JPH06209580A - Snubber energy recovery circuit of power converter - Google Patents

Snubber energy recovery circuit of power converter

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JPH06209580A
JPH06209580A JP5000874A JP87493A JPH06209580A JP H06209580 A JPH06209580 A JP H06209580A JP 5000874 A JP5000874 A JP 5000874A JP 87493 A JP87493 A JP 87493A JP H06209580 A JPH06209580 A JP H06209580A
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JP
Japan
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circuit
snubber
reactor
diode
energy
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Application number
JP5000874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kuroki
一男 黒木
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06209580A publication Critical patent/JPH06209580A/en
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

PURPOSE:To regenerate energy at a power supply and to improve device effi ciency by connecting an energy absorption circuit to a snubber diode in parallel and then connecting the energy absorption circuit to a circuit with a polarity which is opposite to that where the energy absorption circuit belongs to via another energy absorption circuit. CONSTITUTION:A positive pole side energy absorption circuit 31 is connected to a snubber diode 8D in parallel. When an IGBT 4T is turned on, electric charge of a snubber capacitor 8C is discharged and accumulation energy is shifted to an auxiliary capacitor 31C. Then, when an IGBT 6T is turned on, electric charge of the auxiliary capacitor 31C is discharged, current flowing through a regeneration reactor 34 increases, and then electric charge of the auxiliary capacitor 31C decreases. Then, current flowing through the regeneration reactor 34L flows along a path, namely the regeneration reactor 34L a regeneration diode 34D an auxiliary reactor 31L an auxiliary capacitor 31C a feedback diode 4D an anode side suppression reactor 3 a DC power supply 2 and then is regenerated at the DC power supply.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体スイッチング
素子のオン・オフ動作で電力変換を行う際に発生するス
イッチング損失を回収する電力変換装置のスナバエネル
ギー回収回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a snubber energy recovery circuit of a power conversion device for recovering switching loss generated when power conversion is performed by turning on / off a semiconductor switching element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体スイッチング素子で電力変換装置
を構成し、その半導体スイッチング素子をオン・オフ動
作させれば電力変換が行えるのは周知である。以下では
電力変換装置として、直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータを例にして本発明の詳細を説明する。
2. Description of the Related Art It is well known that power conversion can be performed by forming a power conversion device with semiconductor switching elements and turning the semiconductor switching elements on and off. Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking an inverter that converts DC power into AC power as an example of the power converter.

【0003】図2はインバータの1相分の第1従来例を
示した回路図である。この図2において、半導体スイッ
チング素子としての絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
(以下ではIGBTと略記する)4Tとフィードバック
ダイオード4Dとを逆並列接続して正極側半導体スイッ
チ4を形成させ、IGBT6Tとフィードバックダイオ
ード6Dとを逆並列接続して負極側半導体スイッチ6を
形成させ、これら正極側半導体スイッチ4と負極側半導
体スイッチ6とを直列接続して直流電源2の正負極間に
接続する。この状態で、IGBT4TとIGBT6Tと
を交互にオン・オフ動作させれば、直流電源2からの直
流電力を交流電力に変換して交流端子7から取り出すこ
とが出来る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first conventional example for one phase of an inverter. In FIG. 2, an insulated gate bipolar transistor (abbreviated as IGBT hereinafter) 4T as a semiconductor switching element and a feedback diode 4D are connected in antiparallel to form a positive-side semiconductor switch 4, and the IGBT 6T and the feedback diode 6D are connected to each other. The negative side semiconductor switch 6 is formed by connecting in antiparallel and the positive side semiconductor switch 4 and the negative side semiconductor switch 6 are connected in series and connected between the positive and negative sides of the DC power supply 2. In this state, if the IGBT 4T and the IGBT 6T are alternately turned on and off, the DC power from the DC power supply 2 can be converted into AC power and taken out from the AC terminal 7.

