JPS63262062A - Inverter main circuit - Google Patents
Inverter main circuitInfo
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- JPS63262062A JPS63262062A JP62094570A JP9457087A JPS63262062A JP S63262062 A JPS63262062 A JP S63262062A JP 62094570 A JP62094570 A JP 62094570A JP 9457087 A JP9457087 A JP 9457087A JP S63262062 A JPS63262062 A JP S63262062A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインバータ主回路の半導体スイッチング素子の
組合せ構成番と関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a combination configuration number of semiconductor switching elements of an inverter main circuit.
従来のこの種のインバータ主回路としては第5図に例示
するものが知られている。第5図は該主回路のブリッジ
を構成する直流電圧スイッチング素子として全て同一の
スイッチング速度を有するトランジスタ素子を使用する
ものであり、1は直流電源、2は単相負荷、DI−D4
はフリーホイールダイオード、BPT IとBPT !
とBPT5とBPT 8とはトランジスタであり、前記
各ダイオードp r −D4と共に単相ブリッジ回路を
構成している。As a conventional inverter main circuit of this type, the one illustrated in FIG. 5 is known. In Figure 5, transistor elements all having the same switching speed are used as DC voltage switching elements constituting the bridge of the main circuit, 1 is a DC power supply, 2 is a single-phase load, and DI-D4
are freewheeling diodes, BPT I and BPT !
, BPT5, and BPT8 are transistors, and together with the diodes pr-D4, they constitute a single-phase bridge circuit.
上記の如く従来方式のインバータ主回路構成においては
該主回路を構成するスイッチング素子のスイッチング速
度を全て同一のものとしているために、インバータ出力
交流の周波数を高めるためには前記スイッチング素子全
てのスイッチング速度の高速化を計る必要があり、現状
極めて高価なものとなっていた。これに鑑み本発明は高
速スイッチングが可能で且つ安価なインバータ主回路を
提供することを目的とする。As mentioned above, in the conventional inverter main circuit configuration, the switching speeds of the switching elements constituting the main circuit are all the same. Therefore, in order to increase the frequency of the inverter output AC, the switching speed of all the switching elements must be It is necessary to increase the speed of the system, which is currently extremely expensive. In view of this, an object of the present invention is to provide an inverter main circuit that is capable of high-speed switching and is inexpensive.
インバータのブリッジ構成主回路の各相スイッチング素
子を高速及び低速スイッチング形素子の組合せとしそれ
ぞれの特性に応じて異った周波数信号によるスイッチン
グ動作を行なわせるものである。すなわち直流入力を受
け該直流を任意の周波数と電圧とを有する交流に変換す
るインバータの半導体スイッチング素子によるブリッジ
構成の主回路において、前記直流入力の正極側から前記
ブリッジの上下アームを構成する2組の半導体スイッチ
ング素子と前記インバータの負荷とから成る直列回路を
経由して前記直流入力の負極側へ通電する前記交流出力
の各相ll!流経路における前記2組の半導体スイッチ
ング素子を、前記ブリッジの各相毎に、それぞれ前記交
流出力の基準周波信号等によりスイッチングする低速ス
イッチング素子とパルス巾変調用搬送波信号等によりス
イッチ □ングする高速スイッチング素子とにより
構成することを特徴とするものである。Each phase switching element of the main circuit of the bridge structure of the inverter is a combination of high-speed and low-speed switching type elements, and switching operations are performed using different frequency signals according to the characteristics of each element. That is, in a main circuit of a bridge configuration using semiconductor switching elements of an inverter that receives DC input and converts the DC into AC having arbitrary frequency and voltage, two sets forming the upper and lower arms of the bridge from the positive terminal side of the DC input. Each phase of the AC output is energized to the negative electrode side of the DC input via a series circuit consisting of a semiconductor switching element of the inverter and a load of the inverter. A low-speed switching element that switches the two sets of semiconductor switching elements in the flow path for each phase of the bridge using a reference frequency signal of the AC output, and a high-speed switching element that switches the two sets of semiconductor switching elements in the flow path using a carrier wave signal for pulse width modulation, etc. The device is characterized in that it is configured by an element.
