經濟部中央梂準局貝工消費合作社印«. A7 B7 五、發明説明（l ) 本發明係有關電力轉換裝置，尤其係有關具備緩衝電 路之電力轉換裝置者。 —般而言，經由功率半導體元件等之開關元件，令供 予負荷之電流切斷時，於元件與電源電壓同時，蓄存於配 線電感的能量則會以電湧電壓加以施加。令施加於如此之 元件之電壓抑制於元件容許値以內的電路手段則爲緩衝電 路。緩衝電路係做爲基本要素，則具備能置吸收手段之電 容器、該放電用阻抗、及充電於電容器時偏壓放電阻抗之 二極値所構成者爲一般者，亦有提案多數之電路方式者。 做爲有關此種緩衝電路的以往技術，例如有記載於曰 本特開昭5 7 — 10 6 2 3 0號公報等之技術。根據此以 往技術之緩衝電路，與開關元件並列地，連接二極體和第 1電容器之直列電路，與前述二極體並列地連接阻抗時的 同時，令第2之電容器並列連接構成。 緩衝電路內之電容器之容量在於一般爲固定値，但是 理想上對應於斷路電流之增加，增大電容量器容量者爲佳 。做爲有關此以往技術之可變容量緩衝電路，例如有記載 於日本特開昭6 2 - 2 7 2 8 6 3號公報等之技術。此以 往技術之緩衝電路係與開關元件並列地，連接於第1之二 極體和第1之電容器之直列電路，與前述第1之二極體並 列地連接阻抗的同時，連接於與前述第1之電容器並列地\ 之第2之電容器和開關元件所成直列電路，於此開關元件 並列地連接二極體加以構成。 又，做爲有關具備緩衝電路之電力轉換裝置，例如有 本紙張尺度適用中國國家梂率（CNS ) A4规格（2丨Ο X 297公釐） (1裝-----：一訂------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A7 ____B7_^'五、發明説明（2 ) 如記載於日本特開平6 — 3 8 5 0 6號公報之技術。此以 往技術係令2個開關元件呈電橋構成之反相器，於各開關 元件設置緩衝電容器的同時，具備於電橋並列設置電平固 定用之緩衝電容器（以下、稱之爲箝位電容器）的構成。 如此構成之緩衝電路係於開關元件之關閉時，首先，使容 量小之各別緩衝電容器作用，抑制加於開關元件之過電壓 ，接著，將蓄積於主電路配線之能量，進行吸收容量大之 箝位電容器的動作。 於一般，緩衝電路係爲提升過電壓抑制效果，令構成 電路之電容器之容置變大則爲佳，令電容器之容量變大時 ，增加電路之損失，又，於負荷電流爲小之時，會產生如 控制電路之指令，無法控制負荷電流的問題。 即，緩衝電路之損失係令電容器容量爲C、令放電時 之電遯變化爲V，以CV 2/2加以表示，電容器之容置 愈大則電路損失則會增加。又，負荷電流爲小時，切斷開 關元件時，充電緩衝電路之電容器的電流則透過負荷一直 流入，結果，無法令負荷電流如指令加以控制。爲解決此 問題之緩衝電路，係於電流爲小時，令緩衝電路之電容器 容量變小，於電流爲大時，令電容器容量變大地構成，令 電容器容量爲可變者爲佳。 記載於上述日本特開昭5 7 — 1 0 6 2 3 0號公報的〜 緩衝電路你具備第1、第2之電容器，令開關元件於關閉 時於緩衝電路轉流之電流，如二極體般，僅流入第1之竃 容器。第1之電容器之充電係持績至完全吸收蓄存於主電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 本紙張尺度遑用中國國家橾牟（CNS > A4規格（210X297公釐〉 s^l〇8i 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 A7 B7五、發明説明（3 ) 路之配線電感的電磁能量之故，該充電電壓則達到電源電 壓以上。吸收所有配線之能量時，第I之電容器之充電電 壓和電源電壓之差電壓則於二極體做爲反電壓加以施加。 二極體則反回復。第2之電容器係充電完前述之反電壓之 後，介由並列連接之阻抗，放電電壓，於開關元件之下次 關閉時，第2之電容器之充電電壓係呈0。 如前述，此以往技術之緩衝電路係具備2個電容器， 於二極體之反回復之前，有僅就第1之電容器對開關元件 之過電壓控制之動作，不具備可變容置之動作，無法解決 前述之問題。 又，記載於日本特開昭6 2 — 2 7 2 8 6 2號公報的 緩衝電路，係於斷路電流爲大之時，令前述開關元件呈開 啓，於第1電容器並列連接第2之電容器，令合成容量增 加至雙方電容器容量和之値，進行容置之可變。根據此緩 衝電路，對應電流之大小，令開啓元件呈開啓、關閉，可 令電容器容置大小地選擇，可達緩衝電路之損失之減低和 負荷電流之控制性的改善。 但是，根據此以往技術之緩衝電路，係做爲開關元件 必需使用有源元件，又需該驅動手段、控制手段及電流檢 出手段，而有招至成本上昇之問題，又，取得主電路之開 關元件之開關，和緩衝電路之開關元件的開關動作時間變〜 得重要，而有使此控制變得複雜的問題。 —般而言，緩衝電路爲提高對開關元件之過電壓控制 效果，令構成緩衝電路之緩衝電容器的容置樊大者爲佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS> A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（4 ) 但是，令電容器容量變大時，會產生增加緩衝電路損失之 問題。緩衝電路之損失係令緩衝電容器之容量爲C，放電 時之電壓變化呈V時，以CV2/2加以表示，緩衝電容 器之容量愈大則損失會增加。 記載於日本特開平6 — 3 8 5 0 6號公報之以往技術 ，係令各緩衝電容器之容量設定爲小，令箝位電容器之容 量設定爲大，令菴存於箝位電容器之能量，經由重現於電 源，以達損失之減低。但是，此緩衝電路係將箝位電容器 之電荷之供給，經由主要透過各箝位電容器的電流加以進 行之故，各緩衝電容器之容置較箝位電容器之容量爲小之 時，該容置愈小時，爲令大電流流於箝位電容器。各緩衝 電容器之電壓則呈振動，而呈對各別緩衝電容器之應力。 又，此振動係會招至電壓之過短路。而過短路之電壓則對 元件施加過電壓之故，而產生原本目的之過電壓抑制之阻 礙的問題。 又，做爲開關元件使用雙極電晶體、IGBT時，電 流斷路時之電壓變化（dV/dt)愈大，增加有關蓄存 載體之排出的傾斜端電流，增加元件之開關損失。爲此， 前述個別之緩衝電容器之電壓振動係有關元件之開關損失 時，會有產生不良影響之問題。 理想上，對應電流或電壓之增大，使用具有可令緩衝〜 電容器之容量變大的可變容量化之緩衝電容器的緩衝電路 爲佳。於前述以往技術之緩衝電路中，對應電壓增大各別 之緩衝電容器之容量加以增加時，可抑制電壓之振動。但 LIJ------.一丨裝-----.—訂l·-----^点 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 B7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 五 、發明説明 (5 ) 是 9 令 電 容 器 之 容 量 爲 可 變 9 需 新 設 置 檢 出 電 流 或 電 壓 之 手 段 、 爲 切 換 複 數 之 電 容 器 之 開 關 手 段 、 控 制 此 開 關 手 段 之 開 啓 > 關 閉 之 手 段 > 而 招 至 成 本 上 昇 之 問 題 0 本 發 明 之 百 的 係 提 供 爲 解 決 上 述 以 往 技 術 問 題 以 低 成 之 本 之 簡 單 電 路 手 段 9 令 緩 衝 電 路 之 電 容 器 容 量 呈 可 變 化 9 可 減 低 損 失 且 不 會 防 礙 負 荷 電 流 之 控 制 性 的 緩 衝 電. 路 的 同 時 9 可 提 供 使 用 此 緩 衝 電 路 之 電 力 轉 換 裝 置 者 0 本 發 明 之 其 他 巨 的 係 提 供 爲 解 決 上 述 以 往 技 術 問 題 > 以 低 成 本 之 簡 單 電 路 手 段 令 緩 衝 電 路 之 電 容 器 容 置 呈 可 變 化 9 可 同 時 減 低 對 開 關 元 件 電 壓 控 制 和 緩 衝 電 路 之 損 失 9 可 抑 制 電 壓 之 振 動 減 輕 開 關 元 件 其 他 零 件 之 應 力 可 安 定 動 作 之 電 力 轉 換 裝 置 者 0 本 發 明 之 巨 的 係 於 控 制 由 電 源 供 予 負 荷 之 負 荷 電 流 的 流 通 和 切 Pr 的 開 關 元 件 之 緩 衝 電 路 中 9 具 備 於 前 述 開 關 元 件 之 輸 出 入 端 子 間 並 列 連 接 之 第 1 二 極 體 和 直 列 連 接 第 1 之 電 容 器 的 電 路 手 段 9 和 於前 述 第 1 之 二 極 體 並 列 連 接 之 充 放 電 電 路 手 段 9 . 伴 隨 前 述 開 關 元 件 之 開 啓 動 作 > 由 前 述 第 1 之 電 容 器 9 經 由 前 述 開 關 元 件 和 前 述 充 電 電 路 手 段 9 形 成 回 歸 於 前 述 第 1 之 電 容 器 的 閉 電 路 9 於 前 述 充 放 電 電 路 手 段 充 電 電 壓 9 經 由 前 述 充 放 電 電 路 手 段 之 充 電 電 m 9 令 前 述 第 1 之 二 極 體 反 偏 m 的 同 時 伴 隨 前 述 開 關 元 件 1L·、 關 閉 動 作 9 經 由 放 電 充 電 於 前 述 充 放 電 電 路 手 段 之 電 m 加 以 達 成 Ο 做 爲 更 佳 之 實 施 形 態 f 令 前 述 充 放 電 電 路 手 段 > 直 列 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 . A7 _ B7_五、發明説明（6 ) 地連接阻抗和第2之電容器，令與前述第1之二極雔同一 1方向地流通電流之第2二極體，並列設於前述阻抗。 做爲更佳之實施形態，令第2之電容器容量値設定較 第1之電容器容量値爲小。 