【0004】半導体スイッチング素子のターンオン或い
はターンオフの際に電流波形と電圧波形に重なり期間が
生じると(重なり期間とは電圧が印加されながら電流を
流す期間)、過渡的な電力損失(所謂スイッチング損
失)が発生する。このスイッチング損失の1回当たりの
量は僅かであっても、パルス幅変調制御インバータのよ
うにスイッチング周波数が高い電力変換装置では単位時
間当たりの発生損失が無視出来なくなる。即ちエネルギ
ーの無益な浪費であり、装置の効率低下や発生した熱の
処理に余分の設備が必要になるなどの不都合も生じる。
そこで装置にはインダクタンスやコンデンサを挿入して
前述の重なり期間の短縮を図る。即ち直流電源2と正極
側半導体スイッチ4との間に正極側抑制リアクトル3を
挿入し、直流電源2と負極側半導体スイッチ6との間に
は負極側抑制リアクトル5を挿入してターンオン時にI
GBTに流入する電流の上昇率を抑制してスイッチング
損失を低減させている。更に正極側半導体スイッチ4に
は正極側スナバ回路8を並列に接続し、負極側半導体ス
イッチ6には負極側スナバ回路9を並列に接続して、I
GBTがターンオフする際にこのIGBTに印加される
電圧の上昇率を緩和してスイッチング損失を低減させて
いる。
When a current waveform and a voltage waveform have an overlapping period when the semiconductor switching element is turned on or off (an overlapping period is a period during which a current flows while a voltage is applied), a transient power loss (so-called switching loss) Occurs. Even if the amount of this switching loss per time is small, the generated loss per unit time cannot be ignored in a power converter having a high switching frequency such as a pulse width modulation control inverter. That is, it is a wasteful waste of energy, and there arises inconveniences such as a reduction in the efficiency of the apparatus and an additional facility for processing the generated heat.
Therefore, an inductance and a capacitor are inserted in the device to reduce the above-mentioned overlap period. That is, the positive electrode side suppression reactor 3 is inserted between the DC power source 2 and the positive electrode side semiconductor switch 4, and the negative electrode side suppression reactor 5 is inserted between the DC power source 2 and the negative electrode side semiconductor switch 6 so that I
The increase rate of the current flowing into the GBT is suppressed to reduce the switching loss. Further, a positive side snubber circuit 8 is connected to the positive side semiconductor switch 4 in parallel, and a negative side snubber circuit 9 is connected to the negative side semiconductor switch 6 in parallel.
The switching loss is reduced by mitigating the rate of increase in the voltage applied to the IGBT when it is turned off.

【0005】正極側スナバ回路8はスナバコンデンサ8
Cとスナバダイオード8Dとスナバ抵抗8Rとで構成
し、負極側スナバ回路9も同様にスナバコンデンサ9C
とスナバダイオード9Dとスナバ抵抗9Rとで構成して
いるので、IGBTがターンオフする際に抑制リアクト
ルに蓄積していたエネルギーはそれぞれのスナバコンデ
ンサへ吸収される。このスナバコンデンサが吸収したエ
ネルギーは、次に各IGBTがターンオンする際にスナ
バ抵抗へ放出されて消費される。即ちスナバコンデンサ
へ吸収されたエネルギーは熱となって放散されてしまっ
ている。そこでこのエネルギーを回収して再利用を図る
べく、以下の図3や図4に図示の回路が提案されてい
る。
The snubber circuit 8 on the positive electrode side is a snubber capacitor 8
C, a snubber diode 8D, and a snubber resistor 8R, and the negative side snubber circuit 9 is also a snubber capacitor 9C.
Since it is composed of the snubber diode 9D and the snubber resistor 9R, the energy stored in the suppression reactor when the IGBT is turned off is absorbed in each snubber capacitor. The energy absorbed by the snubber capacitor is released to the snubber resistor and consumed when the IGBTs next turn on. That is, the energy absorbed by the snubber capacitor is dissipated as heat. Therefore, in order to recover and reuse this energy, the circuits shown in FIGS. 3 and 4 below have been proposed.

【0006】図3はインバータの1相分の第2従来例を
示した回路図である。この図3に図示の第2従来例回路
は「特開昭61−210875号」公報に記載の回路で
あって、直流電源2,正極側抑制リアクトル3,正極側
半導体スイッチ4,負極側抑制リアクトル5,負極側半
導体スイッチ6,及び交流端子7の名称・用途・機能は
図2で記述の第1従来例回路の場合と同じであるから、
これらの説明は省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second conventional example for one phase of the inverter. The second conventional circuit shown in FIG. 3 is a circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-210875, which includes a DC power supply 2, a positive electrode side suppression reactor 3, a positive electrode side semiconductor switch 4, and a negative electrode side suppression reactor. 5, the names, applications and functions of the negative electrode side semiconductor switch 6 and the AC terminal 7 are the same as in the case of the first conventional example circuit described in FIG.
These explanations are omitted.

