JPH04285466A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH04285466A JPH04285466A JP5090191A JP5090191A JPH04285466A JP H04285466 A JPH04285466 A JP H04285466A JP 5090191 A JP5090191 A JP 5090191A JP 5090191 A JP5090191 A JP 5090191A JP H04285466 A JPH04285466 A JP H04285466A
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- JP
- Japan
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- circuit
- capacitor
- gto
- snubber
- diode
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力変換装置に係り、特
にその主回路の電力変換用半導体スイッチング素子に接
続されたスナバ回路のエネルギーを直流回路に転送する
スナバ回路に関するものである。
にその主回路の電力変換用半導体スイッチング素子に接
続されたスナバ回路のエネルギーを直流回路に転送する
スナバ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、図５にゲートターンオ
フサイリスタ（以下ＧＴＯという）のスナバ回路の一構
成例を示す。
フサイリスタ（以下ＧＴＯという）のスナバ回路の一構
成例を示す。
【０００３】ＧＴＯ１には、ダイオード２が逆並列に接
続されている。直例接続されたダイオード３コンデンサ
４が、ＧＴＯ１に並列接続されている。またダイオード
３には抵抗器５が並列接続されている。
続されている。直例接続されたダイオード３コンデンサ
４が、ＧＴＯ１に並列接続されている。またダイオード
３には抵抗器５が並列接続されている。
【０００４】ＧＴＯ１がターンオフすると、それまでＧ
ＴＯ１を流れていた電流は、ダイオード３、コンデンサ
４を流れてコンデンサ４を充電し、ＧＴＯ１の両端の電
圧の上昇率は一定値以下に制限される。このとき、コン
デンサ４にはエネルギーが蓄えられる。
ＴＯ１を流れていた電流は、ダイオード３、コンデンサ
４を流れてコンデンサ４を充電し、ＧＴＯ１の両端の電
圧の上昇率は一定値以下に制限される。このとき、コン
デンサ４にはエネルギーが蓄えられる。
【０００５】ＧＴＯ１がターンオンすると、コンデンサ
４の電荷は、抵抗器５、ＧＴＯ１を通して放電されると
共に主電流がＧＴＯ１に流れる。そしてコンデンサ４の
両端の電圧は、ほぼ０Ｖとなる。この時、コンデンサ４
に蓄えられていたエネルギーは、抵抗器５によって消費
される。
４の電荷は、抵抗器５、ＧＴＯ１を通して放電されると
共に主電流がＧＴＯ１に流れる。そしてコンデンサ４の
両端の電圧は、ほぼ０Ｖとなる。この時、コンデンサ４
に蓄えられていたエネルギーは、抵抗器５によって消費
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のス
ナバ回路ではコンデンサ４のエルギーを全て抵抗器５で
消費してしまう。
ナバ回路ではコンデンサ４のエルギーを全て抵抗器５で
消費してしまう。
【０００７】この抵抗損失はＧＴＯ１に印加される電圧
の２乗に比例し遮断の回数（スイッチング周波数）に比
例する。そのため、ＧＴＯ１が遮断する電圧が大きくな
り、また、スイッチング周波数が大きくなるにつれて、
抵抗器５消費されるエネルギーも大きくなる。このよう
に、電力変換装置全体の効率を低下させてしまうという
問題点がある。
の２乗に比例し遮断の回数（スイッチング周波数）に比
例する。そのため、ＧＴＯ１が遮断する電圧が大きくな
り、また、スイッチング周波数が大きくなるにつれて、
抵抗器５消費されるエネルギーも大きくなる。このよう
に、電力変換装置全体の効率を低下させてしまうという
問題点がある。
【０００８】そこで本発明の目的は、電力変換装置を構
