JPH1155954A - 電流形電力変換回路 - Google Patents
電流形電力変換回路Info
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- JPH1155954A JPH1155954A JP9210311A JP21031197A JPH1155954A JP H1155954 A JPH1155954 A JP H1155954A JP 9210311 A JP9210311 A JP 9210311A JP 21031197 A JP21031197 A JP 21031197A JP H1155954 A JPH1155954 A JP H1155954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電流形電力変換回路の主回路スイッチを構成す
る半導体スイッチのターンオン,ターンオフ時の動作責
務を軽減する。 【解決手段】転流コンデンサ31e〜34eを内蔵した
補助回路ブリッジ30と、転流リアクトル21a,21
bとにより、主回路ブリッジ10を構成する主回路11
〜14のターンオン又はターンオフを前記転流コンデン
サと転流リアクトルとの共振回路を利用して行わせる。
る半導体スイッチのターンオン,ターンオフ時の動作責
務を軽減する。 【解決手段】転流コンデンサ31e〜34eを内蔵した
補助回路ブリッジ30と、転流リアクトル21a,21
bとにより、主回路ブリッジ10を構成する主回路11
〜14のターンオン又はターンオフを前記転流コンデン
サと転流リアクトルとの共振回路を利用して行わせる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流を交流に変
換する又は交流を直流に変換する電流形電力変換回路に
関する。
換する又は交流を直流に変換する電流形電力変換回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、この種の電流形電力変換回路と
しての電流形インバータの従来例を示す回路構成図であ
る。図6において、1は直流電源、2は直流リアクト
ル、3は負荷、10は二相主回路ブリッジを示し、この
二相主回路ブリッジは4組の主回路スイッチ11〜14
で構成され、主回路スイッチ11〜14はそれぞれ主自
己消弧形素子としてのIGBT11a〜14aと主ダイ
オード11b〜4bとをそれぞれ直列接続して形成され
ている。
しての電流形インバータの従来例を示す回路構成図であ
る。図6において、1は直流電源、2は直流リアクト
ル、3は負荷、10は二相主回路ブリッジを示し、この
二相主回路ブリッジは4組の主回路スイッチ11〜14
で構成され、主回路スイッチ11〜14はそれぞれ主自
己消弧形素子としてのIGBT11a〜14aと主ダイ
オード11b〜4bとをそれぞれ直列接続して形成され
ている。
【0003】図6に示した電流形インバータにおいて
は、周知の如く、図示しないゲート駆動回路からの駆動
信号で主回路スイッチ11,14と主回路スイッチ1
2,13とを交互にオン・オフさせることにより、直流
電流Idに基づく振幅の交流電流iO が負荷3に供給さ
れる。
は、周知の如く、図示しないゲート駆動回路からの駆動
信号で主回路スイッチ11,14と主回路スイッチ1
2,13とを交互にオン・オフさせることにより、直流
電流Idに基づく振幅の交流電流iO が負荷3に供給さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した電流形イ
ンバータにおいて、主回路スイッチ11〜14それぞれ
がオン・オフする際に、個々の部品間を接続する配線が
有する寄生インダクタンス(l)と該主回路スイッチの
スイッチング特性(di/dt)とにより、跳ね上がり
電圧(v)として、v=l・(di/dt)が発生し、
この電圧が主回路スイッチに印加され、該主回路スイッ
チを構成する半導体素子に対する電圧ストレスとなり、
また該素子のスイッチング損失も増大する。
ンバータにおいて、主回路スイッチ11〜14それぞれ
がオン・オフする際に、個々の部品間を接続する配線が
有する寄生インダクタンス(l)と該主回路スイッチの
スイッチング特性(di/dt)とにより、跳ね上がり
電圧(v)として、v=l・(di/dt)が発生し、
この電圧が主回路スイッチに印加され、該主回路スイッ
チを構成する半導体素子に対する電圧ストレスとなり、
また該素子のスイッチング損失も増大する。
【0005】従来は上記の対応策して、主回路スイッチ
11〜14の耐圧、容量を大きく設定し、さらに図示し
ないスナバ回路をそれぞれ付加していたが、この方法で
は電流形インバータが大型化し、スイッチング損失の増
大に起因して変換効率が低下するという難点があった。
この発明の目的は上記問題点を解消し、前記跳ね上がり
電圧を抑制し、スイッチング損失の少ない電流形電力変
換回路を提供することにある。
11〜14の耐圧、容量を大きく設定し、さらに図示し
ないスナバ回路をそれぞれ付加していたが、この方法で
は電流形インバータが大型化し、スイッチング損失の増
大に起因して変換効率が低下するという難点があった。
この発明の目的は上記問題点を解消し、前記跳ね上がり
電圧を抑制し、スイッチング損失の少ない電流形電力変
換回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は直流を
交流に変換する又は交流を直流に変換する電流形電力変
換回路であって、2n(n=正の整数)組の主自己消弧
形素子と主ダイオードとを直列接続してなる主スイッチ
回路と、前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオ
ードとを直列接続してなる回路の両端に第2ダイオード
と第2自己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端
を並列接続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの
接続点と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続
点との間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッ
チ回路と、2個の転流リアクトルとを備え、前記主スイ
ッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相主回路
ブリッジとし、前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリ
ッジ接続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相
