JPH11136947A - コンバータ回路装置 - Google Patents

コンバータ回路装置

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JPH11136947A JP10235271A JP23527198A JPH11136947A JP H11136947 A JPH11136947 A JP H11136947A JP 10235271 A JP10235271 A JP 10235271A JP 23527198 A JP23527198 A JP 23527198A JP H11136947 A JPH11136947 A JP H11136947A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保護回路を有するコンバータ回路装置を提供
する。 【解決手段】 コンバータ回路装置は、整流器、中間回
路（４）、及びそれに接続されているインバータ（９）
を有する。障害及び過電圧から回路を保護するために、
特定的にはバリスタからなる保護回路が、整流器の２つ
の部分整流器の間に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力エレクトロニク
スの分野に関する。詳述すれば、本発明は、特許請求の
範囲の請求項１に記載されているように、特定的には 1
2 パルストポロジを有する整流器、及び中間回路を通し
て下流に接続されているインバータを有するコンバータ
回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な型のコンバータ回路装置は、特
定的には 12 パルストポロジを有し、直流中間回路に給
電する整流器を含んでいる。整流器は、交流電源のＹ回
路に接続されている第１の部分整流器と、交流電源のΔ
回路に接続されている第２の部分整流器とを備えてい
る。例えば、下流のコンバータに給電する直流中間回路
をこれらの部分整流器に接続することができる。 12 パ
ルストポロジを使用すると、極めて小さいリップルを特
徴とする直流電圧が得られる。直流中間回路の下流に接
続されているのは、例えば３点インバータの形状である
ことができるインバータである。この回路配列内の構成
要素は、整流器、電源、またはインバータ内の種々の障
害に対して保護されなければならない。即ち、中間回路
のコンデンサは過充電されてはならない。整流器内の半
導体が故障した場合には、それによる損害を最小に制限
しなければならない。同じことは、インバータ半導体の
障害にも言える。最後に、何等の損害も与えることな
く、電源の高い過電圧にも対処できるようにすべきであ
る。
【０００３】
【発明の概要】従って、本発明の一目的は、上述した整
流器、電源、またはインバータの障害に対して確実に保
護することができる新しいコンバータ回路装置を提供す
ることである。この目的は、独立請求項に記載の特色に
よって達成される。本発明の本質は、整流器の２つの部
分整流器と、直流中間回路内の中心電位との間に接続さ
れる保護回路である。一実施例は、保護回路が、特定的
にはバリスタまたは関連する素子の形状の電圧リミタ素
子を有していることを特徴としている。若干の電圧リミ
タ素子は、スイッチオン及びオフさせることもできる。
以下に添付図面を参照して特定の実施の形態を説明する
が、この説明から本発明及びその長所が完全に理解され
よう。
【０００４】
【実施の形態】図１に、本発明の実施の形態の回路図を
示す。図の右側に３点インバータ９が示されており、正
接続５、負接続６、及び中心電位接続８を有する中間回
路４を介して 12 パルス整流器１、２から給電されてい
る。中間回路４は、特定的にはコンデンサバンクＣ１、
Ｃ２を含み、整流器９は過大な大電流及び電圧の攻撃か
ら回路網によって保護される。整流器は２つの部分整流
器１、２からなり、第１の部分整流器１は交流電源３の
Ｙ回路に接続され、第２の部分整流器２は交流電源３の
Δ回路に接続されている。従って、整流器は公知の 12