成する直列接続あるいは並列接続された電力変換用半導
体スイッチング素子のスナバ回路において、スナバコン
デンサに蓄えられたエネルギーを抵抗器で消費してしま
うことなく有効に利用することができるスナバ回路を備
えた電力変換装置を提供するものである。 ［発明の構成］
成する直列接続あるいは並列接続された電力変換用半導
体スイッチング素子のスナバ回路において、スナバコン
デンサに蓄えられたエネルギーを抵抗器で消費してしま
うことなく有効に利用することができるスナバ回路を備
えた電力変換装置を提供するものである。 ［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、コンデンサ、半導体スイッチング素子
、リアクトル、パルストランス、ダイオードより構成さ
れる。
達成するために、コンデンサ、半導体スイッチング素子
、リアクトル、パルストランス、ダイオードより構成さ
れる。
【００１０】
【作用】スナバコンデンサの電荷を半導体スイッチング
素子のターンオンにより、パルス電流とし、パルストラ
ンスの２次側にダイオードを介して接続された直流回路
に、パルス電流として転送する。
素子のターンオンにより、パルス電流とし、パルストラ
ンスの２次側にダイオードを介して接続された直流回路
に、パルス電流として転送する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明する
。
。
【００１２】図１は、第１の実施例を示すもので、ＧＴ
Ｏ１にはダイオード２が逆並列に接続されている。ＧＴ
Ｏ１のアノードは、さらにダイオード３のアノードに接
続されている。ダイオード３のカソードはコンデンサ４
の一端に接続されている。コンデンサ４の他端は、ＧＴ
Ｏ１のカソードに接続されている。ダイオード３のカソ
ードは、さらに第２のＧＴＯ６のアノードに接続されて
いる。このＧＴＯ６カソードはリアクトル７の一端に接
続されている。リアクトル７の他端は、パルストランス
８の１次巻線の一端に接続されている。パルストランス
８の１次巻線の他端は、コンデンサ４の他端、ＧＴＯ１
のカソードに接続されている。パルストランス８の２次
巻線の一端は、ダイオード９のアノードに接続され、こ
のダイオード９のカソードは、直流回路１０の正極側に
接続されている。パルストランス８の２次巻線の他端は
、直流回路１０の負極側に接続されている。ダイオード
３、コンデンサ４、ＧＴＯ６、リアクトル７、パルスト
ランス８、ダイオード９で、スナバ回路１１は構成され
る。
Ｏ１にはダイオード２が逆並列に接続されている。ＧＴ
Ｏ１のアノードは、さらにダイオード３のアノードに接
続されている。ダイオード３のカソードはコンデンサ４
の一端に接続されている。コンデンサ４の他端は、ＧＴ
Ｏ１のカソードに接続されている。ダイオード３のカソ
ードは、さらに第２のＧＴＯ６のアノードに接続されて
いる。このＧＴＯ６カソードはリアクトル７の一端に接
続されている。リアクトル７の他端は、パルストランス
８の１次巻線の一端に接続されている。パルストランス
８の１次巻線の他端は、コンデンサ４の他端、ＧＴＯ１
のカソードに接続されている。パルストランス８の２次
巻線の一端は、ダイオード９のアノードに接続され、こ
のダイオード９のカソードは、直流回路１０の正極側に
接続されている。パルストランス８の２次巻線の他端は
、直流回路１０の負極側に接続されている。ダイオード
３、コンデンサ４、ＧＴＯ６、リアクトル７、パルスト
ランス８、ダイオード９で、スナバ回路１１は構成され
る。
【００１３】また、ＧＴＯ１、ダイオード２、スナバ回
路１１、及び直流回路１０よりアーム回路１２は構成さ
れる。 このアーム回路１２が２個直列接続されて、直流電源で
あるＰＮ間に挿入され、それぞれのアーム回路１２の接
続間に交流側端子（ＡＣ）が設けられている。このよう
にして、電力変換装置のハーフブリッジを構成している
。
路１１、及び直流回路１０よりアーム回路１２は構成さ
れる。 このアーム回路１２が２個直列接続されて、直流電源で
あるＰＮ間に挿入され、それぞれのアーム回路１２の接
続間に交流側端子（ＡＣ）が設けられている。このよう
にして、電力変換装置のハーフブリッジを構成している
