JP2002199743A - インバータ - Google Patents
インバータInfo
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- JP2002199743A JP2002199743A JP2000391820A JP2000391820A JP2002199743A JP 2002199743 A JP2002199743 A JP 2002199743A JP 2000391820 A JP2000391820 A JP 2000391820A JP 2000391820 A JP2000391820 A JP 2000391820A JP 2002199743 A JP2002199743 A JP 2002199743A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- conversion unit
- circuit
- power supply
- inverter
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- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 順変換部と逆変換部の主回路アームを自己消
弧形スイッチング素子とするインバータでは、そのゲー
ト回路が大型化およびコストアップになる。 【解決手段】 スイッチング電源５は、順変換部と逆変
換部で共通にする。高周波トランス６は、順変換部と逆
変換部に共通にし、上側のアーム別に設けた複数の二次
巻線と、下側のアームに共通に設けた１つの二次巻線を
もつ構成とする。上側アームのドライブ回路は、アーム
別の各二次巻線出力から整流回路７で整流し、ドライブ
回路８にゲートドライブ出力を得る。下側アームのドラ
イブ回路は、共通の二次巻線出力から整流回路９で整流
し、ドライブ回路１０にゲートドライブ出力を得る。
弧形スイッチング素子とするインバータでは、そのゲー
ト回路が大型化およびコストアップになる。 【解決手段】 スイッチング電源５は、順変換部と逆変
換部で共通にする。高周波トランス６は、順変換部と逆
変換部に共通にし、上側のアーム別に設けた複数の二次
巻線と、下側のアームに共通に設けた１つの二次巻線を
もつ構成とする。上側アームのドライブ回路は、アーム
別の各二次巻線出力から整流回路７で整流し、ドライブ
回路８にゲートドライブ出力を得る。下側アームのドラ
イブ回路は、共通の二次巻線出力から整流回路９で整流
し、ドライブ回路１０にゲートドライブ出力を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己消弧形スイッ
チング素子で主回路アームを構成する順変換部と逆変換
部を備えたインバータに係り、特に順変換部と逆変換部
のスイッチング素子のゲート回路に関する。
チング素子で主回路アームを構成する順変換部と逆変換
部を備えたインバータに係り、特に順変換部と逆変換部
のスイッチング素子のゲート回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のインバータの主回路とゲート回
路を図２に示す。順変換部１および逆変換部２は、それ
ぞれ上側アームと下側アームにそれぞれ自己消弧形スイ
ッチング素子としてのＩＧＢＴを使用したブリッジ接続
で構成される。順変換部１は、交流電源からの交流電力
を電圧制御した直流電力に変換する。この順変換部１の
直流出力を電源とする逆変換部２は、電圧および周波数
を制御した交流電力に逆変換し、電動機等の負荷に供給
し、負荷の可変速運転などを可能にする。
路を図２に示す。順変換部１および逆変換部２は、それ
ぞれ上側アームと下側アームにそれぞれ自己消弧形スイ
ッチング素子としてのＩＧＢＴを使用したブリッジ接続
で構成される。順変換部１は、交流電源からの交流電力
を電圧制御した直流電力に変換する。この順変換部１の
直流出力を電源とする逆変換部２は、電圧および周波数
を制御した交流電力に逆変換し、電動機等の負荷に供給
し、負荷の可変速運転などを可能にする。
【０００３】このように、自己消弧形スイッチング素子
でアーム構成する順変換部を備えたインバータでは、電
動機などの減速時に、電動機からの回生電力で逆変換部
２を通して直流電源側を充電し、さらに順変換部１を逆
変換制御することによって交流電源側に回生する回生型
インバータとすることができる。また、順変換部１をＰ
ＷＭ制御することにより、交流電源からの入力電流を正
弦波に近づけて高調波を抑制したインバータとすること
ができる。
でアーム構成する順変換部を備えたインバータでは、電
動機などの減速時に、電動機からの回生電力で逆変換部
２を通して直流電源側を充電し、さらに順変換部１を逆
変換制御することによって交流電源側に回生する回生型
インバータとすることができる。また、順変換部１をＰ
ＷＭ制御することにより、交流電源からの入力電流を正
弦波に近づけて高調波を抑制したインバータとすること
ができる。
【０００４】ゲート回路３は順変換部１の順変換等のた
めのゲート信号に従って各ＩＧＢＴをドライブし、ゲー
ト回路４は逆変換部２の逆変換のためのゲート信号に従
って各ＩＧＢＴをドライブする。これらゲート回路３、
