JPH03107328A - 電力変換装置のスナバ回路 - Google Patents

電力変換装置のスナバ回路

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JPH03107328A
JPH03107328A JP1243683A JP24368389A JPH03107328A JP H03107328 A JPH03107328 A JP H03107328A JP 1243683 A JP1243683 A JP 1243683A JP 24368389 A JP24368389 A JP 24368389A JP H03107328 A JPH03107328 A JP H03107328A
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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】 【産業上の利用分野】
この発明は、インバータ装置などの電力変換装置を構成
する自己消弧型電力用半導体素子を保護するためのスナ
バ回路に関するもので、特に回路の簡素化を計った電力
変換装置のスナバ回路に関する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
【従来の技術】
第４図は代表的な電力変換装置の回路例を示す。 この回路は電動機駆動用インバータや無停電電源装置等
に使用される回路であって、自己消弧型電力用半導体素
子としてパワートランジスタを用いた回路を模擬的に表
わすものである。第４図において、パワートランジスタ
３　（３１，３２）には通常、それぞれフリーホイリン
グダイオード４　（４１，４２）が並列に接続されてお
り、トランジスタ３１が導通している場合にはトランジ
スタ３２は阻止状態にある。そしてこの状態ではトラン
ジスタ３１を介して直流電源１から負荷を構成するイン
ダクタンス８および抵抗９に電流が流れる。この状態で
トランジスタ３１をオフすると、トランジスタ３１に流
れていた電流はフリーホイリングダイオード４２に転流
し、負荷電流は一定に保たれる。この際、直流電源ｌ（
のコンデンサ）からトランジスタ３までの配線による浮
遊インダクタンス２に蓄えられたエネルギによって発生
するサージ電圧を低減する目的で、第４図に示すような
充放電型Ｒ−Ｃ−Ｄスナバ回路１０とクランプ型Ｒ−Ｃ
−Ｄスナバ回路１１が接続されている。この内、充放電
型スナバ回路１０は、トランジスタ３に並列に接続され
ｄｖ／ｄｔを抑制し素子のターンオフ責務を軽減する目
的で使用され、クランプ型スナバ回路１１は直流電源ｌ
の両端に接続され１．電源値電線の浮遊インダクタンス
２に蓄えられたエネルギを吸収する目的で使用される。 なおこのスナバ回路１０．１１内のスナバダイオードＳ
Ｄの逆回復時に発生する過大な振動電圧により半導体素
子３の駆動回路あるいは電力変換装置の制御回路が誤動
作することがある。これらを防止する目的で第４図では
スナバダイオードＳＤに抵抗器とコンデンサとの直列回
路がら成るＲ−Ｃスナバ１２を接続している。 しかし第４図の電力変換装置においては、スナバ回路が
複雑であると共に、構成部品が多くコストアップの要因
となっていた。そこでスナバ回路の簡素化と低コスト化
を計ったスナバ回路が本出願人の先願としての特願平１
−８３１１号において提案されている。 ２第５図は第４図に対応する上記先願発明のスナバ回路
を示す。第５図においては、第４図のスナバダイオード
ＳＤが逆回復する際に発生する過大な振動電圧を取除く
ために第４図のスナバダイオードＳＤを定電圧ダイオー
ド５（５１〜５３）″に置換え、かつスナバダイオード
ＳＤと並列のＲ−Ｃスナバ１２および抵抗器を取除いた
構成となっている。 なおこの第５図のスナバ回路を便宜上Ｃ−ＺＤスナバ回
路と呼ぶ。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらインバータ装置の利用拡大に伴って第５図
のスナバ回路についても、さらに構成部品を減らすこと
がインバータ装置のコスト低減および信顛性向上を計る
うえで基本的に望まれている。 そこで本発明は第５図のようにツェナダイオード５　（
５１）および充放電スナバ用コンデンサ６　（６１）か
らなる充放電型Ｃ−ＺＤスナバ回路、並びにツェナダイ
オード５　（５２）および充放電スナバ用コンデンサ６
　（６２）からなる充放電型Ｃ−ＺＤスナバ回路と、ツ
ェナダイオード５　（５３）およびクランプスナバ用コ
ンデンサ７　（７１）からなるクランプ型Ｃ−ＺＤスナ
バ回路との２種類のスナバ回路を有する回路において、
さらにツェナダイオードの共通化を計った電力変換装置
のスナバ回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の回路は、ｒ複数の
自己消弧型電力用半導体素子（トランジスタ３など）の
直列回路を直流電源（１などの）間に接続し、 前記の各半導体素子に並列に、第１のスナバ用コンデン
サ（充放電スナバ用コンデンサ６など）と前記直流電源
に対して順方向の定電圧ダイオード（５など）との直列
回路（以下充放電スナバ回路という）をそれぞれ接続し
た電力変換装置であって・ 前記充放電スナバ回路のうち前記直流電源の正極もしく
は負極、またはこの両極に接する各充放電スナバ回路内
の前記定電圧ダイオードを前記直流電源の極側に配置し
、 前記正極側に配置された前記定電圧ダイオード（５１，
