JP2013123295A - 交流直流変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流電源が出力する平均電圧より高い期間を正期間、低い期間を負期間と呼ぶ場合において、正期間にスイッチング作動させる正期間用SW33、負期間にスイッチング作動させる負期間用SW34、正期間用SW33のp側(コレクタ側)と同電位のp側ラインWpに接続されたp側インダクタ31、正期間用SW33のn側(エミッタ側)と同電位のn側ラインWnに接続されたn側インダクタ32、および両スイッチ素子に取り付けられたヒートシンク37(素子取付部材)を有するチョッパ回路30Aを備える。そして、チョッパ回路30Aから出力された電流を正期間に整流するダイオードD3(p側整流素子)、負期間に整流するダイオードD4(n側整流素子)、および両整流素子に取り付けられたヒートシンク37を有する整流回路30Bを備える。
【選択図】 図1
Description
図1は、交流電源10、各種の電気負荷20および、交流電源10から出力される交流電圧を昇圧して整流する交流直流変換装置30を示す。この交流直流変換装置30は、昇圧型のチョッパ回路30A(一点鎖線のうち二点鎖線を除く部分)、およびブリッジ型の全波整流回路30B(二点鎖線部分)を有している。交流直流変換装置30の入力端子Tinには交流電源10が接続されており、交流直流変換装置30の出力端子Toutには電気負荷20が接続されている。
上記第1実施形態では、正期間用SW33および負期間用SW34に、逆流阻止特性を有するRBIGBTを採用している。これに対し、図7に示す本実施形態では、正期間用SW33および負期間用SW34に、逆流阻止特性を有していないIGBTを採用するとともに、逆流阻止特性の代用としてダイオード33D,34Dを設けている。なお、図7に示すIGBT33,34は、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオード33b,34bが内蔵されたものである。
図8に示す本実施形態は、上記第2実施形態を変形させたものであり、正期間用SW33のエミッタ端子(出力端子)と負期間用SW34のエミッタ端子(出力端子)とを互いに接続している。そして、正期間用SW33のゲート端子および負期間用SW34のゲート端子へは、共通する1つの駆動回路(図示せず)からスイッチング指令信号が入力されるように構成されている。
図9に示す本実施形態は、上記第3実施形態を変形させたものであり、正期間用SW33および負期間用SW34に、ダイオード33b,34bが内蔵されていないIGBTを採用している。本実施形態によっても、上記第3実施形態と同様の効果が発揮される。
図10に示す本実施形態は、上記第3実施形態を変形させたものであり、例えば交流電源10の正期間において正期間用SW33がオン動作時に負期間用SW34の内蔵ダイオード34bに電流が流れる。
上記各実施形態では、正期間用SW33および負期間用SW34にIGBTを採用しているが、図11に示す本実施形態では、正期間用SW33Mおよび負期間用SW34MにMOS−FETを採用している。なお、図11に示すMOS−FET33M,34Mは、ソース側からドレイン側に電流を流すダイオード33c,34cが内蔵されたものである。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
Claims (6)
- 交流電源から出力されるエネルギをインダクタ回路に蓄える状態と、前記インダクタ回路からエネルギを放出させる状態とに切り換えるよう、スイッチ回路をスイッチング作動させて交流電圧を昇圧するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路により昇圧された交流電圧を整流して電気負荷へ出力する整流回路とを備え、
前記交流電源が出力する平均電圧より高い期間を正期間、低い期間を負期間と呼ぶ場合において、
前記スイッチ回路は、
前記正期間にスイッチング作動させる正期間用スイッチ素子と、前記負期間にスイッチング作動させる負期間用スイッチ素子と、前記正期間用スイッチ素子および前記負期間用スイッチ素子に取り付けられて熱伝導性および導電性を有する素子取付部材とを有し、
前記正期間用スイッチ素子のうち、前記正期間に前記交流電源から出力される電流が入力される端子をp側端子、前記p側端子から入力された電流を出力する端子をn側端子と呼び、前記p側端子と同電位の配線をp側ライン、前記n側端子と同電位の配線をn側ラインと呼ぶ場合において、
前記整流回路は、
前記正期間に整流するp側整流素子と、前記負期間に整流するn側整流素子と、前記p側整流素子および前記n側整流素子に取り付けられた素子取付部材とを有し、
前記インダクタ回路は、
前記p側ラインに接続されるp側インダクタと、前記n側ラインに接続されるn側インダクタとを有することを特徴とする交流直流変換装置。 - 前記p側ラインを形成するp側配線パターン、および前記n側ラインを形成するn側配線パターンが設けられた回路基板を備え、
前記p側配線パターンの表面積と前記n側配線パターンの表面積を同じに設定することを特徴とする請求項1に記載の交流直流変換装置。 - 前記回路基板上における所定の仮想線に対し、前記正期間用スイッチ素子および前記負期間用スイッチ素子を対称に配置し、前記p側整流素子および前記n側整流素子を対称に配置し、前記p側インダクタおよび前記n側インダクタを対称に配置したことを特徴とする請求項2に記載の交流直流変換装置。
- 前記正期間用スイッチ素子および前記負期間用スイッチ素子が同一形状である、或いは、前記p側整流素子および前記n側整流素子が同一形状である、或いは、前記p側インダクタおよび前記n側インダクタが同一形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の交流直流変換装置。
- 前記正期間用スイッチ素子および前記負期間用スイッチ素子には、電流の流れを一方向に制限する特性を有した素子が採用されており、
前記負期間用スイッチ素子に対して並列に接続された前記正期間用スイッチ素子は、前記負期間において電流を流させない向きに接続され、
前記負期間用スイッチ素子は、前記正期間において電流を流させない向きに接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の交流直流変換装置。 - 前記正期間用スイッチ素子のうち前記正期間における電流を順方向に出力する出力端子と、前記負期間用スイッチ素子のうち前記負期間における電流を順方向に出力する出力端子とは互いに接続されており、
前記正期間用スイッチ素子および前記負期間用スイッチ素子には、共通する1つの駆動回路からスイッチング指令信号が入力されるように構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の交流直流変換装置。
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