JP3597412B2

JP3597412B2 - Inverter drive circuit

Info

Publication number: JP3597412B2
Application number: JP15140899A
Authority: JP
Inventors: 智之黒田; 浪平鈴木; 邦彦八木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000341971A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機等の駆動に用いられるインバータ装置の駆動回路に関し、特にインバータ装置を構成するスイッチング素子の駆動を簡易な構成によって確実に行わせて所望のインバータ出力を得ることができる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】
従来から、誘導モータ等の電動機の可変速度制御を行うため、所望の周波数をもった交流出力を得ることができるインバータ装置が用いられ、このインバータ装置の小型化が強く要請されている。
【０００３】
図３は、従来のインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の全体構成を示すブロック図である。図３において、一定の周波数をもった交流電源１０１からの交流出力は、全波整流回路等の整流回路１０２によって整流される。整流回路１０２からの整流出力は、Ｕ相生成部１０６、Ｖ相生成部１０７、Ｗ相生成部１０８に入力され、それぞれ所望の周波数をもった３相交流出力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を生成する。
【０００４】
Ｕ相生成部１０６、Ｖ相生成部１０７、およびＷ相生成部１０８は、それぞれスイッチング素子１１３Ｕ，１１４Ｕ、１１３Ｖ，１１４Ｖ、１１３Ｗ，１１４Ｗを有し、それぞれ直列接続され、直列接続されたスイッチング素子１１３Ｕ，１１４Ｕ、１１３Ｖ，１１４Ｖ、１１３Ｗ，１１４Ｗは、それぞれ整流回路１０２に並列接続される。スイッチング素子１１３Ｕ〜１１３Ｗは、それぞれ第１駆動部１１１Ｕ〜１１１Ｗによってスイッチング駆動され、スイッチング素子１１４Ｕ〜１１４Ｗは、それぞれ第２駆動部１１２Ｕ〜１１２Ｗによってスイッチング駆動される。
【０００５】
第１駆動部１１１Ｕ〜１１１Ｗおよび第２駆動部１１２Ｕ〜１１２Ｗは、制御部１０５によって駆動制御され、この駆動制御によって、第１駆動部１１１Ｕ〜１１１Ｗおよび第２駆動部１１２Ｕ〜１１２Ｗは、スイッチング素子１１３Ｕ〜１１３Ｗ、１１４Ｕ〜１１４Ｗのゲートに所定の電圧を印加することによって各スイッチング素子１１３Ｕ〜１１３Ｗ、１１４Ｕ〜１１４Ｗをオン、オフする。すなわち、制御部１０５は、第１駆動部１１１Ｕ〜１１１Ｗと第２駆動部１１２Ｕ〜１１２Ｗとを介してスイッチング素子１１３Ｕ〜１１３Ｗ、１１４Ｕ〜１１４Ｗをオン、オフすることによって、所望の３相交流出力を出力させるようにしている。低電圧電源部１０４は、整流回路１０２からの整流出力を用いて第１駆動部１１１Ｕ〜１１１Ｗ、１１２Ｕ〜１１２Ｗが駆動する際の電源を供給する。
【０００６】
ここで、図４および図５を参照してＵ相の交流出力生成動作について説明する。図４は、主としてＵ相生成部１０６を示す図であり、第１駆動部１１１Ｕおよび第２駆動部１１２Ｕは、それぞれ低電圧電源部１０４から供給される電荷を用いてスイッチング素子１１３Ｕ，１１４Ｕのオン、オフを行う。
【０００７】
図５は、Ｕ相生成部１０６におけるスイッチング素子（ＦＥＴ）１１３Ｕ，１１４Ｕのオン、オフ動作と、スイッチング素子１１３Ｕとスイッチング素子１１４Ｕとの接続点Ｐａの電位の変化を示すタイミングチャートである。図４において、スイッチング素子１１４Ｕがオフ状態で、スイッチング素子１１３Ｕがオンすると、接続点Ｐａの電位ＶＰａは、整流回路１０２の＋端子Ｐ（＋）の電位ＶＰ（＋）に上昇する。その後、スイッチング素子１１４Ｕがオンすると、接続点Ｐａの電位ＶＰａは、−端子Ｐ（−）の電位ＶＰ（−）まで下降する。この電位ＶＰ（−）は接地電位である。
【０００８】
ここで、＋端子Ｐ（＋）と接続点Ｐａとの間の電圧降下と、−端子Ｐ（−）と接続点Ｐａとの間の電圧降下とは、ほぼ同等とみなすことができるため、接続点Ｐａからの出力を取り出すことによって、Ｕ相の交流出力を得ることができる。同様にして、Ｖ相生成部１０７およびＷ相生成部１０８から、それぞれＶ相およびＷ相の交流出力が得られ、等価的な３相交流出力を得ることができる。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相間隔は、制御部１０５の駆動制御によって実現される。
【０００９】
なお、特公平５−８４１５１号公報には、上述したインバータ装置の駆動回路と同様に、スイッチング素子１１３Ｕ〜１１３Ｗとスイッチング素子１１４Ｕ〜１１４Ｗとを交互にオン、オフすることによって所望の周波数を有したインバータ出力を得ることができるインバータ装置の駆動回路が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のインバータ装置の駆動回路において、第１駆動部１１１Ｕが駆動する際に用いる低電圧電源部１０４は、第１駆動部１１１Ｕが印加する電圧がゲートとドレインとの間の電圧であるために接続点Ｐａに接続されるが、この接続点Ｐａの電位ＶＰａがスイッチング素子１１３Ｕ，１１４Ｕのオン、オフによって不安定となるため、第１駆動部１１１Ｕに安定した電源を供給することができないという問題点があった。
【００１１】
すなわち、スイッチング素子１１３Ｕがオンし、スイッチング素子１１４Ｕがオフしている状態では、接続点ＶＰａの電位は、一定の電位ＶＰ（＋）に維持され、スイッチング素子１１３Ｕがオフし、スイッチング素子１１４Ｕがオンしている状態では、一定の電位ＶＰ（−）に維持されるが、スイッチング素子１１３Ｕおよびスイッチング素子１１４Ｕがともにオフの状態であるときは、接続点ＶＰａの電位は定まらず、その結果、第１駆動部１１１Ｕに供給される基準電位が固定されず、不安定な電源供給となり、スイッチング素子１１３Ｕのスイッチングを安定して行うことができない。なお、第２駆動部１１２Ｕに電源供給する低電圧電源部１０４の基準電位は、−端子Ｐ（−）の電位ＶＰ（−）によって常に固定されている。
【００１２】
この問題点を解決するには、たとえばトランス等を用いて電気的に絶縁する磁気結合の回路を低電圧電源部１０４に適用して第１駆動部１１１Ｕに電源供給することが考えられるが、トランス等の磁気結合回路を付加することによって、インバータ装置全体の小型を阻害し、インバータ装置の軽量小型化を促進できないという問題点があった。特に、トランス等の磁気結合回路は、インバータ装置の軽量小型化を阻害する。
【００１３】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、小型軽量化を促進することができ、かつ安定したスイッチング駆動を行うことができるインバータ装置の駆動回路を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるインバータ装置の駆動回路は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成する第１の電源と、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成する第２の電源と、第１の駆動手段の駆動によってスイッチングする第１のスイッチング素子と第２の駆動手段の駆動によってスイッチングする第２のスイッチング素子とが直列接続され、該直列接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子からなる回路を前記整流手段に並列接続したスイッチング手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動制御を行って前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点から所望の交流出力を生成させるインバータ制御手段と、前記接続点と前記第１の駆動手段の電源入力端子との間を接続するコンデンサと、前記コンデンサの前記電源入力端子側と前記第１の電源との間を接続し、前記第１の電源から前記電源入力端子側への方向を導通方向とするダイオードと、を備え、前記第２の電源は前記第２の駆動手段が駆動出力する際の電源供給を行い、前記第１の電源は前記コンデンサを充電し、前記第１の駆動手段は該第１の駆動手段が駆動出力する際に該コンデンサに蓄積された電荷を用いることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１の電源は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、第１のスイッチング素子がオフで第２のスイッチング素子がオンの状態のとき、ダイオードを介してコンデンサを充電し、この充電されたコンデンサの電荷は、第１のスイッチング素子がオンで第２のスイッチング素子がオフの状態のときに第１の駆動手段に供給されるので、第１のスイッチング素子は安定したスイッチングを行い、一方、第２の電源は、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、この生成した電源電圧を第２の駆動手段に供給し、第２の駆動手段によって第２のスイッチング素子をスイッチングさせるようにし、インバータ制御手段による交互のスイッチング駆動制御によって所望の交流出力を得る。
【００１６】
つぎの発明にかかるインバータ装置の駆動回路は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成する第１の電源と、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成する第２の電源と、第１の駆動手段の駆動によってスイッチングする第１のスイッチング素子と第２の駆動手段の駆動によってスイッチングする第２のスイッチング素子とが直列接続され、該直列接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子からなる複数の回路を前記整流手段にそれぞれ並列接続した複数のスイッチング手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段の駆動制御を行って前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との各接続点からそれぞれ所望の交流出力を生成させるインバータ制御手段と、前記各接続点と各前記第１の駆動手段の電源入力端子との間を接続する複数のコンデンサと、各前記コンデンサの前記電源入力端子側と前記第１の電源との間をそれぞれ接続し、前記第１の電源から各前記電源入力端子側への方向を導通方向とする複数のダイオードと、を備え、前記第２の電源は複数の前記第２の駆動手段が駆動出力する際の電源供給を行い、前記第１の電源は複数の前記コンデンサを充電し、複数の前記第１の駆動手段は該第１の駆動手段が駆動出力する際に、接続されるコンデンサに蓄積された電荷を用いることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、第１の電源は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、各スイッチング手段の第１のスイッチング素子がオフで第２のスイッチング素子がオンの状態のとき、各ダイオードを介して各コンデンサを順次充電し、この充電された各コンデンサの電荷は、各スイッチング手段の第１のスイッチング素子がオンで第２のスイッチング素子がオフの状態のときに各第１の駆動手段に供給されるので、各第１のスイッチング素子はそれぞれ安定したスイッチングを行い、一方、第２の電源は、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、この生成した電源電圧を各第２の駆動手段に供給し、各第２の駆動手段によって各第２のスイッチング素子をスイッチングさせるようにし、インバータ制御手段による交互のスイッチング駆動制御によって、たとえば所望の３相交流出力を得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインバータ装置の駆動回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１において、一定の周波数をもった交流電源１からの交流出力は、全波整流回路等の整流回路２によって整流される。整流回路２からの整流出力は、Ｕ相生成部６、Ｖ相生成部７、Ｗ相生成部８に入力され、所望の周波数をもった３相交流出力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相をそれぞれ生成する。
【００２０】
Ｕ相生成部６、Ｖ相生成部７、およびＷ相生成部８は、それぞれスイッチング素子１３Ｕ，１４Ｕ、１３Ｖ，１４Ｖ、１３Ｗ，１４Ｗを有し、それぞれ直列接続され、直列接続されたスイッチング素子１３Ｕ，１４Ｕ、１３Ｖ，１４Ｖ、１３Ｗ，１４Ｗは、それぞれ整流回路２に並列接続される。スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗは、それぞれ第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗによってスイッチング駆動され、スイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｗは、それぞれ第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗによってスイッチング駆動される。
【００２１】
第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗおよび第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗは、制御部５によって駆動制御され、この駆動制御によって、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗおよび第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗは、スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗ、１４Ｕ〜１４Ｗのゲートに所定の電圧を印加することによって各スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗ、１４Ｕ〜１４Ｗをオン、オフする。すなわち、制御部５は、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗと第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗとを介してスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗ、１４Ｕ〜１４Ｗをオン、オフすることによって、所望の３相交流出力を出力させるようにしている。
【００２２】
第１低電圧電源部３は、整流回路２に並列接続される。第２低電圧電源部４は、整流回路２に並列接続される。第１低電圧電源部３および第２低電圧電源部４は、例えばスイッチング電源のようなもので構成され、それぞれ整流回路２で得られた電圧から低電圧を生成し、ダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３およびダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ４を有する。第１低電圧電源部３は、平滑コンデンサＣ３に蓄積された電荷を各電源部１０Ｕ〜１０Ｗに供給し、第２低電圧電源部４は、平滑コンデンサＣ４に蓄積された電荷を各第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗに供給し、各第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗは、平滑コンデンサＣ４に蓄積された電荷を各スイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｗに対する駆動電圧として用いる。
