JPS59226669A - インバ−タ装置 - Google Patents
インバ−タ装置Info
- Publication number
- JPS59226669A JPS59226669A JP58100715A JP10071583A JPS59226669A JP S59226669 A JPS59226669 A JP S59226669A JP 58100715 A JP58100715 A JP 58100715A JP 10071583 A JP10071583 A JP 10071583A JP S59226669 A JPS59226669 A JP S59226669A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turned
- capacitor
- snubber
- switching element
- gto
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は自己消弧形スイッチング素子から成るインバー
タ装置に係シ、特に、自己消弧形スイッチング素子に並
列接続されるスナバ回路によるスイッチング損失を低減
するに好適なインバータ装置に関する。
タ装置に係シ、特に、自己消弧形スイッチング素子に並
列接続されるスナバ回路によるスイッチング損失を低減
するに好適なインバータ装置に関する。
トランジスタやゲートターンオフサイリスタ等の自己消
弧形スイッチング素子には、ターンオフ時の印加電圧を
吸収するために、通常、スナバ回路が並列接続される。
弧形スイッチング素子には、ターンオフ時の印加電圧を
吸収するために、通常、スナバ回路が並列接続される。
スナバ回路にはコンデンサが含オれ、このコンデンサは
自己消弧形スイッチング素子のターンオフ時に充電され
、ターンオン時に放電される。従って、自己消弧形スイ
ッチング素子をオン、オフすれば、スナバコンデンサの
エネルギはスナバ回路と自己消弧形スイッチング素子で
消費される。
自己消弧形スイッチング素子のターンオフ時に充電され
、ターンオン時に放電される。従って、自己消弧形スイ
ッチング素子をオン、オフすれば、スナバコンデンサの
エネルギはスナバ回路と自己消弧形スイッチング素子で
消費される。
インバータ装置をこのようなスナバ回路付きの自己消弧
形スイッチング素子で構成した場合、その運転により必
然的にスナバ回路損失が生じ、自己消弧形スイッチング
素子のスイッチング損失が増大していた。
形スイッチング素子で構成した場合、その運転により必
然的にスナバ回路損失が生じ、自己消弧形スイッチング
素子のスイッチング損失が増大していた。
このため、第１図に示すようなロスレス・スナバ回路が
提案されている。このようなロスレス・スナバ回路にす
ることにより、スナバ回路損失を大幅に低減することが
出来たが、自己消弧形スイッチング素子の損失低減は必
ずしも充分ではなかった。このことを、第１図の単相イ
ンバータの回路で説明する。
提案されている。このようなロスレス・スナバ回路にす
ることにより、スナバ回路損失を大幅に低減することが
出来たが、自己消弧形スイッチング素子の損失低減は必
ずしも充分ではなかった。このことを、第１図の単相イ
ンバータの回路で説明する。
第１図において、１は直流電源、３，４，５゜６はゲー
トターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略）、３１．４
１．５１．６１は還流ダイオード、９は負荷であり、こ
れらが単相インバータの主回路を構成している。スナバ
回路は、スナバコンデンサ３２，４２，５２．６２とス
ナバダイオード３３．４３，５３．６３の直列接続体と
、スパナコンデンサ３２，４２，５２．６２のエネルギ
を返還するだめのスイッチ３４．４４，５４．６４とり
アクドル８１．８２及びコンデンサ７１゜７２で構成さ
れている。返還用のコンデンサ７１゜７２は直流電源１
により充電されており、事実上インバータの電源として
