JP3328031B2 - Snubber energy regeneration type partial resonance circuit - Google Patents

Snubber energy regeneration type partial resonance circuit

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JP3328031B2
JP3328031B2 JP27224993A JP27224993A JP3328031B2 JP 3328031 B2 JP3328031 B2 JP 3328031B2 JP 27224993 A JP27224993 A JP 27224993A JP 27224993 A JP27224993 A JP 27224993A JP 3328031 B2 JP3328031 B2 JP 3328031B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばGTO(ゲート
ターンオフサイリスタ)などの自己消弧形素子で構成さ
れる半導体電力変換装置等に用いられるスナバエネルギ
ー回生形部分共振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a snubber energy regenerating partial resonance circuit used in a semiconductor power conversion device or the like composed of a self-extinguishing element such as a GTO (gate turn-off thyristor).

【0002】[0002]

【従来の技術】GTO等自己消弧形素子を適用して構成
するインバータ装置などの半導体電力変換回路は、従来
に比べて、効率の向上、装置の小形化、電源力率の改
善、高調波の抑制等の利点がある。最近ではより高速、
大容量の自己消弧形素子が実現し、種々提案され、その
応用回路の開発も活発に進みつつある。
2. Description of the Related Art A semiconductor power conversion circuit such as an inverter device configured by applying a self-arc-extinguishing element such as a GTO has improved efficiency, downsized the device, improved power supply power factor, and improved harmonics. There are advantages such as suppression of These days, faster,
A large-capacity self-extinguishing element has been realized, various proposals have been made, and the development of application circuits thereof has been actively progressing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】自己消弧形素子の1回
のターンオフ時に発生する損失は、おおむね素子のター
ンオフ時の電流の値によって決まる。また、ターンオフ
の回数は、素子のスイッチング周波数に等しいから、タ
ーンオフ損失は、素子に流れる電流と素子のスイッチン
グ周波数によって決まる。
The loss that occurs during a single turn-off of a self-arc-extinguishing element is largely determined by the value of the current when the element is turned off. Further, since the number of times of turn-off is equal to the switching frequency of the element, the turn-off loss is determined by the current flowing through the element and the switching frequency of the element.

【0004】また、一般にGTO素子を使用する際は、
GTO素子の両端に加わる過電圧を防止するためにスナ
バ回路を設ける。スナバ回路の損失は、m・C・E2
fで表される。ここで、mは比例定数で回路に依存す
る。Cは、スナバコンデンサ容量、Eはスナバコンデン
サ電圧、fは周波数である。この式から明かなように、
スナバ回路の損失もおおむね、スナバコンデンサ電圧と
周波数とスナバコンデンサ容量によってきまる。
In general, when a GTO element is used,
A snubber circuit is provided to prevent overvoltage applied to both ends of the GTO element. The loss of the snubber circuit is m ・ C ・ E 2
It is represented by f. Here, m is a proportional constant and depends on the circuit. C is the snubber capacitor capacity, E is the snubber capacitor voltage, and f is the frequency. As is clear from this equation,
The loss of the snubber circuit is also largely determined by the snubber capacitor voltage and frequency and the snubber capacitor capacitance.

【0005】近年、電力変換装置が大容量化してきてい
る上、高調波抑制等の波形改善を図るため素子のスイッ
チング周波数を上げる必要が高まりつつある。そうなる
と、素子のターンオフ損失やスナバ回路の損失は増大
し、これに対処するために、冷却装置を大形化する必要
が生じ、保守性の悪化、コストの増大などの問題が顕著
にならざるを得ない。
In recent years, power converters have been increasing in capacity, and the need to increase the switching frequency of elements has been increasing in order to improve waveforms such as suppression of harmonics. In such a case, the turn-off loss of the element and the loss of the snubber circuit increase, and in order to cope with this, it is necessary to increase the size of the cooling device, so that problems such as deterioration in maintainability and increase in cost have not become noticeable. I can't get it.

