JP2861430B2 - 整流回路 - Google Patents
整流回路Info
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- JP2861430B2 JP2861430B2 JP3035280A JP3528091A JP2861430B2 JP 2861430 B2 JP2861430 B2 JP 2861430B2 JP 3035280 A JP3035280 A JP 3035280A JP 3528091 A JP3528091 A JP 3528091A JP 2861430 B2 JP2861430 B2 JP 2861430B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電流形インバータの出
力側に変圧器を介して接続される整流回路、特に電流の
切り換え時間を短縮することが可能な整流回路に関す
る。
力側に変圧器を介して接続される整流回路、特に電流の
切り換え時間を短縮することが可能な整流回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図９に従来例を示す。同図において、１
はリアクトル、２〜５は１個または複数個の半導体素子
からなり、順逆両方向電流の導通，遮断の制御が可能な
半導体スイッチ（以下、単にスイッチともいう）、６は
変圧器、７〜１０はダイオード、１１は直流平滑用コン
デンサ、１２は交流電源、１３は負荷、１４は電圧クラ
ンプ形スナバ回路（単にスナバともいう）である。そし
て、スイッチ２と３を直列接続し（接続点をａとす
る）、またスイッチ４と５を直列接続し（接続点をｂと
する）、さらにスイッチ２と４および３と５をそれぞれ
接続し、電流形インバータを構成する。スイッチ２と４
の接続点およびスイッチ３と５の接続点の間には、リア
クトル１と交流電源１２とを直列接続したものを接続す
る。こうすると、交流電源１２からの出力電流はリアク
トル１により平滑され、連続したものとなる。つまり、
交流電源１２とリアクトル１との直列回路を一種の交流
電流源とみなすことができる。また、変圧器６の入力端
を接続点ａ，ｂにそれぞれ接続し、さらにスナバ回路１
４を接続する。一方、ダイオード７と８を直列接続し
（接続点をｃとする）、同じくダイオード９と１０を直
列接続する（接続点をｄとする）。さらに、ダイオード
７と９とを接続し、コンデンサ１１の一端に接続する。
同じく、ダイオード８と１０とを接続し、コンデンサ１
１の他端に接続し、接続点ｃ，ｄを変圧器６の出力端に
それぞれ接続する。なお、変圧器には漏れインダクタン
スが存在するが、同図ではこれをＬ１で示している。
はリアクトル、２〜５は１個または複数個の半導体素子
からなり、順逆両方向電流の導通，遮断の制御が可能な
半導体スイッチ（以下、単にスイッチともいう）、６は
変圧器、７〜１０はダイオード、１１は直流平滑用コン
デンサ、１２は交流電源、１３は負荷、１４は電圧クラ
ンプ形スナバ回路（単にスナバともいう）である。そし
て、スイッチ２と３を直列接続し（接続点をａとす
る）、またスイッチ４と５を直列接続し（接続点をｂと
する）、さらにスイッチ２と４および３と５をそれぞれ
接続し、電流形インバータを構成する。スイッチ２と４
の接続点およびスイッチ３と５の接続点の間には、リア
クトル１と交流電源１２とを直列接続したものを接続す
る。こうすると、交流電源１２からの出力電流はリアク
トル１により平滑され、連続したものとなる。つまり、
交流電源１２とリアクトル１との直列回路を一種の交流
電流源とみなすことができる。また、変圧器６の入力端
を接続点ａ，ｂにそれぞれ接続し、さらにスナバ回路１
４を接続する。一方、ダイオード７と８を直列接続し
（接続点をｃとする）、同じくダイオード９と１０を直
列接続する（接続点をｄとする）。さらに、ダイオード
７と９とを接続し、コンデンサ１１の一端に接続する。
同じく、ダイオード８と１０とを接続し、コンデンサ１
１の他端に接続し、接続点ｃ，ｄを変圧器６の出力端に
それぞれ接続する。なお、変圧器には漏れインダクタン
スが存在するが、同図ではこれをＬ１で示している。
【０００３】図１０に図９の動作波形を示す。いま、同
図（ａ）に示すような電源電圧Ｖｉの正の半周期におい
て、スイッチ２，３，４，５のすべてがオンのとき（以
下、零電圧モードという）、変圧器６の入力電圧Ｖｔは
（ｃ）に示すように０ボルトで、変圧器入力電流Ｉｔは
（ｄ）に示すように０アンペアとなる。また、（ｅ），
（ｆ）に示すように、スイッチ２と５がオンでスイッチ
３と４がオフのときは（以下、正または順電圧モードと
もいう）ＶｔおよびＩｔは正、スイッチ３と４がオンで
スイッチ２と５がオフのときは（以下、逆電圧モードと
もいう）ＶｔおよびＩｔは負となる。そして、正電圧モ
ードと逆電圧モードを零電圧モードを挟んで交互に繰り
返すことにより、ＶｔはＶｉよりも周波数の高い交流電
圧となり、これをダイオード７，８，９，１０にて整流
