JPH0678551A - Converter circuit - Google Patents

Converter circuit

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JPH0678551A
JPH0678551A JP4228997A JP22899792A JPH0678551A JP H0678551 A JPH0678551 A JP H0678551A JP 4228997 A JP4228997 A JP 4228997A JP 22899792 A JP22899792 A JP 22899792A JP H0678551 A JPH0678551 A JP H0678551A
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Masateru Igarashi
征輝 五十嵐
Makoto Tanitsu
誠 谷津
Yasuhiro Okuma
康浩 大熊
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Abstract

PURPOSE:To simplify the snubber circuit of an SMR converter which converts an AC input to high-frequency AC with AC switches and applies it to the primary of a transformer, and changes the Ac input current into a sinusoidal wave with a high power factor. CONSTITUTION:AC switches 100 (101 and 102) are connected to AC input terminals U and V through AC reactors ACL1 and ACL2 respectively. This AC switch, in the case of 101 for example, is formed by connecting in parallel a series circuit of diodes D5 and D6, a single-phase bridge inverter circuit IGBT composed of U1, V1, X1, and Y1, and a snubber capacitor C1. Energy stored in the snubber capacitors C1 and C2 is applied to the primary of a transformer 3 through the switching elements of the AC switches, and discharged on its secondary side. In the case of these snubber circuits, it becomes unnecessary to add to the snubber capacitor of each AC switch, a diode bridge or a DC/DC converter for discharging the energy of the snubber capacitor to the secondary of the transformer unlike former ones, and the constitution is simplified.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は交流入力電流を高力率で
正弦波化し得るように、交流入力電圧をACスイッチに
より高周波の交流に変換して変圧器の1次巻線に印加
し、この変圧器の2次電圧を整流平滑化して直流を作り
出すAC/DC変換器としての、いわゆるSMR(Swit
ing Mode Rectifier)形のコンバータ、特にACスイッ
チのスナバ回路を簡単に構成し得るコンバータ回路に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention converts an AC input voltage into a high frequency AC by an AC switch and applies it to a primary winding of a transformer so that an AC input current can be converted into a sine wave with a high power factor. The so-called SMR (Swit) as an AC / DC converter that produces a direct current by rectifying and smoothing the secondary voltage of this transformer
ing Mode Rectifier) type converter, and more particularly to a converter circuit capable of easily configuring a snubber circuit of an AC switch.

【0002】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
In the following figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0003】[0003]

【従来の技術】図7(A)は従来のこの種のコンバータ
回路の構成例を示す。同図においてはACスイッチT1
とT3とを直列に接続してなる直列回路と、ACスイッ
チT2とT4とを直列にしてなる直列回路とが並列に接
続され、この並列回路に並列に変圧器3の一次巻線が接
続されている。そして変圧器3の二次巻線の両端はダイ
オードD1,D2,D3,D4で構成された全波整流回
路9の交流入力端子に接続され、この全波整流回路9の
直流出力端子P,N間にはサンデンサ4が接続されてい
る。またACスイッチT1とT3との接続点には交流リ
アクトルACL1を介して交流入力端子Uが接続され、
同様にACスイッチT2とT4の接続点には交流リアク
トルACL2を介して交流入力端子Vが接続されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 7A shows a configuration example of a conventional converter circuit of this type. In the figure, AC switch T1
And T3 are connected in series, and a series circuit in which AC switches T2 and T4 are connected in series are connected in parallel, and the primary winding of the transformer 3 is connected in parallel to this parallel circuit. ing. Both ends of the secondary winding of the transformer 3 are connected to an AC input terminal of a full-wave rectifier circuit 9 composed of diodes D1, D2, D3, D4, and DC output terminals P, N of the full-wave rectifier circuit 9 are connected. Sandenser 4 is connected in between. An AC input terminal U is connected to a connection point between the AC switches T1 and T3 via an AC reactor ACL1.
Similarly, an AC input terminal V is connected to a connection point between the AC switches T2 and T4 via an AC reactor ACL2.

【0004】さらにACスイッチT1の両端にはそのス
ナバ回路を構成するダイオードD101,D102,D
103,D104からなる全波整流回路10の交流端子
が接続され、この全波整流回路10の直流出力端子間に
はスナバ用のコンデンサCs1が接続されている。そして
このコンデンサCs1の両端にはその蓄積エネルギを変圧
器3の2次側へ放出するためのDC/DCコンバータ5
の入力端子が接続され、このDC/DCコンバータ5の
出力端子はコンデンサ4の両極に接続されている。
Further, diodes D101, D102, D constituting the snubber circuit are provided at both ends of the AC switch T1.
An AC terminal of the full-wave rectifier circuit 10 including 103 and D104 is connected, and a snubber capacitor Cs1 is connected between the DC output terminals of the full-wave rectifier circuit 10. A DC / DC converter 5 for discharging the stored energy to the secondary side of the transformer 3 is provided across the capacitor Cs1.
Of the DC / DC converter 5 is connected to both electrodes of the capacitor 4.

【0005】同様にACスイッチT2の両端にはダイオ
ードD105,D106,D107,D108からなる
全波整流回路11の交流端子が接続され、全波整流回路
11の直流出力端子間にはスナバ用のコンデンサCs2が
接続されている。そしてこのコンデンサCs2の両端には
DC/DCコンバータ6の入力端子が接続され、DC/
DCコンバータ6の出力端子はコンデンサ4の両端に接
続されている。
Similarly, an AC terminal of the full-wave rectifier circuit 11 including diodes D105, D106, D107, and D108 is connected to both ends of the AC switch T2, and a snubber capacitor is provided between the DC output terminals of the full-wave rectifier circuit 11. Cs2 is connected. The input terminals of the DC / DC converter 6 are connected to both ends of this capacitor Cs2,
The output terminal of the DC converter 6 is connected to both ends of the capacitor 4.

【0006】同様にACスイッチT3の両端にはダイオ
ードD109,D110,D111,D112からなる
全波整流回路12の交流端子が接続され、全波整流回路
12の直流出力端子間にはスナバ用のコンデンサCs3が
接続されている。そしてこのコンデンサCs3の両端には
DC/DCコンバータ7の入力端子が接続され、DC/
DCコンバータ7の出力端子はコンデンサ4の両端に接
続されている。
Similarly, an AC terminal of the full-wave rectifier circuit 12 including diodes D109, D110, D111, and D112 is connected to both ends of the AC switch T3, and a snubber capacitor is provided between the DC output terminals of the full-wave rectifier circuit 12. Cs3 is connected. The input terminals of the DC / DC converter 7 are connected to both ends of the capacitor Cs3,
The output terminal of the DC converter 7 is connected to both ends of the capacitor 4.

【0007】また同様にACスイッチT4の両端にはダ
イオードD113,D114,D115,D116から
なる全波整流回路13の交流端子が接続され、全波整流
回路13の直流出力端子間にはスナバ用のコンデンサC
s4が接続されている。そしてこのコンデンサCs4の両端
にはDC/DCコンバータ8の入力端子が接続され、D
C/DCコンバータ8の出力端子はコンデンサ4の両端
に接続されている。
Similarly, an AC terminal of the full-wave rectifier circuit 13 including diodes D113, D114, D115, and D116 is connected to both ends of the AC switch T4, and a snubber is provided between the DC output terminals of the full-wave rectifier circuit 13. Capacitor C
s4 is connected. The input terminals of the DC / DC converter 8 are connected to both ends of this capacitor Cs4, and
The output terminal of the C / DC converter 8 is connected to both ends of the capacitor 4.