【0006】本発明の目的は、上記問題点を除去するた
めなされたものであり、ターンオフ損失とスナバ回路の
損失を低減し、将来の素子のなお一層の高速化、大容量
化に応じた電力変換装置等の性能向上にも対処しうるス
ナバエネルギー回生形部分共振回路を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, and to reduce the turn-off loss and the loss of the snubber circuit, and to further increase the speed and power capacity of future devices. It is an object of the present invention to provide a snubber energy regeneration type partial resonance circuit that can cope with an improvement in the performance of a converter or the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明によれば、第1の自己消弧
形素子の陽極に第1のフィードバックダイオードの陰極
と第1のスナバダイオードの陽極と第1のダイオードの
陰極を接続した第1の接続点より直流正極端子を導出
し、第1の自己消弧形素子の陰極に第1のフィードバッ
クダイオードの陽極と第1のスナバコンデンサの一端と
第1のリアクトルの一端と第2のリアクトルの一端と第
2の自己消弧形素子の陽極を接続した第2の接続点より
交流端子を導出し、前記第1のスナバコンデンサの他端
と第1のスナバダイオードの陰極を接続した第3の接続
点に第1の補助スイッチの第1の端子を接続し、前記第
1のリアクトルの他端に第1の補助スイッチの第2の端
子と第2のダイオードの陰極を接続し、第2の自己消弧
形素子の陽極に第2のフィードバックダイオードの陰極
と第2のスナバコンデンサの一端を接続し、第2の自己
消弧形素子の陰極に第2のフィードバックダイオードの
陽極と第2のスナバダイオードの陰極と第2のダイオー
ドの陽極を接続した第4の接続点より直流負極端子を導
出し、第2のリアクトルの他端に第2の補助スイッチの
第1の端子と第1のダイオードの陽極を接続し、第2の
スナバコンデンサの他端と第2のスナバダイオードの陽
極を接続した第5の接続点に第2の補助スイッチの第2
の端子を接続して構成したスナバエネルギー回生形部分
共振回路である。
According to the first aspect of the present invention, a cathode of a first feedback diode and a first snubber are connected to an anode of a first self-extinguishing element. A DC positive terminal is derived from a first connection point connecting the anode of the diode and the cathode of the first diode, and the anode of the first feedback diode and the first snubber capacitor are connected to the cathode of the first self-extinguishing element. An AC terminal is derived from a second connection point where one end of the first snubber capacitor is connected to one end of the first reactor, one end of the second reactor, and one end of the second self-extinguishing element. A first terminal of the first auxiliary switch is connected to a third connection point between the terminal and the cathode of the first snubber diode, and a second terminal of the first auxiliary switch is connected to the other end of the first reactor. Terminal and second diode A cathode is connected, a cathode of a second feedback diode and one end of a second snubber capacitor are connected to an anode of the second self-extinguishing element, and a second feedback is connected to a cathode of the second self-extinguishing element. A DC negative terminal is derived from a fourth connection point connecting the anode of the diode, the cathode of the second snubber diode, and the anode of the second diode, and the first terminal of the second auxiliary switch is connected to the other end of the second reactor. Is connected to the anode of the first diode, and the second connection point of the second auxiliary switch is connected to a fifth connection point where the other end of the second snubber capacitor is connected to the anode of the second snubber diode.
Is a snubber energy regenerating type partial resonance circuit configured by connecting the above terminals.

【0008】上記目的を達成するために、請求項2に対
応する発明によれば、第1の自己消弧形素子の陽極に第
1のフィードバックダイオードの陰極と第1のスナバダ
イオードの陽極と第5のダイオードの陰極と第7のダイ
オードの陰極を接続した第1の接続点より直流正極端子
を導出し、第1の自己消弧形素子の陰極に第1のフィー
ドバックダイオードの陽極と第1のスナバコンデンサの
一端と第2の補助スイッチの第2の端子と第2の自己消
弧形素子の陽極と第2のフィードバックダイオードの陰
極と第2のスナバコンデンサの一端と第3の補助スイッ
チの第1の端子を接続した第2の接続点より交流端子を
導出し、第2の自己消弧形素子の陰極に第2のフィード
バックダイオードの陽極と第2のスナバダイオードの陰
極と第10のダイオードの陽極と第8のダイオードの陽
極を接続した第3の接続点より直流負極端子を導出し、
第1の補助スイッチの第2の端子に第1のリアクトルの
一端と第8のダイオードの陰極を接続し、第2の補助ス
イッチの第1の端子に第lのリアクトルの他端と第6の
ダイオードの陽極を接続し、第6のダイオードの陰極を
第5のダイオードの陽極に接続し、第1の補助スイッチ
の第1の端子と第1のスナバダイオードの陰極と第1の
スナバコンデンサの他端に接続し、第4の補助スイッチ
の第1の端子に第2のリアクトルの一端と第7のダイオ
ードの陽極を接続し、第3の補助スイッチの第2の端子
に第2のリアクトルの他端と第9のダイオードの陰極を
接続し、第10のダイオードの陰極を第9のダイオード
の陽極に接続し、第4の補助スイッチの第2の端子と第
2のスナバコンデンサの他端と第2のスナバダイオード
の陽極を接続し、第5及び第6のダイオードの順方向電
圧の和が、第2の補助スイッチと第1のフィードバック
ダイオードの順方向電圧の和より大きな値とし、第9及
び第10のダイオードの順方向電圧の和が、第3の補助
スイッチと第2のフィードバックダイオードの順方向電
圧の和より大きい値として構成したことを特徴とするス
ナバエネルギー回生形部分共振回路である。
According to a second aspect of the present invention, a cathode of a first feedback diode and an anode of a first snubber diode are connected to an anode of a first self-extinguishing element. A DC positive terminal is derived from a first connection point connecting the cathode of the diode No. 5 and the cathode of the seventh diode, and the anode of the first feedback diode and the first terminal are connected to the cathode of the first self-extinguishing element. One end of the snubber capacitor, the second terminal of the second auxiliary switch, the anode of the second self-extinguishing element, the cathode of the second feedback diode, one end of the second snubber capacitor, and the third auxiliary switch. An AC terminal is derived from a second connection point to which the first terminal is connected, and the anode of the second feedback diode, the cathode of the second snubber diode, and the tenth die are connected to the cathode of the second self-extinguishing element. Deriving a DC negative terminal than the third connection point connecting the anode and the anode of the eighth diode over de,
One end of the first reactor and the cathode of the eighth diode are connected to the second terminal of the first auxiliary switch, and the other end of the first reactor and the sixth terminal are connected to the first terminal of the second auxiliary switch. connect the anode of the diode, connecting the cathode of the sixth diode to the anode of the fifth diode, the first auxiliary switch
A first terminal, a cathode of a first snubber diode, and a first terminal.
A fourth auxiliary switch connected to the other end of the snubber capacitor
One end of the second reactor is connected to the first terminal of the
And the second terminal of the third auxiliary switch
The other end of the second reactor and the cathode of the ninth diode
Connect the cathode of the tenth diode to the ninth diode
Connected to the anode and the second terminal of the fourth auxiliary switch and the other end of the second snubber capacitor anode of the second snubber diode connected, the sum of the forward voltage of the fifth and sixth diode Is larger than the sum of the forward voltages of the second auxiliary switch and the first feedback diode, and the sum of the forward voltages of the ninth and tenth diodes is equal to the third auxiliary switch and the second feedback diode. A snubber energy regenerating partial resonance circuit characterized in that the partial resonance circuit is configured to have a value larger than the sum of the forward voltages.