インバータ主回路は、該主回路ブリッジ各相に関しその
上下アームをなす2組のスイッチング素子とインバータ
負荷との直列回路をその基本回路とする。従って該基本
回路の出力は前記2組のスイッチング素子のANDH算
の結果として得られる。従ってまた前記基本回路より域
る周期をもら且つ該周期より短い周期の断続変調を受け
たパルス列を出力させる場合に、該長短2種類のスイッ
チング信号のうちの短周期信号のみにより前記2組のス
イッチング素子を同時にスイッチングさせる必要は無く
、前記2組のスイッチング素子の何れか一方の素子に前
記短周期信号を与え他方の素子にad記最長周期信号与
えることにより所定のパルス列を得ることができろ。本
発明においては前記基本回路の2組のスイッチング素子
として高速スイッチング形素子と低速スイッチング素子
とをそれぞれ対応させ、またml前記周期信号としては
パルス巾変調用搬送波信号を対応させて前記高速スイッ
チング形素子に加几、更に前記長周期信号としては前記
インバータ交流出力の基準周波信号を対応させて前記低
速スイッチング素子に加えて所定のパルス列を得ている
。The basic circuit of the inverter main circuit is a series circuit of two sets of switching elements forming upper and lower arms of each phase of the main circuit bridge and an inverter load. Therefore, the output of the basic circuit is obtained as a result of ANDH calculation of the two sets of switching elements. Therefore, when outputting a pulse train that has a period within the range of the basic circuit and has been subjected to intermittent modulation with a period shorter than the period, the two sets of switching signals are controlled by only the short period signal of the two types of long and short switching signals. It is not necessary to switch the elements simultaneously, and a predetermined pulse train can be obtained by applying the short period signal to one of the two sets of switching elements and applying the longest period signal ad to the other element. In the present invention, a high-speed switching type element and a low-speed switching element are made to correspond to each other as the two sets of switching elements of the basic circuit, and a carrier wave signal for pulse width modulation is made to correspond to the ml periodic signal, so that the high-speed switching type element Furthermore, as the long period signal, a reference frequency signal of the AC output of the inverter is added to the low speed switching element to obtain a predetermined pulse train.
以下この発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図と第3図とは単相インバータに関し、第4図は三
相インバータに関しそれぞれこの発明の実施例を示す回
路図、第2図は第1図に示す回路の動作波形図である。1 and 3 relate to a single-phase inverter, FIG. 4 relates to a three-phase inverter, and is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operating waveform diagram of the circuit shown in FIG. 1.
なお第1図と第3図と第4図とにおいては第5図に示す
従来技術の実施例の場合と同一機能の構成要素に対して
は同一の表示符号を附している。第1図において、1は
直流1!源、2は単相負荷、]) I−D4はフリーホ
イールダイオード、BPTIとBPT2とはバイポーラ
形の如き低速スイッチング形トランジスタ、FETI
トFET2 トはMOS形の如き高速スイッチング形ト
ランジスタであり、該各トランジスタは前記各ダイオー
ドD1〜D4と共に単相ブリッジ回路を構成している。Note that in FIGS. 1, 3, and 4, the same reference numerals are given to components having the same functions as in the prior art embodiment shown in FIG. 5. In Figure 1, 1 is DC 1! source, 2 is a single-phase load, ]) I-D4 is a freewheeling diode, BPTI and BPT2 are low-speed switching transistors such as bipolar type, FETI
FET2 is a high-speed switching transistor such as a MOS type transistor, and each transistor constitutes a single-phase bridge circuit together with the diodes D1 to D4.
従って前記直流電源1の正極側からその負極側−\通電
する電流経路はトランジスタFET lと単相負荷2と
トランジスタBPT2とを経由するものとトー7:、z
ジスタBPTIと単相負荷2とトランジスタFET2と
を経由するものとの2通りとなり、前記トランジスタF
ETIとBPT2との組合せ及びBPTIとFET 2
との組合せはそれぞれのスイッチング動作時前記単相負
荷2に対する給電に関してそれぞれAND回路を構成し
ている。第1図に示す回路が全体としてインバータ動作
を行なうように該回路の各トランジスタに対しスイッチ
ング信号を与えた時の前記各トランジスタの動作波形を
第2図に示す。図(イ)〜に)に示すON状態とOFF
状態とはそれぞれ対応するトランジスタの導通状態とし
ゃ断状態を示す。図(イ)、(ロ)、(ハ)及びに)は
それぞれ前記トランジスタFET l、FET 2)B
PT l及びBPT2の0N−OFF動作状態を示す。Therefore, the current path from the positive electrode side of the DC power supply 1 to its negative electrode side is one that passes through the transistor FET l, the single-phase load 2, and the transistor BPT2.
There are two ways: via the transistor BPTI, the single-phase load 2, and the transistor FET2.
