KR20080106283A - 전력 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

직류 전원(1)과, 직류 전원의 직류를 교류로 변환하기 위해 브리지 접속되고, 각각 환류(還流) 다이오드(5u, 5v, …)를 역병렬 접속한 복수 개의 주회로 스위칭 소자(4u, 4v, …)와, 환류 다이오드의 환류 전류를 차단할 때, 직류 전원보다 작은 역전압을 환류 다이오드에 인가하는 역전압 인가 회로(7)를 구비하고, 역전압 인가 회로는, 직류 전원의 전압보다 전압이 낮은 저전압 직류 전원(8)과, 환류 다이오드의 역회복 시에 온(on)하고, 주회로 스위칭 소자보다 내압이 낮은 역전압 인가 스위칭 소자(11)와, 환류 다이오드보다 역회복 시간이 짧은 보조 다이오드(12)의 직렬 접속에 의해 구성되며, 역전압 인가 스위칭 소자는, 다수 캐리어가 정공(正孔)이다.
Figure P1020087023161
직류 전원, 환류 다이오드, 주회로 스위칭 소자, 역전압 인가 회로, 보조 다이오드

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERTING DEVICE}
본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것이며, 특히 환류(還流) 다이오드에서의 손실을 저감시키도록 한 전력 변환 장치에 관한 것이다.
일반적인 인버터 장치는, 직류 전원으로부터의 직류를, 스위칭 소자를 브리지 접속한 인버터 회로에 의해 교류로 변환하여 교류 출력을 얻는다. 이 경우, 부하의 역률(力率)이 반드시 1은 아니기 때문에, 각각의 스위칭 소자에 역병렬로 환류 다이오드를 접속한다. 이 구성에 의하면 스위칭 소자가 턴오프(turn off)하면, 부하에 축적된 에너지가 환류 다이오드를 통하여 환류하게 된다.
환류 다이오드에 순방향 전류가 흐르고 있을 때에, 이 환류 다이오드와 반대 극성의 암(arm)의 스위칭 소자가 온(on)하면, 환류 다이오드의 양단(兩端)에 직류 전압이 역바이어스로서 가해진다. 이때, 환류 다이오드의 전류는, 잔류 전하에 의해 역방향 전류가 흐른 후 차단한다. 이 때문에, 직류 전압과 상기 역방향 전류에 의해 환류 다이오드에 큰 손실이 생기기 때문에, 인버터 장치의 효율이 악화된다. 또한, 이 때문에 장치의 냉각기를 대형화할 필요가 있었다.
그래서, 인버터 장치에 역전압 인가 회로를 설치하고, 환류 다이오드를 차단할 때, 역전압 인가 회로로부터 환류 다이오드에 작은 역전압을 인가하여, 환류 다 이오드의 역회복이 역전압 인가 회로의 저전압 직류 전원에 의해 일어나도록 하여, 환류 다이오드에서 생기는 손실을 저감시키도록 하는 방법이, 일본 공개특허 평10-327585호 공보의 제 3~5 쪽 및 도 1에서 개시되어 있다.
상기한 선행 기술에 의하면, 역전압 인가 회로는 역전압 인가용 스위칭 소자를 갖고 있고, 이 역전압 인가용 스위칭 소자를 환류 다이오드의 역회복 시에 온시켜서 저전압 직류 전압을 인가하도록 하고 있으므로, 적은 손실로 환류 다이오드를 역회복할 수 있다.
그런데, 이 선행 기술에서는, 역전압 인가 회로에, 다이오드 및 콘덴서로 이루어지는 보조 전원 회로를 갖고 있고, 이 보조 전원에 의해, 역전압 인가 스위칭 소자를 구동시키기 때문에, 역전압 인가 회로의 구성이 복잡해져, 역전압 인가 회로의 부피도 커지는 문제점이 있었다. 또한, 콘덴서를 충전하기 위해 다이오드에 전류를 흘리도록 구성하고 있으므로, 그 전류에 의해 다이오드에 발열 손실이 생길뿐 아니라, 콘덴서에 충전되는 전압이 다이오드의 손실분만큼 저전압 직류 전압보다 낮아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 회로 구성으로, 또한 손실이 적은 역전압 인가 회로에 의해 환류 다이오드의 역회복 손실을 저감시킬 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전력 변환 장치는, 직류 전원과, 상기 직류 전원의 직류를 교류로 변환하기 위해서 브리지 접속되고, 각각 환류 다이오드를 역병렬 접속한 복수 개의 주회로 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드의 환류 전류를 차단할 때, 상기 직류 전원의 전압보다 작은 역전압을 상기 환류 다이오드에 인가하는 역전압 인가 수단을 구비하고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 직류 전원의 전압보다 전압이 낮은 저전압 직류 전원과, 상기 환류 다이오드의 역회복 시에 온하고 상기 주회로 스위칭 소자보다 내압이 낮은 역전압 인가 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드보다 역회복 시간이 짧은 보조 다이오드의 직렬 접속에 의해 구성되며, 상기 역전압 인가 스위칭 소자는 다수 캐리어가 정공인 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전력 변환 장치는, 직류 전원과, 상기 직류 전원의 직류를 교류로 변환하기 위해 브리지 접속되고, 각각 환류 다이오드를 역병렬 접속한 복수 개의 주회로 스위칭 소자와, 상기 주회로 스위칭 소자 중 마이너스측 암의 주회로 스위칭 소자에 각각 직렬로 접속되고, 상기 마이너스측 암의 주회로 스위칭 소자의 온오프와 동기하여 온오프하도록 그 게이트와 상기 주회로 스위칭 소자의 마이너스극이 각각 접속된 노멀리 온(normally on)형 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드 중 마이너스측 암의 환류 다이오드의 환류 전류를 차단할 때, 상기 직류 전원보다 작은 역전압을 상기 마이너스측 암의 환류 다이오드에 인가하는 역전압 인가 수단을 구비하고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 직류 전원의 전압보다 전압이 낮은 저전압 직류 전원과, 상기 환류 다이오드의 역회복 시에 온하고, 상기 주회로 스위칭 소자보다 내압이 낮은 역전압 인가 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드보다 역회복 시간이 짧은 보조 다이오드의 직렬 접속에 의해 구성되며, 상기 역전압 인가 스위칭 소자는 다수 캐리어가 정공인 소자인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 간단한 회로 구성으로, 또한 손실이 적은 역전압 인가 회로에 의해 환류 다이오드의 역회복 손실을 저감시키는 것이 가능한 전력 변환 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도.
