JPS61116970A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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JPS61116970A
JPS61116970A JP59215086A JP21508684A JPS61116970A JP S61116970 A JPS61116970 A JP S61116970A JP 59215086 A JP59215086 A JP 59215086A JP 21508684 A JP21508684 A JP 21508684A JP S61116970 A JPS61116970 A JP S61116970A
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JP
Japan
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input terminal
switch means
bridge circuit
circuit
load
Prior art date
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JP59215086A
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English (en)
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Hiroyuki Kotani
弘幸 小谷
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Daihen Corp
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Daihen Corp
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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

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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】 [産業上の利用分野] 本発明は直流を交流に変換するインバータ装置に関する
ものである。
[従来技術] 直流を交流に変換するために用いるインバータ装置は、
できるだけ歪が少ない対称波形の交流電圧を発生するも
のであることが望ましい。波形歪の少ない交流出力を発
生するインバータ装置として、本発明者は、第6図に示
す如く各辺にスイッチ素子(この例ではトランジスタ)
 TI 、 T2 。
T3.T4を配置して構成したブリッジ回路と、該ブリ
ッジ回路の第1及び第2の入力端子b1及びb2にそれ
ぞれ一端が接続された第1及び第2の直列スイッチ手段
T5及びT6と、カソードが前記ブリッジ回路の前記第
1の入力端子に接続された第1の逆流阻止用ダイオード
D7と、66記第1の逆流阻止用ダイオードD7のアノ
ードにカソードが接続され前記ブリッジ回路の第2の入
力端子b2にアノードが接続された第2の逆流阻止用ダ
イオードD8とを備えて、前記第1の直列スイッチ手段
T5の他端及び第2の直列スイッチ手段T6の他端をそ
れぞれ直流正極側入力端子1a及び負極側入力端子1b
とし前記両逆流阻止用ダイオード[)7.[)8の接続
点を中性点1Cとしたインバータ主回路1と、前記イン
バータ主回路の前記正極側入力端子1aと中性点1Cと
の間及び前記中性点1Cと負極側入力端子1bとの間に
それぞれ接続された出力電圧Eの直流量12.2=とを
備えて、前記ブリッジ回路の出力端a、bから交流出力
を得るインバータ、装置(特願昭58−122184号
)を出願している。
;i     [発明が解決しようとする問題点]この
インバータ装置においては、ブリッジ回路の各辺に配置
したスイッチ素子TI 、 T2 、 T3 。
T4と2つの直列スイッチ手段T5 、T6とを所定の
パルス幅変調されたパルスによりオンオフさせることに
より、正弦波に近似したパルスの重畳波形を得ることが
でき、これをフィルタに通すことにより正弦波の交流出
力を得ることができる。
このようにオンオフ制御により得られたパルスの重畳波
形は第7図の如くなるが、ここで出力@a。
bに接続される負荷が容量性である場合には、該容量性
負荷に充電された充電電圧によってパルス重畳波形が2
EからEに変化することができない。
即ら、スイッチ素子T5 、TI 、T4 、T6がオ
ンとなって容量性負荷にパルスP1の2Eの電圧が端子
a側を正極として加っている状態から、負荷への電圧を
パルスP2のεにするべくスイッチ素子T5 、 TI
 、 T4 、をオンとした場合には、回路的には電圧
Eのみが加わる状態となるが、容量性負荷に充電された
2Eの電圧の放電回路が形成されないためEの大きさに