更且，本發明之目的係經由對構成電力轉換裝置之開 關元件，使用上述構成之緩衝電路構成電力轉換裝置達成 〇 於本發明之緩衝電路中，令第1之電容器容量爲C 1 ，具有充放電手段之第2電容器容量呈C 2。然後，本發 明之電容器電路係伴隨開關元件之開啓動作，由第1之電 容器，經由開關元件和充放電電路手段，形成回歸第1之 電容器之閉電路，由此，充電於第1之電容器的電荷則移 動至第2電容器，充電第2之電容器。結果，第1之電容 器的充電電壓則減少，相反地增加第2之電容器之充髦電 壓，最終地，第1、第2之電容器之電壓則呈相等，爲反 極性之故，於開關元件之輸出入端子間相互抵押，開關元 件之輸出入端子間之電壓則呈0。 前述之電荷移動係意味於第1之電容器至第2之電容 器，令能量加以移動者，於移動路徑上因存在之阻抗（含 於開關元件之內部阻抗）所產生之損失係呈C〇V2/2 ( 惟C。係令 Cl和C 2之容量直列連接時之合成容量）。’ 此結果，本發明之緩衝電路的損失則例如C 1 、C 2之容 量相等爲C之時，較以往技術之緩衝電路損失CV2/ 2 呈其一半者。又，充電於第2之電容器的電壓係令直列連 l· ^丨 ^------丨ΐτ------- (請fM讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） 8〇1〇8ι 經濟部中失揉準局貝工消费合作社印装 五、發明説明（7 ) 接於第1之電容器的第1二極體反偏壓，達成令第1之二 極體做爲開關加以動作之效果。 開關元件呈關閉時，前述第1之二極體則呈反偏壓之 故，流於該元件之電流則由第1之二極體透過充放電電路 手段內之第2電容器流入。此時，由開關元件之輸出入端 子間所見合成電容器容量則以上述C 0加以表示。經由流 入緩衝電路的電流，充電第1之電容器，相反地放電充電 於第2之電容器的電荷。然後、第1之電容器之電壓增加 分，和充電於第2之電容器的電壓減少分之和則施加於開 關元件之輸出入端子間。第2之電容器之充電電壓達到0 之後，前述第1之二極體改變爲順偏壓狀態，電流係由第 1之電容器通過第1之二極體加以流動。此時之後，由開 關元件之输出端子間所見的合成電容器容量你呈C1。即 ，經由第1之二極體之反偏壓、順偏壓，達成合成電容器 容量之可變化。 於開關元件之關閉時，以施加於開關元件的電壓，令 充電至電源電壓以上之緩衝電路的電壓値呈Δν時，通常 ，緩衝電路之電容器容量愈大Δ V則愈小，於開關元件呈 開啓時之放電增加緩衝電路之損失。本發明時，電壓△ V 係以第1之電容器容量C 1抑制，緩衝電路之損失則經由 令第1之電容器C 1之能量的一部分被第2電容器C 2所〜 吸收，可減輕整體之損失。 又，如前述令緩衝電路適用於電力轉換裝置時，緩衝 電路之損失可減低的同時，可改善負荷電流之控制性。即 本紙張尺度適用中國國家揉^(€阽）八4规格（2丨0父297公釐）_1(). (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（8 ) ，第2之電容器容量C2設定呈較第1之電容器容量C 1 爲小之故，可令合成容量C 0較C 1爲小，於負荷電流微 小之時，爲充電緩衝電路之電容器，將持續流動之電流， 較以往技術時可呈短時間，就結果而言，可改善負荷蕙流 之控制性。 又，本發明之其他目的係於主電源之端子間，具備直 接連接之第1、第2之開關元件，對應控制手段之指令， 經由控制前述2個之開關元件，於設於前述2個之開關元 件之連接點的負荷，供給電力之電力轉換裝置中，經由具 備直列地將連接於前述2個開關元件之各输出入端子間的 第1二極體和第1電容器加以連接之電路手段，和並列連 接於各前述第1之二極體的阻抗，和直列連接於第2電容 器，將與前述第1之二極體同一方向流通電流之第2二極 體，並列設於前述阻抗之電路手段，和連接第2之電容器 相互間之箝位用緩衝電容器加以達成。 做爲更佳之實施形態，令前述第2之電容器容量値， 設定較前述第1之電容器容量値爲小。 又，做爲更佳之實施形態，令前述箝位用緩衝電容器 容量値，設定較前述第1、第2之電容器容量値爲大。 於具備前述手段構成之電力轉換裝置中，令箝位用緩 衝電容器爲C5 ，對第1之開關元件的第1、第2之電容〜 器呈Cl 、C2 ，對第2之開關元件的第1 、第2之電容 器呈C3 、C4 。又，於第1之開關開啓時，第2之開關 元件係呈關閉，相反地，於第2之開關開啓時，第1之開 Γ-.--=------裝-----丨訂丨----- (請t閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 經濟部中央揉準局負工消費合作社印装 A7 _B7_—_五、發明説明（9 ) 關元件係呈關閉。然後，對第1之開關元件之第1 、第2 鼇容器C 1、C2係構成第1之可變容置電容器，對第2 之開關元件之第1、第2電容器C3、C 4係構成第2之 可變容量電容器。 現在，令第1之開關元件爲開啓，第2之開關元件爲 關閉之狀態者。此時，與第1之開關元件並列設置之第1 、第2之電容器Cl、C2係電壓相等，充電於反極性。 又，對第2之開關元件的第1 、第2電容器C3、C4係 令電容器C 3充電至相等於電源電壓之電壓，電容器C 4 之電壓爲0。又、箝位用緩衝電容器C 5係充電至相等於 m源鬣壓之電壓。 由前述之狀態，第1之開關元件呈關閉時，經由蓄存 於配線之能量，電流會持續流動之故，此電流之一部分則 由第1之二極體，通過構成第1之可變容量電容器之C 2 、C1 ，流至負荷，於此等容置充電電壓。惟，C2係電 流方向不同於起始充電之電壓極性之故，而呈放電起初充 電之電壓。一方面，C 1係與起始之極性同極性地充電電 壓。又，上述剩餘電流係通過二極體、箝位用緩衝電容器 C5、第2之可變容量電容器之C4 、C3流至負荷， 令C4和C3之電壓加以放電。此時，C3係對電壓値之 減少，C4係於起始電壓爲0之故，經由流入電流，與 、 C 3反極性地充電電壓。 前述動作中，C 2之電壓則減少至所定値（零）時， 與C 1直列連接，經由C 2之電壓，呈反偏壓狀態之第1 本紙張尺度適用中國國家橾率（€阳）八4規格（210乂297公*)_12_ ---------丨裝-----—訂.------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局工消费合作社印製 A7 __B7 _ _ 五、發明説明（10 ) 二極體則呈導通狀態，第1之可變容量電容器之容量則由 C 1和C 2之直列合成容量，變化至c 1之單獨容量。另 —方，於C 4充電電壓，與C 3直列連接，在此呈導通狀 態之二極體則經由C 4之電壓呈反偏壓狀態，第2之可變 容量電容器係由於C 3之單獨容量，可變化C 4和C 3之 直列合成容量。 如前述之動作結果，C 1中充電與C 5同樣之電壓値 ，C 2之電壓係呈0。又、C 3和C 4中電壓値爲相等， 極性不同之電壓則被充電，相抵銷合成之電壓。 如前所述，本發明之電力轉換裝置係以構成可變容量 電容器之2個電容器的一方之電容器的單獨容量，抑制開 關元件之過電壓，經由流入直列合成容量之電流，進行放 電動作之故，可進行對開關元件之過電壓之充分控制，而 且，可達成緩衝損失之減低。
例如，於前述中，令C1和C2之容量比呈4 :1時 ，可變容量電容器之容量顯示於直列合成容量之0. 8 X C 2至C 1之單獨容量（4 XC 2 )之5倍變化，經由 C 1之單獨容量，可充分抑制功率半導體元件之過電壓。 又，於放電時，於C 1和C 2經由直列流動之電流，可進 行放電動作之故，可僅止於對直列合成容量之緩衝損失。 於前述之中，控制於導通狀態和反偏壓狀態之二極體\ 係可e換爲第1、第2之開關手段，令此開關手段，經由 對應C 2、C 4之電壓加以控制，可同樣地加以動作。 以下，令本發明之緩衝電路之一實施例，經由圇面加 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ _ —•丨卜-----裝-----丨訂l·-----^ (請七閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消费合作社印裝 A7 B7 _五、發明説明（11 ) 以詳細說明者。 圖1係顯示本發明之第1實施例之緩衝電路構成圇。 圖2係說明本發明之第1實施例動作之波形圖、圖3係說 明本發明之第1實施例之電流路徑圖、圖4係將本發明之 第1實施例之緩衝電路的損失和最大電壓，與以往技術比 較加以說明者。圖1 、圖3之中，1係電源、2爲負荷、 Q1爲絕緣閘型雙極性電晶體（以下稱IGBT) ' D 7 係二極體、Ds 1、Ds 2係第1 、第2之緩衝二極體、 C 1、C 2係第1、第2之緩衝電容器、R 1係緩衝阻抗 、LI、L2係寄生電感。 於圖1之中，做爲開關元件之功率半導體元件之 I GBTQ 1係具備輸入電流之集極端子、輸出電流之射 極端子、及施加控制電壓之閘極端子，經由施加於閘極端 子，或除去之控制電壓，將流於集極、射極間之電流流通 、切斷。然後、IGBTQ1係連接於該射極負荷2之一 端，負荷2之另端則介由具有寄生電感L1之配線連接於 電源1之正極，又、集極則介由具有寄生電感L 2之配線 連接於電源1之負極，控制對負荷2之電流。前述之寄生 電感L 1 、L 2係對應配線之形態加以決定，配線之距離 愈短愈小。又，於負荷2之兩端，並列連接二極體D 7， 負荷2爲誘導性時，回流至I GBTQ 1呈關閉後之負荷 電流。 前述之電路係做爲電力轉換裝置之主電路的一個臂加 以使用，通常，IGBTQ1之輸出入端子間，即於集極 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_ 訂 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4规格（21〇Χ297公釐） 14 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（12 ) 、射極間設置緩衝電路。 本發明之第1實施例之緩衝電路係於I GBTQ 1之 集極、射極端子間，連接具有容量C 1之第1緩衝電容器 C1和第1之緩衝二極體Ds 1之直列電路，於第1之緩 衝二極體Ds 1並列地，連接具有容量C2之第3緩衝電 容器C 2和第2之緩衝二極體D s 2之直列電路所成充放 電電路手段加以構成者。然後，第2之緩衝二極體D s 2 係與第1之緩衝二極體Ds 1相同之極性地流入電流地加 以連接，又，於第2之緩衝二極髏D s 2之陽極、陰極間 並列連接阻抗R 1。 接著，具有如前述構成之緩衝重路的圇1電路中，令 I G B T Q 1開關時之動作，參照圖2加以說明。 圖2之中，顯示施加於I GBTQ 1之集極、射極間 之電壓Vc e，和流於集極、射極間之馑流I c e，和電 容器C 1及C 2之電壓Vc 1、Vc 2之動作波形。然而 ，T(off) 、T(on)係顯示 IGBTQ1 關閉、 開啓之時刻。於示於此圖2次動作波形中，Ε係電源1之 電壓，V m係顯示令主電路配線之能量以緩衝電路吸收之 結果，過充電電源電壓E以上之電壓的最大値。又，以下 之說明中，電容器C 1和C 2之容置係設定於C 1 >C 2 之關係者。 、 如後所述，第1 、第2之緩衝電容器C 1 、C 2中， 於I GBTQ 1之開啓期間中，於各圖1所示之極性充電 電壓，兩者之電壓爲相等値呈V0 °惟，I GBTQ 1之 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 本紙張尺度遴用中國國家梯率（CNS > A4規格（210犬297公釐} 15 A7 _B7___五、發明説明（l3 ) 集極、射極端子間之電壓係令電容器c 1和C 2相抵而呈 0 。 現在，於時刻T (0 f f )以前之IGBTQ1之開 啓期間，令流入負荷2之電流呈I L時，經由此電流I L ，蓄存於主電路配線之電感的電磁能量WL係可如式（1 )地加以表示。 WL=l/2 (L1+L2) IL 2··. ( 1 ) 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 時刻T (OFF)以後之關閉期間，蓄存於前述配線 之電感的電磁能量WL係經由緩衝電路吸收，此電流則轉 流至緩衝電路。圖1所示點線係顯示此電流之路徑。即， 於I GBTQ 1開啓期間中，充電之C 2電壓係對第2之 緩衝二極體D s 2而言爲順偏壓，而對第1之緩衝二極雔 Ds 1而言爲反偏壓加以動作。爲此，第1之緩衝二極雅 D s 1係不能令轉流於前述緩衝電路之電流流走。因此， 流入緩衝電路之電流係經由電容器C 1至C 2，流入二極 體D s 2回到主電路，到達電源1之負極。 此時，IGBTQ1之集極、射極端子間所見之緩衝 電路的合成容置C 0係呈電容器C 1和C/直列連接之容 量，可以式2加以記載。 、 C 1 C 2 C 0 = - -.(2) C 1 + C 2 --^-----裝-----丨訂-------^旅 (請r閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）—π - a〇l〇8l 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（14 ) 例如令電容器Cl和C2之容量比呈4 : 1 ，C1 = 4C2，該合成容量係呈0. 8C2，與單獨具備電容器 C 1時比較，呈1/5容置。流入電容器C 1和C 2之電 流係對電容器C 1而言，令充電電壓T ( 〇 f f )之前， 由値V 0增加，相反地，對C 2而言，減少充電電壓。® 容器容量爲C 1 <C 2之故，同樣電流流入時之電容器 C 1之電壓增加分和電容器C 2之電壓減少分，其値雖爲 不同，於I GBTQ 1之集極、射極間，施加雙方之電壓 變化分和之電壓。 於圖2，現在，令電容器C 2之充電電壓Vc 2呈0 之時刻爲T1，時刻T1之後，經由電容器C2之充電電 壓，無施加於二極體D s 1之反偏壓電壓之故，流入緩衝 電路之m流係呈通過圖1之電容器C 1和二極體D S 1之 電流，而呈只充電電容器C 1者。 如前述，本發明之緩衝電路係令二極體D s 1 ，對應 電容器C 2之充電電壓，令電流切斷，或做爲流通之開關 機能加以使用。然後，與前述之情形相同，電容器C 1和 C2之容量比爲4 :/1時，時刻T1以後之緩衝容量，增 加至較以前之5倍，抑制IGBTQ1之集極、射極間亀 壓Vc e之電壓上昇，令數1式所示之能量則完全被緩衝 電路所吸收時之時刻呈T2，此時，於IGBTQ1之集 極、射極間，施加最大電Μ V m。V m係以式（3 )加以 表示，無視緩衝電路之電感時，依附於主電路配線之電感 和電容器C 1 、及時刻T ( o f f )以前之負荷電流。 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（ 210X297公釐）-17 - A7 B7五、發明説明（15 ) 經濟部中央搮隼局貝工消費合作社印製 L 1 + L 2 V m = E + - I L ...... ( 3 ) yj Cl 又、電容器C 1之充氰電壓係等於Vm之故，於電容 器 C 1蓄存有經由式（4 )所表示之能量W2。 1 W 2 = --C 1 V m 2 --(4) 2 充電至電源電壓E以上的電容器C 1之髦壓Vm，係 以經電容器C1至二極體D7 ，到達電源1之正極，由« 源1之負極介由阻抗R1、電容器C2 ，回到電容器C1 之路徑加以放電。於此放電動作之開始時點，於二極髏 Ds1將施加逆電壓之二極體Ds1 ，產生逆回復之現象 ，於二極體Ds 1 ，則呈加上配線於前述差電壓之逆起電 壓之過大逆電壓者，電容器C 2係亦同時具有抑制此逆電 壓之效果。然而，爲提高對二極體D s 1之逆電壓之抑制 效果，代替阻抗R 1 ，於二極體D s 2可連接逆極性之3 極體。 經由前述電容器C 1之放電，電容器C 1之充電DA 係由 Vm減少至以示（5)加以表示之電懕V1。又， 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS )八4洗格（210X297公釐）_ _ ^ ^—裝-----丨訂-------滅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 A7 _B7_^_五、發明説明（16 ) 電容器C 2中，於圖1所示極性充電電壓，其値則爲表6 所示之V 2。 C 1 V m + C 2 E VI— -~— ...... ( 5 ) C 1 + C 2 C 1 ( V m - E ) V 2 = ---~· ...... ( 6 ) C 1 + C 2 前述放電所成電流會流入阻抗R 1之故，雖因阻抗R 1產生焦耳損失，但是此損失W R 0則如式（7 )所示， 不依附於阻抗R 1之値。又、電容器C 1和C 2所有能量 之合計爲 W 0 ，可以式（8 )加以表示。 1 W R 〇 — C 0 ( V m — E ) 2 ...... ( 7 ) 2 C 1 V 1 2 C 2 V 2 2 、 Wo— l· -----；. ...... ( 8 ) 2 2 (—裝------一訂―------^..A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ιη -iy 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 A7 ________B7 五、發明説明（丨7 ) 接著’呈時刻τ (on) ，：IGBTQ1被關斷時， 此時蓄存於電容器c 1之電荷則被放電。該放電路徑則如 圖3之點線所示，由電容器C 1通過I GBTQ 1 ，經阻 抗R 1和電容器C 2回到電容器c 1之閉電路者。經由此 放電’充電於電容器C1之電壓v1則減少，相反地，電 合器C 2則由電容器c 1供予電荷，該充電電壓則由v 2 增加。然後’最終地，電容器C 1和c 2之電壓則呈相 等’呈式（9 )所示之電壓v〇。 於電MV G充電之電容器c 1和c 2之能量合計呈W 時，W 1係可以式（1 0 )加以顯示。又，時刻τ ( ON)以前之能置，即由式（8 )之w〇減去前述wi之 値則如式（1 1 )所示，但此差係圖3所示之c 1放髦電 流流於阻抗R1所產生之焦耳損失。 C1V0+C2V2 V 0 = ---—……（9 ) c 1 + c 2 (C1V1+C2V2)2 w 1 =--------……（10) 2 ( C 1 + C 2 ) 、 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 20 - ---------^丨裝-----丨訂-------p点 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（18 ) 1 1 W 〇 - w 1 = -C 0 ( V 1 - V 2 ) 2 = -C Ο E 2 2 2 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 以上，雖對本發明之第1實施例加以說明，使用式（ 1 )〜式（1 1 )，整理該要點時，則呈如下者。 即，於本發明之第1實施例中，於I GBTQ 1之關 閉時，緩衡電路所吸收之能置係等於式（4 )所示之能置 W2，和數1 0式所示能置W1之差，此差係等於（1 ) 之配線能置。又，吸收前述配線能量結果之最大電壓係經 由式（3 )加以表示。更且，於I GBTQ 1之開啓和關 閉之動作中，所產生電容器C 1之放電的損失係經由式（ 7 )和式（1 1 )所表示之能量和加以表示。 將前述本發明之第1實施例之緩衝電路的損失和最大 電壓，與以往技術比較所示結果則示於圚4 (a)、圇4 (b )。此圖中，比較以往技術之緩衝電路係直列連接於 二極體和電容器，於二極體並列設®阻抗爲一般者。又， 以往技術之緩衝電路之電容器容量係以本發明之第1實施 例加以說明的電容器c 1和C 2設定呈等於直列連接時之^ 合成容量 C 0之値。 由圖4 ( a )可知，視關於最大電壓Vm時，以往技 術之緩衝電路係令本發明之實施例之數3式的C1 ,以 Γ*---„------(11-- (請^-閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 21 經濟部中央揉率局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（19 ) C 0置換之形式，因C 1 >c 0爲前提之故，以往之緩衝 電路則較本發明之實施例時爲大，兩者之差則比例於電流 L 1 〇 又，由圖4 (b)可知，由損失視之，本發明係於關
