JPS6032574A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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JPS6032574A
JPS6032574A JP58139501A JP13950183A JPS6032574A JP S6032574 A JPS6032574 A JP S6032574A JP 58139501 A JP58139501 A JP 58139501A JP 13950183 A JP13950183 A JP 13950183A JP S6032574 A JPS6032574 A JP S6032574A
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JP
Japan
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transformer
power
high frequency
switching
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP58139501A
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English (en)
Inventor
Sumio Kobayashi
澄男 小林
Juichi Ninomiya
寿一 二宮
Hiroyuki Tomita
浩之 富田
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58139501A priority Critical patent/JPS6032574A/ja
Publication of JPS6032574A publication Critical patent/JPS6032574A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H02M7/53Conversion 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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion 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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電力用インバータ装置に係り、特にスイッチ
ング素子としてパワートランジスタ、ゲートターンオフ
ザイリスク(GTO)1用い、制御回路用に複数の独立
した直流電諒ヲ必会とするインバータ装置に関する。
〔発明の背景〕
誘導電動機などの交流電動機の制御を可変周波数で可変
電圧の交流電源により行なうと、極めて優れた制御特性
が得られ、そのため、このような可変周波数、可変電圧
の交流電源として有効な電力用インバータが近年広く用
いられるようになってきた。
このようなイ/パータの主回路の一例を第1図に示す。
図において、1は直流電源で、例えば3相交流電源を整
流して得るようにしたもの、2は3相交流の負荷で、例
えば誘導電動機など、3〜8は主スイツチング素子で、
例えばパワートランジスタ。
GTOなど、9〜14はダイオードである。
スイッチング素子3〜8はそれぞれ1対づつ直列に接続
されてスイッチングアームを構成し、直流電源1の正極
と負極の間に挿入される。そして、このときに正極側に
接続されるようになるスイッチング素子3,5.7を上
アーム、負極側に接続されることになるスイッチング素
子4,6.8を下アームという。
3相交流負荷2に対する出力は各スイッチングアームの
中点から取出され、各スイッチング素子3〜8の導通と
しゃ断を交互に所定のj臓序で、力)つ所定のタイミン
グで制御することにより、任意の周波数と電圧の3相交
流電力を負荷2に供給することができる。
ところで、このようなインノく一夕主回路の宙I]御に
は、上記しJこように、各スイッチング素子3〜8の導
通としゃ断を任意に、し力・もそれぞれ独立に行なう必
要があり、そのため、各スイッチング素子3〜8のそれ
ぞれに独立に、り1jえ&ffiff間に示すような駆
動回路を設けて(・る。
この第2図において、 15.16は直流電源、11゜
18は駆動用のトランジスタ、19.20&’!、抵抗
であり、Qは第1図の各スイッチング素子3〜8の〜・
ずれか一つを表わし、同じ(Dはダイオード°9〜14
のいずれか一つを表わしたものである。
トランジスタ17はスイッチング素子Qを導通させると
きにオンに制御され、正極性の直流電源15から抵抗1
9を介してスイッチング素子Qのベースに導通電流を供
給し、スイッチング素子Qを導通状態に保つ働きをする
トランジスタ18はスイッチング素子Qをしゃ断すると
きにオンに制御され、負極性の直流′電源16により抵
抗旬を介してスイッチング素子Qのベースから逆電流を
流し出し、スイッチング素子Qのベースに蓄積されてい
たキャリヤを引抜いてスイッチング素子Qを瞬時にしゃ
断させる働きをする。
さて、このように、第1図に示すような主回路を備えた
インバータにおいては、独立した駆動回路が各アームの
スイッチング素子3〜8ごとに必要になるため、正負の
直流電源(第2図の直流電源15.16)もそれぞれの
駆動回路ごとに必要に7エり、このため、従来は、例え
ば第3図に示すような電源回路が用いられていた。
この第3図において、21は交流電源、22は電源トラ
ンス、23−28は駆動回路、29〜32は正負直流電
源回路である。
電源トランスηは商用交流電源21の電圧に合わせた電
圧の1次巻線P1と、中性点タップを有する4個の2次
巻線81〜S4とを備え、このときの2次巻線81〜S
