JPH01129775A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JPH01129775A
JPH01129775A JP62288031A JP28803187A JPH01129775A JP H01129775 A JPH01129775 A JP H01129775A JP 62288031 A JP62288031 A JP 62288031A JP 28803187 A JP28803187 A JP 28803187A JP H01129775 A JPH01129775 A JP H01129775A
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JP
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transistor
switching element
voltage
semiconductor switching
capacitor
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JP62288031A
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Koji Nishimura
西村 広司
Masaaki Uchihashi
聖明 内橋
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【技術分野1 本発明はインバータ装置に関するものである。 【背景I支術1 fJSa図は従来のフルプリツノ型のインバータ装置の
回路を示し、この従来例装置は負荷に電力供給するイン
バータ用主スイッチング要素としてトランジスタからな
る半導体スイッチング素子を用いており、直流電源v1
にはトランジスタQ1と、ダイオードD6と、トランジ
スタQ、との直列回路を接続するとともに、トランジス
タQ2と、ダイオードD、と、トランジスタQ、との直
列回路を接続し、トランジスタQ、のエミッタと、トラ
ンジスタQ2のエミッタとの間にインダクタンス素子り
、と、負荷R−、コンデンサC3の並列回路との直列回
路を接続しである。更にトランジスタQ5、Q、にはダ
イオードD1、D2を夫々並列接続し、また同様にダイ
オードD5とトランジスタQ、との直列回路、ダイオー
ドD6とトランジスタQ、との直列回路にもダイオード
D、、D4を夫々並列に接続しである。 ドライバ回路AはトランジスタQ3、Q、を交互に低周
波でオンオフさせ、第4図(e)に示すようにトランジ
スタQ、をオンさせているときにはトランジスタQ1を
第4図(a)に示すように高周波でオンオフさせ、又第
4図(d)に示すようにトランジスタQ4をオンさせて
いるときにはトランジスタQ2を第4図(b)に示すよ
うに高周波数でオンオフさせるようになっている。 而してトランジスタQ、がオンしている状態でトランジ
スタQ1が高周波でオンオフ動作している場合、トラン
ジスタQ、のオン時には直流電源■1、トランジスタQ
1、インダクタンス素子り3、負荷R0とコンデンサC
1の並列回路、ダイオードD5、トランジスタQ、から
なる主回路に漸増電流が流れる。トランジスタQ、がオ
フすると、トランジスタQ、のオン時にインダクタンス
素子り、に蓄積されたエネルギがイングクタンス素子L
I%負荷R0とコンデンサC1の並列回路、ダイオード
D9、トランジスタQ 3、ダイオードD4の閉回路で
放出されるので、インダクタンス素子り、には漸減電流
が流れる。このような動作がトランジスタQ、がオンし
ている状態の間繰り返される。 一方トランジスタQ、がオンしている状態においては上
述の場合と逆の極性でインダクタンス素子り、に電流が
流れる。 従ってインダクタンス素子L1に流れる電流は第5図(
a)に示すような波形を呈する。このインダクタンス素
子L1に流れる電流はコンデンサC1及び負荷R0に電
流しているが、コンデンサC0は所謂バイパスフィルタ
的役割を担うので、コンデンサC0には第5図(a)で
示す電流波形の内、高周波成分が電流され、その波形は
第5図(b)で示すような波形となる。 一方負荷R0にはインダクタンス素子り、に流れる電流
の低周波成分が流れるので、第5図(c)に示す電流が
流れる。 即ち第3図回路は負荷R0に矩形波状電流を供給する為
の回路を構成し、負荷R0として例えば高圧放電灯を用
いるとちらつきが少なく、且つ高周波点灯時の音響共鳴
現象の生じない点灯を可能にするものである。 ところで第3図回路を詳細に検討すると、大のような問
題点が有る。次にこの問題点について第6図の波形を参
照しながら説明する。 まずトランジスタQ1がオンしている状態にあってはト
ランジスタQ4とダイオードD6の直列回路の両端には
直流電源■1の電圧が直接印加され、またトランジスタ
Q1がオフ状態に維持されている状態にあっては前述の
ようにダイオードD4に電流が流れているため、トラン
ジスタQ、とダイオードD6との直列回路の両端電圧v
nsは略零となる。この状態を示すのが第6図(b)で
ある。尚第6図(a)は第5図(a)の波形を拡大した
ものである。 ここでトランジスタQ、とダイオードD@との直列回路
の概念図を示すと、第7図(イ)のようになり、同図中
C63、C4いC4□は夫々ダイオードD8、トランジ
スタQ、のコレクタ・エミッタ間、トランジスタQ4の
ベース・エミッタ間の接合容量を示し、[)a+、D4
