JPH03215163A - 電力変換装置の駆動回路 - Google Patents

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〕 この発明は、下側アームの半導体スイソチ素子の駆動電
源を共通にしている電力変換装置の駆動回路に関する。

こ従來の技術〕 第３図は下側アームの半導体スインチ素子用駆動電源を
共通化した電力変換装置の従来例を示した回路図である
． この第・３図は４個の半導体スイッチ素子としての主ト
ランジスタ４，５，６．７を単相ブリッジ接続し、直流
電ａ２と平滑コンデンサ３とからの直流電力を交流電力
に変換して負荷８に供給するトランジスタインバータを
示している．なおこれら４個の主トランジスタ４，５，
６．７にはそれぞれフリーホイールダイオードが別個に
逆並列接続されている． インバータを構成しているこれらの主トランジスタのベ
ースには、ベース駆動回路ｌＯから駆動信号が送られて
くる．この駆動信号に従って４個の主トランジスタ４．
５，６．７は順次オン・オフ動作することで、直流電力
を交流電力に変換するのであるが、このインハータの上
側アームを構成している主トランジスタ４と５の駆動回
路は、本発明とは無関係なので、その図示ならびに説明
は省略する． 下側アームを構成している主トランジスタ６と７につい
ては、両者に共通の駆動電ａ１１を用意し、駆動トラン
ジスタｌ２を動作させることでこの駆動電ｆｉｌｌから
主トランジスタ６のベースへの電流を断続する．また駆
動トランジスタｌ３の動作により主トランジスタ７のベ
ース電流を断続する．それ故駆動ｉｌ源１１は共通であ
っても、主トランジスタ６と７とは別個にオン・オフ動
作をさせることができる．なおｌ４はベース駆動回路に
存在する配線インダクタンスである． ベース駆動回路１０を小形化・低価格するのに、この第
３図に示すように、下側アームの駆動電源１１を共通化
するこ，とは大きな効果がある．〔発明が解決しようと
する課題〕 第４図は第３図に示す従来例回路に電流径路を記載した
回路図である。

いま主トランジスタ４と、主トランジスタ５に逆並列接
続したフリーホイールダイオードとが導通して、これら
と負荷８との間で１０なる電流が環流している状態で主
トランジスタ７をオンにすると、この主トランジスタ７
には立上りが極めて急峻な大ｉｔ流（すなわちフリーホ
イールダイオードの逆回復電流と環流電流Ｉ．との和の
電流）が流れようとする． この電流の大部分は配線インダクタンスが殆どない主回
路を経て平滑コンデンサ３に流れるのであるが、一部の
電流ｌ１はこの主トランジスタ７のエミッタを経てベー
ス駆動回路１０に流入し、配線インダクタンスｌ４を経
て破線に示す径路を、平滑コンデンサ３に向って流れる
ことになる．この分流電流■，により、ベース駆動回路
１０の配線インダ．クタンスｌ４には、図示のように駆
動電ｆｉｌｌとは逆方向の電圧を誘起するので、この主
トランジスタ７のベース・エミッタ間電圧を低下させた
り、振動発生などの不都合を起こさせる．このような不
具合現象は、電圧駆動形の高速スイッチング素子たとえ
ば電界効果トランジスタなどを使用したときに、ターン
オン時のゲート駆動電圧が低下してターンオン時間が長
くなり、夕一ンオン損失が増加するというかたちで顕著
にあらわれてくる． そこでこの発明の目的は、電力変換装置の下側アーム用
半導体スインチ素子の駆動電源を共通化している場合に
、主回路電流がこの駆動回路に分流するのを防ぐことに
ある． （課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、この発明の駆動回路は、
半導体スイッチ素子とダイオードとを逆並列接続したも
のをプリンジ接続して構成した電力変換装！における下
側アームの半導体スイッチ素子の駆動Ｎｆｌを各下側ア
ームに共通に備えている電力変換装置において、前記駆
動電源から下側アームの半導体スイノチ素子へ駆動信号
を送出する線と、この駆動信号の帰線とを共通にして貫
通させている鉄心を、前記下側アームの半導体スイノチ
素子のそれぞれに別個に備えるものとする．〔作用： この発明は、駆動電源から下側アームの半導体スイ，千
素子へ与える駆動信号を送出する線に生巳る磁東と、こ
の駆動信号の帰線に生しる磁束とが〜い；こ打消し合う
ようにして、半導体スインチ素子を駆動する電流は支障
なく流すけれども、主回路電流はこの駆動回路に分流す
るのを防止しようとするものであって、具体的には、駆
動信号の送出線と帰線とを一括にして環状鉄心の中央穴
を貫通させる構成のものを、各半導体スイノチ素子ごと
に別個に設けるものである． 〔実施例〕 第１図は本発明の実施例をあらわした回路図である． この第１図は第３図の従来例回路と同様にトランジスタ
インバータの場合であって、直ｆＬｉｔ源２、平滑コン
デンサ３、半導体スイッチ素子としての４個の主トラン
ジスタ４，５．６．７，負荷８、ベース駆動回路ｌＯ、
駆動電源１１、駆動トランジスタ１２と１３、ならびに
配線インダクタンスｌ４は、第３図の従来例回路で既述
したものと、その名称・用途・機能は同しであるから、
これらの説明は省略する． 本発明おいては、駆動トランジスタ１２と主トランジス
タ６との間に鉄心２ｌを、また駆動トランンスタｌ３と
主トランジスタ７との間に鉄心２２を設け、それぞれの
主トランジスタのヘースに与える駆動電流と、その帰り
の電流とが、それぞれの鉄心の貫通穴を通遇するように
している． その結果、主トランジスタ７のベース駆動電流（すなわ
ち破線で示す径路■の電流）は鉄心２２の貫通穴を往復
する．このとき往路のｉｔ流で鉄心２２に生しる磁束と
、復路の電流で鉄心２２に生じる磁束とは、互いに打消
し合うので、このベース駆動電流は支障なく鉄心２２を
通遇して流れることができる． しかしながら、前述した現象により主トランジスタ７か
ら配線インダクタンス１４を経て、主回路から分流して
いる電流（すなわち破線で示す径路■の′ｒ！１′ｆｔ
）は、鉄心２２と鉄心２１とを通過する際に発生する磁
束が打消されないため、この破線で示す径路■には殆ど
電流は流れることができなくなる． 第２図は第１図の実施例回路に使用している鉄心の構造
を示した構造図である． この第２図に示すように、駆動ｉｆ　Ｂ　ｌ　ｌから主
トランジスタのベースへの接続線３１と、この主トラン
ジスタから駆動電源１１へのエミノタ接続線３２とを撚
り会わせて鉄心２ｌの貫通穴を貫通させる。