主回路ブリッジの一方の直流側端子と前記n相補助回路
ブリッジの一方の直流側端子との間に一方の転流リアク
トルを接続し、前記n相主回路ブリッジの他方の直流側
端子と前記n相補助回路ブリッジの他方の直流側端子と
の間に他方の転流リアクトルを接続し、前記n相主回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそれぞれ個別に接
続した構成する。
交流に変換する又は交流を直流に変換する電流形電力変
換回路であって、2n(n=正の整数)組の主自己消弧
形素子と主ダイオードとを直列接続してなる主スイッチ
回路と、前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオ
ードとを直列接続してなる回路の両端に第2ダイオード
と第2自己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端
を並列接続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの
接続点と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続
点との間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッ
チ回路と、2個の転流リアクトルとを備え、前記主スイ
ッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相主回路
ブリッジとし、前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリ
ッジ接続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相
主回路ブリッジの一方の直流側端子と前記n相補助回路
ブリッジの一方の直流側端子との間に一方の転流リアク
トルを接続し、前記n相主回路ブリッジの他方の直流側
端子と前記n相補助回路ブリッジの他方の直流側端子と
の間に他方の転流リアクトルを接続し、前記n相主回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそれぞれ個別に接
続した構成する。
【0007】この第2の発明は前記第1の発明におい
て、前記n相主回路ブリッジの直流側端子それぞれに代
えて前記n相補助回路ブリッジの直流側端子それぞれ
を、この電流形電力変換回路の直流側端子とする。この
第3の発明は直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、2n(n=正の整
数)組の主自己消弧形素子と主ダイオードとを直列接続
してなる主スイッチ回路と、前記2n組の第1自己消弧
形素子と第1ダイオードとを直列接続してなる回路の両
端に第2ダイオードと第2自己消弧形素子とを直列接続
してなる回路の両端を並列接続し、第1自己消弧形素子
と第1ダイオードの接続点と、第2ダイオードと第2自
己消弧形素子の接続点との間に転流コンデンサを接続し
た構成の補助スイッチ回路と、前記2n個の転流リアク
トルとを備え、前記それぞれの主スイッチ回路とそれぞ
れの転流リアクトルとをそれぞれ個別に直列接続し、該
主スイッチ回路と転流リアクトルの直列回路それぞれを
ブリッジ接続して前記n相主回路ブリッジとし、前記補
助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相
補助回路ブリッジとし、前記n相主回路ブリッジの直流
側端子の両端と前記n相補助回路ブリッジの直流側端子
の両端とを並列接続し、前記n相主回路ブリッジのそれ
ぞれの交流側端子と、前記n相補助回路ブリッジのそれ
ぞれの交流側端子とをそれぞれ個別に接続した構成とす
る。
て、前記n相主回路ブリッジの直流側端子それぞれに代
えて前記n相補助回路ブリッジの直流側端子それぞれ
を、この電流形電力変換回路の直流側端子とする。この
第3の発明は直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、2n(n=正の整
数)組の主自己消弧形素子と主ダイオードとを直列接続
してなる主スイッチ回路と、前記2n組の第1自己消弧
形素子と第1ダイオードとを直列接続してなる回路の両
端に第2ダイオードと第2自己消弧形素子とを直列接続
してなる回路の両端を並列接続し、第1自己消弧形素子
と第1ダイオードの接続点と、第2ダイオードと第2自
己消弧形素子の接続点との間に転流コンデンサを接続し
た構成の補助スイッチ回路と、前記2n個の転流リアク
トルとを備え、前記それぞれの主スイッチ回路とそれぞ
れの転流リアクトルとをそれぞれ個別に直列接続し、該
主スイッチ回路と転流リアクトルの直列回路それぞれを
ブリッジ接続して前記n相主回路ブリッジとし、前記補
助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相
補助回路ブリッジとし、前記n相主回路ブリッジの直流
側端子の両端と前記n相補助回路ブリッジの直流側端子
の両端とを並列接続し、前記n相主回路ブリッジのそれ
ぞれの交流側端子と、前記n相補助回路ブリッジのそれ
ぞれの交流側端子とをそれぞれ個別に接続した構成とす
る。
【0008】また第4の発明は直流を交流に変換する又
は交流を直流に変換する電流形電力変換回路であって、
2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、前記2n
組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを直列接続
してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自己消弧形
素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接続し、第
1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点と、第2ダ
イオードと第2自己消弧形素子の接続点との間に転流コ
ンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路と、前記2
n個の転流リアクトルとを備え、前記主スイッチ回路の
それぞれをブリッジ接続して前記n相主回路ブリッジと
し、前記それぞれの補助スイッチ回路とそれぞれの転流
リアクトルとをそれぞれ個別に直列接続し、該補助スイ
ッチ回路と転流リアクトルの直列回路それぞれをブリッ
ジ接続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相主
回路ブリッジの直流側端子の両端と前記n相補助回路ブ
