KR820002401Y1

KR820002401Y1 - 인버어터(invertor) 장치

Info

Publication number: KR820002401Y1
Application number: KR2019820007371U
Authority: KR
Inventors: 히데히고 스기모도
Original assignee: 미쓰비시전기주식회사; 진도사다가쓰
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1982-11-13

Abstract

내용 없음.

Description

인버어터(invertor) 장치

제1도는 종래의 인버어터장치를 표시한 회로도.

제2도는 종래의 인버어터장치에 있어서의 “트랜지스터”의 베이스 입력신호 파형도.

제3도는 종래의 인버어터장치의 출력전압파형도.

제4도는 본 고안의 실시예를 표시한 회로도.

제5도는 본 고안의 인버어터장치에 있어서의 사이리스터의 게이트와 트랜지스터의 베이스 입력신호 파형도.

제6도는 본 고안의 인버어터장치의 출력전압파형도.

본 고안은 직류를 교류로 변환하는 인버어터장치에 관한 것으로서, 특히 본 고안은 가격이 높은 트랜지스터를 비교적 염가인 사이리스터로 치환함과 동시에 사이리스터의 소호에 트랜지스터를 사용하여 염가의 인버어터장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

제1도는 종래의 인버어터장치를 표시한 것으로서, (1)은 직류전원, (2U+)(2V+)(2W+)(2U-)(2V-) 및 (2W-)는 트랜지스터, (3U+)(3V+)(3W+)(3U-)(3V-) 및 (3W-)는 다이오드이다.

이들 트랜지스터와 다이오드중 트랜지스터(2U+)와 다이오드(3U+), 트랜지스터(2V+)와 다이오드(3V+)…… 트랜지스터(2U-)와 다이오드(3W-)는 서로 역병열로 접속되고, 또 이들 트랜지스터중 트랜지스터(2U+)와 (2U-), 트랜지스터(2V+)와 (2V-) 및 트랜지스터(2W+)와 (2W-)는 서로 직열로 접속되고 또 이들의 트랜지스터중 트랜지스터(2U+)(2V+) 및 (2W+)의 콜렉터는 직류전원(1)의 정(+)극에, 그리고 트랜지스터(2U-)(2V-) 및 (2W-)의 에미터는 직류전원(1)의 부(-)극에 각각 접속되어 있다.

(4)는 부하로서, 그 3개의 단자(U)(V)(W)는 트랜지스터(2U+)(2U-)의 접속점과 트랜지스터(2V+)와 (2V-)의 접속점과 트랜지스터(2W+)와 (2W-)의 접속점에 각각 접속되어 있다. 또, 트랜지스터(2U+)(2V+)……(2W-)의 베이스는 베이스제어기(5)에 접속되고, 이 베이스제어기(5)에 의해서 각 트랜지스터가 제2도에 표시한 기간 즉, 트랜지스터(2U)(2V+)(2W+)는 서로 120°씩, 트랜지스터(2U+)(2U-), 트랜지스터(2V+)와 (2V-) 및 트랜지스터(2W+)와 (2W-)는 서로 180°씩 늦어져 베이스신호가 180°사이동안 온 되도록 되어있다.

이상과 같은 종래의 인버어터장치에 있어서, 각 트랜지스터의 베이스에 베이스신호가 입력될 때 부하(4)의 단자(U)(V)(W)간에는 제3도에 표시한 바와같은 전압이 발생한다.

이때의 직류전원(1)의 전압을 Ed라 하면 예컨대 제2도에 표시한 (I)의 기간에 있어서는 트랜지스터(2U+)(2W+)(2V-)가 각각 온으로 되어있으므로 단자(U)-(V)간에는 (Ed), 단자(V)-(W)간에는 (-Ed), 그리고 단자 (W)-(U)간에는 (O)의 전압이 출력된다. 이것은 제3도에 표시한 (I)의 기간이 여기에 해당된다.

다음으로 제2도에 표시한 (II)기간에 있어서는 트랜지스터(2U+)(2V-)(2W-)가 각각 온으로 되어있으므로 단자(U)-(V)간에는 Ed, 단자(V)-(W)간에는 O, 그리고 단자 (W)-(U)간에는 -Ed의 전압이 출력된다.

이것은 제3도에 표시한 (II)기간이 여기에 해당한다. 이와같이하여 직류전원(1)에서 부하(4)에 교류전원을 공급하게 되는데, 다이오드(3U+)(3V+)……(3W-)는 부하(4)가 유도부하일 때 트랜지스터(2U+)(2V+)……(3W-)를 오프로하여도 이 오프된 트랜지스터가 흐르게 하고 있던 전류를 흐르게 하는데 필요로 하는 것이며, 예를들면 트랜지스터(2U+)를 오프로 하였을때는 다이오드(3U-)가 이 트랜지스터(2U+)에 흐르고 있던 전류를 흐르게 한다.

또 이 다이오드(3U-)가 온 된다는 것은 부하(4)의 단자(U)의 전위는 트랜지스터(2U-)가 온으로 되었을 때와 마찬가지이며, 제3도에 표시한 전압파형에 변화가 없음은 물론이다.

종래의 인버어터장치에 있어서는 위에서 말한바와같이 스위칭소자로서 다수의 트랜지스터를 사용하고 있으나, 이 트랜지스터는 달리 스위칭소자로서 이용될 수 있는 사이리스터(SCR)와 비교하여 동일 전류용량에서는 대단히 고가로 된다.

그런데 이 사이리스터는 게이트를 꺼도 오프로 되지 않으므로 트랜지스터를 단순히 사이리스터로 치환하는 것만으로는 정상적인 동작을 하지 않기 때문에 종래와 같이 사이리스터를 사용할 경우에는 고가이며 복잡한 전류회로를 별도로 필요로 하는 결점이 있었다.

본 고안은 이와같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서 위와같은 종래(제1도)의 트랜지스터를 사이리스터로 치환함과 동시에 그 사이리스터의 소호에 트랜지스터를 사용한 간단하고 염가인 인버어터장치를 제공코져 한 것이다.

즉, 제4도는 본 발명의 1실시예를 표시한 것으로서, (1)은 제1의 직류전원(전압 Ed), (2U+)(2V+)…(2W-)는 사이리스터, (3U+)(3V+)……(3W-)는 다이오드, (4)는 부하, (5)는 게이트베이스 제어기, (6+)(6-)는 트랜지스터, (7+)(7-)은 제2의 직류전원(전압 Fc), (8+)(8-)는 다이오드, (9U)(9V)(9W)는 리액터이다.

그리고, 위 사이리스터(2U+)와 리액터(9U)와 사이리스터 (2U-) 및 사이리스터(2V+)와 리액터(9V)와 사이리스터(2V-) 및 사이리스터(2W+)와 리액터(9W)와 사이리스터(2W-)는 각각 그 기재방향(記載方向)이 전류가 흐르는 방향이 되도록 서로 직열 접속되고 각 직열체의 정(+)측(사이리스터(2U+)(2V+)(2W+)의 애노드측)은 제1의 직류전원(1)의 정(+)극에 접속되며, 또 부(-)측(사이리스터 2(U-)(2V-)(2W-)의 캐소드측)은 제1의 직류전원(1)의 부극에 각각 접속되어 있다.

또 제2의 직류전원(7+)과 트랜지스터(6+) 및 제2의 직류전원(7-)과 트랜지스터(6-)은 제2의 직류전원(7+)의 정극이 트랜지스터(6+)의 콜렉터에, 또 제2의 직류전원(7-)의 정극이 트랜지스터(6-)의 콜렉터에 각각 직열 접속되어 있다.

그리고 제2의 직류전원(7+)의 부극은 다이오드(8+)의 애노드에 직열로 접속되며 또 트랜지스터(6-)의 에미터는 다이오드(8-)의 캐소드에 직열로 접속되어 있다.

또한 다이오드(8+)의 캐소드 및 제2의 직류전원(7-)의 부극은 제1이 직류전원(1)의 정극에, 그리고 트랜지스터(6+)의 에미터 및 다이오드(8-)의 애노드는 제1의 직류전원(1)의 부극에 각각 접속되어 있다.

또한, 다이오드(3U+)(3V+)……(3W+)의 에노드는 리액터(9U)와 사이리스터(2U-)의 접속점 및 리액터(9V)와 사이리스터(2V-)의 접속점, 그리고 리액터(9W)와 사이리스터(2W-)의 접속점에 각각 접속되며, 이들의 캐소드는 모두 다이오드(8+)와 제2의 직류전원(7+)접속점에 접속되어 있다.

또 다이오드(3U-)(3V-)(3W-)의 캐소는 사이리스터(2U+)와 리액터(9U)의 접속점 및 사이러스터(2V+)와 리액터(9V)의 접속점, 그리고 사이리스터(2W+)와 리액터(9W)의 접속점에 각각 접속되고 이들의 애노드는 전부 트랜지스터(6-)와 다이오드(8-)의 접속점에 각각 접속되어 있다. 그리고 리액터(9U)(9V)(9W)의 중심점은 부하(4)의 단자(U)(V)(W)에 각각 접속되고 또 상기 사이리스터(2U+)(2V+)……(2W-)의 게이트 및 트랜지스터(6+)(6-)의 베이스는 게이트-베이스제어기(5)에 접속되어 있다.

본 고안읜 인버어터장치는 위와같이 구성되어 있으므로 사이리스터(2U+)(2V+)……(2W-) 및 트랜지스터(6+)(6-)에는 제5도에 표시한 바와같은 게이트신호, 혹은 베이스신호가 입력된다.

즉, 사이리스터(2U+)(2V+)(2W+)는 180°씩 늦어지고 또 사이리스터(2U+)와 (2U-), 사이리스터(2V+)와 (2V-), 사이리스터(2W+)(2W-)는 각각 120°씩 늦어져 180°에서 약 50μsec를 빼낸 폭만큼 신호가 입력된다. 이 약 50μsec의 기간은 트랜지스터(6+) 혹은 (6-)가 온 되는 기간으로서 사이리스터(2U-)(2V-)(2W-)의 게이트중 하나가 꺼졌을 때 트랜지스터(6+)에 베이스시호가 입력되게 된다.

또, 트랜지스터(6-)에 베이스신호를 입력시키는 것은 사이리스터(2U+)(2V+)(2W+)를 소호하기 위한 것이며, 또 트랜지스터(6+)에 베이스신호를 입력시키는 것은 사이리스터(2U-)(2W-)(2V-)를 소호하기 위한 것이다. 예를들면 제5도에 표시한 (I)기간에서 (II)기간으로 이행될 때의 동작을 고려하면 위 (I)의 기간의 트랜지스터(6+)에 베이스신호가 입력되어 있지 않을 때에는 사이리터(2U+)(2W+)(2V-)에 게이트신호가 입력되어 있어 부하(4)의 단자(U)와 (W)는 제1의 직류전원(1)의 (Ed)전위로, 단자(V)는 제1의 직류전원(1)의 (0)전위로 되게된다. 그러나, 리액터(9U)(9V)(9W)는 기껏잡아서 수백μH로서 이는 부하(4)의 임피턴스와 비교할 때 적기 때문에 이에 의한 전압강하는 무시할 수가 있다.

다음으로 위(II)의 기간이 되면 사이리스터(2W+)의 게이트신호가 꺼지고 최초의 약 50μsec 동안은 사이리스터(2U+)와(2V-)의 게이트 및 트랜지스터(6-)의 베이스에 신호가 입력되기 때문에 사이리스터(2W+)에는 제2의 직류전원(7-)의 전위가 트랜지스터(6-)와 다이오드(3W-)를 통하여 역전압으로써 인가되어 사이리스터(2W+)는 오프로 된다.

그런데, 사이리스터(2U+)의 게이트는 입력되어 있으나 제2의 직류전원(7-)의 전위가 트랜지스터(6-)와 다이오드(3U-)를 통하여 전압으로 인가되므로 통전되지 않음은 물론이다.

이와같이 제2의 직류전원(7-) 및 (7+)는 상술한 바와같이 사이리스터(2U+)(2V+)(2W+)를 오프시키기 위한 것이므로 수 V-수십 V이면 충분하며, 부하(4)의 단자(U)(V)(W)의 전위는 다음과 같이 된다.

다음에 트랜지스터(6-)의 베이스신호가 꺼져 사이리스터(2U+)(2V-)(2W-)에 게이트신호가 입력되면 부하(4)의 단자(U)는 (Ed), 단자(V)(W)는 (0)의 전위로 된다.

제6도는 각 단자(U)(V)(W)간의 전위를 표시한 것이다. 그리고 위 기간(II)에서 (III)으로 될 때에는 트랜지스터(6+)에 약 50μsec의 게이트신호를 인가하게 되나 그 동작은 위기간(I)에서 (II)로 될 때와 동일하므로 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면 여러개의 사이리스터를 오프시키기 위해 각 사이리스터에 병열로 접속된 제2의 직류전원과 직열로 형성된 트랜지스터를 온으로 함으로써 상기 사이리스터에 역전압이 걸리도록 하였으므로 종래의 인버어터장치와 비교하여 가격이 높은 트랜지스터의 사용량을 감소할 수가 있으므로 염가이며서 그 동작이 확실한 인버어터장치를 제공할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

또 위에서 언급한 1실시예는 3상 전파회로(全波回路)에 대해서 설명하였으나 단상회로에도 실시할 수 있음은 물론이다.

또 트랜지스터로서는 게이트 턴·오프(gate turn off)사이리스터등 다른 (온)(오프) 기능을 구비하 스위칭소자를 사용하여도 무방하다.

Claims

제1직류전원(1)의 정(+)극과 부(-)극간에, 중간에 각각 리액터(9U)(9V)(9W)를 포함한 직열접속 사이리스터군(2U+)……(2W-)을 제1의 직류전원(1)에서 순방향전압이 걸리도록 여루군을 병열로 접속함과 동시에, 중간에 각각 리액터를 공통요소로 하여 직열접속 다이오드군(8+)(8-)을 제1의 직열전원(1)에서 역전압이 걸리도록 여러군을 병열로 접속하고, 또 상기각 사이리스터군에 역전압이 걸리도록 직열로 접속된 제2의 직열전원(7+)(7-)과 트랜지스터(스위칭소자)(6+)(6-)를 접속하고 위 리액터의 중심점을 각각 부하측 출력단자로 하여 위 사이리스터군과 위 스위칭소자를 제어하도록 함을 특징으로 하는 인버어터장치.