この鉄心２１を角形飽和特性の良好な材料で構成すれば
、前述した分流電流はほぼ完全に阻止することができる
． 〔発明の効果〕 この発明によれば、電力変換装置を構成している半導体
スイッチ素子に与える駆動電流の往路の線と復路の線と
を一括して、貫通穴を有する鉄心を貫通させることによ
り、この電力変換装置の下側アームを構成している半導
体スイノチ素子の駆動電源を共通化した場合に、一この
駆動回路に分流する電流を阻止できるので、駆動電源共
通化による駆動回路の小形化と低価格化とを推進できる
効果が得られるし、高速動作の半導体スイ，千素子を支
ｍ＝＜動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあらわした回路図、第２回は
第１図の実施例回路に使用している鉄心の構造を示した
構造図、第３図は下側アームの半導体スイノチ素子用駆
動ｉｔｓを共通化した電力変換装置の従来例を示した回
路図、第４図は第３図に示す従来例回路に電流径路を記
載した回路図である． ２・・・直流電源、３・・・平滑コンデンサ、４，５，
６，７・・・半導体スイッチ素子としての主トランジス
タ、８・・・負荷、１０・・・ベース駆動回路、１１・
・・駆動電源、１２．　１３・・・駆動トランジスタ、
１４・・・配線インダクタンス、２１，２２・・・鉄心
、３１・・・主トランジスタのベース接続線、３２・・
・主トランジスタのエミノタ接続線。 ヘ・−ス．１区動回呂番 毫 ２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）半導体スイッチ素子とダイオードとを逆並列接続し
   たものをブリッジ接続して構成した電力変換装置におけ
   る下側アームの半導体スイッチ素子の駆動電源を各下側
   アームに共通に備えている電力変換装置において、前記
   駆動電源から下側アームの半導体スイッチ素子へ駆動信
   号を送出する線と、この駆動信号の帰線とを共通にして
   貫通させている鉄心を、前記下側アームの半導体スイッ
   チ素子のそれぞれに別個に備えていることを特徴とする
   電力変換装置の駆動回路。