JP3104736B2 - Bridge type inverter device - Google Patents
Bridge type inverter deviceInfo
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Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bridge type, a half bridge type or a polyphase inverter device.
【0002】[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、主スイッチのみならず部分共振用
スイッチの損失の低減を確実且つ容易に達成することが
できるインバータ装置が要求されている。2. Description of the Related Art When a switch of a bridge type inverter for converting DC to AC is turned on / off, switching loss occurs. To solve this kind of problem, partial resonance is used to switch the switch to ZCS (Zero Current Switching) or ZVS.
(Zero voltage switching) has been proposed to reduce switching loss, surge voltage and noise. However, there is a demand for an inverter device capable of reliably and easily reducing the loss of not only the main switch but also the partial resonance switch.
【0003】そこで本発明の目的は上記要求に応えるこ
とができるブリッジ型インバータ装置を提供することに
ある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a bridge type inverter device which can meet the above demand.
【0004】[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少な
くとも1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、前記スイッチ回路が、前記直流電源1の一端と他
端との間に接続された第1及び第2の主スイッチTR1
、TR2の直列回路と、前記直流電源1の一端と他端と
の間に接続された第1及び第2の補助スイッチS1 、S
2 の直列回路と、前記第1及び第2のスイッチTR1 、
TR2 に逆並列接続された第1及び第2のダイオードD
1 、D2 と、前記第1及び第2の補助スイッチS1 、S
2 に逆並列接続された第3及び第4のダイオードD3 、
D4 と、前記第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2
の相互接続中点と前記第1及び第2の補助スイッチS1
、S2 の相互接続中点との間に接続された共振用コン
デンサC1 と、前記共振用コンデンサC1 に対して並列
に第3及び第4の補助スイッチS3 、S4 の逆並列回路
を介して接続された共振用リアクトルL1 とから成り、
且つ前記第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 を制
御するための第1及び第2の主制御パルスと第1、第
2、第3及び第4の補助スイッチ(S1 、S2 、S3 、
S4 )を制御するための第1、第2、第3、第4の補助
制御パルスとを発生する制御回路が設けられていること
を特徴とするインバ−タ装置に係わるものである。請求
項2に示すように請求1項の制御回路が、第1及び第2
の主制御パルスを相互間に所定時間間隔Ta を有して交
互に発生し、前記所定時間間隔Ta が前記コンデンサC
1 と前記リアクトルL1 とに基づく正弦波状共振電流波
形の0度から90度以上までに相当する時間幅に設定さ
れ、前記第1の制御パルスの後縁と同時又はこれよりも
前の時点で前記第2及び第4の移動スイッチS2 、S4
をオン状態に制御し、前記第2の主制御パルスの前縁と
同時又はこれよりも後の時点で前記第2の補助スイッチ
S2 をオフ状態に制御し、前記第2の補助スイッチS2
がオフ状態に転換した時点から前記共振電流波形の90
〜180度区間に相当する時間が経過した時点で前記第
4の補助スイッチS4 を自然又は強制的にオフ状態に転
換させ、前記第2の主制御パルスの後縁と同時又はこれ
よりも前の時点で前記第1及び第3の補助スイッチS1
、S3 をオン状態に制御し、前記第1の主制御パルス
の前縁と同時又はこれよりも後の時点で前記第1の補助
スイッチS1 をオフ状態に制御し、前記第1の補助スイ
ッチS1 がオフ状態に転換した時点から前記共振電流波
形の90〜180度区間に相当する時間が経過した時点
で前記第3の補助スイッチS3 を自然又は強制的にオフ
状態に転換させるように構成されていることが望まし
い。また請求項3に従う発明は、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、前記直流電源1の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の直列回路から
成り、前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2
)の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回路
と、前記直流電源1の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の補助スイッチS1 、S2 の直列回路と、前
記第1及び第2のスイッチTR1 、TR2 に逆並列接続
された第1及び第2のダイオードD1 、D2 と、前記第
1及び第2の補助スイッチS1 、S2 に逆並列接続され
た第3及び第4のダイオードD3 、D4 と、前記第3及
び第4のダイオードD3 、D4 と同一の方向性を有して
前記直流電源1の一端と他端との間に接続された第5及
び第6のダイオードDa 、Db の直列回路と、前記第1
及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の相互接続中点と
前記第5及び第6のダイオードDa 、Db の相互接続中
点との間に接続された共振用コンデンサC1 と、前記第
1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の相互接続中点
と前記第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 の相互接
続中点との間に接続されたリアクトルL1 と、前記第1
及び第2の補助スイッチS1 、S2 の相互接続中点と前
記第5及び第6のダイオードDa 、Db の相互接続中点
との間に接続された第3及び第4の補助スイッチS3 、
S4 の逆並列回路と、前記第5のダイオードDa又は前
記第6のダイオードDb に並列に接続されたコンデンサ
充電回路とから成り、且つ前記第1及び第2の主スイッ
チTR1 、TR2 を制御するための第1及び第2の主制
御パルスと第1、第2、第3及び第4の補助スイッチ
(S1 、S2、S3 、S4 )を制御するための第1、第
2、第3、第4の補助制御パルスとを発生する制御回路
が設けられていることを特徴とするインバ−タ装置に係
わるものである。請求項4に示すように請求項3の制御
回路が、第1及び第2の主制御パルスを相互間に所定時
間間隔Ta を有して交互に発生し、前記所定時間間隔T
a が前記コンデンサC1 と前記リアクトルL1 とに基づ
く正弦波状共振電流波形の0度から90度以上までに相
当する時間幅に設定され、前記第1の主制御パルスの後
縁と同時又はこれよりも前の時点で前記第2及び第4の
補助スイッチS2 、S4 をオン状態に制御し、前記第2
の主制御パルスの前縁と同時又はこれよりも後の時点で
前記第2の補助スイッチS2 をオフ状態に制御し、前記
第2の補助スイッチS2 がオフ状態に転換した時点から
前記共振電流波形の90〜180度区間に相当する時間
が経過した時点で前記第4の補助スイッチS4 を自然又
は強制的にオフ状態に転換させ、前記第2の主制御パル
スの後縁と同時又はこれよりも前の時点で前記第1及び
第3の補助スイッチS1 、S3 をオン状態に制御し、前
記第1の主制御パルスの前縁と同時又はこれよりも後の
時点で前記第1の補助スイッチS1 をオフ状態に制御
し、前記第1の補助スイッチS1 がオフ状態に転換した
時点から前記共振電流波形の90〜180度区間に相当
する時間が経過した時点で前記第3の補助スイッチS3
を自然又は強制的にオフ状態に転換させる用に構成され
ていることがのぞましい。また、請求項6に従う発明
は、直流電源の一端と他端との間に少なくとも1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、前記スイ
ッチ回路が、前記直流電源1の一端と他端との間に接続
された第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の直列
回路から成り、前記第1及び第2の主スイッチ(TR1
、TR2 )の相互接続中点が負荷に接続されている主
変換回路と、前記直流電源1の一端と他端との間に接続
された第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 の直列回
路と、前記第1及び第2のスイッチTR1 、TR2 に逆
並列接続された第1及び第2のダイオードD1 、D2
と、前記第1及び第2のダイオードD1 、D2 と同一の
方向性を有して前記直流電源1の一端と他端との間に接
続された第3及び第4のダイオードD3 、D4 の直列回
路と、前記第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 の直
列回路中に配置され且つ前記第1及び第2の補助スイッ
チS1 、S2 の相互間において互いに直列に接続された
第1及び第2のリアクトルL1a、L1bと、前記第1及び
第2のリアクトルL1a、L1bの相互接続中点と前記第3
及び第4のダイオードD3 、D4 の相互接続中点との間
に接続された共振用コンデンサC1 と、前記第1のリア
クトルL1aと前記コンデンサC1 とに対して並列に接続
された第3の補助スイッチS3 と、前記第3の補助スイ
ッチS3 と反対の方向性を有して前記第2のリアクトル
L1bと前記コンデンサC1 とに対して並列に接続された
第4の補助スイッチS4 と、前記第3のダイオードD3
又は前記第4のダイオードD4 に対して並列に接続され
たコンデンサ充電回路7とから成り、且つ前記第1及び
第2の主スイッチTR1 、TR2 を制御するための第1
及び第2の主制御パルスと第1、第2、第3及び第4の
補助スイッチ(S1 、S2 、S3 、S4 )を制御するた
めの第1、第2、第3、第4の補助制御パルスとを発生
する制御回路が設けられていることを特徴とするインバ
−タ装置に係わるものである。なお、請求項7に示すよ
うに請求項6の制御回路が、第1及び第2の主制御パル
スを相互間に所定時間間隔Ta を有して交互に発生し、
前記所定時間間隔Taが前記コンデンサC1 と前記第2
のリアクトルL1bとに基づく正弦波状共振電流波形の0
度から90度以上までに相当する時間幅に設定され、前
記第1の制御パルスの後縁と同時又はこれよりも前の時
点で前記第2の補助スイッチS2 をオン状態に制御し、
前記第2の主制御パルスの前縁と同時又はこれよりも後
の時点で前記第2の補助スイッチS2 をオフ状態に制御
し、前記第2の主制御パルスの前縁と前記第2の補助ス
イッチS2 がオフ状態転換時点との間で前記第4の補助
スイッチS4 をオン状態に転換し、この転換時点から前
記コンデンサC1 と前記第2のリアクトルL1bとの共振
電流波形の90〜180度区間に相当する時間が経過し
た時点で前記第4の補助スイッチS4 を自然又は強制的
にオフ状態に転換させ、前記第2の主制御パルスの後縁
と同時又はこれよりも前の時点で前記第1の補助スイッ
チS1 をオン状態に制御し、前記第1の主制御パルスの
前縁と同時又はこれよりも後の時点で前記第1の補助ス
イッチS1 をオフ状態に制御し、前記第1の主制御パル
スの前縁と前記第1の補助スイッチS1 のオフ状態転換
時点との間で前記第3の補助スイッチS3 をオン状態に
転換し、この転換時点から前記コンデンサC1 と前記第
1のリアクトルL1aと共振電流波形の90〜180度区
間に相当する時間が経過した時点で前記第3の補助スイ
ッチS3 を自然又は強制的にオフ状態に転換させるよう
に構成されていることが望ましい。なお、請求項5及び
8に示すようにコンデンサC1 の充電回路を設けること
が望ましい。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 will be described with reference to the reference numerals in the drawings showing an embodiment. Switch circuits are connected to each other, and a current in a first direction and a second current opposite to the first direction are supplied to the load by the switch circuits.
In a bridge-type or half-bridge-type or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current in the direction of, the switch circuit is connected between one end and the other end of the DC power supply 1. Second main switch TR1
, TR2 and first and second auxiliary switches S1, S2 connected between one end and the other end of the DC power supply 1.
2 and the first and second switches TR1,
First and second diodes D connected in anti-parallel to TR2
1, D2 and the first and second auxiliary switches S1, S2
A third and a fourth diode D3 connected in anti-parallel to
D4 and the first and second main switches TR1, TR2.
And the first and second auxiliary switches S1
, S2 and a resonance capacitor C1 connected between the interconnection middle points of the first and second auxiliary switches S3 and S4 in parallel with the resonance capacitor C1 via an anti-parallel circuit of third and fourth auxiliary switches S3 and S4. And a resonance reactor L1
And first and second main control pulses for controlling the first and second main switches TR1 and TR2 and first, second, third and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3,
The present invention relates to an inverter device provided with a control circuit for generating first, second, third and fourth auxiliary control pulses for controlling S4). According to a second aspect, the control circuit of the first aspect includes first and second control circuits.
Are alternately generated with a predetermined time interval Ta therebetween, and the predetermined time interval Ta
Is set to a time width corresponding to 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform based on 1 and the reactor L1, and at the same time as or before the trailing edge of the first control pulse, Second and fourth moving switches S2, S4
Is turned on, the second auxiliary switch S2 is turned off at the same time as or after the leading edge of the second main control pulse, and the second auxiliary switch S2 is turned on.
From the point at which the switch is turned off.
When the time corresponding to the section of .about.180 degrees has elapsed, the fourth auxiliary switch S4 is naturally or forcibly switched to the off state, and is simultaneously or before the trailing edge of the second main control pulse. At this time, the first and third auxiliary switches S1
, S3 are turned on, and at the same time as or after the leading edge of the first main control pulse, the first auxiliary switch S1 is turned off, and the first auxiliary switch S1 is turned off. The third auxiliary switch S3 is naturally or forcibly switched to the off state when a time corresponding to the section of 90 to 180 degrees of the resonance current waveform elapses from the time when the switch is turned off. Is desirable. According to a third aspect of the present invention, one or a plurality of switch circuits are connected between one end and the other end of the DC power supply, and a current in a first direction and a second current opposite thereto are supplied to the load by the switch circuits. In a bridge-type, half-bridge-type, or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current in the direction of, at least one of the switch circuits is connected between one end and the other end of the DC power supply 1. The first and second main switches (TR1, TR2) comprise a series circuit of first and second main switches TR1, TR2.
A) a main conversion circuit having a connection midpoint connected to a load, and a series circuit of first and second auxiliary switches S1 and S2 connected between one end and the other end of the DC power supply 1. First and second diodes D1, D2 connected in anti-parallel to the first and second switches TR1, TR2, and third and second diodes D1, D2 connected in anti-parallel to the first and second auxiliary switches S1, S2. Fourth diodes D3 and D4, and fifth and sixth diodes D3 and D4 connected between one end and the other end of the DC power supply 1 in the same direction as the third and fourth diodes D3 and D4. And a series circuit of diodes Da and Db
A resonance capacitor C1 connected between an interconnection point of the second main switches TR1 and TR2 and an interconnection point of the fifth and sixth diodes Da and Db; A reactor L1 connected between an interconnection midpoint of the main switches TR1 and TR2 of the first and second sub-switches S1 and S2;
And third and fourth auxiliary switches S3, connected between the interconnection midpoint of the second and third auxiliary switches S1, S2 and the interconnection midpoint of the fifth and sixth diodes Da, Db.