することにより、直流電圧Ｅを得ることができる。な
お、Ｖｉの負の半周期においては、正電圧モードのとき
にＶｔおよびＩｔが負、逆電圧モードのときにＶｔおよ
びＩｔが正となるのみで、動作は上記と同様である。ま
た、零電圧モードにおいてはＩｉはその絶対値が増加
し、正電圧モードおよび逆電圧モードにおいてはＩｉは
その絶対値が減少する。そこで、零電圧モードと正電圧
モードおよび逆電圧モードとの時間比率を制御すること
により、Ｉｉを任意の波形、例えば正弦波状とすること
ができる。零電圧モードから正電圧モードへの切り替わ
り、および零電圧モードから逆電圧モードへの切り替わ
り（以下、転流と称する）においては、Ｉｔは０からＩ
ｉまで急速に増加する。これにより、漏れインダクタン
スＬ１には大きな電圧が発生し、スイッチ素子が過電圧
破壊を起こすおそれがある。このため、電圧クランプ形
スナバ１４を用いてＶｔが一定値以下となるように制限
をしている。
図（ａ）に示すような電源電圧Ｖｉの正の半周期におい
て、スイッチ２，３，４，５のすべてがオンのとき（以
下、零電圧モードという）、変圧器６の入力電圧Ｖｔは
（ｃ）に示すように０ボルトで、変圧器入力電流Ｉｔは
（ｄ）に示すように０アンペアとなる。また、（ｅ），
（ｆ）に示すように、スイッチ２と５がオンでスイッチ
３と４がオフのときは（以下、正または順電圧モードと
もいう）ＶｔおよびＩｔは正、スイッチ３と４がオンで
スイッチ２と５がオフのときは（以下、逆電圧モードと
もいう）ＶｔおよびＩｔは負となる。そして、正電圧モ
ードと逆電圧モードを零電圧モードを挟んで交互に繰り
返すことにより、ＶｔはＶｉよりも周波数の高い交流電
圧となり、これをダイオード７，８，９，１０にて整流
することにより、直流電圧Ｅを得ることができる。な
お、Ｖｉの負の半周期においては、正電圧モードのとき
にＶｔおよびＩｔが負、逆電圧モードのときにＶｔおよ
びＩｔが正となるのみで、動作は上記と同様である。ま
た、零電圧モードにおいてはＩｉはその絶対値が増加
し、正電圧モードおよび逆電圧モードにおいてはＩｉは
その絶対値が減少する。そこで、零電圧モードと正電圧
モードおよび逆電圧モードとの時間比率を制御すること
により、Ｉｉを任意の波形、例えば正弦波状とすること
ができる。零電圧モードから正電圧モードへの切り替わ
り、および零電圧モードから逆電圧モードへの切り替わ
り（以下、転流と称する）においては、Ｉｔは０からＩ
ｉまで急速に増加する。これにより、漏れインダクタン
スＬ１には大きな電圧が発生し、スイッチ素子が過電圧
破壊を起こすおそれがある。このため、電圧クランプ形
スナバ１４を用いてＶｔが一定値以下となるように制限
をしている。
【０００４】図１１に零電圧モードから正電圧モードへ
の転流時の電流の変化を示す。いま、変圧器６の巻数比
をｎ：１、直流出力電圧をＥとすると、Ｌ１の両端に掛
かる電圧ＶＬは次式の如く、Ｖｔと変圧器６に発生する
逆起電力Ｖ１との差となる。 ＶＬ＝Ｖｔ−Ｖ１ …（１） ただし、Ｖ１＝ｎＥである。Ｉｔの変化速度は、 ｄＩｔ／ｄｔ＝（Ｖｔ−Ｖ１）／Ｌ１ …（２） として表わされる。転流開始から終了までに要する時間
Ｔは、 Ｔ＝Ｌ１Ｉｉ／（Ｖｔ−Ｖ１） …（３） となり、この間にスナバに流れる電流Ｉｓは、 Ｉｓ＝Ｉｉ−Ｉｔ …（４） となる。すなわち、Ｉｓは転流開始時刻ｔ０においては
Ｉｉに等しく、転流終了時刻ｔ２においては０アンペア
となり、その間は直線状に変化する。従って、１回の転
流でスナバに流入するエネルギーＷｓは、 Ｗｓ＝ＶｔＩｉ／２・Ｔ ＝Ｌ１ＶｔＩｉ2 ／｛２（Ｖｔ−Ｖ１）｝ …（５） となる。（３）式および（５）式から、転流時間を短く
しスナバエネルギーを小さくするためにはＶ１に対して
Ｖｔを大きくする必要があるが、スイッチの耐電圧によ
り限度があるため、Ｖｔを余り大きくすることができな
い。
の転流時の電流の変化を示す。いま、変圧器６の巻数比
をｎ：１、直流出力電圧をＥとすると、Ｌ１の両端に掛
かる電圧ＶＬは次式の如く、Ｖｔと変圧器６に発生する
逆起電力Ｖ１との差となる。 ＶＬ＝Ｖｔ−Ｖ１ …（１） ただし、Ｖ１＝ｎＥである。Ｉｔの変化速度は、 ｄＩｔ／ｄｔ＝（Ｖｔ−Ｖ１）／Ｌ１ …（２） として表わされる。転流開始から終了までに要する時間
Ｔは、 Ｔ＝Ｌ１Ｉｉ／（Ｖｔ−Ｖ１） …（３） となり、この間にスナバに流れる電流Ｉｓは、 Ｉｓ＝Ｉｉ−Ｉｔ …（４） となる。すなわち、Ｉｓは転流開始時刻ｔ０においては
Ｉｉに等しく、転流終了時刻ｔ２においては０アンペア
となり、その間は直線状に変化する。従って、１回の転
流でスナバに流入するエネルギーＷｓは、 Ｗｓ＝ＶｔＩｉ／２・Ｔ ＝Ｌ１ＶｔＩｉ2 ／｛２（Ｖｔ−Ｖ１）｝ …（５） となる。（３）式および（５）式から、転流時間を短く
しスナバエネルギーを小さくするためにはＶ１に対して
Ｖｔを大きくする必要があるが、スイッチの耐電圧によ
り限度があるため、Ｖｔを余り大きくすることができな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、Ｖｔを