【0009】[0009]

【作用】請求項1,2に記載の発明によれば、ターンオ
フ時の主スイッチング素子の電流を低減させ、これによ
り、主スイッチング素子のターンオフ損失を低減させる
ことができる。請求項1,2に記載の発明によれば、タ
ーンオフ損失低減に利用したスナバエネルギーの最後に
残った余剰分を主回路へ回生することにより、スナバ損
失も低減させることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the current of the main switching element at the time of turn-off can be reduced, thereby reducing the turn-off loss of the main switching element. According to the first and second aspects of the present invention, the last surplus of the snubber energy used for reducing the turn-off loss is regenerated to the main circuit, so that the snubber loss can be reduced.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例で、スナバ
エネルギー回生形部分共振回路の構成を示す。この第1
の実施例の構成では、ターンオフ損失の低減能力はな
く、主にスナバエネルギーの主回路への回生によるスナ
バ損失の低減能力に限定した構成である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a snubber energy regeneration type partial resonance circuit according to a first embodiment of the present invention. This first
In the configuration of the embodiment, there is no ability to reduce the turn-off loss, and the configuration is mainly limited to the capability to reduce the snubber loss due to the regeneration of the snubber energy to the main circuit.

【0011】図1では、インバータの1相分の回路を図
示している。ACは交流端子、Pは直流正極端子、Nは
直流負極端子、1U,1Xは第1,第2の自己消弧形素
子であり、例えばGTO(ゲートターンオフサイリス
タ)からなる主スイッチング素子、2U,2Xは第1,
第2のフィードバックダイオード、3U,3Xは第1,
第2のスナバダイオード、4U,4Xは第1,第2のス
ナバコンデンサである。
FIG. 1 shows a circuit for one phase of the inverter. AC is an AC terminal, P is a DC positive terminal, N is a DC negative terminal, 1U and 1X are first and second self-extinguishing elements, for example, a main switching element composed of a GTO (gate turn-off thyristor), 2U, 2X is the first
The second feedback diode, 3U, 3X is the first,
The second snubber diodes 4U, 4X are first and second snubber capacitors.

【0012】5U,5Xは第1,第2のリアクトル、6
U,6は第1,第2X補助スイッチング素子(ここでは
トランジスタ)、7U,7Xは第1,第2のダイオード
であり、これらによりスナバエネルギー回生形部分共振
回路を構成している。
5U, 5X are first and second reactors, 6
U and 6 are first and second X auxiliary switching elements (transistors in this case), and 7U and 7X are first and second diodes, which constitute a snubber energy regeneration type partial resonance circuit.

【0013】以下この構成について説明する。第1の自
己消弧形素子1Uの陽極に、第1のフィードバックダイ
オード2Uの陰極と第1のスナバダイオード3Uの陽極
と第1のダイオード7Uの陰極を接続した第1の接続点
より直流正極端子Pを導出している。
Hereinafter, this configuration will be described. A DC positive terminal is connected to the anode of the first self-extinguishing element 1U from a first connection point where the cathode of the first feedback diode 2U, the anode of the first snubber diode 3U and the cathode of the first diode 7U are connected. P is derived.

【0014】第1の自己消弧形素子1Uの陰極に、第1
のフィードバックダイオード2Uの陽極と第1のスナバ
コンデンサ4Uの一端と第1のリアクトル5Uの一端と
第2のリアクトル5Xの一端と第2の自己消弧形素子1
Xの陽極を接続した第2の接続点より交流端子ACを導
出している。
The first self-extinguishing element 1U has the first
Of the feedback diode 2U, one end of the first snubber capacitor 4U, one end of the first reactor 5U, one end of the second reactor 5X, and the second self-turn-off element 1
An AC terminal AC is derived from a second connection point to which the X anode is connected.