【0008】なおACスイッチT1,T2,T3,T4
には一般に図7(B)に示すようにスイッチング素子
(例えばIGBT)とダイオードの並列回路を逆直列に
した回路が用いられる。図8は図7の各部の動作波形を
示す。次に図8を参照しつつ図7の動作を説明する。交
流入力端子Uの電圧が交流入力端子Vの電圧により大き
い時、ACスイッチT1,T2,T3,T4をオンさせ
ると、変圧器3の一次巻線の入力端は短絡状態となり、
交流端子U→交流リアクトルACL1→ACスイッチT
1→ACスイッチT2→交流リアクトルACL2→交流
端子Vの経路と、交流端子U→交流リアクトルACL1
→ACスイッチT3→ACスイッチT4→交流リアクト
ルACL2→交流端子Vの経路で電流が流れ、交流リア
クトルACL1,ACL2に励磁エネルギが蓄えられ
る。次にACスイッチT2,T3をオフさせると、交流
端子U→交流リアクトルACL1→ACスイッチT1→
変圧器3→ダイオードD1→コンデンサ4→ダイオード
D4→変圧器3→ACスイッチT4→交流リアクトルA
CL2→交流端子Vの経路で電流が流れ、交流リアクト
ルACL1,ACL2に蓄えられたエネルギがコンデン
サ4に放出される。
AC switches T1, T2, T3, T4
In general, a circuit in which a parallel circuit of a switching element (for example, an IGBT) and a diode is anti-series is used as shown in FIG. 7 (B). FIG. 8 shows operation waveforms of each part of FIG. Next, the operation of FIG. 7 will be described with reference to FIG. When the voltage of the AC input terminal U is higher than the voltage of the AC input terminal V, when the AC switches T1, T2, T3, T4 are turned on, the input end of the primary winding of the transformer 3 is short-circuited,
AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T
1 → AC switch T2 → AC reactor ACL2 → AC terminal V path and AC terminal U → AC reactor ACL1
→ AC switch T3 → AC switch T4 → AC reactor ACL2 → Current flows through the path of the AC terminal V, and excitation energy is stored in the AC reactors ACL1 and ACL2. Next, when the AC switches T2 and T3 are turned off, the AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T1 →
Transformer 3 → Diode D1 → Capacitor 4 → Diode D4 → Transformer 3 → AC Switch T4 → AC Reactor A
A current flows through the path of CL2 → AC terminal V, and the energy stored in AC reactors ACL1 and ACL2 is released to capacitor 4.

【0009】次にACスイッチT2,T3をオンさせる
と、また変圧器3の一次巻線の入力端は短絡状態とな
り、交流リアクトルACL1,ACL2に励磁エネルギ
が蓄えられる。次にACスイッチT1,T4をオフさせ
ると、交流端子U→交流リアクトルACL1→ACスイ
ッチT3→変圧器3→ダイオードD2→コンデンサ4→
ダイオードD3→変圧器3→ACスイッチT2→交流リ
アクトルACL2→交流端子Vの経路で電流が流れ、交
流リアクトルACL1,ACL2に蓄えられたエネルギ
がコンデンサ4に放出される。この時、ACスイッチT
1,T4がオンの時と、T2,T3がオンの時で変圧器
3に印加される電圧極性は反対となり、変圧器3を飽和
させることはない。但し上記説明ではエネルギが変圧器
3の2次側に供給される際、電流が変圧器3の1次、2
次間を直接貫通する形で説明したが、これは説明の簡単
のために電流の等価的な流れを述べたものである。 交
流入力端子Vの電圧が交流入力端子Uの電圧より大きい
時も、交流リアクトル電流の流れる向が反対となるだけ
で経路は同じとなり、動作は同様となる。このような動
作を繰り返すことにより、変圧器3には交流入力の周波
数より高い周波数の電圧が印加され、高周波絶縁変換を
実現している。またACスイッチT1,T2,T3,T
4のオンオフのさせかたを交流リアクトルACL1,A
CL2の電流が交流入力電圧と位相が同じでかつ正弦波
状になるように行うことにより、交流入力の力率はほぼ
1になる。
Next, when the AC switches T2 and T3 are turned on, the input terminal of the primary winding of the transformer 3 is short-circuited, and the excitation energy is stored in the AC reactors ACL1 and ACL2. Next, when the AC switches T1 and T4 are turned off, the AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T3 → Transformer 3 → Diode D2 → Capacitor 4 →
A current flows through the path of diode D3 → transformer 3 → AC switch T2 → AC reactor ACL2 → AC terminal V, and the energy stored in AC reactors ACL1 and ACL2 is released to capacitor 4. At this time, AC switch T
The polarities of the voltages applied to the transformer 3 are opposite when 1,1 and T4 are on and when T2 and T3 are on, and the transformer 3 is not saturated. However, in the above description, when the energy is supplied to the secondary side of the transformer 3, the electric current is
Although the description has been given in the form of directly penetrating the next space, this is to describe an equivalent current flow for the sake of simplicity of description. Even when the voltage of the AC input terminal V is higher than the voltage of the AC input terminal U, the paths are the same and the operation is the same except that the direction in which the AC reactor current flows is opposite. By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the transformer 3, and high frequency insulation conversion is realized. In addition, AC switches T1, T2, T3, T
How to turn on / off 4 AC reactors ACL1, A
The power factor of the AC input becomes approximately 1 by performing the current of CL2 in the same phase as the AC input voltage and in the sinusoidal shape.

【0010】このような動作において、ACスイッチT
1,T2,T3,T4が全てオンの状態から、ACスイ
ッチT1,T4がオフした時(図8の時点)のスナバ
動作について説明する。すでに説明したように、ACス
イッチT1,T2,T3,T4がオンの時、交流端子U
→交流リアクトルACL1→ACスイッチT1→ACス
イッチT2→交流リアクトルACL2→交流端子Vの経
路と、交流端子U→交流リアクトルACL1→ACスイ
ッチT3→ACスイッチT4→交流リアクトルACL2
→交流端子Vの経路で電流が流れている。次にACスイ
ッチT1,T4をオフさせると交流端子U→交流リアク
トルACL1→ACスイッチT3→変圧器3→ダイオー
ドD2→コンデンサ4→ダイオードD3→変圧器3→A
CスイッチT2→交流リアクトルACL2→交流端子V
の経路で電流が流れ始めようとするが、変圧器3には漏
れインダクタンスλtがあるため、急速に電流を流し込
もうとすると、インダクタンスλtに大きな起電力が発
生し、変圧器3の一次電圧と起電力の和がオフさせたA
CスイッチT1,T4に印加される。この電圧をACス
イッチの許容電圧以下に抑える目的でスナバ回路(全波
整流回路10,13、コンデンサCs1,Cs4)が接続さ
れている。
In such an operation, the AC switch T
The snubber operation when the AC switches T1 and T4 are turned off (at the time point of FIG. 8) from the state where all 1, T2, T3 and T4 are on will be described. As described above, when the AC switches T1, T2, T3 and T4 are on, the AC terminal U
→ AC reactor ACL1 → AC switch T1 → AC switch T2 → AC reactor ACL2 → AC terminal V route and AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T3 → AC switch T4 → AC reactor ACL2
→ Current is flowing in the route of AC terminal V. Next, when the AC switches T1 and T4 are turned off, the AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T3 → transformer 3 → diode D2 → capacitor 4 → diode D3 → transformer 3 → A
C switch T2 → AC reactor ACL2 → AC terminal V
Although a current starts to flow in the path of, the transformer 3 has a leakage inductance λt. Therefore, if an attempt is made to flow a current rapidly, a large electromotive force is generated in the inductance λt, and the primary voltage of the transformer 3 is increased. And the sum of electromotive force turned off A
It is applied to the C switches T1 and T4. A snubber circuit (full-wave rectifier circuits 10 and 13 and capacitors Cs1 and Cs4) is connected for the purpose of suppressing this voltage to the allowable voltage of the AC switch or less.

【0011】ACスイッチT1,T4をオフさせると、
変圧器3に流れる電流(電流は交流リアクトル電流に向
かって上昇する)と交流リアクトルACL1,ACL2
に流れていた電流の差電流が、交流端子U→交流リアク
トルACL1→ダイオードD102→コンデンサCs1→
ダイオードD103→ACスイッチT2→交流リアクト
ルACL2→交流端子Vの経路と、交流端子U→交流リ
アクトルACL1→ACスイッチT3→ダイオードD1
14→コンデンサCs4→ダイオードD115→交流リア
クトルACL2→交流端子Vの経路で流れ、電荷がコン
デンサCs1,Cs4に蓄えられる。またこの時、ACスイ
ッチT1,T4の電圧は各々コンデンサCs1,Cs4の電
圧にクランプされる。
When the AC switches T1 and T4 are turned off,
Current flowing in the transformer 3 (current rises toward the AC reactor current) and AC reactors ACL1, ACL2
The difference current of the currents flowing in the AC terminal U → AC reactor ACL1 → diode D102 → capacitor Cs1 →
Diode D103 → AC switch T2 → AC reactor ACL2 → AC terminal V path and AC terminal U → AC reactor ACL1 → AC switch T3 → Diode D1
14 → capacitor Cs4 → diode D115 → AC reactor ACL2 → AC terminal V, and charges are stored in capacitors Cs1 and Cs4. At this time, the voltages of the AC switches T1 and T4 are clamped to the voltages of the capacitors Cs1 and Cs4, respectively.

【0012】ACスイッチT2,T3がオフした時も同
様に、変圧器3に流れる電流と交流リアクトルACL
1、ACL2に流れていた電流の差電流が交流端子U→
交流リアクトルACL1→ACスイッチT1→ダイオー
ドD105→コンデンサCs2→ダイオードD108→交
流リアクトルACL2→交流端子Vの経路と、交流端子
U→交流リアクトルACL1→ダイオードD109→コ
ンデンサCs3→ダイオードD112→ACスイッチT4
→交流リアクトルACL2→交流端子Vの経路でコンデ
ンサCs2,Cs3に吸収される。ACスイッチT2,T3
の電圧は各々コンデンサCs2,Cs3の電圧にクランプさ
れる。
Similarly, even when the AC switches T2 and T3 are turned off, the current flowing through the transformer 3 and the AC reactor ACL are the same.
1, the difference current of the current flowing in ACL2 is AC terminal U →
AC reactor ACL1 → AC switch T1 → diode D105 → capacitor Cs2 → diode D108 → AC reactor ACL2 → AC terminal V path and AC terminal U → AC reactor ACL1 → diode D109 → capacitor Cs3 → diode D112 → AC switch T4
→ AC reactor ACL2 → Absorbed by the capacitors Cs2 and Cs3 along the path of the AC terminal V. AC switch T2, T3
Are clamped to the voltages of capacitors Cs2 and Cs3, respectively.

【0013】交流入力端子Vの電圧が交流入力端子Uの
電圧より大きい時も、交流リアクトル電流の流れる向が
反対となるだけで動作は同様となる。コンデンサCs1〜
Cs4に蓄えられたエネルギは、DC/DCコンバータ
5,6,7,8を介して絶縁整流してコンデンサ4に放
出され、コンデンサCs1〜Cs4の電圧を所定の値になる
ようにする。
Even when the voltage at the AC input terminal V is higher than the voltage at the AC input terminal U, the operation is the same except that the flow direction of the AC reactor current is opposite. Capacitor Cs1 ~
The energy stored in Cs4 is insulated and rectified through the DC / DC converters 5, 6, 7, and 8 and is discharged to the capacitor 4, so that the voltages of the capacitors Cs1 to Cs4 are set to predetermined values.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の図
7の回路構成においては、ACスイッチのスナバ回路を
構成する整流回路10,11,12,13、スナバコン
デンサCs1,Cs2,Cs3,Cs4、DC/DCコンバータ
5,6,7,8がACスイッチの数だけ必要となる問題
がある。さらにDC/DCコンバータ5,6,7,8に
は、その入力と出力との間を絶縁し、しかもコンデンサ
Cs1,Cs2,Cs3,Cs4の電圧を所定の値に保持するた
めの電圧制御機能が必要であるため、複雑で高価な回路
が必要になるという問題がある。
However, in the conventional circuit configuration shown in FIG. 7, the rectifier circuits 10, 11, 12, 13 constituting the snubber circuit of the AC switch, the snubber capacitors Cs1, Cs2, Cs3, Cs4, DC / There is a problem that the DC converters 5, 6, 7, and 8 are required for the number of AC switches. Further, the DC / DC converters 5, 6, 7 and 8 have a voltage control function for insulating the input and output from each other and maintaining the voltage of the capacitors Cs1, Cs2, Cs3 and Cs4 at a predetermined value. Since it is necessary, there is a problem that a complicated and expensive circuit is required.

【0015】そこで本発明はこのような問題を解消し得
るコンバータ回路を提供することを課題とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a converter circuit capable of solving such a problem.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに請求項1のコンバータ回路は、N相の交流入力を高
周波の交流に変換して変圧器(3など)の1次巻線に印
加し、この変圧器の2次電圧を(整流器9、コンデンサ
4などを介し)整流平滑化して直流を作り出すコンバー
タ回路であって、同極性の2つのダイオード(D5,D
6など)の直列回路を4つのスイッチング素子(IGB
TU1,V1,X1,Y1など)からなる単相ブリッジ
インバータ回路の直流端子間に、前記ダイオード直列回
路のカソードが前記単相ブリッジインバータ回路の正極
端子側となるように並列に接続し、さらにこの並列回路
にスナバコンデンサ(C1など)、又はこのスナバコン
デンサと抵抗との直列回路を並列に接続して1つのAC
スイッチ(100など)を構成し、このACスイッチを
(101〜103などと)N個設け、このN個のACス
イッチにおけるダイオード直列回路のダイオード同士の
各接続点を、夫々直接又は交流リアクトル(ACL1〜
ACL3など)を介して前記N相の交流入力の端子
(U,V,Wなど)に接続し、前記N個のACスイッチ
における各単相ブリッジインバータ回路の交流出力端子
の1方を共に前記変圧器の1次巻線の1方の端子に接続
し、同じく前記の各単相ブリッジインバータ回路の交流
出力端子の他方を共に前記変圧器の1次巻線の他方の端
子に接続するようにする。
In order to solve the above-mentioned problems, a converter circuit according to a first aspect of the present invention converts an N-phase AC input into a high-frequency AC to form a primary winding of a transformer (3 or the like). A converter circuit for applying a direct current by rectifying and smoothing a secondary voltage of this transformer (through a rectifier 9, a capacitor 4, etc.) to generate a direct current.
6) and 4 switching elements (IGB
TU1, V1, X1, Y1, etc.) is connected in parallel between the DC terminals of the single-phase bridge inverter circuit such that the cathode of the diode series circuit is on the positive terminal side of the single-phase bridge inverter circuit. A snubber capacitor (such as C1) or a series circuit of this snubber capacitor and a resistor is connected in parallel to the parallel circuit to form one AC.
A switch (such as 100) is configured, N AC switches (such as 101 to 103) are provided, and each connection point of the diodes of the diode series circuit in the N AC switches is connected directly or to an AC reactor (ACL1). ~
(AC3, etc.) to the terminals (U, V, W, etc.) of the N-phase AC input, and one of the AC output terminals of each single-phase bridge inverter circuit in the N AC switches is connected to the transformer. To connect to one terminal of the primary winding of the transformer, and also to connect the other of the AC output terminals of each of the single-phase bridge inverter circuits to the other terminal of the primary winding of the transformer. .