大きくすることによる転流時間の短縮化には限度がある
ため、電流が増加するにつれ転流時間の影響によって電
流制御に誤差が生じることになる。また、スナバ入力電
力も増加するため、スナバに電流容量の大きなものを使
用せざるを得ず、装置が大型化してコスト高になるとい
う問題がある。特に、吸収したエネルギーを抵抗などで
消費するタイプのスナバを用いた場合は、かかる問題の
他にスナバ損失による効率の低下という問題も生じる。
したがって、この発明の課題は電流容量の大きなスナバ
を必要とせず転流時間の短縮化を図ることにある。
大きくすることによる転流時間の短縮化には限度がある
ため、電流が増加するにつれ転流時間の影響によって電
流制御に誤差が生じることになる。また、スナバ入力電
力も増加するため、スナバに電流容量の大きなものを使
用せざるを得ず、装置が大型化してコスト高になるとい
う問題がある。特に、吸収したエネルギーを抵抗などで
消費するタイプのスナバを用いた場合は、かかる問題の
他にスナバ損失による効率の低下という問題も生じる。
したがって、この発明の課題は電流容量の大きなスナバ
を必要とせず転流時間の短縮化を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、直流または交流の電流源と複
数の自己消弧形の半導体スイッチとからなりこの半導体
スイッチのオン／オフ動作により正負交互の電流を出力
する電流形インバータの出力端子に、変圧器を介して接
続され入力に対して絶縁された直流電圧を出力するにあ
たり、第１のダイオードと第２のダイオードとの直列接
続回路と、第３のダイオードと第４のダイオードとの直
列接続回路とを互いに並列に接続し、前記変圧器の出力
端子の一端には前記第１ダイオードと第２ダイオードと
の接続点を、また前記変圧器の他方の出力端子には第３
ダイオードと第４ダイオードとの接続点をそれぞれ接続
し、第１ダイオードと第３ダイオードとの接続点を第１
のコンデンサの一方の端子に、また第２ダイオードと第
４ダイオードとの接続点を第１のコンデンサの他方の端
子にそれぞれ接続し、さらに、前記第１のコンデンサに
対して十分に容量の小さい第２のコンデンサ，第３のコ
ンデンサを直列接続した回路を前記第１コンデンサの両
端に並列に接続し、かつ第２コンデンサと第３コンデン
サとの接続点を、第１ダイオードと第２ダイオードとの
接続点、または第３ダイオードと第４ダイオードとの接
続点のいずれかに接続したことを特徴としている。
るため、第１の発明では、直流または交流の電流源と複
数の自己消弧形の半導体スイッチとからなりこの半導体
スイッチのオン／オフ動作により正負交互の電流を出力
する電流形インバータの出力端子に、変圧器を介して接
続され入力に対して絶縁された直流電圧を出力するにあ
たり、第１のダイオードと第２のダイオードとの直列接
続回路と、第３のダイオードと第４のダイオードとの直
列接続回路とを互いに並列に接続し、前記変圧器の出力
端子の一端には前記第１ダイオードと第２ダイオードと
の接続点を、また前記変圧器の他方の出力端子には第３
ダイオードと第４ダイオードとの接続点をそれぞれ接続
し、第１ダイオードと第３ダイオードとの接続点を第１
のコンデンサの一方の端子に、また第２ダイオードと第
４ダイオードとの接続点を第１のコンデンサの他方の端
子にそれぞれ接続し、さらに、前記第１のコンデンサに
対して十分に容量の小さい第２のコンデンサ，第３のコ
ンデンサを直列接続した回路を前記第１コンデンサの両
端に並列に接続し、かつ第２コンデンサと第３コンデン
サとの接続点を、第１ダイオードと第２ダイオードとの
接続点、または第３ダイオードと第４ダイオードとの接
続点のいずれかに接続したことを特徴としている。
【０００７】また、第２の発明では、直流または交流の
電流源と複数の自己消弧形の半導体スイッチとからなり
この半導体スイッチのオン／オフ動作により正負交互の
電流を出力する電流形インバータの出力端子に、中間タ
ップ付変圧器を介して接続され入力に対して絶縁された
直流電圧を出力するにあたり、前記変圧器の第１の出力
端子には第１のダイオードのアノード端子を、前記変圧
器の第２の出力端子には第２のダイオードのアノード端
子をそれぞれ接続し、また第１ダイオード，第２ダイオ
ードの各カソード端子を互いに接続した接続点を第１の
コンデンサの一方の端子に接続し、前記変圧器の中間出
力端子にはこの第１コンデンサの他方の端子を接続し、
前記変圧器の第１の出力端子には第２のコンデンサの一
方の端子を接続し、前記変圧器の第２の出力端子には第
３のコンデンサの一方の端子を接続し、さらに第３のダ
イオードと第４のダイオードとを直列接続し、第５のダ
イオードと第６のダイオードとを直列接続し、かつ第３
ダイオードと第５ダイオードおよび第４ダイオードと第
６ダイオードとをそれぞれ接続し、第３ダイオードと第
４ダイオードとの接続点には前記第２コンデンサの他方