の機能をもっている。そして、各コンデンサ７１．７２
の電圧値は、電源電圧をＥｄとすればそれぞれＥｄ／２
に分圧されている。
トターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略）、３１．４
１．５１．６１は還流ダイオード、９は負荷であり、こ
れらが単相インバータの主回路を構成している。スナバ
回路は、スナバコンデンサ３２，４２，５２．６２とス
ナバダイオード３３．４３，５３．６３の直列接続体と
、スパナコンデンサ３２，４２，５２．６２のエネルギ
を返還するだめのスイッチ３４．４４，５４．６４とり
アクドル８１．８２及びコンデンサ７１゜７２で構成さ
れている。返還用のコンデンサ７１゜７２は直流電源１
により充電されており、事実上インバータの電源として
の機能をもっている。そして、各コンデンサ７１．７２
の電圧値は、電源電圧をＥｄとすればそれぞれＥｄ／２
に分圧されている。
との単相インバータは、ＧＴＯ３とＧＴＯ６が同時にオ
ンオフされ、ＧＴＯ４とＧ Ｔ ０５がそれらと逆にオ
ンオフされることによって、負荷ｌに交流電力を与える
ようになっている。スナバコンデンサのエネルギーの返
還は、これらのＧＴＯのオンと同時又は微少時間経過後
、スイッチ３４゜４４．５４．６４をオンすることによ
って行なわれる。すなわち、電源電圧Ｅｄに充電された
スナバコンデンサ３２，４２，５２．６２のエネルギは
、リアクトル８１、又は、８２とコンデンサ７１、又は
、７２を介して放電するので、電圧値が電源電圧の１／
２であるコンデンサ７１、又は、７２に大部分返還され
るようになっている。
ンオフされ、ＧＴＯ４とＧ Ｔ ０５がそれらと逆にオ
ンオフされることによって、負荷ｌに交流電力を与える
ようになっている。スナバコンデンサのエネルギーの返
還は、これらのＧＴＯのオンと同時又は微少時間経過後
、スイッチ３４゜４４．５４．６４をオンすることによ
って行なわれる。すなわち、電源電圧Ｅｄに充電された
スナバコンデンサ３２，４２，５２．６２のエネルギは
、リアクトル８１、又は、８２とコンデンサ７１、又は
、７２を介して放電するので、電圧値が電源電圧の１／
２であるコンデンサ７１、又は、７２に大部分返還され
るようになっている。
このスナバ回路では、たとえば、ＧＴＯ３がターンオン
する時は、そのスナバコンデンサ３２の放電電流がＧＴ
Ｏ３を介して流れないので、ターンオン時のスイッチン
グ損失も低減する。
する時は、そのスナバコンデンサ３２の放電電流がＧＴ
Ｏ３を介して流れないので、ターンオン時のスイッチン
グ損失も低減する。
しかし、インバータ回路では、たとえば、ＧＴＯ３がタ
ーンオンすると、ＧＴＯ３には負荷電流の他に対アーム
のスナバコンデンサ４２の充電電流も流れる。このとき
に流れる電流はｒ７１−３−４３−４２−７２−７１４
の経路で流れ、電流経路のインピーダンスが小さいため
に、電流上昇率の大きな電流となる。この電流がＧＴＯ
３のターンオン時、スイッチング損失を大幅に増大して
いた。
ーンオンすると、ＧＴＯ３には負荷電流の他に対アーム
のスナバコンデンサ４２の充電電流も流れる。このとき
に流れる電流はｒ７１−３−４３−４２−７２−７１４
の経路で流れ、電流経路のインピーダンスが小さいため
に、電流上昇率の大きな電流となる。この電流がＧＴＯ
３のターンオン時、スイッチング損失を大幅に増大して
いた。
このように、従来のスナバ回路では対アームのスナバコ
ンデンサの充電電流によって、ターンオン時のスイッチ
ング損失を増大し、素子破壊の要因となっている。
ンデンサの充電電流によって、ターンオン時のスイッチ
ング損失を増大し、素子破壊の要因となっている。
本発明の目的は、スイッチング素子のターンオン時の損
失が極めて小さいインバータ装置を提供するにある。
失が極めて小さいインバータ装置を提供するにある。
本発明の要点は、対アームのスイッチング素子がターン
オンする前に、スナバコンデンサを充電し、対アームの
スイッチング素子がターンオンする時、スナバコンデン
サの充電電流が流れないようにした点にある。
オンする前に、スナバコンデンサを充電し、対アームの
スイッチング素子がターンオンする時、スナバコンデン
サの充電電流が流れないようにした点にある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を詳述する。第２図は本発明の一
実施例を示す。図において、スナバコンデンサのエネル
ギを返還するだめのスイッチ３４゜４４．５４．６４と
、それぞれ逆並列にスイッチ３５．４５，５５．６５が
設けられる。この点が本発明の特徴であシ、対アームの
ＧＴＯがターンオンする前にスナバコンデンサを充電し
て、ＧＩＩＯのターンオン時のスイッチング損失を大幅
に低減する約割を果している。次にその動作を述べる。
実施例を示す。図において、スナバコンデンサのエネル
ギを返還するだめのスイッチ３４゜４４．５４．６４と
、それぞれ逆並列にスイッチ３５．４５，５５．６５が
設けられる。この点が本発明の特徴であシ、対アームの
ＧＴＯがターンオンする前にスナバコンデンサを充電し
て、ＧＩＩＯのターンオン時のスイッチング損失を大幅
に低減する約割を果している。次にその動作を述べる。
第３図は第２図のインバータの動作説明図である。図の
ようにＧＴＯ３とＧＴＯ６は同時にオンオンされ、ＧＴ
Ｏ４とＧＴＯ５はそれらと逆にオンオフされる。これら
のＧＴＯのオンと同時にスイッチ３４，４４，５４．６
４がそれぞれオンされる。ここまでは従来と同じ動作で
ある。本発明のスイッチ３５．６５及び４５．５５は対
アームのＧＴＯのターンオン前、すなわち、それぞれの
ＧＴＯのオフ終了後にオンされる。これらの動作全第３
図の時刻ｔ。を基点に説明する。
ようにＧＴＯ３とＧＴＯ６は同時にオンオンされ、ＧＴ
Ｏ４とＧＴＯ５はそれらと逆にオンオフされる。これら
のＧＴＯのオンと同時にスイッチ３４，４４，５４．６
４がそれぞれオンされる。ここまでは従来と同じ動作で
ある。本発明のスイッチ３５．６５及び４５．５５は対
アームのＧＴＯのターンオン前、すなわち、それぞれの
ＧＴＯのオフ終了後にオンされる。これらの動作全第３
図の時刻ｔ。を基点に説明する。
第４図は説明のため、第３図の時刻ｔ。と１５間を拡大
した図である。時刻ｔｏではＧＴＯ３゜６がオン状態、
ＧＴＯ４，５がオフ状態である。
した図である。時刻ｔｏではＧＴＯ３゜６がオン状態、
ＧＴＯ４，５がオフ状態である。
この時、負荷電流はｒ７１−３−９−６−７２−７１」
の経路を流れる。また、スナバコンデンサ３２．６２の
電荷は放電され、スナバコンデンサ４２．５２は、ＧＴ
Ｏ３，６がオン状態であるため、電源電圧に充電されて
いる。時刻１．で。
の経路を流れる。また、スナバコンデンサ３２．６２の
電荷は放電され、スナバコンデンサ４２．５２は、ＧＴ
Ｏ３，６がオン状態であるため、電源電圧に充電されて
いる。時刻１．で。
ＧＴＯ３，６がオフ状態となると負荷電流はｒ７１−３
２−３３−９−６３−６２−７２−７１Ｊの経路で流れ
る。そして、スナバコンデンサ３２．６２が電源電圧ま
で充電されると、負荷９のエネルギによって負荷電流は
ｒ９−５１−７１−７２−４１−９Ｊの経路で流れ続け
る。この状態でスイッチ３５．６５にオン信号が得えら
れるが、この場合は、スイッチ３５．６５には負杼性の
電圧が印加されておシ、動作しない。次に、時刻ｔ２で
ＧＴＯ４，５及びスイッチ４４．４５にオン信号が得ら
れる。この状態では、負荷電流ｄ遣流ダイオード４１．
５１の経路で流れており、ＧＴＯ４，５には電流が流れ
ない。しかし、スイッチ４４．５４がオン状態になるこ
とにより、二つの振動回路ｒ４２−４４−８１−７２−
４２Ｊとｒ５２−７１−８２−５４Ｊとが形成され、ス
ナバコンデンサ４２．５２のエネルギはそれぞれコンデ
ンサ７１．７２に返還される。
２−３３−９−６３−６２−７２−７１Ｊの経路で流れ
る。そして、スナバコンデンサ３２．６２が電源電圧ま
で充電されると、負荷９のエネルギによって負荷電流は
ｒ９−５１−７１−７２−４１−９Ｊの経路で流れ続け
る。この状態でスイッチ３５．６５にオン信号が得えら
れるが、この場合は、スイッチ３５．６５には負杼性の
電圧が印加されておシ、動作しない。次に、時刻ｔ２で
ＧＴＯ４，５及びスイッチ４４．４５にオン信号が得ら
れる。この状態では、負荷電流ｄ遣流ダイオード４１．
５１の経路で流れており、ＧＴＯ４，５には電流が流れ
ない。しかし、スイッチ４４．５４がオン状態になるこ
とにより、二つの振動回路ｒ４２−４４−８１−７２−
４２Ｊとｒ５２−７１−８２−５４Ｊとが形成され、ス
ナバコンデンサ４２．５２のエネルギはそれぞれコンデ
ンサ７１．７２に返還される。
次に、時刻ｔ３でＧＴＯ４，５にオフ信号が与えられる
が、この場合は、ＧＴＯ４，５に負荷電流が流れていな
いため、負荷電流動作は変らず、スナバコンデンサ４２
．５２は充電されない。このため、時刻ｔ３でスイッチ
４５．５５にオン信号が与えられる。スイッチ４５．５
５がオン状態になることによシ、２つの振動回路ｒ４２
−７２−８１−４５−４２Ｊとｒｓ２−５５−８２−７
１−５２Ｊとが形成され、スナバコンデンサ４２．５２
が電源電圧捷で充電される。
が、この場合は、ＧＴＯ４，５に負荷電流が流れていな
いため、負荷電流動作は変らず、スナバコンデンサ４２
．５２は充電されない。このため、時刻ｔ３でスイッチ
４５．５５にオン信号が与えられる。スイッチ４５．５
５がオン状態になることによシ、２つの振動回路ｒ４２
−７２−８１−４５−４２Ｊとｒｓ２−５５−８２−７
１−５２Ｊとが形成され、スナバコンデンサ４２．５２
が電源電圧捷で充電される。
このような状態で時刻ｔ、でＧＴＯ３，６にオン信号が
与えられる。ＧＴＯ３，６がオン状態になると、ｒ９−
５１−７１−７２−４１−９Ｊの経路で流れていた負荷
電流はｒ７１−３−９−６−７２−７１Ｊの経路に変還
される。このとき、スナバコンデンサ４２．５２が電源
電圧まで充電されているので、ＧＴＯ３，６にはスナバ
コンデンサ４２．５２の充電電流が流れない。すなわち
、スナバコンデンサ４２．５２が充電されていない場合
は、ＧＴＯ３，６のオンと同時に、ｒ７１−（９） ３−４３−４２−７２−７１Ｊ及びｒ７１−５２−５３
−６−７２−７１Ｊの経路で電流が流れ、大きなスイッ
チング損失を発生していたが、本発明ではそのスイッチ
ング損失は大幅に低減される。
与えられる。ＧＴＯ３，６がオン状態になると、ｒ９−
５１−７１−７２−４１−９Ｊの経路で流れていた負荷
電流はｒ７１−３−９−６−７２−７１Ｊの経路に変還
される。このとき、スナバコンデンサ４２．５２が電源
電圧まで充電されているので、ＧＴＯ３，６にはスナバ
コンデンサ４２．５２の充電電流が流れない。すなわち
、スナバコンデンサ４２．５２が充電されていない場合
は、ＧＴＯ３，６のオンと同時に、ｒ７１−（９） ３−４３−４２−７２−７１Ｊ及びｒ７１−５２−５３
−６−７２−７１Ｊの経路で電流が流れ、大きなスイッ
チング損失を発生していたが、本発明ではそのスイッチ
ング損失は大幅に低減される。
なお、時刻ｔ４でスイッチ３４．６４がオン状態になっ
て、スナバコンデンサ３２．６２のエネルギが電源コン
デンサ７１．７２に返還される動作は、前述した動作と
同様なので省略する。
て、スナバコンデンサ３２．６２のエネルギが電源コン
デンサ７１．７２に返還される動作は、前述した動作と
同様なので省略する。
第５図は本発明の他の実施例を示す。第２図との違いは
、スナバ回路のスイッチング素子として双方向サイリス
タ３６．４６を用いた点が異なるが、その動作は前述し
たのと同じである。
、スナバ回路のスイッチング素子として双方向サイリス
タ３６．４６を用いた点が異なるが、その動作は前述し
たのと同じである。
第６図は本発明のさらに他の実施例で、スナバ回路のス
イッチング素子のカソードを共通にし、ゲート回路を兼
用できるようにした点が第２図の実施例と異なる。ここ
で３４．３５．４４．４５はサイリスタ、３７．３８，
４７．４８はダイオードである。回路動作は前述のもの