【0015】第1のスナバコンデンサ4Uの他端と第1
のスナバダイオード3Uの陰極を接続した第3の接続点
に、第1の補助スイッチ6Uの第1の端子(ここではコ
レクタ)を接続し、第1のリアクトル5Uの他端に第1
の補助スイッチ6Uの第2の端子(ここではエミッタ)
と第2のダイオード7Xの陰極を接続し、第2の自己消
弧形素子1Xの陽極に第2のフィードバックダイオード
2Xの陰極と第2のスナバコンデンサ4Xの一端を接続
し、第2の自己消弧形素子1Xの陰極に第2のフィード
バックダイオード2Xの陽極と第2のスナバダイオード
3Xの陰極と第2のダイオードの陽極を接続した第4の
接続点より直流負極端子Nを導出している。
The other end of the first snubber capacitor 4U and the first
The first terminal (here, the collector) of the first auxiliary switch 6U is connected to the third connection point to which the cathode of the snubber diode 3U is connected, and the first terminal is connected to the other end of the first reactor 5U.
Terminal (here, emitter) of auxiliary switch 6U
And the cathode of the second diode 7X, the cathode of the second feedback diode 2X and one end of the second snubber capacitor 4X are connected to the anode of the second self-extinguishing element 1X, A DC negative terminal N is derived from a fourth connection point where the anode of the second feedback diode 2X, the cathode of the second snubber diode 3X, and the anode of the second diode are connected to the cathode of the arc-shaped element 1X.

【0016】第2のリアクトル5Xの他端に第2の補助
スイッチ6Xの第1の端子(ここではコレクタ)と第1
のダイオード7Uの陽極を接続し、第2のスナバコンデ
ンサ4Xの他端と第2のスナバダイオード3Xの陽極を
接続した第5の接続点に第2の補助スイッチ6Xの第2
の端子(ここではエミッタ)を接続している。
A first terminal (collector in this case) of the second auxiliary switch 6X is connected to the other end of the second reactor 5X.
Of the second auxiliary switch 6X is connected to the fifth connection point where the other end of the second snubber capacitor 4X is connected to the anode of the second snubber diode 3X.
(Here, the emitter) are connected.

【0017】以下、このように構成された第1の実施例
の作用効果について、図2(図1の各部動作波形図)を
参照しながら説明する。図2(a)はGTO1Uのゲー
ト電圧を、(b)はトランジスタ6Uのベース信号を、
(c)はGTO1Xのゲート電圧を、(d)はトランジ
スタ6Xのベース信号を、(e)はスナバコンデンサ4
Uの電圧を、(f)はリアクトル5Uの電流を、(g)
は各モードをそれぞれ示している。
The operation and effect of the first embodiment configured as described above will be described below with reference to FIG. 2 (operation waveform diagram of each part in FIG. 1). 2A shows the gate voltage of GTO1U, FIG. 2B shows the base signal of transistor 6U,
(C) shows the gate voltage of the GTO1X, (d) shows the base signal of the transistor 6X, and (e) shows the snubber capacitor 4
U, (f) the current of reactor 5U, (g)
Indicates each mode.

【0018】いま、GTO1Uがオンするある時点をt
0とする。この時点ではスナバコンデンサ4Uはフルに
充電されているものとする。時点t0よりわずかな時間
をおいて時点t1に補助スイッチ6Uをオンさせると、
スナバコンデンサ4Uの電荷は4Uー6Uー5Uー4U
という経路で放電する放電モード(1)となる。
Now, a point in time when GTO1U is turned on is represented by t.
Set to 0. At this time, it is assumed that the snubber capacitor 4U is fully charged. When the auxiliary switch 6U is turned on at a time t1 after a short time from the time t0,
The charge of the snubber capacitor 4U is 4U-6U-5U-4U
Discharge mode (1) in which discharge takes place along the path.

【0019】そして、スナバコンデンサ4Uの電荷がリ
アクトル5Uに移る時点t2には、6Uー5Uー2Uー
3Uという経路で還流する還流モード(2)となる。さ
らに、時点t3で補助スイッチ6Uをオフすると、5U
に蓄えられていたスナバエネルギーは、7Xー5ー2U
の経路で電源側に回生され、回生モード(3)となる。
At the time point t2 when the electric charge of the snubber capacitor 4U moves to the reactor 5U, a recirculation mode (2) in which the electric current recirculates along a path of 6U-5U-2U-3U. Further, when the auxiliary switch 6U is turned off at time t3, 5U
The snubber energy stored in is 7X-5-2U
The power is regenerated to the power supply side through the path, and a regeneration mode (3) is set.

【0020】このように、ターンオフ時のGTO1U,
1Xの電流を低減させ、これにより、GTO1U,1X
のターンオフ損失を低減させることができる。さらに、
ターンオフ損失低減に利用したスナバエネルギーの最後
に残った余剰分を主回路へ回生することにより、スナバ
損失も低減させることができる。
As described above, the GTO 1U,
1X current, thereby reducing GTO1U, 1X
Turn-off loss can be reduced. further,
The snubber loss can also be reduced by regenerating the surplus remaining at the end of the snubber energy used for reducing the turn-off loss to the main circuit.

【0021】図3が、本発明の第2の実施例である。こ
の第2の実施例では、第1の実施例のスナバエネルギー
低減機能に加えて、ターンオフ損失の低減能力をもたせ
たものであり、第2の補助スイッチング素子15Uとし
てトランジスタを追加し、第5,第6のダイオード13
U,13を追加し、第3の補助スイッチング素子15X
としてトランジスタを追加し、第9,第10のダイオー
ド14X,14を追加したものであり、以下その具体的
構成について説明する。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, in addition to the snubber energy reduction function of the first embodiment, a turn-off loss reduction capability is provided. A transistor is added as the second auxiliary switching element 15U, and Sixth diode 13
U, 13 are added, and the third auxiliary switching element 15X is added.
A ninth and tenth diodes 14X and 14 are added, and a specific configuration thereof will be described below.

【0022】第1の自己消弧形素子1Uの陽極に第1の
フィードバックダイオード2Uの陰極と第1のスナバダ
イオード3Uの陽極と第5のダイオード13Uの陰極と
第7のダイオード7Uの陰極を接続した第1の接続点よ
り直流正極端子Pを導出している。
The cathode of the first feedback diode 2U, the anode of the first snubber diode 3U, the cathode of the fifth diode 13U, and the cathode of the seventh diode 7U are connected to the anode of the first self-extinguishing element 1U. The DC positive terminal P is derived from the first connection point.

【0023】第1の自己消弧形素子1Uの陰極に第1の
フィードバックダイオード2Uの陽極と第1のスナバダ
イオード3Uの一端と第2の補助スイッチ15Uの第2
の端子(ここではエミッタ)と第2の自己消弧形素子1
Xの陽極と第2のフィードバックダイオード2Xの陰極
と第2のスナバコンデンサ4Xの一端と第3の補助スイ
ッチ15Xの第1の端子(ここではコレクタ)を接続し
た第2の接続点より交流端子ACを導出している。
The cathode of the first self-extinguishing element 1U is connected to the anode of the first feedback diode 2U, one end of the first snubber diode 3U and the second of the second auxiliary switch 15U.
(Here the emitter) and the second self-extinguishing element 1
An AC terminal AC from a second connection point where the anode of X, the cathode of the second feedback diode 2X, one end of the second snubber capacitor 4X and the first terminal (collector in this case) of the third auxiliary switch 15X are connected. Is derived.

【0024】第2の自己消弧形素子1Xの陰極に第2の
フィードバックダイオード2Xの陽極と第2のスナバダ
イオード3Xの陰極と第10のダイオード14の陽極と
第8のダイオード7Xの陽極を接続した第3の接続点よ
り直流負極端子Nを導出している。
The anode of the second feedback diode 2X, the cathode of the second snubber diode 3X, the anode of the tenth diode 14 and the anode of the eighth diode 7X are connected to the cathode of the second self-extinguishing element 1X. The DC negative terminal N is derived from the third connection point.

【0025】第1の補助スイッチ6の第2の端子(ここ
ではエミッタ)に第1のリアクトル5Uの一端と第8の
ダイオード7Xの陰極を接続し、第2の補助スイッチ1
5Uの第1の端子(ここではコレクタ)に第1のリアク
トル5Uの他端と第6のダイオード13の陽極を接続
し、第6のダイオード13の陰極を第5のダイオード1
3Uの陽極に接続し、第3の補助スイッチ15Xの第2
の端子(ここではエミッタ)に第2のリアクトル5Xの
一端と第9のダイオード14Xの陰極を接続し、第2の
リアクトル5Xの他端に第7のダイオード7Uの陽極と
第4の補助スイッチ6Xの第1の端子(ここではコレク
タ)を接続し第4の補助スイッチ6Xの第2の端子(こ
こではエミッタ)と第2のスナバコンデンサ4Xの他端
と第2のスナバダイオード3Xの陽極を接続し、第1の
補助スイッチ6Uの第1の端子(ここではコレクタ)と
第1のスナバダイオード3Uの陰極と第1のスナバコン
デンサ4Uの他端に接続し、第5、第6のダイオード1
3U,13の順方向電圧の和が、第2の補助スイッチ1
5Uと第1のフィードバックダイオード2Uの順方向電
圧の和よりわずかに大きな値とし、第9、第10のダイ
オード14X,14の順方向電圧の和が、第3の補助ス
イッチ15Xと第2のフィードバックダイオード2Xの
順方向電圧の和よりわずかに大きな値として構成してあ
る。
One end of the first reactor 5U and the cathode of the eighth diode 7X are connected to the second terminal (here, the emitter) of the first auxiliary switch 6, and the second auxiliary switch 1
The other end of the first reactor 5U and the anode of the sixth diode 13 are connected to the first terminal (collector in this case) of the 5U, and the cathode of the sixth diode 13 is connected to the fifth diode 1
3U anode connected to the second auxiliary switch 15X.
Is connected to one end of the second reactor 5X and the cathode of the ninth diode 14X, and the other end of the second reactor 5X is connected to the anode of the seventh diode 7U and the fourth auxiliary switch 6X. Of the fourth auxiliary switch 6X, the other end of the second snubber capacitor 4X, and the anode of the second snubber diode 3X. Then, the first terminal (collector in this case) of the first auxiliary switch 6U, the cathode of the first snubber diode 3U and the other end of the first snubber capacitor 4U are connected, and the fifth and sixth diodes 1U are connected.
The sum of the forward voltages of 3U and 13 is the second auxiliary switch 1
5U and a value slightly larger than the sum of the forward voltages of the first feedback diode 2U, and the sum of the forward voltages of the ninth and tenth diodes 14X and 14 is determined by the third auxiliary switch 15X and the second feedback switch. It is configured as a value slightly larger than the sum of the forward voltages of the diode 2X.

【0026】以下、図4にもとづいて、図3の第2の実
施例の作用効果について説明する。図4(a)〜(g)
は、図2と同相当部分の各部波形を示している。補助ス
イッチ15Uは6Uと、15Xと6Xと同一ベース信号
とする。GTO1Uがターンオフするある時点をt3と
する。このt3よりわずかな時間をさかのぼり、時間t
1に補助スイッチ6U、15Uを同時オンすると、t1
以前までフル充電されていたスナバコンデンサ4Uの電
荷は、4Uー6Uー5Uー15Uー4Uの経路で放電す
る放電モード(1)となる。スナバコンデンサ4Uの電
荷がリアクトル5Uに移行する時点t2には、5Uー1
5Uー2Uー3Uー6Uー5Uという経路で還流する還
流モード(2)となる。この部分共振ループ電流でGT
O1Uの電流を引き去った値としてから、GTO1Uを
時点t3でオフし、ターンオフ損失を低減した上で、最
後に残ったスナバエネルギーを時点t4に補助スイッチ
6U、15Uを同時にオフすることにより、7Xー5U
ー13ー13Uの経路で電源に回生する。この回生モー
ド(3)の期間にオフしたGTO1Uのスナバコンデン
サ4Uは配線のインダクタンスによるエネルギーを吸収
し、GTO素子に加わる過電圧を防止するよう作用す
る。
The operation and effect of the second embodiment shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG. FIG. 4 (a) to (g)
Shows waveforms of respective portions of the same portion as FIG. The auxiliary switch 15U has the same base signal as 6U, 15X and 6X. A point in time when GTO1U turns off is defined as t3. Go back a little time from this t3, and
When the auxiliary switches 6U and 15U are turned on at the same time, the t1
The electric charge of the snubber capacitor 4U, which has been fully charged before, becomes the discharge mode (1) in which the electric charge is discharged through the path of 4U-6U-5U-15U-4U. At time t2 when the electric charge of the snubber capacitor 4U shifts to the reactor 5U, 5U-1
The reflux mode (2) is a reflux mode in which reflux is performed through a route of 5U-2U-3U-6U-5U. With this partial resonance loop current, GT
GTO1U is turned off at time t3 from the value obtained by subtracting the current of O1U, the turn-off loss is reduced, and the remaining snubber energy is finally turned off at time t4 by turning off auxiliary switches 6U and 15U at the same time. -5U
It regenerates to the power supply through the path of -13-13U. The snubber capacitor 4U of the GTO 1U that is turned off during the regeneration mode (3) absorbs energy due to the inductance of the wiring and acts to prevent an overvoltage applied to the GTO element.