の端子を接続し、第５ダイオードと第６ダイオードとの
接続点には前記第３コンデンサの他方の端子を接続し、
さらに第４ダイオードと第６ダイオードとの接続点を前
記第１ダイオードと第２ダイオードとの接続点に接続
し、第３ダイオードと第５ダイオードとの接続点を前記
変圧器の中間出力端子に接続したことを特徴としてい
る。
電流源と複数の自己消弧形の半導体スイッチとからなり
この半導体スイッチのオン／オフ動作により正負交互の
電流を出力する電流形インバータの出力端子に、中間タ
ップ付変圧器を介して接続され入力に対して絶縁された
直流電圧を出力するにあたり、前記変圧器の第１の出力
端子には第１のダイオードのアノード端子を、前記変圧
器の第２の出力端子には第２のダイオードのアノード端
子をそれぞれ接続し、また第１ダイオード，第２ダイオ
ードの各カソード端子を互いに接続した接続点を第１の
コンデンサの一方の端子に接続し、前記変圧器の中間出
力端子にはこの第１コンデンサの他方の端子を接続し、
前記変圧器の第１の出力端子には第２のコンデンサの一
方の端子を接続し、前記変圧器の第２の出力端子には第
３のコンデンサの一方の端子を接続し、さらに第３のダ
イオードと第４のダイオードとを直列接続し、第５のダ
イオードと第６のダイオードとを直列接続し、かつ第３
ダイオードと第５ダイオードおよび第４ダイオードと第
６ダイオードとをそれぞれ接続し、第３ダイオードと第
４ダイオードとの接続点には前記第２コンデンサの他方
の端子を接続し、第５ダイオードと第６ダイオードとの
接続点には前記第３コンデンサの他方の端子を接続し、
さらに第４ダイオードと第６ダイオードとの接続点を前
記第１ダイオードと第２ダイオードとの接続点に接続
し、第３ダイオードと第５ダイオードとの接続点を前記
変圧器の中間出力端子に接続したことを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】変圧器の出力端に、ダイオード（第１の発明で
は上記第３，第４ダイオード、第２の発明では上記第３
〜第６ダイオード）およびコンデンサ（第１発明，第２
発明とも第２，第３コンデンサ）からなる転流促進回路
を設けることにより、転流時にはコンデンサにて変圧器
の２次側を短絡し、変圧器の漏れインダクタンスに高い
電圧が掛かるようにして転流時間を短縮し、スナバに流
入するエネルギーを小さくする。
は上記第３，第４ダイオード、第２の発明では上記第３
〜第６ダイオード）およびコンデンサ（第１発明，第２
発明とも第２，第３コンデンサ）からなる転流促進回路
を設けることにより、転流時にはコンデンサにて変圧器
の２次側を短絡し、変圧器の漏れインダクタンスに高い
電圧が掛かるようにして転流時間を短縮し、スナバに流
入するエネルギーを小さくする。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す回路図であ
る。同図に示すものは、図９に示すものに対し以下のよ
うにした点が特徴である。すなわち、コンデンサ１５と
コンデンサ１６とを直列接続したものをコンデンサ１１
の両端に接続する。また、コンデンサ１５と１６との接
続点を接続点ｄに接続する。ここで、接続点ｄに代えて
接続点ｃに接続しても同様の効果が得られることはいう
までもない。なお、コンデンサ１５とコンデンサ１６の
静電容量は互いに等しく、コンデンサ１１のそれに比べ
て十分小さいものとする。ダイオード７，８，９，１０
は全波整流回路を構成するが、ダイオード９，１０はこ
こではコンデンサ１５，１６から変圧器６への電荷の逆
流を防止するための逆流阻止用ダイオードとしての役目
も兼ねている。
る。同図に示すものは、図９に示すものに対し以下のよ
うにした点が特徴である。すなわち、コンデンサ１５と
コンデンサ１６とを直列接続したものをコンデンサ１１
の両端に接続する。また、コンデンサ１５と１６との接
続点を接続点ｄに接続する。ここで、接続点ｄに代えて
接続点ｃに接続しても同様の効果が得られることはいう
までもない。なお、コンデンサ１５とコンデンサ１６の
静電容量は互いに等しく、コンデンサ１１のそれに比べ
て十分小さいものとする。ダイオード７，８，９，１０
は全波整流回路を構成するが、ダイオード９，１０はこ
こではコンデンサ１５，１６から変圧器６への電荷の逆
流を防止するための逆流阻止用ダイオードとしての役目
も兼ねている。
【００１０】図２に図１における転流時の電圧，電流波
形を示す。いま、転流時刻ｔ０において、前のサイクル
における動作の結果、コンデンサ１５の電圧Ｖｃ１は０
ボルト、同じくコンデンサ１６の電圧Ｖｃ２はＥになっ
ている。従って、コンデンサ１５は接続点ｃ→ダイオー
ド７→コンデンサ１５→接続点ｄの経路で充電される。
コンデンサ１１の容量はコンデンサ１５，１６のそれに
比べて十分大きいため、Ｖｃ１＋Ｖｃ２＝Ｅなる関係が
常に成立する。このため、コンデンサ１５が充電されて
電圧Ｖｃ１が増加するにつれ、コンデンサ１６は放電し
てＶｃ１の増加分だけＶｃ２が減少する。このとき、電