S4 and a capacitor charging circuit connected in parallel with the fifth diode Da or the sixth diode Db, and for controlling the first and second main switches TR1 and TR2. For controlling the first and second main control pulses and the first, second, third and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3, S4). And a control circuit for generating the auxiliary control pulse. According to a fourth aspect of the present invention, the control circuit of the third aspect generates the first and second main control pulses alternately with a predetermined time interval Ta therebetween, and the predetermined time interval T
a is set to a time width corresponding to 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform based on the capacitor C1 and the reactor L1, and at the same time as or after the trailing edge of the first main control pulse. At the previous time, the second and fourth auxiliary switches S2 and S4 are turned on, and the second and fourth auxiliary switches S2 and S4 are turned on.
At the same time as or after the leading edge of the main control pulse, the second auxiliary switch S2 is turned off, and the resonance current waveform starts from the time when the second auxiliary switch S2 is turned off. When the time corresponding to the 90 to 180 degree section has elapsed, the fourth auxiliary switch S4 is turned off naturally or forcibly, and simultaneously with or after the trailing edge of the second main control pulse. The first and third auxiliary switches S1 and S3 are controlled to be turned on at an earlier time, and the first auxiliary switch S1 is controlled at the same time as or after the leading edge of the first main control pulse. Is turned off, and the third auxiliary switch S3 is turned on when a time corresponding to the 90 to 180 degree section of the resonance current waveform has elapsed since the first auxiliary switch S1 was turned off.
Preferably, it is configured to naturally or forcibly turn the switch off. In the invention according to claim 6, at least one switch circuit is connected between one end and the other end of the DC power supply, and a current in a first direction and a second current opposite thereto are supplied to the load by the switch circuit. In a bridge-type, half-bridge-type, or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current in one direction, the first and second switch circuits are connected between one end and the other end of the DC power supply 1. 2 main switch TR1 and a series circuit of TR2, the first and second main switches (TR1
, TR2) and a series circuit of a first and a second auxiliary switch S1, S2 connected between one end and the other end of the DC power supply 1, and a main conversion circuit having an interconnection midpoint connected to a load. And first and second diodes D1, D2 connected in anti-parallel to the first and second switches TR1, TR2.
And a series connection of a third and a fourth diode D3, D4 connected between one end and the other end of the DC power supply 1 in the same direction as the first and second diodes D1, D2. A first and second auxiliary switch S1, S2 arranged in a series circuit and connected in series with each other between the first and second auxiliary switches S1, S2. Of the first and second reactors L1a and L1b and the third and third reactors L1a and L1b.
And a resonance capacitor C1 connected between the interconnection point of the fourth diodes D3 and D4, and a third auxiliary switch connected in parallel to the first reactor L1a and the capacitor C1. S3, a fourth auxiliary switch S4 connected in parallel to the second reactor L1b and the capacitor C1 with a direction opposite to that of the third auxiliary switch S3, Diode D3
Or a capacitor charging circuit 7 connected in parallel with the fourth diode D4 and for controlling the first and second main switches TR1, TR2.
And first, second, third, and fourth auxiliary controls for controlling the second main control pulse and the first, second, third, and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3, S4). The present invention relates to an inverter device provided with a control circuit for generating pulses. According to a seventh aspect, the control circuit of the sixth aspect generates the first and second main control pulses alternately with a predetermined time interval Ta therebetween.
The predetermined time interval Ta is equal to the time between the capacitor C1 and the second
Of the sinusoidal resonance current waveform based on the reactor L1b
The second auxiliary switch S2 is turned on at the same time as or before the trailing edge of the first control pulse.
At the same time as or after the leading edge of the second main control pulse, the second auxiliary switch S2 is turned off, and the leading edge of the second main control pulse and the second auxiliary switch S2 are controlled. The fourth auxiliary switch S4 is turned on between the time when the switch S2 is turned off and the 90-180 degree section of the resonance current waveform between the capacitor C1 and the second reactor L1b from this time. At the point in time when the time corresponding to elapses, the fourth auxiliary switch S4 is naturally or forcibly turned off, and at the same time as or before the trailing edge of the second main control pulse, the fourth auxiliary switch S4 is turned off. The first auxiliary switch S1 is turned on, and the first auxiliary switch S1 is turned off at the same time as or after the leading edge of the first main control pulse. The leading edge of the main control pulse and the first complement The third auxiliary switch S3 is turned on between the time when the auxiliary switch S1 is turned off, and the capacitor C1, the first reactor L1a, the 90-180 degree section of the resonance current waveform from this time. It is desirable that the third auxiliary switch S3 be naturally or forcibly switched to the off state at the time when the time corresponding to has elapsed. It is desirable to provide a charging circuit for the capacitor C1 as described in claims 5 and 8.
【0005】[0005]
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、第1
〜第4の補助スイッチS1 〜S4 の働きによって共振電
流を正確に流すことができ、第1及び第2の主スイッチ
TR1 、TR2のZVS効果を確実に得ることができ
る。また、第1〜第4の補助スイッチS1〜S4 のZV
S又はZCS効果を得ることもできる。また、直流電源
の中点電位を使用しない簡単な回路でZVS又はZCS
効果を得ることができる。According to the invention of each claim, the first aspect is as follows.
The resonance current can be made to flow accurately by the functions of the fourth to fourth auxiliary switches S1 to S4, and the ZVS effect of the first and second main switches TR1 and TR2 can be reliably obtained. The ZV of the first to fourth auxiliary switches S1 to S4
An S or ZCS effect can also be obtained. In addition, ZVS or ZCS is a simple circuit that does not use the midpoint potential of the DC power supply.
The effect can be obtained.
【0006】[0006]
【第1の実施例】次に、図1〜図4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。First Embodiment Next, a bridge type inverter device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, this inverter device is configured to convert a DC voltage of a DC power supply 1 into an AC by a bridge type inverter circuit and supply the AC to a load 2. The DC power supply 1 includes a rectifier circuit or a battery, and the load 2 includes, for example, an output transformer 3 and a load circuit 4 connected thereto.
【0007】インバータ回路は、典型的なインバータと
同様に第1、第2、第3及び第4の主スイッチTR1 、
TR2 、TR3 、TR4 と、第1、第2、第3、第4、
第5、第6、第7及び第8のダイオードD1 、D2 、D
3 、D4 、D5 、D6 、D7、D8 を有する他に、第
1、第2、第3、第4、第5、第6、第7及び第8の補
助スッチS1 、S2 、S3 、S4 、S5 、S6 、S7 、
S8 と、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 とを有する。The inverter circuit includes first, second, third, and fourth main switches TR1,
TR2, TR3, TR4 and the first, second, third, fourth,
Fifth, sixth, seventh and eighth diodes D1, D2, D
, D4, D5, D6, D7, D8, as well as the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth auxiliary switches S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7,
S8, the first and second capacitors C1, C2, and the first
And second reactors L1 and L2.
【0008】第1〜第4の主スイッチTR1 〜TR4 及
び第1、第2、第5及び第6の補助スイッチS1 、S2
、S5 、S6 はバイポーラトランジスタで構成されて
いる。しかし、第3、第4、第7及び第8の補助スイッ
チS3 、S4 、S7 、S8 はサイリスタで構成されてい
る。第1の主スイッチTR1 は電源1の一端と負荷2の
一端との間に接続され、第2の主スイッチTR2 は負荷
2の一端と電源1の他端との間に接続され、第3の主ス
イッチTR3 は電源1の一端と負荷2の他端との間に接
続され、第4の主スイッチTR4 は負荷2の他端と電源
1の他端との間に接続されている。第1及び第2の主ス
イッチTR1 、TR2 の直列回路は第1の主変換回路と
して働き、第3及び第4の主スイッチTR3 、TR4 の
直列回路は第2の主変換回路として働く。The first to fourth main switches TR1 to TR4 and the first, second, fifth and sixth auxiliary switches S1, S2
, S5 and S6 are constituted by bipolar transistors. However, the third, fourth, seventh and eighth auxiliary switches S3, S4, S7, S8 are constituted by thyristors. The first main switch TR1 is connected between one end of the power supply 1 and one end of the load 2, the second main switch TR2 is connected between one end of the load 2 and the other end of the power supply 1, The main switch TR3 is connected between one end of the power supply 1 and the other end of the load 2, and the fourth main switch TR4 is connected between the other end of the load 2 and the other end of the power supply 1. The series circuit of the first and second main switches TR1 and TR2 functions as a first main conversion circuit, and the series circuit of the third and fourth main switches TR3 and TR4 functions as a second main conversion circuit.
【0009】第1、第2、第3、第4、第5、第6、第
7及び第8のダイオードD1 、D2、D3 、D4 、D5
、D6 、D7 、D8 は第1、第2の主スイッチTR1
、TR2 と第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 と
第3及び第4の主スイッチTR3、TR4 と第5及び第
6の補助スイッチS5 、S6 にそれぞれ逆方向並列に接
続されている。なお、第1〜第4の主スイッチTR1 〜
TR4 及び第1、第2、第5及び第6の補助スイッチS
1 、S2 、S5 、S6 を、ソースがサブストレートに接
続された構造の絶縁ゲート型(MOS型)電界効果トラ
ンジスタとした場合には、これに内蔵されたダイオード
をD1 〜D8 とすることができる。First, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth diodes D1, D2, D3, D4, D5
, D6, D7, D8 are the first and second main switches TR1
, TR2, the first and second auxiliary switches S1, S2, the third and fourth main switches TR3, TR4, and the fifth and sixth auxiliary switches S5, S6 are connected in parallel in the reverse direction. The first to fourth main switches TR1 to TR1
TR4 and the first, second, fifth and sixth auxiliary switches S
In the case where 1, S2, S5 and S6 are insulated gate (MOS) field effect transistors having a structure in which the sources are connected to the substrate, the diodes incorporated therein can be D1 to D8. .
【0010】第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 は
電源1の一端と他端との間において互いに直列に接続さ
れ、第5及び第6の補助スイッチS5 、S6 も電源1の
一端と他端との間において互いに直列に接続されてい
る。第3及び第4の補助スイッチS3 、S4 は互いに逆
並列回路を形成し、これが第1のリアクトルL1 を介し
て第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の相互接続
中点と第1及び第2の補助スイッチS1 、S2 の相互接
続中点との間に接続されている。第1のコンデンサC1
は第3及び第4の補助スイッチS3 、S4 の逆並列回路
と第1のリアクトルL1 の直列回路に対して並列に接続
されている。第5及び第6の補助スイッチS5 、S6 は
電源1の一端と他端との間で直列に接続されている。第
7及び第8の補助スイッチS7 、S8 は互いに逆並列回
路を形成し、この逆並列回路が第2のリアクトルL2 を
介して第3及び第4の主スイッチTR3 、TR4 の相互
接続中点と第5及び第6の補助スイッチS5 、S6 の相
互接続中点との間に接続されている。第2のコンデンサ
C2 は第3及び第4の主スイッチTR3 、TR4 の相互
接続中点と第5及び第6の補助スイッチS5 、S6 の相
互接続中点との間に接続されている。図1において負荷
2の左側の点線で囲んで示す第1のスイッチ回路(第1
のハーフブリッジ回路)5aと負荷2の右側の点線で囲
んで示す第2のスイッチ回路(第2のハーフブリッジ回
路)5bとは同一構成である。The first and second auxiliary switches S1 and S2 are connected in series between one end and the other end of the power supply 1, and the fifth and sixth auxiliary switches S5 and S6 are also connected to one end of the power supply 1 and the other. The terminals are connected in series with each other. The third and fourth auxiliary switches S3, S4 form an anti-parallel circuit with each other, which is connected via the first reactor L1 to the interconnection point of the first and second main switches TR1, TR2 with the first and the second. The two auxiliary switches S1 and S2 are connected between the interconnection middle points. First capacitor C1
Is connected in parallel to the anti-parallel circuit of the third and fourth auxiliary switches S3 and S4 and the series circuit of the first reactor L1. The fifth and sixth auxiliary switches S5 and S6 are connected in series between one end and the other end of the power supply 1. The seventh and eighth auxiliary switches S7 and S8 form an anti-parallel circuit, and this anti-parallel circuit is connected via a second reactor L2 to the middle point of the interconnection of the third and fourth main switches TR3 and TR4. The fifth and sixth auxiliary switches S5 and S6 are connected between the interconnection middle points. The second capacitor C2 is connected between the interconnection midpoint of the third and fourth main switches TR3, TR4 and the interconnection midpoint of the fifth and sixth auxiliary switches S5, S6. In FIG. 1, a first switch circuit (first
And a second switch circuit (second half-bridge circuit) 5b surrounded by a dotted line on the right side of the load 2 have the same configuration.
