JPS60131078A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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Publication number
JPS60131078A
JPS60131078A JP58241255A JP24125583A JPS60131078A JP S60131078 A JPS60131078 A JP S60131078A JP 58241255 A JP58241255 A JP 58241255A JP 24125583 A JP24125583 A JP 24125583A JP S60131078 A JPS60131078 A JP S60131078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
snubber
diode
current transformer
positive
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP58241255A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yuya
油谷 隆司
Takeaki Asaeda
健明 朝枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP58241255A priority Critical patent/JPS60131078A/en
Publication of JPS60131078A publication Critical patent/JPS60131078A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the power conversion efficiency by connecting a current transformer with the capacitor side of a snubber diode, and connecting the secondary winding of the transformer through a diode bridge with a DC power source side. CONSTITUTION:A current transfomer 6 is inserted between the anode side of a doide 42U of a snubber 4U and the cathode side of a diode 4X. Resistors 7U, 7X for resetting the transformer are inserted between the secondary winding terminals 6a, 6b of the transformer 6 and the positive, negative electrodes of a DC power source. A diode bridge 8 made of diodes 8a-8d is inserted between the positive and the negative electrodes of the DC power source, and the secondary winding terminals 6a, 6b of the transformer 6 are connected with the input terminal of the bridge.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、自己消弧型スイッチング素子をアーム素子
として用いるインバータ装置の電力変換効率の向上に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to improving the power conversion efficiency of an inverter device using a self-extinguishing switching element as an arm element.

〔従来技術〕[Prior art]

第1図に、自己消弧型スイッチング素子をブリッジ接続
して構成される従来のインバータ主回路のハーフブリッ
ジを示す。同図において、P、Nは直流電源のそれぞれ
正極、負極、TU、IXはアーム素子であるゲートター
ンオフサイリスク(以下、GTOと略記する)であって
交互にオン・オフするようにオン信号を受ける。2U、
2Xは過電流抑制用のりアクドルであって直列接続され
た上GTO1U、GTO1Xの間に挿入されている。3
U、3Xは両アームに亘るダイオードであってダイオー
ド3UはGTOl U、リアクトル20.2Xの直列路
に対して並列に、ダイオード3XはGTOl X、リア
クトル2U、2Xの直列路に対して並列に接続されてい
る。4U、4XばそれぞれGTOlU、GTOl Xの
スナバであって、スナバ4Uはスナバコンデンサ41u
、スナバダイオード42uからなりGTO1Llに対し
て並列接続され、スナバ4Xはスナバコンデンサ41x
、スナバダイオード42xからなりGTO1Xに並列接
続されている。
FIG. 1 shows a conventional half-bridge inverter main circuit constructed by bridge-connecting self-extinguishing switching elements. In the figure, P and N are the positive and negative poles of the DC power supply, respectively, and TU and IX are gate turn-off switches (hereinafter abbreviated as GTO), which are arm elements, and send an on signal so that they are turned on and off alternately. receive. 2U,
2X is a glue handle for overcurrent suppression, and is inserted between the upper GTO 1U and GTO 1X connected in series. 3
U and 3X are diodes that span both arms, and diode 3U is connected in parallel to the series path of GTOL U and reactor 20.2X, and diode 3X is connected in parallel to the series path of GTOL X, reactor 2U, and 2X. has been done. 4U and 4X are GTOlU and GTOlX snubbers, respectively, and snubber 4U is a snubber capacitor 41u.
, consisting of a snubber diode 42u, connected in parallel to GTO1Ll, and snubber 4X is a snubber capacitor 41x.
, and a snubber diode 42x, which are connected in parallel to the GTO1X.

また、スナバ4Uのスナバダイオード42uのアノード
側とスナバ4Xのスナバダイオード42Xのカソード側
とは抵抗回路5を介して接続されている。Uは交流出力
端子であってリアクI・ル2U、2Xの接続点から引き
出されている。
Further, the anode side of the snubber diode 42u of the snubber 4U and the cathode side of the snubber diode 42X of the snubber 4X are connected via a resistor circuit 5. U is an AC output terminal, which is drawn out from the connection point of the reactors 2U and 2X.

次に、このインバータ主回路の動作を第2図を参照して
説明する。
Next, the operation of this inverter main circuit will be explained with reference to FIG.

