JP3144124B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP3144124B2 JP3144124B2 JP03596693A JP3596693A JP3144124B2 JP 3144124 B2 JP3144124 B2 JP 3144124B2 JP 03596693 A JP03596693 A JP 03596693A JP 3596693 A JP3596693 A JP 3596693A JP 3144124 B2 JP3144124 B2 JP 3144124B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインバータ装置に関し、
特にインバータ出力を発生するスイッチング素子のゲー
ト駆動回路にチャージポンプ式を用いたインバータ装置
の駆動回路に関するものである。
特にインバータ出力を発生するスイッチング素子のゲー
ト駆動回路にチャージポンプ式を用いたインバータ装置
の駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のチャージポンプ回路を有す
る駆動回路と、この駆動回路で駆動される絶縁ゲート入
力を持つ電力スイッチング素子の説明図である。
る駆動回路と、この駆動回路で駆動される絶縁ゲート入
力を持つ電力スイッチング素子の説明図である。
【０００３】図において１は直流電源、２ａおよび２ｄ
は絶縁ゲート入力を持つ電力スイッチング素子、３は直
流電源１の正極側に接続された（以下、上アームとい
う）スイッチング素子２ａを駆動する駆動回路であり、
ダイオード３ａを経て駆動回路３駆動用の電源となるコ
ンデンサ３ｂに所定の電圧が充電される。３ｃは制御回
路からのＰＷＭ信号を絶縁状態で伝達するフォトカプラ
である。
は絶縁ゲート入力を持つ電力スイッチング素子、３は直
流電源１の正極側に接続された（以下、上アームとい
う）スイッチング素子２ａを駆動する駆動回路であり、
ダイオード３ａを経て駆動回路３駆動用の電源となるコ
ンデンサ３ｂに所定の電圧が充電される。３ｃは制御回
路からのＰＷＭ信号を絶縁状態で伝達するフォトカプラ
である。
【０００４】６は直流電源１の負極側に接続された（以
下、下アームという）スイッチング素子２ｄを駆動する
駆動回路であり、６ａは制御回路からのＰＷＭ信号を絶
縁状態で伝達するフォトカプラである。９は駆動回路用
電源であり、１２は駆動回路３のマイナス側電源ライン
である。
下、下アームという）スイッチング素子２ｄを駆動する
駆動回路であり、６ａは制御回路からのＰＷＭ信号を絶
縁状態で伝達するフォトカプラである。９は駆動回路用
電源であり、１２は駆動回路３のマイナス側電源ライン
である。
【０００５】従来のインバータ装置は上記のように構成
されており、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子２
ａ，２ｄを直流電源１に対してブリッジ状に接続し、直
流電源１を適宜スイッチングすることにより所定の疑似
交流波形を出力する。また、この上アームのスイッチン
グ素子２ａを駆動する駆動回路３はダイオード３ａおよ
びコンデンサ３ｂを有するチャージポンプ回路を備えて
いる。即ち駆動回路用電源９から所定の電圧がダイオー
ド３ａを経てコンデンサ３ｂに供給され、コンデンサ３
ｂを充電することにより、このコンデンサ３ｂを電源と
して駆動回路３が駆動する。
されており、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子２
ａ，２ｄを直流電源１に対してブリッジ状に接続し、直
流電源１を適宜スイッチングすることにより所定の疑似
交流波形を出力する。また、この上アームのスイッチン
グ素子２ａを駆動する駆動回路３はダイオード３ａおよ
びコンデンサ３ｂを有するチャージポンプ回路を備えて
いる。即ち駆動回路用電源９から所定の電圧がダイオー
ド３ａを経てコンデンサ３ｂに供給され、コンデンサ３
ｂを充電することにより、このコンデンサ３ｂを電源と
して駆動回路３が駆動する。
【０００６】なお下アームのスイッチング素子２ｄを駆
動する駆動回路６には駆動回路用電源９から直流電源が
供給されるので、ダイオードおよびコンデンサは備えて
いない。
動する駆動回路６には駆動回路用電源９から直流電源が
供給されるので、ダイオードおよびコンデンサは備えて
いない。
【０００７】つぎに、このインバータ装置の動作につい
て説明をする。制御回路からの所定の信号により、下ア
ームのスイッチング素子２ｄがオン状態になると、上ア
ームの駆動回路３のマイナス側電源ライン１２の電位
は、直流電源１のマイナス側電位とほぼ同じ電位にまで
降下する。このとき上アーム用の駆動回路３のコンデン
サ３ｂは駆動回路用電源９からダイオード３ａを経て駆
動回路用電源９とほぼ同電圧にまで充電される。
て説明をする。制御回路からの所定の信号により、下ア
ームのスイッチング素子２ｄがオン状態になると、上ア
ームの駆動回路３のマイナス側電源ライン１２の電位
は、直流電源１のマイナス側電位とほぼ同じ電位にまで
降下する。このとき上アーム用の駆動回路３のコンデン
サ３ｂは駆動回路用電源９からダイオード３ａを経て駆
動回路用電源９とほぼ同電圧にまで充電される。
【０００８】つぎに、下アームのスイッチング素子２ｄ
がオフ状態になり、上アームのスイッチング素子２ａが
