同士の接続点またはスイッチング素子
対の一端との間に、コンデンサと負荷との直列回路を形
成して構成され、各スイッチング素子対の上アームのス
イッチング素子同士と下アームのスイッチング素子同士
とを一括して交互にオン・オフさせるものである。
め、請求項１記載の発明は、各々２個のスイッチング素
子の直列回路からなる第１、第２のスイッチング素子対
を直列に接続し、各スイッチング素子対に並列に直流電
圧源を接続するとともに、各スイッチング素子対を構成
する２個のスイッチング素子同士の接続点と、２つのス
イッチング素子対同士の接続点またはスイッチング素子
対の一端との間に、コンデンサと負荷との直列回路を形
成して構成され、各スイッチング素子対の上アームのス
イッチング素子同士と下アームのスイッチング素子同士
とを一括して交互にオン・オフさせるものである。
【０００８】本発明においては、スイッチング素子対に
並列に接続されたコンデンサ電圧と負荷側に接続された
コンデンサ電圧との組合せにより、負荷の両端にそれぞ
れ直流中間電圧Ｅdを±１／（２×２）倍にした電圧を
出力し、負荷には電流を並列的に供給してスイッチング
素子の許容電流の２倍の電流を流すことができる。
並列に接続されたコンデンサ電圧と負荷側に接続された
コンデンサ電圧との組合せにより、負荷の両端にそれぞ
れ直流中間電圧Ｅdを±１／（２×２）倍にした電圧を
出力し、負荷には電流を並列的に供給してスイッチング
素子の許容電流の２倍の電流を流すことができる。
【０００９】請求項２記載の発明は、各々２個のスイッ
チング素子の直列回路からなる３つ以上のスイッチング
素子対を直列に接続し、各スイッチング素子対に並列に
直流電圧源を接続するとともに、各スイッチング素子対
を構成する２個のスイッチング素子同士の接続点と、２
つのスイッチング素子対同士の接続点またはスイッチン
グ素子対の一端との間に、コンデンサと負荷との直列回
路を形成して構成され、各スイッチング素子対の上アー
ムのスイッチング素子同士と下アームのスイッチング素
子同士とを一括して交互にオン・オフさせるものであ
る。
チング素子の直列回路からなる３つ以上のスイッチング
素子対を直列に接続し、各スイッチング素子対に並列に
直流電圧源を接続するとともに、各スイッチング素子対
を構成する２個のスイッチング素子同士の接続点と、２
つのスイッチング素子対同士の接続点またはスイッチン
グ素子対の一端との間に、コンデンサと負荷との直列回
路を形成して構成され、各スイッチング素子対の上アー
ムのスイッチング素子同士と下アームのスイッチング素
子同士とを一括して交互にオン・オフさせるものであ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態を示す回路図であり、図６と同一の構成要素に
は同一の参照符号を付してある。
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態を示す回路図であり、図６と同一の構成要素に
は同一の参照符号を付してある。
【００１１】図１の実施形態は、図６と同様にスイッチ
ング素子対が２個直列に接続されている。すなわち、ス
イッチング素子の耐電圧の２倍の電圧を供給する直流電
源１に直流電圧源としての分圧用のコンデンサ２ａ，２
ｂの直列回路が接続され、コンデンサ２ａには直列接続
されたＭＯＳＦＥＴ等の第１、第２のスイッチング素子
３ａ，３ｂが、コンデンサ２ｂには直列接続された第
３、第４のスイッチング素子３ｃ，３ｄがそれぞれ並列
に接続されている。ここで、スイッチング素子３ａ，３
ｂは第１のスイッチング素子対を構成し、スイッチング
素子３ｃ，３ｄは第２のスイッチング素子対を構成して
いる。また、各スイッチング素子３ａ〜３ｄには、逆並
列にダイオード４ａ〜４ｄが接続されている。
ング素子対が２個直列に接続されている。すなわち、ス
イッチング素子の耐電圧の２倍の電圧を供給する直流電
源１に直流電圧源としての分圧用のコンデンサ２ａ，２
ｂの直列回路が接続され、コンデンサ２ａには直列接続
されたＭＯＳＦＥＴ等の第１、第２のスイッチング素子
３ａ，３ｂが、コンデンサ２ｂには直列接続された第
３、第４のスイッチング素子３ｃ，３ｄがそれぞれ並列