【0007】図3に図示の第2従来例回路では、スナバ
コンデンサ8Cとスナバダイオード8Dとで構成した正
極側スナバ回路11を正極側半導体スイッチ4に並列に
接続し、スナバコンデンサ8Cとスナバダイオード8D
との結合点と正極側補助直流電源15とを、ダイオード
12,リアクトル13,及び配線インダクタンス14を
介して接続している。このような回路構成により、IG
BT4Tがターンオフする際にスナバコンデンサ8Cに
蓄えられたエネルギーは、次にIGBT4Tがターンオ
ンする際にスナバコンデンサ8C→ダイオード12→リ
アクトル13→配線インダクタンス14→正極側補助直
流電源15→正極側抑制リアクトル3→IGBT4T→
スナバコンデンサ8Cの経路で正極側補助直流電源15
へ回生されるので、このエネルギーを再利用することが
可能となる。負極側半導体スイッチ6に並列接続してい
る負極側スナバ21,ダイオード22,リアクトル2
3,配線インダクタンス24,及び負極側補助直流電源
25の動作も前述と同じである。更に過電圧吸収回路2
0を設けて回路の過電圧を吸収し、このエネルギーを正
極側補助直流電源15へ回生するようにしているが、こ
れらの動作の詳細説明は省略する。
In the second conventional example circuit shown in FIG. 3, a positive side snubber circuit 11 composed of a snubber capacitor 8C and a snubber diode 8D is connected in parallel to the positive side semiconductor switch 4, and the snubber capacitor 8C and the snubber diode 8D are connected.
The connecting point of the and the auxiliary DC power supply 15 on the positive electrode side are connected via the diode 12, the reactor 13, and the wiring inductance 14. With such a circuit configuration, the IG
The energy stored in the snubber capacitor 8C when the BT4T turns off is the snubber capacitor 8C → diode 12 → reactor 13 → wiring inductance 14 → positive side auxiliary DC power supply 15 → positive side suppression reactor 3 when the IGBT 4T next turns on. → IGBT4T →
Auxiliary DC power supply 15 on the positive electrode side via the snubber capacitor 8C
As it is regenerated, it becomes possible to reuse this energy. Negative side snubber 21, diode 22, reactor 2 connected in parallel to the negative side semiconductor switch 6.
The operations of the wiring inductance 24 and the negative side auxiliary DC power supply 25 are the same as described above. Furthermore, overvoltage absorption circuit 2
Although 0 is provided to absorb the overvoltage of the circuit and regenerate this energy to the positive electrode side auxiliary DC power supply 15, detailed description of these operations is omitted.

【0008】図4はインバータの1相分の第3従来例を
示した回路図である。この図4に図示の第3従来例回路
は「特開平3−256569号」公報に記載の回路であ
って、直流電源2,正極側抑制リアクトル3,正極側半
導体スイッチ4,負極側抑制リアクトル5,負極側半導
体スイッチ6,及び交流端子7の名称・用途・機能は図
2で既述の第1従来例回路の場合と同じであり、正極側
スナバ回路11,ダイオード12,リアクトル13,負
極側スナバ回路21,ダイオード22,及びリアクトル
23の名称・用途・機能は図3で既述の第2従来例回路
の場合と同じであるから、これらの説明は省略する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third conventional example for one phase of the inverter. The third conventional circuit shown in FIG. 4 is a circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-256569, and includes a DC power supply 2, a positive electrode side suppression reactor 3, a positive electrode side semiconductor switch 4, and a negative electrode side suppression reactor 5. The names, uses, and functions of the negative side semiconductor switch 6 and the AC terminal 7 are the same as those in the first conventional example circuit described above in FIG. 2, and the positive side snubber circuit 11, the diode 12, the reactor 13, the negative side. The names, applications, and functions of the snubber circuit 21, the diode 22, and the reactor 23 are the same as those in the case of the second conventional example circuit described above with reference to FIG.