1、D42は夫々ダイオードD6、トランジスタQ、の
PNN接合示す。 而してトランジスタQ1のオン時にはダイオードDGと
トランジスタQ4の直列回路には第6図(b)で示すよ
うに直流電源■1の電圧が印加されるので、トランクス
′りQ、のコレクタ・エミッタ間の接合室fiC,,は
第7図(ロ)に示すように充電される。またトランジス
タQ、のオフ時にはトランジスタQ、とダイオードD、
の直列回路の両端はダイオードD、に電流が流れている
ため実質的に短絡されており、トランジスタQ、のオン
時に充電された接合¥F1c4.の電圧はダイオードD
6の接合容量Ca+と、トランジスタQ4のコレクタ・
エミッタ間の接合容量C41とで17図(ハ)のように
分圧される。 この状態を示すのがtJS6図(c)であって、この図
において、■、1は上記分圧前の接合容量C1,の電圧
を示し、この電圧V 41は直流電源v1の電圧となる
。また電圧V42は分圧後の接合g量C41の電圧を示
す。 さてトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ間の電圧V
Q4が上記第6図(c)のような電圧波形を呈する場合
、トランジスタQ1のオン時の接合容量C41の充電電
流、トランジスタQ1のオフ時の接合容量C41の放電
電流は第6図(d)のようにパルス状の波形となる。 従ってこのトランジスタQ4の接合容量C1,へのパル
ス状の充放電電流に起因する問題点が従来例にはあった
1例えばトランジスタQ、の周囲温度が高く、トランジ
スタQ、の電流増幅率が高い場合において、トランジス
タQ4が第6図(d)に示す電流により自己バイアスさ
れ、トランジスタQ4が本来オフwi間であるべき期間
において、コレクタ・エミッタ間に電流が流れる。そし
てこの電流が流れる状態はトランジスタQ4としてはあ
る程度の電圧を持った状!!(活性領域)であるのが−
数的であり、この場合トランジスタQ、の温度が更に上
昇してついにはオン状態のトランジスタQ、とともに直
流電源V+を短絡するに至り、トラン。 ジスタQ4又はトランジスタQ、等が破壊してしまうの
である。 尚従来例として第3図に示すフルプリツノ型のインバー
タ装置を挙げたが、接合容量を持つスイッチング索子を
用い、該スイッチング素子の本来オフ期間の電圧に変化
がある如き回路構成を取ると上述のようにな問題点が存
在することが明らかである。例えば第8図に示すような
所謂ハーフブリッジ型のインバータ装置においても上述
の問題点が存在する。 この回路ではトランジスタQ、にイングクタンス素子L
1と負荷R0との直列回路を介してコンデンサC2を並
列接続し、ダイオードD6とトランジスタQ4の直列回
路にイングクタンス索子L1と負荷R0との直列回路を
介してコンデンサC1を並列に接続しである。 而してトランジスタQ、、Q、はドライブ回路へにより
、第9図(a)(b)に示すように交互にオンオフされ
、このオンオフにより負荷R0に第9図(e)に示すよ
うな電流が流れる。 この第9図(c)において斜線で示す部分はダイオード
D1又はり、を流れる電流を示しており、残りの部分が
トランジスタQ、又はQ、に流れる電流となる。 この結果例えばトランジスタQ4とダイオードD6との
直列回路には第9図(d)に示すような電圧が印加され
、トランジスタQ、のフレクン・エミッタ間の接合容量
C41に対する充放?に電流は第9図(e)のような波
形を呈する。 一方トランジスタQ4のオンオフ状態は第9図(b)に
示す通りであり、この図において本来オフ状態に切替わ
るべき11時点において、極めて短時間であるがトラン
ジスタQ4の接介容ji c 4+への流れ込み電流が
存在し、この接合容fic、、への電流が第3図回路と
同様な誤動作の原因となるという問題があった。 [発明の目的] 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするとことはスイッチング素子の接合¥¥量への充
放電電流を低減して誤動作するのを防止し、誤動作によ
る素子破壊を防いだインバータ装置を提供するにある。 [発明の開示] 本発明は負荷へ電力を供給すべきインバータ用の主スイ
ッチング要素の一部又は全部を構成する2つの半導体ス
イッチング素子を直列接続した直列回路を少なくとも1
m’NLHに並列接続し、一方の半導体スイッチング素
子の駆動時には他方の半導体スイッチング素子をオフ状
態に維持するインバータ装置において、オフ時に接合′
8量に対して放電ループが形成される上記オフ状態に維
持される半導体スイッチング素子の両端電圧を安定させ
る定電圧化手段を設けたことを特徴とし、定電圧化手段
により半導体スイッチング素子の両端電圧を安定化する
ことにより、半導体スイッチング素子の接合容量の充放
電電流を低減して誤動作をオフ状態に維持されるべき半
導体スイッチング素子が誤動作するの、を防止すること
ができるものである。以下本発明を実施例により説明す
る。 及1九 第1図は本発明をフルブリッジ型インバータ装置に用い
た本実施例を示しでおり、第3図と同一記号のものは同
一要素である。そして第3図向路と相違する点は低周波
数でオンオフさせるトランジスタQ1、Q4に夫々比較
的小!l!F量で且つ同等のコンデンサC3゜、C46
を並列に接続しである点である。 而してインバータ装置としての動作は第3図回路と同様
となるが、トランジスタQ1、Q4の接合容量への充放
電電流を低減できるのである。 つまり例えばトランジスタQ、のオン時にコンデンサC
1゜が−旦直流電源V、電圧まで充電されると、トラン
