JPH05316718A - スイッチング回路 - Google Patents

スイッチング回路

Info

Publication number
JPH05316718A
JPH05316718A JP11942392A JP11942392A JPH05316718A JP H05316718 A JPH05316718 A JP H05316718A JP 11942392 A JP11942392 A JP 11942392A JP 11942392 A JP11942392 A JP 11942392A JP H05316718 A JPH05316718 A JP H05316718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diode
self
anode
extinguishing element
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11942392A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukinori Tsuruta
幸憲 弦田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11942392A priority Critical patent/JPH05316718A/ja
Publication of JPH05316718A publication Critical patent/JPH05316718A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、自己消弧形素子を用いて構
成され、良好な遮断特性を確保した上でスナバエネルギ
による熱損失が無いスイッチング回路を提供することに
ある。 【構成】 陰極が共通接続される第1の自己消弧形素子
1と第1のダイオ―ド1Dと、陽極が共通接続され陰極
が前記第1のダイオ―ド1Dの陽極に接続される第2の
自己消弧形素子2と、陰極が前記第1の自己消弧形素子
1の陽極に接続される第2のダイオ―ド2Dと、前記第
1の自己消弧形素子1と第1のダイオ―ド1Dの陽極間
に接続される第1のコンデンサ3Aと、前記第2のダイ
オ―ド2Dと第2の自己消弧形素子2の陰極間に接続さ
れる第2のコンデンサ3Bから成るスイッチング回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自己消弧形素子を用い
たスイッチング回路に係り、特に良好な遮断特性を確保
した上でスナバエネルギによる熱損失が無いスイッチン
グ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、装置の高効率化や小形化を目的
に、各種実用化研究がおこなわれているが、この中にあ
って、自己消弧形素子(以下、単にGTOと記す)の低
損失化や大容量化に伴ない、各種損失低減の観点からス
ナバエネルギによる損失の低減が検討されている。これ
は、GTOが大容量化するに従い、タ―ンオフ時の遮断
容量を確保するために大容量のスナバコンデンサが必要
となり、従来のスナバ回路では、スナバ損失が増加して
しまうという理由に基ずいている。
【0003】例えば、1400A級GTOではスナバコ
ンデンサCs =2μF、1500A級GTOではCs =
3μF、2000A級GTOではCs =6μFが標準的
に使用されている。従って、従来のスナバ回路の損失を
低減する必要性が生じてきている。このような必然性か
ら、例えばスナバエネルギによる熱損失を生じない回路
構成として、図6に示すようなスイッチング回路が考え
られている。
【0004】図6において、1,2は第1のGTO(以
下単にGTOと記す)及び第2のGTO(以下単にGT
Oと記す)1D,2Dは第1のダイオ―ド(以下単にダ
イオ―ドと記す)及び第2のダイオ―ド(以下単にダイ
オ―ドと記す)、3はスナバコンデンサでGTOの遮断
耐量を確保する。20は直流リアクトル、20Aは帰還
ダイオ―ド、20Bは配線のインダクタンス、10は直
流電源で、これらの回路部品でスイッチング回路を構成
している。GTO2とダイ―ド1Dの直列回路の接続点
とダイオ―ド2DとGTO1の直列回路の接続点間にコ
ンデンサ3を接続し、GTO2とGTO1のタ―ンオン
時にスナバコンデンサ3の電荷を主回路中に放電するこ
とにより、スナバエネルギによる熱損失の発生を避ける
ように構成している。図7は、図6のスイッチング回路