閉時之損失爲數1 1式加以表示，而以往技術之緩衝電路 之情形亦爲相同之値。圖4 (b)不依存於負荷電流IL 之損失，即I L=0時之損失則相當於此損失。一方面， IGBTQ1開閉期間中之本發明所造成之緩衝電路損失 ，即因電容器C 1之放電所產生之損失係經由數7式表示 ，但是以往技術時和本發明中，式（7 )之Vm値有所不 同。如圖4 (a)所說明，以往技術之緩衝電路VM係較 本發明之Vm爲大。爲此，有關損失WR 0時，以往技術 之緩衝電路者較大，兩者之差係比例於負荷電流I L之2 次方。 如前所述，本發明之第1實施例之緩衝電路係如圖4 所說明，較以往技術之緩衝電路，可提升低損失且過電壓 抑制效果。 前述本發明之第1之實施例之緩衝電路係爲變化緩衝 電容器之容量，對應第2之緩衝電容器C 2之充蕙電壓， 令第2之緩衝二極體Ds 1呈關閉或開啓，即，令第1之 緩衝二極體D s 1做爲開關加以工作。 、 因此，爲得與圖1所示本發明之第1實施例相同之特 性，代替緩衝二極體Ds1 ，使用具備輸出入端子和控制 端子之開關元件，令此開關元件對應緩衝電容器C 2之充 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ~ -------Ί裝-----^丨訂 L-----zk (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 _B7五、發明説明（2〇 ) 電電壓，控制呈關閉或開啓亦可。 圖5係顯示如此本發明之第2實施例所成緩衝電路之 構成圖。於圖5之中，1 0係控制手段，S 1係開關元件 ，其他之符號係與圇1時者相同。此本發明之第2實施例 之緩衝電路係代替圖1所示緩衝電路之緩衝二極體D s 1 ，使用開關元件S1 ，令此開關元件S1 ，經由控制手段 1 0 ，對應電容器C 2之充電電壓加以控制者。 即，圖5所示之本發明第2實施例之緩衝電路，係於 經由圖1所說明之本發明第1實施例的二極體Ds1之位 置，連接開關元件S 1之輸入輸出端子之同時，將電容器 C 2之充電電壓經由控制手段1 〇加以檢出，此電壓係以 所定之値以下，將爲開關元件S 1開啓之信號，施加於開 關元件S 1件之控制端子地加以構成。然後，控制手段 1 0係檢出電容器C2之充電電壓，此電壓則於圖5所示 之極性中，爲0V以下時，令開關元件S1開啓，相反地 ，電容器C 2之充電電壓爲〇 V以上時，令開關元件S 1 關閉。 前述圖5所示之本發明之第2實施例之特性係與圖1 所示之本發明之第1實施例相同，對應電容器C 2之電壓 ，經由令開關元件S 1關閉、開啓，可令對I GBTQ 1 之緩衝電容器之容量等價變化，由此本發明之第2實施例 ，可得與前述本發明之第1實施例時完全同樣之效果。 然而，前述本發明之第2實施例係做爲開關元件S 1 ，使用NPN電晶體時，做爲開關元件S1，可滿足下式 (請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁) 裝· τ-訂 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） -23 - 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明（21 ) 說明條件的開關元件時，使用其他任何元件皆可。即，（ 1 )開關元件S 1係與並列連接之二極體Ds 2同一方向 流動電流者，（2)與前述電流之方向反方向中不流入電 流，又，（3)開關元件S1，係於關閉時，令输入端子 (圖5時爲集極）做爲基準電位，於输出端子（圖5中爲 射極）施加高電壓，此係與通常之半導體元件爲相反考， 可承受此反電壓。 開關元件S 1係考量以上之3條件時，如 MO S F E T於输出入端子間，無法令寄生二極體存在之 元件以單體加以使用。又，圇5所示η ρ η電晶體之開關 元件S1係雖滿足（1) 、（2)之條件，爲滿足（3) 之條件，需有令基極、射極間之耐電壓性變大的元件。 圖12係顯示使用上述實施例之緩衝電路的電力轉換 裝置之實施例構成的方塊圖。於圖1 2中，3係緩衝霣路 ，4係驅動電路，5係控制電路，6係電流檢出器，7係 交流電源，9爲轉換器，Q1〜Q6係IGBT、D1〜 D6係二極體，Ds 3、Ds 4係第3、第4之緩衝二極 體，C#3、C4係第3、第4之緩衝電容器，R2係緩 衝阻抗。圖12所示锾力轉換裝置之實施例係令負荷2爲 馬達，做爲對此馬達之控制裝置之反相器裝置，經由自交 流電源7接受電力之供給，自交流整流爲直流之轉換器卜 之內藏於轉換器9的m容器，加以平滑化施加直流電力。 然後，反相裝置係將具有圖1所示之本發明第1之實施例 緩衝電路的電路、做爲上臂和下臂直接連接之電路，令U 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS )八4况格（210X297公釐） "7. Γ-ΙΚ------「裝-------l·訂—----- (請L閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鯉濟部中央樣準局男工消費合作社印製 A7 一_____B7_ 五、發明説明（22 ) 相〜W相之各一相分構成之反相器，設呈3相分並列構成 0 U相之下臂構造係與圖1所說明本發明第1之實施例 爲相同者，上臂係於做爲開關元件之IGBTQ2 ，連接 二極體D2 ，和第3、第4之緩衝二極體Ds 3、Ds 4 、第3、第4之緩衝電容器C3、C4，緩衝阻抗R2所 成緩衝電路所構成。此緩衝電路係進行與圖1所說明之同 樣動作。 又，V相、W相之反相器亦經由上臂之I GBTQ 4 、Q6 ，下臂之IGBTQ3、Q5的開關元件，和連接 於各IGBT之二極體D3〜D6，和緩衝電路3，與U 相者同樣地加以構成。然後，由U相〜W相之各相反相器 之上臂和下臂連接點的输出端子，供予負荷2之馬達電力 0 做爲對反相器裝置之控制側之構成，具備控制電路5 及驅動電路4 ，控制電路5係根據输入之速度指令5和檢 出各相之輸出電流的電流檢出器6所產生之信號，令各相 之上臂及下臂之I GBT，產生開啓或關閉之信號，驅動 電路4係經由此控制電路之信號，驅動各I GBT之閘極 ，控制反相裝置，控制做爲負荷2之馬達。 前述本發明實施例所成電位變換裝置係於構成各相之 各臂之開關元件之I GBT，使用圖1所說明之本發明第 1實施例之緩衝電路之故，可達過電壓抑制和損失之減低 ，同時，可改善負苛電流爲小時之控制性的效果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（ 210X297公釐）-_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. —订 經濟部中央標準局負工消费合作杜印製 A7 B7五、發明説明（23 ) 接著，對於負荷電流爲小之時之控制性的改善加以說 明。 通常、馬達控制用之反相器裝置係做爲供給馬達之重 流，於各相輸出1 2 0度偏移之正弦波之電流。因此，各 相於流動幾近零之微小電流期間，於正弦波一周期中至少 產生2次。此時，數1式所示配線之電磁能量亦接近零， 設於構成臂之開關元件之I G B T的緩衝電路係令電路內 之電容器電壓，最低需有充電至電源電壓E之電流。 爲此，負荷電流爲微小之時，令開關元件之I G BT 呈關閉狀態時，於此元件爲充電並列設置之緩衝電路的電 容器之電流則通過負荷，持續流動，此係未令負荷電流如 控制電路之指令加以控制。於此電流持績流動之期間，含 於緩衢電路之電容器容置愈大則愈長。另一方面，緩衝電 路之電容器容量係愈大時，對開關元件之過電壓之抑制效 果亦愈大之故，一般而言，需令具有對應最大電流切斷時 之充分容量的電容器設於緩衝電路內。 本發明之第1實施例所成緩衝電路，已如說明所述， 令過電壓經由電容器C 1之單獨容量加以抑制，令損失經 由電容器C 1和C 2之直列合成容量C 0加以減低。然後 ，如此使用緩衝電路之圖6所示電力轉換裝置係於負荷電 流爲微小之時，僅需充電合成容量C 0之電流之故，於挫 制電路之指令以上，可縮短持續流入負荷電流的期間。 使用於重視負荷電流爲小時之控制性特性之用途的電 力轉換裝置，係令圖1 2所示實施例之電容器c 2之容量 本紙張尺度逍用中國國家搮準（CNS ) A4洗格（210X297公釐）―"~ * Ζϋ 1.1r-----「裝-----—訂—----- (請it-閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夾標準局貝工消费合作社印*. 五、 發明説明 > ) 較 電 容 器 C 1 之 容 量 充 分 小 地 加 以 設 定 即 可 0 同 樣 地 9 對 於 電 容 器 C 4 對 電 容 器 C 3 呈 設 定 充 分 小 之 容 量 値 0 如 此 所 構 成 之 電 力 轉 換 裝 置 係 令 由 開 關 元 件 之 各 I G B T 之 集 極 、 射 極 端 子 間 所 視 之 緩 衝 m 路 的 合 成 容 量 C 0 與 C 2 呈 幾 近 相 等 之 値 9 於 微 小 電 流 時 可 令 充 電 /ιν£ 衝 容 量 之 電 流 變 小 9 又 於 過 電 流 之 時 於 過 電 流 時 以 電 容 器 C 1 之 動 作 9 可 充 分 進 行 過 電 壓 抑 制 效 果 0 前 述 之 本 發 明 實 施 例 所 成 電 力 轉 換 裝 置 * 係 以 使 用 圖 1 所 示 之 緩 衝 電 路 加 以 說 明 9 當 然 > 使 用 圖 5 之 緩 衝 電 路 構 成 亦 可 〇 如 以 上 所 述 9 根 據 本 發 明 之 緩 衝 電 路 時 9 較 以 往 技 術 之 緩 衝 電 路 > 於 同 —* 電 流 切 斷 之 時 9 可 減 低 施 加 於 開 關 元 件 之 電 流 9 亦 可 減 低 緩 衝 電 路 電 容 器 放 m 時 之 損 失 0 又 ， 根 據 本 發 明 所 使 用 緩 衝 電 路 之 電 力 轉 換 裝 置 時 9 於 負 荷 電 流 小 時 ， 充 電 緩 衝 容 置 之 電 流 則 可 防 止 較 控 制 電 路 之 指 令 以 上 地 持 績 流 入 可 縮 短 此 期 間 改 善 其 控 制 性 0 圖 6 係 顯 示 本 發 明 之 第 4 賁 施 例 之 電 力 轉 換 裝 置 的 構 成 例 圖 0 圖 7 係 顯 示 說 明 本 發 明 之 第 4 實 施 例 之 動 作 的 電 流 路 徑 圖 〇 圖 8 係 說 明 本 發 明 之 第 4 實 施 例 動 作 之 波 形 圖 > 圖 9 係使 用 本 發 明 第 4 實 施 例 之 緩 衝 電 路 損 失 和 最 大 電 壓 ， 與 以 往 技 術 比 較 之 說 明 圖 0 圖 6 之 中 9 1 係 電 源 9 係 負 荷 9 Q 1 N Q 2 係 I G B T 9 D 1 D 2 係 二 極 體 D S 1 D s 4 係緩衝二極體、 C 1 «"S -C 4 係緩衝電容 器 ， R 1 R 2 係 緩 衝 阻 抗 % C 5 係 箝 位 電 容 器 、 L 1 > 本紙张尺度逋用中國國家標車（CNS)A4规格（ 210X297公釐）_ 27 經濟部中央橾準扃貝工消费合作社印簟 A7 £7___五、發明説明（25 ) L 2係寄生電感。 圖6所示本發明之第4實施例係電橋連接做爲功率半 導體元件之開關元件之I GBTQ 2和二極體D 2的上臂 ，和 I GBTQ 1和二極體D 1所成下臂加以梅成。然 後，此主電路構構成係爲驅動馬達等之負荷2，相當於所 使用之3相反反相器之1相分者。 於圖6之中，電橋連接之功率半導體元件之 IGBTQ1、 Q2係具備輸入m流之集極、输出m流 之射極，及施加控制電壓之閘極端子，經由於閘極端子施 加控制m壓或切斷電壓，進行負荷2之控制。使用 I GBTQ 1 ，由電流1至負荷2供給電流之路徑，係介 由具有自電源1之正極之寄生電感 L1的配線，透過構 成未圖示之其他相電橋上之臂的元件，到達負荷2 —方之 端子，接著，由負荷2之他方之端子，到達I GBTQ 1 和Q2之連接處，更且，由IGBTQ1之射極端子，透 過具有自I GBTQ 1之射極端子至寄生電感L 2配線 L 2 ，回復至電源1之負極之路徑者。於前述中，寄生電 感L 1 、L 2係對應配線形狀加以決定，配線愈短則愈小 。又，負荷2係如馬達爲誘導性，I GBTQ 1爲關閉之 後，負荷電流係回流至二極體D2° IGBTQ1 、Q2所成電橋中，並列於電橋，連接 有令緩衝二極體D s 4、箝位電容器C 5、及緩衝二極體 D s 2直列連接之緩衝電路手段。然後、緩衝二極體 Ds 4和Ds 2係各與IGBTQ2及Q1同一極性地流 r.--r-----裝-----l· 訂 -----Λ- f ^ (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家標率（CNS ) A4規格（210 'X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 A7 B7 五、發明説明（26 ) 通電流之方向連接。又，緩衝二極體D s 4和D s 2中， 各並列地設置放電用之緩衝阻抗R 2和R I。 於I GBTQ 1之集極端子和箝位電容器C 5之低電 位側端子（C 5和D s 2之連接處）間，連接緩衝電容器 C 1和C 2之直列電路的同時，於電容器C 1和C 2之連 接處，和I GBTQ 1之射極端子間，設置做爲開關手段 工作之緩衝二極體Ds1。又，於IGBTQ2之射極端 子和箝位電容器C 5之高電位側端子（C 5和D s 4之連 接處）間，連接緩衝電容器C 4和C 3之直列電路的同時 ，於電容器C 4和C 3之連接處，和I GBTQ 2之集極 端子間，設置做爲開關手段工作之緩衝二極體D s 3。 , 前述之緩衝電容器C 1和C 2之直列髦路，及緩衝電 容器C 4和C 3之直列電路係經由做爲開關手段工作之緩 衝二極體Ds 1、Ds 3，做爲可變容置電容器加以工作 。然而，緩衝二極體Ds 1和Ds 3係各與IGBTQ1 、Q 2同一極性地流動電流地加以連接。又，連接於除去 前述箝位電容器C 5之I GBTQ 1、Q 2之集極、射極 間的電路，做爲對各I GBTQ 1、Q 2之各別緩衝電路 加以工作。 接著，說明具有如前述之電路構成之本發明第4實施 例之動作。 s 如圇6所示，令實施例之動作以電流路徑所示之圖7 中，圖7 (a)係顯示IGBTQ1爲關閉啓時之電流路 徑、圖7 (b)係顯示IGBTQ1爲開啓時之電流路徑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）-29 - --------「I-- - ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、tT. Λ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7_五、發明説明（27 ) 。又，圖8之中於圖6所示之實施例中，IGBTQ1爲 關閉，或於開啓時，各別顯示施加於I GBTQ 1之集極 、射極間之電壓Vc e、流於I GBTQ1之集極、射極 間之電流I ce、電容器C1及C2之電壓Vc 1、 Vc 2及電容器C5之電壓Vc 5之電壓波形。又，雖未 圖示，令霪容器C 3和C 4之電壓各記爲Vc 3、Vc 4 加以表記說明。 於圊8之中，T(off) 'T(on)係顯示 IGBTQ1爲關閉，開啓之時刻，Ε係顯示電源1之電 壓，Vm係顯示施加於 I GBTQ 1篦壓的最大値。又 ，以下之說明中，電容器Cl、C2之容置爲C1>C2 ，同樣地，電容器C3、C4之容量設定爲C3>C4爲 前提。然後、如後所述，電容器C 1和C 2之中，於 I GBTQ 1之開啓期間，充電各圖6所示極性之髦壓， 兩者之電壓則相等，令此値爲V0。但是，IGBTQ1 之集極、射極端子間之電壓係令電容器C 1和C 2之電壓 相銷而呈0。又.，此時，於電容器C 3和C 5之中，與電 源電壓E相等之電壓則被充電，電容器C 4之電壓爲簡化 而呈0。 現在，時刻T(of f)以前之IGBTQ1之開啓 期間中，經由負荷2流動之電流I L，蓄存於主電路配線 之電感電磁能量係可以式（1 2 )加以表示。 1(—裝 I .~ 訂 j^·^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210'X297公釐 > -加 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（28 ) 1 W L = -(L1+L2) IL2 ...... (12) 2 時刻T (OFF)之後之IGBTQ1的關閉期間中 ，蓄存於前述配線之電感之電磁能量的電流，直至爲緩衝 電路吸收，以圖2 ( a )之點線所示路徑做爲電流i 1〜 i 5之電流加以流動。即，首先，電流i i雖爲流入第1可 變容量電容器之電容器C1和C2，於IGBTQ1之開 啓期間中，被充電之電容器C 2之電壓，係對二極體 D s 2爲順偏壓，但對二極體D s 1爲反偏壓工作之故， 此時，二極體D s 1無法流入電流。因此，電流i i係以 經自電容器Cl至C2，流於二極髏Ds 2回到主電路， 到達電源負極之路徑流動。此時，由 IGBTQ1之集 極、射極端子間所視之電容器容量係呈電容器C 1和 C 2直列連接之合成容量，可以式（1 3 )加以表示。 C 1 C 2 C 0 = ...... ( 1 3 ) C 1 + C 2 於式（1 3 )之中，例如令電容器c 1和C 2之容量 比爲4 : 1時，式（1 3)之合成容量係呈0· 8c2， 較電容器C1單獨之時之容量呈1/5之容量者。電流 ----：------1^-- - ^ (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4现格（21〇Χ297公釐） 31 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（29 ) i i係對電容器 C 1 ，令充電電壓自於時刻T ( 〇 f f ) 以前充電之電壓値CO增加，相反地，對電容器c2則減 少充電電壓。電容器之容量爲C1>C2時，同樣電流流 入時之C 1電壓增加分和C 2之電壓減少分之値有所不同 ，但於I G B T Q 1之集極、射極間中，則施加（V c 1 一 V c 2 )之電壓。 前述之電流i 1開始流入的同時，於構成第2之可變 容量電容器之電容器C3、C4則流入電流i3。此電流 i3之路徑係如圖7 (a)所示者，二極體Ds3和Ds 4係皆爲阻止此電流，電流i 3係依電容器C 3、C 4、 C 5之順序流動，經由二極體Ds 2，回歸電源1之負極 的流路者。