【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TR1 〜TR4
、S1 〜S8 の制御端子(ベース)又はゲートは制御
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の主制御パルス
発生回路7、8、9、10と、第1〜第8の補助制御パ
ルス発生回路11、12、13、14、15、16、1
7、18と、発振器19と、位相制御回路20とを有す
る。第1及び第2の主制御パルス発生回路7、8は発振
器19に制御されて図3の(A)(B)に示す第1及び
第2の主制御パルスを発生し、第1及び第2の主スイッ
チTR1 、TR2 のベースに供給する。第3及び第4の
主制御パルス発生回路9、10は発振器19と位相制御
回路20に制御されて図3(C)(D)に示す第3及び
第4の主制御パルスを発生し、第3及び第4の主スイッ
チTR3 、TR4 のベースに供給する。第1及び第2の
主制御パルスと第3及び第4の主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の主制御パルスは相互に時間間隔
Taを有して交互に発生し、図3(C)(D)の第3及
び第4の主制御パルスも時間間隔Taを有して交互に発
生する。この時間間隔Taは各コンデンサC1 、C2 が
充電された状態において補助スイッチS3 、S4 、S7
、S8 がオンになり、共振動作でC1 、C2 の電荷の
ほぼ全部が放出されるまでに要する時間に設定されてい
る。即ち、Ta は正弦波共振電流波形の0〜90度以上
の時間幅に設定されている。In FIG. 1, some of the interconnecting lines are omitted for the sake of illustration, but each of the switches TR1 to TR4
, S1 to S8 have their control terminals (bases) or gates connected to the control circuit 6. As shown in FIG. 2, the control circuit 6 includes first, second, third, and fourth main control pulse generation circuits 7, 8, 9, 10, and first to eighth auxiliary control pulse generation circuits. Circuits 11, 12, 13, 14, 15, 16, 1
7 and 18, an oscillator 19, and a phase control circuit 20. The first and second main control pulse generation circuits 7 and 8 are controlled by the oscillator 19 to generate the first and second main control pulses shown in FIGS. To the bases of the main switches TR1 and TR2. The third and fourth main control pulse generation circuits 9 and 10 are controlled by the oscillator 19 and the phase control circuit 20 to generate the third and fourth main control pulses shown in FIGS. It supplies to the bases of the third and fourth main switches TR3, TR4. The first and second main control pulses and the third and fourth main control pulses are the same except that they have a phase difference therebetween. FIG. 3 (A)
The first and second main control pulses of FIG. 3B alternately occur with a time interval Ta, and the third and fourth main control pulses of FIGS. 3C and 3D also have a time interval Ta. And occur alternately. This time interval Ta is determined by the auxiliary switches S3, S4, S7 while the capacitors C1, C2 are charged.
, S8 are turned on, and the time required until almost all of the charges of C1 and C2 are released in the resonance operation is set. That is, Ta is set to a time width of 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform.
【0012】第1及び第3の補助制御パルス発生回路1
1、13は第2の主制御パルス発生回路8に接続され、
図3(E)(G)に示すように図3(B)の第2の主制
御パルスの後縁時点t6 に同期して主制御パルスの相互
時間間隔(デッド・タイム)Ta以上のパルスを発生す
る。第1の補助スイッチS1 に供給する第1の補助制御
パルスの幅は図3のt6 時点から少なくともt7 時点以
上までの幅であると共に第1の主制御パルスの後縁時点
t12よりも前までの幅であることが望ましい。また、第
3の補助スイッチS3 に供給する第3の補助制御パルス
の幅はt6 時点から少なくとも第1の補助制御パルスの
後縁時点t8 以上までの幅であると共に第1の主制御パ
ルスの後縁時点t12よりも前までの幅であることが望ま
しい。第2及び第4の補助制御パルス発生回路14は第
1の主制御パルス発生回路7に接続され、図3(F)
(H)に示すように図3(A)の第1の主制御パルスの
後縁時点t0 に同期して相互時間間隔(デッド・タイ
ム)Ta以上のパルスを発生する。第2の補助スイッチ
S2 に供給する第2の補助制御パルスの幅は図3のt0
時点から少なくともt1 時点以上までの幅であると共
に、第2の主制御パルスの後縁時点t6 よりも前までの
幅であることが望ましい。また、第4の補助スイッチS
4 に供給する第4の補助制御パルスの幅はt0 時点から
少なくとも第2の補助制御パルスの後縁時点t2 以上ま
での幅であると共に、第2の主制御パルスの後縁時点t
6 よりも前までの幅であることが望ましい。第5〜第8
の補助制御パルス発生回路15〜18は図2に示すよう
に第3及び第4の主制御パルス発生回路10に接続さ
れ、第1〜第4の補助制御パルスの第1及び第2の主制
御パルスの関係と同様な関係が第3及び第4の主制御パ
ルスとの間に得られるように第5〜第8の補助制御パル
スが形成される。First and third auxiliary control pulse generating circuits 1
1, 13 are connected to the second main control pulse generation circuit 8,
As shown in FIGS. 3 (E) and 3 (G), a pulse longer than the mutual time interval (dead time) Ta of the main control pulse is synchronized with the trailing edge time t6 of the second main control pulse in FIG. 3 (B). Occur. The width of the first auxiliary control pulse supplied to the first auxiliary switch S1 is the width from time t6 to at least time t7 in FIG. 3 and before the trailing edge time t12 of the first main control pulse. Desirably the width. The width of the third auxiliary control pulse supplied to the third auxiliary switch S3 is the width from time t6 to at least the trailing edge time t8 of the first auxiliary control pulse and the width of the third auxiliary control pulse after the first main control pulse. It is desirable that the width be before the edge time t12. The second and fourth auxiliary control pulse generation circuits 14 are connected to the first main control pulse generation circuit 7, and the second and fourth auxiliary control pulse generation circuits 7
As shown in FIG. 3H, a pulse longer than the mutual time interval (dead time) Ta is generated in synchronization with the trailing edge time t0 of the first main control pulse in FIG. The width of the second auxiliary control pulse supplied to the second auxiliary switch S2 is t0 in FIG.
It is desirable that the width be from the time point to at least the time point t1 and before the trailing edge time point t6 of the second main control pulse. Also, a fourth auxiliary switch S
4, the width of the fourth auxiliary control pulse is from at time t0 to at least the trailing edge time t2 of the second auxiliary control pulse, and the width of the trailing edge time t2 of the second main control pulse.
It is desirable that the width be less than 6. 5th to 8th
The auxiliary control pulse generation circuits 15 to 18 are connected to the third and fourth main control pulse generation circuits 10 as shown in FIG. 2, and the first and second main control of the first to fourth auxiliary control pulses are performed. The fifth to eighth auxiliary control pulses are formed such that a relationship similar to the relationship between the pulses is obtained between the third and fourth main control pulses.
【0013】[0013]
【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の主スイッ
チTR1 、TR4 が同時にオンの期間に電源1と第1の
主スイッチTR1 と負荷2と第4の主スイッチTR4 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の主スイッチTR2 、TR3 が同時にオンの期
間に電源1と第3の主スイッチTR3 と負荷2と第2の
主スイッチTR2とから成る回路で負荷2に第2の方向
の電流が流れる。[Operation] The basic operation of the inverter circuit shown in FIG. 1 is the same as that of a known inverter. That is, while the first and fourth main switches TR1 and TR4 are simultaneously turned on, a current in the first direction is generated by a circuit including the power supply 1, the first main switch TR1, the load 2, and the fourth main switch TR4. Flow to load 2
During the period when the third main switches TR2 and TR3 are simultaneously turned on, a current in the second direction flows through the load 2 by a circuit including the power supply 1, the third main switch TR3, the load 2, and the second main switch TR2. .
【0014】次に、第1〜第4の主スイッチTR1 〜T
R4 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、図3のt0 〜t3 に示す第1の主スイッ
チTR1 のターンオフと第2の主スイッチTR2 のター
ンオンの期間の動作と、t6〜t9 に示す第2の主スイ
ッチTR2 のターンオフと第1の主スイッチTR1 のタ
ーンオンの期間の動作と、第3の主スイッチTR3 のタ
ーンオフと第4の主スイッチTR4 のターンオフとの期
間の動作と、第4の主スイッチTR4 のターンオフと第
3の主スイッチTR3 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、図3のt0 〜t3 期間の動作を
図4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。Next, the first to fourth main switches TR1 to TR
The operation of R4 during the turn-on and turn-off periods will be described. However, the operation during the period of turning off the first main switch TR1 and the period of turning on the second main switch TR2 shown at t0 to t3 in FIG. 3, the turning off of the second main switch TR2 shown at t6 to t9 and the first The operation during the turn-on period of the main switch TR1, the operation during the turn-off period of the third main switch TR3 and the turn-off of the fourth main switch TR4, the turn-off operation of the fourth main switch TR4 and the third main switch TR3 Since the operation during the turn-off period is substantially the same, the operation during the period t0 to t3 in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. 4, and the description of the operation during the other periods will be omitted.
【0015】[0015]
【コンデンサ充電動作】この実施例では、第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 を例えば図1に示す方向に予め
充電することが必要になる。この充電を行うために、第
1、第4の主スイッチTR、TR4 のオン期間に同期し
て第2及び第5の補助スイッチS2 、S5 をオンにす
る。勿論、これとは逆に第1の補助スイッチS1 と第2
の主スイッチTR2 とを同時にオン、第3の主スイッチ
TR3 と第6の補助スイッチS6 とを同時にオンにする
ことができる。コンデンサC1 、C2 の充電エネルギー
はL1 、L2 との共振動作を繰返す内に損失によって時
間の経過と共に低下するので、時々第1、第2、第3、
第4の主スイッチTR1 〜TR4 に同期してS2 、S1
、S5 、S6 をオンし、エネルギーを補充する。[Capacitor charging operation] In this embodiment, the first and second capacitors are charged.
It is necessary to charge the capacitors C1 and C2 in advance, for example, in the direction shown in FIG. In order to perform this charging, the second and fifth auxiliary switches S2 and S5 are turned on in synchronization with the ON periods of the first and fourth main switches TR and TR4. Of course, the first auxiliary switch S1 and the second
And the third main switch TR3 and the sixth auxiliary switch S6 can be simultaneously turned on. Since the charging energy of the capacitors C1 and C2 repeats the resonance operation with L1 and L2 and decreases with the lapse of time due to the loss, the first, second, third, and so on are sometimes used.
S2, S1 in synchronization with the fourth main switches TR1 to TR4.
, S5 and S6 are turned on to replenish energy.
【0016】[0016]
【ターンオフ、ターンオン動作】図4は負荷回路4を無
負荷とし、負荷2をトランスのみの遅れ負荷とした場合
における図3のt0 〜t3 区間及びこの近傍における図
1の各部の状態を示す。第1のコンデンサC1 がほぼ電
源電圧Vに充電されている状態のt0 時点で第1の主ス
イッチTR1 がオフになり、第2及び第4の補助スイッ
チがオンになると、第1のコンデンサC1 のエネルギー
が第1のコンデンサC1 と第1のリアクトルL1 と第4
の補助スイッチS4 とから成る共振回路で放出され、第
1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図4(F)に示すよう
に正弦波の90〜180度区間の波形で低下する。この
時第2の補助スイッチS2 がオンであるので、第2の主
スイッチTR2 の両端には第1のコンデンサC1 の電圧
Vc1が印加されることになり、図4(H)に示すように
t0 〜t1 で第2の主スイッチTR2 の電圧Vtr2 がゼ
ロに向かって低下する。また、第1の主スイッチTR1
の電圧Vtr1 は電源電圧Vから第2の主スイッチTR2
の電圧Vtr2 を差し引いた値になり、図4(G)に示す
ようにゆっくりと立上る。第1のコンデンサC1 と第1
のリアクトルL1 と第4の補助スイッチS4 とから成る
閉回路の共振電流I1 は図4(F)に示すようにt0 〜
t1 区間において正弦波の0〜90度区間の波形を有し
て流れる。t1 時点で第1のコンデンサC1 の電圧Vc1
がゼロになると、第2のダイオードD2 の逆バイアスが
解除され、第1のリアクトルL1 の蓄積エネルギーの放
出による電流I1 は第2の補助スイッチS2 に転流し、
第1のリアクトルL1 と第4の補助スイッチS4 と第2
の補助スイッチS2 と第2のダイオードD2 の閉回路を
循環電流として流れる。t1 〜t2 の期間では第1のコ
ンデンサC1 の電圧はゼロボルトであり、第2の主スイ
ッチTR2 の電圧Vtr2 もゼロボルトである。従って、
t1 〜t2 期間から選ばれた例えばt1 で第2の主スイ
ッチTR2 をオンにすると、ZVSが達成される。ま
た、t0 では第1の主スイッチTR1 のZVSが達成さ
れている。第2の主スイッチTR2 のオン時点t1 以後
のt2 で第2の補助スイッチS2 をオフにすると、第1
のリアクトルL1 と第1のコンデンサC1 との共振が再
び生じ、第1のコンデンサC1 が図1とは逆に充電さ
れ、この電圧Vc1は図4(F)に示すように−Vに向か
って変化する。共振電流I1は図4(E)に示すように
t2 〜t3 期間で正弦波の90〜180度区間の波形で
変化し、t3 時点でゼロになる。第4の補助スイッチS
4 はサイリスタであるので、電流がゼロになった時に自
然にオフに成る機能を有する。図4では第4の補助スイ
ッチS4 のオン制御時間幅をt0 〜t3 としているが、
これよりも短いオン制御パルスとし、この短いオン制御
パルスをトリガ信号としてt0 時点に同期して発生させ
ることもできる。第4の補助スイッチS4 には図4
(E)の共振電流I1 が流れるが、t0 、t3 の電流の
ゼロ時にターンオン及びターンオフするので、スイッチ
ング損失は実質的にゼロである。また、第2の補助スイ
ッチS2 のターンオン時点t0 での電流はゼロであって
ZCVが達成され、また、この電圧Vs2はターンオフ時
点t2 から徐々に増大するので、ZVSが達成される。[Turn-off and turn-on operations] FIG. 4 shows the state of each part of FIG. 1 in the section from t0 to t3 in FIG. 3 and the vicinity thereof when the load circuit 4 is unloaded and the load 2 is a delayed load of only a transformer. When the first main switch TR1 is turned off at time t0 when the first capacitor C1 is almost charged to the power supply voltage V, and the second and fourth auxiliary switches are turned on, the first capacitor C1 is charged. When the energy is between the first capacitor C1, the first reactor L1 and the fourth
And the voltage Vc1 of the first capacitor C1 drops in a 90-180 degree sine wave section as shown in FIG. 4 (F). At this time, since the second auxiliary switch S2 is on, the voltage Vc1 of the first capacitor C1 is applied to both ends of the second main switch TR2, and as shown in FIG. From t1 to t1, the voltage Vtr2 of the second main switch TR2 decreases toward zero. Also, the first main switch TR1
Of the second main switch TR2 from the power supply voltage V
4G, and gradually rises as shown in FIG. 4 (G). The first capacitor C1 and the first capacitor
The resonance current I1 of the closed circuit composed of the reactor L1 and the fourth auxiliary switch S4 is from t0 to t0 as shown in FIG.
