JP2009183017A - Active gate circuit - Google Patents
Active gate circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009183017A JP2009183017A JP2008017341A JP2008017341A JP2009183017A JP 2009183017 A JP2009183017 A JP 2009183017A JP 2008017341 A JP2008017341 A JP 2008017341A JP 2008017341 A JP2008017341 A JP 2008017341A JP 2009183017 A JP2009183017 A JP 2009183017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- gate
- semiconductor switching
- switching element
- arm
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電力変換器の半導体スイッチング素子のコレクタ・エミッタ間電圧の上昇を抑制するようにゲート電流を与えるアクティブゲート回路に関する。 The present invention relates to an active gate circuit that applies a gate current so as to suppress an increase in a collector-emitter voltage of a semiconductor switching element of a power converter.
電力変換器の半導体スイッチング素子をオンオフした場合に半導体スイッチング素子に過電圧がかからないようにするため、スナバ回路に代えて、半導体スイッチング素子のゲート電圧・電流を調整するアクティブゲート制御が行われている。電力変換器のアクティブゲート制御として、半導体スイッチング素子をオンオフする際に、半導体スイッチング素子のコレクタ・エミッタ間電圧によりゲート電圧・電流を調整し、コレクタ・エミッタ間電圧の過電圧抑制を図り直列接続された半導体スイッチング素子間の電圧分担の均等化を図るようにしたものがある(例えば、非特許文献1参照)。 In order to prevent an overvoltage from being applied to the semiconductor switching element when the semiconductor switching element of the power converter is turned on / off, active gate control for adjusting the gate voltage / current of the semiconductor switching element is performed instead of the snubber circuit. As active gate control of the power converter, when the semiconductor switching element is turned on and off, the gate voltage and current are adjusted by the collector-emitter voltage of the semiconductor switching element, and the overvoltage of the collector-emitter voltage is suppressed in series. There is one in which voltage sharing between semiconductor switching elements is equalized (for example, see Non-Patent Document 1).
また、ゲート電圧・電流の調整にはゲート回路側に接続された電流源を使用し、半導体スイッチング素子がターンオフしたとき、コレクタ・エミッタ間電圧上昇率を緩やかにしてコレクタ・エミッタ間に印加される高電圧のピーク値を抑制するとともに、コレクタ損失の増大を最小限に抑えるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In addition, a current source connected to the gate circuit side is used to adjust the gate voltage and current, and when the semiconductor switching element is turned off, the voltage rise rate between the collector and emitter is moderated and applied between the collector and emitter. There is one that suppresses the peak value of high voltage and minimizes the increase in collector loss (see, for example, Patent Document 1).
図13は電力変換器がハーフブリッジインバータ回路である場合の従来のアクティブゲート回路の一例を示す構成図である。ハーフブリッジインバータ回路は、レグを形成する1対のアームのそれぞれが還流ダイオードD1、D2を逆並列接続した半導体スイッチング素子S1、S2で形成され、これら2個の半導体スイッチング素子S1、S2のオンオフにより直流電源E1、E2の直流を交流に変換し、交流負荷ZloadにリアクトルLdc1、Ldc2を介して電力を供給する。なお、直流電源E1、E2の電圧の大きさはともに等しい(E1=E2)。 FIG. 13 is a block diagram showing an example of a conventional active gate circuit when the power converter is a half-bridge inverter circuit. In the half-bridge inverter circuit, each of a pair of arms forming a leg is formed of semiconductor switching elements S1 and S2 in which free-wheeling diodes D1 and D2 are connected in antiparallel, and the two semiconductor switching elements S1 and S2 are turned on and off. The direct current of the direct current power sources E1 and E2 is converted into alternating current, and electric power is supplied to the alternating current load Zload via the reactors Ldc1 and Ldc2. The magnitudes of the voltages of the DC power supplies E1 and E2 are equal (E1 = E2).
半導体スイッチング素子S1、S2は、ゲート駆動回路10a、10bからのゲート信号Gate1、Gate2によりオンオフ制御される。ゲート駆動回路10a、10bはゲート信号Gate1、Gate2によりゲート電源11a、11bでゲート電圧Vge1、Vge2を発生し、そのゲート電圧Vge1、Vge2をゲート抵抗Rg1、Rg2を介してゲート電流指令値の絶対値を得る。そして、アクティブゲート回路12a、12bからのゲート補償電流ΔIg1、ΔIg2を加味したゲート電流Ig1、Ig2により半導体スイッチング素子S1、S2は制御される。
The semiconductor switching elements S1, S2 are on / off controlled by gate signals Gate1, Gate2 from the
アクティブゲート回路12a、12bは、半導体スイッチング素子S1、S2にそれぞれ設けられている。アクティブゲート回路12aは、半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1を検出し、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aでコレクタ・エミッタ間電圧Vce1が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算し、電流変換手段14aで電流に変換してゲート補償電流ΔIg1を図示省略の減算手段に出力する。これにより、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1が減算されてゲート電流Ig1が半導体スイッチング素子S1に出力される。但し,コレクタ・エミッタ間電圧Vce1、Vce2を検出するに当たってはエミッタ側からも電圧の情報を得ているが図上では省略している。これ以降、他の図においても同様とする。
The
アクティブゲート回路12bも、アクティブゲート回路12aと同様に、半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を検出し、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13bでコレクタ・エミッタ間電圧Vce2が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算し、電流変換手段14bで電流に変換してゲート補償電流ΔIg2を出力する。これにより、ゲート駆動回路10bからのゲート電流指令値の絶対値から図示省略の減算手段でゲート補償電流ΔIg2が減算されてゲート電流Ig2が半導体スイッチング素子S2に出力される。なお、図13中、Iloadは交流負荷Zloadの負荷電流、Is1は半導体スイッチング素子S1の素子電流、Is2は半導体スイッチング素子S2の素子電流、Id1は還流ダイオードD1の還流ダイオード電流、Id2は還流ダイオードD2の還流電流である。
Similarly to the
また、コレクタ・エミッタ間電圧のみならずコレクタ電流を検出することにより、コレクタ電流値に応じて、スイッチング速度を制御するようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there is a type in which the switching speed is controlled according to the collector current value by detecting not only the collector-emitter voltage but also the collector current (see, for example, Patent Document 2).
図14は電力変換器がハーフブリッジインバータ回路である場合の従来のアクティブゲート回路の他の一例を示す構成図である。コレクタ・エミッタ間電圧の過電圧のみならずコレクタ電流の時間的変化を抑制するようにしたものである。 FIG. 14 is a block diagram showing another example of a conventional active gate circuit when the power converter is a half-bridge inverter circuit. It is intended to suppress not only the overvoltage of the collector-emitter voltage but also the temporal change of the collector current.
アクティブゲート回路12a、12bは、半導体スイッチング素子S1、S2にそれぞれ設けられ、アクティブゲート回路12a、12bは、半導体スイッチング素子S1、S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、Vce2及びコレクタ電流Ic1、Ic2を検出する。コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13a、13bではコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、Vce2が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算し、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段15a、15bではコレクタ電流Ic1、Ic2の時間的変化を抑制するための補正信号を演算する。そして、電流変換手段14a、14bでこれら補正信号を電流に変換してゲート補償電流ΔIg1、ΔIg2を出力する。これにより、ゲート駆動回路10a、10bからのゲート電流指令値の絶対値から図示省略の減算手段でゲート補償電流ΔIg1、ΔIg2が減算されてゲート電流Ig1、Ig2が半導体スイッチング素子S1、S2に出力される。
しかし、特許文献1、2のものでは、コレクタ・エミッタ間電圧の過電圧の抑制はできるが、還流ダイオードのリカバリ電圧の制御ができない。これは、アクティブゲート回路は自己の半導体スイッチング素子のコレクタ・エミッタ間電圧やコレクタ電流に基づいてコレクタ・エミッタ間電圧の過電圧の抑制をするものであり、直列接続された他方の半導体スイッチング素子に逆並列された還流ダイオードに流れる電流やリカバリ電圧を考慮に入れた制御を行っていないためである。他方の半導体スイッチング素子に逆並列された還流ダイオードのリカバリ電圧により、自己の半導体スイッチング素子にサージ電圧が発生する。
However, in
図15は、ハーフブリッジインバータ回路の半導体スイッチング素子S1、S2が短期間でオンオフ動作したときの各部の信号波形図である。ハーフブリッジインバータ回路の半導体スイッチング素子S1、S2へのゲート信号Gate1、Gate2はオンオフが逆になった信号である。すなわち、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンのときは半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2はオフであり、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフのときは半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2はオンである。 FIG. 15 is a signal waveform diagram of each part when the semiconductor switching elements S1 and S2 of the half-bridge inverter circuit are turned on and off in a short period. The gate signals Gate1 and Gate2 to the semiconductor switching elements S1 and S2 of the half-bridge inverter circuit are signals that are turned on and off. That is, when the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is on, the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is off, and when the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off, to the semiconductor switching element S2. The gate signal Gate2 is on.
いま、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフである状態から、時点t1において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンに切り替わり、さらに、時点t2を経過して、還流ダイオードD2に順方向電流が流れ半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンであっても半導体スイッチング素子S2がオンしない状態の時点t3で、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフに切り替わったとする。 From the state where the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is on and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is off, the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off and the semiconductor switching element S2 at time t1. The gate signal Gate2 is switched on, and further, after a time point t2, a forward current flows through the freewheeling diode D2 and the semiconductor switching element S2 does not turn on even if the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is on. Assume that the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is turned on and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is turned off at the time point t3 of the state.
時点t1において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンに切り替わるので、半導体スイッチング素子S1の素子電流Is1が減少し始め、半導体スイッチング素子S2の還流ダイオードD2に電流が転流し順方向の還流電流Id2が流れる。これにより、交流負荷Zloadの負荷電圧Vloadは正から負へ変化し、交流負荷Zloadの負荷電流ILoadはほとんど変化しないが、時点t1から時点t2の半導体スイッチング素子S1のオフ過渡期間において、半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1にサージ電圧が発生する。 At time t1, since the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is turned on, the element current Is1 of the semiconductor switching element S1 starts to decrease, and the semiconductor switching element S2 returns. A current is commutated to the diode D2, and a forward return current Id2 flows. As a result, the load voltage Vload of the AC load Zload changes from positive to negative, and the load current ILoad of the AC load Zload hardly changes. However, in the off-transition period of the semiconductor switching element S1 from time t1 to time t2, the semiconductor switching element A surge voltage is generated in the collector-emitter voltage Vce1 of S1.
一方、半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンであっても半導体スイッチング素子S2がオンしない状態(還流ダイオードD2に還流電流Id2が流れている状態)の時点t3において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフに切り替わると、還流ダイオードD2に電流が減少し始め、半導体スイッチング素子S1に転流し素子電流Is1が流れ始める。このとき、時点t3から時点t4の還流ダイオードD2のオフ過渡期間において、半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2にサージ電圧が発生する。 On the other hand, at the time t3 when the semiconductor switching element S2 is not turned on even when the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is turned on (the return current Id2 flows through the return diode D2), the signal to the semiconductor switching element S1 is turned on. When the gate signal Gate1 is turned on and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is switched off, the current starts to decrease in the freewheeling diode D2, and commutates to the semiconductor switching element S1 and the element current Is1 begins to flow. At this time, a surge voltage is generated in the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 during the off-transition period of the return diode D2 from the time point t3 to the time point t4.
特許文献1、2のものでは、時点t1から時点t2の自己の半導体スイッチング素子S1のオフ過渡期間における半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1のサージ電圧を抑制することはできるが、時点t3から時点t4の他方の半導体スイッチング素子S2の還流ダイオードD2のオフ過渡期間における他方の半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2のサージ電圧を抑制することができない。
In
本発明の目的は、自己のアームの半導体スイッチング素子のターンオン時のコレクタ・エミッタ過電圧の抑制のみならず、他方のアームの半導体スイッチング素子の還流ダイオードのリカバリ電圧の過電圧の抑制もできるアクティブゲート回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide an active gate circuit capable of suppressing not only the collector-emitter overvoltage at the time of turn-on of the semiconductor switching element of its own arm but also the overvoltage of the recovery voltage of the return diode of the semiconductor switching element of the other arm. Is to provide.
請求項1の発明に係わるアクティブゲート回路は、電力変換器のレグを形成する1対のアームのそれぞれが還流ダイオードを逆並列接続した半導体スイッチング素子で形成され、前記半導体スイッチング素子のターンオフまたはターンオン時に前記半導体スイッチング素子のコレクタ・エミッタ間電圧やコレクタ電流に基づいて前記コレクタ・エミッタ間電圧の上昇を抑制するように前記半導体スイッチング素子のゲート電流を調整するアクティブゲート回路において、一対のアームのうちの一方のアームの半導体スイッチング素子のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードのリカバリ電圧の過電圧を抑制するように一方のアームの半導体スイッチング素子のゲート電流を調整するリカバリ過電圧抑制手段を備えたことを特徴とする。
The active gate circuit according to the invention of
請求項2の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項1の発明において、前記リカバリ過電圧抑制手段は、他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the active gate circuit according to the first aspect of the present invention, wherein the recovery overvoltage suppressing means adds a gain to a deviation from the threshold when the recovery voltage of the return diode of the other arm exceeds a certain threshold. The gate current adjustment current value is determined by multiplying the gate current adjustment value by subtracting the gate current adjustment current value from the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit.
請求項3の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項1の発明において、前記リカバリ過電圧抑制手段は、他アームの還流ダイオードの還流電流の減少率が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整することを特徴とする。 An active gate circuit according to a third aspect of the present invention is the active gate circuit according to the first aspect, wherein the recovery overvoltage suppressing means is configured such that when the rate of decrease in the return current of the return diode of the other arm exceeds a certain threshold, the deviation from the threshold The gate current adjustment current value is determined by multiplying the gain by adjusting the gate current, and the gate current adjustment current value is subtracted from the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit to adjust the gate current.
請求項4の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項1の発明において、前記リカバリ過電圧抑制手段は、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧、コレクタ電流、直流電源電圧に基づいて他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧を推定し、推定したリカバリ電圧が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the active gate circuit according to the first aspect of the present invention, wherein the recovery overvoltage suppression means is based on the collector-emitter voltage of the own arm, the collector current, and the DC power supply voltage. Estimate the recovery voltage, and when the estimated recovery voltage exceeds a certain threshold, determine the gate current adjustment current value by multiplying the deviation from the threshold by a gain, and calculate the gate from the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit. The gate current is adjusted by reducing the current adjustment current value.
請求項5の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項1の発明において、前記リカバリ過電圧抑制手段は、自アームのコレクタ電流及び交流負荷電流に基づいて他アームの還流ダイオード電流の減少率を推定し、推定した他アームの還流ダイオード電流の減少率が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the active gate circuit according to the first aspect of the invention, wherein the recovery overvoltage suppressing means estimates a reduction rate of the return diode current of the other arm based on the collector current and the AC load current of the own arm. When the estimated decrease rate of the return diode current of the other arm exceeds a certain threshold, the gate current adjustment current value is determined by multiplying the deviation from the threshold by a gain, and the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit The gate current is adjusted by subtracting the gate current adjustment current value from.
請求項6の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項2ないし5のいずれか1項の発明において、前記ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整することに代えて、ゲート電流調整電流値の相当分だけのゲート電圧またはゲート抵抗を変化させてゲート電流を調整することを特徴とする。 An active gate circuit according to a sixth aspect of the present invention is the active gate circuit according to any one of the second to fifth aspects, wherein the gate current adjustment current value is subtracted from the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit. Instead of adjusting the gate current, the gate current is adjusted by changing the gate voltage or the gate resistance corresponding to the gate current adjustment current value.