【００２３】
電源部１０Ｕ〜１０Ｗは、それぞれ第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗの電源入力端子と、スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗとスイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｗとの各接続点ＰＵ〜ＰＷとの間を接続する各コンデンサＣＵ〜ＣＷを有するとともに、第１低電圧電源部３のダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３との接続点と、各第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗの電源入力端子との間をそれぞれ接続し、それぞれ第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗ方向を順方向とするダイオードＤＵ〜ＤＷを有する。そして、各第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗは、各電源部１０Ｕ〜１０ＷのコンデンサＣＵ〜ＣＷに蓄積された電荷を各スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｗに対する駆動電圧として用いる。
【００２４】
上述したように、制御部５は、図５に示したように、第１駆動部１１Ｕおよび第２駆動部１２Ｕを駆動制御してスイッチング素子１３Ｕ，１４Ｕを交互にオン、オフし、これによって接続点ＰＵからＵ相の交流出力を出力させ、第１駆動部１１Ｖおよび第２駆動部１２Ｖを駆動制御してスイッチング素子１３Ｖ，１４Ｖを交互にオン、オフし、これによって接続点ＰＶからＶ相の交流出力を出力させ、第１駆動部１１Ｗおよび第２駆動部１２Ｗを駆動制御してスイッチング素子１３Ｗ，１４Ｗを交互にオン、オフし、これによって接続点ＰＷからＷ相の交流出力を出力させる。
【００２５】
制御部５は、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗと第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗとの駆動制御によって各相のインバータ出力を制御し、これによって、３相の誘導モータのようなモータＭは、その回転速度等が制御されることになる。なお、各接続点ＰＵ〜ＰＷからのインバータ出力は、３相交流出力であるので、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相間隔は、１２０゜に制御される。
【００２６】
ここで、電源部１０Ｕ〜１０Ｗを用いることによって第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗに対する電圧供給が安定することについて説明する。なお、他の電源部１０Ｖ，１０Ｗの動作は、電源部１０Ｕと同じであり、ここでは、電源部１０Ｕの動作を説明する。
【００２７】
まず、スイッチング素子１３Ｕがオフでスイッチング素子１４Ｕがオンの状態のとき、接続点ＰＵの電位は、−端子Ｐ（−）の電位、この場合は接地電圧と同じになり、第１低電圧電源部３におけるダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３との接続点からダイオードＤＵを介してコンデンサＣＵに電荷が流入し、コンデンサＣＵが充電され、電荷が蓄積される。
【００２８】
つぎに、スイッチング素子１３Ｕがオンでスイッチング素子１４Ｕがオフの状態のとき、接続点ＰＵの電位は、＋端子Ｐ（＋）の電位、すなわち整流回路２の高電圧側と同じ電位となり、第１低電圧電源部３におけるダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３との接続点に対して電位が高くなるが、ダイオードＤＵの方向性によって、コンデンサＣＵから、ダイオードＤ３と平滑コンデンサＣ３との接続点方向への電流移動方向は阻止され、このコンデンサＣＵに蓄積された電荷は維持される。したがって、スイッチング素子１３Ｕがオンの状態は、第１駆動部１１ＵがコンデンサＣＵに蓄積された電荷を用いることができ、この電荷を用いた第１駆動部１１Ｕによるスイッチング素子１３Ｕのゲートに対する電圧印加によって、オン状態が維持される。
【００２９】
したがって、接続点ＰＵの電位が高い電位であっても、低い電位であっても、コンデンサＣＵに蓄積された電荷を常に用いることができ、第１駆動部１１Ｕに安定した電源を供給することができ、結果としてスイッチング素子１３Ｕのオン、オフを安定して行うことができる。なお、スイッチング素子１４Ｕはドレイン側が常に接地されているため、そのまま第２低電圧電源部４からの電源電圧を第２駆動部１２Ｕ用の電源電圧として用いることができる。
【００３０】
この実施の形態１によれば、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗが用いる電源電圧を供給する第１低電圧電源部３と、第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗが用いる電源電圧を供給する第２低電圧電源部４とを別個に設け、かつ第１低電圧電源部３と第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗとの間に電源部１０Ｕ〜１０Ｗを設けることによって、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗが、電源部１０Ｕ〜１０ＷのコンデンサＣＵ〜ＣＷに安定して蓄積された電荷を用いるようにしているので、安定したスイッチング動作を得ることができるとともに、電源部１０Ｕ〜１０Ｗは、ダイオードＤＵ〜ＤＷとコンデンサＣＵ〜ＣＷという簡易な回路構成によって実現でき、大重量で大型化する磁気結合回路等を用いた電気的絶縁回路を用いる必要がないため、インバータ装置の駆動回路の軽量小型化を促進することができる。
【００３１】
また、この実施の形態１では、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗが用いる電源電圧を供給する第１低電圧電源部３と、第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗが用いる電源電圧を供給する第２低電圧電源部４とを別個に設けているので、第１低電圧電源部３に流れる負荷電流と第２低電圧電源部４に流れる負荷電流とを分離することができることから、第１低電圧電源部３を構成する平滑コンデンサＣ３および第２低電圧電源部４を構成する平滑コンデンサＣ４の容量をそれぞれ小さくすることができ、これによってもインバータ装置の駆動回路の軽量小型化を促進することができる。
【００３２】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗにそれぞれ対応する電源部１０Ｕ〜１０Ｗに対する電源供給を一つの第１低電圧電源部３によって供給するようにしていたが、この実施の形態２では、各電源部１０Ｕ〜１０Ｗに対する電源供給をそれぞれ個別に行う構成としている。
【００３３】
図２は、この発明の実施の形態２であるインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の構成を示すブロック図である。図２において、第１低電圧電源部３ａ〜３ｃは、実施の形態１における第１低電圧電源部３に相当し、各第１低電圧電源部３ａ〜３ｃは、それぞれ整流回路２に並列接続され、各電源部１０Ｕ〜１０Ｗを介して各第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗに対してそれぞれ電源を供給する。
【００３４】
すなわち、実施の形態１における第１低電圧電源部３は、全ての電源部１０Ｕ〜１０Ｗに接続され、各電源部１０Ｕ〜１０Ｗを介して各第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗの全てに対して電源を供給していたが、この実施の形態２では、第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗの個数に対応した複数の第１低電圧電源部３ａ〜３ｃを設け、各第１低電圧電源部３ａ〜３ｃがそれぞれ電源部１０Ｕ〜１０Ｗに接続され、この電源部１０Ｕ〜１０Ｗに接続される各第１駆動部１１Ｕ〜１１Ｗに電源を供給するようにしている。その他の構成は、図１に示した構成と同じであり、同一部分の構成には同一符号を付している。
【００３５】
各第１低電圧電源部３ａ〜３ｃは、第１低電圧電源部３と同様に、例えばスイッチング電源のようなもので構成され、整流回路２で得られた電圧から低電圧を生成し、ダイオードＤａ〜Ｄｃと平滑コンデンサＣａ〜Ｃｃとを有する。ダイオードＤａ〜Ｄｃと平滑コンデンサＣａ〜Ｃｃとの各接続点は、それぞれ電源部１０Ｕ〜１０Ｗに接続される。
【００３６】
なお、第２低電圧電源部４は、第２駆動部１２Ｕ〜１２Ｗに対する電源供給のみならず、この第２低電圧電源部４が供給する電源電圧を用いる部分、たとえば制御部５に対しても電源供給を行っている。このように、第２低電圧電源部４は、制御部５等の他の構成部分に対する電源供給を行うようにしてもよく、実施の形態１に対しても同様に適用することができる。
【００３７】
この実施の形態２によれば、実施の形態１における第１低電圧電源部３の負荷が三つの第１低電圧電源部３ａ〜３ｃに分散されるため、各第１低電圧電源部３ａ〜３ｃにかかる負荷が低減され、その結果、各第１低電圧電源部３ａ〜３ｃ内の平滑コンデンサＣａ〜Ｃｃの容量を小さくすることができ、要求される耐電圧性能も低くてよいため、一層、軽量小型化を促進することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第１の電源は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、第１のスイッチング素子がオフで第２のスイッチング素子がオンの状態のとき、ダイオードを介してコンデンサを充電し、この充電されたコンデンサの電荷は、第１のスイッチング素子がオンで第２のスイッチング素子がオフの状態のときに第１の駆動手段に供給されるので、第１のスイッチング素子は安定したスイッチングを行い、一方、第２の電源は、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、この生成した電源電圧を第２の駆動手段に供給し、第２の駆動手段によって第２のスイッチング素子をスイッチングさせるようにし、インバータ制御手段による交互のスイッチング駆動制御によって所望の交流出力を得るようにしているので、第１の駆動手段にはコンデンサから安定した電荷を供給することができるとともに、この安定した電荷の供給を行うための構成は、電気的絶縁を行うための磁気結合回路等の重量、規模がともに大きい回路を付加するのではなく、コンデンサとダイオードとからなる簡易な回路を付加するのみで実現することができるため、インバータ装置の小型軽量化を促進することができるという効果を奏する。
【００３９】
また、第１の駆動手段に電源を供給する第１の電源と、第２の駆動手段に電源を供給する第２の電源とに分離した構成としているため、インバータ出力のための電源負荷が分散され、第１の電源手段および第２の電源手段内におけるコンデンサ等の回路素子の容量を低減することが可能となり、結果的に小型軽量の回路素子を用いることによってインバータ装置全体の小型軽量化を促進することができるという効果を奏する。
【００４０】
つぎの発明によれば、第１の電源は、交流電源出力を整流する整流手段からの整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、各スイッチング手段の第１のスイッチング素子がオフで第２のスイッチング素子がオンの状態のとき、各ダイオードを介して各コンデンサを順次充電し、この充電された各コンデンサの電荷は、各スイッチング手段の第１のスイッチング素子がオンで第２のスイッチング素子がオフの状態のときに各第１の駆動手段に供給されるので、各第１のスイッチング素子はそれぞれ安定したスイッチングを行い、一方、第２の電源は、前記整流出力をもとに所定の電源電圧を生成し、この生成した電源電圧を各第２の駆動手段に供給し、各第２の駆動手段によって各第２のスイッチング素子をスイッチングさせるようにし、インバータ制御手段による交互のスイッチング駆動制御によって、たとえば所望の３相交流出力を得るようにしているので、上述した発明の作用効果を奏するとともに、複数のスイッチング手段から出力されるインバータ出力を組み合わせた所望の交流出力を得る場合に、複数の第１のスイッチング素子の駆動に必要な電源を一つの第１の電源によって安定して供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２であるインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来におけるインバータ装置の駆動回路を含むインバータ装置の全体構成を示す図である。
【図４】従来におけるインバータ装置の駆動回路の部分構成を示すブロック図である。
【図５】直接接続されたスイッチング素子のオン、オフによって生成されるインバータ出力の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１交流電源、２整流回路、３，３ａ〜３ｃ第１低電圧電源部、４第２低電圧電源部、５制御部、６Ｕ相生成部、７Ｖ相生成部、８Ｗ相生成部、９モータ、１０Ｕ〜１０Ｗ電源部、１１Ｕ〜１１Ｗ第１駆動部、１２Ｕ〜１２Ｗ第２駆動部、１３Ｕ〜１３Ｗ，１４Ｕ〜１４Ｗスイッチング素子、ＤＵ〜ＤＷ，Ｄ３，Ｄａ〜Ｄｃ，Ｄ４ダイオード、ＣＵ〜ＣＷコンデンサ、Ｃ３，Ｃａ〜Ｃｃ，Ｃ４平滑コンデンサ、ＰＵ〜ＰＷ接続点。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive circuit of an inverter device used for driving an electric motor or the like, and more particularly to a drive circuit of an inverter device that can reliably drive a switching element included in the inverter device with a simple configuration and obtain a desired inverter output. It relates to a drive circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to perform variable speed control of an electric motor such as an induction motor, an inverter device capable of obtaining an AC output having a desired frequency has been used, and downsizing of the inverter device has been strongly demanded.
[0003]
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an inverter device including a drive circuit of a conventional inverter device. In FIG. 3, an AC output from an AC power supply 101 having a certain frequency is rectified by a rectifier circuit 102 such as a full-wave rectifier circuit. The rectified output from the rectifier circuit 102 is input to a U-phase generator 106, a V-phase generator 107, and a W-phase generator 108, and each of the U-phase, V-phase, and W-phase of three-phase AC output having a desired frequency. Generate
[0004]
U-phase generation section 106, V-phase generation section 107, and W-phase generation section 108 have switching elements 113U, 114U, 113V, 114V, 113W, and 114W, respectively, and are connected in series, respectively, and switching elements 113U connected in series. , 114U, 113V, 114V, 113W, and 114W are connected in parallel to the rectifier circuit 102, respectively. The switching elements 113U to 113W are switching-driven by first driving units 111U to 111W, respectively, and the switching elements 114U to 114W are switching-driven by second driving units 112U to 112W, respectively.
[0005]
The first drive units 111U to 111W and the second drive units 112U to 112W are drive-controlled by the control unit 105, and the drive control causes the first drive units 111U to 111W and the second drive units 112U to 112W to switch the switching element 113U. The switching elements 113U to 113W and 114U to 114W are turned on and off by applying a predetermined voltage to the gates of the switching elements 113U and 114U to 114W. That is, the control unit 105 turns on and off the switching elements 113U to 113W and 114U to 114W via the first driving units 111U to 111W and the second driving units 112U to 112W, thereby outputting a desired three-phase AC output. Output. The low-voltage power supply unit 104 supplies power when the first driving units 111U to 111W and 112U to 112W are driven using the rectified output from the rectification circuit 102.
[0006]
Here, the U-phase AC output generation operation will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram mainly showing the U-phase generation unit 106. The first drive unit 111U and the second drive unit 112U turn on the switching elements 113U and 114U using electric charges supplied from the low-voltage power supply unit 104, respectively. Do, off.
[0007]
FIG. 5 is a timing chart showing ON / OFF operations of the switching elements (FETs) 113U and 114U in the U-phase generation unit 106, and a change in the potential of a connection point Pa between the switching elements 113U and 114U. In FIG. 4, when switching element 114U is turned off and switching element 113U is turned on, potential VPa at connection point Pa rises to potential VP (+) at + terminal P (+) of rectifier circuit 102. Thereafter, when the switching element 114U is turned on, the potential VPa at the connection point Pa falls to the potential VP (-) at the negative terminal P (-). This potential VP (-) is a ground potential.
[0008]
Here, since the voltage drop between the + terminal P (+) and the connection point Pa and the voltage drop between the − terminal P (−) and the connection point Pa can be regarded as substantially equal, By extracting the output from the point Pa, a U-phase AC output can be obtained. Similarly, V-phase and W-phase AC outputs are obtained from V-phase generation section 107 and W-phase generation section 108, respectively, and an equivalent three-phase AC output can be obtained. The phase intervals of the U phase, V phase, and W phase are realized by drive control of the control unit 105.
[0009]
In Japanese Patent Publication No. 5-84151, a desired frequency is obtained by alternately turning on and off the switching elements 113U to 113W and the switching elements 114U to 114W, similarly to the drive circuit of the inverter device described above. A drive circuit of an inverter device capable of obtaining an inverter output is described.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described drive circuit of the conventional inverter device, the low-voltage power supply unit 104 used when the first drive unit 111U is driven is such that the voltage applied by the first drive unit 111U is a voltage between the gate and the drain. For this reason, although connected to the connection point Pa, the potential VPa at the connection point Pa becomes unstable when the switching elements 113U and 114U are turned on and off, so that a stable power supply can be supplied to the first driving unit 111U. There was a problem that it was not possible.
[0011]
That is, in a state where the switching element 113U is turned on and the switching element 114U is turned off, the potential of the connection point VPa is maintained at a constant potential VP (+), the switching element 113U is turned off, and the switching element 114U is turned on. In this state, the potential is maintained at a constant potential VP (−). However, when both the switching element 113U and the switching element 114U are off, the potential of the connection point VPa is not determined, and as a result, the first The reference potential supplied to the driving unit 111U is not fixed, resulting in unstable power supply, and the switching of the switching element 113U cannot be performed stably. Note that the reference potential of the low-voltage power supply unit 104 that supplies power to the second drive unit 112U is always fixed by the potential VP (−) of the −terminal P (−).
[0012]
In order to solve this problem, for example, it is conceivable to apply a magnetic coupling circuit that is electrically insulated using a transformer or the like to the low-voltage power supply unit 104 to supply power to the first drive unit 111U. By adding such a magnetic coupling circuit, the size of the whole inverter device is hindered, and there is a problem that the weight reduction of the inverter device cannot be promoted. In particular, a magnetic coupling circuit such as a transformer prevents the inverter device from being reduced in weight and size.
