JP3276126B2 - ブリッジ回路及びインバータ装置 - Google Patents
ブリッジ回路及びインバータ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自己消弧形のスイッチ素
子を用いたブリッジ回路及びこのブリッジ回路を用いた
インバ―タ装置に関する。
子を用いたブリッジ回路及びこのブリッジ回路を用いた
インバ―タ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自己消弧形のスイッチ素子を用いたブリ
ッジ回路は、直流電圧をパルス幅変調して交流電圧に変
換するインバ―タ装置等に広く用いられている。このブ
リッジ回路には、スイッチ素子がタ―ンオフして急速に
電流をしゃ断するとき、回路に存在するインダクタンス
の残留エネルギ―の放出によって過電圧が発生し、この
過電圧をスイッチ素子の許容電圧内に抑制するたのスナ
バ回路が付設されている。スナバ回路はエネルギ―を電
荷として吸収するコンデンサを有し、このコンデンサに
吸収された充電電荷は、通常、抵抗器に放電され熱とし
て消費される。
ッジ回路は、直流電圧をパルス幅変調して交流電圧に変
換するインバ―タ装置等に広く用いられている。このブ
リッジ回路には、スイッチ素子がタ―ンオフして急速に
電流をしゃ断するとき、回路に存在するインダクタンス
の残留エネルギ―の放出によって過電圧が発生し、この
過電圧をスイッチ素子の許容電圧内に抑制するたのスナ
バ回路が付設されている。スナバ回路はエネルギ―を電
荷として吸収するコンデンサを有し、このコンデンサに
吸収された充電電荷は、通常、抵抗器に放電され熱とし
て消費される。
【０００３】しかし、近年、高速動作するＩＧＢＴ等の
自己消弧形のスイッチ素子が用いられ、スイッチング周
波数が高周波化されるに伴ってスナバ回路の電力損失が
増大し、変換効率が低下するという問題が生じてきた。
この問題を解決しようとして、コンデンサの充電電荷を
電源側に回生して電力損失を少なくする種々のスナバ回
路が試みられている。
自己消弧形のスイッチ素子が用いられ、スイッチング周
波数が高周波化されるに伴ってスナバ回路の電力損失が
増大し、変換効率が低下するという問題が生じてきた。
この問題を解決しようとして、コンデンサの充電電荷を
電源側に回生して電力損失を少なくする種々のスナバ回
路が試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑みてなされたもので、その目的は、高い周波数でス
イッチングを行っても電力損失の少ないブリッジ回路及
びインバ―タ装置を提供することにある。
に鑑みてなされたもので、その目的は、高い周波数でス
イッチングを行っても電力損失の少ないブリッジ回路及
びインバ―タ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のブリッ
ジ回路として、ダイオ―ドを逆並列接続したスイッチ素
子を２組直列接続して直流電圧源の正負間に接続し、直
列接続点を交流出力端とするハ―フブリッジ回路と、コ
ンデンサと第２のダイオ―ドを直列接続して前記スイッ
チ素子にそれぞれ並列接続するスナバ回路を備え、前記
第２ダイオ―ドの一端を前記スイッチ素子の直列接続点
側に接続し、前記コンデンサと第２のダイオ―ドの接続
点にそれぞれ一端を接続した第２のスイッチ素子と、前
記第２のスイッチ素子の他端間に接続されるリアクトル
と、前記リアクトルの両端と前記直流電圧源の正負間に
それぞれ接続される第３のダイオ―ドを備える。
ジ回路として、ダイオ―ドを逆並列接続したスイッチ素
子を２組直列接続して直流電圧源の正負間に接続し、直
列接続点を交流出力端とするハ―フブリッジ回路と、コ
ンデンサと第２のダイオ―ドを直列接続して前記スイッ
チ素子にそれぞれ並列接続するスナバ回路を備え、前記
第２ダイオ―ドの一端を前記スイッチ素子の直列接続点
側に接続し、前記コンデンサと第２のダイオ―ドの接続
点にそれぞれ一端を接続した第２のスイッチ素子と、前
記第２のスイッチ素子の他端間に接続されるリアクトル
と、前記リアクトルの両端と前記直流電圧源の正負間に
それぞれ接続される第３のダイオ―ドを備える。
【０００６】請求項２の発明のブリッジ回路として、ダ