請求項7の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項2乃至5のいずれか1項の発明において、前記ゲインは、他アームの還流ダイオードの今回または前回のターンオフ前の還流ダイオード電流の還流期間における還流ダイオード電流の平均値の関数で定めることを特徴とする。 An active gate circuit according to a seventh aspect of the present invention is the active gate circuit according to any one of the second to fifth aspects, wherein the gain is in a return period of the return diode current before the current or previous turn-off of the return diode of the other arm. It is determined by a function of the average value of the freewheeling diode current.
請求項8の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項2乃至5のいずれか1項の発明において、前記ゲインは、自アームの半導体スイッチング素子の今回または前回のターンオン時のコレクタ電流のターンオン期間におけるコレクタ電流の平均値の関数で定めることを特徴とする。 An active gate circuit according to an eighth aspect of the present invention is the active gate circuit according to any one of the second to fifth aspects, wherein the gain is in a turn-on period of a collector current at the current or previous turn-on of the semiconductor switching element of its own arm. It is determined by a function of the average value of the collector current.
請求項9の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項2乃至5のいずれか1項において、前記ゲインは、他アームのリカバリ電圧または自アームのコレクタ・エミッタ間電圧の関数で定めることを特徴とする。
The active gate circuit according to the invention of claim 9 is characterized in that, in any one of
請求項10の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項2乃至5のいずれか1項において、前記リカバリ過電圧抑制手段は、それぞれの検出値が閾値を下回る場合には、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値にゲート電流調整電流値を加えてゲート電流を調整することを特徴とする。 An active gate circuit according to a tenth aspect of the present invention is the active gate circuit according to any one of the second to fifth aspects, wherein the recovery overvoltage suppressing means adds a gain to a deviation from the threshold when each detected value is lower than the threshold. The gate current adjustment current value is determined by multiplying, and the gate current is adjusted by adding the gate current adjustment current value to the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit.
請求項11の発明に係わるアクティブゲート回路は、請求項10の発明において、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値にゲート電流調整電流値を加えてゲート電流を調整することに代えて、ゲート電流調整電流値の相当分だけのゲート電圧またはゲート抵抗を変化させてゲート電流を調整することを特徴とする。
An active gate circuit according to an invention of
本発明によれば、リカバリ過電圧抑制手段により、自己の半導体スイッチング素子のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードのリカバリ電圧の過電圧を抑制するようにゲート電流を調整するので、他方のアームの還流ダイオードのリカバリ電圧の過電圧を抑制できる。 According to the present invention, the recovery overvoltage suppressing means adjusts the gate current so as to suppress the overvoltage of the recovery voltage of the return diode of the other arm when the self semiconductor switching element is turned on. Recovery voltage overvoltage can be suppressed.
図1は本発明の第1の実施の形態に係わるアクティブゲート回路の一例を示す構成図である。この第1の実施の形態は、図13に示した従来例に対し、他方のアームの還流ダイオードのリカバリ電圧の過電圧を抑制するリカバリ過電圧抑制手段16a、16bを追加して設けたものである。図13と同一要素には同一符号付し重複する説明は省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of an active gate circuit according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, recovery overvoltage suppression means 16a and 16b for suppressing the overvoltage of the recovery voltage of the freewheeling diode of the other arm are added to the conventional example shown in FIG. The same elements as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
電力変換器であるハーフブリッジインバータ回路は、レグを形成する1対のアームのそれぞれが還流ダイオードD1、D2を逆並列接続した半導体スイッチング素子S1、S2で形成されている。アクティブゲート回路12aは、半導体スイッチング素子S1及び還流ダイオードD1のアームに設けられ、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13a及びリカバリ過電圧抑制手段16aを有している。
In the half-bridge inverter circuit that is a power converter, each of a pair of arms forming a leg is formed by semiconductor switching elements S1 and S2 in which free-wheeling diodes D1 and D2 are connected in antiparallel. The
コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aは自己のアームの半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1を検出し、コレクタ・エミッタ間電圧Vce1が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算する。一方、リカバリ過電圧抑制手段16aは、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を検出し、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号を演算する。そして、これら補正信号を電流変換手段14aで電流に変換してゲート補償電流ΔIg1として図示省略の減算手段に出力し、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算してゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力する。
The collector-emitter overvoltage suppression means 13a detects the collector-emitter voltage Vce1 of the semiconductor switching element S1 of its own arm, and calculates a correction signal for preventing the collector-emitter voltage Vce1 from becoming an overvoltage. On the other hand, the recovery
同様に、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13bは自己のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を検出し、コレクタ・エミッタ間電圧Vce2が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算する。一方、リカバリ過電圧抑制手段16bは、他方のアームの半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1を検出し、自己のアームの半導体スイッチング素子S2のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD1のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号を演算する。そして、これら補正信号を電流変換手段14bで電流に変換してゲート補償電流ΔIg2として図示省略の減算手段に出力し、ゲート駆動回路10bからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg2を減算してゲート電流Ig2を半導体スイッチング素子S2に出力する。
Similarly, the collector-emitter overvoltage suppression means 13b detects the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 of its own arm, and calculates a correction signal for preventing the collector-emitter voltage Vce2 from becoming an overvoltage. To do. On the other hand, the recovery
図2は本発明の第1の実施の形態におけるリカバリ過電圧抑制手段16aの一例を示す構成図である。リカバリ過電圧抑制手段16aは他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を検出し比較器17に入力する。そして、比較器17で予め定めた一定の閾値Vce2*と比較し、コレクタ・エミッタ間電圧Vce2と閾値Vce2*との差分を比例器18で所定のゲインkv2を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する。ここで、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2は、他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧に等しいので、これにより、他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号が得られる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the recovery
なお、比較器17にはコレクタ・エミッタ間電圧Vce2と閾値Vce2*との差分が負であるときは0を出力する不感帯が設けられている。従って、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2が一定の閾値Vce2*を超えたとき、閾値Vce2*との偏差にゲインを掛けた補正信号が得られる。
The
他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧が一定の閾値を超えたとき、閾値Vce2*との偏差にゲインkv2を掛けて電流変換手段14aでゲート電流調整電流値を決め、これを制御パルスに基づくゲート駆動回路10aからの電流から減ずることにより、ターンオンの速度を抑制する。
When the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the other arm exceeds a certain threshold value, the gate current adjustment current value is determined by the current conversion means 14a by multiplying the deviation from the threshold value Vce2 * by the gain kv2, and this is determined based on the control pulse. By reducing from the current from the
次に、図3及び図4は、電力変換器であるハーフブリッジインバータ回路の各アームを形成する半導体スイッチング素子S1、S2及び還流ダイオードD1、D2の動作モードの説明図である。なお、直流電源E1、E2の電圧の大きさはともに等しい(E1=E2)。 まず、図3(a)は半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオフ指令が出力されているモード1を示している。このモード1では半導体スイッチング素子S1がオンで半導体スイッチング素子S2がオフの状態であるので、点線で示すように電流が流れ、直流電源E1から半導体スイッチング素子S1を通って交流負荷Zloadに負荷電流が供給されている状態である。
Next, FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of operation modes of the semiconductor switching elements S1 and S2 and the freewheeling diodes D1 and D2 that form the arms of the half-bridge inverter circuit that is a power converter. The magnitudes of the voltages of the DC power supplies E1 and E2 are equal (E1 = E2). First, FIG. 3A shows
図3(b)は図3(a)のモード1の状態から、半導体スイッチング素子S1にオフ指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオン指令が出力されたモード2を示している。このモード2では半導体スイッチング素子S1がオンからオフに遷移する過程であるので直流電源E1から半導体スイッチング素子S1に流れる電流が減少する。一方、半導体スイッチング素子S2への電流は逆極性であるので、半導体スイッチング素子S2にオン指令が出力されても、半導体スイッチング素子S2に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S2に逆並列接続された還流ダイオードD2に還流電流が流れる。
FIG. 3B shows
図3(c)は図3(b)のモード2の状態から、半導体スイッチング素子S1がオンからオフになったモード3を示している。このモード3では半導体スイッチング素子S1がオフになったことに伴い半導体スイッチング素子S1には電流が流れなくなるが、この状態においても、半導体スイッチング素子S2への電流は逆極性であるので、半導体スイッチング素子S2にオン指令が出力されても、半導体スイッチング素子S2に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S2に逆並列接続された還流ダイオードD2に還流電流が流れる状態である。
FIG. 3C shows
図3(d)は図3(c)のモード3の状態から、半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオフ指令が出力されたモード4を示している。このモード4では半導体スイッチング素子S1がオフからオンに遷移する過程であるので直流電源E1から半導体スイッチング素子S1に流れる電流が増加する。一方、半導体スイッチング素子S2にオフ指令が出力されるので、半導体スイッチング素子S2に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S2に逆並列接続された還流ダイオードD2に還流電流が流れる。
FIG. 3D shows
次に、図4(a)は半導体スイッチング素子S1にオフ指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオン指令が出力されているモード5を示している。このモード5では半導体スイッチング素子S1がオフで半導体スイッチング素子S2がオンの状態であるので、点線で示すように電流が流れ、直流電源E2から半導体スイッチング素子S2を通って交流負荷Zloadに負荷電流が供給されている状態である。
Next, FIG. 4A shows
図4(b)は図4(a)のモード5の状態から、半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオフ指令が出力されたモード6を示している。このモード6では半導体スイッチング素子S1がオフからオンに遷移する過程であるので直流電源E2から半導体スイッチング素子S2に流れる電流が減少する。一方、半導体スイッチング素子S1への電流は逆極性であるので、半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力されても、半導体スイッチング素子S1に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S1に逆並列接続された還流ダイオードD1に還流電流が流れる。
FIG. 4B shows
図4(c)は図4(b)のモード6の状態から、半導体スイッチング素子S2がオンからオフになったモード7を示している。このモード7では半導体スイッチング素子S2がオフになったことに伴い半導体スイッチング素子S2には電流が流れなくなるが、この状態においても、半導体スイッチング素子S1への電流は逆極性であるので、半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力されても、半導体スイッチング素子S1に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S1に逆並列接続された還流ダイオードD1に還流電流が流れる状態である。
FIG. 4C shows a mode 7 in which the semiconductor switching element S2 is turned off from the state of the
図4(d)は図4(c)のモード7の状態から、半導体スイッチング素子S2にオン指令が出力され、半導体スイッチング素子S1にオフ指令が出力されたモード8を示している。このモード8では半導体スイッチング素子S2がオフからオンに遷移する過程であるので直流電源E2から半導体スイッチング素子S2に流れる電流が増加する。一方、半導体スイッチング素子S1にオフ指令が出力されるので、半導体スイッチング素子S1に電流が流れることなく、半導体スイッチング素子S1に逆並列接続された還流ダイオードD1に還流電流が流れる。
FIG. 4D shows a
このように、電力変換器であるハーフブリッジインバータ回路の各アームを形成する半導体スイッチング素子S1、S2及び還流ダイオードD1、D2の動作モードは、モード1〜モード8の8つのモードがある。
As described above, the operation modes of the semiconductor switching elements S1 and S2 and the freewheeling diodes D1 and D2 that form each arm of the half-bridge inverter circuit that is a power converter include eight modes of
図5は、本発明の第1の実施の形態における電力変換器であるハーフブリッジインバータ回路の各部の信号波形図である。図5では、図3及び図4に示したモード7(モード6の状態から半導体スイッチング素子S2がオンからオフになったモード)→モード8→モード5→モード6→モード7→モード1→モード2→モード3→モード4→モード1…に順次変化した場合を示している。
FIG. 5 is a signal waveform diagram of each part of the half-bridge inverter circuit that is the power converter according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the mode 7 shown in FIGS. 3 and 4 (the mode in which the semiconductor switching element S2 is turned off from the state of the mode 6) →
ハーフブリッジインバータ回路の半導体スイッチング素子S1、S2はオンオフが交互に逆になって動作する。すなわち、半導体スイッチング素子S1、S2へのゲート信号Gate1、Gate2はオンオフが逆になった信号であり、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンのときは半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2はオフであり、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフのときは半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2はオンである。 The semiconductor switching elements S1 and S2 of the half-bridge inverter circuit operate by alternately turning on and off. That is, the gate signals Gate1 and Gate2 to the semiconductor switching elements S1 and S2 are signals that are turned on and off, and when the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is on, the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is When the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off, the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is on.
交流負荷Zloadの負荷電圧Vloadは、半導体スイッチング素子S1がオンで半導体スイッチング素子S2がオフのときは正電圧であり、半導体スイッチング素子S1がオフで半導体スイッチング素子S2がオンのときは負電圧である交流電圧となる。交流負荷Zloadの負荷電流Iloadは正弦波に近似した電流となり、半導体スイッチング素子S1の素子電流Is1は負荷電流Iloadが正の領域で流れ、還流ダイオードD1の還流電流Id1は負荷電流Iloadが負の領域で流れる。また、半導体スイッチング素子S2の素子電流Is2は負荷電流Iloadが負の領域で流れ、還流ダイオードD2の還流電流Id2は負荷電流Iloadが正の領域で流れる。そして、半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1は半導体スイッチング素子S1がオンのときは順方向電圧降下のみとなり半導体スイッチング素子S1がオフのときに所定電圧Eとなる。同様に、半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2は半導体スイッチング素子S2がオンのときは順方向電圧降下のみとなり半導体スイッチング素子S2がオフのときに所定電圧Eとなる。 The load voltage Vload of the AC load Zload is a positive voltage when the semiconductor switching element S1 is on and the semiconductor switching element S2 is off, and is a negative voltage when the semiconductor switching element S1 is off and the semiconductor switching element S2 is on. AC voltage. The load current Iload of the AC load Zload becomes a current approximate to a sine wave. The element current Is1 of the semiconductor switching element S1 flows in a region where the load current Iload is positive, and the return current Id1 of the return diode D1 is a region where the load current Iload is negative. It flows in. Further, the element current Is2 of the semiconductor switching element S2 flows in a region where the load current Iload is negative, and the return current Id2 of the freewheeling diode D2 flows in a region where the load current Iload is positive. The collector-emitter voltage Vce1 of the semiconductor switching element S1 is only a forward voltage drop when the semiconductor switching element S1 is on, and becomes a predetermined voltage E when the semiconductor switching element S1 is off. Similarly, the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 is only a forward voltage drop when the semiconductor switching element S2 is on, and becomes a predetermined voltage E when the semiconductor switching element S2 is off.
図6は、図5のモード1→モード2→モード3→モード4→モード1に変化した部分の本発明の第1の実施の形態に係わるハーフブリッジインバータ回路の各部の信号波形図である。
FIG. 6 is a signal waveform diagram of each part of the half-bridge inverter circuit according to the first embodiment of the present invention at the portion changed from
いま、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフである状態(モード1)から、時点t11において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンに切り替わり(モード2)、さらに、時点t12において、還流ダイオードD2に順方向電流が流れ半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンであっても半導体スイッチング素子S2がオンしない状態(モード3)となり、時点t13で、モード3の状態から半導体スイッチング素子S1にオン指令が出力され、半導体スイッチング素子S2にオフ指令が出力されたモード4となり、時点t14で、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフに切り替わったとする(モード1)。
From the state where the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is on and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is off (mode 1), the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off at time t11. The gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is switched on (mode 2). Further, at time t12, a forward current flows through the freewheeling diode D2, and the semiconductor switching is performed even if the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is on. The element S2 is not turned on (mode 3), and at time t13, an on command is output from the
時点t11において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオフで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンに切り替わるので、半導体スイッチング素子S1の素子電流Is1が減少し始め、半導体スイッチング素子S2の還流ダイオードD2に電流が転流し順方向の還流電流Id2が流れる。これにより、交流負荷Zloadの負荷電圧Vloadは正から負へ変化し、交流負荷Zloadの負荷電流ILoadはほとんど変化しないが、時点t11から時点t12の半導体スイッチング素子S1のオフ過渡期間において、半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1にサージ電圧が発生する。 At time t11, since the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is off and the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is turned on, the element current Is1 of the semiconductor switching element S1 starts to decrease, and the semiconductor switching element S2 returns. A current is commutated to the diode D2, and a forward return current Id2 flows. As a result, the load voltage Vload of the AC load Zload changes from positive to negative, and the load current ILoad of the AC load Zload hardly changes. However, in the off-transition period of the semiconductor switching element S1 from time t11 to time t12, the semiconductor switching element A surge voltage is generated in the collector-emitter voltage Vce1 of S1.
この半導体スイッチング素子S1のコレクタ・エミッタ間電圧Vce1のサージ電圧は、本発明の第1の実施の形態のアクティブゲート回路12aのコレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aで抑制される。すなわち、コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aは、コレクタ・エミッタ間電圧Vce1が過電圧になるのを防止するための補正信号を演算し、電流変換手段14aで電流に変換してゲート補償電流ΔIg1を求め、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算したゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力する。点線で示した波形がコレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aにより抑制したゲート電流Ig1、ゲート電圧Vge1、コレクタ・エミッタ間電圧Vce1である。
The surge voltage of the collector-emitter voltage Vce1 of the semiconductor switching element S1 is suppressed by the collector-emitter overvoltage suppression means 13a of the
一方、半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオンであっても半導体スイッチング素子S2がオンしない状態(モード3)の時点t13において、半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がオンで半導体スイッチング素子S2へのゲート信号Gate2がオフに切り替わると(モード4)、還流ダイオードD2の電流が減少し始め、半導体スイッチング素子S1に転流し素子電流Is1が流れ始める。このとき、時点t13から時点t14の還流ダイオードD2のオフ過渡期間において、半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2にサージ電圧が発生する。 On the other hand, at time t13 when the semiconductor switching element S2 is not turned on even when the gate signal Gate2 to the semiconductor switching element S2 is turned on (mode 3), the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is turned on and the semiconductor switching element S2 is turned on. When the gate signal Gate2 is switched off (mode 4), the current of the freewheeling diode D2 begins to decrease and commutates to the semiconductor switching element S1, and the element current Is1 begins to flow. At this time, a surge voltage is generated in the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 during the off-transition period of the return diode D2 from the time point t13 to the time point t14.
半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2のサージ電圧は、本発明の第1の実施の形態のアクティブゲート回路12aのリカバリ過電圧抑制手段16aで抑制される。すなわち、リカバリ過電圧抑制手段16aは、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を検出し、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号を演算する。そして、この補正信号を電流変換手段14aで電流に変換してゲート補償電流ΔIg1を求め、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算したゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力する。点線で示した波形がコレクタ・エミッタ過電圧抑制手段13aにより抑制したゲート電流Ig1、ゲート電圧Vge1、コレクタ・エミッタ間電圧Vce2である。
The surge voltage of the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 is suppressed by the recovery overvoltage suppression means 16a of the
第1の実施の形態によれば、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時のコレクタ・エミッタ過電圧の抑制のみならず、リカバリ過電圧抑制手段16aにより、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制するようにゲート電流を調整するので、他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制できる。 According to the first embodiment, not only the collector-emitter overvoltage is suppressed when the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on, but also the recovery overvoltage suppressing means 16a causes the other of the other semiconductor switching element S1 to turn on. Since the gate current is adjusted so as to suppress the overvoltage of the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the arm, the overvoltage of the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the other arm can be suppressed.
図7は本発明の第2の実施の形態に係わるアクティブゲート回路の一例を示す構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、リカバリ過電圧抑制手段16aは、他アームの還流ダイオードD2の還流電流を検出し、他アームの還流ダイオードの還流電流の減少率が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整する機能を追加したものである。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of an active gate circuit according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the recovery
図7において、リカバリ過電圧抑制手段16aは、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2に加えてコレクタ電流Ic2及び自己の半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1も検出する。自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームに流れるコレクタ電流Ic2は他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2に等しいのでコレクタ電流Ic2を他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2として検出する。 In FIG. 7, the recovery overvoltage suppression means 16a detects the collector current Ic2 and the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 in addition to the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 of the other arm. Since the collector current Ic2 flowing to the other arm when the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on is equal to the return current Id2 of the return diode D2 of the other arm, the collector current Ic2 is used as the return current Id2 of the return diode D2 of the other arm. To detect.
そして、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号を演算する。補正信号は電流変換手段14aで電流に変換されゲート補償電流ΔIg1として図示省略の減算手段に出力し、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算してゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力される。
Then, when the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on, a correction signal for suppressing the overvoltage of the recovery voltage of the free wheel diode D2 of the other arm is calculated. The correction signal is converted into a current by the current conversion means 14a and output to the subtraction means (not shown) as a gate compensation current ΔIg1, and the gate compensation current ΔIg1 is subtracted from the absolute value of the gate current command value from the
図8は、本発明の第2の実施の形態におけるリカバリ過電圧抑制手段16aの一例を示す構成図である。リカバリ過電圧抑制手段16aは、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2と予め定めた一定の閾値Vce2*とを比較する比較器17、及びコレクタ・エミッタ間電圧Vce2と閾値Vce2*との差分に所定のゲインkv2を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する比例器18に加え、他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dIc2/dtを演算する微分器19と、微分器19で求めた他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dIc2/dtと予め定めた一定の閾値dIc2*/dtとの差分を求める比較器20と、比較器20で求めた差分に所定のゲインki2を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する比例器21とを有する。さらに、他アームのコレクタ電流Ic2のオン期間中の他アームのコレクタ電流Ic2の平均値Ic2avを算出する平均化処理手段22と、平均化処理手段22で求めたコレクタ電流Ic2の平均値Ic2avから比例器21の適切なゲインki2を求めるゲイン最適値演算手段23とを有する。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the recovery
自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームに流れるコレクタ電流Ic2は、他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2に等しいので、リカバリ過電圧抑制手段16aの微分器19は、コレクタ電流Ic2を他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2として検出し、微分して他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dIc2/dtを演算する。微分器19には、他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dIc2/dtが正であるときは0を出力する不感帯が設けられている。微分器19で求められた他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dIc2/dtは比較器20に入力され、予め定めた一定の閾値dIc2*/dtとの差分が求められ、比例器21は、その差分に所定のゲインki2を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する。
Since the collector current Ic2 flowing to the other arm when the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on is equal to the return current Id2 of the return diode D2 of the other arm, the
一方、平均化処理手段22は、他アームのコレクタ電流Ic2のオン期間中の他アームのコレクタ電流Ic2、すなわち、他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2の平均値Ic2avを算出する。他アームのコレクタ電流Ic2がオン期間中であることは自己の半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がOFF指令であることにより判断する。このOFF指令期間のうち,還流電流Id2の変化が一定の閾値以下でることを判定し,その期間のみ平均化する。そして、ゲイン最適値演算手段23により、平均化処理手段22で求めたコレクタ電流Ic2の平均値Ic2avに基づいて比例器21の適切なゲインki2を求める。例えば、下記の(1)式で比例器21の適切なゲインki2を求める。(1)式中のA、Bは定数である。
ki2=A・Ic2av+B …(1)
つまり、他方のアームの還流ダイオードD2の還流電流Id2の平均値Ic2avが大きいときはゲインki2を大きくしてゲート電流調整電流値を大きくし、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値から大きなゲート電流調整電流値を減算して、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制する。
On the other hand, the averaging processing means 22 calculates the collector current Ic2 of the other arm during the ON period of the collector current Ic2 of the other arm, that is, the average value Ic2av of the return current Id2 of the freewheeling diode D2 of the other arm. Whether the collector current Ic2 of the other arm is in the ON period is determined by the fact that the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is an OFF command. During this OFF command period, it is determined that the change in the return current Id2 is not more than a certain threshold value, and only the period is averaged. Then, an appropriate gain ki2 of the
ki2 = A · Ic2av + B (1)
That is, when the average value Ic2av of the freewheeling current Id2 of the freewheeling diode D2 of the other arm is large, the gain ki2 is increased to increase the gate current adjustment current value, which is larger than the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit. The gate current adjustment current value is subtracted to suppress the turn-on speed of its own semiconductor switching element S1.