リッジの直流側端子の両端とを並列接続し、前記n相主
回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助
回路ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそれぞれ個別
に接続して構成とする。
は交流を直流に変換する電流形電力変換回路であって、
2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、前記2n
組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを直列接続
してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自己消弧形
素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接続し、第
1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点と、第2ダ
イオードと第2自己消弧形素子の接続点との間に転流コ
ンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路と、前記2
n個の転流リアクトルとを備え、前記主スイッチ回路の
それぞれをブリッジ接続して前記n相主回路ブリッジと
し、前記それぞれの補助スイッチ回路とそれぞれの転流
リアクトルとをそれぞれ個別に直列接続し、該補助スイ
ッチ回路と転流リアクトルの直列回路それぞれをブリッ
ジ接続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相主
回路ブリッジの直流側端子の両端と前記n相補助回路ブ
リッジの直流側端子の両端とを並列接続し、前記n相主
回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助
回路ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそれぞれ個別
に接続して構成とする。
【0009】さらに第5の発明は直流を交流に変換する
又は交流を直流に変換する電流形電力変換回路であっ
て、2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダ
イオードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、前記
2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを直列
接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自己消
弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接続
し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点と、
第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との間に
転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路と、
前記n個の転流リアクトルとを備え、前記主スイッチ回
路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相主回路ブリッ
ジとし、前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接
続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相主回路
ブリッジの直流側端子の両端と前記n相補助回路ブリッ
ジの直流側端子の両端とを並列接続し、前記n相主回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子との間に前記転流リア
クトルをそれぞれ接続した構成とする。
又は交流を直流に変換する電流形電力変換回路であっ
て、2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダ
イオードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、前記
2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを直列
接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自己消
弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接続
し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点と、
第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との間に
転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路と、
前記n個の転流リアクトルとを備え、前記主スイッチ回
路のそれぞれをブリッジ接続して前記n相主回路ブリッ
ジとし、前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接
続して前記n相補助回路ブリッジとし、前記n相主回路
ブリッジの直流側端子の両端と前記n相補助回路ブリッ
ジの直流側端子の両端とを並列接続し、前記n相主回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前記n相補助回路
ブリッジのそれぞれの交流側端子との間に前記転流リア
クトルをそれぞれ接続した構成とする。
【0010】この発明によれば、前記転流リアクトルと
補助スイッチ回路を構成する転流コンデンサとによる共
振回路によって、後述の如く前記主回路スイッチを構成
する半導体素子のターンオン又はターンオフ時の電圧ス
トレスやスイッチング損失を軽減することができる。
補助スイッチ回路を構成する転流コンデンサとによる共
振回路によって、後述の如く前記主回路スイッチを構成
する半導体素子のターンオン又はターンオフ時の電圧ス
トレスやスイッチング損失を軽減することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す電流形電力変換器としての電流形インバータの回
路構成図であり、図6に示した従来例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付している。すなわち図1に
おいては、直流電源1,直流リアクトル2と、4組の主
