JPH0435994B2 - - Google Patents

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JPH0435994B2
JPH0435994B2 JP58055596A JP5559683A JPH0435994B2 JP H0435994 B2 JPH0435994 B2 JP H0435994B2 JP 58055596 A JP58055596 A JP 58055596A JP 5559683 A JP5559683 A JP 5559683A JP H0435994 B2 JPH0435994 B2 JP H0435994B2
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JP
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diode
snubber
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capacitor
snubber capacitor
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Takeaki Asaeda
Tooru Nakamura
Takashi Yuya
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自己消孤型スイツチング素子をア
ーム素子として用いるインバータ装置に関する。
第１図に、自己消孤型スイツチング素子をブリ
ツジ接続して構成される従来のインバータ主回路
のハーフブリツジを示す。同図において、Ｐ、Ｎ
は直流母線のそれぞれ正極、負極、１Ｕ，１Ｘは
アーム素子であるゲートターンオフサイリスタ
（以下、GTOと略記する。）であつて交互にオ
ン・オフするようにオン信号を受ける。２Ｕ，２
Ｘはリアクトルであつて直列接続された上GTO
１Ｕ、GTO１Ｘに挿入されている。３Ｕ，３Ｘ
はダイオードであつてダイオード３ＵはGTO１
Ｕ、リアクトル２Ｕ，２Ｘの直列路に対して並列
に、ダイオード３ＸはGTO１Ｘ、リアクトル２
Ｕ，２Ｘの直列路に対して並列に接続されてい
る。４Ｕ，４ＸはいそれぞれGTO１Ｕ、GTO１
Ｘのスナバであつて、スナバ４Ｕはスナバコンデ
ンサ４１ｕ、ダイオード４２ｕ、抵抗４３ｕから
なりGTO１Ｕに対して並列接続され、スナバ４
Ｘはスナバコンデンサ４１Ｘ、ダイオード４２
Ｘ、抵抗４３ＸからなりGTO１Ｘに並列接続さ
れている。Ｕは交流出力端子であつてリアクトル
２Ｕ，２Ｘの接続点から引き出されている。
次に、このインバータ主回路の動作を第２図を
参照して説明する。
第２図において、TuはGTO１Ｕのオン期間、
TxはGTO１Ｘのオン期間、Iwは負荷（この例で
は、遅送負荷）に流出する負荷電流、Iu、Ixはそ
れぞれGTO１Ｕ、GTO１Ｘに流れる電流、Iud、
Ixdはそれぞれダイオード３Ｕ，３Ｘに流れる電
流、Vuc、Vxcはそれぞれスナバコンデンサ４１
ｕ，４１ｘの電圧である。
今、時刻t1の直前においてGTO１Ｕがオンし
ており、リアクトル４Ｕ、交流出力端子Ｕを通し
て図示しない負荷に負荷電流Iwが供給されてい
るものとする。時刻t1において、GTO１Ｕがタ
ーンオフするとGTO１Ｕの電流Iuはスナバ４Ｕ
に流れ、スナバコンデンサ４１ｕが充電されると
ダイオード３Ｘがオンし、これを通して負荷電流
Iwがながれる。GTO１Ｘには時刻t1の直後にオ
ンゲート信号が与えられ、スナバコンデンサ４１
ｘに蓄えられていた電荷が抵抗４３Ｘを通して放
電し、該放電が終了した後、時刻t2になつて負荷
電流Iwの極性が反転するとダイオード３Ｘが負
荷電流Iwを阻止するようになり、GTO１Ｘを通
して負荷電流Iwが流れ始める。かくして、交流
出力端子Ｕから交流電力を取り出される。
このように、従来のものでは、スナバコンデン
サの電荷を抵抗を通して放電させる為、放電電流
の立上りが急峻で、di／dtはほぼ電源電圧／抵抗
をターンオン時間（数マイクロ秒）で除した値と
なり、GTOのdi／dt債務が高くなると云う欠点
がある上、充電エネルギーが抵抗で消費されるの
で変換効率が良くないと云う欠点があつた。
この発明は、上記した従来の欠点を除去する為
になされたもので、コンデンサとダイオードから