の動作時の各部波形を示すタイムチャ―トである。図中
(a) はGTOの陽極・陰極間波形、(b) はGTO1とG
TO2に共通に供給するゲ―ト信号、(c) はスナバコン
デンサ3の電圧、(d) は動作モ―ド(1) 〜(3) を示す等
価回路である。この回路構成ではスナバコンデンサ3の
電荷が熱損失として失われず、主回路中に放電する。こ
れは下記の動作説明による理由から明らかである。
【0005】時刻t0 の直前には図7(d) より明らかな
ようにt0 以前のチョッパ動作の結果としてスナバコン
デンサ3には図示の極性に充電電荷が存在している。t
0 に図7(b) に示すようにGTO1及びGTO2にオン
信号が同時に印加され、各々タ―ンオンすることにより
GTO2及びGTO1を直列に介してスナバコンデンサ
3の電荷が主回路中に放電する回路が形成される。これ
は図7(d) に示すように時刻t0 〜t1 のモ―ド(1) の
状態となる。
【0006】スナバコンデンサ3の充電電荷が主回路中
に放電完了する時刻t1 以降、オフ信号が印加される時
刻t2 までは、GTO2とダイオ―ド1Dの直列回路と
並列にダイオ―ド2DとGTO1の直列回路が各々の並
列2パラに導通状態となるモ―ド(2) へ移行する。時刻
t2 にオフ信号がGTO1,GTO2に各々与えられる
とGTO1,GTO2は通電電流を遮断し、ダイオ―ド
2D,タイオ―ド1Dを介し直列にスナバコンデンサ3
を充電するモ―ド(3) となる。以後、時刻t4に再びオ
ン信号が与えられると同様の動作モ―ドの周期的な繰り
返しとなる。
【0007】以上の(1) 〜(3) の動作モードより明らか
なように、従来のスナバ回路と異なり、回路動作上熱損
失が発生しないことがわかる。熱損失が発生しないの
は、熱消費を発生する抵抗が充放電路に無いからであ
る。熱損失が発生しないため結果的にGTO素子の大容
量化やスイッチング周波数の増加を可能にする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように構成される
スイッチング回路では下記に示す構造配置上の理由によ
り配線ル―プが長くなり良好な遮断特性を確保できない
という問題点がある。
【0009】図8は、図6のスイッチング回路の構成を
示す図で、図8(a) はスイッチング回路のGTO1,
2、ダイオ―ド1D,2D及びスナバコンデンサ3と、
冷却フィンの配置関係を示した構造概念図で図8(b) は
その等価回路図である。
【0010】図9は、図6のスイッチング回路の別の構
成例を示す図で、図9(a) はスイッチング回路のGTO
1,2、ダイオ―ド1D,2D及びスナバコンデンサ3
と、冷却フィンの配置関係を示した構造概念図で図9
(b) はその等価回路図である。図6と同一又は同相当部
分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0011】図中、68〜73は冷却フィンを示し、7
4は絶縁構造材を示す。図8のように構成すると、図8
(a)(b)から明らかなように配線構造上、配線長の増加に
基ずく配線のインダクタンス4,5が存在することにな
る。又、図9のように構成すると、図9(a)(b)から明ら
かなように配線インダクタンス4,5,6,7が存在す
ることになる。従って、GTO1,GTO2の良好な遮
断特性が得られない組立構造であることを示している。
【0012】以上述べたように、配線長が最短化できず
GTOの良好な遮断特性が得られないという問題があっ
た。そのため回路上、配線を最短化することがスナバエ
ネルギによる損失が生じることなく良好な遮断特性を得
る上で必要である。
【0013】本発明は、前述の点に鑑みなされたもので
ありれ、スイッチング回路の配線長さを最短化し、GT
Oの良好な遮断特性を得ることが出来るスイッチング回
路を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的は、陰極が共通
接続される第1の自己消弧形素子と第1のダイオ―ド
と、陽極が共通接続され陰極が前記第1のダイオ―ドの
陽極に接続される第2の自己消弧形素子と、陰極が前記
第1の自己消弧形素子の陽極に接続される第2のダイオ
―ドと、前記第1の自己消弧形素子と第1のダイオ―ド
の陽極間に接続される第1のコンデンサと、前記第2の
ダイオ―ドと第2の自己消弧形素子の陰極間に接続され
る第2のコンデンサを具備することによって達成でき
る。
【0015】更に、陰極が共通接続され、陰極間に第1
のコンデンサが接続される第1の自己消弧形素子と第1
のダイオ―ドと、陽極が共通接続され陰極間に第2のコ
ンデンサが接続される第2のダイオ―ドと第2の自己消
弧形素子と、前記第1の自己消弧形素子の陽極と前記第
2のダイオ―ドの陰極及び前記第1のダイオ―ドの陽極
と前記第2の自己消弧形素子の陰極との間にそれぞれ接
続されるアノ―ドリアクトルを具備することによって達
成出来る。
【0016】更に又、陰極が共通接続され、陰極間に第
1のコンデンサが接続される第1の自己消弧形素子と第
1のダイオ―ドと、陽極が共通接続され陰極間に第2の
コンデンサが接続される第2のダイオ―ドと第2の自己
消弧形素子と、前記第1の自己消弧形素子の陽極と前記
第2のダイオ―ドの陰極との間に接続されるバランサリ
アクトルの一方の巻線と、前記第1のダイオ―ドの陽極
と前記第2の自己消弧形素子の陰極との間に接続される
前記バランサリアクトルの他方の巻線を具備することに
よって達成出来る。
【0017】
【作用】前記のように構成した本発明によれば、スナバ
配線ル―プを最短化できるため良好な遮断特性を得るこ
とが出来る。更に、アノ―ドリアクトルをそれぞれのG
TOに直列に組込むことが出来、更に又、それぞれのG
TOの電流バランスを図ることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0019】図8と同一部に同一符号を付して示す、図
1は本発明の一実施例を示す構成図で、図1(a) は、図
6のスイッチング回路のGTO1,2、ダイオ―ド1
D,2D及びスナバコンデンサ3と、冷却フィンの配置
関係を示した構造概念図で、図1(b) はその等価回路図
である。
【0020】図1のように、冷却フィン71と73の
間、つまり、GTO1のアノ―ドとダイオ―ド1Dのア
ノ―ドの間に第1のスナバコンデンサ3A(以下単にコ
ンデンサと記す)更に、冷却フィン68と70の間、つ
まり、ダイオ―ド2Dのカソ―ドとGTO2のカソ―ド
の間に第2のスナバコンデンサ3B(以下単にコンデン
サと記す)を接続する。
【0021】前述のように構成することにより、個々の
スナバ配線ル―プ1L,2Lの最短化を図ることがで
き、この例の場合、スナバ配線長は短いリ―ド線による
接続が可能となり低いインダクタンス分にすることがで
きる。と共に、組立もGTO1,GTO2とダイオ―ド
1D,2Dを一括してボルト締めで1スタックとして組
立てることができ、比較的簡単な組立になる。図1と同
一部に同一符号を付して示す、図2は本発明の他の実施
例を示し、図2(a) は組立図、図2(b) はその等価回路
図である。
【0022】図中80〜91はナット、92〜97はボ
ルトで、GTO1を冷却フィン71とL字状冷却フィン
72で、ダイオ―ド2Dを冷却フィン68とL字状冷却
フィン69で、GTO2をL字状冷却フィン69と冷却
フィン70で、ダイオ―ド1DをL字状冷却フィン72
と冷却フィン73でそれぞれ固定挟持する。又、コンデ
ンサ3Aを冷却フイン71と73との間に、コンデンサ
3Bを冷却フイン68と70との間に接続する。前記の
ように構成しても、スナバ配線ル―プ1L,2Lを最短
化することができ、このル―プのインダクタンス分は極
めて小さくなる。
【0023】図3は、本発明の更に別の実施例を示して
いる。図1の配線のインダクタンス4,5の位置にGT
O素子のdi/dt抑制用にリアクトル50,51を配
置したものでGTO1,2のスナバ配線ル―プ1L,2
Lを最短化し良好な遮断特性を確保した上でdi/dt
抑制用リアクトルを組込むことが可能な回路を提供でき
る。
【0024】図4は本発明の別の実施例を示している。
この実施例は、図3のリアクトル50,51の位置に電
磁結合した電流バランサリアクトル52を配置したもの
である。リアクトル52の電流バランサとしての効果は
良く知られているように、下記の通りである。図6の等
価回路に示す素子の順方向電圧降下は選別して素子を組
合わせて使用するが、完全に一致することは希で、GT
O1とダイオ―むド2Dの順方向電圧降下の和VF1,G
TO2とダイオ―ド1Dの順方向電圧降下の和VF2には
微少な差が生じ、この差電圧があると、例えば、バラン
サリアクトル52の黒丸側が正極性となる電圧が誘起
し、電流のバランスをとるよう働く効果を示す。このよ
うに構成すれば、良好な遮断特性を確保した上で電流を
バランスさせることが可能な回路を提供できる。
【0025】尚、前述説明において、自己消弧形素子と
してGTOを例にして説明したが、本発明はGTOに限
定するものではなく、パワ―ドランジスタ、IGBT等