イオ―ドを逆並列接続したスイッチ素子を２個直列接続
して成る正側ア―ムと負側ア―ムを直列接続して直流電
圧源の正負間に接続し、前記正側ア―ムと負側ア―ムの
直列接続点を交流出力端とするハ―フブリッジ回路と、
２個直列接続された前記スイッチ素子の直列接続点と前
記直流電圧源の中間電位点との間にそれぞれ接続する第
４のダイオ―ドと、コンデンサと第２のダイオ―ドを直
列接続して前記スイッチ素子にそれぞれ並列接続するス
ナバ回路を備え、交流出力端側のスイッチ素子に並列接
続されるスナバ回路の前記第２のダイオ―ドの一端を交
流出力端に接続し、該スナバ回路の前記コンデンサと第
２のダイオ―ドの接続点にそれぞれ一端を接続した第２
のスイッチ素子と、この第２のスイッチ素子の他端間に
接続されるリアクトルと、このリアクトルの両端と前記
直流電圧源の正負間にそれぞれ接続される第３のダイオ
―ドを備える。
イオ―ドを逆並列接続したスイッチ素子を２個直列接続
して成る正側ア―ムと負側ア―ムを直列接続して直流電
圧源の正負間に接続し、前記正側ア―ムと負側ア―ムの
直列接続点を交流出力端とするハ―フブリッジ回路と、
２個直列接続された前記スイッチ素子の直列接続点と前
記直流電圧源の中間電位点との間にそれぞれ接続する第
４のダイオ―ドと、コンデンサと第２のダイオ―ドを直
列接続して前記スイッチ素子にそれぞれ並列接続するス
ナバ回路を備え、交流出力端側のスイッチ素子に並列接
続されるスナバ回路の前記第２のダイオ―ドの一端を交
流出力端に接続し、該スナバ回路の前記コンデンサと第
２のダイオ―ドの接続点にそれぞれ一端を接続した第２
のスイッチ素子と、この第２のスイッチ素子の他端間に
接続されるリアクトルと、このリアクトルの両端と前記
直流電圧源の正負間にそれぞれ接続される第３のダイオ
―ドを備える。
【０００７】請求項３の発明のインバ―タ装置として、
直流電圧源の正負間に、請求項１あるいは請求項２のい
ずれかに記載のブリッジ回路を接続し、前記直流電圧源
の中間電位と前記ブリッジ回路の交流出力端との間に交
流電圧を出力する。
直流電圧源の正負間に、請求項１あるいは請求項２のい
ずれかに記載のブリッジ回路を接続し、前記直流電圧源
の中間電位と前記ブリッジ回路の交流出力端との間に交
流電圧を出力する。
【０００８】請求項４の発明のインバ―タ装置として、
直流電圧源の正負間に、請求項１あるいは請求項２のい
ずれかに記載のブリッジ回路を少なくとも２個以上接続
し、各ブリッジ回路の交流出力端間に単相あるいは多相
の交流電圧を出力する。
直流電圧源の正負間に、請求項１あるいは請求項２のい
ずれかに記載のブリッジ回路を少なくとも２個以上接続
し、各ブリッジ回路の交流出力端間に単相あるいは多相
の交流電圧を出力する。
【０００９】
【作用】請求項１のブリッジ回路は、前記スイッチ素子
がオンしたとき、該スイッチ素子と前記第２のダイオ―
ドと前記第２のスイッチ素子と前記リアクトルを介して
前記コンデンサの充電電荷を放電させ、その後、該第２
のスイッチ素子をオフさせて前記リアクトルに流れる電
流を前記第３のダイオ―ドを介して前記直流電圧源へ回
生する。
がオンしたとき、該スイッチ素子と前記第２のダイオ―
ドと前記第２のスイッチ素子と前記リアクトルを介して
前記コンデンサの充電電荷を放電させ、その後、該第２
のスイッチ素子をオフさせて前記リアクトルに流れる電
流を前記第３のダイオ―ドを介して前記直流電圧源へ回
生する。
【００１０】請求項２のブリッジ回路は、交流出力端側
の前記スイッチ素子がオンしたとき、該スイッチ素子と
前記第２のダイオ―ドと前記第２のスイッチ素子と前記
リアクトルを介して前記コンデンサの充電電荷を放電さ
せ、その後、該第２のスイッチをオフさせて前記リアク
トルに流れる電流を前記第３のダイオ―ドを介して直流
電圧源へ回生する。
の前記スイッチ素子がオンしたとき、該スイッチ素子と
前記第２のダイオ―ドと前記第２のスイッチ素子と前記
リアクトルを介して前記コンデンサの充電電荷を放電さ
せ、その後、該第２のスイッチをオフさせて前記リアク
トルに流れる電流を前記第３のダイオ―ドを介して直流
電圧源へ回生する。
【００１１】請求項３のインバ―タ装置は、ハ―フブリ
ッジインバ―タとして作用し、直流電圧源の中間電位と
ブリッジ回路の交流出力端間に交流電圧を出力する。請