Combination of ETI and BPT2 and BPTI and FET 2
The combinations thereof constitute an AND circuit regarding power supply to the single-phase load 2 during each switching operation. FIG. 2 shows operating waveforms of each transistor when a switching signal is applied to each transistor in the circuit shown in FIG. 1 so that the circuit as a whole performs an inverter operation. ON state and OFF state shown in Figures (a) to 2)
A state indicates a conduction state or a cutoff state of a corresponding transistor. Figures (a), (b), (c), and (b) are the transistors FET 1, FET 2) B, respectively.
The ON-OFF operating state of PTl and BPT2 is shown.
従って図■と図に)の徂合せと図(ロ)と図?)との組
合せのそれぞれにおいて各組合せの共通ON期間におい
ては前記直流電源1から前記単相負荷2への給電が行な
われることになり、図(ト)に示す如く前記単相負荷2
※こ対し出力電圧Voが与えられる。該出力電圧VOは
第1図に示す通電径路に従って低速スイッチングJ子B
PTt 、 BPTzの低速スイッチング動作によって
前記単相負荷2への印加電圧極性が交互に反転する交流
となる。なお図■と図0とはそれぞれパルス巾変調用搬
送波信号に対する高速スイッチング形トランジスタFE
T1とFET2との相互をこその0N−OFF期間を反
転させているスイッチング応答模様を示し、図0と図中
とはそれぞれ前記インバータ交流出力の基準周波信号に
対する低速スイッチング形トランジスタBPTtとBF
rzとの相互にその0N−OFF期間を反転させている
スイッチング応答模様を示す。なおまた前記パルスl」
変調用搬送波信号のパルス列の変動周期は前記インパー
ク交流出力の基準周波信号の周期と等しい。次に第3図
は第1図に示す回路と同一の機能を有し従ってその動作
模様も第2図に示す動作波形図と同一となる単相インバ
ータの主回路を示すものであるが、第1図と異り前記イ
ンバータ主回路のブリッジの上側アームを成す2組のス
イッチング素子を高速スイッチング形トランジスタI”
ET lとFET2とし、同じく下側アームを成す2組
のスイッチング素子を低速スイッチング形トランジスタ
BPT lとBPT2としたものであり、直流電源1か
ら単相負荷2への給電経路にわいてスイッチング状態に
ある高速スイッチング形トランジスタと低速スイッチン
グ形トランジスタとによるAND回路を形成するもので
ある。第4図は第3図に示すインバータ主回路のアーム
構成を拡大させた三相インバータの主回路構成の回路図
であり、その動作模様も第2図に示す場合を基本として
同様に推定できる。Therefore, the combination of Figure ■ and Figure) and Figure (B) and Figure? ), power is supplied from the DC power supply 1 to the single-phase load 2 during the common ON period of each combination, and as shown in Figure (G), the single-phase load 2
*An output voltage Vo is given to this. The output voltage VO is connected to the low-speed switching terminal B according to the energization path shown in FIG.
Due to the low-speed switching operations of PTt and BPTz, the voltage applied to the single-phase load 2 becomes an alternating current whose polarity is alternately reversed. Figures ■ and Figure 0 are high-speed switching transistors FE for pulse width modulation carrier signals, respectively.
The switching response pattern in which the ON-OFF period of T1 and FET2 is reversed is shown, and FIG. 0 and FIG.
The switching response pattern is shown in which the ON-OFF period is inverted with respect to rz. Furthermore, the above-mentioned pulse l'
The fluctuation period of the pulse train of the modulation carrier signal is equal to the period of the reference frequency signal of the impark AC output. Next, Fig. 3 shows the main circuit of a single-phase inverter, which has the same function as the circuit shown in Fig. 1, and its operating pattern is also the same as the operating waveform diagram shown in Fig. Unlike Figure 1, the two sets of switching elements forming the upper arm of the bridge of the inverter main circuit are replaced by high-speed switching transistors I''.
ET1 and FET2, and the two sets of switching elements that also form the lower arm are low-speed switching transistors BPT1 and BPT2. An AND circuit is formed by a high-speed switching transistor and a low-speed switching transistor. FIG. 4 is a circuit diagram of the main circuit configuration of a three-phase inverter in which the arm configuration of the inverter main circuit shown in FIG. 3 is enlarged, and its operation pattern can be similarly estimated based on the case shown in FIG. 2.
本発明によればインバータの半導体スイッチング素子に
よるブリッジ構成の主回路において、前記ブリッジ構成
の上側或いは下側向れか一方のアーム構成用半導体スイ
ッチング素子のみ高速スイッチング形とし他のアーム用
素子は低速スイッチング形として、前記上下両アーム構
成用半導体スイッチング素子に対する適当なスイッチン
グ制御を行なうことにより、前記上下両アーム構成用半
導体スイッチング素子を共に高速スイッチング形とした
場合と同等の機能を有する高速スイッチング形インバー
タを得ることが可能となり、インバータ価格の大きな割
合を占める主回路用半導体スイッチング素子の大巾な価
格低下を計ることができる。According to the present invention, in a main circuit of an inverter having a bridge configuration using semiconductor switching elements, only the semiconductor switching element for the arm configuration on either the upper or lower side of the bridge configuration is of the high-speed switching type, and the other arm elements are of the low-speed switching type. As a form, by performing appropriate switching control on the semiconductor switching elements for forming both the upper and lower arms, a high-speed switching type inverter having the same function as when both the semiconductor switching elements for forming both the upper and lower arms are of high-speed switching type can be obtained. This makes it possible to significantly reduce the price of semiconductor switching elements for the main circuit, which account for a large proportion of the inverter price.
第1図と第3図とは単相インバータに関し、第4図は三
相インノミ−夕に関しそれぞれこの発明の実施例を示す
回路図、第2図は第1図に示す回路の動作波形図、第5
図は従来技術の実施例を示す回路図である。
1・・・直流電源、2・・・単相負荷、3・・・三相負
荷、BPTI〜l3PT 8・・バイポーラ形トランジ
スタ、FET1〜FET !l・・・MO8形トランジ
スタ、])+−1)g・・・フリーホイールダイオード
。
/−−N1 and 3 relate to a single-phase inverter, FIG. 4 relates to a three-phase inverter, and is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operating waveform diagram of the circuit shown in FIG. 1. Fifth
The figure is a circuit diagram showing an example of the prior art. 1...DC power supply, 2...Single-phase load, 3...Three-phase load, BPTI~l3PT 8...Bipolar transistor, FET1~FET! l...MO8 type transistor,])+-1)g...freewheel diode. /--N
Claims (1)
する交流に変換するインバータの半導体スイッチング素
子によるブリッジ構成の主回路において、前記直流入力
の正極側から前記ブリッジの上下アームを構成する2組
の半導体スイッチング素子と前記インバータの負荷とか
ら成る直列回路を経由して前記直流入力の負極側へ通電
する前記交流出力の各相電流経路における前記2組の半
導体スイッチング素子を、前記ブリッジの各相毎に、そ
れぞれ前記交流出力の基準周波信号等によりスイッチン
グする低速スイッチング形素子とパルス巾変調用搬送波
信号等によりスイッチングする高速スイッチング形素子
とにより構成することを特徴とするインバータの主回路
。 2)特許請求の範囲第1項記載のインバータ主回路にお
いて、単相ブリッジ回路における2組の上下アームが、
一つの組では高速スイッチング素子を2個直列接続して
なり、別の組では低速スイッチング素子を2個直列接続
してなるインバータの主回路。[Scope of Claims] 1) In a main circuit of a bridge configuration using semiconductor switching elements of an inverter that receives DC input and converts the DC into AC having arbitrary frequency and voltage, the bridge is connected from the positive terminal side of the DC input to the bridge. The two sets of semiconductor switching elements in each phase current path of the AC output that conducts current to the negative electrode side of the DC input via a series circuit consisting of the two sets of semiconductor switching elements constituting the upper and lower arms and the load of the inverter. is characterized in that each phase of the bridge is constituted by a low-speed switching element that is switched by a reference frequency signal of the AC output, and a high-speed switching element that is switched by a carrier wave signal for pulse width modulation, etc. Main circuit of the inverter. 2) In the inverter main circuit according to claim 1, the two sets of upper and lower arms in the single-phase bridge circuit are
The main circuit of the inverter has one set of two high-speed switching elements connected in series, and the other set of two low-speed switching elements connected in series.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62094570A JPS63262062A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Inverter main circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62094570A JPS63262062A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Inverter main circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63262062A true JPS63262062A (en) | 1988-10-28 |
Family
ID=14113966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62094570A Pending JPS63262062A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | Inverter main circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63262062A (en) |
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- 1987-04-17 JP JP62094570A patent/JPS63262062A/en active Pending
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