JPS62118761A - 半導体スイツチ回路 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はインバータと負荷を結ぶ電路の如く双方向に電
流が流れる電路を１個の半導体スイッチ素子でオン、オ
フ制御できる半導体スイッチ回路に関する。

Ｂ９発明の概要 本発明は、双方向に’ｔ＝に流が流れる電路を開閉制御
する半導体スイッチ回路において、 双方向に電流が流れる電路に、ダイオードをブリッジ接
続したブリッジ回路を介挿するとともに、前記ブリッジ
回路の共通接続されたカソード側と共通接続されたアノ
ード側との間に牛導体スイッチ紫子を接続することによ
り、 双方…ＵＫ電流が流れる電路を、１個の半導体スイッチ
素子によって高速度で開閉することができるようにした
ものである□ Ｃ０従来の技術 従来、複数の交流モータを選択運転するには、例えば第
４図のようにインバータＩＮＶと各モータＭ１〜Ｋｎを
結ぶ電路にブｒ挿されたマグネットスイッチＭＳｌ−Ｍ
ｓｎ　ｆ開閉制御して行なっていた。

また始動用インバータと運転用インバータを切換えてモ
ータを始動、Ｊ！！転するには、例えば第５図のように
切替え用のマグネットスイッチが用いられていた。第５
図において直流母線Ｐ、Ｎ間には始動用インバータＩＮ
ＶＩおよび運転用インバータＩＮＶ２が接続されている
。始動用インバータＩＮＶｌの交流出力側はマグネット
スイッチから成るスイッチｉｔＰ　ＳＷＩ　Ａ−ＳＷｌ
　ｎを弁してモータＭ　１　％　Ｍ　ｎに接続されてい
る。運転用インバータＩＮＶ２の交流出力側はマグネッ
トスイッチから成るスイッチ群ＳＷ２　Ａ　−ｓｗ２　
ｎを弁して前記モータＭ　１４　Ｍ　ｎに接続されてい
る。ＣＩ　＋　０２は直流母線Ｐ、Ｎ間に接続された平
滑コンデンサである□モータＭ１〜Ｍｎの始動時はスイ
ッチ群５ＷＩＡ〜５Ｗ１ｎを閉路し、始動用インバータ
ＩＮＶＩによって低周波始動せしめ、その後運転用イン
バータＩＮＶ２の設定周波数まで加速していく。始動用
インバータｒ　ＮＶ　ｌの運転周波数が運転用インバー
タＩＮＶ２の周波数と等しくなり、且つ位相、電圧が一
致すると同期一致とみなし、スイッチ群５ＷＩＡ　−５
ＷＩｎを開路するとともにスイッチ群ＳＷ２　Ａ　−Ｓ
Ｗ２　ｎｆ開閉路る□これによって始動用ＩＮＶ、から
運転用インバータＩＮＶ２に切換えることができる。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点 前記第４図および第５図で用いたマグネットスイッチの
動作時間は４０〜１００ｍ５　と比較的遅い。これに対
しインバータの保護上の速度は５０μ３以下の速い応答
が望まれる。このため１個のモータで故障が発生し過電
流が流れたとき、該過電流からインバータ全保護するＫ
はマグネットスイッチによる開路では時間がかかシすぎ
、インバータを停止する必要がある。これによって他の
健全なモータの運転が不可能になるという問題点があっ
た。

また、第５図の回路の場せ、マグネットスイッチから成
るスイッチ群８ＷＩＡ％　５ＷＩｎ、　５Ｗ２Ａ　〜５
ｗ２ｎの動作時間が遅い（４０〜１００ｍｍ　　）ため
、始動用インバータＩＮＶＩから運転用インバータＩＮ
Ｖ２に切換えたと色に位相ずれが発生する恐れがある。

このため運転用インバータＩＮＶ２１１１１に過電流が
流れるが、この過電流を許容できるようＫするには運転
用インバータＩＮＶ２の容量を必要以上に大きくしなけ
ればならないという問題点があったｎ さらにマグネットスイッチは接点、コイルともに動作回
数に制限があ〕、高頻度の開閉動作が要求される負荷に
は不向色であるとともに、７グネ７）スイッチのコイル
は寿命が短く、長期間使用時にコイルの断線が発生する
ため保守が煩しい等の問題点があった。

そこで上記のような問題点を勢決するために近年、マグ
ネットスイッチに代えて例えば第６図のようにパワート
ランジスタＴＲ，、ＴＲ２ｆｔ用い友スインチｎ路が提
案されている。第６図において、コンデン＋ｊｃと抵抗
Ｒを直列接続したサージ電圧吸収回路には、図示極性の
ダイオードＤ２およびパワートランジスタＴＲＩから成
る直列回路と図示極性のダイオードＤ１１およびパワー
トランジスタＴＲ２から成る直列回路とが従続されてい
る０パワートランジスタＴＲ，のエミッターコレクタ間
には図示極性のダイオードＤ１がｉ続されてお）、パワ
ートランジスタＴＲ２のエミッタ・コレクタ間には図示
極性のダイオードＤ５が接続されている。

前記ダイオードＤ　２　ｅ　Ｄ　４はパワートランジス
タでＲ１、ＴＲ２の逆憾圧副量不足を補償するものであ
り、ダイオードＤ、、Ｄ５はパワートランジスタＴＲ，
、ＴＲ２に過渡的に逆電圧が印加される場せのバイパス
電流路を形成している。パワートランジスタＴＲＩのエ
ミッタおよびパワートランジスタＴＲ２のコレクタは交
流電源側、例えばインバータ（図示省略）の出力側に接
成され、ダイオードＤ２のアノードおよびダイオードＤ
ＩＩのカソードは負荷側、例えば交流モータ（図示省略
）に接続される＾＠６図のスイッチ回路によればインバ
ータかラモータへはパワートランジスタでＲ２およびダ
イオードＤ４を介して電流が流れ、モータからインバー
タへはダイオードＤ２およびパワートランジスタＴＲ，
をプｔして電流が流れる。第６図のスイッチ回路を用い
れば、双方向に流れる電流をパワートランジスタ（ＴＲ
１，ＴＲ２）によって高速度で遮断することができる。

このため第６図のスイッチ回＃５を第４図のマグネット
スイッチに適用すれば、１個のモータの故障により過電
流が流れようとしても、事故発生モータとインバータを
結ぶ電路のみを即座に開放することができ、他の健全モ
ータの正常運転を継続できる。また、第６図のスイッチ
回路を第５−のマグネットスイッチに適用すれば、イン
ハ＝　タ（ＩＮＶ’ｌ　、　ＩＮＶ２　’）　（Ｄ切換
えを高速度で行なえるので、位相すれは発生しなくなる
＾しかしながら＃！６図のスイッチ回路は１拍当り２個
のパワートランジスタが必要となり高価な装置になって
しまう。またパワートランジスタはマグネットスイッチ
に比べて大形であり、装置の設置面積が拡大してしまう
等の問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、双方向に流
れる電流を１個の半導体スイッチ素子によって高速度で
遮断できるとともに、小形で安価な半導体スイッチ回路
を提供することを目的としている。

Ｅ０問題点を解決するための手段 本発明は、 （１）　　ダイオードをブリッジ接続してブリッジ回路
を構成し、前記ブリッジ回路の一方のアームを構成する
ダイオードのアノードとカソードとが共通接続された接
続点を交流電源ａＫ接続するとともに１前記ブリツジ１
路の他方のアームを構成するダイオードのアノードとカ
ソードとが共通接続された接続点を負荷側に接続し、且
つ前記ブリッジ回路の共通接続されたカソード側と共通
接続されたアノード側との間に半導体スイッチ素子を接
続したことを特徴とするとともに、 （２ダイオードをブリッジ接続してブリッジ回路′Ｉｋ
構成し、前記ブリッジ回路の一方のアームを構成するダ
イオードのアノードとカソードとが共通接続された接続
点をインバータの交流出力側にｗｃ続するとともに、前
記ブリッジ回路の他方のアームを構成するダイオードの
アノードとカソードとが共通接続された接続点を負荷側
に接続し、且つ前記ブリッジ回路の共通接続されたカソ
ード側と共通接続されたアノード側との間に半導体スイ
ッチ素子を接続し、前記ブリッジ回路の共通接続された
カソード側と前記インバータの正仰１人カ端を結ぶ電路
および前記ブリッジ回路の共通接続された７ノード側と
前記インバータの負側入力ｇｈＡを結ぶ電路に各々ダイ
オードを介挿し、前記インバータの正、食入カ漏間にコ
ンデンサを接続したことを特徴としている。