In the interval t1, the sine wave flows with a waveform in the range of 0 to 90 degrees. At time t1, the voltage Vc1 of the first capacitor C1
Becomes zero, the reverse bias of the second diode D2 is released, and the current I1 due to the release of the stored energy of the first reactor L1 is commutated to the second auxiliary switch S2,
The first reactor L1, the fourth auxiliary switch S4 and the second
Flows as a circulating current through the closed circuit of the auxiliary switch S2 and the second diode D2. During the period from t1 to t2, the voltage of the first capacitor C1 is zero volt, and the voltage Vtr2 of the second main switch TR2 is also zero volt. Therefore,
When the second main switch TR2 is turned on at, for example, t1 selected from the period from t1 to t2, ZVS is achieved. At t0, the ZVS of the first main switch TR1 is achieved. When the second auxiliary switch S2 is turned off at time t2 after the time t1 at which the second main switch TR2 is turned on, the first
The resonance between the reactor L1 and the first capacitor C1 occurs again, and the first capacitor C1 is charged in the opposite direction to that in FIG. 1, and the voltage Vc1 changes toward -V as shown in FIG. I do. As shown in FIG. 4 (E), the resonance current I1 changes with a sine wave in the 90-180 degree section between t2 and t3, and becomes zero at the time t3. Fourth auxiliary switch S
Since 4 is a thyristor, it has a function of turning off naturally when the current becomes zero. In FIG. 4, the ON control time width of the fourth auxiliary switch S4 is set to t0 to t3.
It is also possible to use an on-control pulse shorter than this, and to generate this short on-control pulse as a trigger signal in synchronization with time t0. FIG. 4 shows the fourth auxiliary switch S4.
Although the resonance current I1 of (E) flows, it turns on and off when the currents of t0 and t3 are zero, so that the switching loss is substantially zero. Also, the current at the turn-on time t0 of the second auxiliary switch S2 is zero, and ZCV is achieved, and since this voltage Vs2 gradually increases from the turn-off time t2, ZVS is achieved.
【0017】上述から明らかなように、第1の主スイッ
チTR1 のターンオフ時、第2の主スイッチTR2 のタ
ーンオン時にZVSが達成されてスイッチング損失が少
なくなると共に、第2の補助スイッチS2 がZVS、第
4の補助スイッチS4 がZCSでオン・オフするので、
ここでのスイッチング損失も少なくなる。As is apparent from the above description, when the first main switch TR1 is turned off and the second main switch TR2 is turned on, ZVS is achieved to reduce the switching loss, and the second auxiliary switch S2 is connected to ZVS, Since the fourth auxiliary switch S4 is turned on / off by ZCS,
Switching loss here is also reduced.
【0018】第2の主スイッチTR2 のターンオフ時に
は、第1及び第3の補助スイッチS1 、S3 がオンにな
り、第1のコンデンサC1 と第3の補助スイッチS3 と
第1のリアクトルL1 との共振回路が形成され、この回
路で図4のt0 〜t1 区間及びt2 〜t3 区間に相当す
る電流I1 が流れ、また、図4のt1 〜t2 区間に相当
する電流は第1のリアクトルL1 と第1のダイオードD
1 と第1の補助スイッチS1 と第3の補助スイッチS3
とから成る閉回路で流れ、図4の場合と同様な作用効果
が得られる。また、第2のスイッチ回路5bにおいても
第1のスイッチ回路5aと同様の動作が生じる。When the second main switch TR2 is turned off, the first and third auxiliary switches S1, S3 are turned on, and the resonance of the first capacitor C1, the third auxiliary switch S3, and the first reactor L1. A circuit is formed. In this circuit, a current I1 corresponding to the interval t0 to t1 and t2 to t3 in FIG. 4 flows, and a current corresponding to the interval t1 to t2 in FIG. 4 is supplied to the first reactor L1 and the first reactor L1. Diode D
1 and the first auxiliary switch S1 and the third auxiliary switch S3
And the same operation and effect as in FIG. 4 can be obtained. Further, the same operation as in the first switch circuit 5a occurs in the second switch circuit 5b.
【0019】図4では無負荷として説明したが、負荷2
が抵抗とみなせる場合には、負荷2に印加される電圧に
対応した電流が第1〜第4の主スイッチTR1 〜TR4
を通って流れる。この時、主スイッチTR1 〜TR4 の
ストレージ電流が流れたとしても、ターンオフ時点直後
の電圧は正弦波状に変化するので、電流と電圧の積に基
づく電力損失は小さい。また、負荷2がインダクタンス
を含む遅れ負荷の場合には、例えば第1の主スイッチT
R1 のオフ時に、負荷2に流れていた電流(蓄積エネル
ギー)は、負荷2と第2のコンデンサC2 と第7の補助
スイッチS7 と電源1と第4のダイオードD4 と第1の
コンデンサC1 とから成る回路に継続して流れ、第1及
び第2のコンデンサC1 、C2 が放電し終わると第2及
び第5のダイオードD2 、D5 が順バイアスとなり、負
荷2と第5のダイオードD5 と電源1と第2のダイオー
ドD2 の回路で流れる。また、負荷2が進み負荷の場合
には、第1の主スイッチTR1 のオン期間において第1
のダイオードD1 に電流が流れている状態で第1の主ス
イッチTR1 をオフ、第2及び第4の補助スイッチS2
、S4 をオンにすると、負荷2と第1のリアクトルL1
と第4の補助スイッチS4 と第3のダイオードD3 と
電源1と第8のダイオードD8 と第7の補助スイッチS
7 と第2のリアクトルL2 とから成る回路に電流が流
れ、第1及び第2のリアクトルL1 、L2 の電流が負荷
電流と等しくなるまで上昇するとダイオードD1 、D6
はカットオフする。In FIG. 4, the load is described as no load.
Can be regarded as a resistance, a current corresponding to the voltage applied to the load 2 is applied to the first to fourth main switches TR1 to TR4.
Flow through. At this time, even if the storage current of the main switches TR1 to TR4 flows, the voltage immediately after the turn-off time changes sinusoidally, so that the power loss based on the product of the current and the voltage is small. When the load 2 is a delay load including an inductance, for example, the first main switch T
When R1 is turned off, the current (stored energy) flowing to the load 2 is calculated from the load 2, the second capacitor C2, the seventh auxiliary switch S7, the power supply 1, the fourth diode D4, and the first capacitor C1. When the first and second capacitors C1 and C2 are completely discharged, the second and fifth diodes D2 and D5 become forward biased, and the load 2, the fifth diode D5 and the power supply 1 It flows in the circuit of the second diode D2. When the load 2 is an advanced load, the first main switch TR1 is turned on during the ON period of the first main switch TR1.
The first main switch TR1 is turned off while the current is flowing through the diode D1, and the second and fourth auxiliary switches S2 are turned off.
, S4 are turned on, the load 2 and the first reactor L1
, A fourth auxiliary switch S4, a third diode D3, a power supply 1, an eighth diode D8, and a seventh auxiliary switch S.
When a current flows through a circuit composed of the first and second reactors L1 and L2 and the currents of the first and second reactors L1 and L2 rise until they become equal to the load current, the diodes D1 and D6
Cut off.
【0020】[0020]
【第2の実施例】次に、図5及び図6を参照して本発明
の第2の実施例に係わるブリッジ型インバータ装置を説
明する。但し、図5及び後述する図7〜図11において
図1と共通する部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。図5のインバータ回路は図1のインバータ回
路に更に第5及び第6のダイオードと呼ぶことができる
2つの共振回路形成用ダイオードDa、Dbを付加し、
コンデンサC1 と第3及び第4の補助スイッチS3 、S
4 の接続箇所を変更し、更に充電回路7を設けたもので
ある。Second Embodiment Next, a bridge-type inverter device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in FIG. 5 and FIGS. 7 to 11 described later, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The inverter circuit of FIG. 5 further includes two resonance circuit forming diodes Da and Db, which can be referred to as fifth and sixth diodes, to the inverter circuit of FIG.
The capacitor C1 and the third and fourth auxiliary switches S3, S
4 is changed, and a charging circuit 7 is further provided.
【0021】2つのダイオードDa、Dbの直列回路は
電源1の一端と他端との間に接続されている。コンデン
サC1 は第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 の相
互接続中点とダイオードDa、Dbの相互接続中点との
間に接続されている。リアクトルL1 は第1及び第2の
主スイッチTR1 、TR2 の相互接続中点と第1及び第
2の補助スイッチS1 、S2 の相互接続中点との間に接
続されている。第3及び第4の補助スイッチS3 、S4
の逆並列回路は第1及び第2の補助スイッチS1 、S2
の相互接続中点とダイオードDa、Dbの相互接続中点
との間に接続されている。充電回路7は抵抗又はスイッ
チから成り、ダイオードDbに並列に接続されている。The series circuit of the two diodes Da and Db is connected between one end of the power supply 1 and the other end. The capacitor C1 is connected between the interconnection point of the first and second main switches TR1, TR2 and the interconnection point of the diodes Da, Db. Reactor L1 is connected between the interconnection point of the first and second main switches TR1, TR2 and the interconnection point of the first and second auxiliary switches S1, S2. Third and fourth auxiliary switches S3, S4
Are connected to the first and second auxiliary switches S1 and S2.
Is connected between the middle point of the interconnections of the diodes Da and Db. The charging circuit 7 includes a resistor or a switch, and is connected to the diode Db in parallel.
【0022】図5のブリッジ型インバータ装置は負荷2
の左側の第1のスイッチ回路(第1のハーフブリッジ回
路)5aと負荷2の右側の第2のスイッチ回路(第2の
ハーフブリッジ回路)5bとの組み合せから成る。第1
及び第2のスイッチ回路5a、5bは同一回路構成であ
るので、図5及び後述する実施例の図7においては第2
のスイッチ回路5bの詳しい説明を省略する。The bridge type inverter device shown in FIG.
And a combination of a first switch circuit (first half bridge circuit) 5a on the left side and a second switch circuit (second half bridge circuit) 5b on the right side of the load 2. First
Since the second switch circuits 5a and 5b have the same circuit configuration, the second switch circuits 5a and 5b have the same circuit configuration in FIG. 5 and FIG.
A detailed description of the switch circuit 5b will be omitted.
【0023】[0023]
【動作】図5のインバータ回路の基本的動作は図1のイ
ンバータと同一である。即ち、第1及び第4の主スイッ
チTR1 、TR4 が同時にオンの期間に電源1と第1の
主スイッチTR1 と負荷2と第4の主スイッチTR4 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の主スイッチTR2 、TR3 が同時にオンの期
間に電源1と第3の主スイッチTR3 と負荷2と第2の
主スイッチTR2とから成る回路で負荷2に第2の方向
の電流が流れる。[Operation] The basic operation of the inverter circuit of FIG. 5 is the same as that of the inverter of FIG. That is, while the first and fourth main switches TR1 and TR4 are simultaneously turned on, a current in the first direction is generated by a circuit including the power supply 1, the first main switch TR1, the load 2, and the fourth main switch TR4. Flow to load 2
During the period when the third main switches TR2 and TR3 are simultaneously turned on, a current in the second direction flows through the load 2 by a circuit including the power supply 1, the third main switch TR3, the load 2, and the second main switch TR2. .
【0024】次に、第1〜第4の主スイッチTR1 〜T
R4 のターンオン及びターンオフ期間における動作を図
3及び図4のt0 〜t3 期間に対応する期間を示す図6
を参照して説明する。なお、他の区間におけるターンオ
フ、ターンオンの動作は図6と実質的に同一であるの
で、その説明を省略する。Next, the first to fourth main switches TR1 to T
The operation during the turn-on and turn-off periods of R4 is shown in FIG. 6 showing the period corresponding to the period t0 to t3 in FIGS.
This will be described with reference to FIG. Note that the turn-off and turn-on operations in the other sections are substantially the same as those in FIG. 6, and a description thereof will be omitted.
【0025】[0025]
【コンデンサ充電動作】この実施例では、第1及び第2
のコンデンサC1 、C2 を例えば図5に示す方向に予め
充電することが必要になる。この充電を行うために、イ
ンバータ動作を開始する前に第1の主スイッチTR1 を
オンにする。これにより、第1の主スイッチTR1 とコ
ンデンサC1 と充電回路7とから成る回路でコンデンサ
C1 が充電される。なお、共振動作を繰返すうちに損失
によってコンデンサC1 の電荷が減少する分は、インバ
ータ動作中の第1の主スイッチTR1 のオン期間に補充
される。[Capacitor charging operation] In this embodiment, the first and second capacitors are charged.
It is necessary to charge the capacitors C1 and C2 in advance in, for example, the direction shown in FIG. To perform this charging, the first main switch TR1 is turned on before starting the inverter operation. Thus, the capacitor C1 is charged by the circuit including the first main switch TR1, the capacitor C1, and the charging circuit 7. The decrease in the charge of the capacitor C1 due to the loss during the repetition of the resonance operation is supplemented during the ON period of the first main switch TR1 during the operation of the inverter.