求項４のインバ―タ装置は、各ブリッジ回路の交流出力
端間に単相あるいは多相の交流電圧を出力する。
ッジインバ―タとして作用し、直流電圧源の中間電位と
ブリッジ回路の交流出力端間に交流電圧を出力する。請
求項４のインバ―タ装置は、各ブリッジ回路の交流出力
端間に単相あるいは多相の交流電圧を出力する。
【００１２】
【実施例】本発明の請求項１，３に対応する実施例を図
１に示す。図１の構成において、１と２は直列接続され
た直流電源で直流電圧源として作用する。３と４はＩＧ
ＢＴ等の自己消弧形のスイッチ素子でそれぞれタイオ―
ド５と６が逆並列に接続される。７と８はスナバ回路の
コンデンサ、９と10はスナバ回路の第２のダイオ―ド、
11と12は第２のスイッチ素子、13と14は第３のダイオ―
ド、15はリアクトル、16は負荷である。
１に示す。図１の構成において、１と２は直列接続され
た直流電源で直流電圧源として作用する。３と４はＩＧ
ＢＴ等の自己消弧形のスイッチ素子でそれぞれタイオ―
ド５と６が逆並列に接続される。７と８はスナバ回路の
コンデンサ、９と10はスナバ回路の第２のダイオ―ド、
11と12は第２のスイッチ素子、13と14は第３のダイオ―
ド、15はリアクトル、16は負荷である。
【００１３】上記構成において、直流電源１，２と負荷
16を除いた回路は、本発明の請求項１のブリッジ回路に
対応し、全体構成は請求項３のインバ―タ装置に対応す
る。この構成において、スイッチ素子３がオンすると直
流電圧源の中間点Ｂとブリッジ回路の交流出力端Ａとの
間にＥ1 の電圧が出力され、スイッチ素子４がオンする
とＥ2 の電圧が逆極性で出力される。これらのスイッチ
素子をパルス幅変調によりスイッチング制御することに
より所望の交流電圧を出力させることができる。このよ
うなインバ―タ装置は、ハ―フブリッジインバ―タとし
て周知なので詳述しないが、本実施例のブリッジ回路で
はスナバ回路のコンデンサ７，８の充電電荷を回生処理
する新しい機能が設けられている。
16を除いた回路は、本発明の請求項１のブリッジ回路に
対応し、全体構成は請求項３のインバ―タ装置に対応す
る。この構成において、スイッチ素子３がオンすると直
流電圧源の中間点Ｂとブリッジ回路の交流出力端Ａとの
間にＥ1 の電圧が出力され、スイッチ素子４がオンする
とＥ2 の電圧が逆極性で出力される。これらのスイッチ
素子をパルス幅変調によりスイッチング制御することに
より所望の交流電圧を出力させることができる。このよ
うなインバ―タ装置は、ハ―フブリッジインバ―タとし
て周知なので詳述しないが、本実施例のブリッジ回路で
はスナバ回路のコンデンサ７，８の充電電荷を回生処理
する新しい機能が設けられている。
【００１４】図１の構成において、スイッチ素子３ある
いは４がオンしたとき、スナバ回路のコンデンサ８ある
いは７は直流電圧源の電圧Ｅ1 ＋Ｅ2 に充電される。従
って、スイッチ素子３と４が交互にオンするとき、コン
デンサ７と８はＥ1 ＋Ｅ2 に充電された状態でスイッチ
素子がオンすることになる。
いは４がオンしたとき、スナバ回路のコンデンサ８ある
いは７は直流電圧源の電圧Ｅ1 ＋Ｅ2 に充電される。従
って、スイッチ素子３と４が交互にオンするとき、コン
デンサ７と８はＥ1 ＋Ｅ2 に充電された状態でスイッチ
素子がオンすることになる。
【００１５】図２は、本実施例のブリッジ回路の作用を
説明するための波形図で、各スイッチ素子を理想スイッ
チと仮定している。スイッチ素子３がオンすると、負荷
16にはＥ1 の電圧を出力し、コンデンサ８をＥ1 ＋Ｅ2
に充電するが、このとき、コンデンサ７の電圧Ｖc7がＥ
1 ＋Ｅ2 に充電された状態になっていると、スイッチ素
子３−第２ダイオ―ド10−第２のスイッチ素子12−リア
クトル15−第２のスイッチ素子11の経路でコンデンサ７
の充電電荷が放電される。この放電電流はコンデンサ７
とリアクトル15の共振によって図２に示すように振動電
流となる。その後、コンデンサ７の電圧Ｖc7が零になる
とリアクトル15の放電電流が第２のダイオ―ド９を介し
て流れる。この時点ｔ2 で第２のスイッチ素子11をオフ
すると、リアクトル15の放電電流ｉ0 は第３のダイオ―
ド13と14を介して直流電圧源に環流し短時間に電力回生
される。その後、時点ｔ3 でスイッチ素子３がオフする
と負荷電流がしゃ断され負荷16の電圧は零となる。この
ときの主回路に存在する浮遊インダクタンスによるサ―
ジ電圧はコンデンサ７によって抑制される。負荷16が誘
導性の場合、その放電電流はダイオ―ド６を介して環流
し、負荷16の電圧は破線で示すように−Ｅ2 となってコ
ンデンサ７はＥ1 ＋Ｅ2 に充電される。その後、時点ｔ
4 でスイッチ素子４がオンすると、負荷16にはＥ2 の電
圧が逆極性で出力され、コンデンサ７の電圧Ｖc7はＥ1
＋Ｅ2 に充電される。このとき、コンデンサ８の充電電
荷は、第２のスイッチ素子12−リアクトル15−第２のス
イッチ素子11−第２のダイオ―ド９−スイッチ素子４の
経路で放電され、コンデンサ８とリアクトル15の共振に
よって前述と同様の振動電流が流れる。その後、コンデ
ンサ８の電圧Ｖc8が零になるとリアクトル15の放電電流
が第２のダイオ―ド11を介して流れる。この時点ｔ5 で
第２のスイッチ素子12をオフすると、リアクトル15の放
電電流ｉ0 は前述と同様に第３のダイオ―ド13と14を介
して直流電圧源に環流し短時間に電力回生される。
説明するための波形図で、各スイッチ素子を理想スイッ
チと仮定している。スイッチ素子３がオンすると、負荷
16にはＥ1 の電圧を出力し、コンデンサ８をＥ1 ＋Ｅ2
に充電するが、このとき、コンデンサ７の電圧Ｖc7がＥ
1 ＋Ｅ2 に充電された状態になっていると、スイッチ素
子３−第２ダイオ―ド10−第２のスイッチ素子12−リア
クトル15−第２のスイッチ素子11の経路でコンデンサ７
の充電電荷が放電される。この放電電流はコンデンサ７
とリアクトル15の共振によって図２に示すように振動電
流となる。その後、コンデンサ７の電圧Ｖc7が零になる
とリアクトル15の放電電流が第２のダイオ―ド９を介し
て流れる。この時点ｔ2 で第２のスイッチ素子11をオフ
すると、リアクトル15の放電電流ｉ0 は第３のダイオ―
ド13と14を介して直流電圧源に環流し短時間に電力回生
される。その後、時点ｔ3 でスイッチ素子３がオフする
と負荷電流がしゃ断され負荷16の電圧は零となる。この
ときの主回路に存在する浮遊インダクタンスによるサ―
ジ電圧はコンデンサ７によって抑制される。負荷16が誘
導性の場合、その放電電流はダイオ―ド６を介して環流
し、負荷16の電圧は破線で示すように−Ｅ2 となってコ
ンデンサ７はＥ1 ＋Ｅ2 に充電される。その後、時点ｔ
4 でスイッチ素子４がオンすると、負荷16にはＥ2 の電
圧が逆極性で出力され、コンデンサ７の電圧Ｖc7はＥ1
＋Ｅ2 に充電される。このとき、コンデンサ８の充電電
荷は、第２のスイッチ素子12−リアクトル15−第２のス
イッチ素子11−第２のダイオ―ド９−スイッチ素子４の
経路で放電され、コンデンサ８とリアクトル15の共振に
よって前述と同様の振動電流が流れる。その後、コンデ
ンサ８の電圧Ｖc8が零になるとリアクトル15の放電電流
が第２のダイオ―ド11を介して流れる。この時点ｔ5 で
第２のスイッチ素子12をオフすると、リアクトル15の放
電電流ｉ0 は前述と同様に第３のダイオ―ド13と14を介
して直流電圧源に環流し短時間に電力回生される。
【００１６】このように、第２のスイッチ素子11と12
は、主回路のスイッチ素子３あるいは４がオンする度に
コンデンサ７あるいは８の充電電荷をリアクトル15に移
動させる期間だけオンするように動作する。また、時点
ｔ4 に至るまでにスイッチ素子３のオン、オフを繰り返
してパルス幅変調を行うことにより正弦波の交流電圧を
出力させることができる。
は、主回路のスイッチ素子３あるいは４がオンする度に
コンデンサ７あるいは８の充電電荷をリアクトル15に移
動させる期間だけオンするように動作する。また、時点
ｔ4 に至るまでにスイッチ素子３のオン、オフを繰り返
してパルス幅変調を行うことにより正弦波の交流電圧を
出力させることができる。
【００１７】本発明の請求項２，３に対応する実施例を
図３に示す。この実施例は、交流出力端ＯＵＴを直流電
圧源の中間電位点Ｂにクランプする通電モ―ドを有し、
所謂中性点クランプ（ＮＰＣ）インバ―タや３レベルイ
ンバータに使用されるブリッジ回路及びインバ―タ装置
である。図３において、21と22はダイオ―ド23と24を逆