[0013]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a drive circuit of an inverter device that can promote reduction in size and weight and can perform stable switching drive.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a drive circuit for an inverter device according to the present invention includes a first power supply for generating a predetermined power supply voltage based on a rectified output from a rectifier for rectifying an AC power supply output; A second power supply that generates a predetermined power supply voltage based on the first and second switching elements that are switched by driving the first driving means and driven by the second driving means. A switching unit connected in series, and a circuit including the first switching element and the second switching element connected in series connected in parallel to the rectifying unit; and driving of the first driving unit and the second driving unit. Inverter control means for performing control to generate a desired AC output from a connection point between the first switching element and the second switching element; A capacitor connecting between the connection point and a power input terminal of the first driving means, and connecting between the power input terminal side of the capacitor and the first power source; A diode whose conduction direction is the direction toward the power supply input terminal, wherein the second power supply supplies power when the second drive means drives and outputs, and the first power supply is the capacitor. And the first drive means uses the charge stored in the capacitor when the first drive means outputs a drive.
[0015]
According to the present invention, the first power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output from the rectifier that rectifies the AC power supply output, and the first switching element is turned off and the second switching element is turned off. When in the ON state, the capacitor is charged via the diode, and the charge of the charged capacitor is supplied to the first driving unit when the first switching element is ON and the second switching element is OFF. Therefore, the first switching element performs stable switching, while the second power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output, and uses the generated power supply voltage as the second drive voltage. Means for switching the second switching element by the second driving means, and a desired AC output by alternate switching drive control by the inverter control means. That.
[0016]
A drive circuit of the inverter device according to the next invention includes a first power supply that generates a predetermined power supply voltage based on a rectified output from a rectifier that rectifies an AC power supply output, and a predetermined power supply based on the rectified output. A second power supply that generates a power supply voltage, a first switching element that switches by driving the first driving unit, and a second switching element that switches by driving the second driving unit are connected in series, and A plurality of switching means in which a plurality of circuits each comprising a connected first switching element and a second switching element are connected in parallel to the rectifying means; and drive control of the first driving means and the second driving means. Control to generate a desired AC output from each connection point between the first switching element and the second switching element A stage, a plurality of capacitors connecting between each of the connection points and a power input terminal of each of the first driving means, and a capacitor between the power input terminal side of each of the capacitors and the first power source. A plurality of diodes connected to each other and having a conduction direction from the first power supply to each of the power supply input terminals, wherein the second power supply is driven by a plurality of the second driving means. And the first power supply charges a plurality of the capacitors, and the plurality of the first drive units are stored in the connected capacitors when the first drive unit outputs a drive. It is characterized by using electric charge.
[0017]
According to this invention, the first power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output from the rectifier that rectifies the AC power output, and the first power supply element of each switching means is turned off and the second power supply is turned off. When each of the switching elements is in the ON state, each capacitor is sequentially charged via each diode, and the charged charge of each capacitor is stored in the first switching element of each switching means and the second switching element. Since each of the first switching elements is supplied to each of the first driving means in the off state, each of the first switching elements performs stable switching, while the second power supply is a predetermined power supply based on the rectified output. Generating a voltage, supplying the generated power supply voltage to each second driving unit, and switching each second switching element by each second driving unit; By alternate switching drive control by the motor control unit, for example, obtain a desired three-phase AC output.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a drive circuit of an inverter device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
Embodiment 1 FIG.
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an inverter device including a drive circuit of the inverter device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an AC output from an AC power supply 1 having a certain frequency is rectified by a rectifier circuit 2 such as a full-wave rectifier circuit. The rectified output from the rectifier circuit 2 is input to a U-phase generation unit 6, a V-phase generation unit 7, and a W-phase generation unit 8 to convert the U-phase, V-phase, and W-phase of a three-phase AC output having a desired frequency. Generate each.
[0020]
The U-phase generation unit 6, the V-phase generation unit 7, and the W-phase generation unit 8 have switching elements 13U, 14U, 13V, 14V, 13W, and 14W, respectively, and are connected in series, respectively, and are connected in series. , 14U, 13V, 14V, 13W, and 14W are connected in parallel to the rectifier circuit 2, respectively. The switching elements 13U to 13W are switching-driven by first driving units 11U to 11W, respectively, and the switching elements 14U to 14W are switching-driven by second driving units 12U to 12W, respectively.
[0021]
The first drive units 11U to 11W and the second drive units 12U to 12W are drive-controlled by the control unit 5, and by this drive control, the first drive units 11U to 11W and the second drive units 12U to 12W are switched by the switching element 13U. The switching elements 13U to 13W and 14U to 14W are turned on and off by applying a predetermined voltage to the gates of the switching elements 13U to 13W and 14U to 14W. That is, the control unit 5 turns on and off the switching elements 13U to 13W and 14U to 14W via the first driving units 11U to 11W and the second driving units 12U to 12W, thereby outputting a desired three-phase AC output. Output.
[0022]
The first low-voltage power supply unit 3 is connected to the rectifier circuit 2 in parallel. The second low-voltage power supply unit 4 is connected to the rectifier circuit 2 in parallel. The first low-voltage power supply unit 3 and the second low-voltage power supply unit 4 are each configured by, for example, a switching power supply, and generate a low voltage from the voltage obtained by the rectifier circuit 2, respectively, and provide a diode D3 and a smoothing capacitor C3. And a diode D4 and a smoothing capacitor C4. The first low-voltage power supply unit 3 supplies the electric charge stored in the smoothing capacitor C3 to each of the power supply units 10U to 10W, and the second low-voltage power supply unit 4 supplies the electric charge stored in the smoothing capacitor C4 to each of the second driving units. The second drive units 12U to 12W supply the charges to the units 12U to 12W, and use the charges accumulated in the smoothing capacitor C4 as drive voltages for the switching elements 14U to 14W.
[0023]
The power supply units 10U to 10W are respectively connected to the power input terminals of the first drive units 11U to 11W and the respective connection points PU to PW of the switching elements 13U to 13W and the switching elements 14U to 14W. CW, and a connection point between the diode D3 of the first low-voltage power supply unit 3 and the smoothing capacitor C3 and a power supply input terminal of each of the first drive units 11U to 11W is respectively connected to the first drive unit. It has diodes DU to DW whose forward directions are 11U to 11W. Then, each of the first driving units 11U to 11W uses the charge accumulated in the capacitors CU to CW of each of the power supply units 10U to 10W as a driving voltage for each of the switching elements 13U to 13W.