回路スイッチ11〜14からなる二相主回路ブリッジ1
0と、4組の補助スイッチ回路31〜34からなる二相
補助回路回路ブリッジ30と、2組の転流リアクトル2
1a,21bとから構成されている。また、この補助ス
イッチ回路31〜34それぞれは第1自己消弧形素子と
してのIGBT31a,32a,33a,34aと、第
1ダイオード31b,32b,33b,34bと、第2
ダイオード31c,32c,33c,34cと、第2自
己消弧形素子としてのIGBT31d,32d,33
d,34dと、転流コンデンサ31e,32e,33
e,34eとから図示の如く形成されている。
を示す電流形電力変換器としての電流形インバータの回
路構成図であり、図6に示した従来例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付している。すなわち図1に
おいては、直流電源1,直流リアクトル2と、4組の主
回路スイッチ11〜14からなる二相主回路ブリッジ1
0と、4組の補助スイッチ回路31〜34からなる二相
補助回路回路ブリッジ30と、2組の転流リアクトル2
1a,21bとから構成されている。また、この補助ス
イッチ回路31〜34それぞれは第1自己消弧形素子と
してのIGBT31a,32a,33a,34aと、第
1ダイオード31b,32b,33b,34bと、第2
ダイオード31c,32c,33c,34cと、第2自
己消弧形素子としてのIGBT31d,32d,33
d,34dと、転流コンデンサ31e,32e,33
e,34eとから図示の如く形成されている。
【0012】図1に示した電流形インバータにおいて、
主回路スイッチ11,14のオン状態(モード1)から
主回路スイッチ11がターンオフし(モード2)、その
後主回路スイッチ12がターンオンし(モード7)、さ
らに主回路スイッチ14がターンオフし(モード9)、
さらにその後主回路スイッチ13がターンオンし(モー
ド14)、主回路スイッチ12,13のオン状態(モー
ド15)まで、すなわち負荷3の電流が反転するまでの
動作について、以下に説明をする。
主回路スイッチ11,14のオン状態(モード1)から
主回路スイッチ11がターンオフし(モード2)、その
後主回路スイッチ12がターンオンし(モード7)、さ
らに主回路スイッチ14がターンオフし(モード9)、
さらにその後主回路スイッチ13がターンオンし(モー
ド14)、主回路スイッチ12,13のオン状態(モー
ド15)まで、すなわち負荷3の電流が反転するまでの
動作について、以下に説明をする。
【0013】先ず主回路スイッチ11,14のオン状態
(モード1)では、直流電源1→直流リアクトル2→主
回路スイッチ11→負荷3→主回路スイッチ14→直流
電源1の経路で電流が流れている。次に補助スイッチ回
路31のIGBT31a,31dに駆動信号を与え、I
GBT31a,31dをオン状態にすると(モード
2)、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ
11→負荷3→主回路スイッチ14→直流電源1の経路
による主回路スイッチ11の電流が、転流リアクトル2
1a→IGBT31a→転流コンデンサ31e→IGB
T31dの経路の電流により減少する。この時の主回路
スイッチ11の電流の変化率(di/dt)は転流リア
クトル21aと転流コンデンサ31eとよる共振周波数
に基づいた値となり、モード2の期間の終わりには主回
路スイッチ11の電流が零となり、主回路スイッチ11
のターンオフ動作が完了する。
(モード1)では、直流電源1→直流リアクトル2→主
回路スイッチ11→負荷3→主回路スイッチ14→直流
電源1の経路で電流が流れている。次に補助スイッチ回
路31のIGBT31a,31dに駆動信号を与え、I
GBT31a,31dをオン状態にすると(モード
2)、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ
11→負荷3→主回路スイッチ14→直流電源1の経路
による主回路スイッチ11の電流が、転流リアクトル2
1a→IGBT31a→転流コンデンサ31e→IGB
T31dの経路の電流により減少する。この時の主回路
スイッチ11の電流の変化率(di/dt)は転流リア
クトル21aと転流コンデンサ31eとよる共振周波数
に基づいた値となり、モード2の期間の終わりには主回
路スイッチ11の電流が零となり、主回路スイッチ11
のターンオフ動作が完了する。
【0014】すなわち、主回路スイッチ11がターンオ
フすると、直流電源1→直流リアクトル2→転流リアク
トル21a→IGBT31a→転流コンデンサ31e→
IGBT31d→負荷3→主回路スイッチ14→直流電
源1の経路に電流が流れ(モード3)、このモード3の
期間中に主回路スイッチ11の駆動信号をオフにするが
前記経路の電流は継続する(モード4)。
フすると、直流電源1→直流リアクトル2→転流リアク
トル21a→IGBT31a→転流コンデンサ31e→
IGBT31d→負荷3→主回路スイッチ14→直流電
源1の経路に電流が流れ(モード3)、このモード3の
期間中に主回路スイッチ11の駆動信号をオフにするが
前記経路の電流は継続する(モード4)。
【0015】モード4の経路の電流により、転流コンデ
ンサ31eの両端電圧が零になると(モード5)、直流
電源1→直流リアクトル2→転流リアクトル21a→I
GBT31a,第1ダイオード31b及び第2ダイオー
ド31c,IGBT31d→負荷3→直流電源1の経路
に電流が流れる。このモード5の期間中に駆動信号によ
りIGBT31a,31dをオフにすると(モード
6)、直流電源1→直流リアクトル2→転流リアクトル
21a→第2ダイオード31c→転流コンデンサ31e
→第1ダイオード31b→負荷3→主回路スイッチ14
→直流電源1の経路に電流が流れる。
ンサ31eの両端電圧が零になると(モード5)、直流
電源1→直流リアクトル2→転流リアクトル21a→I
GBT31a,第1ダイオード31b及び第2ダイオー
ド31c,IGBT31d→負荷3→直流電源1の経路
に電流が流れる。このモード5の期間中に駆動信号によ
りIGBT31a,31dをオフにすると(モード
6)、直流電源1→直流リアクトル2→転流リアクトル
21a→第2ダイオード31c→転流コンデンサ31e
→第1ダイオード31b→負荷3→主回路スイッチ14
→直流電源1の経路に電流が流れる。
【0016】次に主回路スイッチ12に駆動信号を与
え、主回路スイッチ12をオン状態にすると(モード
7)、モード6の経路の電流が、直流電源1→直流リア
クトル2→主回路スイッチ12→主回路スイッチ14→
直流電源1の経路の電流により減少する。この時の補助
回路スイッチ31の電流の変化率(di/dt)は転流
リアクトル21aと転流コンデンサ31eとよる共振周
波数に基づいた値となり、モード7の期間の終わりには
補助回路スイッチ31の電流が零となり、補助スイッチ
回路31のターンオフ動作と主回路スイッチ12がター
ンオン動作とが完了し、モード8に移る。
え、主回路スイッチ12をオン状態にすると(モード
7)、モード6の経路の電流が、直流電源1→直流リア
クトル2→主回路スイッチ12→主回路スイッチ14→
直流電源1の経路の電流により減少する。この時の補助
回路スイッチ31の電流の変化率(di/dt)は転流
リアクトル21aと転流コンデンサ31eとよる共振周
波数に基づいた値となり、モード7の期間の終わりには
補助回路スイッチ31の電流が零となり、補助スイッチ
回路31のターンオフ動作と主回路スイッチ12がター
ンオン動作とが完了し、モード8に移る。
【0017】モード8では直流電源1→直流リアクトル
2→主回路スイッチ12→主回路スイッチ14→直流電
源1の経路に電流が流れ続け、その後、補助スイッチ回
路34のIGBT34a,34dに駆動信号を与え、I
GBT34a,34dをオン状態にすると(モード
9)、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ
12→主回路スイッチ14→直流電源1の経路の電流
が、IGBT34a→転流コンデンサ34e→IGBT
34d→転流リアクトル21bの経路の電流により減少
する。この時の主回路スイッチ14の電流の変化率(d
i/dt)は転流リアクトル21bと転流コンデンサ3
4eとよる共振周波数に基づいた値となり、モード9の
期間の終わりには主回路スイッチ14の電流が零とな
り、主回路スイッチ14のターンオフ動作が完了する。
2→主回路スイッチ12→主回路スイッチ14→直流電
源1の経路に電流が流れ続け、その後、補助スイッチ回
路34のIGBT34a,34dに駆動信号を与え、I
GBT34a,34dをオン状態にすると(モード
9)、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ
12→主回路スイッチ14→直流電源1の経路の電流
が、IGBT34a→転流コンデンサ34e→IGBT
34d→転流リアクトル21bの経路の電流により減少
する。この時の主回路スイッチ14の電流の変化率(d
i/dt)は転流リアクトル21bと転流コンデンサ3
4eとよる共振周波数に基づいた値となり、モード9の
期間の終わりには主回路スイッチ14の電流が零とな
り、主回路スイッチ14のターンオフ動作が完了する。
【0018】すなわち、主回路スイッチ14がターンオ
フすると、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイ
ッチ12→IGBT34a→転流コンデンサ34e→I
GBT34d→転流リアクトル21b→直流電源1の経
路に電流が流れ(モード10)、このモード10の期間
中に主回路スイッチ14の駆動信号をオフにするが前記
経路の電流は継続する(モード11)。
フすると、直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイ
ッチ12→IGBT34a→転流コンデンサ34e→I
GBT34d→転流リアクトル21b→直流電源1の経
路に電流が流れ(モード10)、このモード10の期間
中に主回路スイッチ14の駆動信号をオフにするが前記
経路の電流は継続する(モード11)。
【0019】モード11の経路の電流により、転流コン
デンサ34eの両端電圧が零になると(モード12)、
直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ12→
IGBT34a,第1ダイオード34b及び第2ダイオ
ード34c,IGBT34d→転流リアクトル21b→
直流電源1の経路に電流が流れる。このモード12の期
間中に駆動信号によりIGBT34a,34dをオフに
すると(モード13)、直流電源1→直流リアクトル2
→主回路スイッチ12→第2ダイオード34c→転流コ
ンデンサ34e→第1ダイオード34b→転流リアクト
ル21b→直流電源1の経路に電流が流れる。
デンサ34eの両端電圧が零になると(モード12)、
直流電源1→直流リアクトル2→主回路スイッチ12→
IGBT34a,第1ダイオード34b及び第2ダイオ
ード34c,IGBT34d→転流リアクトル21b→
直流電源1の経路に電流が流れる。このモード12の期
間中に駆動信号によりIGBT34a,34dをオフに
すると(モード13)、直流電源1→直流リアクトル2
→主回路スイッチ12→第2ダイオード34c→転流コ
ンデンサ34e→第1ダイオード34b→転流リアクト
ル21b→直流電源1の経路に電流が流れる。
【0020】次に主回路スイッチ13に駆動信号を与
え、主回路スイッチ13をオン状態にすると(モード1
4)、モード13の経路の電流が、直流電源1→直流リ
アクトル2→主回路スイッチ12→負荷3→主回路スイ
ッチ13→直流電源1の経路の電流により減少する。こ
の時の補助回路スイッチ34の電流の変化率(di/d
t)は転流リアクトル21bと転流コンデンサ34eと
よる共振周波数に基づいた値となり、モード14の期間
の終わりには補助回路スイッチ34の電流が零となり、
補助スイッチ回路34のターンオフ動作と主回路スイッ
チ13がターンオン動作とが完了し、モード15に移
る。
え、主回路スイッチ13をオン状態にすると(モード1
4)、モード13の経路の電流が、直流電源1→直流リ
アクトル2→主回路スイッチ12→負荷3→主回路スイ
ッチ13→直流電源1の経路の電流により減少する。こ
の時の補助回路スイッチ34の電流の変化率(di/d
t)は転流リアクトル21bと転流コンデンサ34eと
よる共振周波数に基づいた値となり、モード14の期間
の終わりには補助回路スイッチ34の電流が零となり、
補助スイッチ回路34のターンオフ動作と主回路スイッ
チ13がターンオン動作とが完了し、モード15に移
る。
【0021】モード15では直流電源1→直流リアクト
ル2→主回路スイッチ12→負荷3→主回路スイッチ1
3→直流電源1の経路に電流が流れ続けることにより、
負荷3の電流の反転動作が完了する。なお上述のモード
2からモード14の期間は、モード1又はモード15の
期間に比して僅かである。
ル2→主回路スイッチ12→負荷3→主回路スイッチ1
3→直流電源1の経路に電流が流れ続けることにより、
負荷3の電流の反転動作が完了する。なお上述のモード
2からモード14の期間は、モード1又はモード15の
期間に比して僅かである。
【0022】図2は、この発明の第2の実施例を示す電
流形電力変換器としての電流形インバータの回路構成図
であり、図1に示した実施例回路と同一機能を有するも
のには同一符号を付している。すなわち図2において