第2図において、TuはGT’O1Uのオン期間Txは
GTOl Xのオン期間、Iwは負荷(この例では、遅
相負荷)に流出する負荷電流、Iu、lxはそれぞれG
TOl U、GTOl Xに流れる電流、Iud、Ix
dはそれぞれダイオード3U、3Xに流れる電流、Vu
d、Vxcはそれぞれスナバコンデン−’J−41U、
41Xの電圧である。
In Fig. 2, Tu is the on-period of GT'O1U, Tx is the on-period of GTOl
Current flowing through TOl U, GTOl X, Iud, Ix
d are the currents flowing through diodes 3U and 3X, respectively, and Vu
d and Vxc are snubber capacitor-'J-41U, respectively.
The voltage is 41X.

Irは抵抗回路5を流れる電流を示している。Ir indicates the current flowing through the resistance circuit 5.

時刻t1において、今までオンしていたG T 01U
がターンオフされると、GTOIUに流れていた電流が
スナバ4Uに移り、スナバコンデンサ41uが充電され
る。この時、スナバ4Xのスナバコンデンサ41xの電
荷は抵抗回路5−スナバダイオード42u−リアクトル
2U−交流出力端子Uを通って図示しない負荷へ放電さ
れる。
At time t1, G T 01U, which has been on until now,
When the GTOIU is turned off, the current flowing through the GTOIU is transferred to the snubber 4U, and the snubber capacitor 41u is charged. At this time, the electric charge of the snubber capacitor 41x of the snubber 4X is discharged to a load (not shown) through the resistance circuit 5, the snubber diode 42u, the reactor 2U, and the AC output terminal U.

時刻t1の直後に、GTO1Xがターンオンされると、
スナバコンデンサ41Xの電荷は抵抗回路5−スナバダ
イオード42u−リアクトル2U−リアクトル2X−G
TOlXを通して放電される。スナバコンデンサ41u
の充電が完了すると負荷電流1wはダイオード3Xを介
しリアクトル2U−出力端子Uを通して流れGTO1X
にば流れない。負荷電流1wば時刻t2になって極性が
反転するまではダイオード3Xを通って流れる。
Immediately after time t1, when GTO1X is turned on,
The charge of the snubber capacitor 41X is the resistance circuit 5 - snubber diode 42u - reactor 2U - reactor 2X-G
It is discharged through TOIX. Snubber capacitor 41u
When the charging of GTO1X is completed, the load current 1W flows through the reactor 2U-output terminal U via the diode 3X.
It doesn't flow. A load current of 1 W flows through the diode 3X until the polarity is reversed at time t2.

従来のインハーク装置は以上のように構成されているこ
とにより、スナバコンデンサに治えられたエネルギーが
抵抗回路5を介して放電するので効率が悪くなる欠点が
あった。
Because the conventional in-hark device is configured as described above, the energy stored in the snubber capacitor is discharged through the resistor circuit 5, resulting in a disadvantage that the efficiency deteriorates.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、上記した従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、スナバコンデンサとスナバダイオードから
なるスナバを正負アーム素子に並列接続すると共に両ス
ナバのスナバダイオードのスナバコンデンサ側を変流器
を介して接続すると共に該変流器の2次側巻線の両端を
ダイオードブリッジを介して直流電流に接続し、また変
流器のリセツトを早める為に変流器の2次巻線の両端を
抵抗を介して直流電源に接続することにより、従来に比
して変換効率を高めることのできるインバータ装置を提
供することを目的とする。
This invention was made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and it connects a snubber consisting of a snubber capacitor and a snubber diode in parallel to the positive and negative arm elements, and connects the snubber capacitor side of the snubber diode of both snubbers with a current transformer. and both ends of the secondary winding of the current transformer are connected to direct current through a diode bridge, and both ends of the secondary winding of the current transformer are connected to the DC current through a diode bridge. It is an object of the present invention to provide an inverter device that can increase conversion efficiency compared to conventional inverter devices by connecting to a DC power source via a resistor.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例を第3図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