並列接続したスイッチ素子、25と26は電圧クランプ用の
第４のダイオ―ド、27と28はスナバ回路の第１のダイオ
―ド、29と30はスナバ回路のコンデンサ、31と32は公知
の電力回生回路である。他は図１と同じものであり同符
号で示す。
図３に示す。この実施例は、交流出力端ＯＵＴを直流電
圧源の中間電位点Ｂにクランプする通電モ―ドを有し、
所謂中性点クランプ（ＮＰＣ）インバ―タや３レベルイ
ンバータに使用されるブリッジ回路及びインバ―タ装置
である。図３において、21と22はダイオ―ド23と24を逆
並列接続したスイッチ素子、25と26は電圧クランプ用の
第４のダイオ―ド、27と28はスナバ回路の第１のダイオ
―ド、29と30はスナバ回路のコンデンサ、31と32は公知
の電力回生回路である。他は図１と同じものであり同符
号で示す。
【００１８】上記構成において、スイッチ素子21と３が
オンしスイッチ素子４と22がオフのとき、交流出力端Ｏ
ＵＴはＰ点の電位となる。スイッチ素子21と３がオフし
スイッチ素子４と22がオンすると交流出力端ＯＵＴはＮ
点の電位となる。スイッチ素子21と22がオフしスイッチ
素子３と４がオンすると交流出力端ＯＵＴはＢ点の電位
となり、直流電圧源の中性点にクランプされる。上述し
た３つの通電モ―ドでＰＷＭ制御することにより交流出
力端ＯＵＴに正弦波の交流電圧を出力することができ
る。しかし、この動作は周知なので詳述しないが、本実
施例ではスナバ回路のコンデンサ７と８の充電電荷を回
生処理する新しい機能が設けられている。なお、スナバ
回路のコンデンサ29と30の充電電荷はスイッチ素子21あ
るいは22がオンしたとき電力回生回路31と32によって直
流電圧源に回生され、この回路も公知なので詳述を避け
る。
オンしスイッチ素子４と22がオフのとき、交流出力端Ｏ
ＵＴはＰ点の電位となる。スイッチ素子21と３がオフし
スイッチ素子４と22がオンすると交流出力端ＯＵＴはＮ
点の電位となる。スイッチ素子21と22がオフしスイッチ
素子３と４がオンすると交流出力端ＯＵＴはＢ点の電位
となり、直流電圧源の中性点にクランプされる。上述し
た３つの通電モ―ドでＰＷＭ制御することにより交流出
力端ＯＵＴに正弦波の交流電圧を出力することができ
る。しかし、この動作は周知なので詳述しないが、本実
施例ではスナバ回路のコンデンサ７と８の充電電荷を回
生処理する新しい機能が設けられている。なお、スナバ
回路のコンデンサ29と30の充電電荷はスイッチ素子21あ
るいは22がオンしたとき電力回生回路31と32によって直
流電圧源に回生され、この回路も公知なので詳述を避け
る。
【００１９】このブリッジ回路は、スイッチ素子３をオ
ン状態、スイッチ素子22をオフ状態に維持し、スイッチ
素子21と４が互いに補完関係でオン、オフを繰り返すと
き、交流出力端ＯＵＴにはＰ点の電位とＢ点の電位が交
互に出力され、ＰＷＭ制御された出力電圧が得られる。
この場合、コンデンサ７の電圧は零の状態が維持され、
コンデンサ30は電圧源の電圧Ｅ2 に充電されて維持され
る。そして、スイッチ素子21がオンし、スイッチ素子４
がオフのとき、コンデンサ29の電荷は回生されて零とな
り、コンデンサ８は電圧源の電圧Ｅ1 に充電される。ま
た、スイッチ素子21がオフし、スイッチ素子４がオンの
とき、コンデンサ29は電圧源の電圧Ｅ1に充電され、コ
ンデンサ８の電荷は回生されて零となる。このときの、
コンデンサ８の電荷の回生動作は、前述した実施例と同
様に行われる。すなわち、スイッチ素子４がオンしたと
き、コンデンサ８の電荷は、第２のスイッチ素子12−リ
アクトル15−第２のスイッチ素子11−第２のダイオ―ド
９−スイッチ素子４を介して放電され、その後、第２の
スイッチ素子12がオフしてリアクトル15に移動したエネ
ルギ―が第３のダイオ―ド13と14を介して電源側に回生
される。
ン状態、スイッチ素子22をオフ状態に維持し、スイッチ
素子21と４が互いに補完関係でオン、オフを繰り返すと
き、交流出力端ＯＵＴにはＰ点の電位とＢ点の電位が交
互に出力され、ＰＷＭ制御された出力電圧が得られる。
この場合、コンデンサ７の電圧は零の状態が維持され、
コンデンサ30は電圧源の電圧Ｅ2 に充電されて維持され
る。そして、スイッチ素子21がオンし、スイッチ素子４
