JPH11275873A - 共振形インバータ装置 - Google Patents
共振形インバータ装置Info
- Publication number
- JPH11275873A JPH11275873A JP10072360A JP7236098A JPH11275873A JP H11275873 A JPH11275873 A JP H11275873A JP 10072360 A JP10072360 A JP 10072360A JP 7236098 A JP7236098 A JP 7236098A JP H11275873 A JPH11275873 A JP H11275873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- resonance
- switching elements
- switching
- switching element
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゼロ電圧スイッチングを行うときの導通損失
を低減する。 【解決手段】 共振用コンデンサ６と共振用リアクトル
７の直列回路を有する共振回路８に、第１〜第４の補助
スイッチング素子１３ａ〜１３ｄを設け、第１、第４の
補助スイッチング素子１３ａ、１３ｄをオン、第２、第
３の補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる
第１の状態と、第２、第３の補助スイッチング素子１３
ｂ、１３ｃをオン、第１、第４の補助スイッチング素子
１３ａ、１３ｄをオフさせる第２の状態とを交互に切り
換えることによって、共振用コンデンサ６と共振用リア
クトル７からなる直列回路の一端と他端を、正母線と負
母線に交互に切り換え、それぞれの切り換え時に共振電
流を発生させて、インバータ部２における主スイッチン
グ素子３ａ〜３ｆのゼロ電圧スイッチングを行うように
した。
を低減する。 【解決手段】 共振用コンデンサ６と共振用リアクトル
７の直列回路を有する共振回路８に、第１〜第４の補助
スイッチング素子１３ａ〜１３ｄを設け、第１、第４の
補助スイッチング素子１３ａ、１３ｄをオン、第２、第
３の補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる
第１の状態と、第２、第３の補助スイッチング素子１３
ｂ、１３ｃをオン、第１、第４の補助スイッチング素子
１３ａ、１３ｄをオフさせる第２の状態とを交互に切り
換えることによって、共振用コンデンサ６と共振用リア
クトル７からなる直列回路の一端と他端を、正母線と負
母線に交互に切り換え、それぞれの切り換え時に共振電
流を発生させて、インバータ部２における主スイッチン
グ素子３ａ〜３ｆのゼロ電圧スイッチングを行うように
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流回転機などの
負荷を駆動する共振形インバータ装置に関する。
負荷を駆動する共振形インバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、１組の共振用コンデンサと
共振用リアクトルを用い、３相の主スイッチング素子を
ゼロ電圧スイッチングして一括転流を行う共振形インバ
ータ装置を先に提案した（特願平９−３２８９９２
号）。この共振形インバータ装置の構成を図５に示す。
直流電圧源１の直流電圧Ｖｓは、インバータ部２によっ
て交流電圧に変換される。このインバータ部２は、正母
線と負母線の間に、自己消弧型スイッチング素子として
主スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）３ａ〜３ｆが
３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）でブリッジ結線された構成と
なっている。また、主スイッチング素子３ａ〜３ｆに
は、逆並列ダイオード（フライホイールダイオード）４
ａ〜４ｆがそれぞれ接続されている。そして、１つの主
スイッチング素子とこれに逆並列接続された１つのフラ
イホイールダイオードにより１つのインバータアームを
構成しており、正母線に接続されている方が上アーム、
負母線に接続されている方が下アームとなる。
共振用リアクトルを用い、３相の主スイッチング素子を
ゼロ電圧スイッチングして一括転流を行う共振形インバ
ータ装置を先に提案した（特願平９−３２８９９２
号）。この共振形インバータ装置の構成を図５に示す。
直流電圧源１の直流電圧Ｖｓは、インバータ部２によっ
て交流電圧に変換される。このインバータ部２は、正母
線と負母線の間に、自己消弧型スイッチング素子として
主スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）３ａ〜３ｆが
３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）でブリッジ結線された構成と
なっている。また、主スイッチング素子３ａ〜３ｆに
は、逆並列ダイオード（フライホイールダイオード）４
ａ〜４ｆがそれぞれ接続されている。そして、１つの主
スイッチング素子とこれに逆並列接続された１つのフラ
イホイールダイオードにより１つのインバータアームを
構成しており、正母線に接続されている方が上アーム、
