JPH11122952A - 電力変換器の駆動回路の電源 - Google Patents
電力変換器の駆動回路の電源Info
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- JPH11122952A JPH11122952A JP9283342A JP28334297A JPH11122952A JP H11122952 A JPH11122952 A JP H11122952A JP 9283342 A JP9283342 A JP 9283342A JP 28334297 A JP28334297 A JP 28334297A JP H11122952 A JPH11122952 A JP H11122952A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0081—Power supply means, e.g. to the switch driver
Abstract
(57)【要約】
【課題】電力変換器を構成する複数組の半導体スイッチ
それぞれの駆動回路の電源を安定に動作させる。 【解決手段】駆動回路１４の電源に対しては補助直流電
源１５を備え、駆動回路１３の電源に対しては補助電源
回路３１を備え、半導体スイッチ１１，１２それぞれを
オン・オフさせる周波数より十分高い周波数で補助電源
回路３１のＭＯＳＦＥＴ２５，３０を交互にオン・オフ
させる。
それぞれの駆動回路の電源を安定に動作させる。 【解決手段】駆動回路１４の電源に対しては補助直流電
源１５を備え、駆動回路１３の電源に対しては補助電源
回路３１を備え、半導体スイッチ１１，１２それぞれを
オン・オフさせる周波数より十分高い周波数で補助電源
回路３１のＭＯＳＦＥＴ２５，３０を交互にオン・オフ
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主回路直流電源
の正，負極端子間に複数組の半導体スイッチの直列回路
を接続し、それぞれの半導体スイッチをオン・オフさせ
る駆動回路をそれぞれに備えた電力変換器に関する。
の正，負極端子間に複数組の半導体スイッチの直列回路
を接続し、それぞれの半導体スイッチをオン・オフさせ
る駆動回路をそれぞれに備えた電力変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年この種の電力変換器においては、前
記複数組の半導体スイッチとその駆動回路を１個のモジ
ュールに内蔵した所謂インテリジェント・パワー・モジ
ュール（以下、単にＩＰＭと称する）が採用されてい
る。このＩＰＭにおいて、前記半導体スイッチにＭＯＳ
ゲートデバイスを採用することにより駆動回路の低損失
化が図れること、ＩＰＭに対する外部からの接続数を最
小限にすることなどから、前記複数組の駆動回路の電源
をそれぞれ外部から供給することをできる限り省略し、
該電源をＩＰＭ内部で例えば前記主回路直流電源から生
成することが望まれている。
記複数組の半導体スイッチとその駆動回路を１個のモジ
ュールに内蔵した所謂インテリジェント・パワー・モジ
ュール（以下、単にＩＰＭと称する）が採用されてい
る。このＩＰＭにおいて、前記半導体スイッチにＭＯＳ
ゲートデバイスを採用することにより駆動回路の低損失
化が図れること、ＩＰＭに対する外部からの接続数を最
小限にすることなどから、前記複数組の駆動回路の電源
をそれぞれ外部から供給することをできる限り省略し、
該電源をＩＰＭ内部で例えば前記主回路直流電源から生
成することが望まれている。
【０００３】図５は、上記電力変換器として２組の半導
体スイッチの直列回路を採用したインバータの１相分の
回路構成図の従来例を示す。図５において、１は例えば
整流電源などの主回路直流電源、１０は電力変換器を示
し、主回路直流電源１の正極端子は電力変換器１０の端
子Ｐに接続され、同様に主回路直流電源１の負極端子は
電力変換器１０の端子Ｎに接続されている。また、端子
Ｕはインバータの１相分の出力端子である。
体スイッチの直列回路を採用したインバータの１相分の
回路構成図の従来例を示す。図５において、１は例えば
整流電源などの主回路直流電源、１０は電力変換器を示
し、主回路直流電源１の正極端子は電力変換器１０の端
子Ｐに接続され、同様に主回路直流電源１の負極端子は
電力変換器１０の端子Ｎに接続されている。また、端子
Ｕはインバータの１相分の出力端子である。
【０００４】この電力変換器１０はＩＧＢＴとダイオー
ドとを逆並列接続した半導体スイッチ１１および半導体
スイッチ１２と、端子Ｇ1 より入力される駆動信号に基
づいて半導体スイッチ１１をオン・オフさせる周知の技
術による駆動回路１３と、端子Ｇ2 より入力される駆動
信号に基づいて半導体スイッチ１２をオン・オフさせる
周知の技術による駆動回路１４と、抵抗１５ａ，１５ｂ
とバイポーラトランジスタ１５ｃとコンデンサ１５ｄと
定電圧ダイオード１５ｅとからなる駆動回路１４の電源
としての補助直流電源１５と、ダイオード１６ａとコン
デンサ１６ｂとからなる駆動回路１３の電源としての補
助電源回路１６とから構成されている。
ドとを逆並列接続した半導体スイッチ１１および半導体
スイッチ１２と、端子Ｇ1 より入力される駆動信号に基
づいて半導体スイッチ１１をオン・オフさせる周知の技
術による駆動回路１３と、端子Ｇ2 より入力される駆動
信号に基づいて半導体スイッチ１２をオン・オフさせる
周知の技術による駆動回路１４と、抵抗１５ａ，１５ｂ
とバイポーラトランジスタ１５ｃとコンデンサ１５ｄと
定電圧ダイオード１５ｅとからなる駆動回路１４の電源
