JP3141925B2 - ブリッジ型インバ−タ装置 - Google Patents
ブリッジ型インバ−タ装置Info
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- JP3141925B2 JP3141925B2 JP08248853A JP24885396A JP3141925B2 JP 3141925 B2 JP3141925 B2 JP 3141925B2 JP 08248853 A JP08248853 A JP 08248853A JP 24885396 A JP24885396 A JP 24885396A JP 3141925 B2 JP3141925 B2 JP 3141925B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相のインバータ装置に関する。
ブリッジ型又は多相のインバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】直流を
交流に変換するためのブリッジ型インバータのスイッチ
をオン・オフ動作させると、スイッチング損失が生じ
る。この種の問題を解決するために部分共振を使用して
スイッチをZCS(ゼロ電流スイッチング)又はZVS
(ゼロ電圧スイッチング)させることによってスイッチ
ング損失、サージ電圧、ノイズの軽減を図ることが提案
されている。しかし、部分共振用スイッチを含む方式の
場合には、回路構成が複雑になる。
交流に変換するためのブリッジ型インバータのスイッチ
をオン・オフ動作させると、スイッチング損失が生じ
る。この種の問題を解決するために部分共振を使用して
スイッチをZCS(ゼロ電流スイッチング)又はZVS
(ゼロ電圧スイッチング)させることによってスイッチ
ング損失、サージ電圧、ノイズの軽減を図ることが提案
されている。しかし、部分共振用スイッチを含む方式の
場合には、回路構成が複雑になる。
【0003】そこで本発明の目的は、簡単な回路によっ
てスイッチング損失を低減することができるブリジ型イ
ンバータ装置を提供することにある。
てスイッチング損失を低減することができるブリジ型イ
ンバータ装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1に従う発明は、実施例を示す図面の符号を参
照して説明すると、直流電源の一端と他端との間に1個
又は複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回
路によって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2
の方向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハ
ーフブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置にお
いて、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、第1のス
イッチS1 と第1のリアクトルL1 との直列回路であっ
て、前記第1のスイッチS1 が前記第1のリアクトルL
1 よりも前記電源1の一端側に配置され、前記第1のス
イッチS1 と前記第1のリアクトルL1 とが前記電源1
の一端と前記負荷の一端との間に接続されている第1の
回路と、第2のスイッチS2 と第2のリアクトルL2 と
の直列回路であって、前記第2のスイッチS2 が前記第
2のリアクトルL2 よりも前記電源1の他端側に配置さ
れ、前記第2のリアクトルL2 と前記第2のスイッチS
2 とが前記負荷の一端と前記電源1の他端との間に接続
されている第2の回路と、前記第1及び第2のスイッチ
S1 、S2 に対して逆の方向性を有して前記第1及び第
2の回路に並列接続された第1及び第2のダイオードD
1 、D2 と、その一端が前記電源1の一端に接続された
第1のコンデンサC1 と、その一端が前記電源1の他端
に接続された第2のコンデンサC2 と、前記第1のコン
デンサC1 の他端と前記第1のリアクトルL1 の前記第
1のスイッチS1 側の端子との間に接続された第3のダ
イオードD3 と、前記第2のリアクトルL2 の前記第2
のスイッチS2 側の端子と前記第2のコンデンサC2 の
他端との間に接続された第4のダイオードD4 と、前記
第3ダイオ−ドD3 と前記第1のリアクトルL1 とが直
列に接続されている回路に対して並列に接続された第5
のダイオードDx1と、前記第2のリアクトルL2 と前記
第4のダイオ−ドD4 とが直列に接続されている回路に
対して並列に接続された第6のダイオードDx2と、前記
第1及び第2のスイッチS1 、S2 をデッド・タイムを
有して所定の周期で交互にオン制御するスイッチ制御回
路とを具備していることを特徴とするインバータ装置に
係わるものである。なお、請求項2及び図6に示すよう
に請求項1及び図1の第5及び第6のダイオードDx1、
Dx2の代りに、第3のダイオードD3 と第1及び第2の
リアクトルL1 、L2 と第4のダイオードD4 とが直列
に接続された回路に対して第5のダイオードDx を並列
接続した回路構成とすることができる。また、請求項3
及び図9に示すように第1及び第2のリアクトルL1 、
L2 を相互に電磁結合し、第1及び第2のダイオードD
1 、D2 を第1及び第2のスイッチS1 、S2 に逆並列
接続させることができる。また、請求項4及び図12に
示すように請求項3及び図9の第5及び第6のダイオー
ドDx1、Dx2の代りに1つの第5のダイオードDx のみ
を設けることができる。また、請求項5及び図13に示
すように第1及び第2のダイオードD1 、D2に直列に
第3及び第4のリアクトルL1a、L2aを接続し、第1及
び第4のリアクトルL1 、L2aを相互に電磁結合し、第
2及び第3のリアクトルL2 、L1aを相互に電磁結合す
ることができる。また、請求項6及び図16に示すよう
に請求項5及び図13における第5及び第6のダイオー
ドDx1、Dx2の代りに1つの第5のダイオードDx を設
けた回路とすることができる。また、請求項7及び図1
7に示すように、請求項1及び図1の第1及び第2のス
イッチS1 、S2 と第1及び第2のリアクトルL1 、L
2 との位置の交換、及び第1及び第2のコンデンサC1
、C2 と第5及び第6のダイオードDx1、Dx2との位
置の交換を行うことができる。また、請求項8及び図2
0に示すように、請求項1及び図1の第5及び第6のダ
イオードDx1、Dx2を省いて、第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 に第3及び第4のダイオードD3 、D4 を
並列接続した回路とすることができる。また、請求項9
及び図23に示すように、請求項1及び図1の第5及び
第6のダイオードDx1、Dx2を省き、ここに第1及び第
2のコンデンサC1 、C2 を移動した回路にすることが
できる。
の請求項1に従う発明は、実施例を示す図面の符号を参
照して説明すると、直流電源の一端と他端との間に1個
又は複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回
路によって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2
の方向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハ
ーフブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置にお
いて、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、第1のス
イッチS1 と第1のリアクトルL1 との直列回路であっ
て、前記第1のスイッチS1 が前記第1のリアクトルL
1 よりも前記電源1の一端側に配置され、前記第1のス
イッチS1 と前記第1のリアクトルL1 とが前記電源1
の一端と前記負荷の一端との間に接続されている第1の
回路と、第2のスイッチS2 と第2のリアクトルL2 と
の直列回路であって、前記第2のスイッチS2 が前記第
2のリアクトルL2 よりも前記電源1の他端側に配置さ
れ、前記第2のリアクトルL2 と前記第2のスイッチS
2 とが前記負荷の一端と前記電源1の他端との間に接続
されている第2の回路と、前記第1及び第2のスイッチ
S1 、S2 に対して逆の方向性を有して前記第1及び第
2の回路に並列接続された第1及び第2のダイオードD
1 、D2 と、その一端が前記電源1の一端に接続された
第1のコンデンサC1 と、その一端が前記電源1の他端
に接続された第2のコンデンサC2 と、前記第1のコン
デンサC1 の他端と前記第1のリアクトルL1 の前記第
1のスイッチS1 側の端子との間に接続された第3のダ
イオードD3 と、前記第2のリアクトルL2 の前記第2
のスイッチS2 側の端子と前記第2のコンデンサC2 の
他端との間に接続された第4のダイオードD4 と、前記
第3ダイオ−ドD3 と前記第1のリアクトルL1 とが直
列に接続されている回路に対して並列に接続された第5
のダイオードDx1と、前記第2のリアクトルL2 と前記
第4のダイオ−ドD4 とが直列に接続されている回路に
対して並列に接続された第6のダイオードDx2と、前記
第1及び第2のスイッチS1 、S2 をデッド・タイムを
有して所定の周期で交互にオン制御するスイッチ制御回
路とを具備していることを特徴とするインバータ装置に
係わるものである。なお、請求項2及び図6に示すよう
に請求項1及び図1の第5及び第6のダイオードDx1、
Dx2の代りに、第3のダイオードD3 と第1及び第2の
リアクトルL1 、L2 と第4のダイオードD4 とが直列
に接続された回路に対して第5のダイオードDx を並列
接続した回路構成とすることができる。また、請求項3
及び図9に示すように第1及び第2のリアクトルL1 、
L2 を相互に電磁結合し、第1及び第2のダイオードD
1 、D2 を第1及び第2のスイッチS1 、S2 に逆並列
接続させることができる。また、請求項4及び図12に
示すように請求項3及び図9の第5及び第6のダイオー
ドDx1、Dx2の代りに1つの第5のダイオードDx のみ
を設けることができる。また、請求項5及び図13に示
すように第1及び第2のダイオードD1 、D2に直列に
第3及び第4のリアクトルL1a、L2aを接続し、第1及
び第4のリアクトルL1 、L2aを相互に電磁結合し、第
2及び第3のリアクトルL2 、L1aを相互に電磁結合す
ることができる。また、請求項6及び図16に示すよう
に請求項5及び図13における第5及び第6のダイオー
ドDx1、Dx2の代りに1つの第5のダイオードDx を設
けた回路とすることができる。また、請求項7及び図1
7に示すように、請求項1及び図1の第1及び第2のス
イッチS1 、S2 と第1及び第2のリアクトルL1 、L
2 との位置の交換、及び第1及び第2のコンデンサC1
、C2 と第5及び第6のダイオードDx1、Dx2との位
置の交換を行うことができる。また、請求項8及び図2
0に示すように、請求項1及び図1の第5及び第6のダ
イオードDx1、Dx2を省いて、第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 に第3及び第4のダイオードD3 、D4 を
並列接続した回路とすることができる。また、請求項9
及び図23に示すように、請求項1及び図1の第5及び
第6のダイオードDx1、Dx2を省き、ここに第1及び第
2のコンデンサC1 、C2 を移動した回路にすることが
できる。
【0005】
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、イン
バータ回路における第1及び第2のスイッチS1 、S2
のスイッチング損失、ノイズ、及びサージ電圧を比較的
簡単な回路で低減することができる。
バータ回路における第1及び第2のスイッチS1 、S2
のスイッチング損失、ノイズ、及びサージ電圧を比較的
簡単な回路で低減することができる。
【0006】
【第1の実施例】次に、図1〜図5を参照して本発明の
第1の実施例のブリッジ型インバータ装置を説明する。
このインバータ装置は図1に示すように、直流電源1の
直流電圧をブリッジ型インバータ回路によって交流に変
換して負荷2に供給するように構成されている。直流電
源1は整流回路又は電池から成り、負荷2は負荷接続端
子2a、2bに接続された例えば出力トランス3とここ
に接続された負荷回路4とから成る。
第1の実施例のブリッジ型インバータ装置を説明する。
このインバータ装置は図1に示すように、直流電源1の
直流電圧をブリッジ型インバータ回路によって交流に変
換して負荷2に供給するように構成されている。直流電
源1は整流回路又は電池から成り、負荷2は負荷接続端
子2a、2bに接続された例えば出力トランス3とここ
に接続された負荷回路4とから成る。
【0007】インバータ回路はハーフブリッジ構成の第
1及び第2のスイッチ回路5a、5bの組み合せから成
る。第1のスイッチ回路5aはブリッジ回路の第1のア
ームを構成するための第1及び第2のスイッチS1 、S
2 と第1及び第2のダイオードD1 、D2 を有する他
に、ZVS又はZCSを達成するために、第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 と、第1及び第2のリアクトル
L1 、L2 と、第3、第4、第5及び第6のダイオード
D3 、D4 、Dx1、Dx2とを有する。第2のスイッチ回
路5bはブリッジ回路の第2のアームを構成するための
第3及び第4のスイッチS3 、S4 と第7及び第8のダ
イオードD5 、D6 を有する他に、ZVS、ZCSを達
成するために、第3及び第4のコンデンサC3 、C4
と、第3及び第4のリアクトルL3 、L4 と、第9〜第
12のダイオードD7 、D8 、Dy1、Dy2とを有する。
1及び第2のスイッチ回路5a、5bの組み合せから成
る。第1のスイッチ回路5aはブリッジ回路の第1のア
ームを構成するための第1及び第2のスイッチS1 、S
2 と第1及び第2のダイオードD1 、D2 を有する他
に、ZVS又はZCSを達成するために、第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 と、第1及び第2のリアクトル
L1 、L2 と、第3、第4、第5及び第6のダイオード
D3 、D4 、Dx1、Dx2とを有する。第2のスイッチ回
路5bはブリッジ回路の第2のアームを構成するための
第3及び第4のスイッチS3 、S4 と第7及び第8のダ
イオードD5 、D6 を有する他に、ZVS、ZCSを達
成するために、第3及び第4のコンデンサC3 、C4
と、第3及び第4のリアクトルL3 、L4 と、第9〜第
12のダイオードD7 、D8 、Dy1、Dy2とを有する。
【0008】電源1の一端と第1の負荷接続端子2aと
の間に第1のスイッチS1 と第1のリアクトルL1 との
直列回路から成る第1の回路が接続されている。第1の
負荷接続端子2aと電源1の他端との間には第2のリア
クトルL2 と第2のスイッチS2 との直列回路から成る
第2の回路が接続されている。第1及び第2の回路に逆
並列に第1及び第2のダイオードD1 、D2 が接続され
ている。
の間に第1のスイッチS1 と第1のリアクトルL1 との
直列回路から成る第1の回路が接続されている。第1の
負荷接続端子2aと電源1の他端との間には第2のリア
クトルL2 と第2のスイッチS2 との直列回路から成る
第2の回路が接続されている。第1及び第2の回路に逆
並列に第1及び第2のダイオードD1 、D2 が接続され
ている。
【0009】第5のダイオードDx1のアノード及び第6
のダイオードDx2のカソードは第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 の相互接続点にそれぞれ接続されている。
第5のダイオードDx1のカソードは第3のダイオードD
3 を介して第1のリアクトルL1 の第1のスイッチS1
側の端子に接続され、第6のダイオードDx2のアノード
は第4のダイオードD4 を介して第2のリアクトルL2
の第2のスイッチS2側の端子に接続されている。第1
のコンデンサC1 の一端は第1のスイッチS1のコレク
タに接続され、この他端は第3及び第5のダイオードD
3 、Dx1の相互接続点に接続されている。第2のコンデ
ンサC2 の一端は第4及び第6のダイオードD4 、Dx2
の相互接続点に接続され、この他端は第2のスイッチS
2 のエミッタに接続されている。
のダイオードDx2のカソードは第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 の相互接続点にそれぞれ接続されている。
第5のダイオードDx1のカソードは第3のダイオードD
3 を介して第1のリアクトルL1 の第1のスイッチS1
側の端子に接続され、第6のダイオードDx2のアノード
は第4のダイオードD4 を介して第2のリアクトルL2
の第2のスイッチS2側の端子に接続されている。第1
のコンデンサC1 の一端は第1のスイッチS1のコレク
タに接続され、この他端は第3及び第5のダイオードD
3 、Dx1の相互接続点に接続されている。第2のコンデ
ンサC2 の一端は第4及び第6のダイオードD4 、Dx2
の相互接続点に接続され、この他端は第2のスイッチS
2 のエミッタに接続されている。
【0010】第2のスイッチ回路5bは第1のスイッチ
回路5aと実質的に同一の回路であって、電源1の一端
と第2の負荷接続端子2bとの間に第3のスイッチS3
と第3のリアクトルL3 との直列回路から成る第3の回
路が接続されている。第2の負荷接続端子2bと電源1
の他端との間には第4のリアクトルL4 と第4のスイッ
チS4 との直列回路から成る第4の回路が接続されてい
る。第7及び第8のダイオードD5 、D6 は第3及び第
4の回路に並列接続されている。第11のダイオードD
y1のアノード及び第12のダイオードDy2のカソードは
第3及び第4のリアクトルL3 、L4 の相互接続点に接
続されている。第11のダイオードDy1のカソードは第
9のダイオードD7 を介して第3のリアクトルL3 の第
3のスイッチS3 側の端子に接続され、第12のダイオ
ードDy2のアノードは第10のダイオードD8 を介して
第4のリアクトルL4 の第4のスイッチS4 側の端子に
接続されている。第3のコンデンサC3 の一端は第3の
スイッチS3 のコレクタに接続され、この他端は第9及
び第11のダイオードD7 、Dy1の相互接続点に接続さ
れている。また、第4のコンデンサC4 の一端は第10
及び第12のダイオードD8 、Dy2の相互接続点に接続
され、この他端は第4のスイッチS4 のエミッタに接続
されている。
回路5aと実質的に同一の回路であって、電源1の一端
と第2の負荷接続端子2bとの間に第3のスイッチS3
と第3のリアクトルL3 との直列回路から成る第3の回
路が接続されている。第2の負荷接続端子2bと電源1
の他端との間には第4のリアクトルL4 と第4のスイッ
チS4 との直列回路から成る第4の回路が接続されてい
る。第7及び第8のダイオードD5 、D6 は第3及び第
4の回路に並列接続されている。第11のダイオードD
y1のアノード及び第12のダイオードDy2のカソードは
第3及び第4のリアクトルL3 、L4 の相互接続点に接
続されている。第11のダイオードDy1のカソードは第
9のダイオードD7 を介して第3のリアクトルL3 の第
3のスイッチS3 側の端子に接続され、第12のダイオ
ードDy2のアノードは第10のダイオードD8 を介して
第4のリアクトルL4 の第4のスイッチS4 側の端子に
接続されている。第3のコンデンサC3 の一端は第3の
スイッチS3 のコレクタに接続され、この他端は第9及
び第11のダイオードD7 、Dy1の相互接続点に接続さ
れている。また、第4のコンデンサC4 の一端は第10
及び第12のダイオードD8 、Dy2の相互接続点に接続
され、この他端は第4のスイッチS4 のエミッタに接続
されている。
【0011】図1では相互間の接続ラインの一部が図示
の都合で省略されているが、各スイッチS1 〜S4 の制
御端子(ベース)は制御回路6に接続されている。制御
回路6は図2に原理的に示すように、第1、第2、第3
及び第4の制御パルス発生回路7、8、9、10と、発
振器11と、位相制御回路12とを有する。第1及び第
2の制御パルス発生回路7、8は発振器11に制御され
て図3(A)、(B)に示す第1及び第2の制御パルス
を一定の周期で発生し、これを第1及び第2のスイッチ
S1 、S2 のベースに供給する。第3及び第4の制御パ
ルス発生回路9、10は発振器11と位相制御回路12
に制御されて図3(C)、(D)に示す第3及び第4の
制御パルスを発生し、これを第3及び第4のスイッチS
3 、S4のベースに供給する。第1及び第2の制御パル
スと第3及び第4の制御パルスとは相互間に位相差を有
している他は同一である。図3(A)、(B)の第1及
び第2の制御パルスは相互に時間間隔(デット・タイ
ム)Taを有して交互に発生し、図3(C)、(D)の
第3及び第4の制御パルスも時間間隔Taを有して交互
に発生する。
の都合で省略されているが、各スイッチS1 〜S4 の制
御端子(ベース)は制御回路6に接続されている。制御
回路6は図2に原理的に示すように、第1、第2、第3
及び第4の制御パルス発生回路7、8、9、10と、発
振器11と、位相制御回路12とを有する。第1及び第
2の制御パルス発生回路7、8は発振器11に制御され
て図3(A)、(B)に示す第1及び第2の制御パルス
を一定の周期で発生し、これを第1及び第2のスイッチ
S1 、S2 のベースに供給する。第3及び第4の制御パ
ルス発生回路9、10は発振器11と位相制御回路12
に制御されて図3(C)、(D)に示す第3及び第4の
制御パルスを発生し、これを第3及び第4のスイッチS
3 、S4のベースに供給する。第1及び第2の制御パル
スと第3及び第4の制御パルスとは相互間に位相差を有
している他は同一である。図3(A)、(B)の第1及
び第2の制御パルスは相互に時間間隔(デット・タイ
ム)Taを有して交互に発生し、図3(C)、(D)の
第3及び第4の制御パルスも時間間隔Taを有して交互
に発生する。
【0012】
【動作】図1のインバータ回路の基本的動作は周知のイ
ンバータと同一である。即ち、第1及び第4のスイッチ
S1 、S4 が同時にオンの期間に電源1と第1のスイッ
チS1 と第1のリアクトルL1 と負荷2と第6のリアク
トルL6 と第4のスイッチS4 とから成る回路で第1の
方向の電流が負荷2に流れ、第2及び第3のスイッチS
2 、S3 が同時にオンの期間に電源1と第3のスイッチ
S3 と第5のリアクトルL5 と負荷2と第2のリアクト
ルL2 と第2のスイッチS2 とから成る回路で負荷2に
第2の方向の電流が流れる。この結果、負荷2には図3
(E)に示す電圧V0 が印加され、図3(F)に示す電
流I0 が流れる。なお、電流I0 は誘導性の遅れ負荷の
時に実線で示すように流れ、容量性の進み負荷の時に点
線で示すように流れる。
ンバータと同一である。即ち、第1及び第4のスイッチ
S1 、S4 が同時にオンの期間に電源1と第1のスイッ
チS1 と第1のリアクトルL1 と負荷2と第6のリアク
トルL6 と第4のスイッチS4 とから成る回路で第1の
方向の電流が負荷2に流れ、第2及び第3のスイッチS
2 、S3 が同時にオンの期間に電源1と第3のスイッチ
S3 と第5のリアクトルL5 と負荷2と第2のリアクト
ルL2 と第2のスイッチS2 とから成る回路で負荷2に
第2の方向の電流が流れる。この結果、負荷2には図3
(E)に示す電圧V0 が印加され、図3(F)に示す電
流I0 が流れる。なお、電流I0 は誘導性の遅れ負荷の
時に実線で示すように流れ、容量性の進み負荷の時に点
線で示すように流れる。
【0013】次に、第1〜第4のスイッチS1 〜S4 の
ターンオン及びターンオフ期間における動作を説明す
る。但し、第1のスイッチS1 のターンオフ及び第2の
スイッチS2 のターンオンの期間の動作と、第2のスイ
ッチS2 のターンオフ及び第1のスイッチS1 のターン
オンの期間の動作と、第3のスイッチS3 のターンオフ
及び第4のスイッチS4 のターンオフの期間の動作と、
第4のスイッチS4 のターンオフ及び第3のスイッチS
3 のターンオフの期間の動作とは実質的に同一であるの
で、第1のスイッチS1 のターンオフ及び第2のスイッ
チS2 のターンオフの期間の動作を図4及び図5を参照
して詳しく説明し、その他の期間の動作の説明を省略す
る。なお、図4は遅れ負荷の時の動作を示し、図5は進
み負荷の時の動作を示す。ここでは遅れ負荷の時の動作
を主として説明し、後で進み負荷の動作を簡単に説明す
る。
ターンオン及びターンオフ期間における動作を説明す
る。但し、第1のスイッチS1 のターンオフ及び第2の
スイッチS2 のターンオンの期間の動作と、第2のスイ
ッチS2 のターンオフ及び第1のスイッチS1 のターン
オンの期間の動作と、第3のスイッチS3 のターンオフ
及び第4のスイッチS4 のターンオフの期間の動作と、
第4のスイッチS4 のターンオフ及び第3のスイッチS
3 のターンオフの期間の動作とは実質的に同一であるの
で、第1のスイッチS1 のターンオフ及び第2のスイッ
チS2 のターンオフの期間の動作を図4及び図5を参照
して詳しく説明し、その他の期間の動作の説明を省略す
る。なお、図4は遅れ負荷の時の動作を示し、図5は進
み負荷の時の動作を示す。ここでは遅れ負荷の時の動作
を主として説明し、後で進み負荷の動作を簡単に説明す
る。
【0014】
【t1 以前の動作】図4のt1 時点よりも前の期間にお
いては、第1及び第4のスイッチS1 、S4 がオンであ
るので、第1のスイッチS1 と第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 と第4のダイオードD4 と第2のコンデン
サC2 の回路で第2のコンデンサC2 が図4(F)示す
ようにほぼ電源電圧に充電される。また第3のコデンサ
C3とダイオードD7 とリアクトルL3 、L4 と第4の
スイッチS4 の回路にも電流が流れ、コデンサC3 が充
電される。また、第1のスイッチS1 の電流Is1及び第
1のリアクトルL1 の電流IL1が図4(C)(G)に示
すように流れる。
いては、第1及び第4のスイッチS1 、S4 がオンであ
るので、第1のスイッチS1 と第1及び第2のリアクト
ルL1 、L2 と第4のダイオードD4 と第2のコンデン
サC2 の回路で第2のコンデンサC2 が図4(F)示す
ようにほぼ電源電圧に充電される。また第3のコデンサ
C3とダイオードD7 とリアクトルL3 、L4 と第4の
スイッチS4 の回路にも電流が流れ、コデンサC3 が充
電される。また、第1のスイッチS1 の電流Is1及び第
1のリアクトルL1 の電流IL1が図4(C)(G)に示
すように流れる。
【0015】
【ターンオフ、ターンオン動作】第2のコンデンサC2
がほぼ電源電圧Vに充電されているt1 時点で第1のス
イッチS1 がオフになり、これから所定時間後のt2 で
第2のスイッチS2 がオンになると、第2のコンデンサ
C2 のエネルギーが、第2のコンデンサC2 と第6のダ
イオードDx2と負荷2と第4のリアクトルL4 と第4の
スイッチS4 とから成る回路で放出され、第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2は図4(F)示すように低下する。
これと同時に、第1のコンデンサC1 と第3のダイオー
ドD3 と第1のリアクトルL1 と負荷2と第4のスイッ
チS4 とから成る回路が形成され、第1のコンデンサC
1 は図4(E)に示すように充電される。第2のスイッ
チS2 のオン時点は第2のコンデンサC2 の電圧Vc2が
ほぼゼロになるt2 時点に設定されている。従って、第
2のスイッチS2 のZVS(ゼロボルトスイッチング)
が達成される。また、第1のスイッチS1 の電圧Vc1は
図4(D)に示すように図4(E)の第1のコンデンサ
C1 の電圧Vc1とほぼ同一であり、t1 時点からt2 時
点に向かって徐々に増大するので、このターンオフ時は
ZVSとなる。これにより、第1及び第2のスイッチの
ターンオフ、ターンオン時のZVSが達成され、スイッ
チング損失が小さくなり、且つノイズやサージも抑制さ
れる。t2 で第2のスイッチS2 がオンになっても、負
荷2が遅れ負荷の場合には第1の方向(正方向)の電流
が流れ続ける。この負荷電流は負荷2と第4のリアクト
ルL4 と第4のスイッチS4 と第2のダイオードD2 と
から成る回路で流れる。従って、第2のダイオードD2
の電流Id2は図4(H)に示すようにt2 から流れる。
また、第1のリアクトルL1 の電流IL1は第1及び第2
のリアクトルL1 、L2 と第4のダイオードD4 と第6
のダイオードDx2と第5のダイオードDx1と第3のダイ
オードD3 との閉回路の循環電流となる。なお、図4
(D)(E)(F)で電圧Vs1、Vc1、Vc2のt1 〜t
2 区間の波形が直線的に変化するように概略的に示され
ているが、実際にはLC共振によって正弦波の0度〜9
0度区間又は90度〜180度区間の波形で変化する。
がほぼ電源電圧Vに充電されているt1 時点で第1のス
イッチS1 がオフになり、これから所定時間後のt2 で
第2のスイッチS2 がオンになると、第2のコンデンサ
C2 のエネルギーが、第2のコンデンサC2 と第6のダ
イオードDx2と負荷2と第4のリアクトルL4 と第4の
スイッチS4 とから成る回路で放出され、第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2は図4(F)示すように低下する。
これと同時に、第1のコンデンサC1 と第3のダイオー
ドD3 と第1のリアクトルL1 と負荷2と第4のスイッ
チS4 とから成る回路が形成され、第1のコンデンサC
1 は図4(E)に示すように充電される。第2のスイッ
チS2 のオン時点は第2のコンデンサC2 の電圧Vc2が
ほぼゼロになるt2 時点に設定されている。従って、第
2のスイッチS2 のZVS(ゼロボルトスイッチング)
が達成される。また、第1のスイッチS1 の電圧Vc1は
図4(D)に示すように図4(E)の第1のコンデンサ
C1 の電圧Vc1とほぼ同一であり、t1 時点からt2 時
点に向かって徐々に増大するので、このターンオフ時は
ZVSとなる。これにより、第1及び第2のスイッチの
ターンオフ、ターンオン時のZVSが達成され、スイッ
チング損失が小さくなり、且つノイズやサージも抑制さ
れる。t2 で第2のスイッチS2 がオンになっても、負
荷2が遅れ負荷の場合には第1の方向(正方向)の電流
が流れ続ける。この負荷電流は負荷2と第4のリアクト
ルL4 と第4のスイッチS4 と第2のダイオードD2 と
から成る回路で流れる。従って、第2のダイオードD2
の電流Id2は図4(H)に示すようにt2 から流れる。
また、第1のリアクトルL1 の電流IL1は第1及び第2
のリアクトルL1 、L2 と第4のダイオードD4 と第6
のダイオードDx2と第5のダイオードDx1と第3のダイ
オードD3 との閉回路の循環電流となる。なお、図4
(D)(E)(F)で電圧Vs1、Vc1、Vc2のt1 〜t
2 区間の波形が直線的に変化するように概略的に示され
ているが、実際にはLC共振によって正弦波の0度〜9
0度区間又は90度〜180度区間の波形で変化する。
【0016】負荷2が進み負荷の場合には図1の各部は
図5に示すように変化する。進み負荷の場合には図3
(F)で点線で示すようにt1 時点で電流I0 が第2の
方向(負方向)に流れる。この負方向電流は負荷2とダ
イオードD1 と電源1とダイオードD6 との回路で流れ
る。従って、t1 〜t2 期間においてダイオードD1 の
電流Id1は図5(C)に示すように流れる。また、第2
のコンデンサC2 はt1時点よりも前にほぼ電源電圧に
充電され、第1のコンデンサC1 は第1のダイオードD
1 が導通しているのでほぼゼロボルトである。従って、
t1 のターンオフ時に第1のスイッチS1 の電圧はほぼ
ゼロでありZVSが達成される。図5のt2 時点で第2
のスイッチS2 が図5(B)に示すようにオンになる
と、負荷2と第2のリアクトルL2 と第2のスイッチS
2 とダイオードD6 との閉回路も形成され、負荷電流は
ここにも流れる。t2 〜t3 期間では第1のダイオード
D1 が順方向バイアスされてオンに保たれているので、
第2のリアクトルL2 は図5(E)に示すようにほぼ電
源電圧に保たれ、これを流れる電流IL2は図5(D)に
示すように直線上に増大する。t3 時点で第1のダイオ
ードD1 がカットオフ状態になると、負荷電流は第2の
リアクトルL2 のみを通って流れる。t3 〜t4期間で
は第2のコンデンサC2 の放電回路が第2のコンデンサ
C2 と第6のダイオードDx2と第2のリアクトルL2 と
第2のスイッチS2 の回路で形成され、ここにLC共振
電流が流れる。従って、t3 〜t4 期間の第2のリアク
トルL2 の電流IL2は図5(D)に示すように負荷電流
に共振電流が重畳された波形となる。共振電流がt4 時
点で正弦波のほぼピークに達すると、第2のリアクトル
L2の電圧VL2は図5(E)に示すようにゼロボルトと
なり、t4 以後において第2のダイオードD2 が順バイ
アスされ、共振電流分は第2のリアクトルL2 と第2の
スイッチS2 と第2のダイオードD2 の閉回路の電流I
d2及び第2のリアクトルL2 と第4のダイオードD4 と
第6のダイオードDx2の閉回路の電流Idx2 となって流
れる。この循環電流は図5(F)に示すようにt4 時点
から徐々に減少する。
図5に示すように変化する。進み負荷の場合には図3
(F)で点線で示すようにt1 時点で電流I0 が第2の
方向(負方向)に流れる。この負方向電流は負荷2とダ
イオードD1 と電源1とダイオードD6 との回路で流れ
る。従って、t1 〜t2 期間においてダイオードD1 の
電流Id1は図5(C)に示すように流れる。また、第2
のコンデンサC2 はt1時点よりも前にほぼ電源電圧に
充電され、第1のコンデンサC1 は第1のダイオードD
1 が導通しているのでほぼゼロボルトである。従って、
t1 のターンオフ時に第1のスイッチS1 の電圧はほぼ
ゼロでありZVSが達成される。図5のt2 時点で第2
のスイッチS2 が図5(B)に示すようにオンになる
と、負荷2と第2のリアクトルL2 と第2のスイッチS
2 とダイオードD6 との閉回路も形成され、負荷電流は
ここにも流れる。t2 〜t3 期間では第1のダイオード
D1 が順方向バイアスされてオンに保たれているので、
第2のリアクトルL2 は図5(E)に示すようにほぼ電
源電圧に保たれ、これを流れる電流IL2は図5(D)に
示すように直線上に増大する。t3 時点で第1のダイオ
ードD1 がカットオフ状態になると、負荷電流は第2の
リアクトルL2 のみを通って流れる。t3 〜t4期間で
は第2のコンデンサC2 の放電回路が第2のコンデンサ
C2 と第6のダイオードDx2と第2のリアクトルL2 と
第2のスイッチS2 の回路で形成され、ここにLC共振
電流が流れる。従って、t3 〜t4 期間の第2のリアク
トルL2 の電流IL2は図5(D)に示すように負荷電流
に共振電流が重畳された波形となる。共振電流がt4 時
点で正弦波のほぼピークに達すると、第2のリアクトル
L2の電圧VL2は図5(E)に示すようにゼロボルトと
なり、t4 以後において第2のダイオードD2 が順バイ
アスされ、共振電流分は第2のリアクトルL2 と第2の
スイッチS2 と第2のダイオードD2 の閉回路の電流I
d2及び第2のリアクトルL2 と第4のダイオードD4 と
第6のダイオードDx2の閉回路の電流Idx2 となって流
れる。この循環電流は図5(F)に示すようにt4 時点
から徐々に減少する。
【0017】上述から明らかなように進み負荷の場合に
は第1のスイッチS1 のt1 のターンオフ時にZVSが
達成され、第2のスイッチS2 のt2 のターンオン時に
図5(D)から明らかなようにZCS(ゼロ電流スイッ
チ)が達成され、スイッチング損失の低減を図ることが
できる。
は第1のスイッチS1 のt1 のターンオフ時にZVSが
達成され、第2のスイッチS2 のt2 のターンオン時に
図5(D)から明らかなようにZCS(ゼロ電流スイッ
チ)が達成され、スイッチング損失の低減を図ることが
できる。
【0018】
【第2の実施例】次に、図6〜図8を参照して第2の実
施例のインバータ装置を説明する。但し、図6〜図8及
び後述する図9〜図23において、図1〜図5と実質的
に同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。なお、以下においては電流経路を素子の参照符号の
みで示す。図1のダイオードDx1、Dx2、Dy1、Dy2の
代りにダイオードDx 、Dy を設けた他は図1と同一に
構成されている。ダイオードDx は第3のダイオードD
3と第1及び第2のリアクトルL1 、L2 と第4のダイ
オードD4 から成る直列回路に対して並列に接続され、
ダイオードDy はダイオードD7 とリアクトルL3、L4
とダイオードD8 から成る直列回路に対して並列に接
続されている。
施例のインバータ装置を説明する。但し、図6〜図8及
び後述する図9〜図23において、図1〜図5と実質的
に同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。なお、以下においては電流経路を素子の参照符号の
みで示す。図1のダイオードDx1、Dx2、Dy1、Dy2の
代りにダイオードDx 、Dy を設けた他は図1と同一に
構成されている。ダイオードDx は第3のダイオードD
3と第1及び第2のリアクトルL1 、L2 と第4のダイ
オードD4 から成る直列回路に対して並列に接続され、
ダイオードDy はダイオードD7 とリアクトルL3、L4
とダイオードD8 から成る直列回路に対して並列に接
続されている。
【0019】誘導性即ち遅れ負荷の時の動作を示す図7
におけるt1 時点よりも前の状態は図4と同一である。
図7のt1 〜t2 期間では、C2 −Dx −D3 −L1 −
2−L4 −S4 の回路で第2のコンデンサC2 が放電
し、この電圧Vc2は図7(F)に示すように徐々に低下
し、t2 で0Vになる。従って、t2 で第2のスイッチ
S2 をオンに制御するとZVSが達成される。また、こ
のt1 〜t2 期間では、1−C1 −D3 −L1 −2−L
4 −S4 の回路で第1のコンデンサC1 が充電され、こ
の電圧Vc1は図7(E)に示すように徐々に高くなり、
第1のスイッチS1 の電圧Vs1も図7(D)に示すよう
に徐々に高くなり、ZVSが達成される。t2 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が0Vになると、第2の
ダイオードD2 の逆バイアスが解除され、負荷電流が2
−L4 −S4 −D2 の回路で流れ、ダイオードD2 の電
流Id2は図7(H)に示すように変化する。t2 〜t3
期間での第1のリアクトルL1 の電流IL1は、L1 −L
2 −D4 −Dx −D3 の回路で流れる。t2 で第2のス
イッチS2 をオンにする時には第2のコンデンサC2の
電圧Vc2が図7(F)に示すように0Vであり、第2の
スイッチS2 の電圧も0VとなるのでZVSが達成され
る。
におけるt1 時点よりも前の状態は図4と同一である。
図7のt1 〜t2 期間では、C2 −Dx −D3 −L1 −
2−L4 −S4 の回路で第2のコンデンサC2 が放電
し、この電圧Vc2は図7(F)に示すように徐々に低下
し、t2 で0Vになる。従って、t2 で第2のスイッチ
S2 をオンに制御するとZVSが達成される。また、こ
のt1 〜t2 期間では、1−C1 −D3 −L1 −2−L
4 −S4 の回路で第1のコンデンサC1 が充電され、こ
の電圧Vc1は図7(E)に示すように徐々に高くなり、
第1のスイッチS1 の電圧Vs1も図7(D)に示すよう
に徐々に高くなり、ZVSが達成される。t2 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が0Vになると、第2の
ダイオードD2 の逆バイアスが解除され、負荷電流が2
−L4 −S4 −D2 の回路で流れ、ダイオードD2 の電
流Id2は図7(H)に示すように変化する。t2 〜t3
期間での第1のリアクトルL1 の電流IL1は、L1 −L
2 −D4 −Dx −D3 の回路で流れる。t2 で第2のス
イッチS2 をオンにする時には第2のコンデンサC2の
電圧Vc2が図7(F)に示すように0Vであり、第2の
スイッチS2 の電圧も0VとなるのでZVSが達成され
る。
【0020】図8は進み負荷の時の図6の各部の状態を
示す。図5と図8との比較から明らかなように図6の回
路が進み負荷の時の動作は図1の回路が進み負荷の時の
動作と実質的に同一である。即ち、図8のt2 以前の動
作は図5のt2 以前と同一であり、図8のt2 〜t3 期
間においては、第1のダイオードD1 の電流Id1が図1
と同様に流れ、また、第2のリアクトルL2 に電源電圧
が印加され、この電流IL2が図8(D)に示すように直
線的に上昇する。t2 〜t3 期間においては、図8
(E)に示す電圧VL1+VL2がVL2によって決定されて
いる。図8のt3 で第1のダイオードD1 がカットオフ
状態になると、C2 −Dx −D3 −L1 −L2 −S2 の
閉回路に共振電流が流れ、第2のリアクトルL2 の電流
IL2は正弦波で増大し、第1及び第2のリアクトルL1
、L2 の電圧VL1+VL2は正弦波で低下し、t4 で0
Vになり、第2のダイオードD2 が順バイアスされる。
t4 以下においては共振電流分がL2 −S2 −D2 の回
路と、L2 −D4 −Dx −D3 −L1 の回路とに流れ、
徐々に減少する。この第2の実施例のインバータ装置は
第1の実施例と本質的に同一に動作するので、同一の作
用効果を得ることができる。
示す。図5と図8との比較から明らかなように図6の回
路が進み負荷の時の動作は図1の回路が進み負荷の時の
動作と実質的に同一である。即ち、図8のt2 以前の動
作は図5のt2 以前と同一であり、図8のt2 〜t3 期
間においては、第1のダイオードD1 の電流Id1が図1
と同様に流れ、また、第2のリアクトルL2 に電源電圧
が印加され、この電流IL2が図8(D)に示すように直
線的に上昇する。t2 〜t3 期間においては、図8
(E)に示す電圧VL1+VL2がVL2によって決定されて
いる。図8のt3 で第1のダイオードD1 がカットオフ
状態になると、C2 −Dx −D3 −L1 −L2 −S2 の
閉回路に共振電流が流れ、第2のリアクトルL2 の電流
IL2は正弦波で増大し、第1及び第2のリアクトルL1
、L2 の電圧VL1+VL2は正弦波で低下し、t4 で0
Vになり、第2のダイオードD2 が順バイアスされる。
t4 以下においては共振電流分がL2 −S2 −D2 の回
路と、L2 −D4 −Dx −D3 −L1 の回路とに流れ、
徐々に減少する。この第2の実施例のインバータ装置は
第1の実施例と本質的に同一に動作するので、同一の作
用効果を得ることができる。
【0021】
【第3の実施例】図9に示す第3の実施例のインバータ
装置はダイオードD1 、D2 、D5 、D6 をスイッチS
1 、S2 、S3 、S4 に並列に接続し、第1及び第2の
リアクトルL1 、L2 、及び第3及び第4のリアクトル
L3 、L4 をそれぞれ相互に電磁結合した他は図1と同
一に構成したものである。
装置はダイオードD1 、D2 、D5 、D6 をスイッチS
1 、S2 、S3 、S4 に並列に接続し、第1及び第2の
リアクトルL1 、L2 、及び第3及び第4のリアクトル
L3 、L4 をそれぞれ相互に電磁結合した他は図1と同
一に構成したものである。
【0022】図10は遅れ負荷の場合の図9のインバー
タ装置の各部の状態を示すものである。図10(A)〜
(F)は図4(A)〜(F)と同一である。図10はt
2 以後において図4と異なる。図10のt2 において第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が図10(F)に示すよ
うに0Vになった時点で第2のスイッチS2 をオンにす
ると、ZVSが達成される。また、t2 時点で第2のダ
イオードD2 の逆バイアスが解除され、2−L4 −S4
−D2 −L2 の回路でダイオードD2 の電流Id2が図1
0(I)に示すように流れると同時に第2のリアクトル
L2 の電流IL2が図10(H)に示すように流れる。第
1及び第2のリアクトルL1 、L2 は相互に電磁結合さ
れているので、t2 以後は第1のリアクトルL1 の電流
IL1は図10(G)に示すようにゼロになる。
タ装置の各部の状態を示すものである。図10(A)〜
(F)は図4(A)〜(F)と同一である。図10はt
2 以後において図4と異なる。図10のt2 において第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が図10(F)に示すよ
うに0Vになった時点で第2のスイッチS2 をオンにす
ると、ZVSが達成される。また、t2 時点で第2のダ
イオードD2 の逆バイアスが解除され、2−L4 −S4
−D2 −L2 の回路でダイオードD2 の電流Id2が図1
0(I)に示すように流れると同時に第2のリアクトル
L2 の電流IL2が図10(H)に示すように流れる。第
1及び第2のリアクトルL1 、L2 は相互に電磁結合さ
れているので、t2 以後は第1のリアクトルL1 の電流
IL1は図10(G)に示すようにゼロになる。
【0023】図11は進み負荷の場合の図9のインバー
タ装置の各部の状態を示す。図11(A)〜(C)は図
5(A)〜(C)と同一である。図11(D)(E)は
第1及び第2のリアクトルL1 、L2 の電流IL1、IL2
を示し、図11(F)は第1及び第2のリアクトルL1
、L2 の電圧VL1、VL2を合せて示し、図11(G)
は第2のスイッチS2 の電流Is2を示す。図11(E)
の第2のリアクトルL2の電流Ic2は図5(D)の電流
IL2と同様に変化する。図11(F)の電圧VL1+VL2
は図5(E)の電圧VL2と同様に変化する。図11のt
1 時点では第1のダイオードD1 が導通しているので、
第1のスイッチS1 の電圧は0Vであり、ZVSが達成
される。図11のt2 時点から第2のスイッチS2 の電
流Is2が徐々に流れ始めるので、第2のスイッチS2 の
ZCSが達成される。t2 〜t3 期間には、図11
(C)(D)に示すように第1のダイオードD1 の電流
Id1及び第1のリアクトルL1 の電流IL1は直線的に徐
々に減少し、逆に第2のリアクトルL2 の電流IL2及び
第2のスイッチS2 の電流Is2は図11(E)(G)に
示すように直線的に徐々に上昇する。第2のリアクトル
L2 の電流IL2がt3 時点で負荷電流の値と等しくなる
と、第1のダイオードD1 はカットオフ状態となる。そ
の後のt3 〜t4 期間ではC2 −Dx2−L2 −S2 の閉
回路に正弦波の共振電流が流れ、第2のコンデンサC2
が放電する。従って、t3 〜t4 期間には第2のリアク
トルL2 と第2のスイッチS2 に負荷電流と共振電流と
の合成電流が流れる。t4 時点で共振電流が正弦波のピ
ークに達すると第4のダイオードD4が導通し、L1 −
L2 −D4 −Dx2−Dx1−D3 の回路に循環電流が流
れ、これは徐々に小さくなる。
タ装置の各部の状態を示す。図11(A)〜(C)は図
5(A)〜(C)と同一である。図11(D)(E)は
第1及び第2のリアクトルL1 、L2 の電流IL1、IL2
を示し、図11(F)は第1及び第2のリアクトルL1
、L2 の電圧VL1、VL2を合せて示し、図11(G)
は第2のスイッチS2 の電流Is2を示す。図11(E)
の第2のリアクトルL2の電流Ic2は図5(D)の電流
IL2と同様に変化する。図11(F)の電圧VL1+VL2
は図5(E)の電圧VL2と同様に変化する。図11のt
1 時点では第1のダイオードD1 が導通しているので、
第1のスイッチS1 の電圧は0Vであり、ZVSが達成
される。図11のt2 時点から第2のスイッチS2 の電
流Is2が徐々に流れ始めるので、第2のスイッチS2 の
ZCSが達成される。t2 〜t3 期間には、図11
(C)(D)に示すように第1のダイオードD1 の電流
Id1及び第1のリアクトルL1 の電流IL1は直線的に徐
々に減少し、逆に第2のリアクトルL2 の電流IL2及び
第2のスイッチS2 の電流Is2は図11(E)(G)に
示すように直線的に徐々に上昇する。第2のリアクトル
L2 の電流IL2がt3 時点で負荷電流の値と等しくなる
と、第1のダイオードD1 はカットオフ状態となる。そ
の後のt3 〜t4 期間ではC2 −Dx2−L2 −S2 の閉
回路に正弦波の共振電流が流れ、第2のコンデンサC2
が放電する。従って、t3 〜t4 期間には第2のリアク
トルL2 と第2のスイッチS2 に負荷電流と共振電流と
の合成電流が流れる。t4 時点で共振電流が正弦波のピ
ークに達すると第4のダイオードD4が導通し、L1 −
L2 −D4 −Dx2−Dx1−D3 の回路に循環電流が流
れ、これは徐々に小さくなる。
【0024】図9のインバータ装置は図1のインバータ
装置と本質的に同一に動作するので、第1の実施例と同
一の効果を有する。
装置と本質的に同一に動作するので、第1の実施例と同
一の効果を有する。
【0025】
【第4の実施例】図12に示す第4の実施例のインバー
タ装置は、図9のダイオードDx1、Dx2、Dy1、Dy2を
ダイオードDx 、Dy に置き換え、このダイオードDx
、Dy を図6と同様に接続した他は図9と同一に形成
したものである。従って、図12の回路は第2のコンデ
ンサC2 の放電経路が図6と同様になる他は、図9の回
路と同一に動作する。図12の回路の各部の波形が特に
示されていないが図10及び図11と実質的に同一であ
る。従って、図12の回路によっても図9と回路と同一
の作用効果を得ることができる。
タ装置は、図9のダイオードDx1、Dx2、Dy1、Dy2を
ダイオードDx 、Dy に置き換え、このダイオードDx
、Dy を図6と同様に接続した他は図9と同一に形成
したものである。従って、図12の回路は第2のコンデ
ンサC2 の放電経路が図6と同様になる他は、図9の回
路と同一に動作する。図12の回路の各部の波形が特に
示されていないが図10及び図11と実質的に同一であ
る。従って、図12の回路によっても図9と回路と同一
の作用効果を得ることができる。
【0026】
【第5の実施例】図13の第5の実施例のインバータ装
置は、図1の回路に追加のリアクトルL1a、L2a、L3
a、L4aを設けた他は図1と同一に形成したものであ
る。追加のリアクトルL1a、L2aは特許請求の範囲にお
いて第3及び第4のリアクトルと呼ばれているものであ
って、ダイオードD1 、D2 に直列に接続されている。
また、リアクトルL1aは第2のリアクトルL2 に電磁結
合され、リアクトルL2aは第1のリアクトルL1 に電磁
結合されている。第2のスイッチ回路5bの追加のリア
クトルL3a、L4aはダイオードD5 、D6 に直列に接続
され、リアクトルL4 、L3 に電磁結合されている。
置は、図1の回路に追加のリアクトルL1a、L2a、L3
a、L4aを設けた他は図1と同一に形成したものであ
る。追加のリアクトルL1a、L2aは特許請求の範囲にお
いて第3及び第4のリアクトルと呼ばれているものであ
って、ダイオードD1 、D2 に直列に接続されている。
また、リアクトルL1aは第2のリアクトルL2 に電磁結
合され、リアクトルL2aは第1のリアクトルL1 に電磁
結合されている。第2のスイッチ回路5bの追加のリア
クトルL3a、L4aはダイオードD5 、D6 に直列に接続
され、リアクトルL4 、L3 に電磁結合されている。
【0027】図14は遅れ負荷時の図13の回路の各部
の状態を示す。図10と図14との比較から明らかなよ
うに図14は図10(H)のリアクトル電流IL2をリア
クトル電流IL2a に変えた他は図10と同一である。従
って、図13の回路の動作は図9の回路の動作と本質的
に同一である。図13では第1のリアクトルL1 と追加
のリアクトルL2aとが電磁結合されているので、図14
のt2 時点で第2のダイオードD2 が導通すると、第1
のリアクトルL1 に流れていた電流IL1が追加のリアク
トルL2aに直ちに転流する。
の状態を示す。図10と図14との比較から明らかなよ
うに図14は図10(H)のリアクトル電流IL2をリア
クトル電流IL2a に変えた他は図10と同一である。従
って、図13の回路の動作は図9の回路の動作と本質的
に同一である。図13では第1のリアクトルL1 と追加
のリアクトルL2aとが電磁結合されているので、図14
のt2 時点で第2のダイオードD2 が導通すると、第1
のリアクトルL1 に流れていた電流IL1が追加のリアク
トルL2aに直ちに転流する。
【0028】図15は進み負荷時の図13の各部の状態
を示す。図13の回路が進み負荷の場合の動作は図9の
回路の進み負荷の場合の動作と実質的に同一であり、図
15のt1 で第1のスイッチS1 がオンからオフに転換
しても他の部分に変化が生じない。t2 時点で第2のス
イッチS2 がオンになると、図15(D)に示す追加の
リアクトルL1aの電流IL1a は直ちに第2のリアクトル
L2 に転流し、図15(E)に示す電流IL2が流れる。
これと同時にC2 −Dx2−L2 −S2 の閉回路に共振電
流が流れる。従って、リアクトルL2 には負荷電流に共
振電流が重畳された電流が流れる。t3 時点で共振電流
が正弦波のピークに達するとダイオードD4 が導通し、
L2 −D4 −Dx2の回路に循環電流が流れる。
を示す。図13の回路が進み負荷の場合の動作は図9の
回路の進み負荷の場合の動作と実質的に同一であり、図
15のt1 で第1のスイッチS1 がオンからオフに転換
しても他の部分に変化が生じない。t2 時点で第2のス
イッチS2 がオンになると、図15(D)に示す追加の
リアクトルL1aの電流IL1a は直ちに第2のリアクトル
L2 に転流し、図15(E)に示す電流IL2が流れる。
これと同時にC2 −Dx2−L2 −S2 の閉回路に共振電
流が流れる。従って、リアクトルL2 には負荷電流に共
振電流が重畳された電流が流れる。t3 時点で共振電流
が正弦波のピークに達するとダイオードD4 が導通し、
L2 −D4 −Dx2の回路に循環電流が流れる。
【0029】図13の回路は図9の回路と本質的に同一
であるので、図9の回路と同一の作用効果を有する。
であるので、図9の回路と同一の作用効果を有する。
【0030】
【第6の実施例】図16に示す第6の実施例のインバー
タ装置は図13の2つのダイオードDx1、Dx2を1つの
ダイオードDx に置き換え、同様に2つのダイオードD
y1、Dy2を1つのダイオードDy に置き換えた他は図1
3と同一に形成したものである。図16のダイオードD
x 、Dy は図6のダイオードDx 、Dy と同様に接続さ
れており、図6と同様に作用する。従って、図16の回
路は図13及び図6と同一の効果を有する。
タ装置は図13の2つのダイオードDx1、Dx2を1つの
ダイオードDx に置き換え、同様に2つのダイオードD
y1、Dy2を1つのダイオードDy に置き換えた他は図1
3と同一に形成したものである。図16のダイオードD
x 、Dy は図6のダイオードDx 、Dy と同様に接続さ
れており、図6と同様に作用する。従って、図16の回
路は図13及び図6と同一の効果を有する。
【0031】
【第7の実施例】図17に示す第7の実施例のインバー
タ装置は図1の回路においてスイッチS1 、S2 、S3
、S4 とリアクトルL1 、L2 、L3 、L4 を入れ換
え、またコンデンサC1 、C2 、C3 、C4 とダイオー
ドDx1、Dx2、Dy1、Dy2を入れ換え、またダイオ−ド
D3 、D4 、D7 、D8 の方向を逆にした他は図1と同
一に形成したものである。
タ装置は図1の回路においてスイッチS1 、S2 、S3
、S4 とリアクトルL1 、L2 、L3 、L4 を入れ換
え、またコンデンサC1 、C2 、C3 、C4 とダイオー
ドDx1、Dx2、Dy1、Dy2を入れ換え、またダイオ−ド
D3 、D4 、D7 、D8 の方向を逆にした他は図1と同
一に形成したものである。
【0032】図18は遅れ負荷の時の図17の各部の状
態を示す。図18の(A)〜(H)は図4の(A)〜
(H)と同様に変化する。従って、図17の回路の基本
動作は図1の回路の基本動作と同一である。図17の回
路ではt1 以前において1−L1 −S1 −C2 −D4 −
L2 の回路でコンデンサC2 が充電される。この時コン
デンサC1 の電圧Vc1は0Vである。t1 時点で第1の
スイッチS1 がオフになると、第1のリアクトルL1 の
電流IL1は第3のダイオードD3 に転流し、1−L1 −
D3 −C1 −2−S4 −L4 の回路で負荷電流の1/2
が流れ、また、C2 −2−S4 −L4 −Dx2の回路で負
荷電流の残りの1/2が流れる。これにより、図18の
t1 〜t2 期間に第1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図
18(E)に示すように徐々に高くなり、第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2は図18(F)に示すように徐々に
低くなる。この結果、t1 時点で第1のスイッチS1 の
ZVSが達成され、t2 時点で第2のスイッチS2 のZ
VSが達成される。t2 時点で第2のコンデンサC2 の
電圧Vc2が0Vになると、第2のダイオードD2 の逆バ
イアスが解除され、ダイオードD2 がオンになって図1
8(H)に示すようにここを通って電流Id2が流れ、こ
れが負荷電流となる。即ち、2−S4 −L4 −D2 の回
路で電流Id2が流れる。また、第1のリアクトルL1 の
電流IL1はL1−D3 −Dx1の回路の循環電流として流
れる。
態を示す。図18の(A)〜(H)は図4の(A)〜
(H)と同様に変化する。従って、図17の回路の基本
動作は図1の回路の基本動作と同一である。図17の回
路ではt1 以前において1−L1 −S1 −C2 −D4 −
L2 の回路でコンデンサC2 が充電される。この時コン
デンサC1 の電圧Vc1は0Vである。t1 時点で第1の
スイッチS1 がオフになると、第1のリアクトルL1 の
電流IL1は第3のダイオードD3 に転流し、1−L1 −
D3 −C1 −2−S4 −L4 の回路で負荷電流の1/2
が流れ、また、C2 −2−S4 −L4 −Dx2の回路で負
荷電流の残りの1/2が流れる。これにより、図18の
t1 〜t2 期間に第1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図
18(E)に示すように徐々に高くなり、第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2は図18(F)に示すように徐々に
低くなる。この結果、t1 時点で第1のスイッチS1 の
ZVSが達成され、t2 時点で第2のスイッチS2 のZ
VSが達成される。t2 時点で第2のコンデンサC2 の
電圧Vc2が0Vになると、第2のダイオードD2 の逆バ
イアスが解除され、ダイオードD2 がオンになって図1
8(H)に示すようにここを通って電流Id2が流れ、こ
れが負荷電流となる。即ち、2−S4 −L4 −D2 の回
路で電流Id2が流れる。また、第1のリアクトルL1 の
電流IL1はL1−D3 −Dx1の回路の循環電流として流
れる。
【0033】図19は進み負荷時の図17の各部の状態
を示す。図19の(A)〜(F)は図5の(A)〜
(F)と同一部分の波形を示すものである。図19
(A)〜(F)と図5の(A)〜(F)との対比から明
らかなように両者は実質的に同一である。従って、進み
負荷時においても図17の回路は図1の回路と実質的に
同一に動作する。即ち、図19のt1 時点で第1のスイ
ッチS1 をオフにしても他の部分の状態の変化が発生し
ない。t2 時点で第2のスイッチS2 をオンにすると、
第1のダイオードD1 が導通している間は第2のリアク
トルL2 に電源電圧が印加され、t2 〜t3 でこの電流
IL2が図19(D)に示すように直線的に増大する。従
って、負荷電流は2−D1 −1−D6 で流れると共に、
2−S2 −L2 −D6 で流れる。第2のリアクトルL2
の電流IL2が負荷電流と等しくなると、第1のダイオー
ドD1 がカットオフし、コンデンサC2 の放電がC2 −
S2 −L2−Dx2の閉回路で開始し、共振電流が流れ
る。第2のリアクトルL2 の電流IL2は負荷電流に共振
電流を重畳したものになる。t4 時点で共振電流分が正
弦波のピークに達すると、ダイオードD4 が順バイアス
となり、第2のリアクトルL2の電流はL2 −Dx2−D4
の閉回路、及びL2 −D2 −S2 の閉回路で流れ続け
る。
を示す。図19の(A)〜(F)は図5の(A)〜
(F)と同一部分の波形を示すものである。図19
(A)〜(F)と図5の(A)〜(F)との対比から明
らかなように両者は実質的に同一である。従って、進み
負荷時においても図17の回路は図1の回路と実質的に
同一に動作する。即ち、図19のt1 時点で第1のスイ
ッチS1 をオフにしても他の部分の状態の変化が発生し
ない。t2 時点で第2のスイッチS2 をオンにすると、
第1のダイオードD1 が導通している間は第2のリアク
トルL2 に電源電圧が印加され、t2 〜t3 でこの電流
IL2が図19(D)に示すように直線的に増大する。従
って、負荷電流は2−D1 −1−D6 で流れると共に、
2−S2 −L2 −D6 で流れる。第2のリアクトルL2
の電流IL2が負荷電流と等しくなると、第1のダイオー
ドD1 がカットオフし、コンデンサC2 の放電がC2 −
S2 −L2−Dx2の閉回路で開始し、共振電流が流れ
る。第2のリアクトルL2 の電流IL2は負荷電流に共振
電流を重畳したものになる。t4 時点で共振電流分が正
弦波のピークに達すると、ダイオードD4 が順バイアス
となり、第2のリアクトルL2の電流はL2 −Dx2−D4
の閉回路、及びL2 −D2 −S2 の閉回路で流れ続け
る。
【0034】図17の回路の動作は図1の動作と本質的
に同一であるので、図1の回路と同一の効果を得ること
ができる。
に同一であるので、図1の回路と同一の効果を得ること
ができる。
【0035】
【第8の実施例】図20に示す第8の実施例のインバー
タ装置は図1の回路からダイオードDx1、Dx2、Dy1、
Dy2を省いた他は図1と同一に構成したものである。従
って、図20ではリアクトルL1 、L2 、L3 、L4 に
ダイオードD3 、D4 、D7 、D8 が直接に並列接続さ
れている。
タ装置は図1の回路からダイオードDx1、Dx2、Dy1、
Dy2を省いた他は図1と同一に構成したものである。従
って、図20ではリアクトルL1 、L2 、L3 、L4 に
ダイオードD3 、D4 、D7 、D8 が直接に並列接続さ
れている。
【0036】図21は遅れ負荷の場合の図20の回路の
各部の状態を示すものである。図21の(A)〜(H)
は図4の(A)〜(H)と同一箇所の波形を示し、図2
1の(I)(J)は第1及び第2のコンデンサC1 、C
2 の電流Ic1、Ic2を示す。図21の(A)〜(H)の
波形は図4の(A)〜(H)の波形と実質的に同一であ
るので、図20の回路は図1の回路と同様に動作する。
即ち、t1 時点以前においては、第1のスイッチS1 が
オンであるから1−S1 −L1 −2−L4 −S4 で負荷
電流が流れると共に、1−S1 −L1 −C2 で第2のコ
ンデンサC2 が電源電圧に充電される。この時第1のコ
ンデンサC1 の電圧Vc1は0Vである。t1 時点で第1
のスイッチS1 をオフにすると、第1のコンデンサC1
の充電が開始し、第1のスイッチS1 の電圧Vs1及び第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1が図21(D)(E)に
示すように徐々に増大し、第1のスイッチS1 のZVS
が達成される。これと同時に第2のコンデンサC2 の放
電が開始し、この電圧Vc2が図21(F)に示すように
徐々に低下する。また、第1のリアクトルL1 の電流I
L1はL1 −D3 の閉回路で減衰しながら流れ続ける。第
2のコンデンサC2の電圧Vc2がt2 時点で0Vになる
と、第2のダイオードD2 が順バイアス状態となり、負
荷電流が第2のダイオードD2 に転流し、2−L4 −S
4 −D2 の回路で流れる。第2のスイッチS2 はt2 又
はこれよりも後のt3 でオン制御される。t2 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2は0Vになっているので
第2のスイッチS2 のZVSが達成される。
各部の状態を示すものである。図21の(A)〜(H)
は図4の(A)〜(H)と同一箇所の波形を示し、図2
1の(I)(J)は第1及び第2のコンデンサC1 、C
2 の電流Ic1、Ic2を示す。図21の(A)〜(H)の
波形は図4の(A)〜(H)の波形と実質的に同一であ
るので、図20の回路は図1の回路と同様に動作する。
即ち、t1 時点以前においては、第1のスイッチS1 が
オンであるから1−S1 −L1 −2−L4 −S4 で負荷
電流が流れると共に、1−S1 −L1 −C2 で第2のコ
ンデンサC2 が電源電圧に充電される。この時第1のコ
ンデンサC1 の電圧Vc1は0Vである。t1 時点で第1
のスイッチS1 をオフにすると、第1のコンデンサC1
の充電が開始し、第1のスイッチS1 の電圧Vs1及び第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1が図21(D)(E)に
示すように徐々に増大し、第1のスイッチS1 のZVS
が達成される。これと同時に第2のコンデンサC2 の放
電が開始し、この電圧Vc2が図21(F)に示すように
徐々に低下する。また、第1のリアクトルL1 の電流I
L1はL1 −D3 の閉回路で減衰しながら流れ続ける。第
2のコンデンサC2の電圧Vc2がt2 時点で0Vになる
と、第2のダイオードD2 が順バイアス状態となり、負
荷電流が第2のダイオードD2 に転流し、2−L4 −S
4 −D2 の回路で流れる。第2のスイッチS2 はt2 又
はこれよりも後のt3 でオン制御される。t2 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2は0Vになっているので
第2のスイッチS2 のZVSが達成される。
【0037】図22は進み負荷の場合の図20の回路の
各部の状態を示す。図22の(A)〜(C)は図5の
(A)〜(C)と同一部分を示し、図22の(D)は第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1、(E)は第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2、(F)は第1のリアクトルL1 の
電流IL1、(G)は第1及び第2のコンデンサC1 、C
2 の電流Ic1、Ic2、(H)は第2のリアクトルL2 の
電流IL2、(I)は第2のダイオードD2 の電流Id2を
示す。図20の回路の進み負荷の場合の動作は図1の回
路の進み負荷の場合の動作と基本的に同一であり、図2
2のt1 時点で第1のスイッチS1 をオフにしてもこれ
以外の部分での状態変化は生じない。t2時点で第2の
スイッチS2 をオンにすると、2−L2 −S2 −D6 の
負荷電流の一部が転流し、第2のリアクトルL2 の電流
IL2が図22(H)に示すように徐々に増大し、逆に2
−D1 −1−D6 で流れる第1のダイオードD1 の電流
Id1は、図22(C)に示すように徐々に減少する。t
3 時点で第1のダイオードD1 がカットオフになると、
第2のコンデンサC2 の放電が開始し、C2 −L2 −S
2 の閉回路で共振電流が流れ、第2のコンデンサC2 の
電圧Vc2は図22(E)に示すように徐々に低下し、第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図22(D)に示すよ
うに徐々に高くなる。なお、第1のコンデンサC1 の充
電電流は1−C1 −L2 −S2 で流れる。t4 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が0Vになり、且つ正弦
波の共振電流分がピークになると、第2のダイオードD
2 が順バイアスになり、L2 −S2 −D2 の閉回路に共
振電流分が減衰しながら流れる。また、L2 −D4 の閉
回路にも共振電流分の循環電流が流れる。なお、図22
(H)の第2のリアクトルL2 の電流IL2は負荷電流に
共振電流分を重畳したものである。この進み負荷の場合
はターンオフ時にZVSとなり、ターンオン時にVCS
となる。
各部の状態を示す。図22の(A)〜(C)は図5の
(A)〜(C)と同一部分を示し、図22の(D)は第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1、(E)は第2のコンデ
ンサC2 の電圧Vc2、(F)は第1のリアクトルL1 の
電流IL1、(G)は第1及び第2のコンデンサC1 、C
2 の電流Ic1、Ic2、(H)は第2のリアクトルL2 の
電流IL2、(I)は第2のダイオードD2 の電流Id2を
示す。図20の回路の進み負荷の場合の動作は図1の回
路の進み負荷の場合の動作と基本的に同一であり、図2
2のt1 時点で第1のスイッチS1 をオフにしてもこれ
以外の部分での状態変化は生じない。t2時点で第2の
スイッチS2 をオンにすると、2−L2 −S2 −D6 の
負荷電流の一部が転流し、第2のリアクトルL2 の電流
IL2が図22(H)に示すように徐々に増大し、逆に2
−D1 −1−D6 で流れる第1のダイオードD1 の電流
Id1は、図22(C)に示すように徐々に減少する。t
3 時点で第1のダイオードD1 がカットオフになると、
第2のコンデンサC2 の放電が開始し、C2 −L2 −S
2 の閉回路で共振電流が流れ、第2のコンデンサC2 の
電圧Vc2は図22(E)に示すように徐々に低下し、第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図22(D)に示すよ
うに徐々に高くなる。なお、第1のコンデンサC1 の充
電電流は1−C1 −L2 −S2 で流れる。t4 時点で第
2のコンデンサC2 の電圧Vc2が0Vになり、且つ正弦
波の共振電流分がピークになると、第2のダイオードD
2 が順バイアスになり、L2 −S2 −D2 の閉回路に共
振電流分が減衰しながら流れる。また、L2 −D4 の閉
回路にも共振電流分の循環電流が流れる。なお、図22
(H)の第2のリアクトルL2 の電流IL2は負荷電流に
共振電流分を重畳したものである。この進み負荷の場合
はターンオフ時にZVSとなり、ターンオン時にVCS
となる。
【0038】図20の回路は図1の回路と本質的には同
一であるので、図1の回路と同一の効果を得ることがで
きる。
一であるので、図1の回路と同一の効果を得ることがで
きる。
【0039】
【第9の実施例】図23に示す第9の実施例のインバー
タ装置は図20のコンデンサC1 、C2、C3 、C4 を
リアクトルL1 、L2 、L3 、L4 にダイオードD3 、
D4 、D7 、D8 を介して並列に接続し、且つダイオー
ドD3 、D4 、D7 、D8 の向きを逆にした他は図20
と同一に構成したものである。このように構成しても図
20と実質的に同一の動作となり、同一の効果が得られ
る。
タ装置は図20のコンデンサC1 、C2、C3 、C4 を
リアクトルL1 、L2 、L3 、L4 にダイオードD3 、
D4 、D7 、D8 を介して並列に接続し、且つダイオー
ドD3 、D4 、D7 、D8 の向きを逆にした他は図20
と同一に構成したものである。このように構成しても図
20と実質的に同一の動作となり、同一の効果が得られ
る。
【0040】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 各実施例における第1のスイッチ回路5aに相
当するものを3個又は多数個用意して3相又は多相結線
することによって3相又は多相ブリッジ型インバータ装
置を構成することができる。 (2) スイッチS1 〜S4 を電界効果トランジスタ等
の半導体スイッチにすることができる。また、これ等を
逆並列のダイオード内蔵素子とすることができる。 (3) 第1〜第7の実施例においても図21と同様に
第2のスイッチS2 のオン時点を第2のコンデンサC2
の電圧Vc2が0Vになった時点t2 よりも後にすること
ができる。
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 各実施例における第1のスイッチ回路5aに相
当するものを3個又は多数個用意して3相又は多相結線
することによって3相又は多相ブリッジ型インバータ装
置を構成することができる。 (2) スイッチS1 〜S4 を電界効果トランジスタ等
の半導体スイッチにすることができる。また、これ等を
逆並列のダイオード内蔵素子とすることができる。 (3) 第1〜第7の実施例においても図21と同様に
第2のスイッチS2 のオン時点を第2のコンデンサC2
の電圧Vc2が0Vになった時点t2 よりも後にすること
ができる。
【図1】第1の実施例のインバータ装置を示す回路図で
ある。
ある。
【図2】図1の制御回路を示すブロック図である。
【図3】図2の各部及び図1の出力電圧及び負荷電流を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図4】図1の回路の遅れ負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図5】図1の回路の進み負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図6】第2の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。
る。
【図7】図6の回路の遅れ負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図8】図6の回路の進み負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図9】第3の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。
る。
【図10】図9の回路の遅れ負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図11】図9の回路の進み負荷時の各部の波形図であ
る。
る。
【図12】第4の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
【図13】第5の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
【図14】図13の回路の遅れ負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図15】図13の回路の進み負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図16】第6の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
【図17】第7の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
【図18】図17の回路の遅れ負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図19】図17の回路の進み負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図20】第8の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
【図21】図20の回路の遅れ負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図22】図20の回路の進み負荷時の各部の波形図で
ある。
ある。
【図23】第9の実施例のインバータ装置を示す回路図
である。
である。
S1 〜S4 スイッチ L1 〜L4 リアクトル C1 〜C4 コンデンサ
Claims (9)
- 【請求項1】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
の方向性を有して前記第1及び第2の回路に並列接続さ
れた第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2 )と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第5のダイオード(Dx1)と、 前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4のダイオ−ド
(D4 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第6のダイオード(Dx2)と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備していることを特徴とするインバー
タ装置。 - 【請求項2】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
の方向性を有して前記第1及び第2の回路に並列接続さ
れた第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2 )と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )と前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4の
ダイオ−ド(D4 )とが直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第5のダイオード(Dx )と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備していることを特徴とするインバー
タ装置。 - 【請求項3】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
並列接続された第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2
)と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第5のダイオード(Dx1)と、 前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4のダイオ−ド
(D4 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第6のダイオード(Dx2)と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備し、且つ前記第1及び第2のリアク
トル(L1 、L2 )が相互に電磁結合されていることを
特徴とするインバータ装置。 - 【請求項4】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
並列接続された第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2
)と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、前
記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル(L
1 )と前記第2のリ アクトル(L2 )と前記第4のダイオ−ド(D4 )とが
直列に接続されている回路に対して並列に接続された第
5のダイオード(Dx )と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備し、且つ前記第1及び第2のリアク
トル(L1 、L2 )が相互に電磁結合されていることを
特徴とするインバータ装置。 - 【請求項5】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1の回路に並列接続された第1のダイオ−ド(D
1 )と第3のリアクトル(L1a)との直列回路と、 前記第2の回路に並列に接続された第2のダイオ−ド
(D2)と第4のリアクトル(L2a)との直列回路と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第5のダイオード(Dx1)と、 前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4のダイオ−ド
(D4 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第6のダイオード(Dx2)と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備し、且つ前記第1及び第4のリアク
トル(L1 、L2a)が相互に電磁結合され、前記第2及
び第3のリアクトル(L2 、L1a)が相互に電磁結合さ
れ、前記第1及び第2のダイオ−ド(D1、D2)は前記
第1及び第2のスイッチ(S1、S2)に対してそれぞれ
逆の方向性を有していることを特徴とするインバータ装
置。 - 【請求項6】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1の回路に並列接続された第1のダイオ−ド(D
1 )と第3のリアクトル(L1a)との直列回路と、 前記第2の回路に並列に接続された第2のダイオ−ド
(D2)と第4のリアクトル(L2a)との直列回路と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )と前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4の
ダイオ−ド(D4 )とが直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第5のダイオード(Dx )と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備し、且つ前記第1及び第4のリアク
トル(L1 、L2a)が相互に電磁結合され、前記第2及
び第3のリアクトル(L2 、L1a)が相互に電磁結合さ
れ、前記第1及び第2のダイオ−ド(D1、D2)は前記
第1及び第2のスイッチ(S1、S2)に対してそれぞれ
逆の方向性を有していることを特徴とするインバータ装
置。 - 【請求項7】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のリアクトル(L1 )と第1のスイッチ(S1 )と
の直列回路であって、前記第1のリアクトル(L1 )が
前記第1のスイッチ(S1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のリアクトル(L1 )と前記
第1のスイッチ(S1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のリアクトル(L2 )と第2のスイッチ(S2 )と
の直列回路であって、前記第2のリアクトル(L2 )が
前記第2のスイッチ(S2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のスイッチ(S2 )と前記第
2のリアクトル(L2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
の方向性を有して前記第1及び第2の回路に並列接続さ
れた第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2 )と、 その一端が前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )
の相互接続点に接続された第1のコンデンサ(C1 )
と、 その一端が前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )
の相互接続点に接続された第2のコンデンサ(C2 )
と、 前記第1のリアクトル(L1 )の前記第1のスイッチ
(S1 )側の端子と前記第1のコンデンサ(C1 )の他
端との間に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のコンデンサ(S2 )の他端と前記第2のリア
クトル(L2 )の前記第2のスイッチ(S2 )側の端子
との間に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第3のダイオ−ド(D3)と前記第1のリアクトル
(L1 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第5のダイオード(Dx1)と、 前記第2のリアクトル(L2 )と前記第4のダイオ−ド
(D4 )とが直列に接続されている回路に対して並列に
接続された第6のダイオード(Dx2)と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備していることを特徴とするインバー
タ装置。 - 【請求項8】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のスイッチ(S1 )と第1のリアクトル(L1 )と
の直列回路であって、前記第1のスイッチ(S1 )が前
記第1のリアクトル(L1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のスイッチ(S1 )と前記第
1のリアクトル(L1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のスイッチ(S2 )が前
記第2のリアクトル(L2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のリアクトル(L2 )と前記
第2のスイッチ(S2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
の方向性を有して前記第1及び第2の回路に並列接続さ
れた第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2 )と、 その一端が前記電源(1)の一端に接続された第1のコ
ンデンサ(C1 )と、 その一端が前記電源(1)の他端に接続された第2のコ
ンデンサ(C2 )と、 前記第1のコンデンサ(C1 )の他端と前記第1のリア
クトル(L1 )の前記第1のスイッチ(S1 )側の端子
との間に接続され且つ前記第1のリアクトル(L1 )に
対して並列に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のリアクトル(L2 )の前記第2のスイッチ
(S2 )側の端子と前記第2のコンデンサ(C2 )の他
端との間に接続され且つ前記第2のリアクトル(L2 )
に対して並列に接続された第4のダイオード(D4 )
と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備していることを特徴とするインバー
タ装置。 - 【請求項9】 直流電源の一端と他端との間に1個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第1の方向の電流とこれと反対の第2の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも1個の前記スイッチ回路が、 第1のリアクトル(L1 )と第1のスイッチ(S1 )と
の直列回路であって、前記第1のリアクトル(L1 )が
前記第1のスイッチ(S1 )よりも前記電源(1)の一
端側に配置され、前記第1のリアクトル(L1 )と前記
第1のスイッチ(S1 )とが前記電源(1)の一端と前
記負荷の一端との間に接続されている第1の回路と、 第2のスイッチ(S2 )と第2のリアクトル(L2 )と
の直列回路であって、前記第2のリアクトル(L2 )が
前記第2のスイッチ(S2 )よりも前記電源(1)の他
端側に配置され、前記第2のスイッチ(S2 )と前記第
2のリアクトル(L2 )とが前記負荷の一端と前記電源
(1)の他端との間に接続されている第2の回路と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )に対して逆
の方向性を有して前記第1及び第2の回路に並列接続さ
れた第1及び第2のダイオ−ド(D1 、D2 )と、 その一端が前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )
の相互接続点に接続された第1のコンデンサ(C1 )
と、 その一端が前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )
の相互接続点に接続された第2のコンデンサ(C2 )
と、 前記第1のリアクトル(L1 )の前記第1のスイッチ
(S1 )側の端子と前記第1のコンデンサ(C1 )の他
端との間に接続され且つ前記第1のリアクトル(L1 )
に並列に接続された第3のダイオード(D3 )と、 前記第2のコンデンサ(C2 )の他端と前記第2のリア
クトル(L2 )の前記第2のスイッチ(S2 )側の端子
との間に接続され且つ前記第2のリアクトル(L2 )に
並列に接続された第4のダイオード(D4 )と、 前記第1及び第2のスイッチ(S1 、S2 )をデッド・
タイムを有して所定の周期で交互にオン制御するスイッ
チ制御回路とを具備していることを特徴とするインバー
タ装置。
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- 1996-08-30 JP JP08248853A patent/JP3141925B2/ja not_active Expired - Fee Related
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