【0017】また請求項2のコンバータ回路は、請求項
1に記載のコンバータ回路において、前記N個のACス
イッチにおけるダイオード直列回路のダイオード同士の
各接続点間にコンデンサ(C12,C23,C31な
ど)を接続するようにする。また請求項3のコンバータ
回路は、請求項1または請求項2に記載のコンバータ回
路において、前記変圧器の1次巻線に前記N相の交流入
力が印加されている期間に、前記ACスイッチにおける
単相ブリッジインバータ回路の対向アームのスイッチン
グ素子を所定期間オンさせ、当該ACスイッチ内のスナ
バコンデンサのエネルギを前記変圧器を介してその2次
側に放出させるようにする。
A converter circuit according to a second aspect is the converter circuit according to the first aspect, wherein capacitors (C12, C23, C31, etc.) are provided between respective connection points of the diodes of the diode series circuit in the N AC switches. To connect. A converter circuit according to a third aspect of the present invention is the converter circuit according to the first or second aspect, in which the AC switch of the AC switch is applied during a period in which the N-phase AC input is applied to the primary winding of the transformer. The switching element of the opposite arm of the single-phase bridge inverter circuit is turned on for a predetermined period, and the energy of the snubber capacitor in the AC switch is discharged to the secondary side thereof via the transformer.

【0018】[0018]

【作用】第1のダイオードのアノードと第2のダイオー
ドとカソードを接続してなるダイオードの直列回路と
(なおこの2つのダイオードの相互の接続点をP1とす
る)、4個のスイッチング素子から構成されたブリッジ
回路と(なおこのブリッジ回路の交流出力端子を夫々P
2、P3とする)、スナバコンデンサまたはこのスナバ
コンデンサと抵抗を直列接続したスナバ回路とを各々並
列接続した回路を1個のACスイッチとして利用し、こ
のACスイッチを交流入力電源の相数分設けて、この各
ACスイッチの接続点P1を夫々直接又はACリアクト
ルを介して各交流入力端子に接続し、また各ACスイッ
チの交流出力端子P2を一括して変圧器1次巻線の1方
の端子に接続し、同様に各ACスイッチの交流出力端子
P3を一括して変圧器1次巻線の他方の端子に接続した
構成とする。
Operation: A series circuit of diodes in which the anode of the first diode, the second diode and the cathode are connected (the mutual connection point of these two diodes is P1) and four switching elements Connected bridge circuit (the AC output terminals of this bridge circuit are
2 and P3), a snubber capacitor or a circuit in which a snubber circuit in which this snubber capacitor and a resistor are connected in series are connected in parallel is used as one AC switch, and this AC switch is provided for the number of phases of the AC input power supply. Then, the connection point P1 of each AC switch is connected to each AC input terminal directly or via an AC reactor, and the AC output terminal P2 of each AC switch is collectively connected to one of the transformer primary windings. Similarly, the AC output terminals P3 of the AC switches are collectively connected to the other terminal of the transformer primary winding.

【0019】これによりスナバ回路は簡単な構成で交流
入力電源の相数分の個数分設けるだけでよく、かつスナ
バコンデンサの蓄積エネルギもACスイッチと変圧器を
介してその2次側に与えられるので、従来のスナバ回路
別のDC/DCコンバータは不要となる。
As a result, the snubber circuit has a simple structure and only needs to be provided for the number of phases of the AC input power source, and the energy stored in the snubber capacitor is also given to the secondary side thereof through the AC switch and the transformer. The conventional DC / DC converter for each snubber circuit becomes unnecessary.

【0020】[0020]

【実施例】次に図1ないし図6に基づいて本発明の実施
例を説明する。図1は本発明の第1の実施例としての構
成を示す回路図である。同図においてはダイオードD5
のアノードとダイオードD6のカソードとを接続してな
るダイオードの直列回路と、IGBT U1とIGBT
X1とを直列接続した回路と、IGBT V1とIG
BT Y1とを直列接続した回路と、スナバ用のコンデ
ンサC1とを全て並列に接続してACスイッチ100
(101)を構成している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration as a first embodiment of the present invention. In the figure, diode D5
, A series circuit of diodes formed by connecting the anode of the diode D6 and the cathode of the diode D6, and IGBT U1 and IGBT
X1 connected in series, IGBT V1 and IG
A circuit in which BTY1 is connected in series and a snubber capacitor C1 are all connected in parallel to form an AC switch 100.
It constitutes (101).

【0021】同様にダイオードD7のアノードとダイオ
ードD8のカソードとを接続してなるダイオードの直列
回路と、IGBT U2とIGBT X2とを直列接続
した回路と、IGBT V2とIGBT Y2とを直列
接続した回路と、スナバ用のコンデンサC2とを全て並
列に接続してACスイッチ100(102)を構成して
いる。なおIGBT U1〜Y2には、夫々還流用のダ
イオードが逆並列に接続されている。
Similarly, a series circuit of diodes in which the anode of the diode D7 and the cathode of the diode D8 are connected, a circuit in which the IGBT U2 and the IGBT X2 are connected in series, and a circuit in which the IGBT V2 and the IGBT Y2 are connected in series. And the snubber capacitor C2 are all connected in parallel to form the AC switch 100 (102). The IGBTs U1 to Y2 are respectively connected with diodes for freewheeling in antiparallel.

【0022】そしてダイオードD5とダイオードD6の
接続点には交流リアクトルACL1を介して交流入力端
子Uが接続され、ダイオードD7とダイオードD8の接
続点には交流リアクトルACL2を介して交流入力端子
Vが接続されている。またIGBT U1とIGBT
X1との接続点はIGBT U2とIGBT X2との
接続点と共に変圧器3の1次巻線の一方の端子に接続さ
れ、同様にIGBTV1とIGBT Y1との接続点は
IGBT V2とIGBT Y2との接続点と共に変圧
器3の1次巻線のもう一方の端子に接続されている。ま
た変圧器3の2次巻線の両端はダイオードD1,D2,
D3,D4で構成された全波整流回路9の交流入力端子
に接続され、全波整流回路9の直流出力端子P,N間に
はコンデンサ4が接続されている。
An AC input terminal U is connected to a connection point of the diodes D5 and D6 via an AC reactor ACL1 and an AC input terminal V is connected to a connection point of the diodes D7 and D8 via an AC reactor ACL2. Has been done. Also IGBT U1 and IGBT
The connection point with X1 is connected to one terminal of the primary winding of the transformer 3 together with the connection point with IGBT U2 and IGBT X2, and similarly, the connection point between IGBTV1 and IGBT Y1 is between IGBT V2 and IGBT Y2. It is connected to the other terminal of the primary winding of the transformer 3 together with the connection point. Further, both ends of the secondary winding of the transformer 3 have diodes D1, D2,
The full-wave rectifier circuit 9 formed of D3 and D4 is connected to the AC input terminal, and the DC output terminals P and N of the full-wave rectifier circuit 9 are connected to the capacitor 4.