としての補助直流電源１５と、ダイオード１６ａとコン
デンサ１６ｂとからなる駆動回路１３の電源としての補
助電源回路１６とから構成されている。
【０００５】図５において、補助直流電源１５のコンデ
ンサ１５ｄの両端電圧は定電圧ダイオード１５ｅのツェ
ナー電圧に基づく値となり、補助電源回路１６のコンデ
ンサ１６ｂの両端電圧は、半導体スイッチ１２がオンし
ているときにコンデンサ１５ｄ→ダイオード１６ａ→コ
ンデンサ１６ｂ→半導体スイッチ１２→コンデンサ１５
ｄの経路に流れる電流により、コンデンサ１５ｄの両端
電圧にほぼ等しい値に通常は充電されている。
ンサ１５ｄの両端電圧は定電圧ダイオード１５ｅのツェ
ナー電圧に基づく値となり、補助電源回路１６のコンデ
ンサ１６ｂの両端電圧は、半導体スイッチ１２がオンし
ているときにコンデンサ１５ｄ→ダイオード１６ａ→コ
ンデンサ１６ｂ→半導体スイッチ１２→コンデンサ１５
ｄの経路に流れる電流により、コンデンサ１５ｄの両端
電圧にほぼ等しい値に通常は充電されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した従来の電力変換器１０においては、上述の如く、
必ず半導体スイッチ１２をオンさせないと補助電源回路
１６のコンデンサ１６ｂの両端電圧が確立しないため、
以下に記す，のような難点がある。 ．半導体スイッチ１１をオンさせることから電力変換
器１０を起動しようとしても、補助電源回路１６のコン
デンサ１６ｂの両端電圧が確立していないので、起動で
きないことがある。
示した従来の電力変換器１０においては、上述の如く、
必ず半導体スイッチ１２をオンさせないと補助電源回路
１６のコンデンサ１６ｂの両端電圧が確立しないため、
以下に記す，のような難点がある。 ．半導体スイッチ１１をオンさせることから電力変換
器１０を起動しようとしても、補助電源回路１６のコン
デンサ１６ｂの両端電圧が確立していないので、起動で
きないことがある。
【０００７】．電力変換器１０の運転中の動作モード
として、長時間半導体スイッチ１１のみオン・オフさせ
るようなときには補助電源回路１６のコンデンサ１６ｂ
の両端電圧が徐々に低下し、半導体スイッチ１１がオン
できなくなる恐れがある。この発明の目的は、上記問題
点を解決する電力変換器の駆動回路の電源を提供するこ
とにある。
として、長時間半導体スイッチ１１のみオン・オフさせ
るようなときには補助電源回路１６のコンデンサ１６ｂ
の両端電圧が徐々に低下し、半導体スイッチ１１がオン
できなくなる恐れがある。この発明の目的は、上記問題
点を解決する電力変換器の駆動回路の電源を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この第１の発明は、主回
路直流電源の正，負極端子間に複数組の半導体スイッチ
の直列回路を接続し、それぞれの半導体スイッチをオン
・オフさせる駆動回路をそれぞれに備えた電力変換器で
あって、前記主回路直流電源の負極端子に一端が接続さ
れた半導体スイッチの前記駆動回路の電源としての補助
直流電源を備え、他の半導体スイッチの前記駆動回路に
対して、前記主回路直流電源の正，負極端子間に第１抵
抗と第１トランジスタと第１コンデンサと第２トランジ
スタの直列回路を接続し、前記主回路直流電源の正極端
子と第１トランジスタのベース又はゲート端子間に第２
抵抗を接続し、第１トランジスタのベース又はゲート端
子とエミッタ又はソース端子間に定電圧ダイオードを接
続し、第１コンデンサの両端に第２コンデンサと第３ト
ランジスタの直列回路を接続してなる補助電源回路をそ
れぞれに備え、前記補助電源回路それぞれの第２コンデ
ンサの両端を前記他の駆動回路それぞれの電源とし、前
記それぞれの第２トランジスタと第３トランジスタと
を、前記それぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる
際の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせ
る構成の電力変換器の駆動回路の電源とする。
路直流電源の正，負極端子間に複数組の半導体スイッチ
の直列回路を接続し、それぞれの半導体スイッチをオン
・オフさせる駆動回路をそれぞれに備えた電力変換器で
あって、前記主回路直流電源の負極端子に一端が接続さ
れた半導体スイッチの前記駆動回路の電源としての補助
直流電源を備え、他の半導体スイッチの前記駆動回路に
対して、前記主回路直流電源の正，負極端子間に第１抵
抗と第１トランジスタと第１コンデンサと第２トランジ
スタの直列回路を接続し、前記主回路直流電源の正極端
子と第１トランジスタのベース又はゲート端子間に第２
抵抗を接続し、第１トランジスタのベース又はゲート端
子とエミッタ又はソース端子間に定電圧ダイオードを接
続し、第１コンデンサの両端に第２コンデンサと第３ト
ランジスタの直列回路を接続してなる補助電源回路をそ
れぞれに備え、前記補助電源回路それぞれの第２コンデ
ンサの両端を前記他の駆動回路それぞれの電源とし、前
記それぞれの第２トランジスタと第３トランジスタと
を、前記それぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる
際の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせ
る構成の電力変換器の駆動回路の電源とする。
【０００９】また第２の発明は、主回路直流電源の正，
負極端子間に複数組の半導体スイッチの直列回路を接続
し、それぞれの半導体スイッチをオン・オフさせる駆動
回路をそれぞれに備えた電力変換器であって、前記主回
路直流電源の負極端子に一端が接続された半導体スイッ
チの前記駆動回路の電源としての補助直流電源を備え、
他の半導体スイッチの前記駆動回路に対して、前記補助
直流電源の正，負極端子間にダイオードと第１コンデン
サと第１トランジスタと抵抗の直列回路を接続し、第１
コンデンサの両端に第２コンデンサと第２トランジスタ
の直列回路を接続してなる補助電源回路をそれぞれに備
え、前記補助電源回路それぞれの第２コンデンサの両端
を前記他の駆動回路それぞれの電源とし、前記それぞれ
の第１トランジスタと第２トランジスタとを、前記それ
ぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる際の周波数よ
り十分高い周波数で交互にオン・オフさせる構成の電力
変換器の駆動回路の電源とする。
負極端子間に複数組の半導体スイッチの直列回路を接続
し、それぞれの半導体スイッチをオン・オフさせる駆動
回路をそれぞれに備えた電力変換器であって、前記主回
路直流電源の負極端子に一端が接続された半導体スイッ
チの前記駆動回路の電源としての補助直流電源を備え、
他の半導体スイッチの前記駆動回路に対して、前記補助
直流電源の正，負極端子間にダイオードと第１コンデン
サと第１トランジスタと抵抗の直列回路を接続し、第１
コンデンサの両端に第２コンデンサと第２トランジスタ
の直列回路を接続してなる補助電源回路をそれぞれに備
え、前記補助電源回路それぞれの第２コンデンサの両端
を前記他の駆動回路それぞれの電源とし、前記それぞれ
の第１トランジスタと第２トランジスタとを、前記それ
ぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる際の周波数よ
り十分高い周波数で交互にオン・オフさせる構成の電力
変換器の駆動回路の電源とする。
【００１０】この発明によれば、後述の如く、電力変換
器がいかなる動作状態でも全ての半導体スイッチの駆動
回路の電源が確立している。
器がいかなる動作状態でも全ての半導体スイッチの駆動
回路の電源が確立している。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施例
を示す電力変換器として２組の半導体スイッチの直列回
路を採用したインバータの１相分の回路構成図であり、
図５に示した従来例回路と同一機能を有するものには同
一符号を付している。すなわち図１に示した電力変換器
２０には半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１
４、補助直流電源１５の他に、ダイオート２１，第１抵
抗としての抵抗２２，第１トランジスタとしてのバイポ
ーラトランジスタ２３，第１コンデンサとしてのコンデ
ンサ２４，第２トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ２
５，抵抗２６，第２抵抗としての抵抗２７，定電圧ダイ
オード２８，第２コンデンサとしてのコンデンサ２９，
第３トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ３０からなる補
助電源回路３１と、ＭＯＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ３
０とを半導体スイッチ１１，１２のオン・オフさせる際
の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせる
ための発振回路３２，ＭＯＳＦＥＴ３３，抵抗３４，パ
ルストランス３５，ダイオード３６，反転素子３７から
なる補助駆動回路３８とを備えている。
を示す電力変換器として２組の半導体スイッチの直列回
路を採用したインバータの１相分の回路構成図であり、
図５に示した従来例回路と同一機能を有するものには同
一符号を付している。すなわち図１に示した電力変換器
２０には半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１
４、補助直流電源１５の他に、ダイオート２１，第１抵
抗としての抵抗２２，第１トランジスタとしてのバイポ
ーラトランジスタ２３，第１コンデンサとしてのコンデ
ンサ２４，第２トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ２
５，抵抗２６，第２抵抗としての抵抗２７，定電圧ダイ
オード２８，第２コンデンサとしてのコンデンサ２９，
第３トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ３０からなる補
助電源回路３１と、ＭＯＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ３
０とを半導体スイッチ１１，１２のオン・オフさせる際
の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせる
ための発振回路３２，ＭＯＳＦＥＴ３３，抵抗３４，パ
ルストランス３５，ダイオード３６，反転素子３７から
なる補助駆動回路３８とを備えている。
【００１２】補助直流電源１５を電源とした補助駆動回
路３８の動作を以下に説明する。発振回路３２は半導体
スイッチ１１，１２のオン・オフさせる際の周波数とし
てのキャリア周波数より１０倍程度高い周波数で発振
し、発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのときには反転
素子３７を介したＭＯＳＦＥＴ２５がオン状態となり、
Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオフ状態になり、パルストランス３
５は励磁されないのでＭＯＳＦＥＴ３０はオフ状態とな
る。。また、発振回路３２の出力がＨｉｇｈレベルのと
きには反転素子３７を介したＭＯＳＦＥＴ２５がオフ状
態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオン状態になり、その結
果、パルストランス３５は励磁され、このときパルスト
ランス３５の一次，二次巻線は図示の極性に巻かれてい
ると、ダイオード３６を介してＭＯＳＦＥＴ３０がオン
状態となる。すなわちＭＯＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ
３０とは発振回路３２の出力に基づいて交互にオン・オ
フする。
路３８の動作を以下に説明する。発振回路３２は半導体
スイッチ１１，１２のオン・オフさせる際の周波数とし
てのキャリア周波数より１０倍程度高い周波数で発振
し、発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのときには反転
素子３７を介したＭＯＳＦＥＴ２５がオン状態となり、
Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオフ状態になり、パルストランス３
５は励磁されないのでＭＯＳＦＥＴ３０はオフ状態とな
る。。また、発振回路３２の出力がＨｉｇｈレベルのと
きには反転素子３７を介したＭＯＳＦＥＴ２５がオフ状
態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオン状態になり、その結
果、パルストランス３５は励磁され、このときパルスト
ランス３５の一次，二次巻線は図示の極性に巻かれてい
ると、ダイオード３６を介してＭＯＳＦＥＴ３０がオン
状態となる。すなわちＭＯＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ
３０とは発振回路３２の出力に基づいて交互にオン・オ
フする。
【００１３】次に、補助電源回路３１の動作を以下に説
明する。先ず、補助駆動回路３８の動作に基づきＭＯＳ
ＦＥＴ２５がオン、ＭＯＳＦＥＴ３０がオフの状態で
は、半導体スイッチ１１がオン，半導体スイッチ１２が
オフのとき、または半導体スイッチ１１がオフ，半導体
スイッチ１２がオンのとき、または半導体スイッチ１
１，１２が共にオフのときのいずれの場合にもコンデン
サ２４が定電圧ダイオード２８のツェナー電圧に基づく
値まで充電される。
明する。先ず、補助駆動回路３８の動作に基づきＭＯＳ
ＦＥＴ２５がオン、ＭＯＳＦＥＴ３０がオフの状態で
は、半導体スイッチ１１がオン，半導体スイッチ１２が
オフのとき、または半導体スイッチ１１がオフ，半導体
スイッチ１２がオンのとき、または半導体スイッチ１
１，１２が共にオフのときのいずれの場合にもコンデン
サ２４が定電圧ダイオード２８のツェナー電圧に基づく
値まで充電される。
【００１４】なお、半導体スイッチ１２がオンのときに
端子Ｐ→ダイオード２１，抵抗２２，バイポーラトラン
ジスタ２３→コンデンサ２９→半導体スイッチ１２→端
子Ｎの経路にも電流が流れるが通常は抵抗２６の電圧降
下が僅かであり、また前述の如く、ＭＯＳＦＥＴ２５と
ＭＯＳＦＥＴ３０とを半導体スイッチ１１，１２のオン
・オフさせる際の周波数より十分高い周波数で交互にオ
ン・オフさせるので、このときのコンデンサ２９の両端
電圧のコンデンサ２４の両端電圧よりの上昇分は僅かで
ある。また、抵抗２６はこの電力変換器２０のＰ，Ｎ端
子間に電圧が充電された直後の過電流を抑制し、さらに
ダイオード２１は半導体スイッチ１１がオンのときのコ
ンデンサ２４，２９の蓄積電荷の逆流を防止している。
端子Ｐ→ダイオード２１，抵抗２２，バイポーラトラン
ジスタ２３→コンデンサ２９→半導体スイッチ１２→端
子Ｎの経路にも電流が流れるが通常は抵抗２６の電圧降
下が僅かであり、また前述の如く、ＭＯＳＦＥＴ２５と
ＭＯＳＦＥＴ３０とを半導体スイッチ１１，１２のオン
・オフさせる際の周波数より十分高い周波数で交互にオ
ン・オフさせるので、このときのコンデンサ２９の両端
電圧のコンデンサ２４の両端電圧よりの上昇分は僅かで
ある。また、抵抗２６はこの電力変換器２０のＰ，Ｎ端
子間に電圧が充電された直後の過電流を抑制し、さらに
ダイオード２１は半導体スイッチ１１がオンのときのコ
ンデンサ２４，２９の蓄積電荷の逆流を防止している。
【００１５】次に、補助駆動回路３８の動作に基づきＭ
ＯＳＦＥＴ２５がオフ、ＭＯＳＦＥＴ３０がオンの状態
では、コンデンサ２４→コンデンサ２９→ＭＯＳＦＥＴ
３０→コンデンサ２４の経路の電流により、コンデンサ
２９の両端電圧はコンデンサ２４の両端電圧とほぼ等し
い値となる。すなわちコンデンサ２９の両端を駆動回路
１３の電源とすることにより、半導体スイッチ１１，１
２のオン・オフ状態と関係なく、コンデンサ２９の両端
電圧はぼぼ一定の値となる。
ＯＳＦＥＴ２５がオフ、ＭＯＳＦＥＴ３０がオンの状態
では、コンデンサ２４→コンデンサ２９→ＭＯＳＦＥＴ
３０→コンデンサ２４の経路の電流により、コンデンサ
２９の両端電圧はコンデンサ２４の両端電圧とほぼ等し
い値となる。すなわちコンデンサ２９の両端を駆動回路
１３の電源とすることにより、半導体スイッチ１１，１
２のオン・オフ状態と関係なく、コンデンサ２９の両端
電圧はぼぼ一定の値となる。
【００１６】図２は、この発明の第２の実施例を示す電
力変換器として２組の半導体スイッチの直列回路を採用
したインバータの１相分の回路構成図であり、図１に示