【0009】図4に図示の第3従来例回路では、スナバ
コンデンサ8Cに蓄積したエネルギーをダイオード1
2,リアクトル13,ダイオード16,及びコンデンサ
17を介して正極側チョッパ18へ与えている。正極側
チョッパ18はこの入力エネルギーを所望の直流電圧に
変換して直流電源2へ返還する。負極側チョッパ28も
同様に負極側スナバ回路21を構成しているスナバコン
デンサ9Cに蓄積したエネルギーをダイオード22,リ
アクトル23,ダイオード26,及びコンデンサ27を
介して入力し、この入力エネルギーを所望の直流電圧に
変換して直流電源2へ返還するのであるが、これらの動
作の詳細説明は省略する。
In the third conventional circuit shown in FIG. 4, the energy stored in the snubber capacitor 8C is transferred to the diode 1
2, via the reactor 13, the diode 16, and the capacitor 17, the positive chopper 18 is provided. The positive electrode side chopper 18 converts this input energy into a desired DC voltage and returns it to the DC power supply 2. The negative electrode side chopper 28 also inputs the energy accumulated in the snubber capacitor 9C forming the negative electrode side snubber circuit 21 through the diode 22, the reactor 23, the diode 26 and the capacitor 27, and inputs this input energy into a desired direct current. Although it is converted into a voltage and returned to the DC power supply 2, detailed description of these operations is omitted.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図2の第1従来例回路
に図示のように、正極側半導体スイッチ4には正極側ス
ナバ回路8を並列に接続し、負極側半導体スイッチ6に
は負極側スナバ回路9を並列に接続することで、半導体
スイッチがターンオフする際にこの半導体スイッチに印
加される電圧の上昇率を緩和すると共に、半導体スイッ
チがターンオンする際の電流上昇率を抑制するインダク
タンスに蓄えられたエネルギーをスナバコンデンサに移
すのであるが、従来はこのスナバコンデンサ蓄積エネル
ギーをスナバ抵抗で無駄に消費させていた。このエネル
ギーの無益な浪費を解消して電源へ回収するべく、図3
と図4に図示の第2従来例回路や第3従来例回路が提案
されている。これらの従来例回路はエネルギーを回収す
る効果は得られているが、このエネルギー回収のために
補助直流電源やチョッパを備えなければならない。これ
ら補助直流電源やチョッパは図示は省略しているが、こ
れらを制御するための装置が付属しているので、部品点
数が多く回路も複雑になって装置全体が大形・高価にな
り、信頼性も低下する等の欠点がある。
As shown in the first conventional example circuit of FIG. 2, a positive side snubber circuit 8 is connected in parallel to the positive side semiconductor switch 4 and a negative side is connected to the negative side semiconductor switch 6. By connecting the snubber circuit 9 in parallel, the increase rate of the voltage applied to the semiconductor switch when the semiconductor switch is turned off is moderated, and the increase rate of the current when the semiconductor switch is turned on is stored in the inductance. The energy stored in the snubber capacitor is transferred to the snubber capacitor, but conventionally, the energy stored in the snubber capacitor was wasted by the snubber resistor. In order to eliminate this useless waste of energy and recover it to the power supply,
The second conventional example circuit and the third conventional example circuit shown in FIG. 4 have been proposed. Although these conventional circuits have the effect of recovering energy, an auxiliary DC power supply and a chopper must be provided for recovering this energy. Although these auxiliary DC power supplies and choppers are not shown in the figure, since devices for controlling these are attached, the number of parts is large and the circuits are complicated, making the entire device large and expensive, and making it reliable. There is a defect that the property is lowered.

【0011】そこでこの発明の目的は、電力変換装置が
動作する際にスナバ回路が回収したエネルギーを簡単な
回路構成で電源へ回生できるようにすることにある。
Therefore, an object of the present invention is to enable energy recovered by the snubber circuit when the power converter operates to be regenerated to a power source with a simple circuit configuration.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電力変換装置のスナバエネルギー回収回
路は、スナバコンデンサとスナバダイオードとの直列回
路で構成しているスナバ回路を並列に接続した半導体ス
イッチング素子の複数を直列に接続して直流電源の正負
極間に接続し、前記半導体スイッチング素子のオン・オ
フ動作で電力変換を行う電力変換装置において、前記ス
ナバダイオードのそれぞれに補助ダイオードと補助リア
クトルと補助コンデンサとの直列接続で構成しているエ
ネルギー吸収回路を別個に並列接続し、前記直流電源の
正極側に属している前記エネルギー吸収回路の任意の接
続箇所と前記直流電源の負極側との間に第1の回生ダイ
オードと第1の回生リアクトルとの直列接続で構成した
第1エネルギー回収回路を接続し、前記直流電源の負極
側に属している前記エネルギー吸収回路の任意の接続箇
所と前記直流電源の正極側との間を、第2の回生ダイオ
ードと第2の回生リアクトルとの直列接続で構成した第
2エネルギー回収回路を介して接続するものとする。
In order to achieve the above object, the snubber energy recovery circuit of the power converter of the present invention has a snubber circuit composed of a series circuit of a snubber capacitor and a snubber diode connected in parallel. A plurality of semiconductor switching elements are connected in series and connected between positive and negative electrodes of a DC power supply, and in the power conversion device for performing power conversion by ON / OFF operation of the semiconductor switching element, an auxiliary diode is provided for each of the snubber diodes. An energy absorption circuit composed of a series connection of an auxiliary reactor and an auxiliary capacitor is separately connected in parallel, and any connection point of the energy absorption circuit belonging to the positive side of the DC power supply and the negative side of the DC power supply. A first energy recovery circuit composed of a first regenerative diode and a first regenerative reactor connected in series between A second regenerative diode and a second regenerative reactor are connected in series between an arbitrary connection point of the energy absorbing circuit that is connected to the negative side of the DC power source and the positive side of the DC power source. It shall be connected through the second energy recovery circuit configured by the connection.