４は、そのゲート電源を順変換部１の直流出力から得
る。
めのゲート信号に従って各ＩＧＢＴをドライブし、ゲー
ト回路４は逆変換部２の逆変換のためのゲート信号に従
って各ＩＧＢＴをドライブする。これらゲート回路３、
４は、そのゲート電源を順変換部１の直流出力から得
る。
【０００５】これらゲート回路３、４によるＩＧＢＴの
ドライブには、下側の各ＩＧＢＴのドライブには同じ零
電位を基準にして共通にドライブできるのに対して、上
側の各ＩＧＢＴのドライブにはそれぞれが常時異なる電
位にあることから互いのゲート電源を絶縁した回路構成
が必要となる。
ドライブには、下側の各ＩＧＢＴのドライブには同じ零
電位を基準にして共通にドライブできるのに対して、上
側の各ＩＧＢＴのドライブにはそれぞれが常時異なる電
位にあることから互いのゲート電源を絶縁した回路構成
が必要となる。
【０００６】図３は、ゲート回路３の構成例を示し、ゲ
ート回路４も同様の構成になる。スイッチング電源５
は、順変換部１の出力Ｐ，Ｎを電源とし、電源制御回路
５Ａによりパワートランジスタ５Ｂを高周波スイッチ動
作させることにより、高周波トランス６の一次巻線に高
周波電流を供給し、トランス６の各二次巻線に高周波出
力を得る。また、電源制御回路５Ａの電源にはトランス
６の１つの二次巻線から整流回路５Ｃで整流して得る。
ート回路４も同様の構成になる。スイッチング電源５
は、順変換部１の出力Ｐ，Ｎを電源とし、電源制御回路
５Ａによりパワートランジスタ５Ｂを高周波スイッチ動
作させることにより、高周波トランス６の一次巻線に高
周波電流を供給し、トランス６の各二次巻線に高周波出
力を得る。また、電源制御回路５Ａの電源にはトランス
６の１つの二次巻線から整流回路５Ｃで整流して得る。
【０００７】トランスの二次巻線は、上側アーム用に３
つ、下側アーム用に１つ、スイッチング電源５用に１つ
設ける。上側の各アームのゲート回路は、それぞれトラ
ンス６の二次巻線出力を全波整流する整流回路７と、こ
の整流回路７を電源としゲート信号に従ってＩＧＢＴの
ゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成のドライブ回
路８で構成される。下側の各アームのゲート回路は、ト
ランス６の二次巻線出力を全波整流する整流回路９と、
この整流回路９を共通の電源としゲート信号に従ってＩ
ＧＢＴのゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成のド
ライブ回路１０で構成される。
つ、下側アーム用に１つ、スイッチング電源５用に１つ
設ける。上側の各アームのゲート回路は、それぞれトラ
ンス６の二次巻線出力を全波整流する整流回路７と、こ
の整流回路７を電源としゲート信号に従ってＩＧＢＴの
ゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成のドライブ回
路８で構成される。下側の各アームのゲート回路は、ト
ランス６の二次巻線出力を全波整流する整流回路９と、
この整流回路９を共通の電源としゲート信号に従ってＩ
ＧＢＴのゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成のド
ライブ回路１０で構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のインバータで
は、順変換部１の主回路を自己消弧形スイッチング素子
で構成することで、電源回生機能やＰＷＭ制御機能を持
たせることができる。
は、順変換部１の主回路を自己消弧形スイッチング素子
で構成することで、電源回生機能やＰＷＭ制御機能を持
たせることができる。
【０００９】しかし、順変換部に代えて、ダイオードを
用いた一般的なコンデンサインプット形整流回路とする
場合に比べて、逆変換部２と同様の複雑なゲート回路
（ドライブ回路とその電源回路）を必要とし、インバー
タの大型化とコストアップの要因となっていた。
用いた一般的なコンデンサインプット形整流回路とする
場合に比べて、逆変換部２と同様の複雑なゲート回路
（ドライブ回路とその電源回路）を必要とし、インバー
タの大型化とコストアップの要因となっていた。
【００１０】本発明の目的は、順変換部と逆変換部をそ
れぞれ設けるゲート回路の小型化とコストダウンを図る
ことができるインバータを提供することにある。
れぞれ設けるゲート回路の小型化とコストダウンを図る
ことができるインバータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、順変換部と逆
変換部のゲート回路のうち、スイッチング電源とトラン
スおよび下側ドライブ回路のゲート電源を共通化したも
のであり、以下の構成を特徴とする。
変換部のゲート回路のうち、スイッチング電源とトラン
スおよび下側ドライブ回路のゲート電源を共通化したも
のであり、以下の構成を特徴とする。
【００１２】自己消弧形スイッチング素子で主回路アー
ムを構成する順変換部と逆変換部を備えたインバータに
おいて、前記順変換部と逆変換部のゲート回路は、前記
順変換部と逆変換部で共通にした１つのスイッチング電
源と、前記順変換部と逆変換部で共通にし、前記スイッ
チング電源を一次巻線入力とし、前記順変換部と逆変換
部の上側のアーム別に設けた複数の二次巻線と、下側の
アームに共通に設けた１つの二次巻線とをもつ１つの高
周波トランスと、前記上側アーム別の各二次巻線出力か
らゲート電源を得て上側の各アームのゲートドライブ出
力を得る複数のドライブ回路と、前記下側アームに共通
の二次巻線出力からゲート電源を得て下側の各アームの
ゲートドライブ出力を得る複数のドライブ回路とを備え
たことを特徴とする。
ムを構成する順変換部と逆変換部を備えたインバータに
おいて、前記順変換部と逆変換部のゲート回路は、前記
順変換部と逆変換部で共通にした１つのスイッチング電
源と、前記順変換部と逆変換部で共通にし、前記スイッ
チング電源を一次巻線入力とし、前記順変換部と逆変換
部の上側のアーム別に設けた複数の二次巻線と、下側の
アームに共通に設けた１つの二次巻線とをもつ１つの高
周波トランスと、前記上側アーム別の各二次巻線出力か
らゲート電源を得て上側の各アームのゲートドライブ出
力を得る複数のドライブ回路と、前記下側アームに共通
の二次巻線出力からゲート電源を得て下側の各アームの
ゲートドライブ出力を得る複数のドライブ回路とを備え
たことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
ゲート回路図であり、図３と同等の回路構成のものは同
一符号で示す。
ゲート回路図であり、図３と同等の回路構成のものは同
一符号で示す。
【００１４】スイッチング電源５は、順変換部１と逆変
換部２の共通の電源とする。このスイッチング電源５に
得る高周波電流は順変換部１と逆変換部２に共通の高周
波トランス６を介して各二次巻線に供給される。トラン
ス６の二次巻線は、順変換部１および逆変換部２の上側
アーム用に６つ、順変換部１および逆変換部２の下側ア
ーム用に１つ、スイッチング電源５用に１つ設ける。
換部２の共通の電源とする。このスイッチング電源５に
得る高周波電流は順変換部１と逆変換部２に共通の高周
波トランス６を介して各二次巻線に供給される。トラン
ス６の二次巻線は、順変換部１および逆変換部２の上側
アーム用に６つ、順変換部１および逆変換部２の下側ア
ーム用に１つ、スイッチング電源５用に１つ設ける。
【００１５】順変換部１および逆変換部２の上側ゲート
回路は、従来と同様に、それぞれトランス６の二次巻線
出力を全波整流する６つの整流回路７と、各整流回路７
を電源としゲート信号に従ってＩＧＢＴのゲートドライ
ブ出力を得るホトカプラ構成の６つのドライブ回路８で
構成される。
回路は、従来と同様に、それぞれトランス６の二次巻線
出力を全波整流する６つの整流回路７と、各整流回路７
を電源としゲート信号に従ってＩＧＢＴのゲートドライ
ブ出力を得るホトカプラ構成の６つのドライブ回路８で
構成される。
【００１６】順変換部１および逆変換部２の下側ゲート
回路は、トランス６の二次巻線出力を全波整流する整流
回路９を順変換部と逆変換部の共通の整流回路とし、こ
の整流回路９を共通の電源としゲート信号に従ってＩＧ
ＢＴのゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成の６つ
のドライブ回路１０で構成される。
回路は、トランス６の二次巻線出力を全波整流する整流
回路９を順変換部と逆変換部の共通の整流回路とし、こ
の整流回路９を共通の電源としゲート信号に従ってＩＧ
ＢＴのゲートドライブ出力を得るホトカプラ構成の６つ
のドライブ回路１０で構成される。
【００１７】以上のように、順変換部と逆変換部の下側
アームのゲートドライブ回路の電源９を共通にし、さら
にスイッチング電源５とトランス６を順変換部と逆変換
部で共通にする。これら共通化により、ゲート回路の小
型化とコストダウンを図る。
アームのゲートドライブ回路の電源９を共通にし、さら
にスイッチング電源５とトランス６を順変換部と逆変換
部で共通にする。これら共通化により、ゲート回路の小
型化とコストダウンを図る。
【００１８】なお、実施形態では、トランス６は、スイ
ッチング電源５の電源用巻線と整流回路９の電源用巻線
を別巻線とする場合を示すが、これらを１つの巻線と整
流回路で構成して同等の作用効果を得ることができる。
ッチング電源５の電源用巻線と整流回路９の電源用巻線
を別巻線とする場合を示すが、これらを１つの巻線と整
流回路で構成して同等の作用効果を得ることができる。
【００１９】また、実施形態では、３相インバータの場
合を示すが、単相の順変換部と逆変換部をもつ単相イン
バータに適用して同等の作用効果を得ることができる。
また、スイッチング電源５や整流回路７およびドライブ
回路８の構成は、適宜設計変更できる。また、自己消弧
形スイッチング素子はＩＧＢＴの場合を示すが、ＧＴ
Ｏ、パワートランジスタ、パワーＦＥＴなど他の素子を
主回路アームとするインバータに適用できる。
合を示すが、単相の順変換部と逆変換部をもつ単相イン
バータに適用して同等の作用効果を得ることができる。
また、スイッチング電源５や整流回路７およびドライブ
回路８の構成は、適宜設計変更できる。また、自己消弧
形スイッチング素子はＩＧＢＴの場合を示すが、ＧＴ
Ｏ、パワートランジスタ、パワーＦＥＴなど他の素子を
主回路アームとするインバータに適用できる。
【００２０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、順変換
部と逆変換部のゲート回路のうち、スイッチング電源と
トランスおよび下側ドライブ回路のゲート電源を共通化
したため、ゲート回路の小型化とコストダウンを図るこ
とができる。
部と逆変換部のゲート回路のうち、スイッチング電源と
トランスおよび下側ドライブ回路のゲート電源を共通化
したため、ゲート回路の小型化とコストダウンを図るこ
とができる。
【図１】本発明の実施形態を示すゲート回路図。
【図２】インバータの主回路とゲート回路の構成図。
【図３】従来のゲート回路図。
１…順変換部 ２…逆変換部 ３、４…ゲート回路 ５…スイッチング電源 ６…高周波トランス ７、９…整流回路 ８、１０…ドライブ回路
Claims (1)
- 【請求項１】 自己消弧形スイッチング素子で主回路ア
ームを構成する順変換部と逆変換部を備えたインバータ
において、 前記順変換部と逆変換部のゲート回路は、 前記順変換部と逆変換部で共通にした１つのスイッチン
グ電源と、 前記順変換部と逆変換部で共通にし、前記スイッチング
電源を一次巻線入力とし、前記順変換部と逆変換部の上
側のアーム別に設けた複数の二次巻線と、下側のアーム
に共通に設けた１つの二次巻線とをもつ１つの高周波ト
ランスと、 前記上側アーム別の各二次巻線出力からゲート電源を得
て上側の各アームのゲートドライブ出力を得る複数のド
ライブ回路と、 前記下側アームに共通の二次巻線出力からゲート電源を
得て下側の各アームのゲートドライブ出力を得る複数の
ドライブ回路とを備えたことを特徴とするインバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000391820A JP2002199743A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000391820A JP2002199743A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | インバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002199743A true JP2002199743A (ja) | 2002-07-12 |
Family
ID=18857907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000391820A Pending JP2002199743A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002199743A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118815A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Denso Corp | インバータ装置 |
| JP2010088300A (ja) * | 2004-10-06 | 2010-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2010268680A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| JP2013192332A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Panasonic Corp | パワーコンディショナ |
| JP2022083752A (ja) * | 2020-11-25 | 2022-06-06 | 日立Astemo株式会社 | ゲート駆動用電源装置 |
-
2000
- 2000-12-25 JP JP2000391820A patent/JP2002199743A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010088300A (ja) * | 2004-10-06 | 2010-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2008118815A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Denso Corp | インバータ装置 |
| JP2010268680A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| JP2013192332A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Panasonic Corp | パワーコンディショナ |
| JP2022083752A (ja) * | 2020-11-25 | 2022-06-06 | 日立Astemo株式会社 | ゲート駆動用電源装置 |
| JP7394740B2 (ja) | 2020-11-25 | 2023-12-08 | 日立Astemo株式会社 | ゲート駆動用電源装置 |
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