なるスナバを正負アーム素子に並列接続すると共
に両スナバのダイオードのコンデンサ側をダイオ
ード回路を介して接続し正負アーム素子間のリア
クトルを通るコンデンサの放電回路を形成せしめ
た上、該ダイオード回路を流れる放電電流を変流
器を介し取り出して直流電源側に変換する構成と
することにより、従来に比し、GTOのdi／dt債
務を軽減し、変換効率を大巾に高めることがで
き、しかも、これらを安価にかつ装置を大形化す
ることなく実現することができるインバータを提
供することを目的とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
第３図において、６Ｕはスナバであつてスナバ
コンデンサ６１ｕとこれに直列接続されたダイオ
ード６２ｕからなり、GTO１Ｕに対して並列に
接続されている。６Ｘはスナバであつて、スナバ
コンデンサ６１ｘとこれに直列接続されたダイオ
ード６２Ｘからなり、GTO１Ｘに対して並列に
接続されている。スナバ６Ｕのダイオード６２ｕ
のアノード側とスナバ６Ｘのダイオード６２ｘの
カソード側とはダイオード回路７を介して接続さ
れている。このダイオード回路７はそのカソード
側をダイオード６２ｕのアノード側に向けて挿入
されている。８は変流器であつて、ダイオード回
路７に挿入され、ダイオード９を介して正極Ｐ、
負極Ｎ間に挿入されることにより電源帰還回路を
構成している。なお、第３図において、変流器８
の右上に付したビツト（●）は変流器８の２次巻
線の極性を示し、左下に付したドツト（●）は変
流器８の１次巻線の極性を示している。他の構成
は第１図のものと同じであるので同一符号を付し
てある。
次に、この主回路の動作を第４図を参照して説
明する。第４図において、Idはダイオード回路
７、電源帰還回路を流れる電流を示している。
時刻t1において、今までオンしていたGTO１
Ｕがターンオフされると、GTO１Ｕを流れてい
た電流がスナバ６に移り、スナバコンデンサ６１
ｕが充電される。この時、スナバ６Ｘのスナバコ
ンデンサ６１ｘの電荷はダイオード回路７−変流
器８−ダイオード６２ｕ−リアクトル２Ｕ−交流
出力端子Ｕを通つて図示しない負荷へ放電され
る。
時刻t1の直後に、GTO１Ｘがターンオンされ
ると、スナバコンデンサ６１ｘの電荷はダイオー
ド回路７−変流器８−ダイオード６２ｕ−リアク
トル２Ｕ−リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを通つて
放電される。負荷電流Iwはスナバコンデンサ６
１ｕの放電が完了するとダイオード３Ｘ−リアク
トル２Ｕ−出力端子Ｕを通つて流れ、GTO１Ｘ
には流れず、時刻t2になつて極性が反転すると、
リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを通つて流れる。即
ち、GTO１Ｕ、GTO１Ｘの一方がターンオンす
ると、直列のリアクトル２Ｕ，２Ｘを含む放電路
が閉成され、該放電路を通してスナバコンデンサ
の放電電流が流れるので、放電電流の立上りは急
峻ではなく、放電開始時のdi／dtはほぼ電源電
圧／リアクトルのインダクタンスとなるので、
GTOのdi／dt債務は軽減される。又、相手GTO
がターンオフするとスナバコンデンサの電荷がダ
イオード回路７、相手GTOのスナバのダイオー
ド、リアクトルの一方を通つて負荷にながれるの
で、GTO１ＵとGTO１Ｘのターンオン期間が間
隔をへだて両者が同時にオフしている期間がある
ような場合には電力変換効率が高くなり、更に、
スナバコンデンサの放電時には放電電流が変流器
８の２次側からダイオード９を通して直流電源側
に流れ充電されていたエネルギーが直流電源に返
還させることになるので、より一層電力変換効率
が高められる。
第５図は、この発明の他の実施例を示したもの
で、ダイオード３Ｕ，３ＸがそれぞれGTO１Ｕ、
GTO１Ｘに対して逆並列接続されている点にお
いて第３図の実施例と相違する。第６図に示すよ
うに、この実施例においても、例えば、GTO１
Ｕがターンオフすると、スナバコンデンサ６１ｕ
は充電され、スナバコンデンサ６１ｘの電荷はダ
イオード回路７、ダイオード６２ｕ、リアクトル
２Ｕを通つて図示しない負荷に流れる。この充
電・放電が終了するとダイオード３Ｘ、ダイオー
ド６２ｘ、ダイオード回路７、ダイオード６２
ｕ、リアクトル２Ｕを通つて負荷電流がながれ