と同様である。
イッチング素子のカソードを共通にし、ゲート回路を兼
用できるようにした点が第２図の実施例と異なる。ここ
で３４．３５．４４．４５はサイリスタ、３７．３８，
４７．４８はダイオードである。回路動作は前述のもの
と同様である。
本発明によれば、ＧＴＯがターンする前に対ア（１０）
−ムのスナバコンデンサを充電しているので、ターンオ
ン時のスイッチング損失を大幅に低減することが出来る
。
ン時のスイッチング損失を大幅に低減することが出来る
。
第１図は従来の回路図、第２回は本発明を単相インバー
タに適用した実施例の回路図、第３図、第４図は本発明
の動作説明図、第５図、第６図は本発明の他の実施例の
回路図である。 ■・・・直流電源、３４，３５，４４，４５，５４゜（
１１）
タに適用した実施例の回路図、第３図、第４図は本発明
の動作説明図、第５図、第６図は本発明の他の実施例の
回路図である。 ■・・・直流電源、３４，３５，４４，４５，５４゜（
１１）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、直流電源の両電極間に自己消弧形スイッチング素子
を直列接続したものを少なくとも１組接続し、その直列
接続点から出力を得るようにしたインバータ装置におい
て、 前記直流電源の前記両電極間に接続される第１のコンデ
ンサと第２のコンデンサの直列接続体、前記自己消弧形
スイッチング素子のそれぞれに並列接続されるスナバコ
ンデンサと第１のダイオードの直列接続体、前記第１の
コンデンサと前記第２のコンデンサの接続点と前記スナ
バコンデンサと前記第１のダイオードの各接続点との間
に接続されるリアクトルと第１のスイッチング素子の直
列接続体、前記第１のスイッチング素子と逆並列に設け
た第２のスイッチング素子からなることを特徴とするイ
ンバータ装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記第１のスイッ
チング素子が双方向サイリスタであること全特徴とする
インバータ装置。 ；ｉ、特許請求の範囲第１項において、前記第１のスイ
ッチング素子に直列に接続される第２のダイオードと、
前記第１のスイッチング素子に逆並列に接続される第３
のダイオードとを備え、前記第２のスイッチング素子を
前記第２のダイオードに逆並列に接続したことを特徴と
するインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58100715A JPS59226669A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | インバ−タ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58100715A JPS59226669A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | インバ−タ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226669A true JPS59226669A (ja) | 1984-12-19 |
Family
ID=14281349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58100715A Pending JPS59226669A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | インバ−タ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226669A (ja) |
-
1983
- 1983-06-08 JP JP58100715A patent/JPS59226669A/ja active Pending
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