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전력용 반도체 장치의 역전압 인가 회로의 회로 구성도.
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 전력용 반도체 장치의 역전압 인가 회로의 회로 구성도.
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 전력용 반도체 장치의 역전압 인가 회로의 회로 구성도.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도이다. 도 1에서, 직류 전압원(1)은, 예를 들면 3상(相) 교류 전원을 정류하여 이루어지는 것이고, 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(1a)과 마이너스측 직류 모선(1b) 사이에는, 평활 콘덴서(2) 및 인버터 주회로(3)가 접속되어 있다. 인버터 주회로(3)는 플러스측 암의 주회로 스위칭 소자에 상당하는 주회로 스위칭 소자(4u, 4v 및 4w), 및 마이너스측 암의 주회로 스위칭 소자(4x, 4y 및 4z)를 3상 브리지 접속하여 이루어진다. 이들 주회로 스위칭 소자(4u, 4v, 4w, 4x, 4y 및 4z)의 플러스극과 마이너스극 사이에는 환류 다이오드(5u, 5v, 5w, 5x, 5y 및 5z)가 각각 역병렬로 접속되어 있다. 또한, 인버터 주회로(3)의 출력인 A, B 및 C점은, 예를 들면 교류 전동기와 같은 부하(6)에 접속되어 있다. 또한, 환류 다이오드(5u, 5v, 5w, 5x, 5y 및 5z)는 주회로 스위칭 소자(4u, 4v, 4w, 4x, 4y 및 4z)에 각각 내장되어 있는 경우도 있다.
환류 다이오드(5u, 5v, 5w, 5x, 5y 및 5z) 각각에 병렬로 역전압 인가 회로(7)가 접속되어 있다. 역전압 인가 회로(7)는 직류 전압원(1)보다 전압값이 낮은 저전압 직류 전원(8)을 갖고 있고, 주회로 스위칭 소자(4u, 4v, 4w, 4x, 4y 및 4z)의 플러스극과 마이너스극 사이에 이 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8a, 8b)이 각각 접속되어 있다. 이하, u상(相)의 환류 다이오드(5u)용의 역전압 인가 회로(7)에 대하여 그 구성을 설명한다. 또한, u상 이외의 환류 다이오드용의 역전압 인가 회로(7)는 기본적으로 u상의 환류 다이오드(5u)용의 역전압 인가 회로(7)와 동일하므로 그들의 설명은 생략한다.
역전압 인가 회로(7)는 게이트 드라이브 회로(9)를 갖고, 게이트 드라이브 회로(9)는 저전압 직류 전원(8)에 전기적으로 병렬로 접속되어 있으며, 그 출력은 게이트 저항(10)을 통하여 주회로 스위칭 소자(4u)의 게이트에 접속되어 있다. 그리고 스위칭 타이밍 생성 회로(도시 생략)로부터 이 게이트 드라이브 회로(9)에 드라이브 신호가 출력되면, 게이트 드라이브 회로(9)가 저전압 직류 전원(8)으로부터의 전압에 의해 구동되어, 주회로 스위칭 소자(4u)를 온시킨다.
역전압 인가 회로(7)는 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8a)에 직렬로 삽입된 역전압 인가 스위칭 소자(11)를 갖고 있다. 역전압 인가 스위칭 소자(11)는 저전압 직류 전원(8)의 플러스극으로부터 보조 다이오드(12)를 통하여 환류 다이오드(5u)의 캐소드(cathode)에 접속되어 있다. 이 역전압 인가 스위칭 소자(11)의 내압은, 주회로 스위칭 소자(4u)의 내압보다 낮게 선정된다. 역전압 인가 스위칭 소자(11)는 환류 다이오드(5u)의 역회복 시에 온하도록 동작한다. 여기서, 이 역전압 인가 스위칭 소자는 다수 캐리어가 정공인 스위칭 소자이면 되고, p채널 MOSFET이 사용되지만, p채널 MOSFET에 한하지 않고, 예를 들면 pnp 트랜지스터를 적용하는 것도 가능하다.