した第１の実施例回路と同一機能を有するものには同一
符号を付している。すなわち図２に示した電力変換器４
０には半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１
４、補助直流電源１５の他に、ダイオート２１，抵抗２
２，バイポーラトランジスタ２３，コンデンサ２４，Ｍ
ＯＳＦＥＴ２５，抵抗２６，抵抗２７，定電圧ダイオー
ド２８，コンデンサ２９，第３トランジスタとしてのＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａからなる補助電源回路３１ａと、ＭＯ
ＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ３０とを交互にオン・オフ
させるための発振回路３２，ＭＯＳＦＥＴ３３，抵抗３
４，反転素子３７，定電圧ダイオード４１，抵抗４２か
らなる補助駆動回路４３とを備えている。
力変換器として２組の半導体スイッチの直列回路を採用
したインバータの１相分の回路構成図であり、図１に示
した第１の実施例回路と同一機能を有するものには同一
符号を付している。すなわち図２に示した電力変換器４
０には半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１
４、補助直流電源１５の他に、ダイオート２１，抵抗２
２，バイポーラトランジスタ２３，コンデンサ２４，Ｍ
ＯＳＦＥＴ２５，抵抗２６，抵抗２７，定電圧ダイオー
ド２８，コンデンサ２９，第３トランジスタとしてのＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａからなる補助電源回路３１ａと、ＭＯ
ＳＦＥＴ２５とＭＯＳＦＥＴ３０とを交互にオン・オフ
させるための発振回路３２，ＭＯＳＦＥＴ３３，抵抗３
４，反転素子３７，定電圧ダイオード４１，抵抗４２か
らなる補助駆動回路４３とを備えている。
【００１７】この補助電源回路３１ａは図示の如くＰチ
ャネルのＭＯＳＦＥＴ３０ａとすることにより、補助駆
動回路４３の発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのとき
にはＭＯＳＦＥＴ２５がオン状態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ
３３はオフ状態になり、その結果、抵抗４２を介したＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａのゲート端子は逆バイアスとなりＭＯ
ＳＦＥＴ３０ａがオフ状態となる。また、発振回路３２
の出力がＨｉｇｈレベルのときにはＭＯＳＦＥＴ２５が
オフ状態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオン状態になり、
その結果、定電圧ダイオード４１，抵抗４２を介したＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａのゲート端子が順バイアスとなりＭＯ
ＳＦＥＴ３０ａはオン状態となる。すなわちＭＯＳＦＥ
Ｔ２５とＭＯＳＦＥＴ３０ａとは発振回路３２の出力に
基づいて交互にオン・オフする。
ャネルのＭＯＳＦＥＴ３０ａとすることにより、補助駆
動回路４３の発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのとき
にはＭＯＳＦＥＴ２５がオン状態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ
３３はオフ状態になり、その結果、抵抗４２を介したＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａのゲート端子は逆バイアスとなりＭＯ
ＳＦＥＴ３０ａがオフ状態となる。また、発振回路３２
の出力がＨｉｇｈレベルのときにはＭＯＳＦＥＴ２５が
オフ状態となり、Ｍ０ＳＦＥＴ３３はオン状態になり、
その結果、定電圧ダイオード４１，抵抗４２を介したＭ
ＯＳＦＥＴ３０ａのゲート端子が順バイアスとなりＭＯ
ＳＦＥＴ３０ａはオン状態となる。すなわちＭＯＳＦＥ
Ｔ２５とＭＯＳＦＥＴ３０ａとは発振回路３２の出力に
基づいて交互にオン・オフする。
【００１８】なお、補助電源回路３１ａの動作は、先述
の図１に示した補助電源回路３０の動作と同様なので、
その詳細説明を省略する。図３は、この発明の第３の実
施例を示す電力変換器として２組の半導体スイッチの直
列回路を採用したインバータの１相分の回路構成図であ
り、図１に示した第１の実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付している。
の図１に示した補助電源回路３０の動作と同様なので、
その詳細説明を省略する。図３は、この発明の第３の実
施例を示す電力変換器として２組の半導体スイッチの直
列回路を採用したインバータの１相分の回路構成図であ
り、図１に示した第１の実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付している。
【００１９】すなわち図３に示した電力変換器５０には
半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１４、補助
直流電源１５の他に、ダイオード５１，第１コンデンサ
としてのコンデンサ５２，第１トランジスタとしてのＭ
ＯＳＦＥＴ５３，抵抗５４，第２コンデンサとしてのコ
ンデンサ５５，第２トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ
５６からなる補助電源回路５７と、補助駆動回路３８と
を備えている。
半導体スイッチ１１，１２、駆動回路１３，１４、補助
直流電源１５の他に、ダイオード５１，第１コンデンサ
としてのコンデンサ５２，第１トランジスタとしてのＭ
ＯＳＦＥＴ５３，抵抗５４，第２コンデンサとしてのコ
ンデンサ５５，第２トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ
５６からなる補助電源回路５７と、補助駆動回路３８と
を備えている。
【００２０】この補助電源回路３１の動作を以下に説明
する。先ず、補助駆動回路３８の動作に基づきＭＯＳＦ
ＥＴ５３がオン、ＭＯＳＦＥＴ５６がオフの状態では、
半導体スイッチ１１がオン，半導体スイッチ１２がオフ
のとき、または半導体スイッチ１１がオフ，半導体スイ
ッチ１２がオンのとき、または半導体スイッチ１１，１
２が共にオフのときのいずれの場合にもコンデンサ５２
が、コンデンサ１５ｄの両端電圧までダイオード５１を
介して充電される。このとき抵抗５４はこの電力変換器
５０の動作直後の過電流を抑制する。
する。先ず、補助駆動回路３８の動作に基づきＭＯＳＦ
ＥＴ５３がオン、ＭＯＳＦＥＴ５６がオフの状態では、
半導体スイッチ１１がオン，半導体スイッチ１２がオフ
のとき、または半導体スイッチ１１がオフ，半導体スイ
ッチ１２がオンのとき、または半導体スイッチ１１，１
２が共にオフのときのいずれの場合にもコンデンサ５２
が、コンデンサ１５ｄの両端電圧までダイオード５１を
介して充電される。このとき抵抗５４はこの電力変換器
５０の動作直後の過電流を抑制する。
【００２１】次に、補助駆動回路３８の動作に基づきＭ
ＯＳＦＥＴ５３がオフ、ＭＯＳＦＥＴ５６がオンの状態
では、コンデンサ５２→コンデンサ５５→ＭＯＳＦＥＴ
５６→コンデンサ５２の経路の電流により、コンデンサ
５５の両端電圧はコンデンサ５２の両端電圧とほぼ等し
い値となる。すなわちコンデンサ５２の両端を駆動回路
１３の電源とすることにより、半導体スイッチ１１，１
２のオン・オフ状態と関係なく、コンデンサ５２の両端
電圧はぼぼ一定の値となる。
ＯＳＦＥＴ５３がオフ、ＭＯＳＦＥＴ５６がオンの状態
では、コンデンサ５２→コンデンサ５５→ＭＯＳＦＥＴ
５６→コンデンサ５２の経路の電流により、コンデンサ
５５の両端電圧はコンデンサ５２の両端電圧とほぼ等し
い値となる。すなわちコンデンサ５２の両端を駆動回路
１３の電源とすることにより、半導体スイッチ１１，１
２のオン・オフ状態と関係なく、コンデンサ５２の両端
電圧はぼぼ一定の値となる。
【００２２】図４は、この発明の第４の実施例を示す電
力変換器として２組の半導体スイッチの直列回路を採用
したインバータの１相分の回路構成図であり、図２に示
した第２の実施例回路および図３に示した第３の実施例
回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。図４に示した電力変換器６０には半導体スイッチ１
１，１２、駆動回路１３，１４、補助直流電源１５の他
に、ダイオード５１，コンデンサ５２，ＭＯＳＦＥＴ５
３，抵抗５４，コンデンサ５５，第２トランジスタとし
てのＭＯＳＦＥＴ５６ａからなる補助電源回路５７ａ
と、補助駆動回路４３とを備えている。
力変換器として２組の半導体スイッチの直列回路を採用
したインバータの１相分の回路構成図であり、図２に示
した第２の実施例回路および図３に示した第３の実施例
回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。図４に示した電力変換器６０には半導体スイッチ１
１，１２、駆動回路１３，１４、補助直流電源１５の他
に、ダイオード５１，コンデンサ５２，ＭＯＳＦＥＴ５
３，抵抗５４，コンデンサ５５，第２トランジスタとし
てのＭＯＳＦＥＴ５６ａからなる補助電源回路５７ａ
と、補助駆動回路４３とを備えている。
【００２３】この補助電源回路５７ａは図示の如くＰチ
ャネルのＭＯＳＦＥＴ５６ａとすることにより、補助駆
動回路４３の発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのとき
にはＭＯＳＦＥＴ５３がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ
５６ａがオフ状態となる。また、発振回路３２の出力が
ＨｉｇｈレベルのときにはＭＯＳＦＥＴ５３がオフ状態
となり、ＭＯＳＦＥＴ３０ａはオン状態となる。すなわ
ちＭＯＳＦＥＴ５３とＭＯＳＦＥＴ５６ａとは発振回路
３２の出力に基づいて交互にオン・オフする。
ャネルのＭＯＳＦＥＴ５６ａとすることにより、補助駆
動回路４３の発振回路３２の出力がＬｏｗレベルのとき
にはＭＯＳＦＥＴ５３がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ
５６ａがオフ状態となる。また、発振回路３２の出力が
ＨｉｇｈレベルのときにはＭＯＳＦＥＴ５３がオフ状態
となり、ＭＯＳＦＥＴ３０ａはオン状態となる。すなわ
ちＭＯＳＦＥＴ５３とＭＯＳＦＥＴ５６ａとは発振回路
３２の出力に基づいて交互にオン・オフする。
【００２４】なお、補助電源回路５７ａの動作は、先述
の図３に示した補助電源回路５７の動作と同様なので、
その詳細説明を省略する。上述のこの発明の実施例回路
の説明では、２組の半導体スイッチの直列回路を採用し
たインバータの１相分について述べたが、前記半導体ス
イッチの直列回路３組をブリッジ接続した三相インバー
タにおいては、各アームの下アームの半導体スイッチそ
れぞれの駆動回路に対して共通に１組の前記補助直流電