この場合、平均化処理手段22での還流電流Id2の平均値Ic2avの演算処理がリアルタイムで処理できる場合には、今回の自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時における今回の還流ダイオード電流の平均値を用いる。ここで,今回の還流ダイオード電流の平均値とはスイッチングによりダイオードから転流する直前のS1のOFF期間における平均値のことである。一方、平均化処理手段22での還流ダイオード電流Id2の平均値Ic2avの演算処理に時間がかかる場合には、前回の自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時における前回の還流ダイオード電流の平均値を用いる。ここで,前回の還流ダイオード電流の平均値とはスイッチングによりダイオードから転流する直前の1回前のS1のOFF期間における平均値のことである。 In this case, when the average processing means 22 calculates the average value Ic2av of the return current Id2 in real time, the average value of the current return diode current at the turn-on time of the current semiconductor switching element S1 is obtained. Use. Here, the current average value of the freewheeling diode current is an average value in the OFF period of S1 immediately before commutation from the diode by switching. On the other hand, when it takes time to calculate the average value Ic2av of the freewheeling diode current Id2 in the averaging processing means 22, the average value of the previous freewheeling diode current at the time of turning on the previous semiconductor switching element S1 is used. . Here, the previous average value of the freewheeling diode current is an average value in the OFF period of S1 immediately before the commutation from the diode by switching.
第2の実施の形態によれば、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時のコレクタ・エミッタ過電圧の抑制のみならず、リカバリ過電圧抑制手段16aにより、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時に他方のアームの還流ダイオードD2の還流ダイオード電流の減少率に基づいてリカバリ電圧の過電圧を抑制するようにゲート電流を調整するので、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制でき、他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制できる。 According to the second embodiment, not only the collector-emitter overvoltage is suppressed when the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on, but also the recovery overvoltage suppressing means 16a causes the other of the other semiconductor switching element S1 to turn on. Since the gate current is adjusted so as to suppress the overvoltage of the recovery voltage based on the decrease rate of the return diode current of the return diode D2 of the arm, the turn-on speed of its own semiconductor switching element S1 can be suppressed, and the return of the other arm The overvoltage of the recovery voltage of the diode D2 can be suppressed.
図9は本発明の第3の実施の形態に係わるアクティブゲート回路の一例を示す構成図である。この第3の実施の形態は、リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧を推定し、推定したリカバリ電圧が一定の閾値を超えたとき、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整するようにしたものである。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of an active gate circuit according to the third embodiment of the present invention. In this third embodiment, the recovery
図9において、リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcを検出する。そして、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧を推定する。他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧は、他方のアームの半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2に等しいので、半導体スイッチング素子S2のコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を推定することになる。そして、推定したリカバリ電圧(コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2)が一定の閾値を超えないように補正信号を演算する。補正信号は電流変換手段14aで電流に変換されゲート補償電流ΔIg1として図示省略の減算手段に出力し、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算してゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力される。
In FIG. 9, the recovery overvoltage suppression means 16a detects the collector-emitter voltage Vce1, the collector current Ic1, and the DC power supply voltage Vdc of its own arm. When the semiconductor switching element S1 of its own arm is turned on, the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the other arm is estimated based on the collector-emitter voltage Vce1, its collector current Ic1, and the DC power supply voltage Vdc of its own arm. Since the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the other arm is equal to the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 of the other arm, the collector-emitter voltage Vce2 of the semiconductor switching element S2 is estimated. Then, a correction signal is calculated so that the estimated recovery voltage (collector-emitter voltage V′ce2) does not exceed a certain threshold. The correction signal is converted into a current by the current conversion means 14a and output to the subtraction means (not shown) as a gate compensation current ΔIg1, and the gate compensation current ΔIg1 is subtracted from the absolute value of the gate current command value from the
図10は、本発明の第3の実施の形態におけるリカバリ過電圧抑制手段16aの一例を示す構成図である。この第3の実施の形態は、自己のアームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧(コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2)を推定して、ゲート電流を調整するようにしたものである。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the recovery
リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧(コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2)を推定する推定器24と、推定器24で推定したコレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と一定の閾値V’ce2*との偏差を求めその偏差が0以上であるときに偏差を出力する比較器25と、推定したコレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と一定の閾値V’ce2*との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を求める比例器26とを備えている。
The recovery
推定器24は、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて、例えば下記の(2)式で他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧(コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2)を推定する。(2)式中、Vdcは直流電源電圧(E+E)、Ldc1は直流側の等価インダクタンス(配線インダクタンス)である。
V’ce2=Vdc−Vce1−Ldc1・(d/dt)・Ic1 …(2)
すなわち、定常時においては、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1と他アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce2との関係は下記(3)式で示され、半導体スイッチング素子S1のコレクタ電流Ic1が変化しているときは下記(4)式で示される。
Vce2=Vdc−Vce1 …(3)
Vce2=Vdc−Vce1−Ldc1・(d/dt)・Ic1 …(4)
そこで、この(4)式に基づき、推定器24は他方のアームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce2を演算し、(2)式に示すように、推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2を求める。推定器24で推定された推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2は、比較器25で一定の閾値V’ce2*と比較され、その偏差が求められる。比較器25には推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と閾値V’ce2*との差分が負であるときは0を出力する不感帯が設けられている。従って、他方のアームの半導体スイッチング素子S2の推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2が一定の閾値V’ce2*を超えたとき、推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と閾値V’ce2*との偏差が比較器25から比例器26に出力される。比例器26は推定コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と一定の閾値V’ce2*との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を求め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じてゲート電流を調整し、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制する。
Based on the collector-emitter voltage Vce1, the collector current Ic1, and the DC power supply voltage Vdc of the self-arm, the
V'ce2 = Vdc-Vce1-Ldc1. (D / dt) .Ic1 (2)
That is, in the steady state, the relationship between the collector-emitter voltage Vce1 of its own arm and the collector-emitter voltage Vce2 of the other arm is expressed by the following equation (3), and the collector current Ic1 of the semiconductor switching element S1 changes. Is shown by the following formula (4).
Vce2 = Vdc-Vce1 (3)
Vce2 = Vdc−Vce1−Ldc1 · (d / dt) · Ic1 (4)
Therefore, based on the equation (4), the
第3の実施の形態によれば、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧を推定してゲート電流を調整するので、他方のアームのコレクタ電流Ic2を検出する必要がなく、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制でき、他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制できる。 According to the third embodiment, the gate current is adjusted by estimating the recovery voltage of the freewheeling diode D2 of the other arm based on the collector-emitter voltage Vce1, the collector current Ic1, and the DC power supply voltage Vdc of its own arm. It is not necessary to detect the collector current Ic2 of the other arm, the turn-on speed of the semiconductor switching element S1 can be suppressed, and the overvoltage of the recovery voltage of the free wheel diode D2 of the other arm can be suppressed.