【0023】図2は図1の各部の動作波形を示す。次に
図2を参照しつつ図1の動作を説明する。交流入力電圧
が正の期間、IGBT U1,V1,X2,Y2をオン
させることにより、交流入力端子U→交流リアクトルA
CL1→ダイオードD5→IGBT X2→ダイオード
D8→交流リアクトルACL2の経路と、交流入力端子
U1→交流リアクトルACL1→ダイオードD5→IG
BT V1→IGBTY2→ダイオードD8→交流リア
クトルACL2の経路とで、変圧器3の一次入力端を短
絡し、交流リアクトルACL1,ACL2に励磁エネル
ギを蓄える。
FIG. 2 shows operation waveforms of each part of FIG. Next, the operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG. By turning on the IGBTs U1, V1, X2, and Y2 while the AC input voltage is positive, the AC input terminal U → AC reactor A
CL1 → diode D5 → IGBT X2 → diode D8 → AC reactor ACL2 path and AC input terminal U1 → AC reactor ACL1 → diode D5 → IG
The primary input terminal of the transformer 3 is short-circuited by the path of BTV1 → IGBTTY2 → diode D8 → AC reactor ACL2, and the excitation energy is stored in the AC reactors ACL1 and ACL2.

【0024】次に、IGBT V1とIGBT X2を
オフさせると、交流入力端子U→交流リアクトルACL
1→ダイオードD5→IGBT U1→変圧器3→ダイ
オードD1→コンデンサ4→ダイオードD4→変圧器3
→IGBT Y2→ダイオードD8→交流リアクトルA
CL2→交流入力端子Vの経路で電流が流れ、交流リア
クトルACL1,ACL2に蓄えられたエネルギがコン
デンサ4に放出される。但しここでも変圧器3の部分の
電流については説明を簡単にするため、この1次,2次
巻線間の絶縁を省略した等価的な電流の流れを示してお
り、これは以下の説明でも同様である。
Next, when the IGBT V1 and the IGBT X2 are turned off, the AC input terminal U → AC reactor ACL.
1 → Diode D5 → IGBT U1 → Transformer 3 → Diode D1 → Capacitor 4 → Diode D4 → Transformer 3
→ IGBT Y2 → Diode D8 → AC reactor A
A current flows through the path from CL2 to the AC input terminal V, and the energy stored in the AC reactors ACL1 and ACL2 is released to the capacitor 4. However, in order to simplify the description of the current in the transformer 3 portion, the equivalent current flow is also shown without insulation between the primary and secondary windings. It is the same.

【0025】次にIGBT V1,X2をオンさせる
と、変圧器3の1次巻線の入力端は再び短絡状態とな
り、交流リアクトルACL1,ACL2に励磁エネルギ
が蓄えられる。次にIGBT U1とIGBT Y2を
オフさせると、交流入力端子U→交流リアクトルACL
1→ダイオードD5→IGBTV1→変圧器3→ダイオ
ードD2→コンデンサ4→ダイオードD3→変圧器3→
IGBT X2→ダイオードD8→交流リアクトルAC
L2→交流端子Vの経路で電流が流れ、交流リアクトル
ACL1,ACL2に蓄えられたエネルギがコンデンサ
4に放出される。以上の動作においてIGBT U1,
Y2のオン時と、IGBT V1,X2のオン時とで変
圧器3に印加される電圧極性は反対となり、変圧器3を
飽和させることはない。
Next, when the IGBTs V1 and X2 are turned on, the input end of the primary winding of the transformer 3 is short-circuited again, and the excitation energy is stored in the AC reactors ACL1 and ACL2. Next, when the IGBT U1 and the IGBT Y2 are turned off, the AC input terminal U → the AC reactor ACL
1 → diode D5 → IGBT V1 → transformer 3 → diode D2 → capacitor 4 → diode D3 → transformer 3 →
IGBT X2 → diode D8 → AC reactor AC
A current flows through the path of L2 → AC terminal V, and the energy stored in AC reactors ACL1 and ACL2 is released to capacitor 4. In the above operation, the IGBT U1,
The voltage polarities applied to the transformer 3 are opposite when Y2 is turned on and when the IGBTs V1 and X2 are turned on, and the transformer 3 is not saturated.

【0026】交流入力端子Vの電圧が交流入力端子Uの
電圧より大きい時も、IGBT U1とX1、V1とY
1、U2とX2、V2とY2を交換し使用するだけで同
じ動作となる。このような動作を繰り返すことにより、
変圧器3には交流入力の周波数より高い周波数の電圧が
印加され、高周波絶縁変換を実現している。またIGB
T U1〜Y2のオンオフのさせかたを交流リアクトル
ACL1,ACL2の電流が交流入力電圧と位相が同じ
でかつ正弦波状になるように行うことにより、交流入力
の力率はほぼ1になる。
Even when the voltage of the AC input terminal V is higher than the voltage of the AC input terminal U, the IGBTs U1 and X1 and V1 and Y are connected.
The same operation is performed by simply replacing and using 1, U2 and X2, and V2 and Y2. By repeating such operation,
A voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the transformer 3 to realize high frequency insulation conversion. Also IGB
By turning on and off T U1 to Y2 so that the currents of the AC reactors ACL1 and ACL2 have the same phase as the AC input voltage and become sinusoidal, the power factor of the AC input becomes almost 1.

【0027】このような動作において、IGBT U
1,V1,X2,Y2がオンの状態から、IGBT U
1,Y2をオフにした時(図2の時点)のスナバ動作
について説明する。すでに説明したように、IGBT
U1,V1,X2,Y2がオンの時、交流入力端子U→
交流リアクトルACL1→ダイオードD5→IGBT
U1→IGBT X2→ダイオードD8→交流リアクト
ルACL2の経路と、交流入力端子U→交流リアクトル
ACL1→ダイオードD5→IGBT V1→IGBT
Y2→ダイオードD8→交流リアクトルACL2の経
路に電流が流れている。
In such an operation, the IGBT U
1, V1, X2, Y2 is on, IGBT U
The snubber operation when Y1 and Y2 are turned off (time point in FIG. 2) will be described. As already explained, the IGBT
AC input terminals U → when U1, V1, X2 and Y2 are on
AC reactor ACL1 → diode D5 → IGBT
U1 → IGBT X2 → Diode D8 → AC reactor ACL2 path and AC input terminal U → AC reactor ACL1 → Diode D5 → IGBT V1 → IGBT
A current flows in the path of Y2 → diode D8 → AC reactor ACL2.

【0028】次にIGBT U1,Y2をオフさせると
交流入力端子U→交流リアクトルACL1→ダイオード
D5→IGBT V1→変圧器3→ダイオードD2→コ
ンデンサ4→ダイオードD3→変圧器3→IGBT X
2→ダイオードD8→交流リアクトルACL2→交流入
力端子Vの経路で電流が流れ始めようとするが、変圧器
3には漏れインダクタンスλtがあるため急速に電流を
流し込めず、交流リアクトル1,2に流れていた電流と
変圧器3に流れる電流の差電流が、交流端子U→ダイオ
ードD5→IGBT U1→IGBT V2の還流ダイ
オード→コンデンサC2→ダイオードD8→交流リアク
トルACL2→交流端子Vの経路と、交流端子U→ダイ
オードD5→コンデンサC1→IGBT X1の還流ダ
イオード→IGBT X2→ダイオードD8→交流リア
クトルACL2→交流端子Vの経路とに流れ、電荷がス
ナバ用のコンデンサC1,C2に蓄えられる。またこの
時、IGBT U1,IGBT Y2の電圧は各々、ス
ナバコンデンサC1,C2の電圧にクランプされる。
Next, when the IGBTs U1 and Y2 are turned off, the AC input terminal U → AC reactor ACL1 → diode D5 → IGBT V1 → transformer 3 → diode D2 → capacitor 4 → diode D3 → transformer 3 → IGBT X
2 → Diode D8 → AC reactor ACL2 → Current starts to flow in the path of AC input terminal V, but transformer 3 has leakage inductance λt, so that current cannot flow rapidly, and AC reactors 1 and 2 do not flow quickly. The difference current between the current flowing and the current flowing through the transformer 3 is the AC terminal U → diode D5 → IGBT U1 → reflux diode of the IGBT V2 → capacitor C2 → diode D8 → AC reactor ACL2 → the path of the AC terminal V and the alternating current The electric current is accumulated in the snubber capacitors C1 and C2 through the terminal U → diode D5 → capacitor C1 → reflux diode of the IGBT X1 → IGBT X2 → diode D8 → AC reactor ACL2 → AC terminal V. At this time, the voltages of the IGBT U1 and the IGBT Y2 are clamped to the voltages of the snubber capacitors C1 and C2, respectively.