電圧が変化することができない。従って、従来のこの種
のインバータ    へ装置においては負荷が容量性で
あるときはパルス幅変調による制御ができず使用するこ
とができないという問題があることが判明した。
本発明の目的は、負荷が容量性である場合でも、パルス
幅変調による制御を可能として負荷の内容に係りなく高
調波の少ない交流出力を得ることができるようにしたイ
ンバータ装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明ば各辺にスイッチ素子を配置して構成したブリッ
ジ回路と該ブリッジ回路の第1及び第2の入力端子にそ
れぞれ一喘が接続された第1及び第2の直列スイッチ手
段とカソードが前記ブリッジ回路の前記第1の入力端子
に接続された第1の逆流阻止用ダイオードと前記第1の
逆流阻止用ダイオードのアノードにカソードが接続され
前記ブリッジ回路の第2の入力端子にアノードが接続さ
れた第2の逆流阻止用ダイオードとを備えて前記第1の
直列スイッチ手段の他端及び第2の直列スイッチ手段の
他端をそれぞれ直流正極側入力端子及び負極側入力端子
とし前記両逆流阻止用ダイオードの接続点を中性点とし
たインバータ主回路と、前記インバータ主回路の前記正
極側入力端子と中性点との間及び前記中性点と負極側入
力端子との間にそれぞれ接続された直流電源とを備えて
、前記ブリッジ回路の出力端から交流出力を得るインバ
ータ装置において、前記第1及び第2の逆流阻止用ダイ
オードに並列に接続された第1及び第2の放電用スイッ
チ手段を接続したものである。
[発明の作用] 上記のように構成すると、容量性負荷の場合にパルス幅
変調して制御される電圧を2EからEに変化させるとき
に、前記放電用スイッチ手段により放電回路を形成し容
量性負荷に充電された余分の充電電圧を放電させること
ができるので容量性負荷であっても抵抗負荷と同様に正
弦波に近似したパルスの重畳波形を得ることができ、負
荷に波形歪の少ない良質の交流電力を供給することがで
きる。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の実施例の基本的構成を示したもので、
同図において1は正極側入力端子1a、負極側入力端子
1b及び中性点端子1Cと出力端子a、b、とを有する
インバータ主回路である。
2.2′はそれぞれ出力電圧がEである直流電源、例え
ば蓄電池あるいは太陽電池である。太陽電池の場合には
第2図に示す回路を正極側入力端子1aと中性点端子1
Cとの間及び負極側入力端子1bと中性点端子1Cとの
間にそれぞれ接続すればよい。なお第2図においてSC
は太陽電池、Dは逆流阻止用ダイオード、BCは各太陽
電池に直列に接続したバイパスコンデンサであり、太1
[池の数は更に増加させることができる。
インバータ主回路1はスイッチ素子としてのNPNトラ
ンジスタT1〜T4のコレクタ、エミッタ間回路を各辺
に配置して構成したブリッジ回路101を備え、トラン
ジスタT1〜T4のコレラ、    タ、エミッタ間に
はそれぞれアノードを各トラン1    ジスタのエミ
ッタ側とした保護用ダイオードD1〜D4が並列接続さ
れている。このブリッジ回路101の第1の入力端子1
01aにはNPNトランジスタT5をスイッチ素子とし
た第1の直列スイッチ素子102の一端が接続され、第
2の入力端子101bには同様にNPNトランジスタT
6をスイッチ素子とした第2の直列スイッチ手段103
の一端が接続されている。トランジスタT5及びT6の
コレクタ、エミッタ間にはそれぞれアノードを各トラン
ジスタのエミッタ側とした保護用ダイオードD5及びD
6が並列接続されている。
ブリッジ回路101の第1の入力端子101aには第1
の逆流阻止用ダイオードD7のカソードが接続され、該
ダイオードD7のアノードとブリッジ回路101の第2
の入力端子101bとの間にはアノードを入力端子10
1b側に向けた第2の逆流阻止用ダイオードD8が接続
されている。また第1及び第2の逆流阻止用ダイオード
D7.08のアノード、カソード間には、アノードにエ
ミッタをカソードにコレクタをそれぞれ接続したNPN
トランジスタT7.T8をスイッチ素子とし     
また第1及び第2の放電用スイッチ手段104及び10
5が並列接続されている。この例では、ブリッジ回路1
01と第1及び第2の直列スイッチ手段102及び10
3と、第1及び第2の放電用スイッチ手段104.10
5とによりインバータ主回路が構成されている。この主
回路においては第1の直列スイッチ手段102の他端及
び第2の直列スイッチ手段103の他端がそれぞれイン
バータ主回路1の正極側入力端子1a及び負極側入力端
子1bに接続されており、正極側入力端子1aには一方
の直流電源2の正極端子が、また負極側入力端子1bに
は他方の直流型it!2−の負i端子がそれぞれ接続さ
れている。更にインバータ主回路1の第1及び第2の逆
流阻止用ダイオードD7及びD8の接続点1Cが中性点
1Cとなっており、この中性点1Cは直流電源2及び2
−の直列接続点に接続されている。ブリッジ回路101