負母線に接続されている方が下アームとなる。
【０００３】このインバータ部２において、主スイッチ
ング素子３ａ、３ｂ、主スイッチング素子３ｃ、３ｄ、
主スイッチング素子３ｅ、３ｆは、それぞれ１２０°位
相をずらしてオンオフ制御され、交流回転機５に交流電
圧を出力するようになっている。また、正母線と負母線
の間には、共振用コンデンサ６および共振用リアクトル
７が直列接続されている。共振用コンデンサ６および共
振用リアクトル７は、共振回路８を構成しており、ゼロ
電圧スイッチングを行うために、正母線と負母線間の上
下アームのそれぞれの主スイッチング素子が共にオンし
たとき、共振して共振電流が流れるようになっている。
ング素子３ａ、３ｂ、主スイッチング素子３ｃ、３ｄ、
主スイッチング素子３ｅ、３ｆは、それぞれ１２０°位
相をずらしてオンオフ制御され、交流回転機５に交流電
圧を出力するようになっている。また、正母線と負母線
の間には、共振用コンデンサ６および共振用リアクトル
７が直列接続されている。共振用コンデンサ６および共
振用リアクトル７は、共振回路８を構成しており、ゼロ
電圧スイッチングを行うために、正母線と負母線間の上
下アームのそれぞれの主スイッチング素子が共にオンし
たとき、共振して共振電流が流れるようになっている。
【０００４】さらに、各主スイッチング素子に過電流が
流れないようにするためのリアクトル９が直流電圧源１
に直列に接続され、さらに正母線と負母線の間の電圧を
（１＋１／ｎ）Ｖｓにクランプする電圧クランプ回路１
０が設けられている。この電圧クランプ回路１０は、リ
アクトル９と差動接続された電圧クランプ用リアクトル
１１とダイオード１２から構成されている。電圧クラン
プ用リアクトル１１とダイオード１２は、直流電圧源１
に並列接続されており、クランプ時に電圧クランプ用リ
アクトル１１に電流が流れたとき、直流電圧源１に電力
を回生させるように構成されている。なお、電圧クラン
プ用リアクトル１１の巻き数とリアクトル９の巻き数の
比は、ｎ（１＜ｎ）となっている。
流れないようにするためのリアクトル９が直流電圧源１
に直列に接続され、さらに正母線と負母線の間の電圧を
（１＋１／ｎ）Ｖｓにクランプする電圧クランプ回路１
０が設けられている。この電圧クランプ回路１０は、リ
アクトル９と差動接続された電圧クランプ用リアクトル
１１とダイオード１２から構成されている。電圧クラン
プ用リアクトル１１とダイオード１２は、直流電圧源１
に並列接続されており、クランプ時に電圧クランプ用リ
アクトル１１に電流が流れたとき、直流電圧源１に電力
を回生させるように構成されている。なお、電圧クラン
プ用リアクトル１１の巻き数とリアクトル９の巻き数の
比は、ｎ（１＜ｎ）となっている。
【０００５】上記構成において、インバータ部２のスイ
ッチング動作を、主スイッチング素子３ａ、３ｂを例に
とり、図６に示す信号波形図を参照して説明する。この
スイッチングを行う前の状態としては、主スイッチング
素子３ａがオン、主スイッチング素子３ｂがオフして、
主スイッチング素子３ａから負荷側に電流が供給されて
いるものとする。
ッチング動作を、主スイッチング素子３ａ、３ｂを例に
とり、図６に示す信号波形図を参照して説明する。この
スイッチングを行う前の状態としては、主スイッチング
素子３ａがオン、主スイッチング素子３ｂがオフして、
主スイッチング素子３ａから負荷側に電流が供給されて
いるものとする。
【０００６】そして、図６のｔ1 時点において、主スイ
ッチング素子３ｂをオンすると、正母線と負母線の間が
短絡、すなわちインバータ部２がアーム短絡し、共振用
コンデンサ６、共振用リアクトル７、主スイッチング素
子３ａ、３ｂにより共振経路が形成されて共振電流が流
れ始める。このとき、共振電流と負荷電流ｉL とは同一
方向に流れるため、主スイッチング素子３ａには負荷電
流ｉL と共振電流が重畳した電流が流れ、主スイッチン
グ素子３ｂには共振電流が流れる。
ッチング素子３ｂをオンすると、正母線と負母線の間が
短絡、すなわちインバータ部２がアーム短絡し、共振用
コンデンサ６、共振用リアクトル７、主スイッチング素
子３ａ、３ｂにより共振経路が形成されて共振電流が流
れ始める。このとき、共振電流と負荷電流ｉL とは同一
方向に流れるため、主スイッチング素子３ａには負荷電
流ｉL と共振電流が重畳した電流が流れ、主スイッチン
グ素子３ｂには共振電流が流れる。
【０００７】この後、共振電流が逆極性となり、共振電
流の絶対値が負荷電流ｉL よりも大きくなる（図６のｔ
2 時点〜ｔ3 時点）と、フライホイールダイオード４
ａ、４ｂを通って電流が流れる。このため、主スイッチ
ング素子３ａ、３ｂの各コレクタエミッタ間電圧は負と
なる。このｔ2 からｔ3 の期間において、主スイッチン
グ素子３ａのゲート端子にオフ信号を与えると、ゼロ電
圧スイッチングを行うことができ、スイッチング損失が
発生しない。
流の絶対値が負荷電流ｉL よりも大きくなる（図６のｔ
2 時点〜ｔ3 時点）と、フライホイールダイオード４
ａ、４ｂを通って電流が流れる。このため、主スイッチ
ング素子３ａ、３ｂの各コレクタエミッタ間電圧は負と
なる。このｔ2 からｔ3 の期間において、主スイッチン
グ素子３ａのゲート端子にオフ信号を与えると、ゼロ電
圧スイッチングを行うことができ、スイッチング損失が
発生しない。
【０００８】そして、共振電流が次第に減少し、フライ
ホイールダイオード４ａがオフすると、負荷電流はフラ
イホイールダイオード４ｂを流れ始める（図６のｔ3 時
点）。このとき、リアクトル９を流れる一定電流は、共
振用コンデンサ６、共振用リアクトル７、フライホイー
ルダイオード４ｂを通して流れるため、共振用コンデン
サ６が充電され、共振用コンデンサ６の正極の電位が上
昇する。そして、共振用コンデンサ６および共振用リア
クトル７の両端間の電圧ＶPNが直流電圧源１の直流電圧
Ｖｓの（１＋１／ｎ）倍になったとき、電圧ＶPNはこの
値にクランプされ、電圧クランプ用リアクトル１１と電
圧クランプ用ダイオード１２からなる電圧クランプ回路
１０に電流が流れ始め、直流電圧源１に電力が回生され
る。
ホイールダイオード４ａがオフすると、負荷電流はフラ
イホイールダイオード４ｂを流れ始める（図６のｔ3 時
点）。このとき、リアクトル９を流れる一定電流は、共
振用コンデンサ６、共振用リアクトル７、フライホイー
ルダイオード４ｂを通して流れるため、共振用コンデン
サ６が充電され、共振用コンデンサ６の正極の電位が上
昇する。そして、共振用コンデンサ６および共振用リア
クトル７の両端間の電圧ＶPNが直流電圧源１の直流電圧
Ｖｓの（１＋１／ｎ）倍になったとき、電圧ＶPNはこの
値にクランプされ、電圧クランプ用リアクトル１１と電
圧クランプ用ダイオード１２からなる電圧クランプ回路
１０に電流が流れ始め、直流電圧源１に電力が回生され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成では、図６の時点ｔ1 〜ｔ2 において、共振用コ
ンデンサ６の充電極性を逆にするための共振動作が発生
しており、この共振動作はゼロ電圧スイッチングに寄与
しないものであるため、その共振電流により主スイッチ
ング素子、共振用コンデンサ６、共振用リアクトル７に
おいて導通損失が増加するという問題点があることが分
かった。
た構成では、図６の時点ｔ1 〜ｔ2 において、共振用コ
ンデンサ６の充電極性を逆にするための共振動作が発生
しており、この共振動作はゼロ電圧スイッチングに寄与
しないものであるため、その共振電流により主スイッチ
ング素子、共振用コンデンサ６、共振用リアクトル７に
おいて導通損失が増加するという問題点があることが分
かった。
【００１０】本発明は上記問題を解決することを目的と
する。
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至３に記載の発明においては、共振用コ
ンデンサ（６）と共振用リアクトル（７）が直列接続さ
れた直列回路の一端と他端を、交互に正母線と負母線に
切り換え接続するスイッチング手段（１３ａ〜１３ｄ）
を備え、このスイッチング手段によるそれぞれの切り換
え時に共振電流を発生させて、主スイッチング素子のゼ
ロ電圧スイッチングが行われるようにしたことを特徴と
している。
め、請求項１乃至３に記載の発明においては、共振用コ
ンデンサ（６）と共振用リアクトル（７）が直列接続さ
れた直列回路の一端と他端を、交互に正母線と負母線に
切り換え接続するスイッチング手段（１３ａ〜１３ｄ）
を備え、このスイッチング手段によるそれぞれの切り換
え時に共振電流を発生させて、主スイッチング素子のゼ
ロ電圧スイッチングが行われるようにしたことを特徴と
している。
【００１２】このように共振用コンデンサ（６）と共振
用リアクトル（７）が直列接続された直列回路の一端と
他端を交互に切り換えることにより、共振用コンデンサ
（６）の充電極性を逆にするための共振動作をなくすこ
とができるため、導通損失を低減することができる。な
お、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の
具体的手段との対応関係を示すものである。
用リアクトル（７）が直列接続された直列回路の一端と
他端を交互に切り換えることにより、共振用コンデンサ
（６）の充電極性を逆にするための共振動作をなくすこ
とができるため、導通損失を低減することができる。な
お、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の
具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１に、本発明の一実施形態にかか
る共振形インバータ装置の構成を示す。この図１に示す
共振形インバータ装置においては、図５に示すものに対
し、共振回路８の構成が異なっている。
について説明する。図１に、本発明の一実施形態にかか
る共振形インバータ装置の構成を示す。この図１に示す
共振形インバータ装置においては、図５に示すものに対
し、共振回路８の構成が異なっている。
【００１４】すなわち、この実施形態の共振回路８にお
いては、補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄが設けら
れており、第１、第２の補助スイッチング素子１３ａ、
１３ｂが正母線と負母線の間に直列接続され、また第
３、第４の補助スイッチング素子１３ｃ、１３ｄが正母
線と負母線の間に直列接続されている。そして、第１、
第２のスイッチング素子１３ａ、１３ｂの接続点と第
３、第４のスイッチング素子１３ｃ、１３ｄの接続点の
間に、共振用コンデンサ６と共振用リアクトル７が直列
接続されている。
いては、補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄが設けら