に接続されている。ここで、スイッチング素子３ａ，３
ｂは第１のスイッチング素子対を構成し、スイッチング
素子３ｃ，３ｄは第２のスイッチング素子対を構成して
いる。また、各スイッチング素子３ａ〜３ｄには、逆並
列にダイオード４ａ〜４ｄが接続されている。
【００１２】更に、スイッチング素子３ａ，３ｂ同士の
接続点と負荷６の一端との間にコンデンサ５ａが接続さ
れ、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｂが接続されている。ま
た、負荷６の他端はスイッチング素子３ｂ，３ｃ同士の
接続点に接続されている。上記接続構成は、見方を変え
れば、スイッチング素子３ａ，３ｂ同士の接続点と第
１、第２のスイッチング素子対同士の接続点との間、及
び、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と第１、
第２のスイッチング素子対同士の接続点との間に、何れ
も負荷６とコンデンサ５ａ（またはコンデンサ５ｂ）と
の直列回路が形成されるものである。コンデンサ５ａ，
５ｂは、直流分電圧Ｅd／４を分担する目的ばかりでな
く、インダクタンス負荷との直列共振コンデンサ、負荷
の偏磁防止用直流分カットコンデンサ等を兼ねることが
できる。
接続点と負荷６の一端との間にコンデンサ５ａが接続さ
れ、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｂが接続されている。ま
た、負荷６の他端はスイッチング素子３ｂ，３ｃ同士の
接続点に接続されている。上記接続構成は、見方を変え
れば、スイッチング素子３ａ，３ｂ同士の接続点と第
１、第２のスイッチング素子対同士の接続点との間、及
び、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と第１、
第２のスイッチング素子対同士の接続点との間に、何れ
も負荷６とコンデンサ５ａ（またはコンデンサ５ｂ）と
の直列回路が形成されるものである。コンデンサ５ａ，
５ｂは、直流分電圧Ｅd／４を分担する目的ばかりでな
く、インダクタンス負荷との直列共振コンデンサ、負荷
の偏磁防止用直流分カットコンデンサ等を兼ねることが
できる。
【００１３】上記実施形態の動作を、図２、図３を用い
て説明する。なお、図３は本実施形態におけるスイッチ
ング素子３ａ〜３ｄの動作を示すタイミングチャート、
並びに各部の電圧、電流波形図である。ここで、図３に
おける電圧の極性は図１に矢印で示すとおりであり、電
流については図１の矢印方向を正方向とする。この実施
形態では、直列接続された第１、第２のスイッチング素
子対の、それぞれ上アームのスイッチング素子（第１、
第３のスイッチング素子）３ａ，３ｃと下アームのスイ
ッチング素子（第２、第４のスイッチング素子）３ｂ，
３ｄとを一括して交互にオン・オフすることにより、負
荷６に低電圧、大電流の交流電力を供給する。
て説明する。なお、図３は本実施形態におけるスイッチ
ング素子３ａ〜３ｄの動作を示すタイミングチャート、
並びに各部の電圧、電流波形図である。ここで、図３に
おける電圧の極性は図１に矢印で示すとおりであり、電
流については図１の矢印方向を正方向とする。この実施
形態では、直列接続された第１、第２のスイッチング素
子対の、それぞれ上アームのスイッチング素子（第１、
第３のスイッチング素子）３ａ，３ｃと下アームのスイ
ッチング素子（第２、第４のスイッチング素子）３ｂ，
３ｄとを一括して交互にオン・オフすることにより、負
荷６に低電圧、大電流の交流電力を供給する。
【００１４】まず、図２（Ａ）に示すように第１、第３
のスイッチング素子３ａ，３ｃがオン状態、第２、第４
のスイッチング素子３ｂ，３ｄがオフ状態のとき、スイ
ッチング素子３ａから出力された電流は、コンデンサ５
ａ→負荷６→コンデンサ２ａ→スイッチング素子３ａの
経路で流れる。これにより、負荷６には、コンデンサ２
ａの電圧（＋Ｅd／２）にコンデンサ５ａの電圧（−Ｅd
／４）を足し合わせた電圧（＋Ｅd／４）が印加され
る。また、スイッチング素子３ｃから出力された電流
は、コンデンサ５ｂ→負荷６→スイッチング素子３ｃの
経路で流れる。すなわち、上記スイッチング素子３ａを
流れる電流と並列的な経路をとる。このため、負荷６に
は、コンデンサ５ｂの電圧（＋Ｅd／４）が印加され
る。
のスイッチング素子３ａ，３ｃがオン状態、第２、第４
のスイッチング素子３ｂ，３ｄがオフ状態のとき、スイ
ッチング素子３ａから出力された電流は、コンデンサ５
ａ→負荷６→コンデンサ２ａ→スイッチング素子３ａの
経路で流れる。これにより、負荷６には、コンデンサ２
ａの電圧（＋Ｅd／２）にコンデンサ５ａの電圧（−Ｅd
／４）を足し合わせた電圧（＋Ｅd／４）が印加され
る。また、スイッチング素子３ｃから出力された電流
は、コンデンサ５ｂ→負荷６→スイッチング素子３ｃの
経路で流れる。すなわち、上記スイッチング素子３ａを
流れる電流と並列的な経路をとる。このため、負荷６に
は、コンデンサ５ｂの電圧（＋Ｅd／４）が印加され
る。
【００１５】次に、図２（Ｂ）に示すように第２、第４
のスイッチング素子３ｂ，３ｄがオン状態、第１、第３
のスイッチング素子３ａ，３ｃがオフ状態のとき、電流
はスイッチング素子３ｂ→負荷６→コンデンサ５ａ→ス
イッチング素子３ｂの経路を流れ、負荷６には、コンデ
ンサ５ａの電圧（−Ｅd／４）が印加される。また、他
の電流は、スイッチング素子３ｄ→コンデンサ２ｂ→負
荷６→コンデンサ５ｂ→スイッチング素子３ｄの経路で
並列的に流れ、負荷６には、コンデンサ２ｂの電圧（−
Ｅd／２）にコンデンサ５ｂの電圧（＋Ｅd／４）を足し
合わせた電圧（−Ｅd／４）が印加される。
のスイッチング素子３ｂ，３ｄがオン状態、第１、第３
のスイッチング素子３ａ，３ｃがオフ状態のとき、電流
はスイッチング素子３ｂ→負荷６→コンデンサ５ａ→ス
イッチング素子３ｂの経路を流れ、負荷６には、コンデ
ンサ５ａの電圧（−Ｅd／４）が印加される。また、他
の電流は、スイッチング素子３ｄ→コンデンサ２ｂ→負
荷６→コンデンサ５ｂ→スイッチング素子３ｄの経路で
並列的に流れ、負荷６には、コンデンサ２ｂの電圧（−
Ｅd／２）にコンデンサ５ｂの電圧（＋Ｅd／４）を足し
合わせた電圧（−Ｅd／４）が印加される。
【００１６】上記のようにこの実施形態では、従来技術
と同様に、直流中間電圧Ｅdを分圧したコンデンサ２
ａ，２ｂが並列接続された、第１、第２のスイッチング
素子対の中の上アームまたは下アームのスイッチング素
子がオンするので、各スイッチング素子３ａ〜３ｄには
何れも直流中間電圧Ｅdの１／２以下が印加される。ま
た、スイッチング素子に逆並列接続されたダイオードに
電流が流れるときは、負荷６に印加される電圧は同じで
あり、電流が逆方向となる。以後、スイッチング素子３
ａ，３ｃと３ｂ，３ｄとのオン・オフを交互に繰り返す
ことにより、負荷６には、±Ｅd／４の電圧とスイッチ
ング素子の許容電流の２倍の電流とによる交流電力が供
給される。
と同様に、直流中間電圧Ｅdを分圧したコンデンサ２
ａ，２ｂが並列接続された、第１、第２のスイッチング
素子対の中の上アームまたは下アームのスイッチング素
子がオンするので、各スイッチング素子３ａ〜３ｄには
何れも直流中間電圧Ｅdの１／２以下が印加される。ま
た、スイッチング素子に逆並列接続されたダイオードに
電流が流れるときは、負荷６に印加される電圧は同じで
あり、電流が逆方向となる。以後、スイッチング素子３
ａ，３ｃと３ｂ，３ｄとのオン・オフを交互に繰り返す
ことにより、負荷６には、±Ｅd／４の電圧とスイッチ
ング素子の許容電流の２倍の電流とによる交流電力が供
給される。
【００１７】次いで、請求項２に記載した発明の実施形
態を図４に示す。この実施形態では、各々２個のスイッ
チング素子の直列回路からなる第１〜第３のスイッチン
グ素子対が直列に接続されている。すなわち、スイッチ
ング素子の耐電圧の３倍の電圧を供給する直流電源１に
分圧用のコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃの直列回路が接続
され、コンデンサ２ａには直列接続された第１、第２の
スイッチング素子３ａ，３ｂが、コンデンサ２ｂには直
列接続された第３、第４のスイッチング素子３ｃ，３ｄ
が、コンデンサ２ｃには直列接続された第５、第６のス
イッチング素子３ｅ，３ｆがそれぞれ並列に接続されて
いる。ここで、第１、第２のスイッチング素子３ａ，３
ｂは第１のスイッチング素子対を構成し、第３、第４の
スイッチング素子３ｃ，３ｄは第２のスイッチング素子
対を構成し、第５、第６のスイッチング素子３ｅ，３ｆ
は第３のスイッチング素子対を構成している。また、各
スイッチング素子３ａ〜３ｆには、逆並列にダイオード
４ａ〜４ｆが接続されている。
態を図４に示す。この実施形態では、各々２個のスイッ
チング素子の直列回路からなる第１〜第３のスイッチン
グ素子対が直列に接続されている。すなわち、スイッチ
ング素子の耐電圧の３倍の電圧を供給する直流電源１に
分圧用のコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃの直列回路が接続
され、コンデンサ２ａには直列接続された第１、第２の
スイッチング素子３ａ，３ｂが、コンデンサ２ｂには直
列接続された第３、第４のスイッチング素子３ｃ，３ｄ
が、コンデンサ２ｃには直列接続された第５、第６のス
イッチング素子３ｅ，３ｆがそれぞれ並列に接続されて
いる。ここで、第１、第２のスイッチング素子３ａ，３
ｂは第１のスイッチング素子対を構成し、第３、第４の
スイッチング素子３ｃ，３ｄは第２のスイッチング素子
対を構成し、第５、第６のスイッチング素子３ｅ，３ｆ
は第３のスイッチング素子対を構成している。また、各
スイッチング素子３ａ〜３ｆには、逆並列にダイオード
４ａ〜４ｆが接続されている。
【００１８】更に、スイッチング素子３ａ，３ｂ同士の
接続点と負荷６の一端との間にコンデンサ５ａが接続さ
れ、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｂが接続されているととも
に、スイッチング素子３ｅ，３ｆ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｃが接続されている。ま
た、負荷６の他端はスイッチング素子３ｅ，３ｆ同士の
接続点に接続されている。
接続点と負荷６の一端との間にコンデンサ５ａが接続さ
れ、スイッチング素子３ｃ，３ｄ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｂが接続されているととも
に、スイッチング素子３ｅ，３ｆ同士の接続点と負荷６
の一端との間にコンデンサ５ｃが接続されている。ま
た、負荷６の他端はスイッチング素子３ｅ，３ｆ同士の
接続点に接続されている。
【００１９】上記接続構成は、見方を変えれば、スイッ
チング素子３ａ，３ｂ同士の接続点と第２、第３のスイ
ッチング素子対同士の接続点との間、スイッチング素子
３ｃ，３ｄ同士の接続点と第２、第３のスイッチング素
子対同士の接続点との間、及び、スイッチング素子３
ｅ，３ｆ同士の接続点と第２、第３のスイッチング素子
対同士の接続点との間に、何れも負荷６とコンデンサ
（５ａまたは５ｂまたは５ｃ）との直列回路が形成され
るものである。
チング素子３ａ，３ｂ同士の接続点と第２、第３のスイ
ッチング素子対同士の接続点との間、スイッチング素子
３ｃ，３ｄ同士の接続点と第２、第３のスイッチング素
子対同士の接続点との間、及び、スイッチング素子３
ｅ，３ｆ同士の接続点と第２、第３のスイッチング素子
対同士の接続点との間に、何れも負荷６とコンデンサ
（５ａまたは５ｂまたは５ｃ）との直列回路が形成され
るものである。
【００２０】この実施形態では、直列接続された第１、
第２、第３のスイッチング素子対の、各々上アームのス
イッチング素子（第１、第３、第５のスイッチング素
子）３ａ，３ｃ，３ｅと下アームのスイッチング素子
（第２、第４、第６のスイッチング素子）３ｂ，３ｄ，
３ｆとを一括して交互にオン・オフすることにより、負
荷６に低電圧、大電流の交流電力を供給する。その際の
電流経路の図示は省略するが、各分圧用コンデンサ２
ａ，２ｂ，２ｃの電圧がＥd／３である状態で上述した
ようなスイッチングを行い、負荷側コンデンサ５ａ，５
ｂ，５ｃの電圧を図示するようにＥd／２，Ｅd／６，Ｅ
d／６（それぞれの極性を矢印で示す）とすれば、負荷
６には、±Ｅd／６の電圧とスイッチング素子の許容電
流の３倍の電流とによる交流電力が供給されることにな
る。
第２、第３のスイッチング素子対の、各々上アームのス
イッチング素子（第１、第３、第５のスイッチング素
子）３ａ，３ｃ，３ｅと下アームのスイッチング素子
（第２、第４、第６のスイッチング素子）３ｂ，３ｄ，
３ｆとを一括して交互にオン・オフすることにより、負
荷６に低電圧、大電流の交流電力を供給する。その際の
電流経路の図示は省略するが、各分圧用コンデンサ２
ａ，２ｂ，２ｃの電圧がＥd／３である状態で上述した
ようなスイッチングを行い、負荷側コンデンサ５ａ，５
ｂ，５ｃの電圧を図示するようにＥd／２，Ｅd／６，Ｅ
d／６（それぞれの極性を矢印で示す）とすれば、負荷
６には、±Ｅd／６の電圧とスイッチング素子の許容電
流の３倍の電流とによる交流電力が供給されることにな
る。
【００２１】次に、図５は請求項２の発明の他の実施形
態を示している。図４と異なるのは、図５では第２のス
イッチング素子対を構成するスイッチング素子３ｃ，３
ｄ同士の接続点が負荷６の一端に直接接続され、負荷６
の他端が、コンデンサ８ａ，８ｂ，８ｃを介して、スイ
ッチング素子３ｂ，３ｃ同士（第１、第２のスイッチン
グ素子対同士）の接続点、同３ｄ，３ｅ同士（第２、第
３のスイッチング素子対同士）の接続点、スイッチング
素子３ｆとコンデンサ２ｃとの接続点（直流電源１の負
極）にそれぞれ接続されている点である。
態を示している。図４と異なるのは、図５では第２のス
イッチング素子対を構成するスイッチング素子３ｃ，３
ｄ同士の接続点が負荷６の一端に直接接続され、負荷６
の他端が、コンデンサ８ａ，８ｂ，８ｃを介して、スイ
ッチング素子３ｂ，３ｃ同士（第１、第２のスイッチン
グ素子対同士）の接続点、同３ｄ，３ｅ同士（第２、第
３のスイッチング素子対同士）の接続点、スイッチング
素子３ｆとコンデンサ２ｃとの接続点（直流電源１の負
極）にそれぞれ接続されている点である。
【００２２】この実施形態においても、第１、第３、第
５のスイッチング素子３ａ，３ｃ，３ｅと第２、第４、
第６のスイッチング素子３ｂ，３ｄ，３ｆとを一括して
交互にオン・オフすることにより、負荷６に低電圧、大
電流の交流電力を供給する。上述したようなスイッチン
グを行い、出力側コンデンサ５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ，
８ｃの電圧を図示するようにＥd／３，Ｅd／３，Ｅd／
６，Ｅd／６，Ｅd／２（それぞれの極性を矢印で示す）
とすれば、負荷６には、図４の実施形態と同様に±Ｅd
／６の電圧とスイッチング素子の許容電流の３倍の電流
とによる交流電力が供給されるものである。
５のスイッチング素子３ａ，３ｃ，３ｅと第２、第４、
第６のスイッチング素子３ｂ，３ｄ，３ｆとを一括して
交互にオン・オフすることにより、負荷６に低電圧、大
電流の交流電力を供給する。上述したようなスイッチン
グを行い、出力側コンデンサ５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ，
８ｃの電圧を図示するようにＥd／３，Ｅd／３，Ｅd／
６，Ｅd／６，Ｅd／２（それぞれの極性を矢印で示す）
とすれば、負荷６には、図４の実施形態と同様に±Ｅd
／６の電圧とスイッチング素子の許容電流の３倍の電流
とによる交流電力が供給されるものである。
【００２３】なお、本発明は一般に、２個のスイッチン
グ素子の直列回路からなるスイッチング素子対がｎ（ｎ
は２以上の整数）個直列接続されたインバータ回路であ
って、スイッチング素子の耐電圧のｎ倍以上の直流電圧
が電源として供給された場合に、スイッチング素子を必
要個数直列接続する等の手段によらずに、各スイッチン
グ素子に印加される電圧を耐電圧以下にし、また変圧器
等を用いることなく、１／（２×ｎ）の負荷電圧でスイ
ッチング素子の許容電流のｎ倍の負荷電流を供給するこ
とができる。
グ素子の直列回路からなるスイッチング素子対がｎ（ｎ
は２以上の整数）個直列接続されたインバータ回路であ
って、スイッチング素子の耐電圧のｎ倍以上の直流電圧
が電源として供給された場合に、スイッチング素子を必
要個数直列接続する等の手段によらずに、各スイッチン
グ素子に印加される電圧を耐電圧以下にし、また変圧器
等を用いることなく、１／（２×ｎ）の負荷電圧でスイ
ッチング素子の許容電流のｎ倍の負荷電流を供給するこ
とができる。
【００２４】なお、上記実施形態では、インバータ回路
を構成するスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用い
ているが、他のスイッチング素子（例えばＧＴＯ等の自
己消弧形素子）を使用しても良い。
を構成するスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用い
ているが、他のスイッチング素子（例えばＧＴＯ等の自
己消弧形素子）を使用しても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来のよ
うに変圧器等を用いることなく低電圧、大電流の交流出
力が得られるため、信頼性が高く、小形かつ低コストの
インバータ回路を提供することができる。特に本発明
は、低電圧、大電流を必要とする誘導加熱装置等の電源
装置に適用すると有効である。
うに変圧器等を用いることなく低電圧、大電流の交流出
力が得られるため、信頼性が高く、小形かつ低コストの
インバータ回路を提供することができる。特に本発明
は、低電圧、大電流を必要とする誘導加熱装置等の電源
装置に適用すると有効である。
【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図２】図１の実施形態の動作説明図である。
【図３】図１の実施形態におけるスイッチング素子の動
作を示すタイミングチャート、並びに各部の電圧、電流
波形図である。
作を示すタイミングチャート、並びに各部の電圧、電流
波形図である。
【図４】請求項２に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図５】請求項２に記載した発明の他の実施形態を示す
回路図である。
回路図である。
【図６】従来技術を示す回路図である。
１ 直流電源 ２ａ，２ｂ，２ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃ，８ａ，８ｂ，８
ｃ コンデンサ ３ａ〜３ｆ スイッチング素子 ４ａ〜４ｆ ダイオード ６ 負荷
ｃ コンデンサ ３ａ〜３ｆ スイッチング素子 ４ａ〜４ｆ ダイオード ６ 負荷
Claims (2)
- 【請求項１】 各々２個のスイッチング素子の直列回路
からなる第１、第２のスイッチング素子対を直列に接続
し、各スイッチング素子対に並列に直流電圧源を接続す
るとともに、 各スイッチング素子対を構成する２個のスイッチング素
子同士の接続点と、２つのスイッチング素子対同士の接
続点またはスイッチング素子対の一端との間に、コンデ
ンサと負荷との直列回路を形成して構成され、 各スイッチング素子対の上アームのスイッチング素子同
士と下アームのスイッチング素子同士とを一括して交互
にオン・オフさせることを特徴とするインバータ回路。 - 【請求項２】 各々２個のスイッチング素子の直列回路
からなる３つ以上のスイッチング素子対を直列に接続
し、各スイッチング素子対に並列に直流電圧源を接続す
るとともに、 各スイッチング素子対を構成する２個のスイッチング素
子同士の接続点と、２つのスイッチング素子対同士の接
続点またはスイッチング素子対の一端との間に、コンデ
ンサと負荷との直列回路を形成して構成され、 各スイッチング素子対の上アームのスイッチング素子同
士と下アームのスイッチング素子同士とを一括して交互
にオン・オフさせることを特徴とするインバータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052121A JP3761019B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | インバータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052121A JP3761019B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | インバータ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001238463A true JP2001238463A (ja) | 2001-08-31 |