オン状態になると、上アームの駆動回路３のマイナス側
電源ライン１２の電位は、今度は電流電源１のプラス側
電位とほぼ同じ電位にまで上昇する。この状態において
は、ダイオード３ａは逆阻止状態となり、コンデンサ３
ｂの電荷は保たれ、コンデンサ３ｂから駆動回路３に電
源が供給し続けられる。このようにして上アームと下ア
ームが交互にオン、オフを繰り返すことにより、駆動回
路３にはコンデンサ３ｂから常時電源が供給され、波形
出力動作が続行される。
がオフ状態になり、上アームのスイッチング素子２ａが
オン状態になると、上アームの駆動回路３のマイナス側
電源ライン１２の電位は、今度は電流電源１のプラス側
電位とほぼ同じ電位にまで上昇する。この状態において
は、ダイオード３ａは逆阻止状態となり、コンデンサ３
ｂの電荷は保たれ、コンデンサ３ｂから駆動回路３に電
源が供給し続けられる。このようにして上アームと下ア
ームが交互にオン、オフを繰り返すことにより、駆動回
路３にはコンデンサ３ｂから常時電源が供給され、波形
出力動作が続行される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のイ
ンバータ装置では、上アーム用の駆動回路３の電源たる
チャージポンプ回路のコンデンサ３ｂは下アームのスイ
ッチング素子２ｄがオン状態の間に充電されていた。し
たがって、このようなチャージポンプ回路を有するイン
バータ装置をＰＷＭ変調した信号の出力部として用い、
電源投入後初めて波形出力を開始するときには、出力開
始時の波形が目標通りの波形にならないという問題点が
あった。
ンバータ装置では、上アーム用の駆動回路３の電源たる
チャージポンプ回路のコンデンサ３ｂは下アームのスイ
ッチング素子２ｄがオン状態の間に充電されていた。し
たがって、このようなチャージポンプ回路を有するイン
バータ装置をＰＷＭ変調した信号の出力部として用い、
電源投入後初めて波形出力を開始するときには、出力開
始時の波形が目標通りの波形にならないという問題点が
あった。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、出力素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ，ＩＧＢＴ等の絶縁
ゲート入力を持つ電力スイッチング素子を、チャージポ
ンプ回路を有する駆動回路を介してスイッチング制御す
る構成のインバータ装置において、波形出力開始時から
スイッチング素子がＰＷＭ信号通りに作動し、乱れのな
い出力波形を出力できるインバータ装置を提供すること
を目的とする。
で、出力素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ，ＩＧＢＴ等の絶縁
ゲート入力を持つ電力スイッチング素子を、チャージポ
ンプ回路を有する駆動回路を介してスイッチング制御す
る構成のインバータ装置において、波形出力開始時から
スイッチング素子がＰＷＭ信号通りに作動し、乱れのな
い出力波形を出力できるインバータ装置を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインバータ装置は、絶縁ゲート入力を持つス
イッチング素子を直流電源に対してブリッジ状に接続し
たスイッチング手段と、スイッチング素子を駆動する駆
動回路と、下アームのスイッチング素子がオン状態の間
に、上アームのスイッチング素子の駆動回路の電源であ
るコンデンサを充電するチャージポンプ回路と、電源投
入時より電源であるコンデンサを充電することを可能に
するための抵抗とを具備するものである。
に本発明のインバータ装置は、絶縁ゲート入力を持つス
イッチング素子を直流電源に対してブリッジ状に接続し
たスイッチング手段と、スイッチング素子を駆動する駆
動回路と、下アームのスイッチング素子がオン状態の間
に、上アームのスイッチング素子の駆動回路の電源であ
るコンデンサを充電するチャージポンプ回路と、電源投
入時より電源であるコンデンサを充電することを可能に
するための抵抗とを具備するものである。
【００１２】
【作用】本発明においては、出力素子として絶縁ゲート
入力を持つスイッチング素子を、チャージポンプ回路を
介してスイッチング制御することにより、疑似交流波形
を出力するが、電源投入時よりチャージポンプ回路のコ
ンデンサが抵抗を介して充電可能となり、波形出力の際
に下アームまたは上アームのいずれのオン信号を先に与
えても、ＰＷＭ信号通りに駆動回路が駆動し、スイッチ
ング素子をオン、オフさせることができ、波形出力開始
時から乱れのない波形を出力することができる。
入力を持つスイッチング素子を、チャージポンプ回路を
介してスイッチング制御することにより、疑似交流波形
を出力するが、電源投入時よりチャージポンプ回路のコ
ンデンサが抵抗を介して充電可能となり、波形出力の際
に下アームまたは上アームのいずれのオン信号を先に与
えても、ＰＷＭ信号通りに駆動回路が駆動し、スイッチ
ング素子をオン、オフさせることができ、波形出力開始
時から乱れのない波形を出力することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例におけるインバー
タ装置の回路構成を示す回路図である。
タ装置の回路構成を示す回路図である。
【００１５】図において１は直流電源、２ａから２ｆは