【0027】この第2の実施例は第1の実施例と違い、
スナバ回生回路は、GTO1Uのフィードバックダイオ
ード2Uを利用せず、独立したダイオード13、13
U、7Xで構成しているので、リアクトル5Uに移した
スナバエネルギーは、補助スイッチ6U、15Uをオフ
してさえいれば、13、13U、7Xのダイオードを経
由し、GTO1Uのアームのスイッチ状態に依存せず、
電源へスナバエネルギーを回生することができる。従っ
て、GTO1Uの電流を部分共振ループ電流1Uー3U
ー6Uー5Uー15Uー1Uで引き去った値としてか
ら、GTO1Uをターンオフさせ、ターンオフ損失を低
減した上で、最後に残ったスナバエネルギーを補助スイ
ッチ6Uと15Uを同時オフすることにより、回生する
ことができる。又、図3の第2の実施例で、ダイオード
13、13Uを2個直列にしているのは、トランジスタ
15Uとフィードバックダイオード2Uの順方向電圧の
和の値より、わずかに大きな値として、還流モード
(2)での流れこみを防止するためである。又、第1、
第2の実施例では、いずれも主スイッチング素子として
GTOを補助スイッチング素子としてトランジスタを用
いているが、自己消弧形素子であればどのような素子で
もかまわない。
This second embodiment differs from the first embodiment in that
The snubber regenerating circuit does not use the feedback diode 2U of the GTO 1U, but has independent diodes 13, 13
U, 7X, the snubber energy transferred to the reactor 5U, as long as the auxiliary switches 6U, 15U are turned off, passes through the diodes of 13, 13U, 7X, and becomes the switch state of the GTO1U arm. Independent
It can regenerate snubber energy to the power supply. Therefore, the current of the GTO 1U is changed to the partial resonance loop current 1U-3U.
GTO1U is turned off from the value subtracted by -6U-5U-15U-1U, the turn-off loss is reduced, and the last remaining snubber energy is regenerated by turning off auxiliary switches 6U and 15U simultaneously. be able to. In the second embodiment shown in FIG. 3, two diodes 13 and 13U are connected in series because a value slightly larger than the sum of the forward voltages of the transistor 15U and the feedback diode 2U is set to the reflux mode. This is to prevent the flow in (2). Also, the first,
In the second embodiment, the GTO is used as the main switching element and the transistor is used as the auxiliary switching element. However, any element can be used as long as it is a self-extinguishing element.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、電力変換回路等を構成
する自己消弧形素子のターンオフ損失の問題を部分共振
回路によって低減し、部分共振回路のエネルギー源とし
てスナバエネルギーを用いるため、他のエネルギー源を
要せず、最後に残ったスナバエネルギーも主回路へ回生
することができ、従って、主スイッチング素子のターン
オフ損失とスナバ損失の低減する効果があるスナバエネ
ルギー回生形部分共振回路を提供できる。
According to the present invention, the problem of the turn-off loss of the self-extinguishing element constituting the power conversion circuit and the like is reduced by the partial resonance circuit, and the snubber energy is used as the energy source of the partial resonance circuit. A snubber energy regenerating type partial resonance circuit that has the effect of reducing the turn-off loss of the main switching element and the snubber loss without providing an energy source, and also capable of regenerating the last remaining snubber energy to the main circuit. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスナバエネルギー回生形部分共振回路
の第1の実施例を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a snubber energy regeneration type partial resonance circuit according to the present invention.

【図2】第1の作用効果を説明するための波形図。FIG. 2 is a waveform chart for explaining a first operation and effect.

【図3】本発明のスナバエネルギー回生形部分共振回路
の第2の実施例を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of a snubber energy regeneration type partial resonance circuit according to the present invention.

【図4】図3の作用効果を説明するための波形図。FIG. 4 is a waveform chart for explaining the operation and effect of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1U,1X…主スイッチング素子、2U,2X…フィー
ドバックダイオード、3U,3X…スナバダイオード、
4U,4X…スナバコンデンサ、5U、5X…リアクト
ル、6U,6X…補助スイッチング素子、7U,7X…
ダイオード、13U,13,14X,14…ダイオー
ド、15U,15X…補助スイッチング素子。
1U, 1X ... main switching element, 2U, 2X ... feedback diode, 3U, 3X ... snubber diode,
4U, 4X: snubber capacitor, 5U, 5X: reactor, 6U, 6X: auxiliary switching element, 7U, 7X ...
Diodes, 13U, 13, 14X, 14 ... diodes, 15U, 15X ... auxiliary switching elements.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の自己消弧形素子の陽極に第1のフィ
ードバックダイオードの陰極と第1のスナバダイオード
の陽極と第1のダイオードの陰極を接続した第1の接続
点より直流正極端子を導出し、第1の自己消弧形素子の
陰極に第1のフィードバックダイオードの陽極と第1の
スナバコンデンサの一端と第1のリアクトルの一端と第
2のリアクトルの一端と第2の自己消弧形素子の陽極を
接続した第2の接続点より交流端子を導出し、前記第1
のスナバコンデンサの他端と第1のスナバダイオードの
陰極を接続した第3の接続点に第1の補助スイッチの第
1の端子を接続し、前記第1のリアクトルの他端に第1
の補助スイッチの第2の端子と第2のダイオードの陰極
を接続し、第2の自己消弧形素子の陽極に第2のフィー
ドバックダイオードの陰極と第2のスナバコンデンサの
一端を接続し、第2の自己消弧形素子の陰極に第2のフ
ィードバックダイオードの陽極と第2のスナバダイオー
ドの陰極と第2のダイオードの陽極を接続した第4の接
続点より直流負極端子を導出し、第2のリアクトルの他
端に第2の補助スイッチの第1の端子と第1のダイオー
ドの陽極を接続し、第2のスナバコンデンサの他端と第
2のスナバダイオードの陽極を接続した第5の接続点に
第2の補助スイッチの第2の端子を接続して構成したス
ナバエネルギー回生形部分共振回路。
1. A DC positive terminal from a first connection point where a cathode of a first feedback diode, an anode of a first snubber diode, and a cathode of a first diode are connected to an anode of a first self-extinguishing element. And the anode of the first self-turn-off element is connected to the anode of the first feedback diode, one end of the first snubber capacitor, one end of the first reactor, one end of the second reactor, and the second self-extinguishing device. An AC terminal is derived from a second connection point to which the anode of the arc-shaped element is connected, and the first terminal is connected to the first terminal.
The first terminal of the first auxiliary switch is connected to a third connection point between the other end of the snubber capacitor and the cathode of the first snubber diode, and the first terminal is connected to the other end of the first reactor.
Connecting the second terminal of the auxiliary switch to the cathode of the second diode, connecting the cathode of the second feedback diode and one end of the second snubber capacitor to the anode of the second self-extinguishing element, A second negative electrode is derived from a fourth connection point where the anode of the second feedback diode, the cathode of the second snubber diode, and the anode of the second diode are connected to the cathode of the self-extinguishing element 2; Fifth connection in which the first terminal of the second auxiliary switch and the anode of the first diode are connected to the other end of the reactor and the other end of the second snubber capacitor is connected to the anode of the second snubber diode. A snubber energy regenerating partial resonance circuit constituted by connecting a second terminal of a second auxiliary switch to a point.
【請求項2】第1の自己消弧形素子の陽極に第1のフィ
ードバックダイオードの陰極と第1のスナバダイオード
の陽極と第5のダイオードの陰極と第7のダイオードの
陰極を接続した第1の接続点より直流正極端子を導出
し、 第1の自己消弧形素子の陰極に第1のフィードバックダ
イオードの陽極と第1のスナバコンデンサの一端と第2
の補助スイッチの第2の端子と第2の自己消弧形素子の
陽極と第2のフィードバックダイオードの陰極と第2の
スナバコンデンサの一端と第3の補助スイッチの第1の
端子を接続した第2の接続点より交流端子を導出し、 第2の自己消弧形素子の陰極に第2のフィードバックダ
イオードの陽極と第2のスナバダイオードの陰極と第1
0のダイオードの陽極と第8のダイオードの陽極を接続
した第3の接続点より直流負極端子を導出し、 第1の補助スイッチの第2の端子に第1のリアクトルの
一端と第8のダイオードの陰極を接続し、第2の補助ス
イッチの第1の端子に第lのリアクトルの他端と第6の
ダイオードの陽極を接続し、第6のダイオードの陰極を
第5のダイオードの陽極に接続し、第1の補助スイッチ
の第1の端子と第1のスナバダイオードの陰極と第1の
スナバコンデンサの他端に接続し、 第4の補助スイッチの第1の端子に第2のリアクトルの
一端と第7のダイオードの陽極を接続し、第3の補助ス
イッチの第2の端子に第2のリアクトルの他端と第9の
ダイオードの陰極を接続し、第10のダイオードの陰極
を第9のダイオードの陽極に接続し、 第4の補助スイッ
チの第2の端子と第2のスナバコンデンサの他端と第2
のスナバダイオードの陽極を接続し、 第5及び第6のダイオードの順方向電圧の和が、第2の
補助スイッチと第1のフィードバックダイオードの順方
向電圧の和より大きな値とし、第9及び第10のダイオ
ードの順方向電圧の和が、第3の補助スイッチと第2の
フィードバックダイオードの順方向電圧の和より大きい
値として構成したことを特徴とするスナバエネルギー回
生形部分共振回路。
2. A first self-arc-extinguishing element having an anode connected to a cathode of a first feedback diode, an anode of a first snubber diode, a cathode of a fifth diode, and a cathode of a seventh diode. A positive terminal of the first self-extinguishing element is connected to the anode of the first feedback diode, one end of the first snubber capacitor, and the second terminal.
The second terminal of the auxiliary switch, the anode of the second self-extinguishing element, the cathode of the second feedback diode, one end of the second snubber capacitor, and the first terminal of the third auxiliary switch. An AC terminal is derived from the connection point of No. 2 and the anode of the second feedback diode, the cathode of the second snubber diode and the first are connected to the cathode of the second self-turn-off element.
A DC negative terminal is derived from a third connection point connecting the anode of the diode 0 and the anode of the eighth diode, and one end of the first reactor and the eighth diode are connected to the second terminal of the first auxiliary switch. The other end of the first reactor and the anode of the sixth diode are connected to the first terminal of the second auxiliary switch, and the cathode of the sixth diode is connected to the anode of the fifth diode. And the first auxiliary switch
A first terminal, a cathode of a first snubber diode, and a first terminal.
Connected to the other end of the snubber capacitor, the first terminal of the fourth auxiliary switch is connected to the second reactor
One end is connected to the anode of the seventh diode, and a third auxiliary switch is connected.
The other terminal of the second reactor and the ninth terminal are connected to the second terminal of the switch.
Connect the cathode of the diode and the cathode of the tenth diode
Is connected to the anode of the ninth diode, the second terminal of the fourth auxiliary switch, the other end of the second snubber capacitor, and the second terminal.
The sum of the forward voltages of the fifth and sixth diodes is greater than the sum of the forward voltages of the second auxiliary switch and the first feedback diode; A snubber energy regenerating partial resonance circuit, wherein the sum of the forward voltages of the ten diodes is larger than the sum of the forward voltages of the third auxiliary switch and the second feedback diode.
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