| JP3761019B2 JP3761019B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=18573688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000052121A Expired - Fee Related JP3761019B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | インバータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761019B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015005155A1 (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 株式会社村田製作所 | 電力変換回路、電力伝送システムおよび電力変換システム |
| US20190058396A1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd | Voltage regulator |
| CN112350569A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-09 | 北京交通大学 | 隔离型谐振开关电容变换器 |
-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000052121A patent/JP3761019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| WO2015005155A1 (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 株式会社村田製作所 | 電力変換回路、電力伝送システムおよび電力変換システム |
| CN105247775A (zh) * | 2013-07-08 | 2016-01-13 | 株式会社村田制作所 | 电力变换电路、电力输送系统以及电力变换系统 |
| JP6048583B2 (ja) * | 2013-07-08 | 2016-12-21 | 株式会社村田製作所 | 電力変換回路、電力伝送システムおよび電力変換システム |
| US9853460B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-12-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power conversion circuit, power transmission system, and power conversion system |
| US20190058396A1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd | Voltage regulator |
| US11283348B2 (en) * | 2017-08-21 | 2022-03-22 | Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd | Voltage regulator having a plurality of input switch circuits |
| CN112350569A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-09 | 北京交通大学 | 隔离型谐振开关电容变换器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3761019B2 (ja) | 2006-03-29 |
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