인버터 주회로(3)의 A점의 전위에 의거하여 드라이브 신호를 출력하는 전위 판정 회로(도시 생략)로부터 게이트 드라이브 회로(13)에 드라이브 신호가 출력되면, 이 게이트 드라이브 회로(13)가 동작하고, 게이트 저항(14)을 통하여 역전압 인가 스위칭 소자(11)를 온시킨다. 이에 의해, 저전압 직류 전원(8)으로부터 역전압 인가 스위칭 소자(11) 및 보조 다이오드(12)를 통하여 직류 전압원(1)보다 낮은 전압값의 역전압이 화류 다이오드(5u)에 인가된다. 이에 의해 환류 다이오드(5u)에 전원 라인(8a)을 통하여 역전류가 공급되므로, 환류 다이오드(5u)에 흐르는 주 회로 전류가 감소한다. 즉, 역회복이 역전압 인가 회로(7)의 저전압 직류 전원(8)의 인가 전압에 의해 행해진다. 또한, 도 1에서, 게이트 드라이브 회로(13)는 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8a, 8b)에 대하여 전원 라인(13a, 13b)으로 접속되어 있다.
환류 다이오드(5u)에 흐르는 주회로 전류가 감소하면, 부하(6)로부터 환류 다이오드(5u)를 경유하여 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(母線)(1a)으로 흐르고 있던 주회로 전류는 역전압 인가 회로(7)로 흘러든다. 역전압 인가 회로(7)에 흘러드는 주회로 전류는, 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8b)을 통하여, 저전압 직류 전원(8)으로 흘러든다. 그리고, 역전압 인가 스위칭 소자(11)와 보조 다이오드(12)를 경유하여 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(1a)으로 흐른다.
그 후, u상과 반대 극성인 x상의 주회로 스위칭 소자(4x)가 온하면, 역전압 인가 회로(7)에 흐르고 있던 주회로 전류는, 주회로 스위칭 소자(4x)에 흐른다. 주회로 스위칭 소자(4x)에 주회로 전류가 흐르면, 보조 다이오드(12)에 역전압이 걸려, 보조 다이오드(12)가 역회복한 후에 오프하여, 역전압 인가 회로(7)에 흐르고 있던 주회로 전류가 흐르지 않게 된다. 여기서 보조 다이오드(12)는 환류 다이오드(5u)보다 역회복 시간이 짧은 고속 다이오드를 선정하고 있기 때문에, 보조 다이오드(12)의 역회복 손실은 작다.
또한, u상 이외의 다른 상에 대한 역전압 인가 동작은, 기본적으로 u상과 마찬가지이므로, 그들의 설명은 생략한다.
이렇게 구성된 제 1 실시예의 전력 변환 장치에서는, 역전압 인가 스위칭 소 자(11)로서 다수 캐리어가 정공인 p채널 MOSFET을 이용했기 때문에, 역전압 인가 스위칭 소자(11)를 구동하기 위한 게이트 드라이브 회로(13)의 구동 전원은 저전압 직류 전원(8)으로부터 직접 얻는 것이 가능해진다. 따라서, 게이트 드라이브용의 보조 전원이 불필요해져, 역전압 인가 회로(7)를 간소화할 수 있다.
또한, 상기한 설명에서, 인버터 주회로(3)는 2레벨의 3상 출력 인버터로서 설명했지만, 3레벨 이상의 다레벨 인버터여도 되고, 또한, 출력상은 단상(單相)이어도 다상(多相)이어도 된다.
[제 2 실시예]
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도이다. 이 실시예의 각 부에 대하여, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 이 실시예가 제 1 실시예와 다른 점은, 주회로 스위칭 소자(4u1, 4v1, 4w1, 4x1, 4y1 및 4z1)를 저내압 소자로 하고, 이들 소자의 플러스측에 이들 소자와 직렬로 노멀리 온형 스위칭 소자(20u, 20v, 20w, 20x, 20y 및 20z)를 각각 삽입하며, 이들 노멀리 온형 스위칭 소자(20u, 20v, 20w, 20x, 20y 및 20z)의 게이트를 주회로 스위칭 소자(4u1, 4v1, 4w1, 4x1, 4y1 및 4z1)의 마이너스극에 각각 접속하는 구성으로 한 점이다.
이렇게 주회로(3)를 구성하고, 예를 들면 u상의 플러스측 암의 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)를 고내압으로 선정하고, 주회로 스위칭 소자(4u1)를 저내압으로 선정하면, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u), 주회로 스위칭 소자(4u1) 및 환류 다이 오드(5u)에 의해 복합 주회로 소자가 형성된다. 이 복합 주회로 소자를 캐스코드(cascode) 소자(21u)라고 호칭한다.
노멀리 온형 스위칭 소자로서는, 예를 들면 접합 게이트형 전계 효과 트랜지스터 JFET이나 정전 유도형 트랜지스터 SIT을 이용할 수 있다. 노멀리 온형 스위칭 소자는 주회로 전류를 순방향, 역방향의 쌍방으로 흘릴 수 있다. 일반적으로, 노멀리 온형 스위칭 소자는 노멀리 오프형 스위칭 소자, 예를 들면 MOSFET보다 저(低)저항이고, 손실이 작다. 또한, 도시한 바와 같이, 노멀리 온형 스위칭 소자의 게이트 단자는 저내압의 주회로 스위칭 소자인, 예를 들면 MOSFET의 소스 단자에 접속하여 사용한다.
노멀리 온형 스위칭 소자(20u)는 그 게이트 단자와 소스 단자 사이에 노멀리 온형 스위칭 소자가 오프하는 데 충분한 마이너스의 전압이 인가되면 오프하고, 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압이 0 이상의 전압으로 되면 온한다. 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 게이트 단자는 주회로 스위칭 소자(4u1)의 소스 단자에 접속되고, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 소스 단자와 주회로 스위칭 소자(4u1)의 드레인 단자가 접속되어 있다. 따라서, 주회로 스위칭 소자(4u1)가 오프 상태에서는, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 마이너스의 전압이 인가되기 때문에, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)도 오프 상태로 된다. 또한, 주회로 스위칭 소자(4u1)가 온 상태일 때, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압은 거의 0으로 되기 때문에, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)도 온 상태로 된다. 즉, 캐스코드 소자(21u)는, 주회로 스위칭 소 자(4u1)를 온오프함으로써 캐스코드 소자(21u)도 이에 동기하여 온오프시킬 수 있다. 또한, 캐스코드 소자(21u)는 노멀리 오프형으로서 동작시킬 수 있다.
도 2에서, 인버터 주회로(3)의 A점의 전압이 검출되고, 캐스코드 소자(21u) 내에 있는 환류 다이오드(5u)의 역회복을 행하는 상태인 것이 판정되면, 게이트 드라이브 회로(13)에 드라이브 신호가 출력되어 역전압 인가 스위칭 소자(11)가 온한다. 이에 의해, 저전압 직류 전원(8)으로부터 노멀리 온형 스위칭 소자(20u) 및 환류 다이오드(5u)에 작은 역전압이 인가되고, 환류 다이오드(5u)에 전원 라인(8a) 및 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)를 통하여 역전류가 공급되므로, 환류 다이오드(5u)에 흐르는 주회로 전류가 감소한다. 즉, 역회복이 역전압 인가 회로(7)의 저전압 직류 전원(8)의 인가 전압에 의해 행해진다.
환류 다이오드(5u)에 흐르는 주회로 전류가 감소하면, 부하(6)로부터 환류 다이오드(5u)와 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)를 경유하여 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(1a)으로 흐르고 있던 주회로 전류는 역전압 인가 회로(7)에 흘러든다. 역전압 인가 회로(7)에 흘러드는 주회로 전류는 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8b)을 통하여, 저전압 직류 전원(8)에 흘러든다. 그리고, 역전압 인가 스위칭 소자(11)와 보조 다이오드(12)를 경유하여 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(1a)으로 흐른다.
이 기간에, 환류 다이오드(5u)의 역회복은 완료하여, 환류 다이오드(5u)에 주회로 전류는 흐르지 않게 된다.
그 후, u상과 반대 극성인 x상의 캐스코드 소자(21x)가 온하면, 역전압 인가 회로(7)에 흐르고 있던 주회로 전류는 캐스코드 소자(21x)에 흐른다. 캐스코드 소자(21x)에 주회로 전류가 흐르면, 보조 다이오드(12)에 역전압이 걸려, 보조 다이오드(12)가 역회복한 후에 오프하기 때문에, 역전압 인가 회로(7)에 흐르고 있던 주회로 전류가 흐르지 않게 된다. 여기서 보조 다이오드(12)는 환류 다이오드(5u)보다 역회복 시간이 짧은 고속 다이오드를 선정하고 있기 때문에, 보조 다이오드(12)의 역회복 손실은 작다.
이렇게 구성된 제 2 실시예의 전력 변환 장치에서는, 고내압이고 저손실인 노멀리 온형 스위칭 소자를, 저내압의 주회로 스위칭 소자와의 캐스코드 소자로서 사용함으로써 발열 손실을 더욱 저감할 수 있다.
[제 3 실시예]
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도이다. 이 실시예의 각 부에 대하여, 도 2에 나타낸 제 2 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 이 실시예가 제 2 실시예와 다른 점은, 역전압 인가 회로(7A)의 저전압 직류 전원(8)의 플러스측에 전류 제한 저항(15)을 삽입하고, 또한, 이 전류 제한 저항(15)과 저전압 직류 전원(8)의 마이너스극 사이에 고주파 콘덴서(16)를 설치한 점이다.
저전압 직류 전원(8)의 전압은 직류 전압원(1)의 전압의 1/4 이하로 선정하고, 고주파 콘덴서(16)는 평활용의 전해 콘덴서가 아니라, 세라믹 콘덴서나 필름 콘덴서 등의 고주파용의 것을 사용한다. 또한, 전류 제한 저항(15)은, 예를 들면, 배선 기판의 구리박(foil) 패턴의 배선 저항이나 구리판 등의 배선 저항을 이용할 수 있다.
또한, 도 3에서, 고주파 콘덴서(16), 역전압 인가용 스위칭 소자(11), 보조 다이오드(12), 노멀리 온형 스위칭 소자(20u) 및 환류 다이오드(5u)로 구성되는 방전 경로는, 최대한 짧은 배선으로서 회로 인덕턴스(inductance)를 작게 하는 것이 중요하다. 또한, 도 3에서, 저내압으로 된 주회로 스위칭 소자(4u1)의 게이트 드라이브 회로(9)의 전원으로서, 저전압 직류 전원(8)의 전압을 그대로 사용할 수 있다. 이 구성에 의해 역전압 인가 회로(7A)의 구성은 간소화된다.
이 실시예의 전력 변환 장치에서는, 이상의 구성에 의해, 전류 제한 저항(15)과 고주파 콘덴서(16)에 의해 고주파 임피던스의 저감 작용이 생겨, 저전압 직류 전원(8)에는, 환류 다이오드(5)의 역회복에 따른 임펄스 형상의 전류가 흐르지 않게 되기 때문에, 환류 다이오드(5)의 역회복 시에서도 저전압 직류 전원(8)의 전압 변동이 상당히 적어진다.
환류 다이오드(5)에 역회복 전류를 공급하고 있는 기간 중에는, 주회로 전류(부하 전류)도 역전압 인가 회로(7A)를 통하므로, 주회로 전류에 의한 손실도 증가하게 된다. 따라서, 가능한 한 신속하게 환류 다이오드(5)의 역회복이 완료되는 것이 바람직한데, 이 실시예에 의하면 이것을 달성할 수 있다. 또한, 저전압 직류 전원(8)으로의 부담도 경감되므로, 저전압 직류 전원(8)이 소용량의 전원으로 충분하고, 저전압 직류 전원(8)의 내부 발열이 저감되기 때문에, 역전압 인가 회로(7A)의 소형화를 달성할 수 있다.
[제 4 실시예]
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도이다. 이 실시예의 각 부에 대하여, 도 3에 나타낸 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 또한, 도 4에서는, 간단함을 위해, 역전압 인가 회로(7A 및 7B) 내의 게이트 드라이브 회로(9) 및 게이트 드라이브 회로(13)의 도시를 생략하고 있다.
이 실시예가 제 3 실시예와 다른 점은, 인버터 주회로(3)의 플러스측 암 소자를 캐스코드 소자(21u, 21v 및 21w) 대신에 주회로 스위칭 소자(4u2, 4v2 및 4w2)로 하고, 이들 소자의 역전압 인가 회로를 생략한 점, 마이너스측 암의 캐스코드 소자(21y 및 21z)용의 역전압 인가 회로(7B)는 캐스코드 소자(21x)용의 역전압 인가 회로(7A) 내의 저전압 직류 전원(8)으로부터 저전압 직류의 공급을 받도록 구성한 점이다.
여기서 플러스측 암용 주회로 스위칭 소자(4u2, 4v2 및 4w2)에는 환류 다이오드가 내장되어 있지 않은 IGBT를 이용하고 있으므로, 주회로 스위칭 소자(4u2, 4v2 및 4w2)에 대하여, 역회복 시간이 짧고 역회복 손실이 적은 환류 다이오드(5u, 5v 및 5w)를 역병렬로 접속한다. 이렇게 역회복 손실이 적은 환류 다이오드를 사용하면, 환류 다이오드의 역회복 시의 손실이 저감되므로 역전압 인가 회로는 생략 가능한 구성이 된다.
한편, 마이너스측 캐스코드 소자(21x, 21y 및 21z)에는 역전압 인가 회로(7A 및 7B)가 접속되어 있다. 역전압 인가 회로(7A)가 x상, y상 및 z상의 3상 분의 회로에 대한 공통의 저전압 직류 전원(8)을 갖고 있다. 이는, x상, y상 및 z상의 역 전압 인가 회로의 전원 라인은, 한쪽은 직류 전압원(1)의 마이너스측 직류 모선(1b)에, 다른쪽은 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8a)에 공통화되기 때문이다.
이 제 4 실시예에 의하면, 마이너스측 캐스코드 소자(21x, 21y 및 21z)에만 역전압 인가 회로를 적용하였기 때문에, 저전압 직류 전원(8)을 3상분, 각 상마다 준비할 필요가 없고, 각 상 공통으로 1개만 가지면 된다. 따라서, 역전압 인가 회로의 간소화를 도모하는 것이 가능해진다.
[제 5 실시예]
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7C)의 회로 구성도이다. 이 실시예의 각 부에 대하여, 도 3에 나타낸 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7A)의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 또한, 게이트 드라이브(13)는 간략화를 위해 도시를 생략하고 있다.
이 실시예에서의 역전압 인가 회로(7C)가 제 3 실시예에서의 역전압 인가 회로(7A)와 다른 점은, 게이트 저항(10)과 병렬로 전압 변화율 촉진용 다이오드(17)를 설치하고, 이 병렬 회로를 전압 변화율 촉진 회로(18)로서 동작시키도록 구성한 점이다.
캐스코드 소자(21)가 오프할 때, 게이트 드라이브 회로(9)의 동작에 의해, 주회로 스위칭 소자(4u1)의 게이트 단자에 입력되어 있던 게이트 구동 신호가 출력되지 않게 된다. 여기서, 전압 변화율 촉진 회로(18)의 전압 변화율 촉진용 다이오드(17)에 의해, 오프할 때는 게이트 저항(10)을 통하지 않고 전압 변화율 촉진용 다이오드(17)를 통하여 게이트 구동 신호가 제거된다. 즉, 게이트 저항(10)보다 임피던스가 낮은 전압 변화율 촉진용 다이오드(17)를 통하여 게이트 구동 신호가 제거되기 때문에, 게이트 저항(10)을 통하여 오프하는 것보다 고속으로 오프할 수 있다.
이 제 5 실시예에 의하면, 전압 변화율 촉진 회로(18)에 의해, 주회로 스위칭 소자(4u1)를 고속으로 오프할 수 있으므로, 캐스코드 소자(21u)의 플러스 마이너스극 사이의 전압 변화율이 촉진되어, 캐스코드 소자의 턴오프가 빨라진다. 따라서, 캐스코드 소자의 턴오프 손실을 저감할 수 있으므로, 더욱 소형이고 저손실인 전력 변환 장치를 제공할 수 있다.
[제 6 실시예]
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7D)의 회로 구성도이다. 이 실시예에서의 역전압 인가 회로(7D)의 각 부에 대하여, 도 5에 나타낸 제 5 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7C)의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 또한, 게이트 드라이브(13)는 간략화를 위해 도시를 생략하고 있다.
이 실시예가 제 5 실시예와 다른 점은, 게이트 저항(10)과 병렬 접속되는 전압 변화율 촉진용 다이오드 대신에, 전압 변화율 촉진용 트랜지스터(19)를 스위칭 소자(4u1)의 게이트-마이너스극 사이에 설치함으로써 전압 변화율 촉진 회로(18A)를 구성하고, 이 전압 변화율 촉진용 트랜지스터(19)의 게이트를 게이트 저항(10) 의 저압 전원측 단자에 접속하는 구성으로 한 점이다.
이렇게 구성함으로써, 주회로 스위칭 소자(4u1)에 게이트 구동 신호를 공급하고 있을 때에는 전압 변화율 촉진용 트랜지스터(19)는 오프하고 있지만, 주회로 스위칭 소자(4u1)가 오프하기 위해 게이트 드라이브 회로(9)로부터 게이트 구동 신호가 제거되었을 때, 전압 변화율 촉진용 트랜지스터(19)가 온하고, 게이트 저항(10)을 경유하지 않는 저임피던스의 루트에 의해 주회로 스위칭 소자(4u1)를 고속으로 오프할 수 있으므로, 캐스코드 소자(21u)의 플러스 마이너스극 사이의 전압 변화율이 촉진된다. 따라서, 제 5 실시예의 경우와 마찬가지로, 캐스코드 소자(21u)의 턴오프 손실을 저감할 수 있으므로, 소형이고 저손실인 전력 변환 장치를 제공할 수 있다.
[제 7 실시예]
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7E)의 회로 구성도이다. 이 실시예의 각 부에서, 도 6에 나타낸 제 6 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전압 인가 회로(7D)의 회로 구성도의 각 부와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 또한, 게이트 드라이브(13)는 간략화를 위해 도시를 생략하고 있다.
이 실시예가 제 6 실시예와 다른 점은, 보조 다이오드(12A)를 더욱 저내압인 다이오드로 하고, 이 보조 다이오드(12A)의 캐소드를 환류 다이오드(5u)의 캐소드에 접속하도록 구성한 점이다.
도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여 서술한 바와 같이, 환류 다이오드(5u) 에 흐르는 주회로 전류는 역전압 인가 회로(7)에 의해 역회복할 수 있다. 이 제 7 실시예에서는, 역전압 인가 회로(7E)에 흘러드는 주회로 전류는, 저전압 직류 전원(8)의 전원 라인(8b)을 통하여, 저전압 직류 전원(8)과 고주파 콘덴서(15)에 흘러든다. 그리고, 역전압 인가 스위칭 소자(11), 보조 다이오드(12A), 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)를 경유하여 직류 전압원(1)의 플러스측 직류 모선(1a) 측으로 흐른다.
여기서, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 게이트 소스 단자 사이에는, 저전압 직류 전원(8)의 전압이 인가된다. 그러나, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)는 저전압 직류 전원(8)의 전압으로는 오프하지 않기 때문에, 역전압 인가 회로(7E)에 흘러든 주회로 전류를 플러스측 직류 모선(1a)을 통하여 직류 전압원(1)에 흐를 수 있다.
그 후, u상과 반대 극성인 x상의 캐스코드 소자(21x)가 온하면, 역전압 인가 회로(7E)에 흐르고 있던 주회로 전류는 캐스코드 소자(21x)에 흐른다. 캐스코드 소자(21x)에 주회로 전류가 흐르면, 주회로 스위칭 소자(4u1)에 전압이 걸리고, 이에 의해 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)의 게이트-소스 단자 사이에 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)가 오프하는 데 충분한 전압이 인가되어, 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)가 오프한다. 노멀리 온형 스위칭 소자(20u)가 오프함으로써, 역전압 인가 회로(7E)에 흐르고 있던 주회로 전류가 흐르지 않게 된다.
보조 다이오드(12A)에는 주회로 스위칭 소자(4u1)와 거의 같은 정도의 역전압이 걸리고, 보조 다이오드(12A)가 역회복한 후에 오프한다. 일반적으로 다이오 드가 역회복했을 때에 발생하는 역회복 손실과 소자의 내압은 트레이드 오프(trade-off)의 관계이기 때문에, 보조 다이오드(12A)의 내압을 낮게 선정함으로써, 역회복 시간도 짧게 할 수 있어, 보조 다이오드(12A)의 역회복 손실은 저감된다. 또한, 다이오드에 전류가 흐를 때에 발생하는 도통 손실에 대해서도, 소자의 내압과 트레이드 오프의 관계이기 때문에, 보조 다이오드(12A)의 내압을 낮게 선정함으로써, 보조 다이오드(12A)의 도통 손실도 저감 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 7 실시예에 의하면, 역전압 인가 회로(7E)에서의 보조 다이오드(12A)를 주회로 스위칭 소자(4u1)의 내압보다 낮게 선정함으로써, 이 역회복 손실 및 도통 손실을 저감할 수 있고, 더욱 소형이고 저손실인 전력 변환 장치를 제공할 수 있다.
이상의 제 1 실시예~제 7 실시예에서, 보조 다이오드(12, 12A)에 와이드 갭 반도체로 이루어지는 보조 다이오드를 적용하면, 더욱 손실 저감이 가능해진다. 이 와이드 갭 반도체로서는, SiC(실리콘 카바이드), GaN(갈륨 나이트라이드) 및 다이아몬드가 적용 가능하다.
와이드 갭 반도체로 이루어지는 보조 다이오드는, 실리콘 반도체에 비하여 절연 파괴 전계 강도를 1자리수 정도 크게 할 수 있어, 보조 다이오드의 고내압화를 실현할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 반도체에서는 보조 다이오드에 바이폴라(bipolar) 다이오드로밖에 사용할 수 없을 만한 내압이 높은 보조 다이오드라도, 와이드 갭 반도체에서는 유니폴라(unipolar) 다이오드가 실용 가능해진다. 유니폴라 다이오드를 사용하면, 소수 캐리어의 축적이 없고 역회복 전하가 형성되지 않으 므로 역회복 전류는 흐르지 않아, 역회복 손실이 본질적으로 0이 된다. 유니폴라 다이오드는 접합 용량에 축적되는 전하가 있지만, 그 접합 용량의 충방전 전류는 매우 적다. 따라서, 보조 다이오드의 손실을 저감할 수 있다. 또한, 역회복 전류가 역전압 인가 회로 및 주회로 스위칭 소자에 흘러드는 경우가 없어지므로 역회복 전류에 의한 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 이처럼, 보조 다이오드에 와이드 갭 반도체를 적용하면, 역회복 전류에 의한 손실을 저감할 수 있으므로 더욱 소형이고 저손실인 전력 변환 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 이상의 제 1 실시예~제 7 실시예에서, 주회로 스위칭 소자 및 노멀리 온형 스위칭 소자로서, 와이드 갭 반도체로 이루어지는 스위칭 소자를 적용하면 더욱 손실 저감이 가능해진다. 와이드 갭 반도체로서는, SiC(실리콘 카바이드), GaN(갈륨 나이트라이드) 및 다이아몬드가 적용 가능하다.
와이드 갭 반도체를 이용하여 형성되는 스위칭 소자에서는, 실리콘 반도체에 비하여 절연 파괴 전계 강도를 1자리수 정도 크게 할 수 있어, 절연 파괴 내압을 유지하기 위한 드리프트층(drift layer)을 1/10 정도까지 얇게 할 수 있으므로, 스위칭 소자의 도통 손실을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 실리콘 반도체에 비하여, 포화 전자 드리프트 속도를 2배 정도 크게 할 수 있으므로, 10배 정도의 고주파화를 실현할 수 있다. 이에 의해, 스위칭 소자의 턴온·턴오프 손실을 저감할 수 있다. 이처럼, 주회로 스위칭 소자 및 노멀리 온형 스위칭 소자에 와이드 갭 반도체를 적용하면, 스위칭 소자의 도통 손실과 턴온·턴오프 손실을 저감시킬 수 있어, 더욱 소형이고 저손실인 전력 변환 장치를 제공할 수 있다.

Claims (44)

  1. 직류 전원과,
    상기 직류 전원의 직류를 교류로 변환하기 위해서 브리지 접속되고, 각각 환류(還流) 다이오드를 역병렬 접속한 복수 개의 주회로 스위칭 소자와,
    상기 환류 다이오드의 환류 전류를 차단할 때, 상기 직류 전원의 전압보다 작은 역전압을 상기 환류 다이오드에 인가하는 역전압 인가 수단을 구비하고,
    상기 역전압 인가 수단은 상기 직류 전원보다 전압이 낮은 저전압 직류 전원과, 상기 환류 다이오드의 역회복 시에 온(on)하고 상기 주회로 스위칭 소자보다 내압이 낮은 역전압 인가 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드보다 역회복 시간이 짧은 보조 다이오드의 직렬 접속에 의해 구성되며,
    상기 역전압 인가 스위칭 소자는 다수 캐리어가 정공(正孔)인 소자인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원에 직렬로 전류 억제 저항을 접속하고,
    상기 저전압 직류 전원과 상기 전류 억제 저항의 직렬 회로에 병렬로 고주파 콘덴서를 접속한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원의 출력에 의해 상기 주회로 스위칭 소자를 구동하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자의 출력 전압의 시간적 변화를 촉진하도록 상기 주회로 스위칭 소자의 오프(off) 시에 당해 주회로 스위칭 소자의 게이트 구동 임피던스를 저감시키는 전압 변화율 촉진 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 와이드 갭(wide gap) 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자에 직렬로 노멀리 온(normally on)형 스위칭 소자를 설치하고,
    상기 노멀리 온형 스위칭 소자가 상기 주회로 스위칭 소자의 온오프와 동기하여 온오프하도록 상기 노멀리 온형 스위칭 소자의 게이트와 상기 주회로 스위칭 소자의 마이너스극을 접속한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원에 직렬로 전류 억제 저항을 접속하고,
    상기 저전압 직류 전원과 상기 전류 억제 저항의 직렬 회로에 병렬로 고주파 콘덴서를 접속한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자의 출력 전압의 시간적 변화를 촉진하도록 상기 주회로 스위칭 소자의 오프 시에 당해 주회로 스위칭 소자의 게이트 구동 임피던스를 저감시키는 전압 변화율 촉진 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원의 출력에 의해 상기 주회로 스위칭 소자를 구동하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 그 내압이 상기 노멀리 온형 스위칭 소자의 내압보다 낮고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 주회로 스위칭 소자에 병렬로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 그 내압이 상기 노멀리 온형 스위칭 소자의 내압보다 낮고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 주회로 스위칭 소자에 병렬로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  19. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드) 또는, GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  23. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 노멀리 온형 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  25. 제 11 항에 있어서,
    상기 노멀리 온형 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드) ,또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  27. 직류 전원과,
    상기 직류 전원의 직류를 교류로 변환하기 위해 브리지 접속되고, 각각 환류 다이오드를 역병렬 접속한 복수 개의 주회로 스위칭 소자와,
    상기 주회로 스위칭 소자 중 마이너스측 암(arm)의 주회로 스위칭 소자에 각각 직렬로 접속되고, 상기 마이너스측 암의 주회로 스위칭 소자의 온오프와 동기하여 온오프하도록 그 게이트와 상기 주회로 스위칭 소자의 마이너스극이 각각 접속된 노멀리 온형 스위칭 소자와,
    상기 환류 다이오드 중 마이너스측 암의 환류 다이오드의 환류 전류를 차단할 때, 상기 직류 전원의 전압보다 작은 역전압을 상기 마이너스측 암의 환류 다이오드에 인가하는 역전압 인가 수단을 구비하고,
    상기 역전압 인가 수단은 상기 직류 전원보다 전압이 낮은 저전압 직류 전원과, 상기 환류 다이오드의 역회복 시에 온하고, 상기 주회로 스위칭 소자보다 내압이 낮은 역전압 인가 스위칭 소자와, 상기 환류 다이오드보다 역회복 시간이 짧은 보조 다이오드의 직렬 접속에 의해 구성되며,
    상기 역전압 인가 스위칭 소자는 다수 캐리어가 정공인 소자인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원에 직렬로 전류 억제 저항을 접속하고,
    상기 저전압 직류 전원과 상기 전류 억제 저항의 직렬 회로에 병렬로 고주파 콘덴서를 접속한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 저전압 직류 전원의 출력에 의해 상기 주회로 스위칭 소자를 구동하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  30. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자의 출력 전압의 시간적 변화를 촉진하도록 상기 주회로 스위칭 소자의 오프 시에 당해 주회로 스위칭 소자의 게이트 구동 임피던스를 저감시키는 전압 변화율 촉진 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  31. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 그 내압이 상기 노멀리 온형 스위칭 소자의 내압보다 낮고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 주회로 스위칭 소자에 병렬로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 그 내압이 상기 노멀리 온형 스위칭 소자의 내압보다 낮고, 상기 역전압 인가 수단은 상기 주회로 스위칭 소자에 병렬로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  33. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 보조 다이오드는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  37. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  39. 제 29 항에 있어서,
    상기 주회로 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  41. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 노멀리 온형 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  43. 제 29 항에 있어서,
    상기 노멀리 온형 스위칭 소자는 와이드 갭 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 와이드 갭 반도체는 SiC(실리콘 카바이드), 또는 GaN(갈륨 나이트라이드), 또는 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
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