源を備え、上アームの半導体スイッチそれぞれの駆動回
路については、前記補助電源回路を個別に３組備えれば
よい。
の図３に示した補助電源回路５７の動作と同様なので、
その詳細説明を省略する。上述のこの発明の実施例回路
の説明では、２組の半導体スイッチの直列回路を採用し
たインバータの１相分について述べたが、前記半導体ス
イッチの直列回路３組をブリッジ接続した三相インバー
タにおいては、各アームの下アームの半導体スイッチそ
れぞれの駆動回路に対して共通に１組の前記補助直流電
源を備え、上アームの半導体スイッチそれぞれの駆動回
路については、前記補助電源回路を個別に３組備えれば
よい。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、上述の如く、電力変
換器がいかなる動作状態でも全ての半導体スイッチの駆
動回路の電源を確立させることができるので、動作信頼
性の高い電力変換器が提供できる。特に、第２，第４の
実施例回路はパルストランスのような磁気回路部品を含
まないので、この電力変換器をインテリジェント・パワ
ー・モジュール（ＩＰＭ）にするのに好適である。
換器がいかなる動作状態でも全ての半導体スイッチの駆
動回路の電源を確立させることができるので、動作信頼
性の高い電力変換器が提供できる。特に、第２，第４の
実施例回路はパルストランスのような磁気回路部品を含
まないので、この電力変換器をインテリジェント・パワ
ー・モジュール（ＩＰＭ）にするのに好適である。
【図１】この発明の第１の実施例を示す電力変換器の回
路構成図
路構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示す電力変換器の回
路構成図
路構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示す電力変換器の回
路構成図
路構成図
【図４】この発明の第４の実施例を示す電力変換器の回
路構成図
路構成図
【図５】従来例を示す電力変換器の回路構成図
１…主回路直流電源、１０…電力変換器、１１，１２…
半導体スイッチ、１３，１４…駆動回路、１５…補助直
流電源、１５ａ，１５ｂ…抵抗、１５ｃ…バイポーラト
ランジスタ、１５ｄ…コンデンサ、１６…補助電源回
路、１６ａ…ダイオード、１６ｂ…コンデンサ、２０…
電力変換器、２１…ダイオート、２２…抵抗、２３…バ
イポーラトランジスタ、２４…コンデンサ、２５…ＭＯ
ＳＦＥＴ、２６，２７…抵抗、２８…定電圧ダイオー
ド、２９…コンデンサ２９、３０，３０ａ…ＭＯＳＦＥ
Ｔ、３１，３１ａ…補助電源回路、３２…発振回路、３
３…ＭＯＳＦＥＴ、３４…抵抗、３５…パルストラン
ス、３６…ダイオード、３７…反転素子、３８…補助駆
動回路、４０…電力変換器、４１…定電圧ダイオード、
４２…抵抗、４３…補助駆動回路、５０…電力変換器、
５１…ダイオード、５２…コンデンサ、５３…ＭＯＳＦ
ＥＴ、５４…抵抗、５５…コンデンサ、５６，５６ａ…
ＭＯＳＦＥＴ、５７，５７ａ…補助電源回路、６０…電
力変換器。
半導体スイッチ、１３，１４…駆動回路、１５…補助直
流電源、１５ａ，１５ｂ…抵抗、１５ｃ…バイポーラト
ランジスタ、１５ｄ…コンデンサ、１６…補助電源回
路、１６ａ…ダイオード、１６ｂ…コンデンサ、２０…
電力変換器、２１…ダイオート、２２…抵抗、２３…バ
イポーラトランジスタ、２４…コンデンサ、２５…ＭＯ
ＳＦＥＴ、２６，２７…抵抗、２８…定電圧ダイオー
ド、２９…コンデンサ２９、３０，３０ａ…ＭＯＳＦＥ
Ｔ、３１，３１ａ…補助電源回路、３２…発振回路、３
３…ＭＯＳＦＥＴ、３４…抵抗、３５…パルストラン
ス、３６…ダイオード、３７…反転素子、３８…補助駆
動回路、４０…電力変換器、４１…定電圧ダイオード、
４２…抵抗、４３…補助駆動回路、５０…電力変換器、
５１…ダイオード、５２…コンデンサ、５３…ＭＯＳＦ
ＥＴ、５４…抵抗、５５…コンデンサ、５６，５６ａ…
ＭＯＳＦＥＴ、５７，５７ａ…補助電源回路、６０…電
力変換器。
Claims (2)
- 【請求項１】主回路直流電源の正，負極端子間に複数組
の半導体スイッチの直列回路を接続し、それぞれの半導
体スイッチをオン・オフさせる駆動回路をそれぞれに備
えた電力変換器であって、 前記主回路直流電源の負極端子に一端が接続された半導
体スイッチの前記駆動回路の電源としての補助直流電源
を備え、 他の半導体スイッチの前記駆動回路に対して、前記主回
路直流電源の正，負極端子間に第１抵抗と第１トランジ
スタと第１コンデンサと第２トランジスタの直列回路を
接続し、前記主回路直流電源の正極端子と第１トランジ
スタのベース又はゲート端子間に第２抵抗を接続し、第
１トランジスタのベース又はゲート端子とエミッタ又は
ソース端子間に定電圧ダイオードを接続し、第１コンデ
ンサの両端に第２コンデンサと第３トランジスタの直列
回路を接続してなる補助電源回路をそれぞれに備え、 前記補助電源回路それぞれの第２コンデンサの両端を前
記他の駆動回路それぞれの電源とし、 前記それぞれの第２トランジスタと第３トランジスタと
を、前記それぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる
際の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせ
ることを特徴とする電力変換器の駆動回路の電源。 - 【請求項２】主回路直流電源の正，負極端子間に複数組
の半導体スイッチの直列回路を接続し、それぞれの半導
体スイッチをオン・オフさせる駆動回路をそれぞれに備
えた電力変換器であって、 前記主回路直流電源の負極端子に一端が接続された半導