がオフのとき、コンデンサ29の電荷は回生されて零とな
り、コンデンサ８は電圧源の電圧Ｅ1 に充電される。ま
た、スイッチ素子21がオフし、スイッチ素子４がオンの
とき、コンデンサ29は電圧源の電圧Ｅ1に充電され、コ
ンデンサ８の電荷は回生されて零となる。このときの、
コンデンサ８の電荷の回生動作は、前述した実施例と同
様に行われる。すなわち、スイッチ素子４がオンしたと
き、コンデンサ８の電荷は、第２のスイッチ素子12−リ
アクトル15−第２のスイッチ素子11−第２のダイオ―ド
９−スイッチ素子４を介して放電され、その後、第２の
スイッチ素子12がオフしてリアクトル15に移動したエネ
ルギ―が第３のダイオ―ド13と14を介して電源側に回生
される。
【００２０】また、スイッチ素子21がオフ状態、スイッ
チ素子４がオン状態を維持し、スイッチ素子３とスイッ
チ素子22が互いに補完関係でオン、オフを繰り返すと
き、交流出力端ＯＵＴにはＢ点の電位とＮ点の電位が交
互に出力され、ＰＷＭ制御された出力電圧が得られる。
この場合、コンデンサ８の電圧は零の状態に維持され、
コンデンサ29は電圧源の電圧Ｅ1 に充電されて維持され
る。そして、スイッチ素子３がオフし、スイッチ素子22
がオンのとき、コンデンサ７は電圧源の電圧Ｅ2に充電
され、コンデンサ30の電荷は回生されて零となる。ま
た、スイッチ素子３がオンし、スイッチ素子22がオフの
とき、コンデンサ７の電荷は回生されて零となり、コン
デンサ30は電圧源Ｅ2 に充電される。このときの、コン
デンサ７の電荷の回生動作は前述と同様に行われる。
チ素子４がオン状態を維持し、スイッチ素子３とスイッ
チ素子22が互いに補完関係でオン、オフを繰り返すと
き、交流出力端ＯＵＴにはＢ点の電位とＮ点の電位が交
互に出力され、ＰＷＭ制御された出力電圧が得られる。
この場合、コンデンサ８の電圧は零の状態に維持され、
コンデンサ29は電圧源の電圧Ｅ1 に充電されて維持され
る。そして、スイッチ素子３がオフし、スイッチ素子22
がオンのとき、コンデンサ７は電圧源の電圧Ｅ2に充電
され、コンデンサ30の電荷は回生されて零となる。ま
た、スイッチ素子３がオンし、スイッチ素子22がオフの
とき、コンデンサ７の電荷は回生されて零となり、コン
デンサ30は電圧源Ｅ2 に充電される。このときの、コン
デンサ７の電荷の回生動作は前述と同様に行われる。
【００２１】このブリッジ回路の交流出力端ＯＵＴと直
流電圧源の中性点電位の間に高調波成分の少ないＰＷＭ
制御された交流電圧を出力させることができる。本発明
の請求項４に対応する実施例を図４に示す。
流電圧源の中性点電位の間に高調波成分の少ないＰＷＭ
制御された交流電圧を出力させることができる。本発明
の請求項４に対応する実施例を図４に示す。
【００２２】図４（ａ）において、51と52はいずれも図
１に示したブリッジ回路であり、２個のブリッジ回路51
と52が直流電圧源１の正負間に並列接続され、各ブリッ
ジ回路の交流出力端Ａ間に負荷16が接続されるインバ―
タ装置である。
１に示したブリッジ回路であり、２個のブリッジ回路51
と52が直流電圧源１の正負間に並列接続され、各ブリッ
ジ回路の交流出力端Ａ間に負荷16が接続されるインバ―
タ装置である。
【００２３】上記構成において、各ブリッジ回路51，52
の出力端Ａには図示しない制御回路によって 180°位相
の異るＰＷＭ制御された交流電圧を出力させ、直流電圧
源１の電圧Ｅ1 に近い波高値の交流電圧を出力させるこ
とができる。
の出力端Ａには図示しない制御回路によって 180°位相
の異るＰＷＭ制御された交流電圧を出力させ、直流電圧
源１の電圧Ｅ1 に近い波高値の交流電圧を出力させるこ
とができる。
【００２４】図４（ｂ）において、61と62はいずれも図
３に示したブリッジ回路であり、直列接続された直流電
圧源１と２の正負間に並列接続されると共に、直流電圧
源の中性点電位もそれぞれ接続される。そして、各ブリ
ッジ回路の交流出力端ＯＵＴ間に負荷16を接続するよう
に構成したインバ―タ装置である。
３に示したブリッジ回路であり、直列接続された直流電
圧源１と２の正負間に並列接続されると共に、直流電圧
源の中性点電位もそれぞれ接続される。そして、各ブリ
ッジ回路の交流出力端ＯＵＴ間に負荷16を接続するよう
に構成したインバ―タ装置である。