は、直流電源1,直流リアクトル2と、4組の主回路ス
イッチ11〜14からなる二相主回路ブリッジ10と、
4組の補助スイッチ回路31〜34からなる二相補助回
路回路ブリッジ30と、2組の転流リアクトル22a,
22bとから構成されている。
流形電力変換器としての電流形インバータの回路構成図
であり、図1に示した実施例回路と同一機能を有するも
のには同一符号を付している。すなわち図2において
は、直流電源1,直流リアクトル2と、4組の主回路ス
イッチ11〜14からなる二相主回路ブリッジ10と、
4組の補助スイッチ回路31〜34からなる二相補助回
路回路ブリッジ30と、2組の転流リアクトル22a,
22bとから構成されている。
【0023】図2に示した電流形インバータが図1の実
施例回路と異なっている点は、直流リアクトル2が二相
補助回路回路ブリッジ30の直流側端子に接続されてい
ることであり、この電流形インバータの動作は、上述の
図1の実施例回路の動作とほぼ同じであるので、その説
明を省略する。図3は、この発明の第3の実施例を示す
電流形電力変換器としての電流形インバータの回路構成
図であり、図1に示した実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付している。
施例回路と異なっている点は、直流リアクトル2が二相
補助回路回路ブリッジ30の直流側端子に接続されてい
ることであり、この電流形インバータの動作は、上述の
図1の実施例回路の動作とほぼ同じであるので、その説
明を省略する。図3は、この発明の第3の実施例を示す
電流形電力変換器としての電流形インバータの回路構成
図であり、図1に示した実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付している。
【0024】すなわち図3においては、直流電源1,直
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14そ
れぞれと4個の転流リアクトル23a〜23dそれぞれ
とを個別に直列接続し、これらの直列回路をブリッジ接
続してなる二相主回路ブリッジ10aと、4組の補助ス
イッチ回路31〜34からなる二相補助回路回路ブリッ
ジ30とから構成されている。
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14そ
れぞれと4個の転流リアクトル23a〜23dそれぞれ
とを個別に直列接続し、これらの直列回路をブリッジ接
続してなる二相主回路ブリッジ10aと、4組の補助ス
イッチ回路31〜34からなる二相補助回路回路ブリッ
ジ30とから構成されている。
【0025】図3に示した電流形インバータが図1の実
施例回路と異なっている点は、前述の二相主回路ブリッ
ジ10aが設置されていることであり、この電流形イン
バータの動作は、上述の図1の実施例回路の動作とほぼ
同じであるので、その説明を省略する。図4は、この発
明の第4の実施例を示す電流形電力変換器としての電流
形インバータの回路構成図であり、図1に示した実施例
回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。
施例回路と異なっている点は、前述の二相主回路ブリッ
ジ10aが設置されていることであり、この電流形イン
バータの動作は、上述の図1の実施例回路の動作とほぼ
同じであるので、その説明を省略する。図4は、この発
明の第4の実施例を示す電流形電力変換器としての電流
形インバータの回路構成図であり、図1に示した実施例
回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。
【0026】すなわち図4においては、直流電源1,直
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14か
らなる二相主回路ブリッジ10と、4組の補助スイッチ
回路31〜34それぞれと4個の転流リアクトル24a
〜24dそれぞれとを個別に直列接続し、これらの直列
回路をブリッジ接続してなる二相補助回路回路ブリッジ
30aとから構成されている。
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14か
らなる二相主回路ブリッジ10と、4組の補助スイッチ
回路31〜34それぞれと4個の転流リアクトル24a
〜24dそれぞれとを個別に直列接続し、これらの直列
回路をブリッジ接続してなる二相補助回路回路ブリッジ
30aとから構成されている。
【0027】図4に示した電流形インバータが図1の実
施例回路と異なっている点は、前述の二相補助回路ブリ
ッジ30aが設置されていることであり、この電流形イ
ンバータの動作は、上述の図1の実施例回路の動作とほ
ぼ同じであるので、その説明を省略する。図5は、この
発明の第5の実施例を示す電流形電力変換器としての電
流形インバータの回路構成図であり、図1に示した実施
例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。
施例回路と異なっている点は、前述の二相補助回路ブリ
ッジ30aが設置されていることであり、この電流形イ
ンバータの動作は、上述の図1の実施例回路の動作とほ
ぼ同じであるので、その説明を省略する。図5は、この
発明の第5の実施例を示す電流形電力変換器としての電
流形インバータの回路構成図であり、図1に示した実施
例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してい
る。
【0028】すなわち図5においては、直流電源1,直
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14か
らなる二相主回路ブリッジ10と、4組の補助スイッチ
回路31〜34からなる二相補助回路回路ブリッジ30
と、2組の転流リアクトル25a,25bとから構成さ
れている。図5に示した電流形インバータが図1の実施
例回路と異なっている点は、転流リアクトル25a,2
5bそれぞれが二相主回路ブリッジ10のそれぞれの交
流側端子と二相補助回路回路ブリッジ30のぞれぞれの
交流側端子との間に接続されていることであり、この電
流形インバータの動作は、上述の図1の実施例回路の動
作とほぼ同じであるので、その説明を省略する。
流リアクトル2と、4組の主回路スイッチ11〜14か
らなる二相主回路ブリッジ10と、4組の補助スイッチ
回路31〜34からなる二相補助回路回路ブリッジ30
と、2組の転流リアクトル25a,25bとから構成さ
れている。図5に示した電流形インバータが図1の実施
例回路と異なっている点は、転流リアクトル25a,2
5bそれぞれが二相主回路ブリッジ10のそれぞれの交
流側端子と二相補助回路回路ブリッジ30のぞれぞれの