。
【００１４】以下に本実施例の動作を説明する。ＧＴＯ
１がターンオフすると、それまでＧＴＯ１を流れていた
電流は、ダイオード３、コンデンサ４を流れ、コンデン
サ４を充電する。こうして、ＧＴＯ１の両端の電圧上昇
率は一定値以下に制限される。このとき、コンデンサ４
には、エネルギーが蓄えられる。
１がターンオフすると、それまでＧＴＯ１を流れていた
電流は、ダイオード３、コンデンサ４を流れ、コンデン
サ４を充電する。こうして、ＧＴＯ１の両端の電圧上昇
率は一定値以下に制限される。このとき、コンデンサ４
には、エネルギーが蓄えられる。
【００１５】ＧＴＯ１のターンオン期間中にスナバ回路
１１のＧＴＯ６を点弧すると、コンデンサ４、ＧＴＯ６
、リアクトル７、パルストランス８よりなる共振回路が
形成される。そのためコンデンサ４の電荷が放電され、
リアクトル７に電流が流れ、コンデンサ４に蓄えられて
いたエネルギーはリアクトル７に移る。このとき、電流
はコンデンサ４の電圧が正の間は、コンデンサ４、ＧＴ
Ｏ６、リアクトル７、パルストランス８の１次巻線のル
ープを流れるが、コンデンサ４の電圧がＯＶ以下に下が
るとコンデンサ４、ダイオード２、ダイオード３のルー
プを流れる。こうしてコンデンサ４の電圧は、ほぼ０Ｖ
まで下がり一定となる。リアクトル７のエネルギーは、
パルス状の電流となり、パルストランス８の２次側から
ダイオード９を介して直流回路１０に転送される。なお
、コンデンサ４の電荷の放電は、ＧＴＯ１のターンオン
期間中に、完了するように、ＧＴＯ６のターンオン期間
、またコンデンサ４、リアクトル７、パルストランス８
の定数を設定する。
１１のＧＴＯ６を点弧すると、コンデンサ４、ＧＴＯ６
、リアクトル７、パルストランス８よりなる共振回路が
形成される。そのためコンデンサ４の電荷が放電され、
リアクトル７に電流が流れ、コンデンサ４に蓄えられて
いたエネルギーはリアクトル７に移る。このとき、電流
はコンデンサ４の電圧が正の間は、コンデンサ４、ＧＴ
Ｏ６、リアクトル７、パルストランス８の１次巻線のル
ープを流れるが、コンデンサ４の電圧がＯＶ以下に下が
るとコンデンサ４、ダイオード２、ダイオード３のルー
プを流れる。こうしてコンデンサ４の電圧は、ほぼ０Ｖ
まで下がり一定となる。リアクトル７のエネルギーは、
パルス状の電流となり、パルストランス８の２次側から
ダイオード９を介して直流回路１０に転送される。なお
、コンデンサ４の電荷の放電は、ＧＴＯ１のターンオン
期間中に、完了するように、ＧＴＯ６のターンオン期間
、またコンデンサ４、リアクトル７、パルストランス８
の定数を設定する。
【００１６】コンデンサ４のスナバエネルギーの転送は
、高速に行われる必要があるため、リアクトル７のイン
ダクタンスは小さくてよく、リアクトル７を小形化する
ことができる。パルストランス８も小形でよい。従って
、本実施例によれば小形で軽量、安価なスナバ回路を構
成することができる。また、パルストランス８で絶縁し
ているので、ＧＴＯ１と直流回路路１０が電気的に切り
放されている。そのため、ＧＴＯ１の構成と、直流回路
１０の構成は、独立に決定することができる。また負荷
である直流回路１０に規則的にエネルギーを供給するこ
とができる。図２は、本発明の第２の実施例である。図
中のスナバ回路１１は図１と同じ構成である。
、高速に行われる必要があるため、リアクトル７のイン
ダクタンスは小さくてよく、リアクトル７を小形化する
ことができる。パルストランス８も小形でよい。従って
、本実施例によれば小形で軽量、安価なスナバ回路を構
成することができる。また、パルストランス８で絶縁し
ているので、ＧＴＯ１と直流回路路１０が電気的に切り
放されている。そのため、ＧＴＯ１の構成と、直流回路
１０の構成は、独立に決定することができる。また負荷
である直流回路１０に規則的にエネルギーを供給するこ
とができる。図２は、本発明の第２の実施例である。図
中のスナバ回路１１は図１と同じ構成である。
【００１７】ＧＴＯ１がｎ個直列に接続されている。ｎ
個のそれぞれのＧＴＯ１には、ダイオード２がそれぞれ
逆並列に接続されている。また、各ＧＴＯ１には、それ
ぞれスナバ回路１１が接続されている。各スナバ回路１