【００２５】上記構成において、各ブリッジ回路61と62
の出力端ＯＵＴには 180°位相の異るＰＷＭ制御された
交流電圧を出力させ、直流電圧源の電圧Ｅ1 ＋Ｅ2 に近
い波高値の高調波成分の少ない交流電圧を出力させるこ
とができる。
の出力端ＯＵＴには 180°位相の異るＰＷＭ制御された
交流電圧を出力させ、直流電圧源の電圧Ｅ1 ＋Ｅ2 に近
い波高値の高調波成分の少ない交流電圧を出力させるこ
とができる。
【００２６】なお、図４では、ブリッジ回路を２個用い
る例で示したが、３個用いてそれぞれ 120°位相の異る
交流電圧を出力させ、３相の交流電圧を出力させること
もできる。また、ｎ個用いてそれぞれ 360°／ｎ位相の
異る多相の交流電圧を出力させることができる。この実
施例によれば、スナバ回路の電力損失の少ない、変換効
率の向上したインバ―タ装置が得られる。
る例で示したが、３個用いてそれぞれ 120°位相の異る
交流電圧を出力させ、３相の交流電圧を出力させること
もできる。また、ｎ個用いてそれぞれ 360°／ｎ位相の
異る多相の交流電圧を出力させることができる。この実
施例によれば、スナバ回路の電力損失の少ない、変換効
率の向上したインバ―タ装置が得られる。
【００２７】
【発明の効果】請求項１，２に記載のブリッジ回路によ
れば、スナバ回路のコンデンサの充電電荷のほとんどが
短時間で電源側に回生され、高い周波数でスイッチング
を行っても、電力損失を少なくすることができる。
れば、スナバ回路のコンデンサの充電電荷のほとんどが
短時間で電源側に回生され、高い周波数でスイッチング
を行っても、電力損失を少なくすることができる。
【００２８】請求項３，４に記載のインバ―タ回路によ
れば、高い変調周波数でＰＷＭ制御を行っても、電力変
換効率を高くすることができ、運転効率を向上させるこ
とができる。
れば、高い変調周波数でＰＷＭ制御を行っても、電力変
換効率を高くすることができ、運転効率を向上させるこ
とができる。
【図１】請求項１及び請求項３に対応するブリッジ回路
及びインバ―タ装置の実施例の構成図。
及びインバ―タ装置の実施例の構成図。
【図２】上記実施例の作用を説明するための波形図。
【図３】請求項２及び請求項３に対応するブリッジ回路
及びインバ―タ装置の実施例の構成図。
及びインバ―タ装置の実施例の構成図。
【図４】請求項４に対応するインバ―タ装置の実施例を
示したもので、（ａ）は請求項１のブリッジ回路を用い
た場合、（ｂ）は請求項２のブリッジ回路を用いた場合
を示す。
示したもので、（ａ）は請求項１のブリッジ回路を用い
た場合、（ｂ）は請求項２のブリッジ回路を用いた場合
を示す。
１，２…直流電圧源 ３，４，21，22…スイッ
チ素子 ５，６，23，24…ダイオ―ド ７，８，29，30…コンデ
ンサ ９，10，27，28…第２のダイオ―ド 11，12…第２のスイッチ素子 13，14…第３のダイオ―
ド 15…リアクトル 16…負荷 25，26…第４のダイオ―ド 31，32…電力回生装置 51，52…請求項１のブリッジ回路 61，62…請求項２のブリッジ回路
チ素子 ５，６，23，24…ダイオ―ド ７，８，29，30…コンデ
ンサ ９，10，27，28…第２のダイオ―ド 11，12…第２のスイッチ素子 13，14…第３のダイオ―
ド 15…リアクトル 16…負荷 25，26…第４のダイオ―ド 31，32…電力回生装置 51，52…請求項１のブリッジ回路 61，62…請求項２のブリッジ回路
Claims (4)
- 【請求項１】 ダイオ―ドを逆並列接続したスイッチ素
子を２組直列接続して直流電圧源の正負間に接続し、直
列接続点を交流出力端とするハ―フブリッジ回路と、コ
ンデンサと第２のダイオ―ドを直列接続して前記スイッ
チ素子にそれぞれ並列接続するスナバ回路を備え、前記
第２ダイオ―ドの一端を前記スイッチ素子の直列接続点
側に接続し、前記コンデンサと第２のダイオ―ドの接続
点にそれぞれ一端を接続した第２のスイッチ素子と、前
記第２のスイッチ素子の他端間に接続されるリアクトル
と、前記リアクトルの両端と前記直流電圧源の正負間に
それぞれ接続される第３のダイオ―ドを備え、前記スイ
ッチ素子がオンしたとき、該スイッチ素子と前記第２の
ダイオ―ドと前記第２のスイッチ素子と前記リアクトル