絶縁ゲート入力を持つ電力スイッチング素子、３は上ア
ームのスイッチング素子２ａを駆動する駆動回路であ
り、ダイオード３ａを介して駆動回路３駆動用の電源と
なるコンデンサ３ｂに所定の電圧が充電される。３ｃは
制御回路からのＰＷＭ信号を絶縁状態で伝達するフォト
カプラである。４および５も同じく上アームのスイッチ
ング素子２ｂ，２ｃを各々駆動する駆動回路であり、各
々ダイオード、コンデンサ、フォトカプラを備えてい
る。
絶縁ゲート入力を持つ電力スイッチング素子、３は上ア
ームのスイッチング素子２ａを駆動する駆動回路であ
り、ダイオード３ａを介して駆動回路３駆動用の電源と
なるコンデンサ３ｂに所定の電圧が充電される。３ｃは
制御回路からのＰＷＭ信号を絶縁状態で伝達するフォト
カプラである。４および５も同じく上アームのスイッチ
ング素子２ｂ，２ｃを各々駆動する駆動回路であり、各
々ダイオード、コンデンサ、フォトカプラを備えてい
る。
【００１６】６は下アームのスイッチング素子２ｄを駆
動する駆動回路であり、６ａは制御回路からのＰＷＭ信
号を絶縁状態で伝達するフォトカプラである。７および
８も同じく下アームのスイッチング素子２ｅ，２ｆを各
々駆動する駆動回路で各々フォトカプラを備えており、
上記の駆動回路６と同一の構成となっている。
動する駆動回路であり、６ａは制御回路からのＰＷＭ信
号を絶縁状態で伝達するフォトカプラである。７および
８も同じく下アームのスイッチング素子２ｅ，２ｆを各
々駆動する駆動回路で各々フォトカプラを備えており、
上記の駆動回路６と同一の構成となっている。
【００１７】９は駆動回路用電源、１１はＰＷＭ信号発
生手段であり、駆動回路３〜８を介してスイッチング素
子２ａ〜２ｆをオン、オフさせる信号を発生する。１０
ａはコンデンサ３ｂを電源投入時より充電させるための
抵抗で、１０ｂ，１０ｃも各々４，５の駆動回路のコン
デンサを充電させるための抵抗である。１２は駆動回路
３のマイナス側電源ラインである。
生手段であり、駆動回路３〜８を介してスイッチング素
子２ａ〜２ｆをオン、オフさせる信号を発生する。１０
ａはコンデンサ３ｂを電源投入時より充電させるための
抵抗で、１０ｂ，１０ｃも各々４，５の駆動回路のコン
デンサを充電させるための抵抗である。１２は駆動回路
３のマイナス側電源ラインである。
【００１８】本発明のインバータ装置は上記のように構
成されており、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子
２ａ〜２ｆを直流電源１に対してブリッジ状に接続し、
直流電源１を適宜スイッチングすることにより所定の疑
似交流波形を出力する。
成されており、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子
２ａ〜２ｆを直流電源１に対してブリッジ状に接続し、
直流電源１を適宜スイッチングすることにより所定の疑
似交流波形を出力する。
【００１９】また、この上アームのスイッチング素子２
ａ〜２ｃを駆動する駆動回路３〜５は各々ダイオードお
よびコンデンサを有するチャージポンプ回路を備えてい
る。またチャージポンプ回路のコンデンサを電源投入時
より充電させるための抵抗１０ａ〜１０ｃを備えてい
る。
ａ〜２ｃを駆動する駆動回路３〜５は各々ダイオードお
よびコンデンサを有するチャージポンプ回路を備えてい
る。またチャージポンプ回路のコンデンサを電源投入時
より充電させるための抵抗１０ａ〜１０ｃを備えてい
る。
【００２０】この抵抗１０ａ〜１０ｃにより図２に矢印
で示す経路においてコンデンサ３ｂが充電される。この
ときの充電電圧Ｖｃｃは、Ｖｃｃ＝Ｅ−Ｒ１で表され、
Ｖｃｃの値が絶縁ゲート素子がオンできる値になるよう
抵抗１０ａ〜１０ｃの抵抗値を選択する。
で示す経路においてコンデンサ３ｂが充電される。この
ときの充電電圧Ｖｃｃは、Ｖｃｃ＝Ｅ−Ｒ１で表され、
Ｖｃｃの値が絶縁ゲート素子がオンできる値になるよう
抵抗１０ａ〜１０ｃの抵抗値を選択する。
【００２１】このように電源投入時より電源たるコンデ
ンサは充電されているため、波形出力開始時から所望の
波形を出力できる。この結果この種のインバータ装置を
モータ駆動用に使用した場合に、モータの駆動を円滑に
行なえ、モータの起動特性が向上する。
ンサは充電されているため、波形出力開始時から所望の
波形を出力できる。この結果この種のインバータ装置を
モータ駆動用に使用した場合に、モータの駆動を円滑に
行なえ、モータの起動特性が向上する。
【００２２】ところで、上記実施例は三相ブリッジ構成
のインバータについて説明をしたが、スイッチング素子
を４個用いた単相インバータや、更に多相のインバータ
にも適用することができ同様の効果をはたす。
のインバータについて説明をしたが、スイッチング素子
を４個用いた単相インバータや、更に多相のインバータ
にも適用することができ同様の効果をはたす。
【００２３】また、スイッチング素子としてＩＧＢＴを
用いた回路図で説明をしたが、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の絶縁
ゲート入力を持つ電力スイッチング素子であっても構わ
ないことは言うまでもない。
用いた回路図で説明をしたが、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の絶縁
ゲート入力を持つ電力スイッチング素子であっても構わ
ないことは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明のインバータ装置
は、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子を直流電源
に対してブリッジ状に接続したスイッチング手段と、ス
イッチング素子を駆動する駆動回路と、上アームのスイ
ッチング素子の駆動回路の電源であるコンデンサを充電
するチャージポンプ回路と、電源投入時よりコンデンサ
を充電するための抵抗とを備え、スイッチング素子をチ
ャージポンプ回路を有する駆動回路を介してスイッチン
グ制御することにより、出力開始時から下アームまたは
上アームのいずれのオン信号を与えても、与えられたＰ
ＷＭ信号通りに駆動回路が駆動し、スイッチング素子を
オン、オフさせることができるので、出力開始時の波形
が目標通りの波形になり、この種のインバータ装置をモ
ータ駆動用に使用した場合には、モータの起動特性が向
上する。
は、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子を直流電源
に対してブリッジ状に接続したスイッチング手段と、ス
イッチング素子を駆動する駆動回路と、上アームのスイ
ッチング素子の駆動回路の電源であるコンデンサを充電
するチャージポンプ回路と、電源投入時よりコンデンサ
を充電するための抵抗とを備え、スイッチング素子をチ
ャージポンプ回路を有する駆動回路を介してスイッチン
グ制御することにより、出力開始時から下アームまたは
上アームのいずれのオン信号を与えても、与えられたＰ
ＷＭ信号通りに駆動回路が駆動し、スイッチング素子を
オン、オフさせることができるので、出力開始時の波形
が目標通りの波形になり、この種のインバータ装置をモ
ータ駆動用に使用した場合には、モータの起動特性が向
上する。
【図１】本発明の一実施例におけるインバータ装置の回
路構成を示す回路図
路構成を示す回路図
【図２】本発明の一実施例におけるチャージポンプ回路
のコンデンサの充電経路の説明図
のコンデンサの充電経路の説明図
【図３】従来のインバータ装置の１相分の回路構成を示
す回路図
す回路図
１ 直流電源 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ スイッチング素
子 ３，４，５，６，７，８ 駆動回路 ３ａ ダイオード ３ｂ コンデンサ ９ 駆動回路用電源 １０ ＰＷＭ信号発生器
子 ３，４，５，６，７，８ 駆動回路 ３ａ ダイオード ３ｂ コンデンサ ９ 駆動回路用電源 １０ ＰＷＭ信号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−21363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/537 H02M 7/5387
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子
を直流電源に対してブリッジ状に接続したスイッチング
手段と、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
前記直流電源の負極側に接続されたスイッチング素子が
オン状態の間に、前記直流電源の正極側に接続されたス
イッチング素子の駆動回路の電源となるコンデンサを充
電するチャージポンプ回路とを備え、前記コンデンサの
負極側と前記直流電源の負極側との間に充電抵抗を接続
したことを特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03596693A JP3144124B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03596693A JP3144124B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253553A JPH06253553A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3144124B2 true JP3144124B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=12456693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03596693A Expired - Fee Related JP3144124B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144124B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3813755B2 (ja) * | 1999-01-26 | 2006-08-23 | 三菱電機株式会社 | スイッチング装置 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP03596693A patent/JP3144124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06253553A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |