JP2006042565A - 電力スイッチング回路、電力変換装置及び電力用半導体スイッチング素子の駆動方法 - Google Patents
電力スイッチング回路、電力変換装置及び電力用半導体スイッチング素子の駆動方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 ターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を示す動作状態データを時系列データとして順次記憶する動作状態記憶部と、該動作状態記憶部に予め記憶された動作状態データに基づいて次のターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を予測し、この予測結果に基づいてオーバーシュートが低減するように次のターンオフ電圧を設定する駆動信号生成部とを備えた制御駆動手段を有する。
【選択図】 図1
Description
「スナバレスIGBT直列接続時の過電圧保護」(平成12年電気学会全国大会)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電力スイッチング回路の回路図である。
この回路図において、符号1はスイッチング信号発生回路、2はE/O変換器、3はO/E変換器、4はゲート電源(制御駆動手段)、5はIGBT(電力用半導体スイッチング素子)、6は抵抗分圧器、7は電流検出器、R1〜R3は抵抗器、D1はダイオードである。
この電力変換装置は、例えば60Hzの三相交流電力(つまり交流系統Aの交流電力)を50Hzの三相交流電力(つまり交流系統Bの交流電力)に変換するものであり、60Hzの三相交流電力を直流電力に変換する合計10台のコンバータ回路K1〜K10とこの直流電力を50Hzの三相交流電力に変換する合計10台のインバータ回路M1〜M10とから構成されている。すなわち、この電力変換装置では、同一性能を有する合計10台のコンバータ回路K1〜K10を並列接続すると共に、同じく同一性能を有する合計10台のインバータ回路M1〜M10を並列接続することによって電力変換容量を例えば300MW程度に向上させている。
(1)上記説明では、半導体スイッチング素子としてIGBTを用いる場合について説明したが、本発明は、IGBTに限定されることなく他の半導体スイッチング素子についても適用可能である。
Claims (11)
- ターンオンとターンオンとを繰り返すことにより一対の主端子に印加された電力をスイッチングする電力用半導体スイッチング素子と、電力用半導体スイッチング素子をターンオンさせるためのターンオン電圧とターンオフさせるためのターンオフ電圧と該ターンオフ電圧に付加され前記主端子の端子間電圧(主端子間電圧)に基づいて生成された補正電圧とからなる駆動信号を生成し、前記ターンオン電圧とターンオフ電圧とによって電力用半導体スイッチング素子をスイッチング駆動すると共に、前記補正電圧を前記ターンオフ電圧に付加することによりターンオフ時における前記主端子間電圧のオーバーシュートを低減する制御駆動手段とを備える電力スイッチング回路であって、
前記制御駆動手段は、
ターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を示す動作状態データを時系列データとして順次記憶する動作状態記憶部と、
該動作状態記憶部に予め記憶された動作状態データに基づいて次のターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を予測し、この予測結果に基づいて前記オーバーシュートが低減するように次のターンオフ電圧を設定する駆動信号生成部と
を具備することを特徴とする電力スイッチング回路。 - 動作状態記憶部は、ターンオフ時に前記主端子に流れている主端子電流と当該ターンオフ直後の前記補正電圧のピーク値とからなる動作状態データを時系列データとして順次記憶し、
駆動信号生成部は、前記時系列データに基づいて電力用半導体スイッチング素子が次にターンオフする際の主端子電流を推定し、この推定値に符合する補正電圧のピーク値を時系列データから検索して次のターンオフ電圧に設定する
ことを特徴とする請求項1記載の電力スイッチング回路。 - 半導体スイッチング素子がIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であることを特徴とする請求項1または2記載の電力スイッチング回路。
- 請求項1〜3いずれかの電力スイッチング回路を1あるいは複数直列接続して1つのスイッチアームを構成し、このスイッチアームを複数組み合わせることにより構成されることを特徴とする電力変換装置。
- 直流電力を交流電力に変換するインバータ回路であることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
- 交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路であることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
- 直流電力を他の直流電力に変換するチョッパ回路であることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
- コンバータ回路とインバータ回路とによって構成され、交流電力を他の交流電力に変換する交流変換回路であることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
- ターンオンさせるためのターンオン電圧とターンオフさせるためのターンオフ電圧とを用いて1対の主端子に電力が印加される電力用半導体スイッチング素子をスイッチング駆動すると共に、前記主端子の端子間電圧(主端子間電圧)に基づいて発生させた補正電圧を前記ターンオフ電圧に付加することによりターンオフ時における主端子間電圧のオーバーシュートを低減する駆動方法であって、
ターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を示す動作状態データを時系列データとして順次記憶し、
予め記憶された動作状態データに基づいて次のターンオフ時における電力用半導体スイッチング素子の動作状態を予測し、この予測結果に基づいて前記オーバーシュートが低減するように次のターンオフ電圧を設定する
ことを特徴とする電力用半導体スイッチング素子の駆動方法。 - 動作状態データはターンオフ時に前記主端子に流れている主端子電流と当該ターンオフ直後の前記補正電圧のピーク値とであり、
既に記憶された主端子電流に基づいて電力用半導体スイッチング素子が次にターンオフする際の主端子電流を推定し、この推定値に符合する補正電圧のピーク値を時系列データから検索して次のターンオフ電圧に設定する
ことを特徴とする請求項9記載の電力用半導体スイッチング素子の駆動方法。 - 半導体スイッチング素子がIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であることを特徴とする請求項9または10記載の電力用半導体スイッチング素子の駆動方法。
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