JPH01148076A - インバータ - Google Patents

インバータ

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JPH01148076A
JPH01148076A JP63274646A JP27464688A JPH01148076A JP H01148076 A JPH01148076 A JP H01148076A JP 63274646 A JP63274646 A JP 63274646A JP 27464688 A JP27464688 A JP 27464688A JP H01148076 A JPH01148076 A JP H01148076A
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JP
Japan
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voltage
power
power switches
switches
switch
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JP63274646A
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English (en)
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Ulrich Dipl Ing Steiner
ウルリツヒ・シユタイナー
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Dynamit Nobel AG
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Dynamit Nobel AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アースと接続された直流電圧源および4つの
可制御電力スイッチおよび制御装置および交流電圧出力
側を有するインバータに関する。
従来技術 インバータは公知であり、例えば同期モータの制御のた
めに必要とされる、何故ならばインバータにより、ゼロ
から公称回転数を上回わる回転数までの連続的な回転数
制御が、部品の大きな消もうを伴なうことなく可能とな
り、さらにモータは低い回転数の場合に近似的に一定の
回転モーメントを有するようになるからである。
この種のインバータはブリッジとして構成することがで
きる。即ち=4つの可制御の電力スイッチがブリッジエ
レメントである;ブリッジの2つの点に直流電圧が加え
られ、この場合、通常は一方の点がアース(接地)され
、そのため他方の点が給電電圧の高い方の電位におかれ
る;ブリッジの他方の両対角点から交流電圧が取り出さ
れる。制御装置の制御信号は極性の切り換えを次のよう
に行なう、即ち入力側の直流電圧源の両極から交流出力
側へ至る電流路が常に交差するようにし、これにより出
力電圧が常にその極性を交番させるようにする。電圧基
準ゼロ点(アース)への接続または遮断を行なうための
ブリッジの両室力スイッチの制御に関しては、何の問題
もない。ブリッジの他方の両室力スイッチは、切り換え
状態に応じて常に電圧基準点に対して変化する電位の方
向へ動作する。
この種の電位フローティングは、例えば電力スイッチと
して使用されるトランジスタを例えば100vよりも高
い直流電圧において制御する場合に、困難を生ぜさせる
高電位側に設けられる電力スイッチに対するこの制御の
問題は、フォトカプラーの使用により、またはサイリス
タの場合は誘導変成器の使用により対処される。この解
決手段の場合は回路のコストのほかにさらに電力損失も
障害となり、さらに特にフォトカプラーの使用の場合は
切り換え周波数の上限に限度がある。
発明の解決すべき問題点 本発明の課題は、インバータにおいて高電位側に設けら
れたスイッチの制御の際の電力損失を低減し、かつ切り
換え周波数を高めることである。
問題点を解決するための手段 この課題は本発明により、低電位側に設けられている両
方の電力スイッチを制御装置により制御するようにし、
さらに該低電位側の電力スイッチと交流電圧出力側との
間にそれぞれツェナダイオードを、陰極側が前記電力ス
イッチに接続されるように設け、さらに高電位側に相応
に設けられる電力スイッチの制御電圧を、前記ツェナダ
イオードの陰極側から取り出すようにし、さらに該ツェ
ナダイオードの陰極側を抵抗を介して直流電圧源の正極
と接続したのである。
著しく有利な電力スイッチは、NチャンネルMOSトラ
ンジスタ、NPNバイポーラトランジスタまたはサイリ
スタである。
低電位側に設けられた電力スイッチの開閉は、制御装置
からの制御パルスにより公知のように問題のない方法で
行なわれる。本発明により電流路に挿入接続されたツェ
ナダイオードは順方向において小さい導通電圧を有しこ
の導通電圧が、高電位側に設けられた所属のスイッチに