交流側端子との間に接続されていることであり、この電
流形インバータの動作は、上述の図1の実施例回路の動
作とほぼ同じであるので、その説明を省略する。
【0029】なお、上述の第1〜第5の実施例では二相
の電流形インバータに適用した回路について説明をした
が、三相以上の電圧形インバータ、電流形コンバータに
もこの発明の回路を適用することができる。
の電流形インバータに適用した回路について説明をした
が、三相以上の電圧形インバータ、電流形コンバータに
もこの発明の回路を適用することができる。
【0030】
【発明の効果】この発明によれば、前記転流リアクトル
と補助スイッチ回路を構成する転流コンデンサとによる
共振回路によって、上述の如く前記主回路スイッチを構
成する半導体素子のターンオン又はターンオフ時の電圧
ストレスやスイッチング損失を軽減することができの
で、この電流形電力変換回路が小型になり、その変換効
率も改善される。
と補助スイッチ回路を構成する転流コンデンサとによる
共振回路によって、上述の如く前記主回路スイッチを構
成する半導体素子のターンオン又はターンオフ時の電圧
ストレスやスイッチング損失を軽減することができの
で、この電流形電力変換回路が小型になり、その変換効
率も改善される。
【図1】この発明の第1の実施例を示す電流形電力変換
回路の回路構成図
回路の回路構成図
【図2】この発明の第2の実施例を示す電流形電力変換
回路の回路構成図
回路の回路構成図
【図3】この発明の第3の実施例を示す電流形電力変換
回路の回路構成図
回路の回路構成図
【図4】この発明の第4の実施例を示す電流形電力変換
回路の回路構成図
回路の回路構成図
【図5】この発明の第5の実施例を示す電流形電力変換
回路の回路構成図
回路の回路構成図
【図6】従来例を示す電流形電力変換回路の回路構成図
1…直流電源、2…直流リアクトル、3…負荷、10,
10a…主回路ブリッジ、11〜14…主回路スイッ
チ、21a,21b,22a,22b,23a〜23
d,24a〜24d,25a,25b…転流リアクト
ル、30,30a…補助回路ブリッジ、31〜34…補
助スイッチ回路、31e〜34e…転流コンデンサ。
10a…主回路ブリッジ、11〜14…主回路スイッ
チ、21a,21b,22a,22b,23a〜23
d,24a〜24d,25a,25b…転流リアクト
ル、30,30a…補助回路ブリッジ、31〜34…補
助スイッチ回路、31e〜34e…転流コンデンサ。
Claims (5)
- 【請求項1】直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、 2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、 前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを
直列接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自
己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接
続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点
と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との
間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路
と、 2個の転流リアクトルとを備え、 前記主スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記
n相主回路ブリッジとし、 前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前
記n相補助回路ブリッジとし、 前記n相主回路ブリッジの一方の直流側端子と前記n相
補助回路ブリッジの一方の直流側端子との間に一方の転
流リアクトルを接続し、 前記n相主回路ブリッジの他方の直流側端子と前記n相
補助回路ブリッジの他方の直流側端子との間に他方の転
流リアクトルを接続し、 前記n相主回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前
記n相補助回路ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそ
れぞれ個別に接続したことを特徴とする電流形電力変換
回路。 - 【請求項2】請求項1に記載の電流形電力変換回路にお
いて、 前記n相主回路ブリッジの直流側端子それぞれに代えて
前記n相補助回路ブリッジの直流側端子それぞれを、こ
の電流形電力変換回路の直流側端子としたことを特徴と
する電流形電力変換回路。 - 【請求項3】直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、 2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、 前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを
直列接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自
己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接
続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点
と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との
間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路
と、 前記2n個の転流リアクトルとを備え、 前記それぞれの主スイッチ回路とそれぞれの転流リアク
トルとをそれぞれ個別に直列接続し、該主スイッチ回路
と転流リアクトルの直列回路それぞれをブリッジ接続し
て前記n相主回路ブリッジとし、 前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前
記n相補助回路ブリッジとし、 前記n相主回路ブリッジの直流側端子の両端と前記n相
補助回路ブリッジの直流側端子の両端とを並列接続し、 前記n相主回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前
記n相補助回路ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそ
れぞれ個別に接続したことを特徴とする電流形電力変換