流Ｉｔはコンデンサ１５の充電電流Ｉｃ１（図では１次
側換算値で示している）とコンデンサ１６の充電電流Ｉ
ｃ２との和となる。時刻ｔ１において、ＩｔはＩｉに達
して一定値となり、さらに時刻ｔ２においてはＶｃ１が
ＥでＶｃ２が０になってダイオード１０が導通し、コン
デンサ１５，１６の充放電は終了する。また、ｔ０，ｔ
２間においては、 Ｖ１＝ｎＶｃ１＝ｎ（Ｅ−Ｖｃ２）＜ｎＥ …（６） なる関係が成立する。このため、Ｌ１に印加される電圧
は従来の回路よりも大きくなり、転流時間が短縮される
ためスナバに流入するエネルギーは小さくなる。なお、
零電圧モードから逆電圧モードへの転流時の動作も、Ｖ
ｃ１とＶｃ２の関係が入れ替わるだけで上記と同様であ
る。
形を示す。いま、転流時刻ｔ０において、前のサイクル
における動作の結果、コンデンサ１５の電圧Ｖｃ１は０
ボルト、同じくコンデンサ１６の電圧Ｖｃ２はＥになっ
ている。従って、コンデンサ１５は接続点ｃ→ダイオー
ド７→コンデンサ１５→接続点ｄの経路で充電される。
コンデンサ１１の容量はコンデンサ１５，１６のそれに
比べて十分大きいため、Ｖｃ１＋Ｖｃ２＝Ｅなる関係が
常に成立する。このため、コンデンサ１５が充電されて
電圧Ｖｃ１が増加するにつれ、コンデンサ１６は放電し
てＶｃ１の増加分だけＶｃ２が減少する。このとき、電
流Ｉｔはコンデンサ１５の充電電流Ｉｃ１（図では１次
側換算値で示している）とコンデンサ１６の充電電流Ｉ
ｃ２との和となる。時刻ｔ１において、ＩｔはＩｉに達
して一定値となり、さらに時刻ｔ２においてはＶｃ１が
ＥでＶｃ２が０になってダイオード１０が導通し、コン
デンサ１５，１６の充放電は終了する。また、ｔ０，ｔ
２間においては、 Ｖ１＝ｎＶｃ１＝ｎ（Ｅ−Ｖｃ２）＜ｎＥ …（６） なる関係が成立する。このため、Ｌ１に印加される電圧
は従来の回路よりも大きくなり、転流時間が短縮される
ためスナバに流入するエネルギーは小さくなる。なお、
零電圧モードから逆電圧モードへの転流時の動作も、Ｖ
ｃ１とＶｃ２の関係が入れ替わるだけで上記と同様であ
る。
【００１１】図３に中間タップ付変圧器を利用した実施
例を示す。変圧器２５の出力端子ｃにはダイオード１７
を、出力端子ｄにはダイオード１８をそれぞれ接続し、
さらにダイオード１７と１８の接続点をコンデンサ１１
の一端に接続する。また、変圧器２５の中間タップＮを
コンデンサ１１の他端に接続し、ダイオード１７，１８
によりＶｔを整流する。コンデンサ２３，２４、ダイオ
ード１９，２０，２１，２２により転流促進回路が形成
され、接続点ｃにはコンデンサ２３を、接続点ｄにはコ
ンデンサ２４をそれぞれ接続する。また、ダイオード１
９，２１を直列接続し、その接続点をｅとする。同様
に、ダイオード２０，２２を直列接続してその接続点を
ｆとする。さらに、ダイオード２１，２２の各カソード
側を接続してその接続点をｇとし、ダイオード１９，２
０の各アノード側を接続してその接続点をｈとする。接
続点ｅ，ｆにはそれぞれコンデンサ２３，２４を接続
し、接続点ｇにはコンデンサ１１を接続し、接続点ｈは
中間タップＮに接続する。その他の点は図１と同様であ
る。
例を示す。変圧器２５の出力端子ｃにはダイオード１７
を、出力端子ｄにはダイオード１８をそれぞれ接続し、
さらにダイオード１７と１８の接続点をコンデンサ１１
の一端に接続する。また、変圧器２５の中間タップＮを
コンデンサ１１の他端に接続し、ダイオード１７，１８
によりＶｔを整流する。コンデンサ２３，２４、ダイオ
ード１９，２０，２１，２２により転流促進回路が形成
され、接続点ｃにはコンデンサ２３を、接続点ｄにはコ
ンデンサ２４をそれぞれ接続する。また、ダイオード１
９，２１を直列接続し、その接続点をｅとする。同様
に、ダイオード２０，２２を直列接続してその接続点を
ｆとする。さらに、ダイオード２１，２２の各カソード
側を接続してその接続点をｇとし、ダイオード１９，２
０の各アノード側を接続してその接続点をｈとする。接
続点ｅ，ｆにはそれぞれコンデンサ２３，２４を接続
し、接続点ｇにはコンデンサ１１を接続し、接続点ｈは
中間タップＮに接続する。その他の点は図１と同様であ
る。
【００１２】ここで、図３の場合の零電圧モードから順
電圧モードへの転流時の動作について考える。図１の場
合と同様に、コンデンサ２４はＮ→ｈ→２０→ｆ→２４
→ｄなる経路で充電され、コンデンサ２３はｃ→２３→
ｅ→２１→ｇ→１１→Ｎなる経路で放電する。この場
合、ダイオード２０は零電圧モードにおけるコンデンサ
２４の放電を阻止し、同様にダイオード２１は零電圧モ
ードにおけるコンデンサ１１によるコンデンサ２３の充
電を阻止することにより、振動の発生を防止するように
している。この場合も図１の場合と同じく、ｃ−Ｎ間お
よびｄ−Ｎ間の電圧はＥよりも低くなり、Ｖ１がｎＥよ
りも低くなるため、転流時間も短縮されることになる。
電圧モードへの転流時の動作について考える。図１の場
合と同様に、コンデンサ２４はＮ→ｈ→２０→ｆ→２４
→ｄなる経路で充電され、コンデンサ２３はｃ→２３→