５３，５５など）のカソードと前記負極との間、１・慟 もしくは前記負極側に配置された前記定電圧ダイオード
（５２，５４，５６など）のアノードと前記正極との間
、または該カソードとアノードとの間に第２のスナバ用
コンデンサ（クランプスナバ用コンデンサ７など）を接
続したｊものとする。
【作　用】
第５図の回路において、充放電型スナバ用定電圧ダイオ
ード５１．もしくは５２、またはこの５１．５２の両方
とクランプ型スナバ用定電圧ダイオード５３とを共通に
した構成とするものである。
【実施例】
以下第１図ないし第３図に基づいて本発明の詳細な説明
する。 第１図は本発明の第１実施例としての構成を示す回路図
である。この第１図では、第５図の回路に用いられてい
る３つの定電圧ダイオード５（５Ｌ５２．５３）のうち
５１と５３が共通になっている。前記定電圧ダイオード
５１．５２に接続されたコンデンサ６（６１，６２）は
それぞれトランジスタ３１．３２が発生するｄｖ／ｄｔ
を抑制し、コンデンサ７　（７１）は電源積電線の浮遊
インダクタンス２により発生するサージ電圧を低減する
働きをする。定電圧ダイオード５１はこれら２つのコン
デンサ６１．７１が放電する時のエネルギを消費し共振
現象を収束させる働きをする。 第２図は第１図の回路を３相インバ一タ回路に適用した
例を示す。スナバ回路の働きは第１図と同じである。 第３図は本発明の第２実施例を示す。第３図では、第５
図におけるツェナダイオード５３の働きをツェナダイオ
ード５１．５２の２つに均等に分担させようとするもの
である。第１図の実施例では、片方の定電圧ダイオード
５１でコンデンサ６１と７１の２個分のエネルギを消費
しなければならないが第３図の実施例ではクランプ型ス
ナバ用コンデンサ７１のエネルギを２つの定電圧ダイオ
ード５１．５２により分担できるというメリットがある
。また、コンデンサ７に流れる電流は通常、コンデンサ
６に流れる電流よりも大きいため、コンデンサ７の共振
電流を減衰させるにはツェナ電圧を高くすることが効果
的であるが、第３図の実施例ではコンデンサ７に定電圧
ダイオード５が２個直列に接続されるのでツェナ電圧を
２倍にしたのと同じ効果が得られる。 また以上の実施例のほかに第３図においてクランプ型ス
ナバ用コンデンサ７　（７１，７２，７３）の上側の端
子をそれぞれツェナダイオード５　（５１，５３，５５
）から切離して直流電源１の正極に接続する構成も考え
られる。この回路は第１図における定電圧ダイオード５
１．５２の役割を相互に入れ換えたものに外ならずこの
ような回路方式も本発明に包含されることには変りがな
い。 上述した本発明の各実施回路は、自己消弧型電力用半導
体素子としてパワートランジスタを使用した場合で説明
しているが、パワートランジスタの代りに、他の自己消
弧型電力半導体素子、例えば絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタや電界効果トランジスタなどを使用した場合
にも適用できるのは勿論である。
【発明の効果】
この発明によれば、コンデンサに直列に定電圧ダイオー
ドのような非対称素子を接続して構成したスナバ回路を
、電力変換装置を構成している個々の自己消弧型電力半
導体素子に並列に接続し、かつ当該電力変換装置の正負
極間にも接続したものにおいて、正負極間のスナバ回路
用定電圧ダイオードを自己消弧型電力用半導体素子に並
列なスナバ回路用定電圧ダイオードで兼ねるようにした
ので、部品点数の削減と回路の簡素化を図れると共に、
正負極間スナバ回路を電力用半導体素子の直近に取付け
られるのでスナバ回路のインダクタンスを低減し、サー
ジ電圧抑制効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例としての構成を示す回路図
、 第２図は第１図に示す回路を３相インバータに適用した
回路図、 第３図は本発明の第２実施例としての構成を示す回路図
、 第４図、第５図はそれぞれ第１図に対応する従来のスナ
バ回路の異なる例を示す回路図である。 １　・・・直流電源、２−浮遊インダクタンス、３（３
１〜３６）　−自己消弧型電力用半導体素子としてのパ
ワートランジスタ、４　（４１，４２）　−フリーホイ
リングダイオード、５　（５１〜５６）　−非対称素子
としての定電圧ダイオード、６　（６１〜６６）−・−
充放電−スナバ用コンデンサ、７　　（７１〜７３）・
・−クランプスナバ用コンデンサ、 ８−負荷インダクタンス、 一負荷抵抗。 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）複数の自己消弧型電力用半導体素子の直列回路を直
    流電源間に接続し、 前記の各半導体素子に並列に、第１のスナバ用コンデン
    サと前記直流電源に対して順方向の定電圧ダイオードと
    の直列回路（以下充放電スナバ回路という）をそれぞれ
    接続した電力変換装置であって、 前記充放電スナバ回路のうち前記直流電源の正極もしく
    は負極、またはこの両極に接する各充放電スナバ回路内
    の前記定電圧ダイオードを前記直流電源の極側に配置し
    、 前記正極側に配置された前記定電圧ダイオードのカソー
    ドと前記負極との間、もしくは前記負極側に配置された
    前記定電圧ダイオードのアノードと前記正極との間、ま
    たは該カソードとアノードとの間に第２のスナバ用コン
    デンサを接続したことを特徴とする電力変換装置のスナ
    バ回路。
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