[0024]
As described above, the control unit 5 drives and controls the first driving unit 11U and the second driving unit 12U to turn on and off the switching elements 13U and 14U alternately as shown in FIG. A U-phase AC output is output from the point PU, and the first drive unit 11V and the second drive unit 12V are drive-controlled to alternately turn on and off the switching elements 13V and 14V. An AC output is output, and the first drive unit 11W and the second drive unit 12W are drive-controlled to alternately turn on and off the switching elements 13W and 14W, thereby outputting a W-phase AC output from the connection point PW.
[0025]
The control unit 5 controls the inverter output of each phase by the drive control of the first drive units 11U to 11W and the second drive units 12U to 12W, so that the motor M, such as a three-phase induction motor, The rotation speed and the like are controlled. Since the inverter output from each of the connection points PU to PW is a three-phase AC output, the phase interval between the U, V, and W phases is controlled to 120 °.
[0026]
Here, a description will be given of stabilizing the voltage supply to the first driving units 11U to 11W by using the power supply units 10U to 10W. The operation of the other power supply units 10V and 10W is the same as that of the power supply unit 10U, and the operation of the power supply unit 10U will be described here.
[0027]
First, when the switching element 13U is off and the switching element 14U is on, the potential of the connection point PU becomes equal to the potential of the -terminal P (-), in this case, the ground voltage, and the first low-voltage power supply unit 3, charge flows into the capacitor CU via the diode DU from the connection point between the diode D3 and the smoothing capacitor C3, and the capacitor CU is charged and stored.
[0028]
Next, when the switching element 13U is on and the switching element 14U is off, the potential of the connection point PU becomes the potential of the + terminal P (+), that is, the same potential as the high voltage side of the rectifier circuit 2, and Although the potential is higher than the connection point between the diode D3 and the smoothing capacitor C3 in the low-voltage power supply unit 3, the current flowing from the capacitor CU to the connection point between the diode D3 and the smoothing capacitor C3 depends on the direction of the diode DU. The moving direction is blocked, and the charge stored in the capacitor CU is maintained. Therefore, when the switching element 13U is turned on, the first driving unit 11U can use the electric charge accumulated in the capacitor CU, and the first driving unit 11U using this electric charge applies a voltage to the gate of the switching element 13U. , The on state is maintained.
[0029]
Therefore, regardless of whether the potential of the connection point PU is high or low, the charge accumulated in the capacitor CU can always be used, and stable power can be supplied to the first drive unit 11U. As a result, the switching element 13U can be stably turned on and off. Since the drain side of the switching element 14U is always grounded, the power supply voltage from the second low-voltage power supply unit 4 can be used as it is as the power supply voltage for the second drive unit 12U.
[0030]
According to the first embodiment, the first low voltage that supplies the power supply voltage used by first driving units 11U to 11W Power supply Unit 3 and a second low-voltage power supply unit 4 for supplying a power supply voltage used by the second drive units 12U to 12W are separately provided, and between the first low-voltage power supply unit 3 and the first drive units 11U to 11W. Since the first driving units 11U to 11W use the electric charges stably stored in the capacitors CU to CW of the power supply units 10U to 10W by providing the power supply units 10U to 10W, the switching operation is stable. And the power supply units 10U to 10W can be realized by a simple circuit configuration including the diodes DU to DW and the capacitors CU to CW, and provide an electric insulation circuit using a magnetic coupling circuit or the like which is large and large. Since it is not necessary to use, the drive circuit of the inverter device can be reduced in weight and size.
[0031]
Further, in the first embodiment, the first low voltage that supplies the power supply voltage used by the first driving units 11U to 11W is used. Power supply Since the unit 3 and the second low-voltage power supply unit 4 that supplies the power supply voltage used by the second driving units 12U to 12W are separately provided, the first low-voltage Power supply Load current flowing through section 3 and second low voltage Power supply Since the load current flowing through the section 4 can be separated from the load current, the capacitances of the smoothing capacitor C3 forming the first low-voltage power supply section 3 and the smoothing capacitor C4 forming the second low-voltage power supply section 4 can be reduced. Accordingly, it is possible to promote reduction in the weight and size of the drive circuit of the inverter device.
[0032]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the power supply to the power supply units 10U to 10W corresponding to the first driving units 11U to 11W is supplied by one first low-voltage power supply unit 3, but in the second embodiment, , And the power supply to each of the power supply units 10U to 10W is individually performed.
[0033]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an inverter device including a drive circuit of the inverter device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, first low-voltage power supply units 3a to 3c correspond to first low-voltage power supply unit 3 in the first embodiment, and first low-voltage power supply units 3a to 3c are respectively connected in parallel to rectifier circuit 2. Then, power is supplied to each of the first driving units 11U to 11W via each of the power supply units 10U to 10W.
[0034]
That is, the first low-voltage power supply unit 3 in the first embodiment is connected to all of the power supply units 10U to 10W, and supplies power to all of the first drive units 11U to 11W via the power supply units 10U to 10W. However, in the second embodiment, a plurality of first low-voltages corresponding to the number of the first driving units 11U to 11W are provided. Power supply Parts 3a to 3c are provided, and each first low voltage Power supply The units 3a to 3c are connected to the power units 10U to 10W, respectively, and supply power to the first driving units 11U to 11W connected to the power units 10U to 10W. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals.
[0035]
Each first low voltage Power supply The units 3a to 3c are connected to the first low voltage Power supply Similarly to the unit 3, the switching unit is configured by, for example, a switching power supply, generates a low voltage from the voltage obtained by the rectifier circuit 2, and includes diodes Da to Dc and smoothing capacitors Ca to Cc. Connection points between the diodes Da to Dc and the smoothing capacitors Ca to Cc are connected to the power supply units 10U to 10W, respectively.
[0036]
Note that the second low voltage Power supply The unit 4 not only supplies power to the second driving units 12U to 12W, but also supplies the second low voltage. Power supply The power is also supplied to a part using the power supply voltage supplied by the unit 4, for example, the control unit 5. Thus, the second low voltage Power supply The unit 4 may supply power to other components such as the control unit 5, and can be similarly applied to the first embodiment.
