JP2019115234A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2に記載のものではスタブの長さが発振周波数の1/4波長以上となるため、発振周波数が100MHzの場合のスタブの長さは最短で75cmとなる。そして、発振周波数が100MHzより小さい場合はスタブの長さはさらに長くなることから、装置が大型化してしまうおそれがある。
また、特許文献3に記載のものでは、サージ電圧対策のDC直列回路にダイオードを用いているためダイオード損失が発生する。特許文献3ではスナバ用スイッチ素子を有する回生回路を構成することで損失の軽減を図っているが、スナバ用スイッチ素子を制御する制御回路が必要となり、構成が複雑になる。
また、特許文献4のものでは、スナバ回路が直流バイアス回路や補助スイッチング素子を備えているため、構成が複雑となるとともに、装置が大型化してしまうおそれがある。
以下に、この発明の実施の形態1を図1から図4に基づいて説明する。図1は、実施の形態1における電力変換装置を示す回路構成図である。また図2は、実施の形態1における電力変換装置の一次側を示す回路構成図であり、第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を示す回路構成図である。DC/DCコンバータ100、すなわち電力変換装置は、トランス93によって一次側と二次側が絶縁された絶縁型のフルブリッジDC/DCコンバータであり、トランス93の一次巻線93aは直流電源91から入力される直流の入力電圧Vinを交流電圧に変換する二線式の単相インバータ10に接続されている。また、トランス93の二次巻線93bは交流電圧を直流電圧に変換し、負荷97に出力電圧Voutを出力する整流回路94に接続されている。
以下に、この発明の実施の形態2を図5に基づいて説明する。図5は、実施の形態2における電力変換装置の一次側を示す回路構成図であり、実施の形態2に係る第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を示す回路構成図である。なお、図1〜図4と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態2は、第2のスナバ回路を2組のアームで共用するように設けたものである。図5に示すように、スイッチング素子111及びスイッチング素子112により構成されたアームと、スイッチング素子113及びスイッチング素子114により構成されたアームの間において、ブリッジ回路の正極線上及び負極線上に第3の接続点10c、10dがそれぞれ設けられている。第2のスナバ回路23は、正極側端子が第3の接続点10cに接続され、負極側端子が第3の接続点10dに接続されている。このように、実施の形態2では第2のスナバ回路23がブリッジ回路の正極線及び負極線と接続されることでスイッチング素子111〜114に対応しているため、実施の形態1においてそれぞれのアームに接続されていた第2のスナバ回路131、132は省略されている。
その他については実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
以下に、この発明の実施の形態3を図6に基づいて説明する。図6は、実施の形態3における電力変換装置の一次側を示す回路構成図であり、実施の形態3に係る第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を示す回路構成図である。なお、図1〜図5と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態3は、第1のスナバ回路がスイッチング素子毎に配置したものである。図6に示すように、第1のスナバ回路321〜324の正極側端子は、スイッチング素子111〜114のドレイン端子と接続されており、第1のスナバ回路321〜324の負極側端子は、スイッチング素子111〜114のソース端子とそれぞれ接続されている。このように第1のスナバ回路321〜324がスイッチング素子111〜114とそれぞれ接続されることにより、実施の形態3では第1のスナバ回路321〜324がスイッチング素子111〜114にそれぞれ対応しているため、実施の形態1、2においてそれぞれのアームに接続されていた第1のスナバ回路121、122は省略されている。
その他については実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
以下に、この発明の実施の形態4を図7に基づいて説明する。図7は、実施の形態4における電力変換装置の一次側を示す回路構成図であり、実施の形態4に係る第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を示す回路構成図である。なお、図1〜図6と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態4は、第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路をスイッチング素子毎に配置したものである。図7に示すように、第2のスナバ回路431〜434の正極側端子は、スイッチング素子111〜114のドレイン端子と接続されており、第2のスナバ回路431〜434の負極側端子は、スイッチング素子111〜114のソース端子とそれぞれ接続されている。このように第2のスナバ回路431〜434がスイッチング素子111〜114とそれぞれ接続されることにより、実施の形態4では第2のスナバ回路431〜434がスイッチング素子111〜114にそれぞれ対応しているため、実施の形態1においてそれぞれのアームに接続されていた第2のスナバ回路131、132は省略されている。
その他については実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