ジスタQ、のオフ時においては、ダイオードD6の接合
容11 Ca +への放電電荷はコンデンサC40の電
圧低下を殆ど米すことなく行なわれ、従って次のトラン
ジスタQ1のオン時においてトランジスタQ4のエミッ
タ・コレクタ間の接合容量C41への充電はコンデンサ
C4゜の電圧が直流電源■、の電圧と殆ど変わらない、
ので、コンデンサC1゜及び接合容量C41への充電電
流も第2図(d)に示すように極めて小さい値に抑えら
れることができる。 トランジスタQ2の動作と、ダイオードD、及びトラン
ジスタQ、の接合¥’Fffiへの充放電と、コンデン
サC3Gの充放電との間にも上述と同様な関係が得られ
る。 かくしてトランジスタQ、(又はQ、)のコレクタ電圧
VO4(又はVO3)の電圧変化が第2図(e)のよう
に極めて小さくなって、自己バイアスという現象が無く
なり、従来の問題点を解消できるのである。 ちなみにトランジスタQ4として投下電子工業社製2S
D1446を使用した場合、コンデンサC4゜としては
5opp程度の容量のコンデンサでも効果が充分得られ
、第9図(e)に示したトランジスタQ4のコレクタ・
エミッタ間の接合容量C41の充放電電流に比べて17
5〜1710程度に低減することができた。 尚第2図(a)はインダクタンスL、に流れる電流波形
を、また同図(b)はトランジスタQ4とダイオードD
6との直列回路の両端電圧v46を示す。 ところで上記実施例はフルブリッジ型のインバータ装置
であるが、特にこのインバータ装置に限定されるもので
は無く、2個の半導体スイッチング素子を直列接続して
用いる所謂バー7プリツノ型のインバータ装置や、その
他のインバータ装置においても適用できるのは言うまで
もない、また定電圧手段として上記実施例ではコンデン
サC1゜、C1゜を用いているが、他の定電圧手段を用
いてもよい。 【発明の効果】 本発明は上述のように構成し、オフ時に接合容量に対し
て放電ループが形成されるオフ状態の半導体スイッチン
グ素子の両端電圧を安定させる定電圧化手段を設けたの
で、半導体スイッチング素子の接合″ff41の充放電
電流を低減することができ、その結果誤動作をオフ状態
に維持されるべき半導体スイッチング素子が誤動作する
のを防止することができ、誤動作による素子破壊を防げ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
11図は本発明の実施例の回路図、tJS2図は同上の
動作説明用波形図、第3図は従来例の回路図、第4図、
第5171.第6図は同上の動作説明用波形図、第7図
は同上の動作説明用概念的な回路図、第8図は別の従来
例の回路図、tIS9図は同上の動作説明用波形図であ
る。 Q、〜Q、・・・トランジスタ、C3゜tc4゜・・・
コンデンサ、Ro・・・負荷、■、・・・直流電源であ
る。 代理人 弁理士 石 1)長 七 Q、〜Q、・・・トランジスタ C1゜ecn。・・・コンデンサ Ro・・・負荷 vl・・・直流電源 第111 第2!i!1l (C) (d) 第3図 第4図 第5― 第6図 第9Iil 〜             −1 手続補正書く自発) 1.事件の表示 昭和62年特許願第288031号 2、発明の名称 インバータ装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名称(58
3)松下電工株式会社 代表者  三  好  俊  夫 4゜代理人 郵便番号 530 住 所 大阪市北区梅田1丁目12番17号5、補正命
令の日付 自  発 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の対象
  明細書

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)負荷へ電力を供給すべきインバータ用の主スイッ
    チング要素の一部又は全部を構成する2つの半導体スイ
    ッチング素子を直列接続した直列回路を少なくとも1組
    電源に並列接続し、一方の半導体スイッチング素子の駆
    動時には他方の半導体スイッチング素子をオフ状態に維
    持するインバータ装置において、オフ時に接合容量に対
    して放電ループが形成される上記オフ状態の半導体スイ
    ッチング素子の両端電圧を安定させる定電圧化手段を設
    けたことを特徴とするインバータ装置。
  2. (2)上記定電圧化手段をコンデンサとして成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のインバータ装置
JP62288031A 1987-11-14 1987-11-14 インバータ装置 Expired - Fee Related JPH0828982B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251205A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Kel Corp ツーピースコネクタ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56112878A (en) * 1980-02-12 1981-09-05 Toshiba Corp Half-bridge type high-frequency switching circuit

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