おいて負の制御電圧として帰還されてこのスイッチを開
く。挿入接続されたツェナーダイオードが逆方向に作動
されると、とのツェナダイオードは所属の電力スイッチ
に正の制御電圧を形成しこの電圧がこの所属のスイッチ
を閉じる。この回路装置は次のように設計される、即ち
低電位側のスイッチの制御の際に、隣りのブリッジ分岐
における高電位側のスイッチが、逆方向に作動されるツ
ェナダイオードによりその都度に閉じられるように設計
される。このようにして低電位側スイッチの制御だけに
より行なわれるインバータの作動形式を構成できるよう
になる。
そのため高電位側に設けられたスイッチの直接の制御は
、この回路装置により必要とされなくなる。スイッチと
してNチャンネルMOSトランジスタを用いることによ
り、スイッチング周波数を100 KHzより高くする
ことができる。
電力スイッチとして、例えば高い電圧に対しても公知の
種々のエレメントが用いられる。この場合この制御電圧
の印加形式およびその値は電力スイッチに適合させる必
要がある。しかし電力スイッチは、ツェナダイオードの
両端に降下する電圧により開閉される。NチャンネルM
OSトランジスタは著しく高い電圧に適しており損失の
少ない制御を可能とする。NPNバイポーラトランジス
タは製造コストを低減させる;サイリスタにより著しく
コストの低い回路が実施される。
本発明のインバータの特別に有利な使用領域は、高い電
圧および著しく高い上側遮断周波数(100KHzを上
回わる)にもとづき、電子点火装置に対する電流源とし
ての使用にある。
実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
4つのブリッジ点1,2,3.4の間にスイッチ5,6
,7.8が設けられている。ブリッジ点1および3にエ
ネルギが供給される(点9と10との間の直流電源);
他方の両対角点11.12から交流電流/交流電圧を取
り出すことができる。点10はこの場合、電圧基準点(
アース)として選定される。
本発明により電位の低い方の分岐(スイッチ6および7
)にそれぞれツェナーダイオード13.14が設けられ
ており、この場合その陰極側が電力スイッチ6,7に接
続されている。
制御装置15は、その都度に一方のスイッチだけが開か
れるように、制御を行なう。同時にスイッチ6と8が開
きかつスイッチ5と7が閉じるか、または所定の期間の
後に全部の4つのスイッチが同時に切り換えられる時に
、即ちスイッチ5と7が開きスイッチ6と8が閉じる時
に、このインバータの端子11.12から交番する極性
で、9,10間の電圧に近似的に等しい電圧を取り出す
ことができる。本発明によりスイッチ6と8だけが制御
装置により制御される;スイッチ5と8は、ツェナダイ
オード13および14を介してスイッチ6と7に次のよ
うに相互に関連づけられている、即ち制御装置からのパ
ルスが低電位側のスイッチへ達すると、全部のスイッチ
が強制的に共に切り換られるように、関連づけられてい
る。
スイッチ8に加わる制御電圧はツェナダイオード14に
おける電圧と同一である。ダイオードが逆方向にまたは
順方向に作動されるに応じ決 て、ダイオードは切り換え状態を一義的ヒ彼する。順、
方向に作動されるツェナダイオード140両端の電圧が
スイッチ8を開くようにし、逆方向に作動されるツェナ
ダイオード13における電圧降下はスイッチ5を閉じる
のに十分な値を有する。他方、制御装量15はパルス1
6を送出し、このパルスがスイッチ6を閉じるようにし
かつスイッチ7をパルス17により開(と、ツェナダイ
オード130両端の電圧降下がスイッチ5を開き、反対
にスイッチ8は閉じられる。
何故ならば逆方向で作動されるツェナダイオード140
両端の電圧降下は正の制御電圧として作用するからであ
る。抵抗18.19は、ツェナダイオードを逆方向に作
動するために、必要とされる。
制御装置15による制御に応じて端子11と12の間に
、相応にクロック制御される交流電圧が取り出される。
第2図、第6図、第4図に種々の構成の電力スイッチを
有するインバータが示されている。
この場合も基本図だけが示されている、何故ならばこの
回路設計は、制御装置と同様に、当業者には公知だから
である。
第2図において4つのスイッチ5,6,7゜8はNチャ
ンネルMO−8)ランジスタ20゜21.22.23で
ある。24はデート端子、25はドレイン端子、26は
ソース端子である。
抵抗18,19はツェナダイオードの逆方向の作動に用
いられる。ツェナダイオード13が順方向に作動される
と、デート24とソース26との間の負の電圧が上側の
スイッチ20を遮断する。コンデンサ29.30は切り
換え過程の間中に寄生r−)容量を迅速に充電するため
に用いられる。抵抗27.28は高い周波数の場合に生
じ得る固有振動を減衰させる。ツエナダイオード13.
14の陽極31.32は基本的に負荷側に接続され、陰
極33.34は低電位側の電力スイッチ2L22へ接続
される。整流器がバイポーラ電流発生器として作動され
る場合は、低い電位に置かれるNチャネルMOSトラン
ジスタはソース26とグランド10の間で抵抗と接続す
