JP2020065409A - 漏洩電流低減回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は従来の一般的な電力変換の回路構成を示す図である。
漏洩電流は4に示すインバータのスイッチングノイズが要因であり、6に示すノイズ低減を目的に挿入されるフィルタ回路のY コンデンサ及び、7に示すモータやコンプレッサ等の負荷の寄生容量から8に示す電気機器の筐体へ電流が流れ込む。
この漏洩電流を低減する為の本発明の回路構成を図2に示す。
本発明は、図2に示すように、2のフィルタ回路と3のコンバータの間に9である3相コモンモードコイルを挿入する。この3相コモンモードコイルの内、電源ラインに接続していない1相でインバータノイズを検出し、ノイズ電流によりデバイスを駆動させて、漏洩電流と逆相のキャンセル電流を挿入して漏洩電流を低減する。
図2において、本発明の回路構成を単相電源の場合で示しているが、単相電源に限定するものではない。3相電源の場合では、9に示す3相コモンモードコイルが4相コモンモードコイルの構成となる。
実施の形態1において、図2の10で示すアクティブキャンセル回路の回路結線図が図3である。18及び19に示すスイッチング素子はインバータのPN電圧をバイアスし、極性の異なる素子を上下に配置する。またスイッチング素子に並行して20及び21に示す還流用ダイオードを接続し、スイッチング素子及び還流用ダイオードの耐圧はインバータのPN電圧以上を確保する。スイッチング素子から出力されるラインには22に示すDCカット用のコンデンサを配置し、基準電圧の安定化を図る。ただしこの22に示すコン
デンサは必ず設置しなければならないわけではなく、本発明を適用する電気機器によっては取り外しても構わない。
実施の形態3における18及び19に示すスイッチング素子は図3に示すようにバイポーラトランジスタに限定しない。また、14に示す3相コモンモードコイルは巻線のターン数、コア材、コア形状は特に指定しない。
図4は本発明の実施の形態1における漏洩電流と18及び19のスイッチング素子が発生する損失と、ゲート抵抗の切り替えの関係を示す図である。
漏洩電流の最大値が発生する条件にてスイッチング素子に付随するゲート抵抗値を設定するが、漏洩電流値が十分に小さい条件ではゲート抵抗値を大きくし、スイッチング素子流す電流値を抑制することで損失を低減することが可能となる。
図4に示す抵抗1より、抵抗2の方が大きい抵抗値であり、またゲート抵抗の切り替え時には漏洩電流の瞬間的な変動に対応する為、ヒステリシスを設定する。
実施の形態5で設定するゲート抵抗の切り替えは、図4のように2種類の抵抗値に限定はしない。場合によっては何種類の抵抗値で切り替えを設定することも可能である。
実施の形態5で設定するゲート抵抗の切り替えは図3で示す18及び19のスイッチング素子それぞれのゲート抵抗値を設定する方式、及び共通でゲート抵抗を設定する方式の両方の場合で適用することが可能である。
図5は本発明の実施の形態1における漏洩電流と18及び19のスイッチング素子が発生する損失と、18及び19のスイッチング素子の駆動パターンの関係を示す図である。漏洩電流の最大値が発生する条件では、18及び19の両方のスイッチング素子を駆動させるが、漏洩電流値が十分に小さい条件では一方のスイッチング素子のみを駆動させて、損失を低減する。
図3で設定する18及び19のスイッチング素子はどちらか一方の素子のみで回路構成することも可能であり、また、18及び19どちらか一方のスイッチング素子をダイオードに置換えることも可能である。
2 フィルタ回路
3 コンバータもしくは整流器
4 インバータ
5 負荷機器もしくは系統
6 フィルタ回路Yコンデンサ
7 負荷機器の寄生容量
8 電気機器のフレーム及び筐体部
9 3相コモンモードコイル
10 アクティブキャンセル回路
11 フィルタ回路のチョークコイル
12 フィルタ回路のXコンデンサ
13 フィルタ回路のYコンデンサ
14 3相コモンモードコイル
15 整流ダイオード
16 インバータ部スイッチング素子
17 インバータ部還流ダイオード
18 アクティブキャンセル回路部 上側スイッチング素子
19 アクティブキャンセル回路部 下側スイッチング素子
20 アクティブキャンセル回路部 上側還流ダイオード
21 アクティブキャンセル回路部 下側還流ダイオード
22 DCカット用コンデンサ
Claims (4)
- 交流電源からの電源電圧が入力される電源フィルタ回路と、前記電源フィルタ回路の出力側に接続される整流及び昇圧コンバータと、前記整流及び昇圧コンバータの出力側に接続されるインバータ回路と、を有する回路であって、前記電源フィルタ回路と整流及び昇圧コンバータとの間にインバータノイズ検出用のコイルを配置し、前記コイルの出力側に、相互に極性の異なる素子を上下に配置し、前記コイルで検出したインバータノイズで漏洩電流を打ち消すことを特徴とする漏洩電流低減回路。
- 前記電源フィルタ回路をLCLフィルタの回路の構成とし、前段のコモンモードコイルより、後段のコモンモードコイルの相数を1相分だけ多くし、当該相でインバータノイズを検出することを特徴とする、請求項1に記載の漏洩電流低減回路。
- 逆相のキャンセル電流が注入される前記素子の信号部には、電流制限の為の抵抗を有し、漏洩電流の値に応じて該抵抗を変更することを特徴とした請求項1〜2のいずれか一項に記載の漏洩電流低減回路
- 逆相のキャンセル電流が注入される前記素子は極性の異なる素子を上下に配置し、漏洩電流の値に応じてスイッチング素子の駆動パターンを切り替えることを特徴とした請求項1〜3のいずれか一項に記載の漏洩電流低減回路
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018197165A JP2020065409A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 漏洩電流低減回路 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018197165A JP2020065409A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 漏洩電流低減回路 |
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JP2020065409A true JP2020065409A (ja) | 2020-04-23 |
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JP2018197165A Pending JP2020065409A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 漏洩電流低減回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020065409A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021234760A1 (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09266677A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Isao Takahashi | 電力変換装置のノイズ低減装置 |
JP2003174777A (ja) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Sanken Electric Co Ltd | ノイズ低減装置及び電力変換装置 |
JP2016073025A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
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2018
- 2018-10-19 JP JP2018197165A patent/JP2020065409A/ja active Pending
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