れており、第１、第２の補助スイッチング素子１３ａ、
１３ｂが正母線と負母線の間に直列接続され、また第
３、第４の補助スイッチング素子１３ｃ、１３ｄが正母
線と負母線の間に直列接続されている。そして、第１、
第２のスイッチング素子１３ａ、１３ｂの接続点と第
３、第４のスイッチング素子１３ｃ、１３ｄの接続点の
間に、共振用コンデンサ６と共振用リアクトル７が直列
接続されている。
【００１５】このことにより、第１、第４の補助スイッ
チング素子１３ａ、１３ｄをオン、第２、第３の補助ス
イッチング素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる第１の状態
と、第２、第３の補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃ
をオン、第１、第４の補助スイッチング素子１３ａ、１
３ｄをオフさせる第２の状態とを交互に切り換えること
によって、共振用コンデンサ６と共振用リアクトル７か
らなる直列回路の一端と他端を、正母線と負母線に交互
に切り換えることができる。
チング素子１３ａ、１３ｄをオン、第２、第３の補助ス
イッチング素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる第１の状態
と、第２、第３の補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃ
をオン、第１、第４の補助スイッチング素子１３ａ、１
３ｄをオフさせる第２の状態とを交互に切り換えること
によって、共振用コンデンサ６と共振用リアクトル７か
らなる直列回路の一端と他端を、正母線と負母線に交互
に切り換えることができる。
【００１６】次に、この実施形態における共振形インバ
ータ装置の作動を、主スイッチング素子３ａ、３ｂのス
イッチングを例にとり、図２に示す波形図を参照して説
明する。図２のｔ1 時点より前においては、主スイッチ
ング素子３ａがオン、主スイッチング素子３ｂがオフし
て、主スイッチング素子３ａから負荷側に電流が供給さ
れている。また、共振回路８においては、補助スイッチ
ング素子１３ａ、１３ｄがオフ、補助スイッチング素子
１３ｂ、１３ｃがオンしており、共振用コンデンサ６は
共振用リアクトル７と接続された端子が高電位となるよ
うに充電されている。
ータ装置の作動を、主スイッチング素子３ａ、３ｂのス
イッチングを例にとり、図２に示す波形図を参照して説
明する。図２のｔ1 時点より前においては、主スイッチ
ング素子３ａがオン、主スイッチング素子３ｂがオフし
て、主スイッチング素子３ａから負荷側に電流が供給さ
れている。また、共振回路８においては、補助スイッチ
ング素子１３ａ、１３ｄがオフ、補助スイッチング素子
１３ｂ、１３ｃがオンしており、共振用コンデンサ６は
共振用リアクトル７と接続された端子が高電位となるよ
うに充電されている。
【００１７】図２の時点ｔ1 において、補助スイッチン
グ素子１３ａ、１３ｄをオン、補助スイッチング素子１
３ｂ、１３ｃをオフすると、共振用リアクトル７、補助
スイッチング素子１３ｄ、フライホイールダイオード４
ｂ、主スイッチング素子３ａ、補助スイッチング素子１
３ａ、および共振用コンデンサ６で構成される回路に共
振電流が流れる。
グ素子１３ａ、１３ｄをオン、補助スイッチング素子１
３ｂ、１３ｃをオフすると、共振用リアクトル７、補助
スイッチング素子１３ｄ、フライホイールダイオード４
ｂ、主スイッチング素子３ａ、補助スイッチング素子１
３ａ、および共振用コンデンサ６で構成される回路に共
振電流が流れる。
【００１８】この共振電流がさらに増加していくと、図
２の時点ｔ2 〜ｔ3 において、フライホイールダイオー
ド４ａ、フライホイールダイオード４ｂがともにオンす
る。そして、フライホイールダイオード４ａ、フライホ
イールダイオード４ｂがオンしている期間において、主
スイッチング素子３ａをオフ、主スイッチング素子３ｂ
をオンすると、ゼロ電圧スイッチングを行うことがで
き、スイッチング損失は発生しない。なお、図２中の矢
印は、その期間であればゼロ電圧スイッチングが可能で
あることを示している。
２の時点ｔ2 〜ｔ3 において、フライホイールダイオー
ド４ａ、フライホイールダイオード４ｂがともにオンす
る。そして、フライホイールダイオード４ａ、フライホ
イールダイオード４ｂがオンしている期間において、主
スイッチング素子３ａをオフ、主スイッチング素子３ｂ
をオンすると、ゼロ電圧スイッチングを行うことがで
き、スイッチング損失は発生しない。なお、図２中の矢
印は、その期間であればゼロ電圧スイッチングが可能で
あることを示している。
【００１９】そして、インバータ部２のアーム短絡が完
了すると（図２の時点ｔ3 ）、リアクトル９を流れる電
流の一部が共振用コンデンサ６に流れ、正母線と負母線
間の電圧ＶPNが上昇する。その結果、共振用コンデンサ
６は、補助スイッチング素子１３ａに接続された端子が
高電位となるように充電される。なお、電圧ＶPNは、
（１＋１／ｎ）Ｖｓとなった時に、電圧クランプ回路１
０によってクランプされる。
了すると（図２の時点ｔ3 ）、リアクトル９を流れる電
流の一部が共振用コンデンサ６に流れ、正母線と負母線
間の電圧ＶPNが上昇する。その結果、共振用コンデンサ
６は、補助スイッチング素子１３ａに接続された端子が
高電位となるように充電される。なお、電圧ＶPNは、
（１＋１／ｎ）Ｖｓとなった時に、電圧クランプ回路１
０によってクランプされる。
【００２０】この後、時点ｔ4 において、補助スイッチ
ング素子１３ａ、１３ｄをオフ、補助スイッチング素子
１３ｂ、１３ｃをオンすると、補助スイッチング素子１
３ｂ、フライホイールダイオード４ｂ、フライホイール
ダイオード４ａ、補助スイッチング素子１３ｃ、共振用
リアクトル７、および共振用コンデンサ６で構成される
回路に共振電流が流れる。そして、フライホイールダイ
オード４ａ、フライホイールダイオード４ｂがオンして
いる期間において、主スイッチング素子３ａをオン、主
スイッチング素子３ｂをオフすると、ゼロ電圧スイッチ
ングを行うことができ、スイッチング損失は発生しな
い。そして、共振電流が次第に減少すると、フライホイ
ールダイオード４ａ、４ｂの順にオフし、共振が終了し
て初期状態に戻る。
ング素子１３ａ、１３ｄをオフ、補助スイッチング素子
１３ｂ、１３ｃをオンすると、補助スイッチング素子１
３ｂ、フライホイールダイオード４ｂ、フライホイール
ダイオード４ａ、補助スイッチング素子１３ｃ、共振用
リアクトル７、および共振用コンデンサ６で構成される
回路に共振電流が流れる。そして、フライホイールダイ
オード４ａ、フライホイールダイオード４ｂがオンして
いる期間において、主スイッチング素子３ａをオン、主
スイッチング素子３ｂをオフすると、ゼロ電圧スイッチ
ングを行うことができ、スイッチング損失は発生しな
い。そして、共振電流が次第に減少すると、フライホイ
ールダイオード４ａ、４ｂの順にオフし、共振が終了し
て初期状態に戻る。
【００２１】次に、上記した主スイッチング素子３ａ〜
３ｆおよび補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄをオン
オフ制御する制御回路の構成について説明する。図３
に、その制御回路の具体的な構成を示す。Ｕ相、Ｖ相、
Ｗ相の上下アームスイッチング素子のゲート信号を発生
する各ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆは、交流回転
機５を駆動するための信号（例えばＰＷＭ信号）をそれ
ぞれ出力し、サンプルホールド回路１９ａ〜１９ｆは、
出力されたＰＷＭ信号をサンプルホールドして、主スイ
ッチング素子３ａ〜３ｆを駆動する図示しないドライブ
回路に制御信号を出力する。
３ｆおよび補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄをオン
オフ制御する制御回路の構成について説明する。図３
に、その制御回路の具体的な構成を示す。Ｕ相、Ｖ相、
Ｗ相の上下アームスイッチング素子のゲート信号を発生
する各ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆは、交流回転
機５を駆動するための信号（例えばＰＷＭ信号）をそれ
ぞれ出力し、サンプルホールド回路１９ａ〜１９ｆは、
出力されたＰＷＭ信号をサンプルホールドして、主スイ
ッチング素子３ａ〜３ｆを駆動する図示しないドライブ
回路に制御信号を出力する。
【００２２】ここで、電圧検出回路１７は、正母線と負
母線の間の電圧ＶPNを検出し、コンパレータ１８は、そ
の電圧ＶPNが負電圧であること、すなわち共振電流によ
ってＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかにおける２つのフライ
ホイールダイオードがともにオン状態にあることを判定
すると、サンプルホールド回路１９ａ〜１９ｆにサンプ
リング信号を出力する。
母線の間の電圧ＶPNを検出し、コンパレータ１８は、そ
の電圧ＶPNが負電圧であること、すなわち共振電流によ
ってＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかにおける２つのフライ
ホイールダイオードがともにオン状態にあることを判定
すると、サンプルホールド回路１９ａ〜１９ｆにサンプ
リング信号を出力する。
【００２３】従って、ゲート信号発生回路１６ａ〜１６
ｆからＰＷＭ信号が出力され、この後、正母線と負母線
の間の電圧ＶPNが負電圧であることが判定されると、主
スイッチング素子３ａ〜３ｆのオンオフ切り換えが行わ
れるので、ゼロ電圧スイッチングを行うことができる。
また、ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆの出力は、ワ
ンショットマルチバイブレータ回路２０ａ〜２０ｆに入
力され、ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆのいずれか
からＰＷＭ信号が出力されると、オアゲート２１からパ
ルス信号（サンプリング信号）が出力される。
ｆからＰＷＭ信号が出力され、この後、正母線と負母線
の間の電圧ＶPNが負電圧であることが判定されると、主
スイッチング素子３ａ〜３ｆのオンオフ切り換えが行わ
れるので、ゼロ電圧スイッチングを行うことができる。
また、ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆの出力は、ワ
ンショットマルチバイブレータ回路２０ａ〜２０ｆに入
力され、ゲート信号発生回路１６ａ〜１６ｆのいずれか
からＰＷＭ信号が出力されると、オアゲート２１からパ
ルス信号（サンプリング信号）が出力される。
