JPS6185073A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPS6185073A JPS6185073A JP59204009A JP20400984A JPS6185073A JP S6185073 A JPS6185073 A JP S6185073A JP 59204009 A JP59204009 A JP 59204009A JP 20400984 A JP20400984 A JP 20400984A JP S6185073 A JPS6185073 A JP S6185073A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- diode
- inverter
- clamp
- diodes
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- 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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-
- 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
- H02M7/53—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
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〕 本発明はブリッジ形インバータを
用いた電力変換装置に係り１％にインバータの半導体ス
イッチを保護するための電圧クランプ回路に関するもの
である。
用いた電力変換装置に係り１％にインバータの半導体ス
イッチを保護するための電圧クランプ回路に関するもの
である。
〔発明の背景〕 従来のブリッジ形インバータに設けら
れていた電圧クランプ回路を第２図に示す。
れていた電圧クランプ回路を第２図に示す。
第２図において、１は三相全波整流回路、２は限流抵抗
、３は直流電源用平滑コンデンサ、４は半導体スイッチ
（例としてパワーＭＯ８ＦＥＴ）５〜８で構成されたブ
リッジ形インバータ、 ９．１０はクランプ用コンデン
サ、１１は出力変圧器、１２．１３は整流用ダイオード
、１４は平滑用直流リアクタであり、ブリッジ形インバ
ータ４の半導体スイッチ５，８と半導体スイーツチ６．
７を交互にオン、オフさせることにより、三相全波整流
回路１の出力を平滑して得られた直流を高周波交流に変
換して出力変圧器１１の一次側に加え、該変圧器の二次
出力をダイオード１２．１３により再度整流して負荷に
供、給する例である。
、３は直流電源用平滑コンデンサ、４は半導体スイッチ
（例としてパワーＭＯ８ＦＥＴ）５〜８で構成されたブ
リッジ形インバータ、 ９．１０はクランプ用コンデン
サ、１１は出力変圧器、１２．１３は整流用ダイオード
、１４は平滑用直流リアクタであり、ブリッジ形インバ
ータ４の半導体スイッチ５，８と半導体スイーツチ６．
７を交互にオン、オフさせることにより、三相全波整流
回路１の出力を平滑して得られた直流を高周波交流に変
換して出力変圧器１１の一次側に加え、該変圧器の二次
出力をダイオード１２．１３により再度整流して負荷に
供、給する例である。
このような電力変換装置に用いられるブリッジ形インバ
ータにおいては、半導体スイッチ５〜８のターンオフ時
に回路のインダクタンスによりスパイク電圧が発生し、
半導体スイッチ５〜８を破壊する恐れがある。第２図中
のクランプ用コンデンサ９，１０は、半導体スイッチ５
〜８のターンオフ時に回路のインダクタンスによる発生
エネルギーを吸収し。
ータにおいては、半導体スイッチ５〜８のターンオフ時
に回路のインダクタンスによりスパイク電圧が発生し、
半導体スイッチ５〜８を破壊する恐れがある。第２図中
のクランプ用コンデンサ９，１０は、半導体スイッチ５
〜８のターンオフ時に回路のインダクタンスによる発生
エネルギーを吸収し。
半導体スイッチ５〜８を保護するために設けられたもの
であるが、発生エネルギーが大きいほど、コンデンサ９
．１０の電圧は高くなる。
であるが、発生エネルギーが大きいほど、コンデンサ９
．１０の電圧は高くなる。
このため、半導体スイッチとしてパワーＭＯ８ＦＥＴの
ような耐圧の低い素子を用いた場合、素子を過電圧から
保護するためにはコンデンサ容量を大きくしなければな
らず、またコンデンサが大きくなると、実装上コンデン
サを半導体スイッチの近くに配置することができなくな
り、配線のインダクタンスの影響により電圧クランプ回
路としての保護機能が低下する。また、半導体スイッチ