る必要がある。
第6図に4つのNPNバイポーラトランジスタを有する
整流器が示されている。39はエミッタ、40はベース
、41はコレクタを示す。
第4図はもう一つのスイッチ組み合わせ体を示す;高電
位側の両スイッチ5および6は、この場合、サイリスタ
42.43であり、これに対して低電位側のスイッチ6
.7は2つのバイポーラトランジスタ44.45である
本発明のインバータは電子点火装置を制御する電流発生
器として好適である。
発明の効果 本発明により、インバータにおいて、高電位側に設けら
れたスイッチの制御の際の電力損失が低減され、かつ切
り換え周波数が上昇された構成が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図はブリッジ構成のインバータのブロック図、第2
図は4つのNチャネルMOSトランジスタを有するイン
バータの回路略図、第6図は4つのNPNバイポーラト
ランジスタを有するインバータの回路略図、第4図は2
つのサイリスタおよび2つのNPNバイポーラトランジ
スタを有するインバータの回路略図を示す。 5.6,7.8・・可制御の電力スイッチ、11.12
・・交流電圧出力側、13.14・・ツェナダイオード
、15・・制御回路、18.19・・抵抗、20,21
,22,23・・NチャネルMOSトランジスタ、35
,36,37,38・・NPNバイポーラトランジスタ 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アースと接続された直流電圧源(9、10)および
    4つの可制御電力スイッチ(5、6、7、8)および制
    御装置(15)および交流電圧出力側(11、12)を
    有するインバータにおいて、低電位側に設けられている
    両方の電力スイッチ(6、7)だけを制御装置 (15)により制御するようにし、さらに該低電位側の
    電力スイッチ(6、7)と交流電圧出力側(11、12
    )との間にそれぞれツエナダイオード(13、14)を
    、陰極側が前記電力スイッチ(6、7)に接続されるよ
    うに設け、さらに高電位側に相応に設けられる電力スイ
    ッチ(5、8)の制御電圧を、前記ツエナダイオード(
    13、14)の陰極側(33、34)から取り出すよう
    にし、さらに該ツエナダイオード(13、14)の陰極
    側を抵抗(18、19)を介して直流電圧源(9、10
    )の正極と接続したことを特徴とするインバータ。 2、少くとも2つのスイッチング素子をNチャンネルM
    OSトランジスタ(20、21、 22、23)として構成した請求項1記載のインバータ
    。 3、少くとも2つのスイッチング素子をNPNバイポー
    ラトランジスタ(35、36、37、38)として構成
    した請求項1記載のインバータ。 4、少くとも2つのスイッチング素子をサイリスタ(4
    2、43)として構成した請求項1記載のインバータ。
JP63274646A 1987-11-04 1988-11-01 インバータ Pending JPH01148076A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3737378.1 1987-11-04
DE19873737378 DE3737378A1 (de) 1987-11-04 1987-11-04 Wechselrichter fuer hohe spannungen und hohe frequenzen

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JP (1) JPH01148076A (ja)
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FI (1) FI885069A (ja)
NO (1) NO884894L (ja)
ZA (1) ZA888248B (ja)

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EP2620254A1 (en) 2012-01-30 2013-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Machine tool
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FI885069A (fi) 1989-05-05
NO884894D0 (no) 1988-11-03
EP0314982A3 (de) 1989-12-27
NO884894L (no) 1989-05-05
ZA888248B (en) 1989-08-30
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DE3737378A1 (de) 1989-06-01

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