【0026】[0026]
【ターンオフ、ターンオン動作】図6は負荷回路4を無
負荷とし、負荷2をトランスのみの遅れ負荷とした場合
における図5の各部の状態を示す。第1のコンデンサC
1 がほぼ電源電圧Vに充電されている状態において、t
0 時点で第1の主スイッチTR1がオフになり、第2及
び第4の補助スイッチがオンになると、第1のコンデン
サC1 のエネルギーが第1のコンデンサC1 と第1のリ
アクトルL1 と第2の補助スイッチS2 とダイオードD
6 とから成る共振回路で放出され、第1のコンデンサC
1 の電圧Vc1は図6(F)に示すように正弦波の90〜
180度の区間の波形で低下する。この時ダイオードD
6 がオンであるので、第2の主スイッチTR2 の両端に
は第1のコンデンサC1 の電圧Vc1が印加されることに
なり、図6(H)に示すようにt0 〜t1 で第2の主ス
イッチTR2 の電圧Vtr2 がゼロに向かって低下する。
また、第1の主スイッチTR1 の電圧Vtr1 は電源電圧
Vから第2の主スイッチTR2 の電圧Vtr2 を差し引い
た値になり、図6(G)に示すようにゆっくりと立上
る。第1のコンデンサC1 と第1のリアクトルL1 との
直列共振回路の共振電流I1 は図6(E)に示すように
t0 〜t1 区間において正弦波の0〜90度区間の波形
を有して流れる。t1 時点で第1のコンデンサC1 の電
圧Vc1がゼロになると、第2のダイオードD2 の逆バイ
アスが解除され、第1のリアクトルL1 の蓄積エネルギ
ーの放出による電流I1 は第1のリアクトルL1 と第2
の補助スイッチS2 と第2のダイオードD2 の閉回路を
循環電流として流れる。t1〜t2 の期間では第1のコ
ンデンサC1 の電圧はゼロボルトであり、第2の主スイ
ッチTR2 の電圧Vtr2 もゼロボルトである。従って、
t1 〜t2 期間から選ばれた例えばt1 で第2の主スイ
ッチTR2 をオンにすると、ZVSが達成される。ま
た、t0 では第1の主スイッチTR1 のZVSが達成さ
れている。第2の主スイッチTR2 のオン時点t1 以後
のt2 で第2の補助スイッチS2 をオフにすると、第1
のリアクトルL1 と第4の補助スイッチS4 と第1のコ
ンデンサC1 との閉回路によってLC直列共振が再び生
じ、第1のコンデンサC1 が図6とは逆に充電され、こ
の電圧Vc1は図6(F)に示すように−Vに向かって変
化する。共振電流I1 は図6(E)に示すようにt2 〜
t3 期間で正弦波の90〜180度区間の波形で変化
し、t3 時点でゼロになる。第4の補助スイッチS4 は
サイリスタであるので、電流がゼロになった時に自然に
オフに成る機能を有する。図6では第4の補助スイッチ
S4 のオン制御時間幅をt0 〜t3 としているが、これ
よりも短いオン制御パルスとし、この短いオン制御パル
スをトリガ信号としてt0 時点又はt1 時点又はt2 時
点に同期して発生させることもできる。第4の補助スイ
ッチS4 には図6(E)の共振電流I1 が流れるが、t
0 、t3 の電流のゼロ時にターンオン及びターンオフす
るので、スイッチング損失は実質的にゼロである。ま
た、第2の補助スイッチS2 のターンオン時点t0 での
電流はゼロであってZCSが達成され、また、この電圧
Vs2は図6(I)に示すようにターンオフ時点t2 から
徐々に増大するので、ZVSが達成される。[Turn-off and turn-on operations] FIG. 6 shows the state of each part in FIG. 5 when the load circuit 4 is unloaded and the load 2 is a delayed load of only a transformer. First capacitor C
1 is substantially charged to the power supply voltage V, t
At time 0, when the first main switch TR1 is turned off and the second and fourth auxiliary switches are turned on, the energy of the first capacitor C1 is changed to the first capacitor C1, the first reactor L1, and the second Auxiliary switch S2 and diode D
6 and the first capacitor C
As shown in FIG. 6F, the voltage Vc1 of 1
It decreases in the waveform of the 180-degree section. At this time, the diode D
6 is on, the voltage Vc1 of the first capacitor C1 is applied to both ends of the second main switch TR2, and the second main switch TR2 is switched between t0 and t1 as shown in FIG. The voltage Vtr2 of the switch TR2 decreases toward zero.
The voltage Vtr1 of the first main switch TR1 has a value obtained by subtracting the voltage Vtr2 of the second main switch TR2 from the power supply voltage V, and slowly rises as shown in FIG. As shown in FIG. 6E, the resonance current I1 of the series resonance circuit of the first capacitor C1 and the first reactor L1 flows with a waveform of a sine wave of 0 to 90 degrees in the interval t0 to t1. . When the voltage Vc1 of the first capacitor C1 becomes zero at the time t1, the reverse bias of the second diode D2 is released, and the current I1 due to the release of the stored energy of the first reactor L1 becomes equal to the first reactor L1 and the second reactor L1.
Flows as a circulating current through the closed circuit of the auxiliary switch S2 and the second diode D2. During the period from t1 to t2, the voltage of the first capacitor C1 is zero volt, and the voltage Vtr2 of the second main switch TR2 is also zero volt. Therefore,
When the second main switch TR2 is turned on at, for example, t1 selected from the period from t1 to t2, ZVS is achieved. At t0, the ZVS of the first main switch TR1 is achieved. When the second auxiliary switch S2 is turned off at time t2 after the time t1 at which the second main switch TR2 is turned on, the first
The LC series resonance occurs again due to the closed circuit of the reactor L1, the fourth auxiliary switch S4, and the first capacitor C1, and the first capacitor C1 is charged in the opposite manner to FIG. It changes toward -V as shown in F). The resonance current I1 is between t2 and t2 as shown in FIG.
During the period t3, the sine wave changes in the 90-180 degree section, and becomes zero at the time t3. Since the fourth auxiliary switch S4 is a thyristor, it has a function of turning off naturally when the current becomes zero. In FIG. 6, the ON control time width of the fourth auxiliary switch S4 is from t0 to t3. However, an ON control pulse shorter than this is used, and this short ON control pulse is used as a trigger signal to synchronize at the time t0, t1, or t2. Can also be generated. The resonance current I1 shown in FIG. 6E flows through the fourth auxiliary switch S4.
Since switching on and off at zero current at 0, t3, switching losses are substantially zero. Further, the current at the turn-on time t0 of the second auxiliary switch S2 is zero and ZCS is achieved, and the voltage Vs2 gradually increases from the turn-off time t2 as shown in FIG. ZVS is achieved.
【0027】上述から明らかなように、第1の主スイッ
チTR1 のターンオフ時、第2の主スイッチTR2 のタ
ーンオン時にZVSが達成されてスイッチング損失が少
なくなると共に、第2の補助スイッチS2 がZCS及び
ZVS、第4の補助スイッチS4 がZCSでオン・オフ
するので、ここでのスイッチング損失も少なくなる。As is apparent from the above, when the first main switch TR1 is turned off and the second main switch TR2 is turned on, ZVS is achieved to reduce switching loss, and the second auxiliary switch S2 is connected to the ZCS and Since the ZVS and the fourth auxiliary switch S4 are turned on and off by the ZCS, the switching loss here is also reduced.
【0028】第2の主スイッチTR2 のターンオフ時に
は、第1及び第3の補助スイッチS1 、S3 がオンにな
り、第1のコンデンサC1 とダイオードDaと第1の補
助スイッチS1 と第1のリアクトルL1 との共振回路が
形成され、この回路で図6のt0 〜t1 区間に相当する
電流I1 が流れ、また、図6のt1 〜t2 区間に相当す
る電流I1 は第1のリアクトルL1 と第1のダイオード
D1 と第1の補助スイッチS1 とから成る閉回路で流
れ、図6のt2 〜t3 区間に相当する共振電流I1 はリ
アクトルL1 とコンデンサC1 と第3の補助スイッチS
3 とから成る閉回路で流れ、図6の場合と同様な作用効
果が得られる。また、第2のスイッチ回路5bにおいて
も同様の動作が生じる。When the second main switch TR2 is turned off, the first and third auxiliary switches S1 and S3 are turned on, and the first capacitor C1, the diode Da, the first auxiliary switch S1 and the first reactor L1 are turned on. Is formed, a current I1 corresponding to the interval t0 to t1 in FIG. 6 flows through the circuit, and a current I1 corresponding to the interval t1 to t2 in FIG. 6 is supplied to the first reactor L1 and the first reactor L1. The resonance current I1, which flows through a closed circuit composed of the diode D1 and the first auxiliary switch S1 and corresponds to the section between t2 and t3 in FIG. 6, is the reactor L1, the capacitor C1, and the third auxiliary switch S1.
3, and the same operation and effect as in FIG. 6 can be obtained. A similar operation occurs in the second switch circuit 5b.
【0029】図6では無負荷として説明したが、負荷2
が抵抗とみなせる場合には、負荷2に印加される電圧に
対応した電流が第1〜第4の主スイッチTR1 〜TR4
を通って流れる。この時、主スイッチTR1 〜TR4 の
ストレージ電流が流れたとしても、ターンオフ時点直後
の電圧は正弦波状に変化するので、電流と電圧の積に基
づく電力損失は小さい。また、負荷2がインダクタンス
を含む遅れ負荷の場合には、例えば第1の主スイッチT
R1 のオフ時に、負荷2に流れていた電流(蓄積エネル
ギー)は、負荷2と第2のスイッチ回路5bと電源1と
ダイオードD6 と第1のコンデンサC1とから成る回路
に継続して流れ、コンデンサC1 が放電し終わると第2
のダイオードD2 が順バイアスとなり、負荷2と第2の
スイッチ回路5bと電源1と第2のダイオードD2 の回
路で流れる。また、負荷2が進み負荷の場合には、第1
の主スイッチTR1 のオン期間において第1のダイオー
ドD1 に流れている状態で第1の主スイッチTR1 をオ
フ、第2及び第4の補助スイッチS2 、S4 をオンにす
ると、負荷2と第1のリアクトルL1 と第2の補助スイ
ッチS2 と電源1と第2スイッチ回路5bとから成る回
路に電流が流れ、リアクトルL1 の電流が負荷電流と等
しくなるまで上昇するとダイオードD1 はカットオフす
る。In FIG. 6, the load is described as no load.
Can be regarded as a resistance, a current corresponding to the voltage applied to the load 2 is applied to the first to fourth main switches TR1 to TR4.
Flow through. At this time, even if the storage current of the main switches TR1 to TR4 flows, the voltage immediately after the turn-off time changes sinusoidally, so that the power loss based on the product of the current and the voltage is small. When the load 2 is a delay load including an inductance, for example, the first main switch T
When R1 is turned off, the current (stored energy) flowing through the load 2 continuously flows through a circuit including the load 2, the second switch circuit 5b, the power supply 1, the diode D6, and the first capacitor C1. When C1 is completely discharged, the second
Becomes a forward bias, and flows through the load 2, the second switch circuit 5b, the power supply 1, and the second diode D2. If the load 2 is a leading load, the first
When the first main switch TR1 is turned off and the second and fourth auxiliary switches S2 and S4 are turned on while the first diode D1 is flowing while the main switch TR1 is on, the load 2 and the first When a current flows through a circuit consisting of the reactor L1, the second auxiliary switch S2, the power supply 1 and the second switch circuit 5b, and the current of the reactor L1 rises until it becomes equal to the load current, the diode D1 is cut off.
【0030】[0030]
【第3の実施例】次に、図7及び図8を参照して第3の
実施例のインバータ装置を説明する。図7の回路は、コ
ンデンサC1 とリアクトルL1a、L1bと、第3及び第4
の補助スイッチS3 、S4 の接続箇所を変更し、また充
電回路7を付加したものである。即ち、第1及び第2の
補助スイッチS1 、S2 の間に第1及び第2のリアクト
ルL1a、L1bが互いに直列に接続されている。コンデン
サC1 は2つのリアクトルL1a、L1bの相互接続中点と
第3及び第4のダイオードD3 、D4 の相互接続中点と
の間に接続されている。第3の補助スイッチS3 はコン
デンサC1 と第1のリアクトルL1aとに対して並列に接
続され、第4の補助スイッチS4 はコンデンサC1 と第
2のリアクトルL1bとに対して並列に接続されている。
充電回路7は抵抗又はスイッチから成り、第4のダイオ
ードD4 に並列に接続されている。図7において、この
他は図1と同一に構成されている。Third Embodiment Next, an inverter device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. The circuit shown in FIG. 7 includes a capacitor C1, reactors L1a and L1b, third and fourth capacitors.
The connection of the auxiliary switches S3 and S4 is changed, and a charging circuit 7 is added. That is, the first and second reactors L1a and L1b are connected in series between the first and second auxiliary switches S1 and S2. Capacitor C1 is connected between the interconnection point of the two reactors L1a and L1b and the interconnection point of the third and fourth diodes D3 and D4. The third auxiliary switch S3 is connected in parallel with the capacitor C1 and the first reactor L1a, and the fourth auxiliary switch S4 is connected in parallel with the capacitor C1 and the second reactor L1b.
The charging circuit 7 comprises a resistor or a switch and is connected in parallel to the fourth diode D4. In FIG. 7, the rest is the same as in FIG.