の出力端子a、b間には図示しない適宜の負荷106が
接続されており、インバータ主回路1と、直流型111
2.2′と、トランジスタT1〜T8をオンオフするた
めの図示しない制御回路とにより本発明のインバータ装
置が構成されている。
次に上記インバータ装置の直流交流変換動作を説明する
。第3図は交流波形の1周期を得る期間内の各トランジ
スタのオン@間幅を表わしたパルス変調波形図であり、
第4図は第3図のパルス変調波形を重畳させて得られる
インバータ主回路の出力波形図である。
上記実施例においては、第4図に示す波形のO1+E、
+2E、−E、−2Eの各電圧を得るために下表に示す
動作態様1〜6の組合せでトランジスタT1〜T8をオ
ンさせる。
表 尚上記の表においては、・印が付されたトランジスタが
オンしている。また動作態様1は第4図の波形の正の半
波においてVabをOにするための動作態様であり、動
作態様2は負の半波においてVabをOにするための動
作態様である。
即ち、第4図の正の半周期で出力電圧Vabを0とする
ためには、トランジスタT1とT3とを第3図に示す時
間幅でオンさせて、負荷106の両端を短絡する。負荷
106が誘導性であった場合にはこれにより該負荷の逆
起電力が消滅させられる。このため第4図の出力波形の
如くトランジスタT1とT3とが同時にオンしている期
間は出力波形の正の半波において出力電圧VabはOと
なる。
また第4図の負の半周期で出力電圧を0とするためには
、トランジスタT2とT4とを第3図に示す時間幅でオ
ンさせて、前記と同様にT2とT4とが同時にオンして
いる時間負荷106の両端を短絡し、出力波形の負の半
波において出力電圧■abをOとする。
更に第4図の正の半周期で出力電圧を十Eとするだめに
は、トランジスタTI 、 T4 、 T5 、 T8
をオンさせ、一方の直流電源2の出力電圧子Eを負荷1
06に加えて、出力電圧Vabを+Eとする。負荷10
6が容量性で出力電圧Vabが直流電源2の電圧より高
い場合には、ダイオードD1゜D5、トランジスタT8
及びダイオードD4による放電回路が形成されて負荷の
電荷が放電され、出力電圧Vabは直流電源2の電圧E
となる。
次に第4図の正の半周期で出力電圧を+2Eとするため
には、トランジスタTI 、 T4 、 T5 。
T6をオンさせる。この場合には、直流型!2及び2′
のそれぞれの出力電圧Eが加わった電圧子2Eが負荷1
06に加り、出力電圧■abは+2Eとなる。
次に第4図の負の半周期で出力電圧を−Eとするために
は、トランジスタT2 、 T3 、 T6 、 T7
をオンさせる。この場合には、他方の直流電源2−の出
力電圧−Eが負荷106に加わり、出力    。
電圧Vabが−Eとなる。
また第4図に示す負の半周期で出力電圧を一2Eとする
ためには、トランジスタT2 、 T3 、 T5、T
6をオンさせ、直流電源2.2′の出力電圧を加えた電
圧−2Eを負荷106に加えて出力電圧vabを一2E
とする。
したがって第3図A乃至ト1に示すようにトランジスタ
T1〜T8をオンオフ制御することによりパルスを階段
状に重畳して第4図に示すような模擬正弦波に近似させ
た電圧Vabを得ることができる。この電圧Vabを図
示しないフィルタ回路に与えることにより正弦波交流電
圧を得ることができる。
上記の説明では直流電源2.2′の出力電圧をそれぞれ
E、Eとしたが、両出力電圧を常にほぼ等しくしておけ
ば、ブリッジ回路101の出力端に得られる交流電圧は
正負の半周期が対称な波形となる。
第5図は本発明のインバータ装置の他の実施例を示した
回路図であって、この実施例は出力電圧が2Eの1個の
直流電源2を用い、この直流電源2に、2個のコンデン
サC1Cの直列回路を並列に接続して、前述したインバ
ータ装置と同様に出力電圧E、Eの2つの直流電源を得
ている。そして、この場合も前述した例と同様に直流交
流変換動作を行なわせることができる。
尚、上記の説明では単相交流を得る場合を例にとったが
、スイッチ素子により3相ブリッジ回路を構成して3相
交流出力を得るインバータにも同様に本発明を適用する
ことができる。
上記の例では、インバータ主回路を構成する各スイッチ
素子として単一のトランジスタを用いたが、電流容量を
大きくするために複数のトランジスタを並列に接続した
ものを用いてもよい。また各スイッチ素子として例えば
GTO,FET等のオンオフ制御が可能な半導体素子を
用いるインバータにも同様に本発明を適用できる。
[発明の効果1 以上のように本発明によれば、インバータ主回路を構成
するブリッジ回路の第1及び第2の入力端子にそれぞれ
接続した第1及び第2の逆流阻止用ダイオードに並列に
第1及び第2の放電用スイッチ手段を接続したので、負
荷が容量性であっても放電用スイッチ手段により無用の
充電電圧を即時に放電させることができる。従って所定
電圧レベルの階段状パルス電圧を得て歪の少ない模擬正
弦波交流を得ることができ、負荷の内容に関係しない高
性能のインバータ装置を提供することができる。そして
歪の少ない模擬正弦波交流が得られることから波形整形
のための容量の大きいフィルターを必要とせずインバー