５〜８のターンオフ時ｌこインバータの電源側配線２１
のインダクタンスによりコンデンサ３とコンデンサ９．
１０との間に振動電流が流れ、半導体スイッチ５〜８の
ターンオン時にはコンデンサ９．１０の放電電流が流れ
るため、コンデンサ９．１０が発熱し、損失が大きいと
いう問題もあった。
ような耐圧の低い素子を用いた場合、素子を過電圧から
保護するためにはコンデンサ容量を大きくしなければな
らず、またコンデンサが大きくなると、実装上コンデン
サを半導体スイッチの近くに配置することができなくな
り、配線のインダクタンスの影響により電圧クランプ回
路としての保護機能が低下する。また、半導体スイッチ
５〜８のターンオフ時ｌこインバータの電源側配線２１
のインダクタンスによりコンデンサ３とコンデンサ９．
１０との間に振動電流が流れ、半導体スイッチ５〜８の
ターンオン時にはコンデンサ９．１０の放電電流が流れ
るため、コンデンサ９．１０が発熱し、損失が大きいと
いう問題もあった。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、小容量のクランプ用
コンデンサを用いて、インバータを構成する半導体スイ
ッチをターンオフ時に発生するスパイク電圧から十分に
保護することができ、かつ損失の少ない電圧クランプ回
路を備えた電力変換装置を提供す゛ることにある。
コンデンサを用いて、インバータを構成する半導体スイ
ッチをターンオフ時に発生するスパイク電圧から十分に
保護することができ、かつ損失の少ない電圧クランプ回
路を備えた電力変換装置を提供す゛ることにある。
〔発明の概要〕 本発明は、ブリフジ形インバータを用
いた電力変換装置において、インバータを構成する半導
体スイッチ群と並列にクランプ用ダイオードとクランプ
用コンデンサの直列回路からなる電圧クランプ回路を設
け、前記クランプ用ダイオードのアノードをインバータ
の高電位側に、前記クランプ用コンデンサのクランプ用
ダイオードとは反対側の端子をインバータの低電位側に
それぞれ接続し、かつ前記クランプ用ダイオードのカソ
ードと前期クランプ用コンデンサとの接続点を直流電源
用平滑コンデンサの高電位側に帰還用ダイオードを介し
て接続することにより、前記半導体スイッチのターンオ
フ時に回路のインダクタンスによる発生エネルギーを電
源側平滑コンデンサに帰還させて、クランプ用コンデン
サの電圧上昇を抑えるとともに、前記クランプ用ダイオ
ードと帰還用ダイオードにより前述のような振動電流や
放電電流がクランプ用コンデンサに流れるのを阻止し、
低損失化をはかったものであ・る。
いた電力変換装置において、インバータを構成する半導
体スイッチ群と並列にクランプ用ダイオードとクランプ
用コンデンサの直列回路からなる電圧クランプ回路を設
け、前記クランプ用ダイオードのアノードをインバータ
の高電位側に、前記クランプ用コンデンサのクランプ用
ダイオードとは反対側の端子をインバータの低電位側に
それぞれ接続し、かつ前記クランプ用ダイオードのカソ
ードと前期クランプ用コンデンサとの接続点を直流電源
用平滑コンデンサの高電位側に帰還用ダイオードを介し
て接続することにより、前記半導体スイッチのターンオ
フ時に回路のインダクタンスによる発生エネルギーを電
源側平滑コンデンサに帰還させて、クランプ用コンデン
サの電圧上昇を抑えるとともに、前記クランプ用ダイオ
ードと帰還用ダイオードにより前述のような振動電流や
放電電流がクランプ用コンデンサに流れるのを阻止し、
低損失化をはかったものであ・る。
〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、１〜８．１１〜１４は第２図と共通の
部分であり、説明を省略する。
部分であり、説明を省略する。
１５．１６はクランプ用コンデンサ、１７ 、１８はク
ランプ用ダイオード、 １９．２０は帰還用ダイオード
であり、１７〜２０には高速ダイオードを用いる概要で
述べたように、コンデンサ１５とダイオード１７、コン
デンサ１６とダイオード１８の各直列回路からなる電圧
クランプ回路を半導体スイッチ群５．６および７％８と
それぞれ並列に設け、クランプ用ダイオード１７．１８
のアノードをインバータ４の高電位側に、クランプ用コ
ンデンサ１５．１６のクランプ用ダイオード１７ 、１
８とは反対側の端子をインバータ４の低電位、側にそれ
ぞれ接続するとともに、クランプ用ダイオード１７ 、
１８のカソードとクランプ用コンデンサ１５．１６との
各接続点ａ、ｂをそれぞれ帰還用ダイオード１９．２０
を介して直流電源用平滑コンデンサ３の高電位側に接続
しである。
ランプ用ダイオード、 １９．２０は帰還用ダイオード
であり、１７〜２０には高速ダイオードを用いる概要で