【0013】[0013]

【作用】この発明は、複数の半導体スイッチを直列接続
して電源に接続して電力変換を行う場合に、それぞれの
半導体スイッチに別個のスナバ回路を並列に接続する。
このスナバ回路の構成要素であるスナバダイオードには
エネルギー吸収回路を並列に接続するが、このエネルギ
ー吸収回路は補助コンデンサと補助ダイオードと補助リ
アクトルとの直列接続で構成する。このエネルギー吸収
回路が直流電源の正極側に属しているならば、この正極
側エネルギー吸収回路の構成要素のいずれかの接続点と
直流電源の負極側とを第1のエネルギー回収回路を介し
て接続する。ここで第1エネルギー回収回路は回生ダイ
オードと回生リアクトルとの直列接続で構成する。同様
に直流電源の負極側に属しているエネルギー吸収回路で
は、その構成要素を直列接続しているいずれかの接続点
と直流電源の正極側とを第2のエネルギー回収回路を介
して接続する。
According to the present invention, when a plurality of semiconductor switches are connected in series and connected to a power source for power conversion, a separate snubber circuit is connected in parallel to each semiconductor switch.
An energy absorption circuit is connected in parallel to the snubber diode, which is a constituent element of this snubber circuit, and this energy absorption circuit is composed of an auxiliary capacitor, an auxiliary diode, and an auxiliary reactor connected in series. If this energy absorption circuit belongs to the positive side of the DC power supply, the connection point of any of the constituent elements of this positive side energy absorption circuit and the negative side of the DC power supply are connected via the first energy recovery circuit. To do. Here, the first energy recovery circuit is configured by connecting a regenerative diode and a regenerative reactor in series. Similarly, in the energy absorption circuit belonging to the negative side of the DC power supply, any connection point where the constituent elements are connected in series is connected to the positive side of the DC power supply via the second energy recovery circuit.

【0014】正極側のスナバ回路を例にすれば、正極側
の半導体スイッチのターンオフ時に正極側スナバコンデ
ンサに蓄えられたエネルギーは、正極側半導体スイッチ
のターンオン時に正極側エネルギー吸収回路を構成する
補助コンデンサに移動し、次いで負極側半導体スイッチ
のターンオン時に正極側補助コンデンサの蓄積エネルギ
ーが第1エネルギー回収回路へ放電するので、この第1
エネルギー回収回路を構成している回生リアクトルへ流
れる電流が増加する。この状態で負極側半導体スイッチ
がターンオフすると、第1エネルギー回収回路の回生リ
アクトルに流れていた電流は正極側半導体スイッチを構
成しているフィードバックダイオードを介して直流電源
へ流入する。即ち電力の回生がなされる。負極側のスナ
バ回路も同様の動作によりスナバコンデンサに蓄積され
たエネルギーを直流電源へ回生する。
Taking the snubber circuit on the positive electrode side as an example, the energy stored in the snubber capacitor on the positive electrode side when the semiconductor switch on the positive electrode side is turned off is stored in the auxiliary capacitor which constitutes an energy absorption circuit on the positive electrode side when the semiconductor switch on the positive electrode side is turned on. To the first energy recovery circuit because the energy stored in the positive side auxiliary capacitor is discharged to the first energy recovery circuit when the negative side semiconductor switch is turned on.
The current flowing to the regenerative reactor that constitutes the energy recovery circuit increases. When the negative side semiconductor switch is turned off in this state, the current flowing in the regenerative reactor of the first energy recovery circuit flows into the DC power supply via the feedback diode forming the positive side semiconductor switch. That is, electric power is regenerated. The snubber circuit on the negative electrode side also regenerates the energy stored in the snubber capacitor to the DC power supply by the same operation.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の実施例を表した回路図である
がこの図1の実施例に図示している直流電源2,正極側
抑制リアクトル3,正極側半導体スイッチ4,負極側抑
制リアクトル5,負極側半導体スイッチ6,交流端子
7,正極側スナバ回路8,及び負極側スナバ回路9の名
称・用途・機能は、図2,図3或いは図4で図示の従来
例回路で既述しているので、これらの説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The DC power supply 2, the positive side suppression reactor 3, the positive side semiconductor switch 4, the negative side suppression shown in the embodiment of FIG. The names, applications, and functions of the reactor 5, the negative-side semiconductor switch 6, the alternating-current terminal 7, the positive-side snubber circuit 8, and the negative-side snubber circuit 9 are already described in the conventional circuit illustrated in FIG. 2, FIG. 3, or FIG. Therefore, these explanations are omitted.