【0029】このようにして、スナバコンデンサC1,
C2に蓄えられたエネルギは、夫々IGBT V1,X
2がオンしている期間の一部の期間(図2の時点〜
間)、IGBT X1,V2をオンさせることにより、
コンデンサC1→IGBTV1→変圧器3の1次巻線→
IGBT X1→コンデンサC1の経路と、コンデンサ
C2→IGBT V2→変圧器3の1次巻線→IGBT
X2→コンデンサC2の経路とで電流が流れ、変圧器
3の2次側に放出される。この時、スナバコンデンサC
1,C2の電圧は、変圧器3の1次電圧(2次出力電圧
を変圧器の1次/2次の巻線比倍した電圧)に保たれ
る。このスナバ回路は、他のIGBTがオフする時も同
様に動作する。
In this way, the snubber capacitors C1,
The energy stored in C2 is IGBT V1, X respectively
2 is turned on for a part of the period (point in FIG. 2 ~
By turning on the IGBTs X1 and V2,
Capacitor C1 → IGBTTV1 → Primary winding of transformer 3 →
IGBT X1 → path of capacitor C1 and capacitor C2 → IGBT V2 → primary winding of transformer 3 → IGBT
A current flows through the path of X2 → capacitor C2 and is discharged to the secondary side of the transformer 3. At this time, snubber capacitor C
The voltages of 1 and C2 are maintained at the primary voltage of the transformer 3 (the voltage obtained by multiplying the secondary output voltage by the primary / secondary winding ratio of the transformer). This snubber circuit operates similarly when the other IGBTs are turned off.

【0030】図3は本発明の第2の実施例としての構成
を示す。同図においては交流入力電源が電源端子U,
V,Wの3相であり、図1と比較すると、交流入力端子
U,Vに夫々交流リアクトルACL1、ACL2を介し
て接続されたACスイッチ101,102のほかに、こ
のACスイッチと同様な構成のACスイッチ100(1
03が交流入力端子Wに対して新設されている点が異な
る。
FIG. 3 shows a configuration as a second embodiment of the present invention. In the figure, the AC input power supply is the power supply terminal U,
It has three phases of V and W, and in comparison with FIG. 1, in addition to the AC switches 101 and 102 connected to the AC input terminals U and V via the AC reactors ACL1 and ACL2, respectively, a configuration similar to this AC switch. AC switch 100 (1
03 is newly provided for the AC input terminal W.

【0031】すなわちACスイッチ103はダイオード
D9のアノードとダイオードD10のカソードとを接続
してなるダイオードの直列回路と、IGBT U3とI
GBT X3とを直列接続した回路と、IGBT V3
とIGBT Y3とを直接接続した回路と、スナバ用の
コンデンサC3とを全て並列に接続して構成されてい
る。但しIGBT U3〜Y3には夫々還流用のダイオ
ードが逆並列に接続されている。そしてACスイッチ1
03のダイオードD9とダイオードD10の接続点には
交流リアクトルACL3を介して交流端子Wが接続され
ている。
That is, the AC switch 103 has a diode series circuit in which the anode of the diode D9 and the cathode of the diode D10 are connected, and the IGBT U3 and I.
A circuit in which the GBT X3 and the IGBT V3 are connected in series.
And a IGBT Y3 are directly connected to each other, and a snubber capacitor C3 is all connected in parallel. However, IGBTs U3 to Y3 are respectively connected with diodes for freewheeling in antiparallel. And AC switch 1
The AC terminal W is connected to the connection point of the diode D9 and the diode D10 of No. 03 via the AC reactor ACL3.

【0032】またACスイッチ101のIGBT U1
とIGBT X1との接続点、ACスイッチ102のI
GBT U2とIGBT X2との接続点、およびAC
スイッチ103のIGBT U3とIGBT X3との
接続点は共に変圧器3の1次巻線の一方の端子に接続さ
れ、同様にACスイッチ101のIGBT V1とIG
BT Y1との接続点、ACスイッチ102のIGBT
V2とIGBT Y2との接続点、およびACスイッ
チ103のIGBT V3とIGBT Y3との接続点
は共に変圧器3の1次巻線のもう一方の端子に接続され
ている。図3は三相回路に適用するためにACスイッチ
を2個から3個にしただけで、図1と同じ動作をする。
Also, the IGBT U1 of the AC switch 101
And the IGBT X1 connection point, I of the AC switch 102
Connection point between GBT U2 and IGBT X2, and AC
The connection points of the IGBT U3 and the IGBT X3 of the switch 103 are both connected to one terminal of the primary winding of the transformer 3, and similarly, the IGBT V1 and the IG of the AC switch 101 are connected to each other.
Connection point with BT Y1, IGBT of AC switch 102
The connection point between V2 and the IGBT Y2 and the connection point between the AC switch 103 and the IGBT V3 and the IGBT Y3 are both connected to the other terminal of the primary winding of the transformer 3. FIG. 3 has the same operation as that of FIG. 1 except that the number of AC switches is changed from two to three for application to a three-phase circuit.

【0033】図4は、本発明の第3の実施例としての構
成を示す。同図において図1との相違点は、図4におい
ては、ダイオードD5とダイオードD6の接続点と、ダ
イオードD7とダイオードD8の接続点間にコンデンサ
C12を設けた点と、全波整流回路9の正極の出力点と
コンデンサ4との間に直流リアクトル14を新たに接続
した点である。
FIG. 4 shows the configuration of a third embodiment of the present invention. 4 is different from FIG. 1 in that in FIG. 4, a capacitor C12 is provided between the connection point of the diodes D5 and D6, the connection point of the diodes D7 and D8, and the full-wave rectification circuit 9 This is the point where a DC reactor 14 is newly connected between the positive electrode output point and the capacitor 4.

【0034】前述した図1,図3の回路ではACスイッ
チ101〜103により変圧器3の1次巻線の入力端を
短絡したのち、これを開放して交流リアクトルACL1
〜ACL3の蓄積エネルギを変圧器3の2次側に放出さ
せるモードを設けることで、この図1,図3の回路は昇
圧形のコンバータに適しているが、図4および次に述べ
る図5の回路ではコンデンサC12,C23,C31の
存在によって前記の変圧器1次入力端を短絡するモード
は設けることができないので、この図4,図5の回路は
降圧形のコンバータに適している。
In the circuits shown in FIGS. 1 and 3, the input terminals of the primary windings of the transformer 3 are short-circuited by the AC switches 101 to 103 and then opened to open the AC reactor ACL1.
By providing a mode in which the energy stored in ACL3 is discharged to the secondary side of the transformer 3, the circuits of FIGS. 1 and 3 are suitable for a boost converter, but the circuits of FIG. 4 and FIG. The circuit of FIGS. 4 and 5 is suitable for a step-down converter since the mode in which the primary input terminal of the transformer is short-circuited cannot be provided in the circuit due to the presence of the capacitors C12, C23 and C31.

【0035】図5は図4の各部の動作波形を示す。次に
図5を参照しつつ図4の動作を説明する。交流入力が正
の期間、IGBT U1,Y2をオンさせることによ
り、コンデンサC12→ダイオードD5→IGBT U
1→変圧器3→ダイオードD1→直流リアクトル14→
コンデンサ4→ダイオードD4→変圧器3→IGBTY
2→ダイオードD8→コンデンサC12の経路で、変圧
器3に正極の電圧を印加しその2次側に電力を供給す
る。
FIG. 5 shows operation waveforms of each part of FIG. Next, the operation of FIG. 4 will be described with reference to FIG. By turning on the IGBTs U1 and Y2 while the AC input is positive, the capacitor C12 → diode D5 → IGBT U
1 → Transformer 3 → Diode D1 → DC Reactor 14 →
Capacitor 4 → Diode D4 → Transformer 3 → IGBTTY
The voltage of the positive electrode is applied to the transformer 3 via the path of 2 → diode D8 → capacitor C12 to supply power to the secondary side thereof.

【0036】またIGBT V1,X2をオンさせるこ
とにより、コンデンサC12→ダイオードD5→IGB
T V1→変圧器3→ダイオードD2→直流リアクトル
14→コンデンサ4→ダイオードD3→変圧器3→IG
BT X2→ダイオードD8→コンデンサC12の経路
で、変圧器3に負極の電圧を印加し、その2次側に電力
を供給する。また全てのIGBTをオフした時には、直
流リアクトル14に流れていた電流は、直流リアクトル
14→コンデンサ4→ダイオードD3→ダイオードD1
→直流リアクトル14の経路と、直流リアクトル14→
コンデンサ4→ダイオードD4→ダイオードD2→直流
リアクトル14の経路とに流れ変圧器の2次電圧を短絡
させる。
Further, by turning on the IGBTs V1 and X2, the capacitor C12 → diode D5 → IGB
TV1 → transformer 3 → diode D2 → DC reactor 14 → capacitor 4 → diode D3 → transformer 3 → IG
The voltage of the negative electrode is applied to the transformer 3 along the path of BT X2 → diode D8 → capacitor C12 to supply power to the secondary side thereof. Further, when all the IGBTs are turned off, the current flowing in the DC reactor 14 is the DC reactor 14 → capacitor 4 → diode D3 → diode D1.
→ The path of the DC reactor 14 and the DC reactor 14 →
The secondary voltage of the transformer is short-circuited by flowing through the path of the capacitor 4 → the diode D4 → the diode D2 → the DC reactor 14.

【0037】交流電圧が負の期間には、IGBT U1
とX1、V1とY1、U2とX2、V2とY2を交換し
使用するだけで同じ動作となる。このような動作を繰り
返すことにより、変圧器3には交流入力の周波数より高
い周波数の電圧が印加され、高周波絶縁変換を実現して
いる。この回路において例えば、オンしていたIGBT
U1とIGBT Y2を図5の時点でオフすると、
変圧器の漏れインダクタンスλtに蓄えられていたエネ
ルギは、漏れインダクタンスλt→変圧器3→ダイオー
ドD1→ダイオードD2(D2には(直流リアクトル1
4の電流)−(漏れインダクタンスλtの電流)が流れ
導通している)→変圧器3→IGBT V1の還流ダイ
オード→コンデンサC1→IGBT X1の還流ダイオ
ード→漏れインダクタンスλtの経路と、漏れインダク
タンスλt→変圧器3→ダイオードD3(D3には(直
流リアクトル14の電流)−(漏れインダクタンスλt
の電流)が流れ導通している)→ダイオードD4→変圧
器3→IGBT V2の還流ダイオード→コンデンサC
2→IGBT X2の還流ダイオード→漏れインダクタ
ンスλtの経路とに電流が流れることで、コンデンサC
1,C2に吸収される。この時、IGBT U1,IG
BT Y2の電圧は、各々のスナバ用のコンデンサC
1,C2の電圧にクランプされる。
During the period when the AC voltage is negative, the IGBT U1
And X1, V1 and Y1, U2 and X2, and V2 and Y2 are replaced and the same operation is performed. By repeating such an operation, a voltage having a frequency higher than the frequency of the AC input is applied to the transformer 3, and high frequency insulation conversion is realized. In this circuit, for example, the IGBT that was turned on
When U1 and IGBT Y2 are turned off at the time of FIG. 5,
The energy stored in the leakage inductance λt of the transformer is equivalent to the leakage inductance λt → transformer 3 → diode D1 → diode D2 (where D2 is (DC reactor 1
(Current of 4) − (current of leakage inductance λt) is conducting) → transformer 3 → reflux diode of IGBT V1 → capacitor C1 → reflux diode of IGBT X1 → path of leakage inductance λt and leakage inductance λt → Transformer 3 → Diode D3 (for D3, (current of DC reactor 14) − (leakage inductance λt
Current) flows and conducts) → diode D4 → transformer 3 → IGBT V2 freewheeling diode → capacitor C
2 → reflux diode of IGBT X2 → current flows through the path of leakage inductance λt, so that capacitor C
1, absorbed by C2. At this time, IGBT U1, IG
The voltage of BTY2 is the capacitor C for each snubber.
It is clamped to the voltage of 1, C2.

【0038】コンデンサC1,C2に蓄えられたエネル
ギは、IGBT V1,X2がオンしている期間の一部
の期間(図5の時点〜間)、IGBT X1,V2
をオンさせることにより、コンデンサC1→IGBT
V1→変圧器3の1次巻線→IGBT X1→コンデン
サC1の経路と、コンデンサC2→IGBT V2→変
圧器3の1次巻線→IGBT X2→コンデンサC2の
経路とに電流が流れることで、変圧器3の2次側に放出
される。この時、コンデンサC1,C2の電圧は変圧器
3の1次電圧に保たれる。このスナバ回路は、他のIG
BTがオフする時も同様に動作する。
The energy stored in the capacitors C1 and C2 is the IGBT X1 and V2 during a part of the period in which the IGBT V1 and X2 are on (between time points in FIG. 5).
By turning on, the capacitor C1 → IGBT
V1 → primary winding of transformer 3 → IGBT X1 → capacitor C1 path and current flows through a path of capacitor C2 → IGBT V2 → primary winding of transformer 3 → IGBT X2 → capacitor C2, It is discharged to the secondary side of the transformer 3. At this time, the voltage of the capacitors C1 and C2 is maintained at the primary voltage of the transformer 3. This snubber circuit is
The same operation is performed when the BT is turned off.