る。その後負荷電流の一部がダイオード３Ｘ、リ
アクトル２Ｘを通つてながれる。又、GTO１Ｘ
がターンオンするとスナバコンデンサ６１ｘの電
荷はリアクトル２Ｕ，２Ｘを通して放電する。
前記２つの実施例には図示していないが、変流
器８を流れる電流が零になつた後の磁束変化に基
づく過電圧を抑制する為、コンデンサ、抵抗、定
電圧ダイオード等の過電圧抑制用素子を変流器８
の１次側もしくは２次側に挿入することが望まし
い。
又、変流器８を介して取り出されるスナバコン
デンサの充電エネルギーは他の直流電源に返還す
るようにしても良い。
なお、上記各実施例はハーフブリツジで説明し
たが、これを多数並列接続した多相インバータを
構成しても同じ効果が得られることは明らかであ
る。
又、自己消弧型スイツチング素子としては、ト
ランジスタ等自己消弧能力を持つスイツチング素
子であればよい。
以上の如く、この発明によれば、正負アーム素
子のスナバの抵抗を除去して両スナバのダイオー
ドのコンデンサ側をダイオード回路を介して接続
することにより、コンデンサの電荷を正負アーム
素子間のリアクトルを通して放電させる構成とし
たので、従来に比し、GTOのdi／dt債務を軽減
することができ、更にスナバに抵抗が無いだけで
なく上記ダイオード回路を流れる電流を変流器を
介して直流電源側に変換するもようにしたので従
来に比して大巾に電力変換効率を高めることがで
き、しかも、これらの効果を安価にかつ装置を大
形化することなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のインバータのハーフブリツジの
回路図、第２図は上記インバータの各部の動作波
形図、第３図はこの発明によるインバータの実施
例の回路図、第４図は上記実施例の各部の動作波
形図、第５図はこの発明の他の実施例の回路図、
第６図は第５図の実施例の各部の波形図である。 図において、１Ｕ，１Ｘ……自己消弧型スイツ
チング素子、２Ｕ，２Ｘ……リアクトル、６Ｕ，
６Ｘ……スナバ、７……ダイオード回路、８……
変流器、９……ダイオード、６１ｕ，６１ｘ……
スナバコンデンサ、６２ｕ，６２ｘ……ダイオー
ドなお、図中、同一符号は同一または相当部分を
しめす。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 自己消孤型スイツチング素子をアーム素子と
    し、正負各アームにリアクトルを有するインバー
    タにおいて、スナバコンデンサとこれに直列接続
    されたスナバダイオードからなるスナバを上記正
    負アーム素子のそれぞれに並列接続し、両スナバ
    ダイオードの上記スナバコンデンサ側を両スナバ
    ダイオードに対し順方向の第１のダイオードを備
    える第１の回路を介して接続するとももに、直流
    側正負極間を第２のダイオードを有する第２の回
    路で接続し、上記第１の回路に変流器の１次側を
    上記第１のダイオードと直列に挿入し、上記第２
    の回路に上記変流器の２次側を上記第２のダイオ
    ードと直列に挿入したことを特徴とするインバー
    タ。
JP58055596A 1983-03-29 1983-03-29 インバ−タ Granted JPS59178975A (ja)

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US06/650,370 US4639850A (en) 1983-03-29 1984-03-28 Power converter device
DE19843490150 DE3490150T1 (de) 1983-03-29 1984-03-28 Energiewandlereinrichtung
PCT/JP1984/000144 WO1984004004A1 (en) 1983-03-29 1984-03-28 Electric power conversion apparatus
DE3490150A DE3490150C2 (ja) 1983-03-29 1984-03-28
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DE (2) DE3490150T1 (ja)
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