【００２４】このとき、共振用コンデンサ６の電圧ＶC
を検出する電圧検出回路２２と、その正負の判定を行う
コンパレータ２３によって、コンパレータ２３からは、
補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃがオンしていると
きハイレベルの信号、補助スイッチング素子１３ａ、１
３ｄがオンしているときローレベルの信号が出力されて
いる。
を検出する電圧検出回路２２と、その正負の判定を行う
コンパレータ２３によって、コンパレータ２３からは、
補助スイッチング素子１３ｂ、１３ｃがオンしていると
きハイレベルの信号、補助スイッチング素子１３ａ、１
３ｄがオンしているときローレベルの信号が出力されて
いる。
【００２５】従って、オアゲート２１からサンプリング
信号が出力されたとき、補助スイッチング素子１３ｂ、
１３ｃがオンしていれば、サンプルホールド回路２４か
らハイレベルの信号が出力され、また補助スイッチング
素子１３ａ、１３ｄがオンしていれば、サンプルホール
ド回路２４からローレベルの信号が出力される。そし
て、サンプルホールド回路２４からハイレベルの信号が
出力されたとき、その信号およびノットゲート２５を介
した信号が図示しないドライブ回路に出力され、補助ス
イッチング素子１３ａ、１３ｄをオン、補助スイッチン
グ素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる。また、サンプルホ
ールド回路２４からローレベルの信号が出力されたと
き、その信号およびノットゲート２５を介した信号が図
示しないドライブ回路に出力され、補助スイッチング素
子１３ｂ、１３ｃをオン、補助スイッチング素子１３
ａ、１３ｄをオフさせる。
信号が出力されたとき、補助スイッチング素子１３ｂ、
１３ｃがオンしていれば、サンプルホールド回路２４か
らハイレベルの信号が出力され、また補助スイッチング
素子１３ａ、１３ｄがオンしていれば、サンプルホール
ド回路２４からローレベルの信号が出力される。そし
て、サンプルホールド回路２４からハイレベルの信号が
出力されたとき、その信号およびノットゲート２５を介
した信号が図示しないドライブ回路に出力され、補助ス
イッチング素子１３ａ、１３ｄをオン、補助スイッチン
グ素子１３ｂ、１３ｃをオフさせる。また、サンプルホ
ールド回路２４からローレベルの信号が出力されたと
き、その信号およびノットゲート２５を介した信号が図
示しないドライブ回路に出力され、補助スイッチング素
子１３ｂ、１３ｃをオン、補助スイッチング素子１３
ａ、１３ｄをオフさせる。
【００２６】上述したことから理解されるように、ゲー
ト信号発生回路１６ａ〜１６ｆからＰＷＭ信号が出力さ
れると、補助スイッチング素子１３ａ、１３ｄと補助ス
イッチング素子１３ｂ、１３ｃのオンオフが切り換えら
れ、この切り換えによって共振電流が発生する。そし
て、正母線と負母線の間の電圧ＶPNが負電圧であると、
主スイッチング素子３ａ〜３ｆのゼロ電圧スイッチング
を行う。
ト信号発生回路１６ａ〜１６ｆからＰＷＭ信号が出力さ
れると、補助スイッチング素子１３ａ、１３ｄと補助ス
イッチング素子１３ｂ、１３ｃのオンオフが切り換えら
れ、この切り換えによって共振電流が発生する。そし
て、正母線と負母線の間の電圧ＶPNが負電圧であると、
主スイッチング素子３ａ〜３ｆのゼロ電圧スイッチング
を行う。
【００２７】なお、上記した補助スイッチング素子１３
ａ〜１３ｄとしては、半導体式のスイッチング素子など
を用いることができ、例えば、図４に示すように、主ス
イッチング素子３ａ〜３ｆと同じくＩＧＢＴによるスイ
ッチング１４ａ〜１４ｄを用いることができる。なお、
この場合には、逆バイアス時の素子破壊を防止するため
ダイオード１５ａ〜１５ｄが逆並列接続される。
ａ〜１３ｄとしては、半導体式のスイッチング素子など
を用いることができ、例えば、図４に示すように、主ス
イッチング素子３ａ〜３ｆと同じくＩＧＢＴによるスイ
ッチング１４ａ〜１４ｄを用いることができる。なお、
この場合には、逆バイアス時の素子破壊を防止するため
ダイオード１５ａ〜１５ｄが逆並列接続される。
【００２８】また、上記した実施形態においては、交流
回転機５を駆動するものを示したが、同期電動機などの
交流回転機を駆動するようにしてもよい。また、インバ
ータ部２としては、上記した構成のものに限らず、上ア
ーム、下アームそれぞれを２つの主スイッチング素子で
構成した３レベルインバータなどの多レベルインバータ
にも同様に適用することができる。
回転機５を駆動するものを示したが、同期電動機などの
交流回転機を駆動するようにしてもよい。また、インバ
ータ部２としては、上記した構成のものに限らず、上ア
ーム、下アームそれぞれを２つの主スイッチング素子で
構成した３レベルインバータなどの多レベルインバータ
にも同様に適用することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す共振形インバータ装
置の回路構成を示す図である。
置の回路構成を示す図である。
【図２】図１に示す共振形インバータ装置の作動説明に
供する波形図である。
供する波形図である。
【図３】図１中の主スイッチング素子３ａ〜３ｆおよび
補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄをオンオフ制御す
る制御回路の具体的な構成を示す図である。
補助スイッチング素子１３ａ〜１３ｄをオンオフ制御す
る制御回路の具体的な構成を示す図である。
【図４】図１に示す共振形インバータ装置の具体的な回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図５】本出願人が先に提案した共振形インバータ装置
の回路構成を示す図である。
の回路構成を示す図である。
【図６】図５に示す共振形インバータ装置の作動説明に
供する波形図である。
供する波形図である。
１…直流電圧源、２…インバータ部、３ａ〜３ｆ…主ス
イッチング素子、４ａ〜４ｆ…フライホイールダイオー
ド、５…交流回転機、６…共振用コンデンサ、７…共振
用リアクトル、８…共振回路、９…リアクトル、１０…
電圧クランプ回路、１１…電圧クランプ用リアクトル、
１２…電圧クランプ用ダイオード。
イッチング素子、４ａ〜４ｆ…フライホイールダイオー
ド、５…交流回転機、６…共振用コンデンサ、７…共振
用リアクトル、８…共振回路、９…リアクトル、１０…
電圧クランプ回路、１１…電圧クランプ用リアクトル、
１２…電圧クランプ用ダイオード。
Claims (3)
- 【請求項１】 正母線と負母線の間に複数の主スイッチ
ング素子（３ａ〜３ｆ）が直列接続され、各主スイッチ
ング素子にフライホイールダイオード（４ａ〜４ｆ）が
逆並列接続されて構成されており、直流電圧源の直流電
圧を交流電圧に変換するインバータ部（２）と、 共振用コンデンサ（６）と共振用リアクトル（７）が直
列接続された直列回路（６、７）と、 この直列回路の一端と他端を交互に前記正母線と前記負
母線に切り換え接続するスイッチング手段（１３ａ〜１
３ｄ）と、を備え、 このスイッチング手段によるそれぞれの切り換え時に共
振電流を発生させて、前記主スイッチング素子のゼロ電
圧スイッチングが行われるようにしたことを特徴とする
共振形インバータ装置。 - 【請求項２】 正母線と負母線の間に複数の主スイッチ
ング素子（３ａ〜３ｆ）が直列接続され、各主スイッチ
ング素子にフライホイールダイオード（４ａ〜４ｆ）が
逆並列接続されて構成されており、直流電圧源の直流電
圧を交流電圧に変換するインバータ部（２）と、 前記正母線と前記負母線の間に直列接続された第１、第
２の補助スイッチング素子（１３ａ、１３ｂ）と、前記
正母線と前記負母線の間に直列接続された第３、第４の
補助スイッチング素子（１３ｃ、１３ｄ）と、前記第
１、第２のスイッチング素子の接続点と前記第３、第４
のスイッチング素子の接続点の間に直列接続された共振
用コンデンサ（６）および共振用リアクトル（７）とを
有する共振回路（８）と、を備え、 前記第１、第４の補助スイッチング素子をオン、前記第
２、第３の補助スイッチング素子をオフさせる第１の状
態と、前記第２、第３の補助スイッチング素子をオン、
前記第１、第４の補助スイッチング素子をオフさせる第
２の状態とを交互に切り換え、それぞれの切り換え時に
共振電流を発生させて、前記主スイッチング素子のゼロ
電圧スイッチングが行われるようにしたことを特徴とす
る共振形インバータ装置。 - 【請求項３】 前記正母線と前記負母線の間の電圧を検
出する電圧検出手段（１７）を備え、前記電圧検出手段
によって検出された電圧が負の電圧であるときに、前記
主スイッチング素子のゼロ電圧スイッチングが行われる
ようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の共
振形インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07236098A JP3815034B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 共振形インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07236098A JP3815034B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 共振形インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275873A true JPH11275873A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3815034B2 JP3815034B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=13487082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07236098A Expired - Fee Related JP3815034B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 共振形インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3815034B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005012897A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Sanken Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2009148118A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Daihen Corp | 電源装置及びアーク加工用電源装置 |