4の電圧は、直流電源29〜32のそれぞれの交流入力
電圧に合わせたものとなっている。
駆動回路る〜28はいずれも第2図に示すように、2個
の駆動用のトランジスタ17.18と、抵抗19゜四か
らなるもので、それぞれ第1図のスイッチング素子3〜
8のいずれかを駆動する働き金する。
このとき、駆動回路Z3.25.27&工上アームのス
イッチング素子3,5.7を駆動し、駆動回路あ。
26.28は下アームのスイッチング素子4,6.sを
駆動するよう&Cなつ′C〜へる。
直流電源回路29〜32は〜・ずれも4イ園のブリッジ
接続されたダイオードと、2個の平滑用コンデンサから
なり、中性点タップ付きの2次巻881〜S4かも入力
されtこ交流電圧から正と負の直流電圧を得、それぞれ
の駆動回路n〜四に図示の極性の正負直流電圧を供給す
る働きをする。このとき。
第1図及び第2図から明らかなように、下アーム側のス
イッチング素子4,6.8に対する駆動回路24.26
.28の直流電源15.16は共通化が可能なため、1
個の直流電源回路32から共通に直流の正と負の電圧が
与えられるようにな9ている。
ところで、このようなインバータ装置では、各アームの
駆動回路お〜28’P、それらに対する直流電源回路2
9〜32などはプリント回路基板化されるのが一般的で
、これによりインバータ装置の製造、組立な容易にし、
高信頼性が得られるようにしているが、このとき、上記
した従来のインバータ装置では、電源トランスnがかな
りの大きさと1最のものとなるため、この電源トランス
nも含めたプリント回路基板化が困難で、電源トランス
四はインバータ装置のケースや枠体に別に取付ケ、yt
JA動回路Z〜部やそれらの直流電源回路29〜32が
実装されたプリント回路基板とは別に構成せざる全得な
くなっていた。
このため、上記した従来のインバータ装置では、その製
造、組立に際して駆動回路基板に対して接続すべき配線
数が多くなり、製造コストの上昇をもたらし易いという
欠点があった。例えば、第3図の実施例では、電源トラ
ンスnの2次巻線からの配線だけでも12本あり、極め
て多くの配線作業が必要になっている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、主回
路スイッチング素子の駆動回路基板に対する配線数を少
くし、製造1組立に要するコストを減らすことができる
ようにしたインバータ装置に関する。
〔嗜明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、上記した駆動回路
に必要な電力の供給を商用交流周波数よりかなり周波数
の高い高周波電圧によって行ない、これにより同じ電力
の供給がかなり小型の電源トランスで行なえるようにし
、駆動回路基板に対する電源トランスの搭載を可能にし
た点を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明によるインバータ装置の実施例について、
図面を参照して説明する。
第4図は本発明の一実施例で、この図において、40は
電源トランス、41はブリッジ整流器、42は平滑コン
テンツ”、43ハスイツチング争レギユレータ、45.
46はスイッチング・トランジスタ、47は高周波トラ
ンス、48〜55は整流用ダイオード、60〜74はコ
ンデンサ、75〜85は抵抗、8Gは可変抵抗である。
なお、その他は第3図の従来例と同じで、21は間用電
諒、羽〜あは駆動回路である。
電倣トランス4oとブリッジ整流器41.それに平滑用
コンデンサ42は、例えば電圧が200 Vの曲用電源
21がらスイッチング・レギユレータ43へ印加するた
めの降圧した直流電圧Vccを得る働きをする。
スイッチング・レギュレータ43は、例えばHA−17
524などと呼ばれている周知の1cなどがらなり、直
流電圧Vccによって動作し、所定の周期で所定のパル
ス幅を有するパルス信号を2つの端子E1とE2に交互
IC発生する働きをする。
スイッチング・トランジスタ45.46はスイッチング
・レギユレータ43の出力E1とE2のパルス信号によ
り交互にオン・オフされ、高周波トランス47の1次巻
線P1に方形交番電流を流す働きをする。
高周波トランス47はフェライトなど高周波で損失の少
ない鉄心を用い、中間タップを有する1次巻線P1と4
つの独立した2次巻線81〜S4とを有し、1.0 K
14z〜100KHzの範囲の周波数で効率良(動作す
るように作られたものである。
ダイオード48〜55とコンデンサ60〜67は、高周
波トランス47の2次巻線81〜S4に得られる高周波
電圧を整流し、平滑化して正と負の直流電圧をそれぞれ
得る働きをする。
ここでスイッチングΦレギュレータ43の機能について
更に詳しく説明すると、端子El、H2に出力されるパ
ルスの交番周波数はコンデンサ71と抵抗75の定数に
よって決められ、このとき、コンデンサ72と抵抗76
により位a 4i1i償が行なわれる。
また、端子■□7には所定の基準電圧を発生するから、
この基準電圧を抵抗77.78と可変抵抗8Gで所定値
に分割して端子NINVに入力し、他方、これに応じて
高周波トランス47の2次巻線の一つ、例えばS4によ
って得られた直流電圧を抵抗84゜85で分割し、これ
を端子INVに入力さぜると、端子N I N Vに入
力された電圧(これを■。とする)と端子INVに入力
された電圧(これをVIとする)の差に応じて端子El
、 E2に発生するパルスのパルス幅が変化し、■。>
Vi となっているときにはパルス幅を増加させ、Vo
 < VIとなっているときにはパルス幅を減小させる
ように動作し、いわゆるスイッチング拳レギュレータ機
能をはたす。
なお、このとき、端子C1と02に接続されている抵抗
79,80はElとE2の端子に発生するパルスの電流
値を制限し、スイッチング・トランジスタ45.46の
ベース電流が過大にならないようにする働きヶし、端子
CLは抵抗83によりて検出されたトランジスタ45.
46のエミッタ電流が過大になったときの保睡を行なう
ための信号入力用である。
次に、この実施例の動作について説明する。
電源が投入され、直流電圧Vccが与えられるとスイッ
チング・レギュレータ43が動作を開始し、スイッチン
グ・トランジスタ45.46を交互にオンとオフに切換
制御する。そうすると、これにより高周波トランス47
の1次巻線P1には方形波による交番電流が流れ、2次
巻線81〜S4のそれぞれに所定の電圧の矩形波交流が
誘起し、駆動回路%〜路に正負の直流電圧が供給される
ようになってインバータ装置の動作が行なえるようにな
る。
そして、このとき、スイッチング・レギュレータ43の
端子CT、l(、Tに接続されているコンデンサ71と
抵抗75の定数を適当な値に設定し、同時にスイッチン
グ・トランジスタ45.46の高周波特性や高周波トラ
ンス47の特性を所定値となるようにし、これにより高
周波トランス47の1次巻線P1に流れる交番′電流の
周波数が、上記したようにi。
KHz〜100KHzになるようにしてやれば、つまり
トランス47の動作周波数を商用周波数(50〜60 
Hz )の200倍から2000倍にもなるようにして
やれば、このトランス47に必要な磁束数が少くて済み
、商用周波数のトランスに比して充分に小形のもので同
一の電力を扱えるようにすることができる。
従って、この実施例によれば、駆動回路n〜羽に必要な
4つの独立した直線電源を作り出すためのトランス47
が小形で軽量なもので済み、第4図に鎖線で示したよう
に、駆動回路n〜28ヲ含むプリント回路基板にこのト
ランス47も含めて実装することが可能になり、駆動回
路基板に対する電源トランス40からの配線を僅が2本
にすることができる゛。
また、この実施例では、スイッチング・レギュレータ4
3を用い、スイッチング・トランジスタ45゜46ノオ
ンデユーテイを高周波トランス47の2次側から得た直
流電圧に応じて制御し、これにより各駆動回路n〜邪に
対して安定化された直流電比が供給されるようになって
いるから、インバータ装置の制御動作が確実で高い信頼
性を与えることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、駆動回路に必要
な独立した複数の直流電源を得るために必要なトランス
も含めてプリント回路基板構成することができ、これに
より駆動回路基板に対する配線数を大幅に減らして従来
技術の欠点を除くことができる上、以下に列挙する効果
が期待できるインバータ装置を容易に、しかもローコス
トで提供することができる。
■ 独立した直流電源を得るためのトランスが小形化さ
れ、プリント回路基板に実装できるため、装置金体を小
形にすることができる。
■ 配線作業が少くて済むため、そのために必要なスペ
ースも少くて済み、さらに小形化、ローコスト化が得ら
れる。
■ スイッチング・レギュレータなどによる安定化が容
易で、そのため、電源電圧の変動に対して主スイツチン
グ素子のベース電流の確保や、不足電圧検出レベルに対
する余裕の確保が容易になり、余裕度の高い設計を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はインバータ装置の主回路の一例を示す回路図、
第2図は駆動回路の一例を示す回路図、第3図は駆動回
路に対する直流電源回路の従来例を示す回路図、第4図
は同じく本発明の一実施例を示す回路図である。 43・・・・・・スイッチング・レギュレータ、45.
46・・・・・・スイッチング・トランス、47・・−
高周波)ランス。 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 スイッチング素子駆動回路に複数の独立した直流
    電源を必要とする電力用インバータにおいて、複数の独
    立した2次巻線を有する高周波トランスと、該トランス
    の1次巻線に高周波電力を供給するための高周波発生回
    路とを設け、上記高周波トランスの2次巻線に得られる
    高周波電圧を贅流して上記複数の直流電源全得るように
    構成したことを%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、上記高周波発生回
    路をスイッチングレギスレータ回路で構成したことを特
    徴とするインバータ装置。
JP58139501A 1983-08-01 1983-08-01 インバ−タ装置 Pending JPS6032574A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58139501A JPS6032574A (ja) 1983-08-01 1983-08-01 インバ−タ装置

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JPS6032574A true JPS6032574A (ja) 1985-02-19

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0326286U (ja) * 1989-07-21 1991-03-18
JP2009027832A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2010268680A (ja) * 2010-07-08 2010-11-25 Hitachi Ltd 電力変換装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5588579A (en) * 1978-10-23 1980-07-04 Era Patents Ltd Stationary inverter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5588579A (en) * 1978-10-23 1980-07-04 Era Patents Ltd Stationary inverter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0326286U (ja) * 1989-07-21 1991-03-18
JP2009027832A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP4574651B2 (ja) * 2007-07-19 2010-11-04 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP2010268680A (ja) * 2010-07-08 2010-11-25 Hitachi Ltd 電力変換装置

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