【0031】[0031]
【動作】第1及び第2の主スイッチTR1 、TR2 のオ
ン・オフによるインバータ動作は図1の回路と同一であ
る。図7のインバータ装置においては図5の場合と同様
にコンデンサC1 を予め充電する必要がある。このた
め、第1の主スイッチTR1 をオンにし、これとコンデ
ンサC1 と充電回路7とから成る回路で充電電流を流
す。次に、コンデンサC1 に図7の極性が充電されてい
るものとして図3及び図4のt0 〜t3 区間に相当する
区間における図7の回路の動作を図8を参照して説明す
る。[Operation] The inverter operation by turning on and off the first and second main switches TR1 and TR2 is the same as the circuit of FIG. In the inverter device of FIG. 7, it is necessary to charge the capacitor C1 in advance as in the case of FIG. For this reason, the first main switch TR1 is turned on, and a charging current flows through a circuit composed of the first main switch TR1, the capacitor C1 and the charging circuit 7. Next, assuming that the capacitor C1 is charged with the polarity shown in FIG. 7, the operation of the circuit shown in FIG. 7 in a section corresponding to the section between t0 and t3 in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIG.
【0032】図8は負荷回路4を無負荷とし、負荷2を
トランスのみの遅れ負荷とした場合における図7の各部
の状態を示す。第1のコンデンサC1 がほぼ電源電圧V
に充電されている状態において、t0 時点で第1の主ス
イッチTR1 がオフになり、第2の補助スイッチS2 が
オンになると、第1のコンデンサC1 のエネルギーが第
1のコンデンサC1 と第2のリアクトルL1bと第2の補
助スイッチS2 と第4のダイオードD4 とから成る共振
回路で放出され、第1のコンデンサC1 の電圧Vc1は図
8(F)に示すように正弦波の90〜180度の波形で
低下する。この時、第4のダイオードD4 がオンである
ので、第2の主スイッチTR2 の両端には第1のコンデ
ンサC1 の電圧Vc1が印加されることになり、図8
(H)に示すようにt0 〜t1 で第2の主スイッチTR
2 の電圧Vtr2 がゼロに向かって低下する。また、第1
の主スイッチTR1 の電圧Vtr1 は電源電圧Vから第2
の主スイッチTR2 の電圧Vtr2 を差し引いた値にな
り、図8(G)に示すようにゆっくりと立上る。第1の
コンデンサC1 と第2のリアクトルL1bと第2の補助ス
イッチS2 と第4のダイオードD4 とから成る閉回路の
共振電流I1 は図8(E)に示すようにt0 〜t1 区間
において正弦波の0〜90度区間の波形を有して流れ
る。t1 時点で第1のコンデンサC1 の電圧Vc1がゼロ
になると、第2のダイオードD2 の逆バイアスが解除さ
れ、第2のリアクトルL1bの蓄積エネルギーの放出によ
る電流I1 が第2のリアクトルL1bと第2の補助スイッ
チS2 と第2のダイオードD2 の閉回路を循環電流とし
て流れる。t1 〜t2 の期間では第1のコンデンサC1
の電圧はゼロボルトであり、第2の主スイッチTR2 の
電圧Vtr2 もゼロボルトである。従って、t1 〜t2 期
間から選ばれた例えばt1 で第2の主スイッチTR2 を
オンにすると、ZVSが達成される。また、t0 では第
1の主スイッチTR1 のZVSが達成されている。第2
の主スイッチTR2 のオン時点t1 以後のt2 で第2の
補助スイッチS2 をオフにし、第4の補助スイッチS4
をt2 と同時又はこの直前にオンにすると、第2のリア
クトL1bと第4の補助スイッチS4 と第1のコンデンサ
C1 との閉回路で共振が再び生じ、第1のコンデンサC
1 が図7とは逆に充電され、この電圧Vc1は図8(F)
に示すように−Vに向かって変化する。共振電流I1 は
図8(E)に示すようにt2 〜t3 期間で正弦波の90
〜180度区間の波形で変化し、t3 時点でゼロにな
る。第4の補助スイッチS4 はサイリスタであるので、
電流がゼロになった時に自然にオフに成る機能を有す
る。図8では第4の補助スイッチS4 のオン制御時間幅
をt2 の直前からt3 としているが、t2 の直前からt
2 の直後までの短いオン制御パルスとすることもでき
る。第4の補助スイッチS4 には図8(E)の共振電流
I1 が流れるが、電流のゼロ時にターンオフするのでZ
CVが達成される。また、第2の補助スイッチS2 のタ
ーンオン時には電流がゼロであるので、ZCSが達成さ
れ、またこの電圧Vs2はターンオフ時点t2 から徐々に
増大するので、ZVSが達成される。FIG. 8 shows the state of each part in FIG. 7 when the load circuit 4 is unloaded and the load 2 is a delayed load of only a transformer. The first capacitor C1 is substantially connected to the power supply voltage V
When the first main switch TR1 is turned off and the second auxiliary switch S2 is turned on at time t0, the energy of the first capacitor C1 is reduced by the first capacitor C1 and the second capacitor. The voltage Vc1 of the first capacitor C1 is discharged by a resonance circuit including the reactor L1b, the second auxiliary switch S2, and the fourth diode D4, and the voltage Vc1 of the sine wave is 90 to 180 degrees as shown in FIG. Decreases in waveform. At this time, since the fourth diode D4 is on, the voltage Vc1 of the first capacitor C1 is applied to both ends of the second main switch TR2.
As shown in (H), the second main switch TR is set between t0 and t1.
2 voltage Vtr2 drops toward zero. Also, the first
The voltage Vtr1 of the main switch TR1 is changed from the power supply voltage V to the second
The value obtained by subtracting the voltage Vtr2 of the main switch TR2 is slowly raised as shown in FIG. The resonance current I1 of the closed circuit including the first capacitor C1, the second reactor L1b, the second auxiliary switch S2, and the fourth diode D4 has a sine wave in the interval t0 to t1 as shown in FIG. Flows in the range of 0 to 90 degrees. When the voltage Vc1 of the first capacitor C1 becomes zero at time t1, the reverse bias of the second diode D2 is released, and the current I1 due to the release of the energy stored in the second reactor L1b is reduced to the second reactor L1b and the second reactor L1b. Flows as a circulating current through the closed circuit of the auxiliary switch S2 and the second diode D2. During the period from t1 to t2, the first capacitor C1
Is zero volt, and the voltage Vtr2 of the second main switch TR2 is also zero volt. Therefore, when the second main switch TR2 is turned on at, for example, t1 selected from the period from t1 to t2, ZVS is achieved. At t0, the ZVS of the first main switch TR1 is achieved. Second
The second auxiliary switch S2 is turned off at time t2 after the time point t1 when the main switch TR2 is turned on, and the fourth auxiliary switch S4 is turned off.
At the same time as or immediately before t2, resonance occurs again in the closed circuit of the second reactor L1b, the fourth auxiliary switch S4 and the first capacitor C1, and the first capacitor C1
1 is charged in the opposite manner to FIG. 7, and this voltage Vc1 is
As shown in FIG. As shown in FIG. 8E, the resonance current I1 has a sine wave of 90 during the period from t2 to t3.
It changes in the waveform of the 180-degree section, and becomes zero at time t3. Since the fourth auxiliary switch S4 is a thyristor,
It has the function of turning off naturally when the current becomes zero. In FIG. 8, the ON control time width of the fourth auxiliary switch S4 is set to t3 immediately before t2, but is set to t3 immediately before t2.
Short on-control pulses up to immediately after 2 can also be used. The resonance current I1 shown in FIG. 8 (E) flows through the fourth auxiliary switch S4, but turns off when the current is zero.
CV is achieved. When the second auxiliary switch S2 is turned on, the current is zero, so that ZCS is achieved, and since this voltage Vs2 gradually increases from the turn-off time t2, ZVS is achieved.
【0033】上述から明らかなように、第1の主スイッ
チTR1 のターンオフ時、第2の主スイッチTR2 のタ
ーンオン時にZVSが達成されてスイッチング損失が少
なくなると共に、第2の補助スイッチS2 がZCS及び
ZVSでオン・オフし、第4の補助スイッチS4 がZC
Sでターンオフするので、ここでのスイッチング損失も
少なくなる。As is apparent from the above description, when the first main switch TR1 is turned off and when the second main switch TR2 is turned on, ZVS is achieved to reduce the switching loss, and the second auxiliary switch S2 is connected to the ZCS and ON / OFF by ZVS, and the fourth auxiliary switch S4 is set to ZC
Since it is turned off at S, the switching loss here is also reduced.
【0034】第2の主スイッチTR2 のターンオフ時に
は、第1の補助スイッチS1 がオンになり、第1のコン
デンサC1 と第3のダイオードD3 と第1の補助スイッ
チS1 と第1のリアクトルL1aとの共振回路が形成さ
れ、この回路で図8のt0 〜t1 区間に相当する電流I
1 が流れる。図8のt1 〜t2 区間に相当する電流は第
1のリアクトルL1 と第1のダイオードD1 と第1の補
助スイッチS1 とから成る回路で流れる。図8のt2 〜
t3 区間に相当する電流は第1のリアクトルL1aとコン
デンサC1 と第3の補助スイッチS3 とから成る閉回路
で流れる。また、第2のスイッチ回路5bにおいても第
1のスイッチ回路5aと同様の動作が生じる。When the second main switch TR2 is turned off, the first auxiliary switch S1 is turned on and the first capacitor C1, the third diode D3, the first auxiliary switch S1, and the first reactor L1a are connected. A resonance circuit is formed, and a current I corresponding to a section between t0 and t1 in FIG.
1 flows. A current corresponding to a section between t1 and t2 in FIG. 8 flows through a circuit including the first reactor L1, the first diode D1, and the first auxiliary switch S1. T2 in FIG.
The current corresponding to the section t3 flows in a closed circuit including the first reactor L1a, the capacitor C1, and the third auxiliary switch S3. Further, the same operation as in the first switch circuit 5a occurs in the second switch circuit 5b.
【0035】図8では無負荷として説明したが、負荷2
が抵抗とみなせる場合には、負荷2に印加される電圧に
対応した電流が第1〜第4の主スイッチTR1 〜TR4
を通って流れる。この時、主スイッチTR1 〜TR4 の
ストレージ電流が流れたとしても、ターンオフ時点直後
の電圧は正弦波状に変化するので、電流と電圧の積に基
づく電力損失は小さい。また、負荷2がインダクタンス
を含む遅れ負荷の場合には、例えば第1の主スイッチT
R1 のオフ時に、負荷2に流れていた電流(蓄積エネル
ギー)は、負荷2と第2のスイッチ回路5bと電源1と
第4のダイオードD4 と第1のコンデンサC1 とから成
る回路に継続して流れ、第1のコンデンサC1 が放電し
終わると第2のダイオードD2 が順バイアスとなり、負
荷2と第2スイッチ回路5bと電源1と第2のダイオー
ドD2 の回路で流れる。また、負荷2が進み負荷の場合
には、第1の主スイッチTR1 のオン期間において第1
のダイオードD1 に電流が流れている状態で第1の主ス
イッチTR1 をオフ、第2の補助スイッチS2 をオンに
すると、負荷2と第2のリアクトルL1bと第2の補助ス
イッチS2 と電源1と第2のスイッチ回路5bとから成
る回路に電流が流れ、第2のリアクトルL1bの電流が負
荷電流と等しくなるまで上昇するとダイオードD1 はカ
ットオフする。In FIG. 8, the load is described as no load.
Can be regarded as a resistance, a current corresponding to the voltage applied to the load 2 is applied to the first to fourth main switches TR1 to TR4.
Flow through. At this time, even if the storage current of the main switches TR1 to TR4 flows, the voltage immediately after the turn-off time changes sinusoidally, so that the power loss based on the product of the current and the voltage is small. When the load 2 is a delay load including an inductance, for example, the first main switch T
When R1 is turned off, the current (stored energy) flowing through the load 2 continues to the circuit including the load 2, the second switch circuit 5b, the power supply 1, the fourth diode D4, and the first capacitor C1. When the first capacitor C1 is completely discharged, the second diode D2 becomes forward-biased and flows through the load 2, the second switch circuit 5b, the power supply 1, and the second diode D2. When the load 2 is an advanced load, the first main switch TR1 is turned on during the ON period of the first main switch TR1.
When the first main switch TR1 is turned off and the second auxiliary switch S2 is turned on while a current is flowing through the diode D1, the load 2, the second reactor L1b, the second auxiliary switch S2, the power supply 1 When a current flows through the circuit including the second switch circuit 5b and the current of the second reactor L1b rises until it becomes equal to the load current, the diode D1 is cut off.
【0036】[0036]
【第4の実施例】次に、図9に示すハーフブリッジ型イ
ンバータ装置を説明する。図9のインバータ回路は図1
のインバータ装置の第2のスイッチ回路5bを同一容量
の第1及び第2の電力供給用コンデンサCa、Cbに置
き換えた構成になっている。即ち、電源1の一端と他端
との間に第1及び第2の電力供給用コンデンサCa、C
bの直列回路が接続され、これ等の接続中点に負荷2の
他端(右端)が接続されている。Fourth Embodiment Next, a half-bridge type inverter device shown in FIG. 9 will be described. The inverter circuit of FIG.
Of the inverter device is replaced with first and second power supply capacitors Ca and Cb having the same capacity. That is, the first and second power supply capacitors Ca and C are connected between one end and the other end of the power supply 1.
The series circuit of b is connected, and the other end (right end) of the load 2 is connected to these connection midpoints.
【0037】このハーフブリッジ型インバータ回路で
は、最初に第1及び第2の電力供給用コンデンサCa、
Cbが電源1の電圧Vの1/2の値にそれぞれ充電され
ている。この状態で第1の主スイッチTR1 をオン、第
2の主スイッチTR2 をオフにすると、電源1と第1の
主スイッチTR1 と負荷2と第2の電力供給用コンデン
サCbとの回路で第1の方向の電流が流れて第2の電力
供給用コンデンサCbを充電する。また、第1の電力供
給用コンデンサCaと第1の主スイッチTR1 と負荷2
とから成る回路で第1の方向の放電電流が流れる。この
時、負荷2にはV/2の電圧が印加される。次に、第2
の主スイッチTR2 のオン期間には、電源1と第1の電
力供給用コンデンサCaと負荷2と第2の主スイッチT
R2 とから成る回路で第2の方向の電流が流れると共
に、第2の電力供給用コンデンサCbと負荷2と第2の
主スイッチTR2 とから成る回路で第2の方向の放電電
流が流れる。図9のハーフブリッジ型インバータにおい
ても、コンデンサC1 、リアクトルL1 等が図1と同様
に設けられているので、図1と同様な効果が得られる。In this half-bridge type inverter circuit, first, the first and second power supply capacitors Ca,
Cb is charged to half the value of the voltage V of the power supply 1. In this state, when the first main switch TR1 is turned on and the second main switch TR2 is turned off, the first power switch 1, the first main switch TR1, the load 2, and the second power supply capacitor Cb are connected to the first main switch TR1. And the second power supply capacitor Cb is charged. Further, the first power supply capacitor Ca, the first main switch TR1 and the load 2
The discharge current in the first direction flows in the circuit consisting of At this time, a voltage of V / 2 is applied to the load 2. Next, the second
During the ON period of the main switch TR2, the power supply 1, the first power supply capacitor Ca, the load 2, and the second main switch T2
A current in the second direction flows in the circuit including R2, and a discharge current in the second direction flows in the circuit including the second power supply capacitor Cb, the load 2, and the second main switch TR2. Also in the half-bridge type inverter of FIG. 9, since the capacitor C1, the reactor L1, and the like are provided as in FIG. 1, the same effect as in FIG. 1 can be obtained.
【0038】[0038]
【第5の実施例】次に、図10に示す3相ブリッジ型イ
ンバータ装置を説明する。この実施例では電源1に第1
のスイッチ回路5aと同一構成の第2及び第3のスイッ
チ回路5b、5cが接続されている。各スイッチ回路5
a、5b、5cにおける第1及び第2の主スイッチの接
続中点から各相の出力ラインが導出され、3相負荷2に
接続されている。第1〜第3相のスイッチ回路5a、5
b、5cは周知のように120度の角度間隔を有して駆
動される。この3相インバータにおいても、各相のスイ
ッチ回路5a、5b、5cは図1のスイッチ回路5aと
同一に構成されているので、同一の作用効果を有する。Fifth Embodiment Next, a three-phase bridge type inverter device shown in FIG. 10 will be described. In this embodiment, the first
The second and third switch circuits 5b and 5c having the same configuration as the switch circuit 5a are connected. Each switch circuit 5
Output lines of the respective phases are derived from the connection points of the first and second main switches at a, 5b, and 5c, and are connected to the three-phase load 2. First to third phase switch circuits 5a, 5
As is well known, b and 5c are driven at an angle interval of 120 degrees. Also in this three-phase inverter, the switch circuits 5a, 5b, and 5c of each phase are configured the same as the switch circuit 5a of FIG.
【0039】[0039]
【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) 図5及び図7のスイッチ回路5aを使用して図
9のハーフブリッジ型インバータ装置又は図10の3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) 図4及び図6において、第2の補助スイッチS
2 のオフ転換時点を第2の主スイッチTR2 のオン転換
時点と同じt1 時点とすることができる。 (3) 図6において、第4の補助スイッチS4 のオン
時点を第2の補助スイッチS2 のオフ時点t2 と同時又
はこの直前とすることができる。 (4) 図4、図6及び図8において、t1 〜t2 期間
を実質的にゼロにするように第2の補助スイッチS2 の
オフ時点をt1 に移すことができる。 (5) 図5及び図7において充電回路7をトランジス
タ等のスイッチとする場合には第1の主スイッチTR1
と同時にオンにしてコンデンサC1 を充電する。また、
充電回路7はダイオードDa又はD3 に対して並列に接
続し、第2の主スイッチTR2 のオン期間にコンデンサ
C1 の左側がプラスとなるように充電することができ
る。また、起動前にコンデンサC1 の両端に直接に独立
の充電回路を接続して充電し、その後この充電回路を切
り離すことができる。また、図11に示すように充電回
路7をダイオ−ドDa に並列に接続し、第2の主スイッ
チTR2 のオン期間に充電してもよい。また、図7にお
いても充電回路7をダイオ−ドD3 に並列に接続するこ
とができる。 (6) 主スイッチTR1 、TR2 に並列にターンオフ
時の電圧立上りをゆるくするため又はノイズ吸収用のコ
ンデンサを接続することができる。 (7) 主スイッチTR1 〜TR4 、補助スイッチS1
〜S8 をFET等の半導体スイッチとすることができ
る。 (8) 各実施例において図12に示すように第1及び
第3の補助スイッチS1 、S3 を制御するための第1及
び第3の補助制御パルスの前縁を第2の主制御パルスの
後縁よりも前の時点とし、第2及び第4の補助スイッチ
S2 、S4 を制御するための第2及び第4の補助制御パ
ルスの前縁を第1の主制御パルスの後縁よりも前の時点
とすることができる。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The half-bridge inverter device of FIG. 9 or the three-phase bridge inverter device of FIG. 10 can be configured using the switch circuit 5a of FIGS. (2) In FIGS. 4 and 6, the second auxiliary switch S
2 can be set to the same time t1 as the time when the second main switch TR2 is turned on. (3) In FIG. 6, the ON point of the fourth auxiliary switch S4 can be the same as or immediately before the OFF point t2 of the second auxiliary switch S2. (4) In FIGS. 4, 6 and 8, the off point of the second auxiliary switch S2 can be shifted to t1 so that the period from t1 to t2 is made substantially zero. (5) When the charging circuit 7 is a switch such as a transistor in FIGS. 5 and 7, the first main switch TR1 is used.
At the same time, the capacitor is turned on to charge the capacitor C1. Also,
The charging circuit 7 is connected in parallel with the diode Da or D3, and can charge the capacitor C1 so that the left side of the capacitor C1 becomes positive during the ON period of the second main switch TR2. Before starting, an independent charging circuit can be directly connected to both ends of the capacitor C1 for charging, and then the charging circuit can be disconnected. Alternatively, as shown in FIG. 11, a charging circuit 7 may be connected in parallel with the diode Da to charge during the ON period of the second main switch TR2. In FIG. 7, the charging circuit 7 can be connected in parallel with the diode D3. (6) A capacitor for reducing voltage rise at turn-off or for absorbing noise can be connected in parallel with the main switches TR1 and TR2. (7) Main switches TR1 to TR4, auxiliary switch S1
S8 can be semiconductor switches such as FETs. (8) In each embodiment, as shown in FIG. 12, the leading edge of the first and third auxiliary control pulses for controlling the first and third auxiliary switches S1 and S3 is set after the second main control pulse. The leading edge of the second and fourth auxiliary control pulses for controlling the second and fourth auxiliary switches S2 and S4 is set to a point in time before the edge and before the trailing edge of the first main control pulse. Can be time.
【図1】本発明の第1の実施例のインバータ装置を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の制御回路を原理的に示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a control circuit of FIG. 1 in principle.
【図3】図2の各部の状態を示す電圧波形図である。FIG. 3 is a voltage waveform diagram showing a state of each unit in FIG. 2;
【図4】図1の各部の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of each unit in FIG. 1;
【図5】第2の実施例のインバータ装置を示す回路図で
ある。FIG. 5 is a circuit diagram showing an inverter device according to a second embodiment.
【図6】図5の各部の状態を示す図である。6 is a diagram showing a state of each unit in FIG. 5;
【図7】第3の実施例のインバータ装置を示す回路図で
ある。FIG. 7 is a circuit diagram showing an inverter device according to a third embodiment.
【図8】図7の各部の状態を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a state of each unit in FIG. 7;
【図9】第4の実施例のインバータ装置を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram illustrating an inverter device according to a fourth embodiment.
【図10】第5の実施例のインバータ装置を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing an inverter device according to a fifth embodiment.
【図11】変形例のインバ−タ装置を示す回路図であ
る。FIG. 11 is a circuit diagram showing an inverter device according to a modification.
【図12】変形例の制御パルスを示す波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram showing a control pulse according to a modification.
TR1 〜TR4 主スイッチ S1 〜S4 補助スイッチ C1 、C2 コンデンサ L1 、L2 リアクトル TR1 to TR4 Main switch S1 to S4 Auxiliary switch C1, C2 Capacitor L1, L2 Reactor
Claims (8)
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、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )の直列回路
から成り、前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、T
R2)の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回路
と、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )の直列回路
と、 前記第1及び第2のスイッチ(TR1 、TR2 )に逆並
列接続された第1及び第2のダイオード(D1 、D2 )
と、 前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )に逆並
列接続された第3及び第4のダイオード(D3 、D4 )
と、 前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )の相
互接続中点と前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、
S2 )の相互接続中点との間に接続された共振用コンデ
ンサ(C1 )と、 前記共振用コンデンサ(C1 )に対して並列に第3及び
第4の補助スイッチ(S3 、S4 )の逆並列回路を介し
て接続された共振用リアクトル(L1 )とから成り、 且つ前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )
を制御するための第1及び第2の主制御パルスと第1、
第2、第3及び第4の補助スイッチ(S1 、S2 、S3
、S4 )を制御するための第1、第2、第3、第4の
補助制御パルスとを発生する制御回路が設けられている
ことを特徴とするインバ−タ装置。1. One or more switch circuits are connected between one end and the other end of a DC power supply, and the switch circuits supply a load with a current in a first direction and a current in a second direction opposite thereto. In a bridge-type, half-bridge-type, or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current, at least one of the switch circuits is connected between one end and the other end of the DC power supply (1). It comprises a series circuit of first and second main switches (TR1, TR2), and the first and second main switches (TR1, T2)
R2), a main conversion circuit having an interconnection midpoint connected to a load, and first and second auxiliary switches (S1, S2) connected between one end and the other end of the DC power supply (1). And a first and second diode (D1, D2) connected in anti-parallel to the first and second switches (TR1, TR2).
And third and fourth diodes (D3, D4) connected in anti-parallel to the first and second auxiliary switches (S1, S2).
And an interconnection midpoint between the first and second main switches (TR1, TR2) and the first and second auxiliary switches (S1,
A resonance capacitor (C1) connected between the interconnection middle point of S2) and an antiparallel of third and fourth auxiliary switches (S3, S4) in parallel with the resonance capacitor (C1). A resonance reactor (L1) connected via a circuit, and the first and second main switches (TR1, TR2).
And first and second main control pulses for controlling
Second, third and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3
, S4), a control circuit for generating first, second, third, and fourth auxiliary control pulses is provided.
制御パルスを相互間に所定時間間隔(Ta )を有して交
互に発生し、前記所定時間間隔(Ta )が前記コンデン
サ(C1 )と前記リアクトル(L1 )とに基づく正弦波
状共振電流波形の0度から90度以上までに相当する時
間幅に設定され、前記第1の制御パルスの後縁と同時又
はこれよりも前の時点で前記第2及び第4の移動スイッ
チ(S2 、S4 )をオン状態に制御し、前記第2の主制
御パルスの前縁と同時又はこれよりも後の時点で前記第
2の補助スイッチ(S2 )をオフ状態に制御し、前記第
2の補助スイッチ(S2 )がオフ状態に転換した時点か
ら前記正弦波状共振電流波形の90〜180度区間に相
当する時間が経過した時点で前記第4の補助スイッチ
(S4 )を自然又は強制的にオフ状態に転換させ、前記
第2の主制御パルスの後縁と同時又はこれよりも前の時
点で前記第1及び第3の補助スイッチ(S1、S3 )を
オン状態に制御し、前記第1の主制御パルスの前縁と同
時又はこれよりも後の時点で前記第1の補助スイッチ
(S1 )をオフ状態に制御し、前記第1の補助スイッチ
(S1 )がオフ状態に転換した時点から前記正弦波状共
振電流波形の90〜180度区間に相当する時間が経過
した時点で前記第3の補助スイッチ(S3 )を自然又は
強制的にオフ状態に転換させるように構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。2. The control circuit according to claim 1, wherein the first and second main control pulses are alternately generated at a predetermined time interval (Ta) between the first and second main control pulses. C1) and the reactor (L1) are set to have a time width corresponding to 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform based on the reactor (L1), and at the same time as or before the trailing edge of the first control pulse. At the time, the second and fourth moving switches (S2, S4) are controlled to be turned on, and at the same time as or after the leading edge of the second main control pulse, the second auxiliary switch (S2, S4) is turned on. S2) is turned off, and the fourth auxiliary switch (S2) is turned off, and the time corresponding to the 90 to 180 degree section of the sinusoidal resonance current waveform elapses from the time when the second auxiliary switch (S2) is turned off. Of the auxiliary switch (S4) of natural or forced The first and third auxiliary switches (S1, S3) are turned on at the same time as or before the trailing edge of the second main control pulse; The first auxiliary switch (S1) is turned off at the same time as or after the leading edge of the main control pulse, and from the time when the first auxiliary switch (S1) is turned off. The third auxiliary switch (S3) is configured to be naturally or forcibly turned off when a time corresponding to a 90 to 180 degree section of the sinusoidal resonance current waveform has elapsed. The inverter device according to claim 1, wherein
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、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )直列回路か
ら成り、前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR
2 )の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回路
と、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )の直列回路
と、 前記第1及び第2のスイッチ(TR1 、TR2 )に逆並
列接続された第1及び第2のダイオード(D1 、D2 )
と、 前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )に逆並
列接続された第3及び第4のダイオード(D3 、D4 )
と、 前記第3及び第4のダイオード(D3 、D4 )と同一の
方向性を有して前記直流電源(1)の一端と他端との間
に接続された第5及び第6のダイオード(Da、Db )
の直列回路と、 前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )の相
互接続中点と前記第5及び第6のダイオード(Da 、D
b )の相互接続中点との間に接続された共振用コンデン
サ(C1 )と、 前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )の相
互接続中点と前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、
S2 )の相互接続中点との間に接続されたリアクトル
(L1 )と、 前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )の相互
接続中点と前記第5及び第6のダイオード(Da 、Db
)の相互接続中点との間に接続された第3及び第4の
補助スイッチ(S3 、S4 )の逆並列回路とから成り、 且つ前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )
を制御するための第1及び第2の主制御パルスと第1、
第2、第3及び第4の補助スイッチ(S1 、S2 、S3
、S4 )を制御するための第1、第2、第3、第4の
補助制御パルスとを発生する制御回路が設けられている
ことを特徴とするインバ−タ装置。3. One or more switch circuits are connected between one end and the other end of the DC power supply, and the switch circuits apply a current in a first direction and a current in a second direction opposite to the load to a load. In a bridge-type, half-bridge-type, or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current, at least one of the switch circuits is connected between one end and the other end of the DC power supply (1). The first and second main switches (TR1, TR2) are composed of a series circuit, and the first and second main switches (TR1, TR2) are connected in series.