２１作用 上記のように構成された（２）路において、交流電源又
はインバータと負荷を結ぶ電路をどちらの方向に電流が
流れる場合であっても、電流は半導体スイッチ素子を通
流する。このため双方向電流を１個の半導体スイッチ素
子によって高速度で遮断できる。

また、半導体スイッチ素子のオフ時、回路のインダクタ
ンスや負荷に蓄積されたエネルギーは、ダイオードを弁
してインバータの直流入力側に設けたコンデンサに導か
れ吸収される。このため半導体スイッチ回路自体にケー
ジ吸収面路を設ける必要はなくなるー Ｇ、実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例をＦ６１ｒ
Ａする。第１１ＥにおいてＤ１〜Ｄ４は各々ダイオード
であり、これらダイオードはブリッジ接続されてブリッ
ジロ路ｔ−＃成している。ダイオードＤｌ　ｅ　Ｄ　５
のカソードどうしを結ぶ共通接続点１には半導体スイッ
チ素子、例えばパワートランジスタＴＲＩのコレクタが
接続されている。パワートランジスタＴＲＩのエミッタ
はダイオードＤ２ｅＤｌ＋のアノードどうしを結ぶ共通
接続点２に接続されている。パワートランジスタＴＲ１
のコレクターエミッタ間には、コンテンｔＣと抵抗Ｒが
直列に接続されている、これらコンデンサＣおよび抵抗
Ｒでサージ電圧吸収回路を構成している。ダイオードＤ
１のアノードとダイオードＤ２のカソードとの共通接続
点３は交流電源の出力側、例えばインバータ（図示省略
）の出力１１１１　Ｋ接続される。ダイオードＤ５の７
ノードとダイオードＤＩＩのカン−ドとの共通接続点４
は負荷、例えばモータ（図示省略）に接続される。

上記のように構成された回路においてノくワートランジ
スタＴＲＩがオンしている場せ、インバータの出力惧１
１からモータ側へ電流が流れるモードでは、インバータ
→ダイオードＤ１→パワートランジスタでＲ１のコレク
タ、エミッタ→ダイオードＤＩＩ→モータなる経路を通
流する。またモータからインバータ側へ電流が流れるモ
ードでは、モータ→ダイオードＤ３→パワートランジス
タＴＲＩのコレクタ、エミッタ→ダイオードＤ２→イン
バータなる経路全通流する。この上うにインバータ、モ
ータ（図示省略）間でいずれの方向へ電流が流れても、
電流はパワートランジスタＴＲＩのコレクタ・エミッタ
間を通流する。このためパワートランジスタＴＲＩをオ
フ制御すれば電流は高速度で遮断できる０パワートラン
ジスタＴＲＩのオフ時にモータに蓄積されたエネルギー
や線路インダクタンスによって印加されるサージ電圧は
コンデンサＣと抵抗Ｒによって吸収される。このためパ
ワートランジスタＴＲＩの破壊を防止することができる
。

（戊Ｔ−分、ｆ＝） 次に第１図の回路のコンデンサＣと抵抗Ｒ１−除去でき
るようにし次半導体スイッチ回路の一例を第２図ととも
に説明する。第２図において直流量＠Ｐ、Ｎ間には、平
滑コンデンサＣ０とインバータＩＮＶが並列接続されて
いる。インバータＩＮＶはトランジスタＴＲＵ、ＴＲｖ
、ＴＲｗ、ＴＲｘ、ＴＲＹ。

ＴＲ２ｔ−三相ブリッジ接続するとともに、各トランジ
スタのコレクタ・エミッタ間に図示極性の帰還ダイオー
ドＤＵ−ＤＶ−ＤＷｅ　Ｄｚ＋　Ｄｙ、　Ｄｚ　ｔ−各
々接続して構成されている。インバータＩＮＶのＵ相出
力側とモータＭｓｋ結ぶ電路には、ダイオードＤＩＵ　
＊　Ｄ２Ｕ＊　Ｉ）ａｔｒ＊　Ｄ４Ｕを図示極性の如く
ブリッジ接続したブリッジ回路が介挿されている。ダイ
オードＤＩＵＩ　ＤＩＩＵのカソードどうしを結ぶ共通
接続点１ＵとダイオードＤ２Ｕ＋　Ｄ４Ｕのアノードど
うしを結ぶ共通接続点２ｕとの間には半導体スイッチ素
子、例えばパワートランジスタＴＲ，が図示極性のよう
に接続されている。前記共通接続点１Ｕと正側直流母線
Ｐｔ−結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤＰＵが
介挿されている。前記共通接続点２Ｕと負側゛直流母線
Ｎを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤＮＵが介
挿されている。インバータＩ　ＮＶ（７）Ｖ相出力側と
モータＭ、を結ぶ電路には、ダイオードＤｌｖ、Ｄ２ｖ
、Ｄ３ｖ、Ｄ４ｖｔ−図示極性の如くブリッジ接続し次
ブリッジ回路が介挿されている。ダイオードＤＩＶＩ　
Ｉ）ａｖのカソードどうしを結ぶ共通接続点１ｖとダイ
オードＤｌｆｌＶ、　Ｄ４Ｖのアノードどうしを結ぶ共
通接続点２ｖとの間には半導体スイッチ素子、例えばパ
ワートランジスタＴＲ，が図示極性のように接続されて
いる。前記共通接続点１ｖと正側直流母線Ｐを結ぶ電路
には図示極性の環流ダイオードＤＰＶが介挿されている
。前記共通接続点２ｖと負側直流母線Ｎを結ぶ電路には
図示極性の環流ダイオードＤＮＶが介挿されている。イ
ンバータＩＮＶのＷ相出力側とモータＭ＋ｔ−結ぶ電路
には、ダイオードＤＩＷ　Ｉ　Ｄ２ｗ　＊　Ｄａｗ　＊
　Ｄａｗ　ｌ：図示極性の如くブリッジ接続し九ブリフ
ジ回路が介挿されている。

ダイオードＤＩＷＩ　Ｉ）ｓｗのカソードどうしを結ぶ
共通接続点１ｗとダイオードＤ２ｗ、Ｄ４ｗのアノード
どうしを結ぶ共通接続点２ｗとの間には半導体スイッチ
回路、例えばパワートランジスタＴＲｍが図示極性のよ
うに接続されている。前記共通接続点１ｗと正側直流母
線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤＰＷが
介挿されている。前記共通接続点２ｗと負側直流母線Ｎ
ｔ結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤＮＷが介挿
されている。

次に上記のように構成され几回路の動作を述べる。イン
バータＩＮＶとモータＭ、を結ぶ電路が閉じられている
（すなわちパワートランジスタＴＲ，。

ＴＲ，、ＴＲ，がオン状態である）場合、例えばＵ−■
相関に流れる電流は正側直流母線Ｐ→トランジスタＴＲ
Ｕ−４ｐ−イオードＤＩＵ→パワートランジスタＴＲ，
→ダイオードＤ４Ｕ→モータＭ、→ダイオードＩ）ｓｖ
→パワートランジスタＴＲ，→ダイオードＤ２ｖ−トラ
ンジスタＴＲＹ→負側直流母ＭＮなる経路で通流し、ま
た逆モードであれば正側直流母紐Ｐ→トランジスタＴＲ
ｖ→ダイオードＤＩＶ→パワートランジスタＴＲ，→ダ
イオードＤ４ｖ→モータＭ１→ダイオードＤ３υ→パワ
ートランジスタＴＲ，→ダイオードＩ）ｚｔｒ→トラン
ジスタＴＲｘ→負側直流母線Ｎなる経路で通流する。イ
ンバータＩＮＶとモータＭＩｔ−結ぶ電路のＵ−Ｗ相聞
、Ｖ−Ｗ相間に流れる′ｔＪｉ流も前記と同様にして通
流する。パワートランジスタＴＲｔ　（ＴＲａ　、ＴＲ
ａ　）のオフ時にモーｊｘＭ。

に蓄積されたエネルギーや線路インダクタンスによって
印加されるサージエネルギーは、ｆＩＩ流ダイオードＤ
ｐｔｒ　（Ｄｐｖ　、　Ｄｐｗ　）−平滑コンデンサＣ
８−環流夕”イオードＤＮＵ　（ＤＮＶ　、　ＤＮＷ　
）なる経路を通して流れ、平滑コンデンサＣＩに吸収さ
れる。このためパワートランジスタＴＲ＋　（ＴＲｔ　
、　ＴＲｓ　）のオフ時に該トランジスタＴＲ＋　（Ｔ
Ｒｔ、　ＴＲＩ　）に印加される電圧をインバータＩＮ
Ｖの＠　＃、！圧にフラングすることができる。

上記の工うな半尋体スイ・ソチ回路によれば、各相に流
れる双方向電流を１個のパワートランジスタにより高速
度で遮断することができるとともに、パワートランジス
タ専用のサージ電圧吸収回路が不要となり、これによっ
て回路の小形化が図れる。

次に第２図の牛導体スイヴチ回路を始動用インバータと
運転用インバータを切換えてモータの始動、運転制御を
行なうようにし７’Ｃ装置に適用した実施例ｔ−第３図
に示す。第３図において第５図と同一部分は同一符号を
持って示し、七の説明は省略する。第３図と第５図の異
なる点は、第５図のスイッチ群５ＷＩＡ〜５Ｗ１ｎおよ
びＳＷ２　Ａ　〜Ｓ　Ｗ　２　ｎの代わりに第２図のス
イッチ回路と同様に構成されるスイッチ回路ＳＩＡ〜Ｓ
１ｎおよびＳ２Ａ〜Ｓ２ｎ’ｆｒ：用いたことにある。

スイッチ回路Ｓエムは次のように構成されている。始動
用インバータＩＮＶ、のＵ相出力側とモータＭＩを結ぶ
電路には、ダイオードＤＩＵＩ　＋　Ｄ２Ｕ１　＊　Ｄ
ＩＵＩ　＊　Ｄ４Ｕ１　を図示極性の如くブリッジ接続
したブリッジ回路が介挿されている。

ダイオードＤＩＵＩ　＋　Ｉ）３Ｕ□のカソードどうし
を結ぶ共通接続点とダイオードＤ２Ｕ１１　Ｄ４Ｕ１の
アノードどうし金結ぶ共通接続点との間には半導体スイ
ッチ素子、例えばパワートランジスタＴＲ，、が図示極
性のように接続されている。前記ダイオードＤＩＵｌｅ
Ｄ３Ｕ１のカソードと正側直流母線Ｐを結ぶ電路には図
示極性の環流ダイ芽−ドＤＰＵ□が介挿されている。

前記ダイオードＤ２υ□ｅ　Ｄ４Ｕユのアノードと負側
直流母線Ｎ　ｋ　Ｍぶ電路には図示極性の環流ダイオー
ドＤＮＵＩが介挿されている。始動用インノ（−タＩＮ
Ｖ、の■相出力側とモータＭ１ｔ”結ぶ電路には、ダイ
オードＤ１ｖｔ　＃　Ｄ２Ｖ１　ｗ　ＤＩＵＩ　＊　Ｄ
４Ｖ１　’に図示極性の如くブリッジ接続したブリッジ
回路が介挿されている。ダイオードＤＩＶＩ　＃　ＤＩ
ＶＩのカソードどうしｔ−結ぶ共通接続点とダイオード
Ｉ）２ｖｔ　ｌ　Ｄ４Ｖ１のアノードどうしを結ぶ共通
接続点との間には半導体スイッチ回路、例えばパワート
ランジスタＴＲ□が図示極性のように接続されている。

前記ダイオードＩ）ｔｖ□＋Ｄ３Ｖ□のカソードと正側
直流母線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤ
ＰＶＩが介挿されている。前記ダイオードＩ）ｚｖ□ｅ
　Ｄ４Ｖ□のアノードと負側直流母＃Ｎ″ｆ：結ぶ電路
には図示極性の環流ダイオードＤＮｉが介挿されている
。始動用インバータＩＮＶ、のＷ相出力側とモータＭ　
＋　’に結ぷ電路には・ダイオードＤ　ＩＷＩ・Ｄ２Ｗ
１・Ｄ　３Ｗ１・Ｄ４Ｗ１　　ｔ−図示極性の如くブリ
ッジ接続したブリッジ回路が介挿されている。ダイオー
ドＤＩＷ□Ｉ　Ｉ）ａｗｔのカソードどうしを結ぶ共通
接続点とダイオードＤ２Ｗ□ｌ　Ｄ４Ｗ１のアノードど
うしを結ぶ共通接続点との間には半導体スイッチ素子、
例えばパワートランジスタＴＲ＋ｍが図示極性のように
接続されている。前記ダイオードＤＩＷＩ　＊　Ｉ）ａ
ｗｔのカソードと正側直流母線Ｐｔ−結ぶ電路には図示
極性の環流ダイオードＤＰＷＩが介挿されている。前記
ダイオードＤ２Ｗ１　、Ｄ４Ｗ１のアノードと負側直流
母線Ｎｔ−結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードＤＮ
ＷＩが介挿されている。

運転用インバータＩＮＶ、とモータＭ１を結ぶ電路に介
“挿され友スイッチ回路８２ムは前記スイッチ回路ＳＩ
Ａと同様に図示の如く構成されている“。またモータＭ
、〜Ｍｎ側に設けられ次スイッチ回路ＳＩＢ〜Ｓｕｎ　
＃　ＳＯＢ　−ｓ、ｎも前記スイッチ回路ＳＩＡと同様
に構成されている（図示省略）。

次に上記のように構成さｎｉ回路の動作を述べる。まず
例えばモータＭｓ　を始動させるには、スイッチ回路１
３１ＡのパワートランシタＴＲＩＩ　＊　ＴＲＩＩ　＊
ＴＦｌｔｓ　　ｔ−オン制御して始動用インパータエＩ
ＪＶＩとモータＭｒ　ｋ結ぶ各相電路を閉路させる。こ
ｎによって例えばＵ−７相関には、始動用インバータエ
ＩＪＶｌ→ダイオードＤＩ　ＵＳ→パワートランジスタ
ＴＲ１１→ダイオードＤ４Ｕ１→モータＭ１→ダイオ−
）’Ｄｓｖｌ　→パワートランシタＴ！（１，→ダイオ
ードＩ）ｔｖｔ→始動用インパータエ’ＮＶＩ　なる経
路で通流し、ま九逆モードであｎば始動用インパータエ
ＭＶｔ→ダイオードＤＩ　ＩＮ　→パワート２ンジスタ
ＴＦＩ、→ダイオードＤ４Ｖ１→モータＭｌ→ダイオー
ドＩ）ｇｏ、ｔ→パワートランジスタＴＲ１１→ダイオ
−）’　Ｄｓσ１→始動用インバータエＮＶＩなる経路
で通流する。始動用インＩ（−タエ’ＮＶＩ　　とモー
タＭ１を結ぶ電路のＵ−Ｗ相間、Ｖ−Ｗ相間に流れる電
く。始動用インバータ （以下余白） Ｉ’ＮＶＩの運転周波数が運転用インバータエＮＶ、の
周波数と等しくな夛、且つ位相、１！圧が一致すると同
期一致とみなし、スイッチ回路ｓｌＡのノくワートラン
ジスタＴＲ１１，ＴＲ話ｅ　ＴＲ１３をオフするととも
にスイッチ回路８！ＡのパワートランジスタＴＲ２１゜
ＴＲ２＊　ｅ　ＴＦｌｔｓ　ｔ−オン制御する。とｎに
よって始動用インバータエＮＶＩから運転用インＩく一
タエＮＶＩに切換わるが、このとき例えばＵ−’Ｖ相間
には運転用インバータＩＮＶ雪→ダイオードＤ、σ鵞→
ノくツートランジスタＴＲ。１→ダイオードＤ４゜−４
モー　１’　Ｍ　１→ダイオードＩ）ｓｖ＊→パワート
ランジスタＴＲ，鵞→ダイオードＤ意ｖ＊→運転用イン
ノ（−タエＮＶ鵞なる経路で通流し、また逆モードであ
れば運転用イン／（−タエＮＶ！→ダイ′オードＩ）ｔ
ｖｚ→／くワートランジスタ’ｒＦｌｘ＊→ダイオード
Ｉ）４ｖｓ→モ一タＭ１→ダイオードＤＳ　Ｕ！→パワ
ートランジスタＴＲ，１→ダイオードＩｈＴＪ２→運転
用インパータエＮＶ、なる経路で通流する。運転用イン
バータエＮｖ鵞とモータＭｓ　ｔ”結ぶ電路のＵ−Ｗ相
間、Ｖ−Ｗ相間にｉｎる電流も前記と同様にして通流す
る。

前記パワートランジスタＴＲｏ　（ＴＲｔｓ　、　Ｔ丘
ｌｓ　）のオフ時にモータＭ１に蓄積さｎ友エネルギー
や線路インダクタンスによって印加さｎるサージエネル
ギーは、環流ダイオードｌ１ｐｔ７１　（Ｄｐｖｔ　ｅ
　Ｄｐｗｔ　）→平滑コンデンサｃｌ　＊　Ｃ＊→環流
ダイオードＤＮＩＪＩ　（しＮＶＩ　Ｉ　ＤＭＷＩ　）
なる経路を通して流ｎ１平滑コンデンサＣ１、Ｏ，に吸
収さｎる０このためパワートランジスタＴＲ■（ＴＲｔ
ｚ　＋　ＴＲｔｓ　）のオフ時に該トランジスタＴＲ１
ｔ　（ＴＦ’ｔ２＊　ＴＦｌｔｓ　）に印加さｎる電圧
上インバータエＮＶＩ　、工Ｎｖ鵞の直流電圧にクラン
プすることができる０ 前記パワートランジスタＴＲ＠ｌ　（ＴＲ，鵞＊　ＴＲ
２３）のオフ時も前記と同様の動作により印加電圧をイ
ンパータエＮＶＩ　、工ＭＶ、の直流電圧にクランプす
ることかできる。

スイッチ回路ｓＩＩ％−８１□ｓ＊Ｂ”５ｓｓｎも前記
スイッチ回路日！Ａ８２ムと同様に動作するものである
。

上記＠１図〜第３図では、半導体スイッチ素子にパワー
トランジスタを用いている。このためトランジスタのベ
ース−エミッタ間電圧がコレクタ電流によって上昇する
ことを利用し、９荷異常等による過電流を検出して遮断
することができる。

これによって事故発生負荷以外の健全な負荷の運転を確
保するとかできる。

尚、半導体スイッチ素子はパワートランジスタに限らず
他の素子を用いても良い。

Ｈ０発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が得られる
。

（１）ｌ相当９１個の半導体スイッチ素子を用いるだけ
で交流電流の鴻断が行なえ、装置全体を小形化すること
ができるとともに価格の低廉化が図れる。

（２）半導体スイッチ素子を用いている九めオン、オフ
時間が極めて短い。

（３）　　始動用インバータと運転用イン／＜−夕を有
する装置に適用すれば、前記第（２）項の理由によシイ
ンバータの切倹えを即座に位相ずｎなく行なうことがで
きる。すなわちオン時間は１〜２μｓ。

オフ時間は１０〜２５μＢ　で充分であり、小さな負荷
モータの運転切換えを行なうときであっても位相ずｎは
ほとんど生じない（モータ単体でも１００　ｍｓ以上の
時定数をもっている）０このようにインバータの切換え
時に位相ずｎはほとんど生じないので、突入電流も極め
て小さく、運転用インバータの容ｉｔ−必要以上に大き
くしなくて済む０ （４）　　半導体スイッチ素子に例えばパワートランジ
スタを用いｎば、負荷異常に工ろ過電流全検出し、異常
な負荷のみを高速度で切唆すことができる。このため交
Ｒ五源（インバータ）の運転を停止する必要がなく、健
全負荷の運転ｔ−ｍ保することができ、システムの信頼
性が向上する０（５）［流離断時に生じるサージエネル
ギーをインバータの直流側に設けた平滑コンデンサに工
つて吸収させることができる。この丸め半導体スイッチ
素子に印加される電圧をインバータの直流電圧にクラン
プすることができ、半導体スイッチ素子全保護できる。

（６）　　＠　紀ｇｇ　（５）項で述べたようにサージ
エネルギーは平滑コンデンサに吸収させるので、半導体
スイッチ素子に専用のサージ電圧吸収回路を設ける必要
がない。この友め半導体スイッチ回路を半導体素子のみ
で構成することができ、この結果モジュール化による小
型化が容易となシ、量産化によるコストダウンが計ｎる
０ （７）　　半導体スイッチ素子を用いているため寿命灯
半永久のものとなる０ を図１ずｄの簡単な説明 ・様１図は第１の発明の実施例を示す回路図、第２図は
第２の発明の実施例を示す回路Ｎ％＠３図は他の実施例
を示す回路図、第４図は従来例を示す回路図、４ｂ図は
従来の他の例を示す回路図、第６図は従来のスイッチ回
路図である。

Ｄ　Ｉ　””　Ｄ　４　＠ＤＩ　１７ＮＤ４　Ｕ　管”
Ｉ　ＶゞＤ４　Ｖ　、　ｐＨｙ〜Ｄ４゜・・・ダイオー
ドｈ　　”ＰＵ　＠　Ｄｌ−ｙ　＊　ＤｐＷ、ＤＮＵ　
、　ＤＮＶ　＊　ＤＭＷ　”’環流ダイオード、　’ｒ
ｐｔ−、−’ｒｐｓ・・・パワートランジスタ、　　Ｉ
ＮＶ、　工ＮＶＩ　、　ＺＮＶ！・・・インバータｓ　
　Ｃ１ｅ　ｃ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイオードをブリッジ接続してブリッジ回路を構
   成し、前記ブリッジ回路の一方のアームを構成するダイ
   オードのアノードとカソードとが共通接続された接続点
   を交流電源側に接続するとともに、前記ブリッジ回路の
   他方のアームを構成するダイオードのアノードとカソー
   ドとが共通接続された接続点を負荷側に接続し、且つ前
   記ブリッジ回路の共通接続されたカソード側と共通接続
   されたアノード側との間に半導体スイッチ素子を接続し
   たことを特徴とする半導体スイッチ回路。
2. （２）ダイオードをブリッジ接続してブリッジ回路を構
   成し、前記ブリッジ回路の一方のアームを構成するダイ
   オードのアノードとカソードとが共通接続された接続点
   をインバータの交流出力側に接続するとともに、前記ブ
   リッジ回路の他方のアームを構成するダイオードのアノ
   ードとカソードとが共通接続された接続点を負荷側に接
   続し、且つ前記ブリッジ回路の共通接続されたカソード
   側と共通接続されたアノード側との間に半導体スイッチ
   素子を接続し、前記ブリッジ回路の共通接続されたカソ
   ード側と前記インバータの正側入力端を結ぶ電路および
   前記ブリッジ回路の共通接続されたアノード側と前記イ
   ンバータの負側入力端を結ぶ電路に各々ダイオードを介
   挿し、前記インバータの正、負入力端間にコンデンサを
   接続したことを特徴とする半導体スイッチ回路。