１は、パルストランス８の２次側の一端が、次段のスナ
バ回路１１のダイオード９のカソードに接続されるとい
う方法で、直列に接続され、直流回路１０に接続されて
いる。
個のそれぞれのＧＴＯ１には、ダイオード２がそれぞれ
逆並列に接続されている。また、各ＧＴＯ１には、それ
ぞれスナバ回路１１が接続されている。各スナバ回路１
１は、パルストランス８の２次側の一端が、次段のスナ
バ回路１１のダイオード９のカソードに接続されるとい
う方法で、直列に接続され、直流回路１０に接続されて
いる。
【００１８】ｎ個の直列接続されたＧＴＯ１、各ＧＴＯ
２に接続されたダイオード２とスナバ回路１１、直流回
路１０からアーム回路１３は構成される。このアーム回
路１３が２個直列接続されて、ＰＮ間に挿入され、２個
のアーム回路１３の接続間は交流側端子となる。
２に接続されたダイオード２とスナバ回路１１、直流回
路１０からアーム回路１３は構成される。このアーム回
路１３が２個直列接続されて、ＰＮ間に挿入され、２個
のアーム回路１３の接続間は交流側端子となる。
【００１９】スナバ回路１１のＧＴＯ６は、そのスナバ
回路１１に接続されているＧＴＯ１のオン期間中に、点
弧される。また、同一アーム回路１３の内のスナバ回路
１１のＧＴＯ６は同じタイミングで点弧される。コンデ
ンサ４のエネルギーの転送のされ方は、前述の実施例と
同様である。
回路１１に接続されているＧＴＯ１のオン期間中に、点
弧される。また、同一アーム回路１３の内のスナバ回路
１１のＧＴＯ６は同じタイミングで点弧される。コンデ
ンサ４のエネルギーの転送のされ方は、前述の実施例と
同様である。
【００２０】本実施例によれば、アーム回路１３内で直
列接続されたＧＴＯ１に対して、本発明を適用すること
ができる。なお、本実施例において、直流回路１０は、
アーム回路１３ごとに独立である必要はなく、２個のア
ーム回路１３の直流回路１０の部分を並列接続すること
で、共通にしても構わない。図３は、本発明の第３の実
施例を示し、スナバ回路１１を並列接続したものである
。なお図中のスナバ回路１１は第１の実施例と同じ構成
である。
列接続されたＧＴＯ１に対して、本発明を適用すること
ができる。なお、本実施例において、直流回路１０は、
アーム回路１３ごとに独立である必要はなく、２個のア
ーム回路１３の直流回路１０の部分を並列接続すること
で、共通にしても構わない。図３は、本発明の第３の実
施例を示し、スナバ回路１１を並列接続したものである
。なお図中のスナバ回路１１は第１の実施例と同じ構成
である。
【００２１】ｎ個のＧＴＯ１が直列接続され、それぞれ
のＧＴＯ１にはダイオード２が逆並列に接続されている
。各ＧＴＯ１にはスナバ回路１１が接続されている。そ
れぞれのスナバ回路１１のダイオード９のカソードがそ
れぞれ直流回路１０の正極側に接続され、パルストラン
ス８のダイオード９の接続されない他端がそれぞれ直流
回路１０の負極側に接続される。このように各スナバ回
路１１が並列接続され、直流回路１０に接続されている
。
のＧＴＯ１にはダイオード２が逆並列に接続されている
。各ＧＴＯ１にはスナバ回路１１が接続されている。そ
れぞれのスナバ回路１１のダイオード９のカソードがそ
れぞれ直流回路１０の正極側に接続され、パルストラン
ス８のダイオード９の接続されない他端がそれぞれ直流
回路１０の負極側に接続される。このように各スナバ回
路１１が並列接続され、直流回路１０に接続されている
。
【００２２】スナバ回路１１のＧＴＯ６は、それぞれが
接続されたＧＴＯ１のオン期間中に、点弧される。また
、スナバ回路１１が並列接続された場合には、各スナバ
回路１１のＧＴＯ６の点弧のタイミングは、同時に点弧
する必要はない。なお、ＧＴＯ１を並列接続した場合で
も、本実施例を適用することができる。図４は本発明の
第４の実施例を示したものであり、各スナバ回１１のエ
ネルギーを、ＧＴＯ１が接続されている直流電源へ回生
した例である。
接続されたＧＴＯ１のオン期間中に、点弧される。また
、スナバ回路１１が並列接続された場合には、各スナバ
回路１１のＧＴＯ６の点弧のタイミングは、同時に点弧
する必要はない。なお、ＧＴＯ１を並列接続した場合で
も、本実施例を適用することができる。図４は本発明の