タ装置を安価に製作できる等の実益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図の実施例で用いる直流電源の変形例を示す接続図、第
3図は第1図の実施例によって交流電圧を得る場合の各
トランジスタのオン時間幅を示したパルス変調波形図、
第4図は第3図のパルス変調波形を重畳して得られるイ
ンバータ1回(や。8カ、工。−6−ゎ、□5゜1.〜
明の他の実施例を示した回路図、第6図は従来例を示す
回路図、第7図は第6図のインバータにより得られる出
力電圧波形を示した波形図である。 1・・・インバータ主回路、1a・・・正極側入力端子
、1b・・・負極側入力端子、1C・・・中性点端子、
101・・・ブリッジ回路、101a・・・第1の入力
端子、101b・・・第2の入力端子、a、b・・・出
力端子、2.2′・・・直流電源、T1〜T4・・・ブ
リッジ回路の各辺を構成するトランジスタ(スイッチ素
子)、T5及びT6・・・第1及び第2の直列スイッチ
手段を構成するトランジスタ、D7及びD8・・・第1
及び第2の逆流阻止用ダイオード、T7及びT8・・・
第1及び第2の放電用スイッチ手段を構成するトランジ
スタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  各辺にスイッチ素子を配置して構成したブリッジ回路
    と該ブリッジ回路の第1及び第2の入力端子にそれぞれ
    一端が接続された第1及び第2の直列スイッチ手段とカ
    ソードが前記ブリッジ回路の前記第1の入力端子に接続
    された第1の逆流阻止用ダイオードと前記第1の逆流阻
    止用ダイオードのアノードにカソードが接続され前記ブ
    リッジ回路の第2の入力端子にアノードが接続された第
    2の逆流阻止用ダイオードとを備えて前記第1の直列ス
    イッチ手段の他端及び第2の直列スイッチ手段の他端を
    それぞれ直流正極側入力端子及び負極側入力端子とし前
    記両逆流阻止用ダイオードの接続点を中性点としたイン
    バータ主回路と、前記インバータ主回路の前記正極側入
    力端子と中性点との間及び前記中性点と負極側入力端子
    との間にそれぞれ接続された直流電源とを備えて前記ブ
    リッジ回路の出力端から交流出力を得るインバータ装置
    において、前記第1及び第2の逆流阻止用ダイオードに
    それぞれ第1及び第2の放電用スイッチ手段を並列接続
    したことを特徴とするインバータ装置。
JP59215086A 1984-10-16 1984-10-16 インバ−タ装置 Granted JPS61116970A (ja)

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JP59215086A JPS61116970A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 インバ−タ装置

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JP59215086A JPS61116970A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 インバ−タ装置

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JPS61116970A true JPS61116970A (ja) 1986-06-04
JPH0435993B2 JPH0435993B2 (ja) 1992-06-12

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JP59215086A Granted JPS61116970A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 インバ−タ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1337033A3 (en) * 2002-02-19 2004-12-01 Daihen Corporation Arc-machining power supply with switching loss reducing element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1337033A3 (en) * 2002-02-19 2004-12-01 Daihen Corporation Arc-machining power supply with switching loss reducing element

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JPH0435993B2 (ja) 1992-06-12

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