【0016】本発明では、正極側スナバ回路11を構成
しているスナバダイオード8Dには正極側エネルギー吸
収回路31を並列接続しているが、この正極側エネルギ
ー吸収回路31は補助コンデンサ31Cと補助ダイオー
ド31Dと補助リアクトル31Lとの直列接続で構成し
ている。更に補助コンデンサ31Cと補助リアクトル3
1Lとの接続点(補助リアクトル31Lと補助コンデン
サ31Cとの接続点でも差し支え無い)と直流電源2の
負極側との間は、第1エネルギー回収回路34を介して
接続している。この第1エネルギー回収回路34は回生
ダイオード34Dと回生リアクトル34Lとの直列接続
回路である。同様に負極側スナバ回路21を構成してい
るスナバダイオード9Dには負極側エネルギー吸収回路
33を並列接続しているが、この負極側エネルギー吸収
回路33は補助コンデンサ33Cと補助ダイオード33
Dと補助リアクトル33Lとの直列接続で構成してい
る。更に補助コンデンサ33Cと補助リアクトル33L
との接続点(補助リアクトル33Lと補助コンデンサ3
3Cとの接続点でも差し支え無い)と直流電源2の正極
側との間は、第2エネルギー回収回路32を介して接続
するのであるが、この第2エネルギー回収回路32は回
生ダイオード32Dと回生リアクトル32Lとの直列接
続で構成している。
In the present invention, the snubber diode 8D constituting the positive side snubber circuit 11 is connected in parallel with the positive side energy absorbing circuit 31. The positive side energy absorbing circuit 31 is composed of the auxiliary capacitor 31C and the auxiliary diode. 31D and auxiliary reactor 31L are connected in series. Further, the auxiliary capacitor 31C and the auxiliary reactor 3
The connection point with 1L (the connection point between the auxiliary reactor 31L and the auxiliary capacitor 31C may be acceptable) and the negative electrode side of the DC power supply 2 are connected via the first energy recovery circuit 34. The first energy recovery circuit 34 is a series connection circuit of a regenerative diode 34D and a regenerative reactor 34L. Similarly, the snubber diode 9D forming the negative side snubber circuit 21 is connected in parallel with the negative side energy absorbing circuit 33. The negative side energy absorbing circuit 33 is an auxiliary capacitor 33C and an auxiliary diode 33.
It is configured by connecting D and the auxiliary reactor 33L in series. Furthermore, the auxiliary capacitor 33C and the auxiliary reactor 33L
Connection point with (auxiliary reactor 33L and auxiliary capacitor 3
3C and the positive electrode side of the DC power supply 2 are connected via the second energy recovery circuit 32. The second energy recovery circuit 32 is connected to the regenerative diode 32D and the regenerative reactor. It is configured by serial connection with 32L.

【0017】この回路において、正極側スナバ回路11
に蓄積されたエネルギーがどのように回生されるかの動
作を以下に説明する。正極側半導体スイッチ4を構成し
ているIGBT4Tがターンオフする際に、正極側抑制
リアクトル3の蓄積エネルギーがスナバコンデンサ8C
に移動するのは既に述べた。本発明ではスナバダイオー
ド8Dには正極側エネルギー吸収回路31が並列に接続
されているので、次にIGBT4Tがターンオンする
と、スナバコンデンサ8C→IGBT4T→補助コンデ
ンサ31C→補助リアクトル31L→補助ダイオード3
1D→スナバコンデンサ8Cの経路でスナバコンデンサ
8Cの電荷が放電するので、スナバコンデンサ8Cの蓄
積エネルギーは補助コンデンサ31Cへ移る。ここで負
極側半導体スイッチ6を構成しているIGBT6Tがタ
ーンオンすると、補助コンデンサ31C→IGBT6T
→負極側抑制リアクトル5→回生リアクトル34L→回
生ダイオード34D→補助リアクトル31L→補助コン
デンサ31Cの経路で補助コンデンサ31Cの電荷が放
電して、回生リアクトル34Lに流れる電流が増加し、
補助コンデンサ31Cの電荷は減少する。
In this circuit, the positive side snubber circuit 11
The operation of how the energy stored in is regenerated will be described below. When the IGBT 4T forming the positive electrode side semiconductor switch 4 is turned off, the energy stored in the positive electrode side suppression reactor 3 is stored in the snubber capacitor 8C.
Moved to already mentioned. In the present invention, since the positive side energy absorption circuit 31 is connected in parallel to the snubber diode 8D, when the IGBT 4T is turned on next, the snubber capacitor 8C → IGBT4T → auxiliary capacitor 31C → auxiliary reactor 31L → auxiliary diode 3
Since the electric charge of the snubber capacitor 8C is discharged through the path of 1D → snubber capacitor 8C, the energy stored in the snubber capacitor 8C is transferred to the auxiliary capacitor 31C. When the IGBT 6T forming the negative side semiconductor switch 6 is turned on, the auxiliary capacitor 31C → IGBT6T is turned on.
→ Negative electrode side suppression reactor 5 → Regenerative reactor 34L → Regenerative diode 34D → Auxiliary reactor 31L → Auxiliary capacitor 31C is discharged along the path of auxiliary capacitor 31C, and the current flowing through regenerative reactor 34L increases,
The charge of the auxiliary capacitor 31C decreases.