体スイッチの前記駆動回路の電源としての補助直流電源
を備え、 他の半導体スイッチの前記駆動回路に対して、前記補助
直流電源の正，負極端子間にダイオードと第１コンデン
サと第１トランジスタと抵抗の直列回路を接続し、第１
コンデンサの両端に第２コンデンサと第２トランジスタ
の直列回路を接続してなる補助電源回路をそれぞれに備
え、 前記補助電源回路それぞれの第２コンデンサの両端を前
記他の駆動回路それぞれの電源とし、 前記それぞれの第１トランジスタと第２トランジスタと
を、前記それぞれの半導体スイッチのオン・オフさせる
際の周波数より十分高い周波数で交互にオン・オフさせ
ることを特徴とする電力変換器の駆動回路の電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283342A JPH11122952A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電力変換器の駆動回路の電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283342A JPH11122952A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電力変換器の駆動回路の電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122952A true JPH11122952A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17664253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9283342A Pending JPH11122952A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 電力変換器の駆動回路の電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11122952A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018821A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Fuji Electric Co Ltd | ゲート駆動回路 |
| WO2011114816A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| CN102412755A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 雅达电子国际有限公司 | 具有辅助功率电路的开关功率转换器和控制器 |
| CN104981370B (zh) * | 2013-02-19 | 2017-05-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于能量存储器装置的能量存储器模块的内部能量供给装置和具有其的能量存储器装置 |
-
1997
- 1997-10-16 JP JP9283342A patent/JPH11122952A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018821A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Fuji Electric Co Ltd | ゲート駆動回路 |
| WO2011114816A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| JP2011193615A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN102771038A (zh) * | 2010-03-15 | 2012-11-07 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置 |
| CN102771038B (zh) * | 2010-03-15 | 2015-07-01 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置 |
| CN102412755A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 雅达电子国际有限公司 | 具有辅助功率电路的开关功率转换器和控制器 |
| CN104981370B (zh) * | 2013-02-19 | 2017-05-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于能量存储器装置的能量存储器模块的内部能量供给装置和具有其的能量存储器装置 |
| US9843075B2 (en) | 2013-02-19 | 2017-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Internal energy supply of energy storage modules for an energy storage device, and energy storage device with such an internal energy supply |
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