JPH0686569A - インバータ回路 - Google Patents

インバータ回路

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Publication number
JPH0686569A
JPH0686569A JP4259072A JP25907292A JPH0686569A JP H0686569 A JPH0686569 A JP H0686569A JP 4259072 A JP4259072 A JP 4259072A JP 25907292 A JP25907292 A JP 25907292A JP H0686569 A JPH0686569 A JP H0686569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loss
switching
igbts
low
inverter circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4259072A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Kusano
克之 草野
Masaharu Hosoda
正晴 細田
Hiroaki Takahashi
弘明 鷹觜
Fumio Anraku
文雄 安楽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP4259072A priority Critical patent/JPH0686569A/ja
Publication of JPH0686569A publication Critical patent/JPH0686569A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータ回路の損失を低減させること。 【構成】 Q1乃至Q3の上側アーム用に低オン損失I
GBTを用い、Q4乃至Q6の下側アーム用に低スイッ
チング損失IGBTを用いることにより、上側アームで
はオン電圧を下げて損失を少なくし、下側アームではス
イッチング時間を短くして損失を少なくできる。又、I
GBTによれば製造過程でライフタイムコントロールで
きるので一種類のIGBTを低オン損失用と低スイッチ
ング損失用に振り分けることができる。従って、一種類
のIGBTで済ませることができることから費用の低減
等を図ることも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主にDCブラシレスモー
タ等の制御に用いるインバータ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、例えばパルス幅変調(以下、P
WMという。)を行なうインバータ回路においては、一
般に交流電力の基本周波信号等の長周期信号でスイッチ
ングするコミュテーション側とパルス幅変調用搬送波信
号等の短周期信号でスイッチングするPWM側とに同じ
特性のスイッチング素子を用いていた。
【0003】ところで、コミュテーション側に入力する
長周期信号はスイッチングの回数が比較的少ないためス
イッチング過渡時における損失よりもスイッチング・オ
ン時における定常損の方を少くする方が望ましく、PW
M側に入力する短周期信号は、逆にスイッチング過渡に
よる損失を少なくする方が望ましいことが知られてい
る。
【0004】そこで、損失低減を図ったインバータ回路
が特開昭63−262062号公報に開示されている。
このインバータ回路はコミュテーション側用として低速
スイッチング素子であるバイポーラ形トランジスタを用
い、PWM側用として高速スイッチング素子であるFE
Tを用いたものである。このようにスイッチング素子を
トランジスタとFETとに使い分けて電力損失を低減さ
せていた。
【0005】又、特開昭63−43576号公報にはコ
ミュテーション用としてバイポーラトランジスタ等の低
オン損失用トランジスタ素子を用い、PWM側用として
MOS−FETやバイモストランジスタ等の高速スイッ
チング素子を用いて前記インバータ回路と同様に電力損
失の低減を図った回路が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コミュテーシ
ョン側及びPWM側に異なる種類の素子を用いるのは費
用低減等の面から必ずしも適当ではない。そこで、本発
明の目的は一種類の素子で上下アームを形成しても電力
損失の低減が可能なインバータ回路を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、スイッチング素子を直列に接続して成る上
下アームを直流電源に対し複数個並列に接続し、前記ス
イッチング素子の直列接続点から前記スイッチング素子
の導通期間に応じた交流電力を出力するインバータ回路
において、前記上下アームを構成するスイッチング素子
を前記交流電力の基本周波信号等の長周期信号でスイッ
チングする低オン損失IGBT(絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタ)とパルス幅変調用搬送波信号等の
短周期信号でスイッチングする低スイッチング損失IG
BTとにより構成したことを特徴とするインバータ回
路。
【0008】
【作用】長周期信号のスイッチング用にオン電圧が低い
低オン損失IGBTを用い、短周期信号のスイッチング
用にスイッチングスピードの速い低スイッチング損失I
GBTを用いることにより一種類のIGBTで上下夫々
のアームの電力損失の低減を図ることができる。又、両
者とも一種類のIGBTで構成したので費用の低減等も
可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。一般にIGBTはその製造過程の
最後に所謂ライフタイムコントロールを行なってオン損
失の大きさを変えることができるという特徴を備えてい
る。即ち、一種類のIGBTでもオン損失の大きいもの
と小さいものに振り分けることができる。但し、オン損
失の小さなものはスイッチング損失が大きくなり、オン
損失の大きなものはスイッチング損失が小さくなる。従
って、図2に示すようにコミュテーション側には低オン
損失IGBTを、PWM側には低スイッチング損失IG
BTを夫々振り分けて用いることにより一種類のIGB
Tで夫々の側について電力損失を低減できる。
【0010】図1は本発明に係るインバータ回路の要部
回路図である。本実施例では3相交流のインバータ回路
について説明するが任意相数のインバータ回路に用いる
ことも可能である。インバータ回路1はコミュテーショ
ン側に低オン損失IGBTQ1乃至Q3を用い、PWM
側に低スイッチング損失IGBTQ4乃至Q6を用い
る。これらのIGBTは何れも前記ライフタイムコント
ロールにより得られた同種のIGBTである。そして、
Q1とQ4、Q2とQ5、Q3とQ6とが夫々上下アー
ムを形成する。
【0011】又、前記IGBTQ1乃至Q3のコレクタ
と前記IGBTQ4乃至Q6のエミッタ間には直流電源
2が接続され、夫々のIGBTの直列接続点U,V,W
からはDCブラシレスモータ3に3相交流電圧が供給さ
れることにより前記インバータ回路1は3相ブリッジ回
路を形成する。尚、各IGBTのコレクタ・エミッタ間
に接続されたダイオードD1乃至D6は環流用ダイオー
ドである。又、負荷として前記DCブラシレスモータ3
を用いたが、モータに限らず他の負荷を用いてもよい。
【0012】次に、前記IGBTQ1乃至Q3のゲート
g1乃至g3には前記長周期信号が、前記IGBTQ4
乃至Q6のゲートg4乃至g6には前記短周期信号が夫
々入力され、前記直流電源2の直流電圧が3相交流電圧
に変換されて前記モータ3を回転させる。
【0013】さて、長周期信号及び短周期信号と電力損
失の関係について実施例に基づいて説明する。図3
(A)に示す長周期信号がコミュテーション側IGBT
Q1乃至Q3に入力されると、コレクタ・エミッタ間電
圧Vceは高レベルのオフ電圧v1から低レベルのオン
電圧v2に下がる。この時の立下り時間はt1である。
そして、オン電圧v2の状態が時間t2だけ継続し元の
高レベル電圧v1に上がる。この時の立上り時間はt3
である。
【0014】一方、同図(B)によればコレクタ・エミ
ッタ間電流Icはコレクタ・エミッタ間電圧Vceが立
下るのと略同時に立上りオン電流i1となる。
【0015】この時間t2はt1又はt3より遥かに長
いため、時間t1又はt3を短縮する(即ち、コレクタ
・エミッタ間電圧Vceの立下り又は立上りを速くす
る)よりも時間t2におけるオン電圧v2を下げた方が
コミュテーション側の電力損失(Vce)×(Ic)を
低減できることになる。従って、このオン電圧v2が低
い低オン電圧IGBTを前記Q1乃至Q3に用いればよ
い。
【0016】図4(A)によれば、PWM側IGBTQ
4乃至Q6に短周期信号が入力されると、コレクタ・エ
ミッタ間電圧Vceは高レベルのオフ電圧v3から時間
t4後に低レベルのオン電圧v4に下がる。そして、電
圧v4の状態が時間t5だけ継続し時間t6後に再び高
レベル電圧v3に上がる。更に、時間t7経過後前記電
圧Vceは前記時間t4乃至t6と同様に変化する。即
ち、前記短周期信号は周期(t4+t5+t6+t7)
のパルス状信号である。
【0017】一方、同図(B)によればコレクタ・エミ
ッタ間電流Icは時間t4乃至t6の後電流略零から電
流i2に立上り、更に時間t7経過後電流は再び略零に
立下る。そしてこの変化が所定時間繰り返される。
【0018】この短周期信号の単位時間におけるスイッ
チング回数は前記長周期信号より遥かに多い。従って、
このようにスイッチング回数が多い場合はオン電圧v4
による電力損失より時間t4及びt6における電圧Vc
eの立下り及び立上りによる電力損失の方が遥かに大き
くなる。即ち、この場合はオン電圧v4による電力損失
を多少犠牲にしても電圧Vceの立下り及び立上りにお
ける電力損失を減らした方がPWM側としての電力損失
は小さくなる。このためには立下り時間t4及び立上り
時間t6の短い(スイッチングスピードが速い)低スイ
ッチング損失IGBTを用いればよい。
【0019】
【発明の効果】上下アーム用の素子としてライフタイム
コントロールが可能なIGBTを用いたので、夫々のア
ームに適した特性のIGBTを振り分けることが可能と
なる。即ち、上側アームにはオン電圧の低い低オン損失
IGBTを用い、下側アームにはスイッチングスピード
の速い低スイッチング損失IGBTを用いることにより
一種類のIGBTで上下夫々のアームの電力損失を減ら
すことができる。従って、効率のよいスイッチング特性
が得られ、更に、一種のIGBTで上下アームを構成で
きることから費用の低減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインバータ回路の要部回路図であ
る。
【図2】ライフタイムコントロール説明用のオン損失対
オフ時間特性図である。
【図3】インバータ回路のコミュテーション側のスイッ
チング波形図である。
【図4】インバータ回路のPWM側のスイッチング波形
図である。
【符号の説明】
1・・・インバータ回路、2・・・直流電源、3・・・DCブラ
シレスモータ、Q1〜Q6・・・IGBT、D1〜D6・・・
環流用ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安楽 文雄 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子を直列に接続して成る
    上下アームを直流電源に対し複数個並列に接続し、前記
    スイッチング素子の直列接続点から前記スイッチング素
    子の導通期間に応じた交流電力を出力するインバータ回
    路において、前記上下アームを構成するスイッチング素
    子を前記交流電力の基本周波信号等の長周期信号でスイ
    ッチングする低オン損失IGBTとパルス幅変調用搬送
    波信号等の短周期信号でスイッチングする低スイッチン
    グ損失IGBTとにより構成したことを特徴とするイン
    バータ回路。
JP4259072A 1992-09-02 1992-09-02 インバータ回路 Withdrawn JPH0686569A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4259072A JPH0686569A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 インバータ回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP4259072A JPH0686569A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 インバータ回路

Publications (1)

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JPH0686569A true JPH0686569A (ja) 1994-03-25

Family

ID=17328937

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4259072A Withdrawn JPH0686569A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 インバータ回路

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JP (1) JPH0686569A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252450A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置
WO2023139720A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27 三菱電機株式会社 半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252450A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置
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Effective date: 19991102