同図において、6は変流器であっ手、−次側は、スナバ
4Uのダイオード42Uのアノード側とスナバ4xのダ
イオード42Xのカソード側間に挿入されおいる。7U
、7Xは変流器リセット用の抵抗であって、それぞれ変
流器6の2次巻線端子6a、6bと直流電源の正極、負
極間に挿入されている。8はダイオードブリフジであっ
て、ダイオード8a、8b、8C及び8dからなる。ダ
イオードブリッジ8は直流電源の止−負極間に挿入され
ており、そのブリッジ入力端には変流器6の2次巻線端
子6a、6bが接続されている。他の構成は第2図のも
のと同じ′であるので同一符号を付しである。
In the figure, 6 is a current transformer, and the negative side is inserted between the anode side of the diode 42U of the snubber 4U and the cathode side of the diode 42X of the snubber 4x. 7U
, 7X are resistors for resetting the current transformer, and are inserted between the secondary winding terminals 6a, 6b of the current transformer 6 and the positive and negative electrodes of the DC power source, respectively. 8 is a diode bridge, which is composed of diodes 8a, 8b, 8C and 8d. The diode bridge 8 is inserted between the negative and negative poles of the DC power supply, and the secondary winding terminals 6a and 6b of the current transformer 6 are connected to the bridge input terminal. The other configurations are the same as those in FIG. 2, so they are designated by the same reference numerals.

次に、この主回路の動作を第4図を参照して説明する。Next, the operation of this main circuit will be explained with reference to FIG.

第4図においてItは変流器6を流れる電流、Irrは
抵抗?0,7Xを流れる電流を示す。
In Fig. 4, It is the current flowing through the current transformer 6, and Irr is the resistance? The current flowing through 0.7X is shown.

時刻t1において、今までオンしていたG T 01U
を流れていた電流がスナバ4Uに移り、スナバコンデン
サ41uが充電される。この時、スナバ4Xのスナバコ
ンデンサ41xの電荷は変流器6−スナハダイオー1’
42u−リアクトル2U−交流出力端子Uを通って図示
しない負荷へ放電される。時刻t1の直後に、GTO1
Xがターンオンされると、スナバコンデンサ41xの電
荷は変流器6−スナパダイオード42u−リアクトル2
U−リアクトル2X−−GTOIXを通って放電される
。スナバコンデン−!)41xの放電電流が変流器6に
流れると、その2次出力はダイオードブリッジ8のダイ
トート8a、8bを介して直流電源に変換される。また
、ダイオードブリッジがオンしてない時は、抵抗7U、
7Xを通して変流器6に上記とは逆向きに電流が流れる
ので変流器のりセントが早められる。また、変流器6の
励磁電流が零に低下する時に発生する過電圧によってダ
イオード8b、8cがオンして端子6aと6b間の電圧
を直流電源の正負極間の電圧にクランプする働きをなし
、変流器6のリセツトを早める。負荷電流1wはスナバ
コンデンサ41uの充電が完了すると帰還ダイオード3
X−リアクトル2U−出力端子Uを通って流れ、GTo
lXには流れず、時刻t2になって極性が反転すると帰
還ダイオード3Xがオフされる為、リアクトル4X−G
TolXを通って流れる。
At time t1, G T 01U, which has been on until now,
The current flowing through the snubber 4U is transferred to the snubber capacitor 41u, and the snubber capacitor 41u is charged. At this time, the charge of the snubber capacitor 41x of the snubber 4X is
42u - Reactor 2U - Discharged to a load (not shown) through AC output terminal U. Immediately after time t1, GTO1
When X is turned on, the charge of the snubber capacitor 41x is transferred from the current transformer 6 to the snubber diode 42u to the reactor 2.
U-reactor 2X--discharged through GTOIX. Snubbaconden! ) 41x flows through the current transformer 6, its secondary output is converted into a DC power source via the diode bridges 8a and 8b. Also, when the diode bridge is not on, resistor 7U,
Since the current flows through 7X to the current transformer 6 in the opposite direction to that described above, the current transformer's slope is accelerated. In addition, the diodes 8b and 8c are turned on by the overvoltage generated when the excitation current of the current transformer 6 decreases to zero, and serve to clamp the voltage between the terminals 6a and 6b to the voltage between the positive and negative poles of the DC power supply. Accelerates the reset of current transformer 6. When the charging of the snubber capacitor 41u is completed, the load current 1w is reduced to the feedback diode 3.
X - reactor 2U - flows through output terminal U, GTo
1X, and when the polarity is reversed at time t2, the feedback diode 3X is turned off, so the reactor 4X-G
Flows through TolX.

即ち、GTO1U、、GTO1Xの一方がターンオンす
ると、直列のりアクドル2U、2Xを含む放電路が閉成
され、該放電路を通してスナバコンデンサの放電電流が
流れるので、GToのdi/dt債務は軽減される。又
、相手GTOがターンオフするとスナバコンデンサの電
荷が変流器6、相手GTOのスナバのダイオード、リア
ク1−ルの一方を通って負荷にながれるので、GTO1
UとGTolXのターンオン期間が間隔をへだて、両者
が同時にオフしている期間があるような場合には電力変
換効率が高くなり、更に、スナバコンデンサの放電時に
は放電電流が変流器6の2次側からタイオード8a、8
dを通して直流電源側に変換されることになるので、よ
り一層電力変換効率が高められる。
That is, when one of GTO 1U, GTO 1X is turned on, a discharge path including the series axles 2U and 2X is closed, and the discharge current of the snubber capacitor flows through the discharge path, so that the di/dt obligation of GTO is reduced. . Also, when the other GTO turns off, the charge in the snubber capacitor flows to the load through the current transformer 6, the snubber diode of the other GTO, and one of the reactors.
If the turn-on periods of U and GTolX are separated from each other and there is a period in which both are turned off at the same time, the power conversion efficiency will be high, and furthermore, when the snubber capacitor is discharged, the discharge current is Tiodes 8a, 8 from the side
Since the power is converted to the DC power supply side through d, the power conversion efficiency is further improved.

〔発明の第2の実施例〕 第5図は、この発明の他の実施例を示したもので、帰還
ダイオード3U、3XがそれぞれG′「01[Ll、G
TolXに対して逆並列接続されている点に末いて上記
実施例と相違するが、第6図に示すように、この実施例
においても、例えば、G TolUがターンオフすると
、スナバコンデンサ41xの電荷は変流器6−スナハダ
イオード42U−リアクトル2Uを通って図示しない負
荷に流れる。この充電・放電が終了すると帰還ダイオ−
1’3X−スナバダイオード42X−変流器6−スナバ
ダイオード42uリアクトル2Uを通って負荷電流1w
が流れる。また、GTo 1Xがターンオンするとスナ
バコンデンサ41xの電荷はりアクドル2U、2Xを通
して放電する。
[Second Embodiment of the Invention] FIG. 5 shows another embodiment of the invention, in which the feedback diodes 3U and 3X are connected to G′ 01 [Ll, G
This embodiment is different from the above embodiment in that it is connected in antiparallel to TolX, but as shown in FIG. The current flows through the current transformer 6, the Snach diode 42U, and the reactor 2U to a load (not shown). When this charging/discharging is completed, the feedback diode
1'3X - Snubber diode 42X - Current transformer 6 - Snubber diode 42u Load current 1W through reactor 2U
flows. Further, when the GTo 1X is turned on, the electric charge of the snubber capacitor 41x is discharged through the handles 2U and 2X.

なお、変流器6を介して取り出されるスナバコンデンサ
の充電エネルギーは他の直流電源に返還するようにして
も良い。
Note that the charging energy of the snubber capacitor taken out via the current transformer 6 may be returned to another DC power source.

また、上記各実施例はハーフブリッジで説明したが、こ
れを多数並列接続して多相インバータを構成しても同じ
効果が得られることは明らかである。
Further, although each of the above embodiments has been explained using a half bridge, it is clear that the same effect can be obtained even if a large number of half bridges are connected in parallel to form a multiphase inverter.

又、自己消弧型スイッチング素子としては、トランジス
タ等自己消弧能力を持つスイッチング素子であればよい
Further, the self-extinguishing switching element may be any switching element having self-extinguishing ability, such as a transistor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の如く、この発明によれば、正負アーム素子のスナ
バダイオードのコンデンサ側に接続された従来の放電用
の抵抗を除去し、代わりに変流器を接続しその変流器の
2次巻線をダイオードブリッジを介して直流電源側に接
続したので、従来に比して大巾に電力変換効率を高める
ことができ、またダイオードブリッジを介して直流電源
に接続したので変流器に過電圧抑制素子を設けなくても
すみ、リセット用の抵抗を設けであるので、変流器のり
セットが早められる利点がある。
As described above, according to the present invention, the conventional discharging resistor connected to the capacitor side of the snubber diode of the positive and negative arm elements is removed, a current transformer is connected instead, and the secondary winding of the current transformer is connected. Since it is connected to the DC power supply side via a diode bridge, the power conversion efficiency can be greatly increased compared to the conventional method.Also, since it is connected to the DC power supply via a diode bridge, an overvoltage suppression element can be added to the current transformer. Since there is no need to provide a reset resistor and a reset resistor is provided, there is an advantage that the current transformer can be set more quickly.

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

第1図は従来のインバータのハーフブリッジの回路図、
第2図は上記インバータの各部の動作波形図、第3図は
この発明によるインパーク装置の実施例の回路図、第4
図は上記実施例の各部の動作波形図、第5図はこの発明
の他の実施例の回路図、第6図は第5図の実施例の各部
の波形図である。 図において、 1U、1X−自己消弧型スイッチング素子2 U、 2
 X−−−−リアクトル、4U、4χ−・スナバ、6−
変流器、 6a、6b−変流器の端子、 7U、7X−リセット用の抵抗、 8−ダイオードブリソジ 8a、8b、8c’、3 cL−ダイオード、41u、
41x−スナバコンデンサ、 42u、42x−スナバダイオード、 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人大岩増雄 t、 t’2 第5図 手続補正書(1尭) −4へ 特許庁長官殿 j′・;ス裟!2 卜 −ゝ− 1、事件の表示 特願昭 58二241255号2、発
明の名称 インノく一夕装訪 3、補正をする者 名 称 (601)三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書第3頁第14行にr3Xに流れる電流、V
udJとあるのをr3Xに流れる電流、■uC」と訂正
す−る。 (2)同書第5頁第11行に「6は変流器であっ手」と
あるのを「6は変流器であって」と訂正する。
Figure 1 is a circuit diagram of a conventional inverter half bridge.
FIG. 2 is an operating waveform diagram of each part of the inverter, FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the impark device according to the present invention, and FIG.
5 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a waveform diagram of each part of the embodiment of FIG. 5. In the figure, 1U, 1X - self-extinguishing switching element 2 U, 2
X---Reactor, 4U, 4χ- snubber, 6-
Current transformer, 6a, 6b - terminals of current transformer, 7U, 7X - resistor for reset, 8 - diode bridge 8a, 8b, 8c', 3 cL - diode, 41u,
41x-snubber capacitor, 42u, 42x-snubber diode, In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Agent Masuo Oiwa t, t'2 Figure 5 Procedural amendment (1 孭) To -4 Mr. Commissioner of the Japan Patent Office, please! 2 卜 -ゝ- 1. Indication of the case: Japanese Patent Application No. 582241255 2. Title of the invention: Inno Ku Isso Visit 3. Name of the person making the amendment: (601) Mitsubishi Electric Corporation Representative Hitoshi Katayama 5 , Column 6 of the detailed description of the invention in the specification subject to amendment, Contents of amendment (1) Current flowing through r3X, V, in page 3, line 14 of the specification.
Correct "udJ" to "the current flowing through r3X, ■uC". (2) On page 5, line 11 of the same book, the statement ``6 is a current transformer'' is corrected to ``6 is a current transformer.''

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 自己消弧型スイッチング素子をアーム素子とし、正負各
アームにリアクトルを具えるインバータに於いて、スナ
バコンデンサとこれに直列接続されたダイオードからな
るスナバを上記正負各アーム素子のそれぞれに並列接続
するとともに両スナバのダイオードの上記スナバコンデ
ンサ側を変流器を介して接続すると共に該変流器の2次
巻線両端をそれぞれダイオードブリッジを介して直流電
源の正負極に接続すると共に、更に変流器リセット用抵
抗を介して上記直流電源の正負極に接続したことを特徴
とするインバータ装置
In an inverter in which a self-extinguishing switching element is used as an arm element and a reactor is provided in each positive and negative arm, a snubber consisting of a snubber capacitor and a diode connected in series with the snubber is connected in parallel to each of the positive and negative arm elements. The snubber capacitor sides of the diodes of both snubbers are connected via a current transformer, and both ends of the secondary windings of the current transformer are connected to the positive and negative poles of a DC power source via diode bridges, respectively, and the current transformer An inverter device connected to the positive and negative poles of the DC power supply through a reset resistor.
JP58241255A 1983-12-19 1983-12-19 Inverter device Pending JPS60131078A (en)

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