ｅ→２１→ｇ→１１→Ｎなる経路で放電する。この場
合、ダイオード２０は零電圧モードにおけるコンデンサ
２４の放電を阻止し、同様にダイオード２１は零電圧モ
ードにおけるコンデンサ１１によるコンデンサ２３の充
電を阻止することにより、振動の発生を防止するように
している。この場合も図１の場合と同じく、ｃ−Ｎ間お
よびｄ−Ｎ間の電圧はＥよりも低くなり、Ｖ１がｎＥよ
りも低くなるため、転流時間も短縮されることになる。
【００１３】図４に変圧器の入力側に中間タップを利用
したインバータを接続した場合の実施例を示す。同図に
おいて、２６〜２９はダイオード、３０，３１は１個ま
たは複数個の半導体素子からなり、順方向電流の導通，
遮断の制御が可能であるが、逆方向電流に対しては常に
導通状態にある半導体スイッチ（以下、逆導通スイッチ
ともいう）、３２は変圧器、３３はスナバである。すな
わち、ダイオード２６，２７を直列接続し、その接続点
をリアクトル１を介して交流電源１２の一端に接続す
る。同様に、ダイオード２８，２９を直列接続し、その
接続点を交流電源１２の他端に接続する。また、ダイオ
ード２６と２８とを接続し、その接続点を変圧器３２の
入力側中間タップＭに接続する。同様に、ダイオード２
７と２９とを接続し、その接続点には逆導通スイッチ３
０，３１およびスナバ３３の各一端を接続する。変圧器
３２の入力端ａには逆導通スイッチ３１の他端を接続
し、変圧器３２の入力端ｂには逆導通スイッチ３０の他
端を接続し、さらに端子ａ，ｂにスナバ３３の他端を接
続することにより、変圧器３２の入力側を図１または図
３と等価な電流形インバータ構成にした点が特徴であ
る。変圧器３２の漏れインダクタンスをここではＬ２と
Ｌ３に分けて示しているが、この合成値が全体の漏れイ
ンダクタンスと云うことになる。なお、変圧器３２の出
力側の回路構成は図３に示すものと全く同一である。
したインバータを接続した場合の実施例を示す。同図に
おいて、２６〜２９はダイオード、３０，３１は１個ま
たは複数個の半導体素子からなり、順方向電流の導通，
遮断の制御が可能であるが、逆方向電流に対しては常に
導通状態にある半導体スイッチ（以下、逆導通スイッチ
ともいう）、３２は変圧器、３３はスナバである。すな
わち、ダイオード２６，２７を直列接続し、その接続点
をリアクトル１を介して交流電源１２の一端に接続す
る。同様に、ダイオード２８，２９を直列接続し、その
接続点を交流電源１２の他端に接続する。また、ダイオ
ード２６と２８とを接続し、その接続点を変圧器３２の
入力側中間タップＭに接続する。同様に、ダイオード２
７と２９とを接続し、その接続点には逆導通スイッチ３
０，３１およびスナバ３３の各一端を接続する。変圧器
３２の入力端ａには逆導通スイッチ３１の他端を接続
し、変圧器３２の入力端ｂには逆導通スイッチ３０の他
端を接続し、さらに端子ａ，ｂにスナバ３３の他端を接
続することにより、変圧器３２の入力側を図１または図
３と等価な電流形インバータ構成にした点が特徴であ
る。変圧器３２の漏れインダクタンスをここではＬ２と
Ｌ３に分けて示しているが、この合成値が全体の漏れイ
ンダクタンスと云うことになる。なお、変圧器３２の出
力側の回路構成は図３に示すものと全く同一である。
【００１４】そして、逆導通スイッチ３０，３１が両方
ともオンのとき零電圧モード、逆導通スイッチ３０がオ
ンで３１がオフのとき順電圧モード、逆導通スイッチ３
０がオフで３１がオンのとき逆電圧モードとなり、零電
圧モードでＩｔ１＝Ｉｔ２＝Ｉｉ／２となる他は図３の
場合と全く同様である。このため、例えば図５に示すよ
うに、零電圧モードから順電圧モードへの転流時におい
ては、Ｉｔ１はＩｉ／２からＩｉへ、またＩｔ２Ｉｉ／
２から０アンペアへとそれぞれ変化することになる。
ともオンのとき零電圧モード、逆導通スイッチ３０がオ
ンで３１がオフのとき順電圧モード、逆導通スイッチ３
０がオフで３１がオンのとき逆電圧モードとなり、零電
圧モードでＩｔ１＝Ｉｔ２＝Ｉｉ／２となる他は図３の
場合と全く同様である。このため、例えば図５に示すよ
うに、零電圧モードから順電圧モードへの転流時におい
ては、Ｉｔ１はＩｉ／２からＩｉへ、またＩｔ２Ｉｉ／
２から０アンペアへとそれぞれ変化することになる。
【００１５】図６はこの発明の他の実施例を示す回路図
である。同図において、３４は直流電源、３５はリアク
トル、３６，３７，３８，３９は１個または複数個の半
導体素子からなり、順方向電流の導通，遮断の制御が可
能であるが、逆方向電流に対しては常に阻止状態にある
半導体スイッチ（以下、逆阻止スイッチともいう）で、
これらによりいわゆる電流形インバータが構成されてい
る。また、変圧器６の出力側は図１に示すものと全く同
一である。したがって、その機能，作用も図１に示すも
のと全く同様となる。
である。同図において、３４は直流電源、３５はリアク
トル、３６，３７，３８，３９は１個または複数個の半
導体素子からなり、順方向電流の導通，遮断の制御が可