パルストポロジを有している。例えばＧＴＯのような半
導体スイッチの他に、インバータ９は２つの限流用イン
ダクタＬｓ１、Ｌｓ２、２つの抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２、２
つの回路ダイオードＶｃｌ１、Ｖｃｌ２、及び２つの回
路コンデンサＣｃｌ１、Ｃｃｌ２を有する回路網をも含
んでいる。
【０００５】本発明によれば、２つの部分整流器１及び
２と、中心電位接続８との間に保護回路７が接続され
る。この保護回路は、特定的にはバリスタの形状の電圧
リミタ素子Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を含んでいる。第１の電圧
リミタ素子Ｖ１は、一方の側が第１の部分整流器１に、
また他方の側が共通ノード１０に接続されている。第２
の電圧リミタ素子Ｖ２は、一方の側が第２の部分整流器
２に、また他方の側が共通ノード１０に接続されてい
る。第３の電圧リミタ素子Ｖ３は、中心電位接続８と共
通ノード１０との間に接続されている。第１及び第２の
電圧リミタ素子Ｖ１及びＶ２は、例えばそれらと並列に
スイッチＳ１またはＳ２を接続することによって、それ
らをスイッチオン及びスイッチオフできるように設計す
ることができる。
【０００６】この回路は以下のように動作する。 １．中間回路充電プロセス；保護回路は、直流中間回路
４のコンデンサバンクＣ１、Ｃ２の望ましくない過充電
を確実に防ぐ。充電プロセスは以下のように行われる。 −電源主スイッチ（図示してない）が閉じる。スイッチ
Ｓ１及びＳ２は、中間回路電圧Ｕｚｋが安定状態に到達
するまでは開かれたままである。電圧リミタＶ１及びＶ
２が正しく設計されていれば、これは無負荷電圧Ｕｚｋ
０よりもかなり低い。 −スイッチＳ１が閉じる。中間回路電圧Ｕｚｋ１が増加
するが、電圧リミタＶ３が制限効果を有しているので無
負荷電圧Ｕｚｋ１０には到達しない。 −Ｓ１が開き、Ｓ２が閉じる。中間回路電圧Ｕｚｋ２が
増加するが、電圧リミタＶ３が制限効果を有しているの
で無負荷電圧Ｕｚｋ２０には到達しない。 −Ｓ１が再度閉じる。Ｖ３が適切に設計されていれば、
中間回路電圧は極く僅かに、しきい値電圧の大きさまで
オーバシュートする。 ２．整流器ダイオードの障害；もし整流器ダイオードに
障害が発生すれば、リミタＶ３がこれにより発生する短
絡回路電流を制限し、結果として生ずる有害な障害を防
ぐ。これは障害を起こした半導体の全負荷間隔を超過す
るのを防ぐ。隣接する整流器が結果的に障害を起こすの
を回避するためには、短絡回路通路内の寄生インダクタ
ンスを互いに整合させなければならない。レギュレータ
またはコントローラによって障害を検出することなく、
保護機能が保証される。 ３．インバータ内の半導体の障害；中間回路４の一方の
半分（例えば、Ｃ１）に短絡を生じさせ得るインバータ
内の半導体の障害の場合には、保護回路は結果的に生ず
る危険な障害を防ぐ。これは、障害が検出されると直ち
にスイッチＳ１及びＳ２を開くことによって行われる。
これは、障害後の数マイクロ秒以内に行わなければなら
ない。一旦中間回路のコンデンサの関連する半分（例え
ば、Ｃ１）が放電してしまうと、Ｖ１はその電流に関係
する負電圧を限流用インダクタＬｓ1 内に発生させる。
Ｖ１を適切に設計することによって、それは短絡回路内
に含まれる全ての半導体の全負荷間隔を越えることがで
きる。
【０００７】この場合、今度はインバータ９内に短絡が
存在する。従って、電源３は、電源ヒューズが溶断する
か、または主スイッチを開くまで部分整流器１を通して
短絡通路内に短絡電流を供給する。リミタＶ１のエネル
ギ吸収容量に対する要求を減少させるために、Ｃ１とＬ
ｓ１との間の振動が減衰した後にスイッチＳ１及びＳ２
を再度閉じることができる。勿論、Ｃ２の領域内の障害
に対して、及び２つの中間回路コンデンサＣ１及びＣ２
の短絡に対して、同じように解析することができる。最
後の場合には、両リミタＶ１及びＶ２が動作するように
なる。 ４．中間回路を受容できない程過負荷にする電源過電
圧；中間回路が過電圧の場合、スイッチＳ１及びＳ２が
閉じる。これにより、電源が異常に高い過電圧の場合で
あってさえ、中間回路の危険な過負荷を効果的に防ぐ。
【０００８】総合的に言えば、本発明は、コンバータ回
路配列を信頼できるように動作させることを保証する。
更にこの所要保護回路は簡単な設計であり、且つ他の多
くの回路素子、特定的には整流器を救うことができる。
明らかに、以上の説明から本発明の多くの変更及び変形
が可能である。従って本発明は特許請求の範囲内におい
て以上の説明以外に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンバータ回路装置の回路図であ
る。
【符号の説明】
１、２ 部分整流器 ３ 交流電源 ４ 中間回路 ５ 正接続 ６ 負接続 ７ 保護回路 ８ 中心電位 ９ インバータ １０ 共通ノード Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 電圧リミタ素子 Ｓ１、Ｓ２ スイッチ Ｕｚｋ 中間回路電圧 Ｕｚｋ１、Ｕｚｋ２ 中間回路部分電圧 Ｃ１、Ｃ２ 中間回路コンデンサ Ｒｓ１、Ｒｓ２ 回路抵抗 Ｌｓ１、Ｌｓ２ 限流インダクタ Ｃｃｌ１、Ｃｃｌ２ 回路コンデンサ Ｖｃｌ１、Ｖｃｌ２ 回路ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨッヘン レース ドイツ連邦共和国 デー79761 ヴァルツ フット ティーンゲン ベルクシュトラー セ 43

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンバータ回路装置において、 整流器（１、２）を備え、上記整流器は、特定的には 1
    2 パルストポロジを有し、第１の部分整流器（１）及び
    第２の部分整流器（２）を有し、これらの部分整流器は
    交流電源（３）に接続されていて直流中間回路（４）に
    給電し、上記第１の部分整流器（１）は上記直流中間回
    路（４）の正接続（５）に接続され、上記第２の部分整
    流器（２）は上記直流中間回路（４）の負接続（６）に
    接続されており、 上記直流中間回路（４）に接続されているインバータ
    （９）を更に備え、 上記２つの部分整流器（１、２）と、上記直流中間回路
    （４）の中心電位（８）との間に、保護回路（７）が接
    続されていることを特徴とすることを特徴とするコンバ
    ータ回路装置。
  2. 【請求項２】 上記保護回路（７）は、第１、第２、及
    び第３の電圧リミタ素子（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）を含み、
    上記第１の電圧リミタ素子（Ｖ１）の一方の側は上記第
    １の部分整流器（１）に接続され、上記第２の電圧リミ
    タ素子（Ｖ２）の一方の側は上記第２の部分整流器
    （２）に接続され、上記第３の電圧リミタ素子（Ｖ３）
    の一方の側は上記中心電位（８）に接続され、そして上
    記３つの全ての電圧リミタ素子の他方の側は共通ノード
    （１０）に接続されている請求項１に記載のコンバータ
    回路装置。
  3. 【請求項３】 上記第１及び第２の電圧リミタ素子（Ｖ
    １、Ｖ２）は、スイッチオン及びスイッチオフ可能であ
    る請求項２に記載のコンバータ回路装置。
  4. 【請求項４】 上記電圧リミタ素子（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
    ３）は、バリスタ、または関連する電流／電圧特性を有
    する他の素子からなる請求項２または３に記載のコンバ
    ータ回路装置。
  5. 【請求項５】 上記第１及び第２の電圧リミタ素子（Ｖ
    １、Ｖ２）のバリスタと並列に、スイッチ（Ｓ１、Ｓ
    ２）が配列されている請求項４に記載のコンバータ回路
    装置。
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