2) a main conversion circuit whose middle point is connected to a load, and first and second auxiliary switches (S1, S2) connected between one end and the other end of the DC power supply (1). And a first and second diode (D1, D2) connected in anti-parallel to the first and second switches (TR1, TR2).
And third and fourth diodes (D3, D4) connected in anti-parallel to the first and second auxiliary switches (S1, S2).
And fifth and sixth diodes (D3, D4) connected in the same direction as the third and fourth diodes (D3, D4) between one end and the other end of the DC power supply (1). Da, Db)
And a middle point of the interconnection between the first and second main switches (TR1, TR2) and the fifth and sixth diodes (Da, D).
b) a resonance capacitor (C1) connected between the interconnection middle points of the first and second main switches (TR1, TR2); and a first and second auxiliary. Switch (S1,
A reactor (L1) connected between the interconnection midpoint of S2), the interconnection midpoint of the first and second auxiliary switches (S1, S2), and the fifth and sixth diodes (Da). , Db
) And an anti-parallel circuit of third and fourth auxiliary switches (S3, S4) connected between them and the first and second main switches (TR1, TR2).
And first and second main control pulses for controlling
Second, third and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3
, S4), a control circuit for generating first, second, third, and fourth auxiliary control pulses is provided.
制御パルスを相互間に所定時間間隔(Ta )を有して交
互に発生し、前記所定時間間隔(Ta )が前記コンデン
サ(C1 )と前記リアクトル(L1 )とに基づく正弦波
状共振電流波形の0度から90度以上までに相当する時
間幅に設定され、前記第1の主制御パルスの後縁と同時
又はこれよりも前の時点で前記第2及び第4の補助スイ
ッチ(S2 、S4 )をオン状態に制御し、前記第2の主
制御パルスの前縁と同時又はこれよりも後の時点で前記
第2の補助スイッチ(S2 )をオフ状態に制御し、前記
第2の補助スイッチ(S2 )がオフ状態に転換した時点
から前記正弦波状共振電流波形の90〜180度区間に
相当する時間が経過した時点で前記第4の補助スイッチ
(S4 )を自然又は強制的にオフ状態に転換させ、前記
第2の主制御パルスの後縁と同時又はこれよりも前の時
点で前記第1及び第3の補助スイッチ(S1 、S3 )を
オン状態に制御し、前記第1の主制御パルスの前縁と同
時又はこれよりも後の時点で前記第1の補助スイッチ
(S1 )をオフ状態に制御し、前記第1の補助スイッチ
(S1 )がオフ状態に転換した時点から前記正弦波状共
振電流波形の90〜180度区間に相当する時間が経過
した時点で前記第3の補助スイッチ(S3 )を自然又は
強制的にオフ状態に転換させるように構成されているこ
とを特徴とする請求項3記載のインバータ装置。4. The control circuit alternately generates the first and second main control pulses at a predetermined time interval (Ta) between the first and second main control pulses. C1) and the reactor (L1) are set to have a time width corresponding to 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform based on the reactor (L1), at the same time as or before the trailing edge of the first main control pulse. At the point of time, the second and fourth auxiliary switches (S2, S4) are turned on, and at the same time as or after the leading edge of the second main control pulse, the second auxiliary switch (S2, S4) is turned on. (S2) is turned off, and when the time corresponding to the 90 to 180 degree section of the sinusoidal resonance current waveform has passed since the second auxiliary switch (S2) was turned off, the second auxiliary switch (S2) was turned off. 4 Auxiliary switch (S4) is natural or forced The first and third auxiliary switches (S1, S3) are turned on at the same time as or before the trailing edge of the second main control pulse, and The first auxiliary switch (S1) is controlled to be turned off at the same time as or after the leading edge of one main control pulse, and the first auxiliary switch (S1) is turned off. The third auxiliary switch (S3) is turned off naturally or forcibly when a time corresponding to a 90 to 180 degree section of the sinusoidal resonance current waveform has elapsed from the time point (1). The inverter device according to claim 3, wherein:
るために前記第5のダイオード(Da )又は前記第6の
ダイオード(Db )に並列に接続されたコンデンサ充電
回路を有する請求項3又は4に従うインバ−タ装置。5. A capacitor charging circuit connected to the fifth diode (Da) or the sixth diode (Db) in parallel for charging the capacitor (C1). Inverter device according to.
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、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )直列回路か
ら成り、前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR
2 )の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回路
と、 前記直流電源(1)の一端と他端との間に接続された第
1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )の直列回路
と、 前記第1及び第2のスイッチ(TR1 、TR2 )に逆並
列接続された第1及び第2のダイオード(D1 、D2 )
と、 前記第1及び第2のダイオード(D1 、D2 )と同一の
方向性を有して前記直流電源(1)の一端と他端との間
に接続された第3及び第4のダイオード(D3、D4 )
の直列回路と、 前記第1及び第2の補助スイッチ(S1 、S2 )の直列
回路中に配置され且つ前記第1及び第2の補助スイッチ
(S1 、S2 )の相互間において互いに直列に接続され
た第1及び第2のリアクトル(L1a、L1b)と、 前記第1及び第2のリアクトル(L1a、L1b)の相互接
続中点と前記第3及び第4のダイオード(D3 、D4 )
の相互接続中点との間に接続された共振用コンデンサ
(C1 )と、 前記第1のリアクトル(L1a)と前記コンデンサ(C1
)とに対して並列に接続された第3の補助スイッチ
(S3 )と、 前記第3の補助スイッチ(S3 )と反対の方向性を有し
て前記第2のリアクトル(L1b)と前記コンデンサ(C
1 )とに対して並列に接続された第4の補助スイッチ
(S4 )とから成り、 且つ前記第1及び第2の主スイッチ(TR1 、TR2 )
を制御するための第1及び第2の主制御パルスと第1、
第2、第3及び第4の補助スイッチ(S1 、S2 、S3
、S4 )を制御するための第1、第2、第3、第4の
補助制御パルスとを発生する制御回路が設けられている
ことを特徴とするインバ−タ装置。6. One or more switch circuits are connected between one end and the other end of the DC power supply, and the switch circuits apply a current in a first direction and a current in a second direction opposite to the load to a load. In a bridge-type, half-bridge-type, or multi-phase bridge-type inverter device configured to flow a current, at least one of the switch circuits is connected between one end and the other end of the DC power supply (1). The first and second main switches (TR1, TR2) are composed of a series circuit, and the first and second main switches (TR1, TR2) are connected in series.
2) a main conversion circuit whose middle point is connected to a load, and first and second auxiliary switches (S1, S2) connected between one end and the other end of the DC power supply (1). And a first and second diode (D1, D2) connected in anti-parallel to the first and second switches (TR1, TR2).
And third and fourth diodes (D1 and D2) connected in the same direction as the first and second diodes (D1, D2) between one end and the other end of the DC power supply (1). D3, D4)
And a series circuit of the first and second auxiliary switches (S1, S2) and connected in series with each other between the first and second auxiliary switches (S1, S2). The first and second reactors (L1a, L1b), the interconnection midpoint of the first and second reactors (L1a, L1b), and the third and fourth diodes (D3, D4)
, A resonance capacitor (C1) connected between the first reactor (L1a) and the capacitor (C1).
), A third auxiliary switch (S3) connected in parallel to the second reactor (L3) and the capacitor (L3) having a direction opposite to that of the third auxiliary switch (S3). C
1) and a fourth auxiliary switch (S4) connected in parallel with the first and second main switches (TR1, TR2).
And first and second main control pulses for controlling
Second, third and fourth auxiliary switches (S1, S2, S3
, S4), a control circuit for generating first, second, third, and fourth auxiliary control pulses is provided.
制御パルスを相互間に所定時間間隔(Ta )を有して交
互に発生し、前記所定時間間隔(Ta )が前記コンデン
サ(C1 )と前記第2のリアクトル(L1b)とに基づく
正弦波状共振電流波形の0度から90度以上までに相当
する時間幅に設定され、前記第1の制御パルスの後縁と
同時又はこれよりも前の時点で前記第2の補助スイッチ
(S2)をオン状態に制御し、前記第2の主制御パルス
の前縁と同時又はこれよりも後の時点で前記第2の補助
スイッチ(S2 )をオフ状態に制御し、前記第2の主制
御パルスの前縁と前記第2の補助スイッチ(S2 )がオ
フ状態転換時点との間で前記第4の補助スイッチ(S4
)をオン状態に転換し、この転換時点から前記コンデ
ンサ(C1 )と前記第2のリアクトル(L1b)との正弦
波状共振電流波形の90〜180度区間に相当する時間
が経過した時点で前記第4の補助スイッチ(S4 )を自
然又は強制的にオフ状態に転換させ、前記第2の主制御
パルスの後縁と同時又はこれよりも前の時点で前記第1
の補助スイッチ(S1 )をオン状態に制御し、前記第1
の主制御パルスの前縁と同時又はこれよりも後の時点で
前記第1の補助スイッチ(S1 )をオフ状態に制御し、
前記第1の主制御パルスの前縁と前記第1の補助スイッ
チ(S1 )のオフ状態転換時点との間で前記第3の補助
スイッチ(S3 )をオン状態に転換し、この転換時点か
ら前記コンデンサ(C1)と前記第1のリアクトル(L1
a)と正弦波状共振電流波形の90〜180度区間に相
当する時間が経過した時点で前記第3の補助スイッチ
(S3 )を自然又は強制的にオフ状態に転換させるよう
に形成されていることを特徴とする請求項6記載のイン
バータ装置。7. The control circuit alternately generates the first and second main control pulses at a predetermined time interval (Ta) between the first and second main control pulses, and the predetermined time interval (Ta) corresponds to the capacitor ( C1) and the second reactor (L1b) are set to have a time width corresponding to 0 to 90 degrees or more of the sinusoidal resonance current waveform based on the second reactor (L1b), and at the same time as or after the trailing edge of the first control pulse. Also, the second auxiliary switch (S2) is controlled to be turned on at a time before, and the second auxiliary switch (S2) is controlled at the same time as or after the leading edge of the second main control pulse. Is turned off, and the fourth auxiliary switch (S4) is switched between the leading edge of the second main control pulse and the point at which the second auxiliary switch (S2) is turned off.
) Is turned on, and at the time when the time corresponding to the 90-180 degree section of the sinusoidal resonance current waveform of the capacitor (C1) and the second reactor (L1b) has elapsed from the time of the conversion, The fourth auxiliary switch (S4) is naturally or forcibly switched to the off state, and the first switch is simultaneously or earlier than the trailing edge of the second main control pulse.
Control of the auxiliary switch (S1) of the
At the same time as or after the leading edge of the main control pulse, the first auxiliary switch (S1) is turned off,
The third auxiliary switch (S3) is turned on between the leading edge of the first main control pulse and the off-state of the first auxiliary switch (S1). A capacitor (C1) and the first reactor (L1
a) the third auxiliary switch (S3) is turned off naturally or forcibly when a time corresponding to a section corresponding to 90 to 180 degrees of the sinusoidal resonance current waveform elapses. The inverter device according to claim 6, wherein:
るために前記第3のダイオード(D3 )又は前記第4の
ダイオード(D4 )に対して並列に接続されたコンデン
サ充電回路(7)を有する請求項6又は7に従うインバ
−タ装置。8. A capacitor charging circuit (7) connected in parallel to the third diode (D3) or the fourth diode (D4) for charging the capacitor (C1). An inverter according to claim 6 or 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07068776A JP3104736B2 (en) | 1994-03-04 | 1995-03-02 | Bridge type inverter device |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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JP6031894 | 1994-03-04 | ||
JP07068776A JP3104736B2 (en) | 1994-03-04 | 1995-03-02 | Bridge type inverter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08116678A JPH08116678A (en) | 1996-05-07 |
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Family Applications (1)
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JP07068776A Expired - Fee Related JP3104736B2 (en) | 1994-03-04 | 1995-03-02 | Bridge type inverter device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112713755B (en) * | 2020-12-04 | 2022-04-19 | 北京星航机电装备有限公司 | Quick turn-off method and system for bidirectional thyristor |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP07068776A patent/JP3104736B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH08116678A (en) | 1996-05-07 |
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