の他の自己消弧形素子でも良い。又、各々のスタックは
複数台組合わせて構成するものであっても良い。更に、
コンデンサの分割数は2個以上であっても良い。
【0026】
【発明の効果】以上説明のように請求項(1) の発明によ
れば、スナバコンデンサをGTO素子と近接配置し良好
な遮断特性を確保した上でスナバコンデンサの充電電荷
を主回路中に放電することが可能であるためスナバ損失
をほとんどと無くすることができる。更に、請求項(2)
の発明によれば請求項(1) の発明の効果に加え、各GT
Oにアノ―ドリアクトルをそれぞれ直列に設けGTOと
共に組込むことがきる。更に又、請求項(3) の発明によ
れば請求項(1) の発明の効果に加え、バランサリアクト
ルをGTOと共に組込みそれぞれのGTOの電流をバラ
ンスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスイッチング回路の構成図で(a) は組
立図、(b) は等価回路図。
【図2】本発明のスイッチング回路の別の構成図で(a)
は組立図、(b) は等価回路図。
【図3】本発明のスイッチング回路の他の実施例を示す
回路図。
【図4】本発明のスイッチング回路の更に別の実施例を
示す回路図。
【図5】[図4]のスイッチング回路の動作を説明する
ための等価回路図。
【図6】本発明を適用するスイッチング回路の接続図。
【図7】[図6]のスイッチング回路の動作を説明する
ための波形図。
【図8】[図6]の回路の構成図で、(a)は組立図(b)
は等価回路図。
【図9】[図6]の回路の他の構成図で、(a)は組立
図、(b) は等価回路図。
【符号の説明】
1……第1の自己消弧形素子、 2……第1の自己
消弧形素子、 1D…第1のダイオ―ド、 2D…第2のダイ
オ―ド、 3A…第1のスナバコンデンサ 3B…第2のスナ
バコンデンサ、 4……配線インダクタンス 5……配線インダ
クタンス 74…絶縁構造材 68〜73……冷却フィン 52…バランサリアクトル、50,51……アノ―ドリ
アクトル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極が共通接続される第1の自己消
    弧形素子と第1のダイオ―ドと、陽極が共通接続され陰
    極が前記第1のダイオ―ドの陽極に接続される第2の自
    己消弧形素子と、陰極が前記第1の自己消弧形素子の陽
    極に接続される第2のダイオ―ドと、前記第1の自己消
    弧形素子と第1のダイオ―ドの陽極間に接続される第1
    のコンデンサと、前記第2のダイオ―ドと第2の自己消
    弧形素子の陰極間に接続される第2のコンデンサから成
    るスイッチング回路。
  2. 【請求項2】 陰極が共通接続され、陰極間に第1
    のコンデンサが接続される第1の自己消弧形素子と第1
    のダイオ―ドと、陽極が共通接続され陰極間に第2のコ
    ンデンサが接続される第2のダイオ―ドと第2の自己消
    弧形素子と、前記第1の自己消弧形素子の陽極と前記第
    2のダイオ―ドの陰極及び前記第1のダイオ―ドの陽極
    と前記第2の自己消弧形素子の陰極との間にそれぞれ接
    続されるアノ―ドリアクトルから成るスイッチング回路
  3. 【請求項3】 陰極が共通接続され、陰極間に第1
    のコンデンサが接続される第1の自己消弧形素子と第1
    のダイオ―ドと、陽極が共通接続され陰極間に第2のコ
    ンデンサが接続される第2のダイオ―ドと第2の自己消
    弧形素子と、前記第1の自己消弧形素子の陽極と前記第
    2のダイオ―ドの陰極との間に接続されるバランサリア
    クトルの一方の巻線と、前記第1のダイオ―ドの陽極と
    前記第2の自己消弧形素子の陰極との間に接続される前
    記バランサリアクトルの他方の巻線から成るスイッチン
    グ回路。
JP11942392A 1992-05-13 1992-05-13 スイッチング回路 Pending JPH05316718A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11942392A JPH05316718A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 スイッチング回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11942392A JPH05316718A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 スイッチング回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05316718A true JPH05316718A (ja) 1993-11-26