| JP2009219311A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Sanken Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN101599705A (zh) * | 2008-06-02 | 2009-12-09 | 株式会社大亨 | 电源装置以及电弧加工用电源装置 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP07236098A patent/JP3815034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005012897A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Sanken Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2009148118A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Daihen Corp | 電源装置及びアーク加工用電源装置 |
| JP2009219311A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Sanken Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN101599705A (zh) * | 2008-06-02 | 2009-12-09 | 株式会社大亨 | 电源装置以及电弧加工用电源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3815034B2 (ja) | 2006-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6069809A (en) | Resonant inverter apparatus | |
| JP4599959B2 (ja) | マルチレベルコンバータ及びその制御方法 | |
| KR101198566B1 (ko) | 다상 인버터 및 그 제어 방법, 및 송풍기 및 다상 전류출력 시스템 | |
| JPH10327585A (ja) | 電力変換装置 | |
| WO2009157097A1 (ja) | Ｐｍモータ駆動電源装置 | |
| WO2003005552A1 (fr) | Onduleur | |
| WO2007069314A1 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP6984727B2 (ja) | 電力変換装置および電動機システム | |
| JP2006340410A (ja) | 交流直接変換装置 | |
| JP3815034B2 (ja) | 共振形インバータ装置 | |
| JP3786142B2 (ja) | インバータ装置 | |
| JP4013359B2 (ja) | 共振形電力変換装置 | |
| JPH05308778A (ja) | 電気自動車駆動用インバータ | |
| JP3815050B2 (ja) | 共振形インバータ装置 | |
| JP2000032775A (ja) | 共振形電力変換装置 | |
| JP3177085B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2000116144A (ja) | インバータ装置 | |
| JP2003033042A (ja) | 二相変調制御式インバータ装置 | |
| JP3815035B2 (ja) | 共振形インバータ装置 | |
| JP3352646B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
| JP2712952B2 (ja) | インバータ装置 | |
| JP2654118B2 (ja) | Ｐｗｍ制御方法 | |
| JP6896042B2 (ja) | 電力変換回路 | |
| JP3217578B2 (ja) | 中性点電位固定形インバータ装置 | |
| JPH0669316B2 (ja) | 電力変換装置の電力回生制御回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040507 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060221 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060418 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060516 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060529 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |