JPWO2011121765A1 - 電力変換装置およびサージ電圧抑制方法 - Google Patents
電力変換装置およびサージ電圧抑制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2011121765A1 JPWO2011121765A1 JP2012507985A JP2012507985A JPWO2011121765A1 JP WO2011121765 A1 JPWO2011121765 A1 JP WO2011121765A1 JP 2012507985 A JP2012507985 A JP 2012507985A JP 2012507985 A JP2012507985 A JP 2012507985A JP WO2011121765 A1 JPWO2011121765 A1 JP WO2011121765A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- power
- band gap
- wide band
- power conversion
- Prior art date
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 34
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 10
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/163—Soft switching
-
- 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
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Description
図1は、本発明にかかる電力変換装置の実施の形態1の構成例を示す図である。本実施の形態の電力変換装置は、平滑コンデンサ3とインバータ回路を備えるインバータ装置である。このインバータ回路は、制御装置1に制御され、直流電源2から入力された直流を三相交流に変換して、モータ等である負荷20へ供給する。なお、直流電源2は、例えば商用交流電源等の交流電源を整流するコンバータ回路などによって構成できる。
図4は、本発明にかかる電力変換装置の実施の形態2の構成例を示す図である。本実施の形態の電力変換装置は、実施の形態1の電力変換装置に、スナバコンデンサの代わりにスナバ回路として用いるスイッチング素子であるスナバ素子8と、スナバ素子8を駆動する駆動回路9と、を追加し、トランジスタ6−i(i=1,2,…6)の代わりにSi半導体トランジスタ7−iを備える以外は、実施の形態1の電力変換装置と同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
図6は、本発明にかかる電力変換装置の実施の形態3の構成例を示す図である。本実施の形態の電力変換装置は電源回生コンバータ装置であり、モータ(図6ではMと略している)13が発生する誘導逆起電力(回生エネルギー)を、モータ13を可変速制御するインバータ装置12経由で三相交流電源10に回生する装置である。なお、本実施の形態では、三相負荷の一例としてモータ13を用いる例を示したが、モータ13の代わりに他の三相負荷であってもよい。
図8は、本発明にかかる電力変換装置の実施の形態4の構成例を示す図である。本実施の形態の電力変換装置は、実施の形態3の電力変換装置に、スナバコンデンサの代わりに配置するスイッチング素子であるスナバ素子18と、駆動回路19と、を追加し、回生トランジスタ15−1〜15−6の代わりに回生トランジスタ17−1〜17−6を備える以外は実施の形態3の電力変換装置と同様である。実施の形態3と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態3と同一の符号を付して説明を省略する。
2 直流電源
3 平滑コンデンサ
4−1〜4−6 ダイオード
5−1〜5−6,9,19 駆動回路
6−1〜6−6 トランジスタ
7−1〜7−6 Si半導体トランジスタ
8,18 スナバ素子
10 三相交流電源
11 スナバコンデンサ
12 インバータ装置
13 モータ(M)
15−1〜15−6,17−1〜17−6 回生トランジスタ
16−1〜16−3 電流検出器
20 負荷
Claims (10)
- ワイドバンドギャップ半導体を用いた電圧駆動型のワイドバンドギャップスイッチング素子と、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子のターンオフ時に、前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を駆動するための電圧を、前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を非直線領域で動作させるよう定めた電圧プロファイルに基づいて制御する駆動回路と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であり、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を、自身のオンオフ動作により直流電力を交流電力に変換するスイッチング素子とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、負荷から供給される回生エネルギーを交流電源に回生する回生コンバータ装置であり、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を、自身のオンオフ動作により回生エネルギーを交流電源に回生するスイッチング素子とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であり、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子は、直流電力を交流電力に変換するスイッチング素子を保護対象スイッチング素子とし、前記保護対象スイッチング素子を過電流から保護するスナバ回路として機能する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、負荷から供給される回生エネルギーを交流電源に回生する回生コンバータ装置であり、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子は、回生エネルギーを交流電源に回生するスイッチング素子を保護対象スイッチング素子とし、前記保護対象スイッチング素子を過電流から保護するスナバ回路として機能する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記スナバ回路として機能する前記ワイドバンドギャップスイッチング素子は、前記保護対象スイッチング素子と並列に接続する、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の電力変換装置。 - 前記ワイドバンドギャップスイッチング素子をユニポーラ型とする、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記ターンオフ時として、出力短絡によるターンオフ時を含む、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記ワイドバンドギャップ半導体を、シリコンカーバイドとする、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 電力変換装置におけるサージ電圧抑制方法であって、