第４の実施例を示したものであり、各スナバ回１１のエ
ネルギーを、ＧＴＯ１が接続されている直流電源へ回生
した例である。
【００２３】スナバ回路１１中の、ダイオード９のカソ
ードは、直流電源の正極側へ接続されている。パルスト
ランス８のダイオード９に接続されていない一端は、直
流電源の負極側へ接続されている。コンデンサ４のエネ
ルギーの転送のされ方は、第１の実施例と同様である。 本実施例によれば、スナバエネルギーを直流電源に回生
するので、抵抗損失のない効率のよい電力変換装置を提
供することができる。
ードは、直流電源の正極側へ接続されている。パルスト
ランス８のダイオード９に接続されていない一端は、直
流電源の負極側へ接続されている。コンデンサ４のエネ
ルギーの転送のされ方は、第１の実施例と同様である。 本実施例によれば、スナバエネルギーを直流電源に回生
するので、抵抗損失のない効率のよい電力変換装置を提
供することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明では、電力変
換用半導体スイッチング素子の構成によらず適用するこ
とができ、スナバエネルギーを転送して利用可能とした
ので、効率のよい電力変換装置を提供することができる
。
換用半導体スイッチング素子の構成によらず適用するこ
とができ、スナバエネルギーを転送して利用可能とした
ので、効率のよい電力変換装置を提供することができる
。
【図１】本発明による第１の実施例を示す電力変換装置
の主回路図である。
の主回路図である。
【図２】本発明による第２の実施例を示す電力変換装置
の主回路図である。
の主回路図である。
【図３】本発明による第３の実施例を示す電力変換装置
の主回路図である。
の主回路図である。
【図４】本発明による第４の実施例を示す電力変換装置
の主回路図である。
の主回路図である。
【図５】従来の電力変換装置の主回路図である。
１，６…ＧＴＯ
２，３，９…ダイオード ４…コンデンサ
５…抵抗器７…リアクトル
８…パルストランス １０…直流回路
１１…スナバ回路１２，１３ …アーム回
路
２，３，９…ダイオード ４…コンデンサ
５…抵抗器７…リアクトル
８…パルストランス １０…直流回路
１１…スナバ回路１２，１３ …アーム回
路
Claims (1)
- 【請求項１】 電力変換用半導体スイッチング素子で
構成される変換器を有する電力変換装置において、電力
変換用半導体スイッチング素子に並列接続されたスナバ
コンデンサと、このスナバコンデンサに並列接続された
、スナバエネルギー転送用の半導体スイッチング素子と
リアクトルとパルストランスの一次側が直列接続された
直列回路と、この直列回路のパルストランス２次側にダ
イオードを介して接続された直流回路とを有し、半導体
スイッチング素子をオンしてこの直流回路にスナバコン
デンサのエネルギーを転送することを特徴とする電力変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090191A JPH04285466A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090191A JPH04285466A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285466A true JPH04285466A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12871654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5090191A Pending JPH04285466A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285466A (ja) |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP5090191A patent/JPH04285466A/ja active Pending
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