[0037]
According to the second embodiment, since the load of the first low-voltage power supply unit 3 in the first embodiment is distributed to the three first low-voltage power supply units 3a to 3c, each of the first low-voltage power supply units 3a to 3c. 3c is reduced, and as a result, the capacitance of the smoothing capacitors Ca to Cc in each of the first low-voltage power supply units 3a to 3c can be reduced, and the required withstand voltage performance can be low. In addition, it is possible to promote reduction in weight and size.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output from the rectifier that rectifies the AC power output, and the first switching element is turned off. When the second switching element is on, the capacitor is charged via the diode, and the charge of the charged capacitor is charged when the first switching element is on and the second switching element is off. Since the power is supplied to the first drive means, the first switching element performs stable switching, while the second power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output, and the generated power supply A voltage is supplied to the second driving means, and the second switching element is switched by the second driving means. Thus, a stable charge can be supplied to the first driving means from the capacitor, and the structure for supplying the stable charge is provided with electric insulation. This can be realized by simply adding a simple circuit consisting of a capacitor and a diode, instead of adding a circuit having both a large weight and a large scale such as a magnetic coupling circuit for performing the operation. It has the effect that it can be promoted.
[0039]
Also, a configuration in which a first power supply for supplying power to the first driving means and a second power supply for supplying power to the second driving means is separated. When As a result, the power supply load for the inverter output is dispersed, and the capacity of circuit elements such as capacitors in the first power supply means and the second power supply means can be reduced. The use of the circuit element has the effect of promoting the reduction in size and weight of the entire inverter device.
[0040]
According to the next invention, the first power supply generates a predetermined power supply voltage based on the rectified output from the rectifying means for rectifying the AC power supply output, and the first power supply element of each switching means is turned off and the first power supply is turned off. When the second switching element is on, each capacitor is sequentially charged via each diode, and the charged charge of each capacitor is transferred to the second switching element when the first switching element of each switching means is on. Is supplied to each first drive means when the switch is in an off state, so that each first switching element performs stable switching, while the second power supply performs a predetermined switching based on the rectified output. A power supply voltage is generated, the generated power supply voltage is supplied to each second driving unit, and each second switching element is switched by each second driving unit. For example, a desired three-phase AC output is obtained by alternate switching drive control by the data control means, so that the above-described effects of the invention can be obtained, and inverter outputs output from a plurality of switching means are combined. When a desired AC output is obtained, there is an effect that power required for driving the plurality of first switching elements can be stably supplied by one first power supply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an inverter device including a drive circuit of the inverter device according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an inverter device including a drive circuit of the inverter device according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing an entire configuration of a conventional inverter device including a drive circuit of the inverter device.
FIG. 4 is a block diagram showing a partial configuration of a drive circuit of a conventional inverter device.
FIG. 5 is a timing chart showing an example of an inverter output generated by turning on / off a directly connected switching element.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 AC power supply, 2 rectifier circuit, 3, 3 a to 3 c first low-voltage power supply section, 4 second low-voltage power supply section, 5 control section, 6 U-phase generation section, 7 V-phase generation section, 8 W-phase generation section, 9 motor, 10U to 10W power supply unit, 11U to 11W first drive unit, 12U to 12W second drive unit, 13U to 13W, 14U to 14W switching element, DU to DW, D3, Da to Dc, D4 diode, CU to CW capacitor, C3, Ca to Cc, C4 Smoothing capacitor, PU to PW connection point.

Claims

A first branch diode and a first smoothing capacitor connected in series to the first branch diode are connected in parallel to a rectifier for rectifying an AC power output, and a first power supply voltage is generated based on the rectified output from the rectifier. Power and
A second branch diode and a second smoothing capacitor connected in series to the second branch diode are connected in parallel to the rectifier, and a second power supply that generates a predetermined power supply voltage based on a rectified output from the rectifier;
A first switching element that switches by driving the first driving means and a second switching element that switches by driving the second driving means are connected in series, and the first switching element and the second switching element are connected in series. Switching means in which one or more switching circuits each including a switching element are connected in parallel to the rectifier means,
Inverter control means for performing drive control of the first drive means and the second drive means to generate a desired AC output from a connection point between the first switching element and the second switching element;
A capacitor connecting between the connection point and a power input terminal of the first driving means;
A diode that connects between the power supply input terminal side of the capacitor and the first power supply, and has a conduction direction from the first power supply to the power supply input terminal side;
With
The second power supply supplies power when the second driving means outputs a drive, the first power supply charges the capacitor, and the first driving means drives the first driving means. A drive circuit for an inverter device, wherein electric charge stored in the capacitor is used when outputting.

Connected in parallel with each rectifier means and a plurality of first branch diode and a plurality of first smoothing capacitor thereto are respectively connected in series to rectify the AC power output, each of the predetermined based on the rectified output from the rectifying means A plurality of first power supplies for generating a power supply voltage;
A second branch diode and a second smoothing capacitor connected in series to the second branch diode are connected in parallel to the rectifier, and a second power supply that generates a predetermined power supply voltage based on a rectified output from the rectifier;
A first switching element that switches by driving the first driving means and a second switching element that switches by driving the second driving means are connected in series, and the first switching element and the second switching element are connected in series. A plurality of switching means each connected in parallel to the rectification means a plurality of switching circuits consisting of switching elements,
Inverter control means for performing drive control of the first drive means and the second drive means to generate a desired AC output from each connection point between the first switching element and the second switching element,
A plurality of capacitors connecting between each of the connection points and a power input terminal of each of the first driving means;
A connection is made between the power input terminal side of each of the capacitors and a plurality of first power sources corresponding to each of the capacitors, and a direction from the plurality of first power sources to each of the power input terminals is a conduction direction. And a plurality of diodes,
With
The second power supply supplies power when the plurality of second driving units drive and output, the plurality of first power sources respectively charge the corresponding plurality of capacitors , and the plurality of the first driving units. A drive circuit for an inverter device, wherein the first drive means uses a charge stored in a capacitor connected to the drive device when a drive output is performed.