スイッチング素子のターンオフ時に前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を駆動するための電圧プロファイルを、前記電圧プロファイルに基づく駆動時に前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を非直線領域で動作させるよう定めるプロファイル決定ステップと、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子のターンオフ時に、前記電圧プロファイルに基づいて前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を駆動するための電圧を制御する駆動ステップと、
を含み、
前記ワイドバンドギャップスイッチング素子を、ワイドバンドギャップ半導体を用いた電圧駆動型のスイッチング素子とする、
ことを特徴とするサージ電圧抑制方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2010/055880 WO2011121765A1 (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 電力変換装置およびサージ電圧抑制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011121765A1 true JPWO2011121765A1 (ja) | 2013-07-04 |
JP5518181B2 JP5518181B2 (ja) | 2014-06-11 |
Family
ID=44711551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012507985A Active JP5518181B2 (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 電力変換装置およびサージ電圧抑制方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9124270B2 (ja) |
JP (1) | JP5518181B2 (ja) |
KR (1) | KR101454526B1 (ja) |
CN (1) | CN102835014B (ja) |
DE (1) | DE112010005430T8 (ja) |
TW (1) | TWI462444B (ja) |
WO (1) | WO2011121765A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021101549A (ja) * | 2015-10-21 | 2021-07-08 | マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated | 非飽和又は短絡障害を制御するためのSiC及びIGBTパワーデバイス用のゲート駆動制御システム |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9373617B2 (en) * | 2011-09-11 | 2016-06-21 | Cree, Inc. | High current, low switching loss SiC power module |
US9640617B2 (en) * | 2011-09-11 | 2017-05-02 | Cree, Inc. | High performance power module |
CN103918079B (zh) | 2011-09-11 | 2017-10-31 | 科锐 | 包括具有改进布局的晶体管的高电流密度功率模块 |
DE102013010188A1 (de) * | 2012-06-21 | 2013-12-24 | Fairchild Semiconductor Corp. | Schalt-Schaltkreis und Steuer- bzw. Regelschaltkreis |
JP5755197B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2015-07-29 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US10081512B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-09-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator control device |
KR20160098894A (ko) * | 2015-02-11 | 2016-08-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전력 변환 장치 및 그의 구동 방법 |
JP2018506952A (ja) * | 2015-02-18 | 2018-03-08 | ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー | 航空機始動および発電システム |
JP6117878B2 (ja) * | 2015-09-02 | 2017-04-19 | ファナック株式会社 | 過電流検出部を有するモータ駆動装置 |
JP6561794B2 (ja) * | 2015-11-20 | 2019-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング回路 |
JP6282331B1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-02-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US10003275B2 (en) * | 2016-11-11 | 2018-06-19 | Texas Instruments Incorporated | LLC resonant converter with integrated magnetics |
JP6852445B2 (ja) * | 2017-02-16 | 2021-03-31 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
TWI724571B (zh) * | 2019-10-04 | 2021-04-11 | 建準電機工業股份有限公司 | 馬達停轉保護控制方法 |
WO2024004208A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0479758A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-13 | Fuji Electric Co Ltd | 電流センスigbtの駆動回路 |
JP2000092817A (ja) | 1998-09-16 | 2000-03-31 | Toshiba Corp | スナバ装置及び電力変換装置 |
JP2001169413A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-22 | Honda Motor Co Ltd | 誘導性負荷駆動装置 |
JP4323073B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2009-09-02 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
US7217950B2 (en) * | 2002-10-11 | 2007-05-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Insulated gate tunnel-injection device having heterojunction and method for manufacturing the same |
JP2004336845A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載電力変換装置 |
JP2005006381A (ja) | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Hitachi Ltd | スイッチング素子の駆動回路 |
WO2006003936A1 (ja) | 2004-07-01 | 2006-01-12 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | スナバ回路及びスナバ回路を有するパワー半導体装置 |
JP2009021395A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Panasonic Corp | 半導体装置 |
JP4853928B2 (ja) | 2007-08-24 | 2012-01-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 炭化ケイ素静電誘導トランジスタの制御装置及び制御方法 |
JP2009219268A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
US7738267B1 (en) * | 2009-01-07 | 2010-06-15 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Systems and methods for common-mode voltage reduction in AC drives |
-
2010
- 2010-03-31 WO PCT/JP2010/055880 patent/WO2011121765A1/ja active Application Filing
- 2010-03-31 JP JP2012507985A patent/JP5518181B2/ja active Active
- 2010-03-31 US US13/637,285 patent/US9124270B2/en active Active
- 2010-03-31 CN CN201080066009.2A patent/CN102835014B/zh active Active
- 2010-03-31 KR KR1020127024251A patent/KR101454526B1/ko active IP Right Grant
- 2010-03-31 DE DE201011005430 patent/DE112010005430T8/de not_active Expired - Fee Related
- 2010-07-01 TW TW99121633A patent/TWI462444B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021101549A (ja) * | 2015-10-21 | 2021-07-08 | マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated | 非飽和又は短絡障害を制御するためのSiC及びIGBTパワーデバイス用のゲート駆動制御システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI462444B (zh) | 2014-11-21 |
DE112010005430T8 (de) | 2013-05-16 |
JP5518181B2 (ja) | 2014-06-11 |
CN102835014A (zh) | 2012-12-19 |
WO2011121765A1 (ja) | 2011-10-06 |
KR20120118852A (ko) | 2012-10-29 |
DE112010005430T5 (de) | 2013-01-24 |
US9124270B2 (en) | 2015-09-01 |
TW201134074A (en) | 2011-10-01 |
CN102835014B (zh) | 2016-02-10 |
US20130016542A1 (en) | 2013-01-17 |
KR101454526B1 (ko) | 2014-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5518181B2 (ja) | 電力変換装置およびサージ電圧抑制方法 | |
JP5521796B2 (ja) | 整流回路 | |
EP3035532B1 (en) | Gate drive circuit and method of operating same | |
CN106817113B (zh) | 用于场控开关的过电流保护的系统及方法 | |
JP5752234B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6988670B2 (ja) | 駆動回路、パワーモジュール及び電力変換システム | |
US10511301B2 (en) | Gate drive circuit, power conversion apparatus, and railway vehicle | |
WO2019207977A1 (ja) | ゲート駆動回路およびゲート駆動方法 | |
JP4786305B2 (ja) | インバータ | |
JP2018133892A (ja) | パワー半導体のゲート駆動装置およびゲート駆動方法 | |
CN113056864B (zh) | 电力转换装置 | |
JP6314053B2 (ja) | 電力変換装置及びその制御方法 | |
WO2018193527A1 (ja) | 過電流検出回路及び電力変換装置 | |
JP5298557B2 (ja) | 電圧駆動型半導体素子のゲート駆動装置 | |
JP7341163B2 (ja) | 電力用半導体素子の駆動回路、およびそれを用いた電力用半導体モジュール | |
WO2015186233A1 (ja) | 電力変換装置およびワイドバンドギャップ半導体素子の制御方法 | |
US11063506B2 (en) | Power converter | |
JP4786298B2 (ja) | インバータ | |
JP2019041514A (ja) | 半導体素子の駆動回路 | |
KR20170066860A (ko) | 차량용 인버터 보호 장치 및 방법 | |
JP2006094654A (ja) | 多直列接続された自己消弧型素子のゲート制御方法及びこれを用いた電力変換装置 | |
JP2015103955A (ja) | ゲート電圧の制御方法 | |
WO2015129049A1 (ja) | 電力変換装置、及び、電力変換装置の短絡保護方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131008 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5518181 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |