JPS62196067A - スナバ回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスイッチング素子としてゲートターンオフサ
イリスタ（以下、ＧＴＯと略記する）を用いた電力変換
装置において、ｄ　ｖ　／　ｄ　を抑制、サージ吸収等
の目的で使用されるスナバ回路に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、〔三菱ＧＴＯサイリスクシリーズとその特性
〕　（三菱電機技報、Ｖｏｌ、５８、Ｎ［１１２，１９
８４、Ｐ５〜９）に記載されたスナバ回路を有する６相
ＧＴＯインバータの回路図であって、第３図に該インバ
ータの一相分の０７０回路が示されている。両図におい
て、１は直流電源、２は正側アームのＧＴｏ、３は負側
アームＧＴＯ１４，５はフリーホイリングダイオード、
２０．３０はそれぞれＧＴｏ２．３のアノード・カソー
ド間に挿入されたスナバ回路である。スナバ回路２０は
、ダイオード２１、コンデンサ２２、放電抵抗２３から
なり、同様に、スナバ回路３０はダイオード３１、コン
デンサ３２、放電抵抗３３からなる。なお、第３図では
、フリーホイリングダイオード４．５を省いである。

次に、上記インバータにおけるスナバ回路の動作につい
て説明する。

６個のＧＴＯ２，３は所定の順序に従いオン・オフ制御
され、インバータはパルス中制御された交流電圧を図示
しない負荷に供給する。

例えば、今、第３図におけるＧＴＯ３が導通して電流を
通流している状態からオフした場合を考えると、ＧＴＯ
３がオフしても配線インダクタンス１００の影響により
上記電流は直ちには零に減衰せずスナバ回路２０に転流
して、ダイオード２１を通しコンデンサ２２を充電する
。このコンデンサ２２があるため、ＧＴＯ３のアノード
・カソード間の電圧変化率ｄ　ｖ　／　ｄ　ｔは一定値
以下に抑制され、ＧＴＯ３は安全にオフすることになる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、ＧＴＯ２，３のオフ時にコンデンサ２２．３
２が吸収したエネルギーはＧＴＯ２，３のオン時に放電
抵抗２３．３３を通して放゛電するため、これら放電抵
抗による電力損失が大きく、これは、特に、ＧＴＯが高
周波スイッチング動作をする場合には顕著となり、放電
抵抗が大形化してスナバ回路が高価になるという問題が
あった。

この発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
ので、従来に比して、放電抵抗による電力損失を低減し
、該放電抵抗を小型化することができるスナバ回路を得
ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、第２のコンデンサ
を設け、該第２のコンデンサは、ＧＴＯが正側アームで
ある場合は従来からあるコンデンサ（第１のコンデンサ
）と放電抵抗との接続点と電源の負極側との間に、負側
アームである場合は上記接続点と上記電源の正極側との
間に挿入するようにしたものである。

〔作用〕

この発明では、ＧＴＯのオフによりダイオードを通して
第１のコンデンサを充電した電荷は第２のコンデンサに
移行したのち該第２のコンデンサから放電抵抗を通して
電源へと放電されるので、放電抵抗で消費されるのは第
１のコンデンサを充電した電荷の一部だけとなる 〔発明の実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示した回路図であって、
６相ＧＴＯインバータの一相分だけを示してあり、ＧＴ
Ｏ２のスナバ回路２０Ａは、ダイオード２１、コンデン
サ２２、放電抵抗２３の他にコンデンサ２４を有してい
る点において前記スナバ回路２０と相違し、ＧＴＯ３の
スナバ回路３０Ａは、ダイオード３１、コンデンサ３２
、放電抵抗３３の他にコンデンサ３４を有している点に
おいて前記スナバ回路３０と相違する。コンデンサ２４
はコンデンサ２２と放電抵抗２３の接続点と電源１の負
極端子（インバータ直流端子の負極側）との間に挿入さ
れており、コンデンサ３４はコンデンサ３２と放電抵抗
３３の接続点と電源１の正極端子（インバータ直流端子
の正極側）との間に挿入されている。他の構成は前記従
来のものと同じである。なお、第１図では、フリーホイ
リングダイオードの図示を省いである。

次に、この回路の動作について説明する。

今、ＧＴＯ２が導通状態からオフした場合を考えると、
このオフ時直前にＧＴＯ２に流れていた電流はスナバ回
路２０Ａに転流し、ダイオード２１を通しコンデンサ（
第１のコンデンサ）２２を充電し、該コンデンサ２２の
端子電圧が直流電源１の電源電圧Ｅｄより高くなると、
ダイオード２１を通しコンデンサ（第２のコンデンサ）
２４を充電し、配線インダクタンス１００に蓄えられて
いたエネルギーがコンデンサ２２．２４に移行してしま
うと上記コンデンサへの充電は止み、充電電荷はコンデ
ンサの端子電圧が電源電圧Ｅｄになるまで放電抵抗２３
を通して放電される。ＧＴＯ２がターンオンすると、第
１のコンデンサ２２の電荷は、該第１のコンデンサ２２
−第２のコンデンサ２４−電源１−配線インダクタンス
１０〇−ＧＴＯ２−第１のコンデンサ２２の径路を通し
て放電され、第１のコンデンサ２２の電荷は第２のコン
デンサ２４に移行する。この間、第１のコンデンサ２２
の電荷の一部は、第１のコンデンサ２２−放電抵抗２３
−ＧＴＯ２−第１のコンデンサ２２の径路に放出される
が、この放電径路の時定数を前記放電径路の時定数より
充分に大きくしておけば、第１のコンデンサ２２の電荷
の殆どは第２のコンデンサ２４に移行し、その端子電圧
がΔ■だけ上昇する。第２のコンデンサ２４に移行した
電荷は、第２のコンデンサ２４−放電抵抗２３−配線イ
ンダクタンス１０〇−電源１−第２のコンデンサ２４の
径路を通して電圧上昇分Δ■だけ放電する。

今、第２のコンデンサ２４の容量を０２とすると、第２
のコンデンサ２４に移行したエネルギーはＰｃは、 Ｐｃ＝Ｃ２（（Ｅｄ＋ΔＶ）−Ｅｄ）／２　・・（１）
放電抵抗２３で消費されたエネルギーＰｒは、ｐｒ＝Ｃ
２・ΔＶ／２・・・・・・・・・・・（２）であるので
、 Ｐ　ｒ　／　Ｐ　ｃ　＝ΔＶ／（２Ｅｄ＋Δ■）・・・
・（３）となり、このことから、Ｅｄ　＞＞Δ■となる
ように第２のコンデンサ２４の容量Ｃ２を選択しておけ
ば大部分のエネルギーは、放電抵抗２３により消費され
ることなく、電源１に回生されることになる。

なお、上記実施例では、ＧＴＯがブリッジ結線された回
路に実施した場合について説明したが、電源が直流であ
れば、チョッパ等の他のスイッチング回路に適用しても
同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、ダイオードを通して第１
のコンデンサを充電した電荷は第２のコンデンサに移行
したのち該第２のコンデンサから放電抵抗を通して電源
へと放電されるので、放電抵抗で消費されるのは、従来
回路の場合と異なり、第１のコンデンサを充電した電荷
の−・部だけとなるため、電力損失を大幅に低減するこ
とができる上、放電抵抗を小型にすることができるので
、回路全体を小型で安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すインバーター相分の回
路図、第２図は従来のＧＴＯインバータを示す回路図、
第３図は上記従来例におけるインバータの一相分を示す
回路図である。 図において、１−直流電源、２．３−〇　Ｔ　Ｏ。 ２０Ａ、３０Ａ、−−・スナバ回路、２１．３１−・ダ
イオード、２２．３２・・−第１のコンデンサ、２３．
３３・・・放電抵抗、２４．３４−・・第２のコンデン
サ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スイッチング素子としてゲートターンオフサイリスタを
   用いる電力変換装置の上記ゲートターンオフサイリタの
   アノード・カソード間に直列に接続して挿入されるダイ
   オードと第１のコンデンサ及び上記ダイオードに並列接
   続された放電抵抗の他、第２のコンデンサを有し、該第
   ２のコンデンサは、上記ゲートターンオフサイリスタが
   正側アームである場合は上記第１のコンデンサと上記放
   電抵抗との接続点と電源の負極側との間に、負側アーム
   である場合は上記第１のコンデンサと上記放電抵抗との
   接続点と上記電源の正極側との間に挿入されることを特
   徴とするスナバ回路。