Family

ID=14761090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11942392A Pending JPH05316718A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 スイッチング回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05316718A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402537A1 (de) * 1994-01-28 1995-08-03 Schott Glaswerke Bleifreies optisches Schwerflintglas
DE19603050C1 (de) * 1996-01-29 1997-03-13 Schott Glaswerke Blei- und arsenfreies optisches Leichtgewichtsglas
DE10133763C1 (de) * 2001-07-11 2002-08-14 Schott Glas Bleifreie optische Schwerflint-Gläser

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402537A1 (de) * 1994-01-28 1995-08-03 Schott Glaswerke Bleifreies optisches Schwerflintglas
DE19603050C1 (de) * 1996-01-29 1997-03-13 Schott Glaswerke Blei- und arsenfreies optisches Leichtgewichtsglas
DE10133763C1 (de) * 2001-07-11 2002-08-14 Schott Glas Bleifreie optische Schwerflint-Gläser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6643157B2 (en) Resonant inverter circuit
US5841647A (en) Power conversion system
Steimer et al. IGCT devices-applications and future opportunities
JP6804326B2 (ja) 電力変換装置、太陽光パワーコンディショナーシステム、蓄電システム、無停電電源システム、風力発電システム、及びモータ駆動システム
US5731967A (en) Converter circuit arrangement with minimal snubber
JPH07312878A (ja) 3レベルインバータのスナバ回路
JPH05316718A (ja) スイッチング回路
JP2000217369A (ja) インバ―タ装置
EP0309919B1 (en) A power conversion apparatus
JP2013236460A (ja) 3レベルインバータ
JP2000197343A (ja) 半導体素子のゲート制御方法
JP2790600B2 (ja) 電力変換装置
JPH10248243A (ja) 電力変換回路
JP3617764B2 (ja) インバータ装置
JP2001169563A (ja) 3レベルインバータ
JPH11178318A (ja) 電圧駆動型電力素子の駆動回路
JPH0336221Y2 (ja)
JP3160492B2 (ja) スナバ回路
JP2505080B2 (ja) 電力変換装置
JPH1023742A (ja) 半導体電力変換装置
JPS596086B2 (ja) 半導体スイッチング素子の電力損失低減回路
CN115473255A (zh) 采用有源缓冲电路的新型直流耗能装置、控制方法及应用
SU760356A1 (ru) Инвертор 1
JPH05304782A (ja) 電力変換装置
JPH0833313A (ja) 電力変換装置のスナバ回路