回路。 - 【請求項4】直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、 2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、 前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを
直列接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自
己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接
続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点
と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との
間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路
と、 前記2n個の転流リアクトルとを備え、 前記主スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記
n相主回路ブリッジとし、 前記それぞれの補助スイッチ回路とそれぞれの転流リア
クトルとをそれぞれ個別に直列接続し、該補助スイッチ
回路と転流リアクトルの直列回路それぞれをブリッジ接
続して前記n相補助回路ブリッジとし、 前記n相主回路ブリッジの直流側端子の両端と前記n相
補助回路ブリッジの直流側端子の両端とを並列接続し、 前記n相主回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前
記n相補助回路ブリッジのそれぞれの交流側端子とをそ
れぞれ個別に接続してなることを特徴とする電流形電力
変換回路。 - 【請求項5】直流を交流に変換する又は交流を直流に変
換する電流形電力変換回路であって、 2n(n=正の整数)組の主自己消弧形素子と主ダイオ
ードとを直列接続してなる主スイッチ回路と、 前記2n組の第1自己消弧形素子と第1ダイオードとを
直列接続してなる回路の両端に第2ダイオードと第2自
己消弧形素子とを直列接続してなる回路の両端を並列接
続し、第1自己消弧形素子と第1ダイオードの接続点
と、第2ダイオードと第2自己消弧形素子の接続点との
間に転流コンデンサを接続した構成の補助スイッチ回路
と、 前記n個の転流リアクトルとを備え、 前記主スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前記
n相主回路ブリッジとし、 前記補助スイッチ回路のそれぞれをブリッジ接続して前
記n相補助回路ブリッジとし、 前記n相主回路ブリッジの直流側端子の両端と前記n相
補助回路ブリッジの直流側端子の両端とを並列接続し、 前記n相主回路ブリッジのそれぞれの交流側端子と、前
記n相補助回路ブリッジのそれぞれの交流側端子との間
に前記転流リアクトルをそれぞれ接続してなることを特
徴とする電流形電力変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210311A JPH1155954A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 電流形電力変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210311A JPH1155954A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 電流形電力変換回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1155954A true JPH1155954A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16587318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9210311A Withdrawn JPH1155954A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 電流形電力変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1155954A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6879062B2 (en) | 2000-03-18 | 2005-04-12 | Alstom | Electrical substation |
US6898089B2 (en) | 2000-03-18 | 2005-05-24 | Alstom | Solid state converter for high voltages |
CN102497126A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-13 | 阳光电源股份有限公司 | 风机变流器功率单元驱动电路 |
WO2015093039A1 (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | インバータ回路及びインバータ回路の生産方法 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210311A patent/JPH1155954A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6879062B2 (en) | 2000-03-18 | 2005-04-12 | Alstom | Electrical substation |
US6898089B2 (en) | 2000-03-18 | 2005-05-24 | Alstom | Solid state converter for high voltages |
CN102497126A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-13 | 阳光电源股份有限公司 | 风机变流器功率单元驱动电路 |
WO2015093039A1 (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | インバータ回路及びインバータ回路の生産方法 |
JP2015119593A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | インバータ回路及びインバータ回路の生産方法 |
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