能であるが、逆方向電流に対しては常に阻止状態にある
半導体スイッチ（以下、逆阻止スイッチともいう）で、
これらによりいわゆる電流形インバータが構成されてい
る。また、変圧器６の出力側は図１に示すものと全く同
一である。したがって、その機能，作用も図１に示すも
のと全く同様となる。
【００１６】図７はこの発明のさらに他の実施例を示す
回路図である。これは、変圧器の入力側には図６に示す
ものと同じ電流形インバータを用い、その出力側には図
３に示すものと同じ整流回路を接続した例である。従っ
て、その機能，作用も図３に示すものと全く同様とな
る。
回路図である。これは、変圧器の入力側には図６に示す
ものと同じ電流形インバータを用い、その出力側には図
３に示すものと同じ整流回路を接続した例である。従っ
て、その機能，作用も図３に示すものと全く同様とな
る。
【００１７】図８はこの発明の別の実施例を示す回路図
である。これは、図４の回路からダイオード２６，２
７，２８，２９を取り去り、変圧器３２の中間タップＭ
と逆導通スイッチ３０，３１の接続点の間に直流電源３
４とリアクトル３５を直列接続したもので、その機能，
作用は図４に示すものと全く同様である。
である。これは、図４の回路からダイオード２６，２
７，２８，２９を取り去り、変圧器３２の中間タップＭ
と逆導通スイッチ３０，３１の接続点の間に直流電源３
４とリアクトル３５を直列接続したもので、その機能，
作用は図４に示すものと全く同様である。
【００１８】
【発明の効果】この発明によれば、転流に要する時間が
短縮され、これに伴ってスナバ回路で処理すべき電力が
減少するので、スナバの電力容量を低減することがで
き、装置の小型，軽量化，低コスト化および高効率化を
図ることが可能となる。
短縮され、これに伴ってスナバ回路で処理すべき電力が
減少するので、スナバの電力容量を低減することがで
き、装置の小型，軽量化，低コスト化および高効率化を
図ることが可能となる。
【図１】この発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】図１の転流時の電圧，電流波形を示す波形図で
ある。
ある。
【図３】この発明の第２実施例を示す回路図である。
【図４】この発明の第３実施例を示す回路図である。
【図５】図４の転流時の電圧，電流波形を示す波形図で
ある。
ある。
【図６】図１の変形例を示す回路図である。
【図７】図３の変形例を示す回路図である。
【図８】図４の変形例を示す回路図である。
【図９】従来例を示す回路図である。
【図１０】図９の動作を説明するための各部波形図であ
る。
る。
【図１１】図９における転流時の電流波形を示す波形図
である。
である。
【符号の説明】 １ リアクトル ２ 半導体スイッチ ３ 半導体スイッチ ４ 半導体スイッチ ５ 半導体スイッチ ６ 変圧器 ７ ダイオード ８ ダイオード ９ ダイオード １０ ダイオード １１ コンデンサ １２ 交流電源 １３ 負荷 １４ スナバ １５ コンデンサ １６ コンデンサ １７ ダイオード １８ ダイオード １９ ダイオード ２０ ダイオード ２１ ダイオード ２２ ダイオード ２３ コンデンサ ２４ コンデンサ ２５ 変圧器 ２６ ダイオード ２７ ダイオード ２８ ダイオード ２９ ダイオード ３０ 半導体スイッチ ３１ 半導体スイッチ ３２ 変圧器 ３３ スナバ ３４ 直流電源 ３５ リアクトル ３６ 半導体スイッチ ３７ 半導体スイッチ ３８ 半導体スイッチ ３９ 半導体スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44 H02M 7/00 - 7/40
Claims (2)
- 【請求項１】 直流または交流の電流源と複数の自己消
弧形の半導体スイッチとからなりこの半導体スイッチの
オン／オフ動作により正負交互の電流を出力する電流形
インバータの出力端子に、変圧器を介して接続され入力
に対して絶縁された直流電圧を出力する整流回路であっ
て、 第１のダイオードと第２のダイオードとの直列接続回路
と、第３のダイオードと第４のダイオードとの直列接続
回路とを互いに並列に接続し、前記変圧器の出力端子の
一端には前記第１ダイオードと第２ダイオードとの接続
点を、また前記変圧器の他方の出力端子には第３ダイオ
ードと第４ダイオードとの接続点をそれぞれ接続し、第
１ダイオードと第３ダイオードとの接続点を第１のコン
デンサの一方の端子に、また第２ダイオードと第４ダイ
オードとの接続点を第１のコンデンサの他方の端子にそ
れぞれ接続し、さらに、前記第１コンデンサに対し容量
が十分に小さい第２のコンデンサ，第３のコンデンサを
直列接続した回路を前記第１コンデンサの両端に並列に
接続し、かつ第２コンデンサと第３コンデンサとの接続
点を、第１ダイオードと第２ダイオードとの接続点、ま
たは第３ダイオードと第４ダイオードとの接続点のいず
れかに接続してなることを特徴とする整流回路。 - 【請求項２】 直流または交流の電流源と複数の自己消
弧形の半導体スイッチとからなりこの半導体スイッチの
オン／オフ動作により正負交互の電流を出力する電流形
インバータの出力端子に、中間タップ付変圧器を介して
接続され入力に対して絶縁された直流電圧を出力する整
流回路であって、 前記変圧器の第１の出力端子には第１のダイオードのア
ノード端子を、前記変圧器の第２の出力端子には第２の
ダイオードのアノード端子をそれぞれ接続し、また第１
ダイオード，第２ダイオードの各カソード端子を互いに
接続した接続点を第１のコンデンサの一方の端子に接続
し、前記変圧器の中間出力端子にはこの第１コンデンサ
の他方の端子を接続し、前記変圧器の第１の出力端子に
は第２のコンデンサの一方の端子を接続し、前記変圧器
の第２の出力端子には第３のコンデンサの一方の端子を
接続し、さらに第３のダイオードと第４のダイオードと
を直列接続し、第５のダイオードと第６のダイオードと
を直列接続し、かつ第３ダイオードと第５ダイオードお
よび第４ダイオードと第６ダイオードとをそれぞれ接続
し、第３ダイオードと第４ダイオードとの接続点には前
記第２コンデンサの他方の端子を接続し、第５ダイオー
ドと第６ダイオードとの接続点には前記第３コンデンサ
の他方の端子を接続し、さらに第４ダイオードと第６ダ
イオードとの接続点を前記第１ダイオードと第２ダイオ
ードとの接続点に接続し、第３ダイオードと第５ダイオ
ードとの接続点を前記変圧器の中間出力端子に接続した
ことを特徴とする整流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3035280A JP2861430B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 整流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3035280A JP2861430B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 整流回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255470A JPH04255470A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2861430B2 true JP2861430B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=12437374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3035280A Expired - Lifetime JP2861430B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 整流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861430B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5032070B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2012-09-26 | 新電元工業株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP6033649B2 (ja) * | 2012-11-16 | 2016-11-30 | 株式会社ダイヘン | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5476928A (en) * | 1977-12-01 | 1979-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply |
| JPS6455075A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 | Matsushita Seiko Kk | Protective device for voltage doubler circuit |
| JPH0226384U (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-21 | ||
| JPH02142988U (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-04 |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3035280A patent/JP2861430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255470A (ja) | 1992-09-10 |
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