電流i 3係於I G B T Q 1之開啓時，將充電 於電容器C 3之電壓加以放電，一方面，於電容器C 4， 與圖7 (a)所示電容器C3不同之極性充電電壓，或亦 充電電容器C 5。 於電流i3流動期間，自IGBTQ2之集極、射極 端子間所視之第2可變容置電容器之容量係呈電容器C 4 和C3直列連接之合成容量，式（1 3)可以C1置換爲 C 3，C 2置換爲C 4加以表示。然後，此等之電容器之 電壓値Vc3和 Vc4之極性不同之故，於 IGBTQ2之集極、射極端子間施加（Vc 3 — Vc亡 )之電壓，此電壓由改變爲負値之時點，流入負荷2之電 流I L係透過二極體D 2加以環流。又，電容器C 4和 C 3之電壓經由相銷，二極體D s 4係呈順偏壓狀態，之 l· — ；------^丨裝-------丨訂------γ旅 (請t閱讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210'乂297公釐） 32 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（30 ) 後，流動電流i 4 ，充電電容器C5。電容器C5係該容 量爲呈C5>C1加以選擇，#數之式（12)所示能量 被電容器C 5所吸收。 I GBTQ 1呈關閉，如前述流入電流，電容器C 2 之充電電壓V c 2呈0之時刻爲T 1時，經由電容器C 2 之電壓，施加於二極體D s 1之逆偏壓則於時刻T 1之後 消失，流入構成第1之可變容置電容器之電容器C 1 、 C 2的霉流係將該路徑切換，該電流則由電流i 1變換爲 電流i2，透過二極體 Ds 1，僅充電電容器C1。 如前述，緩衝二極體D s 1係對應電容器C 2之充m 電壓，將電流切斷，或做爲流通之開關加以工作。爲此， 時刻T 1以後，電容器C 1則做爲單獨之容量加以運作。 現在例如，令電容器C1和C2之容量比呈4 : 1時，時 刻T 1以後，第1之可變容量電容器之容量係增加呈該以 前之5倍，可抑制Vc e之電壓急遽上昇。然後。電流 i 2自開始流動至數1式所示之能量被吸收之期間，對 IGBTQ1 ，電容器C1和C5則呈並列設置之形式。 此結果，電容器C 1和C 5之電壓則呈相等，該最大電壓 係呈以式（14)所表示之Vm，IGBTQ1之最大電 壓亦等於式（14)之値。 l· — ^------I裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Η.^-
本紙伕尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格Π10Χ297公釐）_ & B7 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 五、發明説明（31 ) 施加於經由電容器C 3、C 4所構成之第2可變容量 電容器的電壓，係自電容器C 5之電壓，將電容器C 1之 電壓減去之値之故，第2之可變容量電容器之電壓則維持 於0 ，爲此電流i 3則不流入。 前述中，電容器C 1之容置則對較電容器C 2之容量 爲大時加以說明，假使電容器C 1之容量爲小C 2 >C 1 時，第1之可變容量電容器之容量則自式（1 1 )所示容 S，僅切換爲電容器C 1之容量時，容量之變化爲小，電 壓之抑制效果六小。又，無法充分抑制電壓之故，電容器 C 1之電壓係增加至電容器C 5之電壓以上，產生所謂逸 出。一方面，相反地，第2之可變容量電容器之電壓係向 負値下沖。又，爲解除此等之逸出和下沖，流入第1 、第 2之可變容量電容器凡電流極性則變化，招至共振現象。 在此，爲達本發明目的之過電壓抑制，伴隨圖6之構成， 構成第1、第2之可變容量電容器之各電容器之容量，係 需呈Cl> C2、C3>C4之關係。 電容器C 1之電壓係於圖8做爲Vc e顯示，最終達 至經由式（1 4 )所示最大値V m，V m係較電源電壓E 爲大之故，於其後之I GBTQ 1呈關閉之定常狀態期間 中，以由電容器C 1經二極體D 2 ，到達電源E之正極， 自電源之負極，介由阻抗R 1 、電容器C 2 ，回到電容器* C 1之路徑加以放電。 然而，此放電動作之開始時點中，於二極體D s 1施 加反電壓，令二極體D s 1產生反回復之現象。然後，通 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）_ 34 _ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（32 ) 常，於二極體D s 1加上於前述差電位加上配線之逆起電 壓的過大逆電壓，電容器C 2係抑制此反電壓之效果亦配 合持有。又，同時於電容器C 5過充電之電壓，係自電容 器C5介由阻抗R2，到達電源1之正極，自電源1之負 極經由阻抗R 1 ，回到電容器C 5之路徑加以放電。經由 此放電，電容器C 5之電壓Vc 5係如以式（1 5 )所示 ，對應時間加以減少。
Vc5=Vcl=E+(Vm-E)exp{-t/Rl+R2)C5} ...... (15) 電容器C 1之電壓係於前述放電之過程時，等於電容 器 C5之電壓Vc5,經由此放電減少之竄荷置AQ係 以 Cl (Vm — Vc5)表示。此電荷量AQ以電容器 C 2之容量除取之値則等於充電電壓時，C 2之電壓係可 以式（1 6 )加以表示，於圖7 ( a )所示極性充電Vc 2之電壓。 C 1 ( V m — V c 1 ) V c 2 = . ...... ( 1 6 ) C 2 於圖7 (b)，顯示IGBTQ1呈開啓時之電流路
徑。電流路徑係於前述說明之圖7 ( a )中，令電容器C 1置換呈C3 ，C2置換呈C4 、有關於電流，ίχ置換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X 297公釐）-35 - ： I 丨裝-----1丨訂-----「線 (請先閲讀t·面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 __ _B7___ 五、發明説明（33 ) 爲i6，i2置換爲i7， i 3置換爲is時，該原理爲同樣 ，在此加以簡單說明。 以時刻T (on)，呈IGBTQ1爲開啓時，首先 ，令電流i 6流於電容器C 4和C 6時，充電於圖7 ( a )之關閉期間的電容器C 4電壓則對二極體D s 3做爲反 偏壓工作。爲此，電流i6則流動於自二極體Ds 4 ，經 由電容器C4和C3，流入ICBTQ1 ，回流至髦源之 負極的路徑。此時，以電容器C 3、C 4所構成之第2可 變容量電容器之合成容量係以數2式令電容器C 1和C 2 ，置換爲電容器C 3和C 4的形式加以記述。電流i 6係 對電容器C 3增加充電電壓，相反地，對電容器C 4減少 充電電壓。然後，於I GBTQ 2之集極、射極間，施加 (Vc 3— Vc 4 )之電壓。 電流i 6開始流勸的同時，於以電容器C 1、C 2所 構成之第1可變容量電容器流動電流i 5。此電流i 5係以 自二極體D s 4依電容器C 5、C 2、C 1之順序加以流 動，經由IGBTQ1 ，回歸於電源1之負極的路徑加以 流動。電流i 5係於I GBTQ 1之關閉時，令充電於電 容器C 1的電壓放電，於電容器C 2充電如圖7 ( b )所 示電容器C 1不同極性之電壓。於流入電流丨5期間，第 1之可變容量電容器之合成容量係經由式（1 3 )加以表 示。然後，構成第1之可變容量電容器之電容器C1 、 C2的電壓Vc 1和Vc 2之極性不同之故，於 IGBTQ1之集極、射極間，施加（Vc 1— Vc 2 ) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 卜丨：------.夂丨裝------丨訂-------^旅 (請L閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -36 - 經濟部中央梯準局員工消费合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（34 ) 之電壓，終於Vc 1和Vc 2之電壓則被相銷。令此時之 兩者電壓呈VO’VO係可以式（17)所表示。
ClVcl+C2Vc2 C 1 + C 2 當電容器C 4之充電電壓V c 4呈零時，爲消除施加 於二極體D s 3之反偏壓，流於經由電容器c 3、C 4構 成之第2可變容量電容器的電流係由電流丨6改變至電流 i 7，電流i 7係透過二極體D s 3，僅充電電容器C 3。 另一方，施加於經由電容器C 1、C 2構成之第1可變容 量電容器的電壓，係自電容器C 5之電壓減去電容器C 3 之電壓之値之故，第1之可變容置電容器電壓維持於0， 爲此電流i 5則不流動。 以前述說明之I GBTQ 1之開啓、關閉動作之過程 ，可減低可變容量電容器之充放電有關之損失爲本發明之 重要目的，對此說明如下。 令電容器C 1、C2之電壓由各式（1 5 )、式（1 6 )所表示之狀態，變化至顯示式（1 7 ) V 0之損失爲 W時，損失W係可以式（1 8 )加以顯示。 、 1 W = -C 0 ( V c 1 — V c 2 ) 2 ...... (18) 2 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS)A4規格（Z10X297公釐）-37 - LIK------「裝-----丨訂丨-----^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（35 ) 將前述本發明之第4實施例所使用之緩衝電路的損失 和最大電壓，比較於以往技術的結果則示於圖9 (a)、 圖9 (b)。圖9 (a)係比較最大電壓Vm之圖、圖9 (b )係比較損失之圖。於此圖中，比較之以往技術之緩 衝電路係直接連接於二極體和電容器，於二極體並列設置 .阻抗爲一般者。又，以往技術緩衝電路之電容器容置，係 設定呈等於以本發明之第4實施例所說明之電容器C 1和 C 2直列連接時之合成容量C 0値者。 由圖9 (a)可知，視關於最大電壓Vm時，以往技 術之緩衝電路係令本發明之實施例之式（1 4 )的（C 1 + C 5 )，以C0置換之形式，因C1+C5>C0爲前 提之故，以往之緩衝電路則較本發明之實施例時爲大，兩 者之差則比例於電流L 1。 又，由圖7 (b)可知，由損失視之，本發明係於 I GBTQ 1關閉時之損失爲式（1 8 )加以表示，以往 技術之緩衝電路時，令式（1 8 )之括弧內呈以Vm置換 之式。然後，以往技術之緩衝電路Vm係較本發明之Vm 爲大。爲此，有關損失W時，以往技術之緩衝電路者較 大，兩者之差係比例於負荷電流I L之2次方。 如前所述，本發明之第4實施例之緩衝電路係較以往 技術之緩衝電路，可提升低損失且過電壓抑制效果。 〜 使用於本發明之第4實施例的緩衝電路，係可減低緩 衝電路本身之損失，同時，可達成半導體元件之開關元件 ，即實施例之I G B T開關損失減低的效果，以下，對此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4规格（210X297公釐）_ 38 - 1-丨：一------^丨裝-----：—訂一------^,1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作杜印製 A 7 B7 五、發明説明（36 ) 加以說明。 於圖1 0中，令本發明之第4實施例之I GBTQ 1 之關閉時波形，與以往技術比較顯示。做爲開關元件之功 率半導體元件，呈使用I GBT、雙極性電晶體、GTO (控制級可關斷矽可控整流器）等之雙極型元件（經由電 子和正孔之2類之載體，流動電流之半導體元件）。此等 之元件係於切斷電流後，於稱之爲傾斜電流的元件內部， 流入起因於排出過剩蓄稹之載波的電流爲特徵。 圖1 0之中，令此電流流動之期間做爲傾斜期間加以 顯示。於傾斜期間產生電壓變動（dV/d t )時，該電 壓變動愈大，則傾斜電流愈大之情事，係於電力變換技術 中爲公知者。簡單地說，電壓決定載波（電荷）流動之速 度之故，電壓變動愈大，於短時間有許多之載波則移動， 電流則會多S之流入。 使用如此之元件，呈圇6所示之構成的本發明第4實 施例係於電流被切斷之期間（傾斜期間），可變容量電容 器之合成容置爲小之故，電壓變動爲大，於其後之傾斜期 間，如前所述，經由電容器C 1之單獨容量，抑制電壓之 上昇，可令電壓變動變得充分小。爲此，如圖1〇顯示， 本發明之實施例時，傾斜電流則變小，可令經由電壓和傾 斜電流產生之損失變小。一般而言，具備緩衝電路之電办 轉換裝置係關閉時之損失之約9 0 %產生於傾斜期間之故 ，如本發明之實施例，令傾斜電流變小則對損失的減少是 爲有效者。因此，前述之本發明實施例可得同時令緩衝電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐)_ 3g - 一 ---------^I裝-----—I訂·------^旅 (請t閲讀背面之注意事項再填寫本頁) SCl〇8l A7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 B7 _五、發明説明（37 ) 路之損失和傾斜期間之損失的效果° 對此，在於以往技術時，於I GBTQ 1並列設置之 個別緩衝電路之電容器容置爲小之時，如圓1〇所示電壓 則振動，因此影響傾斜電流亦變大，而招致損失之增加。 當然，可令各別緩衝電路之電容器容量變大，以抑制镰壓 振動，但於此時，緩衝電路之損失則比例於電容器之容量 而變大。 前述本發明之第4實施例係爲變化緩衝電路之電容器 容量，對應電容器C 2及C 4之充電電壓，二極體D s 1 及Ds 3流通電流或切斷地，即令二極體Ds 1、Ds 3 做爲一種開關加以工作。 因此，爲得與圖6所示本發明之第4實施例同一特性 ，代替二極體Ds 1 、Ds 3，使用具備輸出入端子和控 制端子之開關元件，令此開關元件對應電容器C 2、C 4 之充電電壓加以控制亦可。 圖11係顯示如此本發明之第5實施例所成構成圖。 於圇1 1之中，.1 0、1 1係控制手段，SI 、S2係開 關元件，其他之符號係與圖6時者相同。此本發明之第2 實施例係代替圖6所示緩衝電路之緩衝二極體D s 1、 Ds 3 ，使用開關元件S 1 、S 2 ，令此開關元件S 1 、 S2 ，經由控制手段1 〇、1 1 ，對應電容器C2、Cl 之充電電壓加以控制者。 即，圖11所示之本發明第2實施例，係於經由圖6 所說明之本發明第4實施例的二極體D s 1之位置，連接 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS) A4規格（210·Χ297公釐）· 4〇 . ' ；— : ^ ^ I 裝-----1.—訂------^旅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3C308J A7 * B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（38 ) 1 開 關 元 件 S 1 之 輸 入 輸 出 端 子 之 同 時 9 將 電 容 器 C 2 之 充 1 1 電 電 壓 經 由 控 制 手 段 1 0 加 以 檢 出 9 此 電 壓 係 以 所 定 之 値 1 以 下 9 將 爲 開 關 元 件 S 1 開 啓 之 信 號 > 施 加 於 開 關 元 件 r—s 請 先 閲 1. S 1 件 之 控 制 端 子 地 加 以 構 成 0 又 同 樣 地 > 於 二 極 體 D S 3 之 位 置 ， 連 接 開 關 元 件 S 2 之 輸 入 輸 出 端 子 之 同 背 1 1 時 9 將 電 容 器 C 4 之 充 電 髦 壓 經 由 控 制 手 段 1 1 加 以 檢 出 之 注 € 1 1 I 9 此 電 壓 係 以 所 定 之値 以 下 將 爲 開 關 元 件 S 2 開 啓 之 信 事 項 再 1 1 號 9 施 加 於 該 控 制 端 子 地 加 以 構 成 0 f 本 1 裝 然 後 9 控 制 手 段 1 0 係 檢 出 電 容 器 C 2 之 充 電 電 壓 9 頁 1 1 此 m 壓 則 於 nsn 圖 5 所 示 之 極 性 中 爲 0 V 以 下 時 令 開 關 元 1 1 件 S 1 開 啓 9 相 反 地 9 電 容 器 C 2 之 充 電 壓 爲 0 V 以 上 1 時 9 令 開 關 元 件 S 1 關 閉 Ο 訂 此 前 述 本 發 明 之 第 5 實 施 例 係 做 爲 開 關 元 件 S 1 1 1 I S 2 9 使 用 N P N 電 晶 體 > 但 做 爲 開 關 元 件 S 1 > S 2 9 1 1 I 可 滿 足 下 式 說 明 條 件 的 開 關 元 件 時 > 使 用 其 他 任 何 元 件 皆 1 旅 可 0 即 9 ( 1 ) 開 關 元 件 S 1 、 S 2 係 與 並 列 連 接 之 二 極 1 體 D S 2 、 D S 4 同 一 方 向 流 動 電 流 者 ， ( 2 ) 與 前 述 電 1 1 流 之 方 向 反 方 向 中 不 流 入 電 流 9 又 5 ( 3 ) 開 關 元 件 S 1 1 1 、 S 2 9 係 於 關 閉 時 9 令 輸 入 端 子 ( 圖 1 1 時 9 S 1 1 S 2 之 集 極 ) 做 爲 基 準 電 位 9 於 輸 出 端 子 ( 圖 5 中 > S 1 1 > S 2 之 射 極 ) 施 加 高 電 壓 9 此 係 與 通 常 之 半 導 體 元 件 爲· 1 I 相 反 者 ， 可 承 受 此 反 電 壓 0 1 1 I 開 關 元 件 S 1 、 S 2 係 考 量 以 上 之 3 條 件 時 如 1 1 Μ 0 S F E T 於 输 出 入 端 子 間 無 法 令 寄 生 二 極 體 存 在 之 1 1 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS)A4規格（21〇X297公釐）-- A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 五、 發明説明（ 39 ) 1 1 元 件 以 單 體 加以 使 用 0 又 圖 1 1 所 示 η P η 電 晶 體 之 開 1 1 關 元 件 S 1 、S 2 係 雖 滿 足 ( 1 ) 、 ( 2 ) 之 條 件 ， 爲 滿 1 足 ( 3 ) 之 條件 9 需 有 令 基 極 射 極 間 之 耐 電 壓 性 變 大 的 1. I 請 | 元 件 0 先 閲 讀 1 於 圖 1 1所 示 本 發 明 之 第 5 實 施 例 中 9 控 制 手 段 1 0 背 面 -1 之 1 1 1 係 各 別檢 出 電 容 器 C 2 、 C 4 之 充 鼇 電 壓 9 此 電 Μ 注 1 1 示 於 圖 1 1 之極 性 中 y 爲 0 V 以 下 之 時 ， 開 關 元 件 S 1 、 事 項 再 1 J S 2 呈 開 啓 ，相 反 地 9 前 述 電 壓 爲 0 V 以 上 時 9 S 1 寫 本 1 裝 S 2 呈 關 閉 〇 頁 1 1 前 述 圖 1 1 所 示 本 發 明 第 5 實 施 例 之 特 性 9 係 與 圖 6 1 1 所 示 本 發 明 之第 4 實 施 例 相 同 對 應 電 容 器 C 2 、 C 4 9 1 | 令 開 關 元 件 S 1 S 2 經 由 關 閉 X 開 啓 控 制 9 令 對 訂 I G B T Q 1 ' Q 2 之 緩 衝 電 路 的 容 量 等 價 地 加 以 變 化 0 1 1 I 然 後 9 由 此 本發 明 之 第 5 實 施 例 時 可 得 完 全 同 樣 於 前 述 1 1 I 本 發 明 之 第 1實 施 例 時 之 效 果 0 1 圖 1 3 係顯 示 使 用 本 發 明 第 6 實 施 例 之 電 力 轉 換 裝 置 1 構 成 例 圖 9 爲馬 達 控 制 之 系 統 構 成 圖 〇 於 圇 1 3 中 9 3 係 1 1 緩 衝 電 路 9 4係 驅 動 電 路 > 5 係 控 制 電 路 9 6 係 電 流 檢 出 1 | 器 ， 7 係 交 流電 源 9 9 爲 轉 換 器 9 Q 3 Q 6 係 I G Β Τ 1 > D 3 D 6係 二 極 體 9 其 他 符 號 與 圇 6 時 相 同 0 1 1 圖 1 3 所示 本 發 明 第 6 實 施 例 之 電 力 轉 換 裝 置 係 令 負 1 荷 2 之 馬 達 做爲 反 相 器 裝 置 ， 經 由 白 交 流 電 源 7 接 受 電 力 1 1 之 供 給 9 白 交流 整 流 爲 直 流 之 轉 換 器 9 之 內 藏 於 轉 換 器 9 1 1 的 電 容 器 9 加以 平 滑 化 施 加 直 流 電 力 Ο 然 後 ， 反 相 裝 置 將 1 1 本紙張尺度適用中國國家標窣（CNS>A4規格（ 210X297公釐）_ 42 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（40 ) 圖6所示實施例，令U相〜W相之各一相分構成之反相器 ，設呈3相分並列構成。 U相之構造係與圖6爲相同者，V相係上臂經由 I GBTQ 4和連接於此並列連接之二極體D 4所構成， 同樣地W相係上臂經由I GBTQ 6和連接於此並列連接 之二極體D6 ，或下臂經由IGBTQ5和連接於此並列 連接之二極體D 5所構成。U相中以虛線包困之緩衝電路 3係對圈6所示上臂和下臂之緩衝電路整體的構成，具有 同一構成之緩衝電路3則各具備V相和W相。然後，自U 、V、W相之各相反相器之上臂和下臂之連接點的輸出端 子，於做爲負荷2之馬達供予電力。 做爲對反相器裝置之控制側的構成，具備控制電路5 及驅動電路4，控制電路5係根據輸入之速度指令8和自 檢出各相之輸出電流之電流檢出器之信號，生成令各相之 上臂及下臂之I GBT開啓或關閉之信號，驅動電路4係 經由此控制電路5之手段，驅動各I G BT之閘，控制反 相器裝置，控制做爲負荷2之馬達。 前述本發明之第6實施例之電力轉換裝置，係如前述 ，經由緩衝電路之可變容量電容器之效果：可達過電壓抑 制和損失之減低，同時，可改善負荷電流小時之控制性， 且可抑制電壓之振動之故，可減低對電流檢出器6有不良 影響之雜訊。 以下，對於電流檢出器6有不良影響之離訊之減低加 以說明。即，於圖1 3中，負荷2之馬達卷線間存在有雜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐）_ 43 _ ^―裝------訂------^旅 (請t閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（41 ) 散電容，當U相〜W相之各輸出電壓變動時，於雜散電容 流入高頻之漏電流，此漏電流則會有影響電流檢出器6之 虞。本發明之實施例時，如圖7所說明，可抑制 I GBTQ 1之電壓表動（待於U相之輸出電壓之變動） 之故，可減低前述高頻漏電流。 又，圖1 3所示本發明之第6實施例之電力轉換裝置 ，係在於安定馬達之控制動作上爲有效者。即，雜訊之原 因係除流入前述馬達卷線間之雜散電容的高頻漏電流外， 有關於對地間浮游容量之雜訊電流等之各種原因，其多數 者爲起因於急驟的電壓變化（dV/d t )，於使用以往 技術之緩衝電路時，電壓則振動，於dV/d t變大之時 ，本發明實施例之電力轉換裝置，本發明之實施例之電力 轉換裝置係可抑制電壓振動及d V/d t之故，可達雜訊 之減低，安定化馬達之控制動作。 前述本發明之第6實施例之電力轉換裝置，係說明令 圖6所示實施例，呈U相〜W相之各一相分構成之反相器 ，呈3相分並列設置者，但亦可爲使用圇11所示實施例 之構成，可得同樣之效果。 圖1 4係說明本發明第7實施例所成電力轉換裝置之 構成圖。此實施例係改變經由圖13說明之本發明之第6 實施例之可變容量電容器之構成例者，圖中僅將圖1 3之 緩衝電路3之第1可變容量電容器的部分除去加以顯示， 有關其他所有I G B T的可變容量電容器亦同樣地加以構 成0 ^ I^------1T------^ 0 (請it·'閲讀f.面之注意Ϋ項再填寫本肓) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS)A4规格（210X 297公釐） 44 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 A7 __. B7五、發明説明（42 ) 圖14所示本發明之第7實施例係於電容器C1和二 極體Ds 1間具備開關元件S3 ，根據電流檢出器6之負 荷電流之檢出結果，控制甯路5則令開關元件S 3呈開啓 ，或控制於關閉者。即，此實施例係對馬達之負荷電流較 預設定之値爲小時，令開關元件設定呈關閉者爲特徵者。 開關元件S 3呈關閉狀態時經由電容器C 1、C 2構成之 第1之可變容量電容器之合成容置係，無關於二極髋 Dsl之偏壓狀態，固定以式（13)顯示之値。又，開 關元件S 3呈開啓時，進行圖7所說明之動作。 驅動馬達之時，供予馬達之電流係於各相偏移1 2 0 度之正弦波電流者。又，如式（1 2 )所示，配線之電磁 能量係比例於電流之2次方之故，電流爲小之時，開關元 件之I G B T於可容許之範圔，令緩衝遒路之容量爲小時 ，可損失之減低、緩衝電路充電時間之縮短面上爲較佳者 0 經由圖6說明之實施例時，可變容量電容器之容量則 由數2式所示容量置換爲電容器C 1之單獨容量之條件， 係式（1 7 )所示之電容器C2之電壓呈0者。式（1 7 )係依附於式（1 4 )之故，圖6所示實施例時，容量之 置換係間接依附於負荷電流。對負荷電流而言，令間接容 量變化呈直接之關係者，爲圇14所示本發明之第7實旃 例。 此本發明之第7實施例中，開關元件S 3關閉之期間 係對負荷2之正弦波電流之各周期的電流尖峰値則較預設 冢紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-45 · —I— Γ 裝—I (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂
T 旅 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明（43 ) 1 | 値爲小 時 ，經 常 地 開 關 S 3 係 呈 關 閉 0 1 1 根據 前述 之 本 發 明 第 7 實 施 例 時 t 於 電 流 爲 小 時 > 以 式（1 3 )表 示 之 容 量 、 電 流 爲 大 時 如 可 變 容 置 > 對 應 於 請- 先 閲 負荷2 之 動作 狀 況 9 增 加 模 式 可 呈 可 撓 性 地 加 以 對 應 0 | 根 據 以上 本 發 明 之 說 明 > 減 輕 對 做 爲 開 關 元 件 之 功 率 讀 背. 面 1 I 之 1 半導體 元 件之 過 電 壓 可 減 低 緩 衝 電 路 之 損 失 功 率 半 導 注 意 1 1 體元件 之 開關 損 失 0 又 9 抑 制 電 壓 變 動 9 減 低 呈 負 荷 影 響 事 項一 再 1 ' 1 I 裝置之 雜 訊， 可 安 定 裝 置 之 動 作 0 填 寫 本 % 1 1 【圖面 之 簡單 說 明 ] 1 1 1 圖 1 係顯 示 本 發 明 之 第 1 實 施 例 之 緩 衝 電 路 構 成 圖 0 1 圖 2 係說 明 本 發 明 之 第 1 實 施 例 動 作 之 波 形 圖 〇 訂 I 圖 3 係說 明 本 發 明 之 第 1 實 施 例 之 電 流 路 徑 圓 〇 1 1 I 圖 4 係將 本 發 明 之 第 1 實 施 例 之 緩 衝 電 路 的 損 失 和 最 1 1 1 大電壓 9 與以 往 技 術 比 較 加 以 說 明 者 0 1 圖 5 係顯 示 本 發 明 之 第 2 實 施 例 之 緩 衝 電 路 構 成 圖 0 線 1 圖 6 係顯 示 本 發 明 之 第 4 實 施 例 之 電 力 轉 換 裝 置 構 成 1 1 例圖者 Ο 1 | 圇 7 係顯 示 說 明 本 發 明 之 第 4 資 施 例 之 電 流 路 徑 圖 〇 1 圖 8 係說 明 本 發 明 之 第 4 實 施 例 動 作 之 波 形 圖 0 1 • 1 圖 9 係將 本 發 明 之 第 4 實 施 例 之 緩 衝 電 路 的 損 失 和 最、 1 1 I 大電壓 > 與以 往 技 術 比 較 加 以 說 明 者 0 1 1 圖 1 0係 令 本 發 明 之 第 4 實 施 例 之 開 關 元 件 的 關 斷 波 1 1 形與以 往 技術 比 較 說 明 者 0 1 1 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CN$>A4規格（ 210X297公釐> _扣 A7 B7 五、發明説明（44 ) 圖1 1係顯示本發明之第5實施例之電力轉換裝置構 成例圖者。 圖1 2係顯示本發明之第3實施例之電力轉換裝置構 成例圖者。 圖13係顯示本發明之第6實施例之電力轉換裝置構 成例圖者。 圖14係顯示本發明之第7實施例之電力轉換裝置構 成例圖者。 I- 閲 讀 背· 之 注 項一 再 填 寫焚 本衣 頁 訂 線 經濟部中央搮準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X 297公釐）-47 -