図11は、本発明の第4の実施の形態におけるリカバリ過電圧抑制手段16aの一例を示す構成図である。この第4の実施の形態は、図9に示した第3の実施の形態に対し、リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ電流Ic1及び交流負荷電流Iloadに基づいて他アームの還流ダイオード電流の減少率を推定し、推定した他アームの還流ダイオード電流Id2の減少率が一定の閾値を超えたとき、自己の半導体スイッチング素子S1のゲート電流を調整する機能を追加して設けたものである。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the recovery
リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに加えて、交流負荷電流Iload、自己の半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1も検出する。自己の半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1を検出するのは、他アームのコレクタ電流Ic2がオン期間中であることを判別するためである。
In addition to the collector-emitter voltage Vce1, the collector current Ic1, and the DC power supply voltage Vdc of the self arm, the recovery
そして、リカバリ過電圧抑制手段16aは、自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時に、自アームのコレクタ電流Ic1及び交流負荷電流Iloadに基づいて他アームの還流ダイオード電流の減少率を推定し、推定した他アームの還流ダイオード電流Id2の減少率に基づいて他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制する補正信号を演算する。補正信号は電流変換手段14aで電流に変換されゲート補償電流ΔIg1として図示省略の減算手段に出力し、ゲート駆動回路10aからのゲート電流指令値の絶対値からゲート補償電流ΔIg1を減算してゲート電流Ig1を半導体スイッチング素子S1に出力される。
Then, the recovery overvoltage suppression means 16a estimates and estimates the decrease rate of the return diode current of the other arm based on the collector current Ic1 and the AC load current Iload of the own arm when the semiconductor switching element S1 of the own arm is turned on. Based on the decreasing rate of the free-wheeling diode current Id2 of the other arm, a correction signal for suppressing the overvoltage of the recovery voltage of the free-wheeling diode D2 of the other arm is calculated. The correction signal is converted into a current by the current conversion means 14a and output to the subtraction means (not shown) as a gate compensation current ΔIg1, and the gate compensation current ΔIg1 is subtracted from the absolute value of the gate current command value from the
図12は、本発明の第4の実施の形態におけるリカバリ過電圧抑制手段16aの一例を示す構成図である。リカバリ過電圧抑制手段16aは、自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1、コレクタ電流Ic1、直流電源電圧Vdcに基づいて他アームの還流ダイオードのリカバリ電圧(コレクタ・エミッタ間電圧V’ce2)を推定する推定器24と、推定器24で推定したコレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と一定の閾値V’ce2*との偏差を求めその偏差が0以上であるときに偏差を出力する比較器25と、推定したコレクタ・エミッタ間電圧V’ce2と一定の閾値V’ce2*との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を求める比例器26とに加え、自アームのコレクタ電流Ic1及び交流負荷電流Iloadに基づいて他アームの還流ダイオード電流(他アームのコレクタ電流Ic2)を推定する推定器27、推定器27で推定した他アームのコレクタ電流I’c2を微分して他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dI’c2/dtを演算する微分器28と、微分器28で得られた減少率dI’c2/dtと一定の閾値dI’c2*/dtとの差分を求める比較器29と、比較器29で求めた差分に所定のゲインki1を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する比例器30とを有する。
FIG. 12 is a block diagram showing an example of the recovery
さらに、推定した他アームのコレクタ電流I’c2のオン期間中の他アームの推定コレクタ電流I’c2の平均値I’c2avを算出する平均化処理手段31と、平均化処理手段31で求めた推定コレクタ電流I’c2の平均値I’c2avから比例器30の適切なゲインki1を求めるゲイン最適値演算手段32とを有する。
Further, the average processing means 31 for calculating the average value I′c2av of the estimated collector current I′c2 of the other arm during the ON period of the estimated collector current I′c2 of the other arm, and the averaging processing means 31 A gain optimum value calculating means 32 for obtaining an appropriate gain ki1 of the
推定器27は、自アームのコレクタ電流Ic1及び交流負荷電流Iloadに基づいて、下記(5)式で他アームの還流ダイオード電流(他アームのコレクタ電流I’c2)を推定する。自己のアームの半導体スイッチング素子S1のターンオン時においては、他アームの還流ダイオード電流は他アームのコレクタ電流Ic2に等しいからである。
I’c2=Iload−Ic1 …(5)
微分器28は、推定器27で推定した他アームのコレクタ電流I’c2を微分して他アームのコレクタ電流Ic2の推定減少率dI’c2/dtを演算する。微分器28には、他アームのコレクタ電流Ic2の推定減少率dI’c2/dtが0以上であるときは0を出力する不感帯が設けられている。従って、推定減少率dI’c2/dtが0以下のときに比較器29には推定減少率dI’c2/dtが出力される。微分器28で求められた他アームのコレクタ電流Ic2の減少率dI’c2/dtは比較器29に入力され、予め定めた一定の閾値dI’c2*/dtとの差分が求められ、比例器30は、その差分に所定のゲインki1を掛けて補正信号として電流変換手段14aに出力する。
The
I'c2 = Iload-Ic1 (5)
The
一方、平均化処理手段31は、他アームの推定コレクタ電流I’c2のオン期間中の他アームの推定コレクタ電流I’c2の平均値I’c2avを算出する。他アームの推定コレクタ電流I’c2がオン期間中であることは自己の半導体スイッチング素子S1へのゲート信号Gate1がOFF指令であることにより判断する。判定方法については第2の実施の形態と同様で行う。そして、ゲイン最適値演算手段32により、平均化処理手段31で求めた推定コレクタ電流I’c2の平均値I’c2avに基づいて比例器30の適切なゲインki1を求める。これは、前述した(1)式を用いて求める。つまり、他方のアームの還流ダイオードD2の還流ダイオード電流Id2の推定平均値I’c2avが大きいときはゲインki1を大きくしてゲート電流調整電流値を大きくし、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値から大きなゲート電流調整電流値を減算して、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制する。
On the other hand, the averaging processing means 31 calculates the average value I′c2av of the estimated collector current I′c2 of the other arm during the ON period of the estimated collector current I′c2 of the other arm. Whether the estimated collector current I'c2 of the other arm is in the ON period is determined by the fact that the gate signal Gate1 to the semiconductor switching element S1 is an OFF command. The determination method is the same as in the second embodiment. Then, an appropriate gain ki1 of the
この場合、平均化処理手段31での還流ダイオード電流Id2の推定平均値I’c2avの演算処理がリアルタイムで処理できる場合には、今回の自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時における今回の還流ダイオード電流の推定平均値を用いる。一方、平均化処理手段31での還流ダイオード電流Id2の推定平均値I’c2avの演算処理に時間がかかる場合には、前回の自己の半導体スイッチング素子S1のターンオン時における前回の還流ダイオード電流の推定平均値を用いる。つまり、ゲインki1は、自アームの半導体スイッチング素子S1の今回または前回のターンオン時のコレクタ電流のターンオン期間におけるコレクタ電流の平均値の関数で定めることになる。ここで,今回,前回の定義は第2の実施の形態と同様である。 In this case, if the calculation processing of the estimated average value I′c2av of the freewheeling diode current Id2 in the averaging processing means 31 can be processed in real time, the current freewheeling diode current at the turn-on time of the current semiconductor switching element S1. The estimated average value of is used. On the other hand, when it takes time to calculate the estimated average value I′c2av of the freewheeling diode current Id2 in the averaging processing means 31, the previous freewheeling diode current is estimated when the semiconductor switching element S1 is turned on. Use the average value. That is, the gain ki1 is determined by a function of the average value of the collector current during the turn-on period of the collector current at the current or previous turn-on of the semiconductor switching element S1 of its own arm. Here, the previous definition is the same as that of the second embodiment.
第4の実施の形態によれば、自アームのコレクタ電流Ic1及び交流負荷電流Iloadに基づいて他アームの還流ダイオード電流の減少率を推定し、推定した他アームの還流ダイオード電流Id2の減少率が一定の閾値を超えたとき、自己の半導体スイッチング素子S1のゲート電流を調整するので、他方のアームのコレクタ電流Ic2を検出する必要がなく、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制でき、他方のアームの還流ダイオードD2のリカバリ電圧の過電圧を抑制できる。 According to the fourth embodiment, the reduction rate of the return diode current of the other arm is estimated based on the collector current Ic1 of the own arm and the AC load current Iload, and the estimated reduction rate of the return diode current Id2 of the other arm is calculated. When a certain threshold value is exceeded, the gate current of its own semiconductor switching element S1 is adjusted, so that it is not necessary to detect the collector current Ic2 of the other arm, and the turn-on speed of its own semiconductor switching element S1 can be suppressed, The overvoltage of the recovery voltage of the return diode D2 of the other arm can be suppressed.