【0018】次いでIGBT6Tがターンオフすると回
生リアクトル34Lに流れていた電流は、回生リアクト
ル34L→回生ダイオード34D→補助リアクトル31
L→補助コンデンサ31C→フィードバックダイオード
4D→正極側抑制リアクトル3→直流電源2の経路で流
れて直流電源2へ回生され、回生リアクトル34Lの電
流は減少し、且つ補助コンデンサ31Cの電荷は更に減
少する。この動作の繰り返しによりスナバコンデンサ8
Cに蓄積したエネルギーを直流電源2へ回生することが
出来る。
Next, when the IGBT 6T is turned off, the current flowing through the regenerative reactor 34L is regenerative reactor 34L → regenerative diode 34D → auxiliary reactor 31.
L → Auxiliary capacitor 31C → Feedback diode 4D → Positive-side suppression reactor 3 → Reproduced to the DC power source 2 by flowing through the path of the DC power source 2, the current of the regenerative reactor 34L decreases, and the charge of the auxiliary capacitor 31C further decreases. . By repeating this operation, snubber capacitor 8
The energy stored in C can be regenerated to the DC power supply 2.

【0019】負極側半導体スイッチ6に並列接続してい
る負極側スナバ回路21のスナバコンデンサ9Cに蓄え
られたエネルギーも、同様の動作で先ず負極側エネルギ
ー吸収回路33を構成している補助コンデンサ33Cへ
移され、次いでIGBT4Tのオン・オフ動作に連動し
て第2エネルギー回収回路32とフィードバックダイオ
ード6Dとを介して直流電源2へ回生されることにな
る。
The energy stored in the snubber capacitor 9C of the negative side snubber circuit 21 connected in parallel to the negative side semiconductor switch 6 is also stored in the auxiliary capacitor 33C constituting the negative side energy absorbing circuit 33 by the same operation. Then, it is regenerated to the DC power supply 2 through the second energy recovery circuit 32 and the feedback diode 6D in conjunction with the ON / OFF operation of the IGBT 4T.

【0020】[0020]

【発明の効果】複数の半導体スイッチを直列接続して電
源に接続して電力変換を行う場合に、それぞれの半導体
スイッチには別個のスナバ回路を並列に接続する。この
発明によれば、このスナバ回路の構成要素であるスナバ
ダイオードにエネルギー吸収回路を並列に接続し、この
エネルギー吸収回路が属する極性とは逆極性の回路との
間をエネルギー回収回路を介して接続する回路構成にし
ているので、正極側と負極側の半導体スイッチのオン・
オフ動作に伴って、スナバコンデンサに蓄積されたエネ
ルギーがエネルギー吸収回路に移り、次いでエネルギー
回収回路を介して電源へ回生されるので、エネルギーが
無駄に消費されることが無く、装置の効率が向上する
し、熱の発生も回避できる。このエネルギー吸収回路と
エネルギー回収回路はいずれもコンデンサとダイオード
及びリアクトルのみで構成されているので、従来のエネ
ルギー回収装置よりも遙かに回路が簡素になり、小形軽
量であり故障の恐れもなく、信頼性を向上出来る効果も
合わせて有する。
When a plurality of semiconductor switches are connected in series and connected to a power source for power conversion, a separate snubber circuit is connected in parallel to each semiconductor switch. According to this invention, an energy absorption circuit is connected in parallel to the snubber diode which is a constituent element of this snubber circuit, and a circuit having a polarity opposite to the polarity to which this energy absorption circuit belongs is connected via an energy recovery circuit. Since it has a circuit configuration that turns on and off the semiconductor switches on the positive and negative sides
The energy stored in the snubber capacitor moves to the energy absorption circuit with the off operation, and is then regenerated to the power supply via the energy recovery circuit, so that energy is not wasted and the efficiency of the device is improved. However, heat generation can be avoided. Since both the energy absorption circuit and the energy recovery circuit are composed of only a capacitor, a diode and a reactor, the circuit is much simpler than the conventional energy recovery device, it is small and lightweight and there is no fear of failure. It also has the effect of improving reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を表した回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】インバータの1相分の第1従来例を示した回路
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first conventional example of one phase of an inverter.

【図3】インバータの1相分の第2従来例を示した回路
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second conventional example for one phase of an inverter.

【図4】インバータの1相分の第3従来例を示した回路
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third conventional example for one phase of an inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 直流電源 3 正極側抑制リアクトル 4 正極側半導体スイッチ 4D.6D フィードバックダイオード 4T.6T 半導体スイッチング素子としてのIGB
T 5 負極側抑制リアクトル 6 負極側半導体スイッチ 7 交流端子 8,11 正極側スナバ回路 8C.9C スナバコンデンサ 8D.9D スナバダイオード 8R.9R スナバ抵抗 9,21 負極側スナバ回路 15 正極側補助直流電源 18 正極側チョッパ 25 負極側補助直流電源 28 負極側チョッパ 31 正極側エネルギー吸収回路 31C.33C 補助コンデンサ 31D.33D 補助ダイオード 31L.33L 補助リアクトル 32 第2エネルギー回収回路 32D.34D 回生ダイオード 32L.34L 回生リアクトル 33 負極側エネルギー吸収回路 34 第1エネルギー回収回路
2 DC power supply 3 Positive side suppression reactor 4 Positive side semiconductor switch 4D. 6D Feedback diode 4T. IGB as a 6T semiconductor switching element
T 5 Negative side suppression reactor 6 Negative side semiconductor switch 7 AC terminal 8, 11 Positive side snubber circuit 8C. 9C snubber capacitor 8D. 9D snubber diode 8R. 9R Snubber resistance 9,21 Negative side snubber circuit 15 Positive side auxiliary DC power supply 18 Positive side chopper 25 Negative side auxiliary DC power supply 28 Negative side chopper 31 Positive side energy absorption circuit 31C. 33C Auxiliary capacitor 31D. 33D Auxiliary diode 31L. 33L Auxiliary reactor 32 Second energy recovery circuit 32D. 34D regenerative diode 32L. 34L Regenerative reactor 33 Negative side energy absorption circuit 34 First energy recovery circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スナバコンデンサとスナバダイオードとの
直列回路で構成しているスナバ回路を並列に接続した半
導体スイッチング素子の複数を直列に接続して直流電源
の正負極間に接続し、前記半導体スイッチング素子のオ
ン・オフ動作で電力変換を行う電力変換装置において、 前記スナバダイオードのそれぞれに補助ダイオードと補
助リアクトルと補助コンデンサとの直列接続で構成して
いるエネルギー吸収回路を別個に並列接続し、前記直流
電源の正極側に属している前記エネルギー吸収回路の任
意の接続箇所と前記直流電源の負極側との間に第1の回
生ダイオードと第1の回生リアクトルとの直列接続で構
成した第1エネルギー回収回路を接続し、前記直流電源
の負極側に属している前記エネルギー吸収回路の任意の
接続箇所と前記直流電源の正極側との間を第2の回生ダ
イオードと第2の回生リアクトルとの直列接続で構成し
た第2エネルギー回収回路を介して接続することを特徴
とする電力変換装置のスナバエネルギー回収回路。
1. A semiconductor switching device comprising a series circuit of a snubber capacitor and a snubber diode, the snubber circuit being connected in parallel, the plurality of semiconductor switching elements being connected in series and connected between the positive and negative poles of a DC power source, the semiconductor switching In a power converter that performs power conversion by on / off operation of an element, an energy absorption circuit configured by a series connection of an auxiliary diode, an auxiliary reactor, and an auxiliary capacitor is separately connected in parallel to each of the snubber diodes, and First energy constituted by a series connection of a first regenerative diode and a first regenerative reactor between an arbitrary connection point of the energy absorption circuit belonging to the positive side of the DC power source and the negative side of the DC power source. A recovery circuit is connected, and any connection point of the energy absorption circuit belonging to the negative side of the DC power source and the direct connection A snubber energy recovery circuit for a power conversion device, characterized in that the snubber energy recovery circuit is connected to a positive side of a current source via a second energy recovery circuit configured by a second regenerative diode and a second regenerative reactor connected in series. .
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