述べたように、コンデンサ１５とダイオード１７、コン
デンサ１６とダイオード１８の各直列回路からなる電圧
クランプ回路を半導体スイッチ群５．６および７％８と
それぞれ並列に設け、クランプ用ダイオード１７．１８
のアノードをインバータ４の高電位側に、クランプ用コ
ンデンサ１５．１６のクランプ用ダイオード１７ 、１
８とは反対側の端子をインバータ４の低電位、側にそれ
ぞれ接続するとともに、クランプ用ダイオード１７ 、
１８のカソードとクランプ用コンデンサ１５．１６との
各接続点ａ、ｂをそれぞれ帰還用ダイオード１９．２０
を介して直流電源用平滑コンデンサ３の高電位側に接続
しである。
このように構成された装置において、インバータ４の動
作中、半導体スイッチ５〜８がターンオフすると、回路
のインダクタンスにより、クランプ用コンデンサ１５
、１６にクランプ用ダイオード１７ 、１８を介してイ
ンバータ４の高電位側から低電位側に向う電流が流れ。
作中、半導体スイッチ５〜８がターンオフすると、回路
のインダクタンスにより、クランプ用コンデンサ１５
、１６にクランプ用ダイオード１７ 、１８を介してイ
ンバータ４の高電位側から低電位側に向う電流が流れ。
もしダイオード１９．２０による帰還回路がなければ、
クランプ用コンデンサ１５ 、１６の電圧は直流電源用
平滑コンデンサ３の電圧より電源側配線２１のインダク
タンスによる誘起電圧分だけ高くなる。しかし、コンデ
ンサ１５ 、１６とコンデンサ３との間にダイオード１
９．２０による帰還回路を設けることにより、ダイオー
ド１９．２０を介してコンデンサ１５ 、１６からコン
デンサ３へ電流が流れ、電源側配線２１のインダクタン
スによる発生エネルギーはコンデンサ３へ帰還される。
クランプ用コンデンサ１５ 、１６の電圧は直流電源用
平滑コンデンサ３の電圧より電源側配線２１のインダク
タンスによる誘起電圧分だけ高くなる。しかし、コンデ
ンサ１５ 、１６とコンデンサ３との間にダイオード１
９．２０による帰還回路を設けることにより、ダイオー
ド１９．２０を介してコンデンサ１５ 、１６からコン
デンサ３へ電流が流れ、電源側配線２１のインダクタン
スによる発生エネルギーはコンデンサ３へ帰還される。
見方を変えれば、ダイオード１７ 、１８とダイオード
１９ 、２０を通るフライホイール電流によって電源側
配線２１のインダクタンスによる過剰エネルギーが吸収
されることになる。このため、コンデンサＩｓ 、 １
６の電圧は、直流電源電圧にダイオード１９．２０の電
圧降下分と帰還回路の配線の電圧降下分を加えた電圧に
しか上らず、コンデンサ容量が小さくても半導体スイッ
チ５〜８をスパイク電圧から十分保護することができる
。この場合、もしダイオード１９．２０がなくてコンデ
ンサ１５゜１６とコンデンサ３との間が短絡されている
と、帰還回路の配線のインダクタンスによりコンデンサ
１５ 、１６とコンデンサ３との間に振動電流が流れる
が、ダイオード１９ 、２０によってこの振動電流を阻
止することができる。
１９ 、２０を通るフライホイール電流によって電源側
配線２１のインダクタンスによる過剰エネルギーが吸収
されることになる。このため、コンデンサＩｓ 、 １
６の電圧は、直流電源電圧にダイオード１９．２０の電
圧降下分と帰還回路の配線の電圧降下分を加えた電圧に
しか上らず、コンデンサ容量が小さくても半導体スイッ
チ５〜８をスパイク電圧から十分保護することができる
。この場合、もしダイオード１９．２０がなくてコンデ
ンサ１５゜１６とコンデンサ３との間が短絡されている
と、帰還回路の配線のインダクタンスによりコンデンサ
１５ 、１６とコンデンサ３との間に振動電流が流れる
が、ダイオード１９ 、２０によってこの振動電流を阻
止することができる。
また、ダイオード１７ 、１８を設けたことにより、半
導体スイッチ５〜８のターンオン時にコンデンサ１５
、１６に放電電流が流れることもない。その結果、コン
デンサ１５．１６の発熱も抑制できる。
導体スイッチ５〜８のターンオン時にコンデンサ１５
、１６に放電電流が流れることもない。その結果、コン
デンサ１５．１６の発熱も抑制できる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、ブリッジ形インバー
タを構成する半導体スイッチのターンオフ時に回路のイ
ンダクタンスによる発生エネルギーを直流電源用平滑コ
ンデンサへ帰還させてクランプ用コンデンサの電圧上昇
を抑えたため、電圧クランプ回路のコンデンサ容量を低
減することができ、しかもコンデンサの小形化により、
実装上半導体スイッチの近くに配置することが可能で、
保護機能を十分に発揮させることができる。さらに、帰
還用ダイオードとクランプ用ダイオードにより、半導体
スイッチのターンオフ時の振動電流。
タを構成する半導体スイッチのターンオフ時に回路のイ
ンダクタンスによる発生エネルギーを直流電源用平滑コ
ンデンサへ帰還させてクランプ用コンデンサの電圧上昇
を抑えたため、電圧クランプ回路のコンデンサ容量を低
減することができ、しかもコンデンサの小形化により、
実装上半導体スイッチの近くに配置することが可能で、
保護機能を十分に発揮させることができる。さらに、帰
還用ダイオードとクランプ用ダイオードにより、半導体
スイッチのターンオフ時の振動電流。
ターンオン時の放電電流によるクランプ用コンデンサの
発熱を抑え、損失を低減できるという効果がある。
発熱を抑え、損失を低減できるという効果がある。
本発明は、インバータ制御形アーク溶接電源などのよう
な大電流のスイッチングを行なう電力変換装置において
特に有効である。
な大電流のスイッチングを行なう電力変換装置において
特に有効である。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
例の回路図である。 ｌ・・三相全波整流回路、３・・・直流電源用平滑コン
デンサ、４−・・ブリッジ形インバータ、５〜８・・・
半導体スイッチ、１５ 、１６・・・クランプ用コンデ
ンサ、１７ 、１８・・クランプ用ダイオード、１９
、２０・・・帰還用ダイオード。
例の回路図である。 ｌ・・三相全波整流回路、３・・・直流電源用平滑コン
デンサ、４−・・ブリッジ形インバータ、５〜８・・・
半導体スイッチ、１５ 、１６・・・クランプ用コンデ
ンサ、１７ 、１８・・クランプ用ダイオード、１９
、２０・・・帰還用ダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ブリッジ形インバータを用いた電力変換装 置において、インバータを構成する半導体スイッチ群と
並列にクランプ用ダイオードとクランプ用コンデンサの
直列回路からなる電圧クランプ回路を設け、前記クラン
プ用ダイオードのアノードをインバータの高電位側に、
前記クランプ用コンデンサのクランプ用ダイオードとは
反対側の端子をインバータの低電位側にそれぞれ接続し
、かつ前記クランプ用ダイオードのカソードと前記クラ
ンプ用コンデンサとの接続点を直流電源用平滑コンデン
サの高電位側に帰還用ダイオードを介して接続したこと
を特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204009A JPS6185073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204009A JPS6185073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6185073A true JPS6185073A (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=16483256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204009A Pending JPS6185073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6185073A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913092B2 (ja) * | 1977-12-23 | 1984-03-27 | 東洋通信工業株式会社 | カセツトテ−プレコ−ダ |
| JPS5996879A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Fuji Electric Co Ltd | 自己消弧形パワ−デバイス用のスナバ |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP59204009A patent/JPS6185073A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913092B2 (ja) * | 1977-12-23 | 1984-03-27 | 東洋通信工業株式会社 | カセツトテ−プレコ−ダ |
| JPS5996879A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Fuji Electric Co Ltd | 自己消弧形パワ−デバイス用のスナバ |
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