以下に、この発明の実施の形態5を図8に基づいて説明する。図8は、実施の形態5における電力変換装置の一次側を示す回路構成図であり、実施の形態5に係る第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を示す回路構成図である。なお、図1〜図7と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態5は、第1のスナバ回路及び第2のスナバ回路を2組のアームで共用するように設けたものである。図8に示すように、スイッチング素子111及びスイッチング素子112により構成されたアームと、スイッチング素子113及びスイッチング素子114により構成されたアームの間において、ブリッジ回路の正極線上及び負極線上に第3の接続点10c、10dがそれぞれ設けられている。第1のスナバ回路24及び第2のスナバ回路23は、正極側端子が第3の接続点10cに接続され、負極側端子が第3の接続点10dに接続されている。このように、実施の形態5では第1のスナバ回路24及び第2のスナバ回路23がブリッジ回路の正極線及び負極線と接続されることでスイッチング素子111〜114に対応しているため、実施の形態1においてそれぞれのアームに接続されていた第1のスナバ回路121、122、第2のスナバ回路131、132は省略されている。
また、スイッチング素子としてワイドバンドギャップ半導体で構成されたスイッチング素子を用いたが、Si−MOSFETやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自己消弧型半導体スイッチング素子や、ダイヤモンド系材料を用いたスイッチング素子を用いてもよい。
また、単相インバータと二線式の単相インバータを用い、ブリッジ回路は2組のアームを有する構成としたが、二線式の単相インバータを三線式の単相インバータや三相インバータに置き換え、ブリッジ回路が3組以上のアームを有する構成にしてもよい。
Claims (13)
- スイッチング素子と、
第1のコンデンサからなる第1のスナバ回路と、
抵抗及び前記抵抗と直列に接続された第2のコンデンサからなる第2のスナバ回路とを備え、
前記スイッチング素子、前記第1のスナバ回路及び前記第2のスナバ回路が互いに並列に接続されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記第1のスナバ回路は、前記スイッチング素子との接続点と前記第1のコンデンサとの間の配線の長さが10cm以下である請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記スイッチング素子と前記第1のスナバ回路との間の配線の長さが5cm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記第2のスナバ回路は、カットオフ周波数の下限がサージ電圧の周波数であり、前記カットオフ周波数の上限が前記スイッチング素子の発振周波数である請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記スイッチング素子は、直列に接続されてアームを構成する第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子であって、前記アームは、複数が並列に接続されてブリッジ回路を構成する請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第1のスナバ回路は、それぞれの前記アームに接続されている請求項5に記載の電力変換装置。
- 前記第2のスナバ回路は、それぞれの前記アームに接続されている請求項5または6に記載の電力変換装置。
- 前記第1のスナバ回路は、正極側端子が前記ブリッジ回路の正極線に接続され、負極側端子が前記ブリッジ回路の負極線に接続されている請求項5または7に記載の電力変換装置。
- 前記第2のスナバ回路は、正極側端子が前記ブリッジ回路の正極線に接続され、負極側端子が前記ブリッジ回路の負極線に接続されている請求項5、6、8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第1のスナバ回路は、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子ごとに配置されている請求項5、7、9のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第2のスナバ回路は、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子ごとに配置されている請求項5、6、8、10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第1のコンデンサは、積層セラミックコンデンサである請求項1から11のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されている請求項1から12のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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JP2008118784A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Honda Motor Co Ltd | 電力変換回路 |
JP2014128066A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体モジュール |
JP2015056925A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
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