を介して前記コンデンサの充電電荷を放電させ、その
後、該第２のスイッチ素子をオフさせて前記リアクトル
に流れる電流を前記第３のダイオ―ドを介して前記直流
電圧源へ回生することを特徴とするブリッジ回路。 - 【請求項２】 ダイオ―ドを逆並列接続したスイッチ素
子を２個直列接続して成る正側ア―ムと負側ア―ムを直
列接続して直流電圧源の正負間に接続し、前記正側ア―
ムと負側ア―ムの直列接続点を交流出力端とするハ―フ
ブリッジ回路と、２個直列接続された前記スイッチ素子
の直列接続点と前記直流電圧源の中間電位点との間にそ
れぞれ接続する第４のダイオ―ドと、コンデンサと第２
のダイオ―ドを直列接続して前記スイッチ素子にそれぞ
れ並列接続するスナバ回路を備え、交流出力端側のスイ
ッチ素子に並列接続されるスナバ回路の前記第２のダイ
オ―ドの一端を交流出力端に接続し、該スナバ回路の前
記コンデンサと第２のダイオ―ドの接続点にそれぞれ一
端を接続した第２のスイッチ素子と、この第２のスイッ
チ素子の他端間に接続されるリアクトルと、このリアク
トルの両端と前記直流電圧源の正負間にそれぞれ接続さ
れる第３のダイオ―ドを備え、交流出力端側の前記スイ
ッチ素子がオンしたとき、該スイッチ素子と前記第２の
ダイオ―ドと前記第２のスイッチ素子と前記リアクトル
を介して前記コンデンサの充電電荷を放電させ、その
後、該第２のスイッチをオフさせて前記リアクトルに流
れる電流を前記第３のダイオ―ドを介して直流電圧源へ
回生することを特徴とするブリッジ回路。 - 【請求項３】 直流電圧源の正負間に、請求項１あるい
は請求項２のいずれかに記載のブリッジ回路を接続し、
前記直流電圧源の中間電位と前記ブリッジ回路の交流出
力端との間に交流電圧を出力することを特徴とするイン
バ―タ装置。 - 【請求項４】 直流電圧源の正負間に、請求項１あるい
は請求項２のいずれかに記載のブリッジ回路を少なくと
も２個以上接続し、各ブリッジ回路の交流出力端間に単
相あるいは多相の交流電圧を出力することを特徴とする
インバ―タ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15139594A JP3276126B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ブリッジ回路及びインバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15139594A JP3276126B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ブリッジ回路及びインバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823681A JPH0823681A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3276126B2 true JP3276126B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=15517654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15139594A Expired - Fee Related JP3276126B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | ブリッジ回路及びインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276126B2 (ja) |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP15139594A patent/JP3276126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0823681A (ja) | 1996-01-23 |
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|---|---|---|---|
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