JP6101585B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施例1のインバータ装置100の構成図の例である。図1の回路図においてインバータ装置100は主電源としての直流電源101a,101bと4個のスイッチング素子Q1〜Q4と6個のダイオードD1〜D6で構成されている。ここで、スイッチング素子Q1〜Q4には、それぞれダイオードD1〜D4の導通極性が逆となるように並列に、いわゆる逆並列に接続されている。
スイッチング素子Q1〜Q4のオンおよびオフ状態はそれぞれゲート駆動装置104a〜104dで制御される。以下、図2を用いてスイッチング素子Q3を例に説明する。
次にスイッチング素子Q3のゲート電圧切替装置105bの動作を説明する。MPU(Micro Processing Unit)107bは出力電流センサ117で検出した出力電流値の正負を判定する正負判定装置116およびスイッチング素子Q2のPWM信号生成装置115から構成される。ここで、MPU107bは複数の信号を演算し、その結果から信号を出力できる手段を有すればよい。
次に図3、図4および図5を用いてゲート電圧切替装置105bの効果を説明する。ここで、出力電流センサ117は正の電流を検出しているとする。
D1〜D6 ダイオード
100 インバータ装置
101a、101b 直流電源(主電源)
102a〜102d 直流電源(第1直流電源)
103a〜103d 直流電源(第2直流電源)
104a〜104d ゲート駆動装置
105a、105b ゲート電圧切替装置
106a、106b、401a、401b 絶縁装置
107a、107b MPU(Micro Processing Unit)
108a、108b トランジスタ
109a、109b 半導体スイッチ
110 判定回路
111 ツェナーダイオード
112 抵抗
113 コンデンサ
114 Q3のPWM信号生成装置
115 Q2のPWM信号生成装置
116 正負判定装置
117 出力電流センサ
201 スイッチング素子Q3のしきい値電圧
202 デッドタイム期間
203 従来のコレクタ電流波形
204 従来のコレクタエミッタ間電圧波形
205 本発明のコレクタ電流波形
206 本発明のコレクタエミッタ間電圧波形
301 寄生インダクタンス
302 ダイオードD5のオン抵抗
303、304 スイッチング素子Q2、Q3のオン抵抗
305 ダイオードD4の接合容量
402a、402b 電流値判定装置
501 冷却器
502 温度センサ
503a、503b 温度判定装置
601 電圧センサ
602a、602b 電圧値判定装置
Claims (8)
- 直流の高電位を与える高電位端子と直流の負電位を与える負電位端子と前記高電位と前記負電位との中間電位を与える中間電位端子とを備えた直流三端子と、
正極が前記高電位端子に接続された第一のスイッチング素子と、
正極が前記第一のスイッチング素子の負極に接続された第二のスイッチング素子と、
正極が前記第二のスイッチング素子の負極に接続された第三のスイッチング素子と、
正極が前記第三のスイッチング素子の負極に接続され負極が前記負電位端子に接続された第四のスイッチング素子と、
前記中間電位端子と前記第一のスイッチング素子の負極の間に接続された第一のダイオード素子と、
前記中間電位端子と前記第三のスイッチング素子の負極の間に接続された第二のダイオード素子と、
前記第二のスイッチング素子の負極と前記第三のスイッチング素子の正極の間に接続された出力端子と、を有し、
前記直流三端子から与えられる高電位及び中間電位及び負電位の三電位を順次、前記出力端子に出現させるインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子のゲート端子に異なる電圧を印加する手段を有することを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子の制御信号と前記第三のスイッチング素子の制御信号と前記出力端子に流れる電流の正負に応じて、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子のゲート端子の電圧の変化するタイミングを制御する装置を有することを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記出力端子から前記直流三端子に電流が流れるとき、前記第二のスイッチング素子のゲート端子に印加する電圧は前記第二のスイッチング素子のしきい値電圧以上かつ前記第三のスイッチング素子のゲート端子の電圧より低く、前記直流三端子から前記出力端子に電流が流れるとき、前記第三のスイッチング素子のゲート端子に印加する電圧は前記第三のスイッチング素子のしきい値電圧以上かつ前記第二のスイッチング素子のゲート端子の電圧より低いことを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子のゲート端子に印加する電圧は、前記出力端子に流れる電流値によって制御されることを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子のゲート端子に印加する電圧は、前記インバータ装置の温度によって制御されることを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子のゲート端子に印加する電圧は、前記高電位端子と前記負電位端子間の電圧によって制御されることを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1乃至請求項6に記載のインバータ装置において、
前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子が同時にオン状態となる動作モードで、前記第二のスイッチング素子又は前記第三のスイッチング素子のゲート端子に異なる電圧を印加したあとに、前記第二のスイッチング素子又は前記第三のスイッチング素子のターンオン動作が完了すると、前記第二のスイッチング素子と前記第三のスイッチング素子に同電圧を印加することを特徴とするインバータ装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のインバータ装置において、
前記第1乃至第4のスイッチング素子はシリコンより大きいバンドギャップを有する半導体材料を母材とすることを特徴とするインバータ装置。
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