【0039】図6は本発明の第4の実施例を示す。同図
の図3との相違点は、図6においては、ダイオードD5
とダイオードD6との接続点と、ダイオードD7とダイ
オードD8との接続点間にコンデンサC12を、ダイオ
ードD7とダイオードD8との接続点と、ダイオードD
9とダイオードD10との接続点間にコンデンサC23
を、ダイオードD9とダイオードD10との接続点と、
ダイオードD5とダイオードD6との接続点間にコンデ
ンサC31を夫々接続した点と、全波整流回路9の出力
点とコンデンサ4との間に直流リアクトル14を新たに
接続した点である。図6の動作は三相回路に適用するた
めACスイッチを2個から3個にしただけで図4と同じ
動作をする。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. 6 is different from FIG. 3 in that the diode D5 in FIG.
And a diode D6, a capacitor C12 between the connection point between the diode D7 and the diode D8, a connection point between the diode D7 and the diode D8, and a diode D
Capacitor C23 between the connection point of 9 and diode D10
And a connection point between the diode D9 and the diode D10,
A capacitor C31 is connected between the connection points of the diode D5 and the diode D6, and a DC reactor 14 is newly connected between the output point of the full-wave rectifier circuit 9 and the capacitor 4. Since the operation of FIG. 6 is applied to a three-phase circuit, the operation is the same as that of FIG.

【0040】以上の実施例においてACスイッチ101
〜103のスナバコンデンサC1〜C3に直列に振動減
衰用の抵抗を挿入してもよく、これも本発明に包含され
る。また交流リアクトルACL1〜ACL3はACスイ
ッチ100のスイッチング周波数(従ってキャリア周波
数)が高い場合、交流入力ラインの配線インダクタンス
がこれに置き換わり得るので必須のものではない。
In the above embodiment, the AC switch 101
A resistance for vibration damping may be inserted in series with the snubber capacitors C1 to C3 of No. 103, and this is also included in the present invention. Further, AC reactors ACL1 to ACL3 are not essential because the wiring inductance of the AC input line can be replaced when the switching frequency of AC switch 100 (and therefore the carrier frequency) is high.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、2個直列のダイオード
と、スナバコンデンサ又はスナバコンデンサと抵抗との
直列回路と、4つのスイッチング素子からなる単相ブリ
ッジインバータ回路とを並列接続して1つのACイッチ
を構成し、このACスイッチを交流入力ライン毎に1つ
設けるようにしたので、ACイッチ構成素子のスナバ回
路として、コンデンサまたは抵抗とコンデンサの直列回
路などの一般的なスナバを用いるだけで構成でき、また
スナバの蓄積エネルギの放出回路も新たに必要とせずA
Cイッチ構成素子を介して行うことができるため、従来
のコンバータ回路に比べ、回路が簡素化し、低価格とな
る。また部品点数が減少するため信頼性の向上も達成さ
れる。さらに、ACスイッチの構成素子として、一般に
市販されている上下アームが入った2in1タイプのモ
ジュールが適用できるため、部品コストの低減がはから
れる。
According to the present invention, two series diodes, a series circuit of a snubber capacitor or a snubber capacitor and a resistor, and a single-phase bridge inverter circuit composed of four switching elements are connected in parallel to form one. Since the AC switch is configured and one AC switch is provided for each AC input line, a general snubber such as a capacitor or a series circuit of a resistor and a capacitor can be used as a snubber circuit of the AC switch constituent element. It can be configured and does not require a new snubber energy storage circuit.
Since it can be performed via the C-switch component, the circuit is simpler and the cost is lower than that of the conventional converter circuit. Further, the reliability is improved because the number of parts is reduced. Further, as a component of the AC switch, a generally available 2 in 1 type module having upper and lower arms can be applied, so that the cost of parts can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施例としての構成を示す回路
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration as a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作説明用の各部の波形図FIG. 2 is a waveform diagram of each part for explaining the operation of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例としての構成を示す回路
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration as a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例としての構成を示す回路
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration as a third embodiment of the present invention.

【図5】図4の動作説明用の各部の波形図5 is a waveform diagram of each part for explaining the operation of FIG.

【図6】本発明の第4の実施例としての構成を示す回路
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration as a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来のコンバータの回路図FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional converter.

【図8】図7の動作説明用の各部の波形図8 is a waveform chart of each part for explaining the operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ACL1 交流リアクトル ACL2 交流リアクトル ACL3 交流リアクトル 3 変圧器 4 コンデンサ C12 コンデンサ C23 コンデンサ C31 コンデンサ 9 整流器 14 直流リアクトル 100(101〜103) ACスイッチ ACL1 AC reactor ACL2 AC reactor ACL3 AC reactor 3 Transformer 4 Capacitor C12 Capacitor C23 Capacitor C31 Capacitor 9 Rectifier 14 DC reactor 100 (101-103) AC switch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】N相の交流入力を高周波の交流に変換して
変圧器の1次巻線に印加し、この変圧器の2次電圧を整
流平滑化して直流を作り出すコンバータ回路であって、 同極性の2つのダイオードの直列回路を4つのスイッチ
ング素子からなる単相ブリッジインバータ回路の直流端
子間に、前記ダイオード直列回路のカソードが前記単相
ブリッジインバータ回路の正極端子側となるように並列
に接続し、さらにこの並列回路にスナバコンデンサ、又
はこのスナバコンデンサと抵抗との直列回路を並列に接
続して1つのACスイッチを構成し、 このACスイッチをN個設け、 このN個のACスイッチにおけるダイオード直列回路の
ダイオード同士の各接続点を、夫々直接又は交流リアク
トルを介して前記N相の交流入力の端子に接続し、 前記N個のACスイッチにおける各単相ブリッジインバ
ータ回路の交流出力端子の1方を共に前記変圧器の1次
巻線の1方の端子に接続し、 同じく前記の各単相ブリッジインバータ回路の交流出力
端子の他方を共に前記変圧器の1次巻線の他方の端子に
接続するようにしたことを特徴とするコンバータ回路。
1. A converter circuit for converting an N-phase AC input into a high-frequency AC and applying it to a primary winding of a transformer to rectify and smooth a secondary voltage of the transformer to produce a DC. A series circuit of two diodes of the same polarity is arranged in parallel between the DC terminals of a single-phase bridge inverter circuit composed of four switching elements so that the cathode of the diode series circuit is on the positive terminal side of the single-phase bridge inverter circuit. Connected to this parallel circuit, a snubber capacitor or a series circuit of this snubber capacitor and a resistor is connected in parallel to form one AC switch. N AC switches are provided. Connecting each connection point of the diodes of the diode series circuit to the terminal of the AC input of the N phase directly or via an AC reactor, One of the AC output terminals of each single-phase bridge inverter circuit in each AC switch is connected to one terminal of the primary winding of the transformer, and the AC output terminal of each of the single-phase bridge inverter circuits is also connected. The converter circuit is characterized in that the other terminal is connected to the other terminal of the primary winding of the transformer.
【請求項2】請求項1に記載のコンバータ回路におい
て、前記N個のACスイッチにおけるダイオード直列回
路のダイオード同士の各接続点間にコンデンサを接続し
たことを特徴とするコンバータ回路。
2. The converter circuit according to claim 1, wherein a capacitor is connected between respective connection points of the diodes of the diode series circuit in the N AC switches.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載のコンバー
タ回路において、前記変圧器の1次巻線に前記N相の交
流入力が印加されている期間に、前記ACスイッチにお
ける単相ブリッジインバータ回路の対向アームのスイッ
チング素子を所定期間オンさせ、当該ACスイッチ内の
スナバコンデンサのエネルギを前記変圧器を介してその
2次側に放出させるようにしたことを特徴とするコンバ
ータ回路。
3. The converter circuit according to claim 1, wherein the single-phase bridge inverter in the AC switch is in a period during which the N-phase AC input is applied to the primary winding of the transformer. A converter circuit, wherein a switching element of an opposite arm of the circuit is turned on for a predetermined period of time, and energy of a snubber capacitor in the AC switch is discharged to a secondary side of the snubber capacitor via the transformer.
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