ここで、比例器18のゲインkv2、比例器26のゲインkv1は予め定めた定数でも良いし、他アームのリカバリ電圧または自アームのコレクタ・エミッタ間電圧の関数で定めるようにしてもよい。例えば、下記の(6)式で比例器18のゲインkv2や比例器26のゲインkv1を求める。(6)式中のC、Dは定数である。
Here, the gain kv2 of the
kv1(kv2)=C・Vce1(Vce2)+D …(6)
つまり、他アームのリカバリ電圧Vce2または自アームのコレクタ・エミッタ間電圧Vce1が大きいときはゲインkv1(kv2)を大きくしてゲート電流調整電流値を大きくし、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値から大きなゲート電流調整電流値を減算して、自己の半導体スイッチング素子S1のターンオンの速度を抑制する。
kv1 (kv2) = C · Vce1 (Vce2) + D (6)
That is, when the recovery voltage Vce2 of the other arm or the collector-emitter voltage Vce1 of its own arm is large, the gain kv1 (kv2) is increased to increase the gate current adjustment current value, and the gate current command value from the gate drive circuit is increased. A large gate current adjustment current value is subtracted from the absolute value to suppress the turn-on speed of its own semiconductor switching element S1.
以上の説明では、比較器17、20、25には不感帯を設けたが、不感帯を設けずに、閾値との偏差にゲインを掛けてゲート電流調整電流値を決め、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値にゲート電流調整電流値を加えてゲート電流を調整するようにしてもよい。これは、それぞれの検出値が閾値を下回る場合には、リカバリ電圧が過電圧の状態ではなく、半導体スイッチング素子のターンオンの速度を抑制する必要がないからである。これにより、スイッチング速度が速くなりスイッチング損失が軽減を図ることができる。
In the above description, the dead zones are provided in the
また、以上の説明では、ゲート駆動回路からのゲート電流指令値の絶対値からゲート電流調整電流値を減じたり、ゲート電流指令値の絶対値にゲート電流調整電流値を加えたりしてゲート電流を調整するようにしたが、ゲート電流調整電流値の相当分だけのゲート電圧またはゲート抵抗を変化させてゲート電流を調整するようにしてもよいことは言うまでもない。 In the above description, the gate current is adjusted by subtracting the gate current adjustment current value from the absolute value of the gate current command value from the gate drive circuit or adding the gate current adjustment current value to the absolute value of the gate current command value. Although the adjustment is made, it goes without saying that the gate current may be adjusted by changing the gate voltage or the gate resistance corresponding to the gate current adjustment current value.
10…ゲート駆動回路、11…ゲート電源、12…アクティブゲート回路、13…コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段、14…電流変換手段、15…コレクタ・エミッタ過電圧抑制手段、16…リカバリ過電圧抑制手段、17…比較器、18…比例器、19…微分器、20…比較器、21…比例器、22…平均化処理手段、23…ゲイン最適値演算手段、24…推定器、25…比較器、26…比例器、27…推定器、28…微分器、29…比較器、30…比例器、31…平均化処理手段、32…ゲイン最適値演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gate drive circuit, 11 ... Gate power supply, 12 ... Active gate circuit, 13 ... Collector-emitter overvoltage suppression means, 14 ... Current conversion means, 15 ... Collector-emitter overvoltage suppression means, 16 ... Recovery overvoltage suppression means, 17 ... Comparator, 18 ... Proportionator, 19 ... Differentiator, 20 ... Comparator, 21 ... Proportionator, 22 ... Averaging processing means, 23 ... Optimal gain calculation means, 24 ... Estimator, 25 ... Comparator, 26 ... Proportionator, 27 ... Estimator, 28 ... Differentiator, 29 ... Comparator, 30 ... Proportionator, 31 ... Averaging processing means, 32 ... Optimal gain calculation means
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008017341A JP5200559B2 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Active gate circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008017341A JP5200559B2 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Active gate circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009183017A true JP2009183017A (en) | 2009-08-13 |
JP5200559B2 JP5200559B2 (en) | 2013-06-05 |
Family
ID=41036548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008017341A Expired - Fee Related JP5200559B2 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Active gate circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5200559B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012039458A (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Honda Motor Co Ltd | Device and method of driving semiconductor element |
JP6418350B1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-07 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
JP6451890B1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-01-16 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
JP2020010281A (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 株式会社デンソー | Gate drive circuit |
WO2020075500A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 株式会社デンソー | Gate drive device |
JP7310725B2 (en) | 2020-06-08 | 2023-07-19 | 株式会社デンソー | drive |
WO2023203678A1 (en) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | 三菱電機株式会社 | Electric power conversion apparatus and driving circuit for electric power conversion apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172769A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nippondenso Co Ltd | Inverter device |
JP2003218675A (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Hitachi Ltd | Driving device for semiconductor device and power converting device using the same |
-
2008
- 2008-01-29 JP JP2008017341A patent/JP5200559B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172769A (en) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nippondenso Co Ltd | Inverter device |
JP2003218675A (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Hitachi Ltd | Driving device for semiconductor device and power converting device using the same |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012039458A (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Honda Motor Co Ltd | Device and method of driving semiconductor element |
JP2020010281A (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 株式会社デンソー | Gate drive circuit |
JP7200522B2 (en) | 2018-07-12 | 2023-01-10 | 株式会社デンソー | gate drive circuit |
US10547300B1 (en) | 2018-07-25 | 2020-01-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Driving device and switching device |
JP6451890B1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-01-16 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
JP2020018101A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
JP2020018098A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
US10637465B2 (en) | 2018-07-25 | 2020-04-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Driving device and switching device |
JP6418350B1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-07 | 富士電機株式会社 | Driving device and switching device |
WO2020075500A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 株式会社デンソー | Gate drive device |
JP2020061903A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 株式会社デンソー | Gate drive device |
CN112823469A (en) * | 2018-10-12 | 2021-05-18 | 株式会社电装 | Gate driving device |
US11283438B2 (en) | 2018-10-12 | 2022-03-22 | Denso Corporation | Gate drive apparatus |
CN112823469B (en) * | 2018-10-12 | 2024-03-15 | 株式会社电装 | Gate driving device |
JP7310725B2 (en) | 2020-06-08 | 2023-07-19 | 株式会社デンソー | drive |
WO2023203678A1 (en) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | 三菱電機株式会社 | Electric power conversion apparatus and driving circuit for electric power conversion apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5200559B2 (en) | 2013-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5200559B2 (en) | Active gate circuit | |
EP2461473B1 (en) | Power supply controlled by pulse width modulation and phase shift modulation | |
US8786239B2 (en) | Motor drive PWM rectifier having modulation scheme selector | |
JP5901949B2 (en) | Power supply device and power supply device for arc machining | |
US8283880B2 (en) | Motor drive device with function of switching to power regenerative operation mode | |
JP6250160B2 (en) | Power converter | |
WO2019211929A1 (en) | Power conversion device | |
JP2009027818A (en) | Control method for three-level inverter | |
TW200924366A (en) | Matrix converter | |
JP4893219B2 (en) | Power converter | |
KR102132036B1 (en) | Power supply deivce and power supply deivce for arc machining | |
JP3864834B2 (en) | PWM cycloconverter | |
JP5033596B2 (en) | Power supply device and power supply device for arc machining | |
JPWO2020089990A1 (en) | Power converter | |
JP6950734B2 (en) | Current detector | |
JP5917097B2 (en) | Power supply device and power supply device for arc machining | |
JP5884345B2 (en) | Resonant power converter | |
JP4649152B2 (en) | Power converter | |
JP6056130B2 (en) | Resonant power converter | |
JP6770656B1 (en) | Power converter | |
JP6567234B1 (en) | Power converter | |
JP6468046B2 (en) | Parallel operation method and parallel operation apparatus for PWM power converter | |
JP2019103284A (en) | Chopper device | |
JP7107252B2 (en) | power converter | |
JP2002159185A (en) | Current control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121023 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121024 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5200559 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |