JPH06169576A - ２ポイント及び３ポイント・インバータ用のフィードバック機能を有する保護回路及び保護回路のエネルギーをフィードバックする方法 - Google Patents
２ポイント及び３ポイント・インバータ用のフィードバック機能を有する保護回路及び保護回路のエネルギーをフィードバックする方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高効率のフィードバック機能のある保護回路
を有するインバータを得ること。 【構成】 ２ポイント又は３ポイント・インバータにお
いて、フィードバック・キャパシタ(CR)と並列に配置さ
れたフィードバック手段は半導体バルブ(SR)とトランス
(TR)を実質的に有している。半導体バルブ(SR)をスイッ
チングする結果として、フィードバック・キャパシタに
蓄積された保護回路のリアクタンスのエネルギーがトラ
ンスによって、リンク回路電源にフィードバックされ
る。本発明による構成は高効率であり、同時に半導体ス
イッチの高いターンオン／ターンオフ周波数を得ること
ができる。
を有するインバータを得ること。 【構成】 ２ポイント又は３ポイント・インバータにお
いて、フィードバック・キャパシタ(CR)と並列に配置さ
れたフィードバック手段は半導体バルブ(SR)とトランス
(TR)を実質的に有している。半導体バルブ(SR)をスイッ
チングする結果として、フィードバック・キャパシタに
蓄積された保護回路のリアクタンスのエネルギーがトラ
ンスによって、リンク回路電源にフィードバックされ
る。本発明による構成は高効率であり、同時に半導体ス
イッチの高いターンオン／ターンオフ周波数を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、パワーエレクトロニック
スの分野に関する。本発明は特許請求の範囲の請求項１
のプリアンブルに従った２ポイント及び３ポイント・イ
ンバータ用のフィードバック機能を有する保護回路に関
する。更に、本発明は保護回路に蓄えられたエネルギー
をフィードバックする方法に関する。
スの分野に関する。本発明は特許請求の範囲の請求項１
のプリアンブルに従った２ポイント及び３ポイント・イ
ンバータ用のフィードバック機能を有する保護回路に関
する。更に、本発明は保護回路に蓄えられたエネルギー
をフィードバックする方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】高電力インバータの半導体スイッチは非
常に高い電流上昇（di/dt)或いは電圧上昇（du/dt)によ
って破壊されないために、それらは保護回路（「スナッ
バー」）によって保護されなければならない。更に、保
護回路は、短いターンオン／ターンオフ期間が半導体ス
イッチのために達成され、またその半導体スイッチがタ
ーンオフ中にできる限りピーク電圧によって殆どストレ
スを受けないように設計されていなければならない。こ
のような保護回路に対して多くの回路がすでに提案され
ている。もし保護回路ができる限り損失のないような方
法で動作するならば、それは特に有利である。保護回路
キャパシタと保護回路コイルに蓄えられたエネルギーが
直流電源に再びフィードバックされるなら、これはうま
く達成される。２ポイント・インバータ用のフィードバ
ック機能を有する保護回路はDE 39 37 111に開示されて
いる。また３ポイント・インバータ用のフィードバック
機能を有する保護回路はDE 38 33 700に開示されてい
る。これら２つの公報において、保護回路に蓄えられた
エネルギーは直流電源、即ち所謂リンクキャパシタにDC
/DC コンバータを介してフィードバックされている。結
果として、その回路はアクティブとなり、低損失であ
る。この場合、DC/DCコンバータは２つの一次巻線と１
つの二次巻線を有するトランスを含むのが好ましい。一
次巻線の一方向接続が各々の場合のDC/DC コンバータの
１つの出力にフィードバック・ダイオードを介して接続
されている。フィードバック・キャパシタと抵抗がDC/D
C コンバータの出力に並行に接続されている。３つの巻
線トランスの二次巻線は４つのダイオードを有する全波
整流器を介して、リンク回路電圧に接続されている。フ
ィードバックが可能である発生した電力損失はDC/DC コ
ンバータの入力で並列に接続されている抵抗で消費され
る。
常に高い電流上昇（di/dt)或いは電圧上昇（du/dt)によ
って破壊されないために、それらは保護回路（「スナッ
バー」）によって保護されなければならない。更に、保
護回路は、短いターンオン／ターンオフ期間が半導体ス
イッチのために達成され、またその半導体スイッチがタ
ーンオフ中にできる限りピーク電圧によって殆どストレ
スを受けないように設計されていなければならない。こ
のような保護回路に対して多くの回路がすでに提案され
ている。もし保護回路ができる限り損失のないような方
法で動作するならば、それは特に有利である。保護回路
キャパシタと保護回路コイルに蓄えられたエネルギーが
直流電源に再びフィードバックされるなら、これはうま
く達成される。２ポイント・インバータ用のフィードバ
ック機能を有する保護回路はDE 39 37 111に開示されて
いる。また３ポイント・インバータ用のフィードバック
機能を有する保護回路はDE 38 33 700に開示されてい
る。これら２つの公報において、保護回路に蓄えられた
エネルギーは直流電源、即ち所謂リンクキャパシタにDC
/DC コンバータを介してフィードバックされている。結
果として、その回路はアクティブとなり、低損失であ
る。この場合、DC/DCコンバータは２つの一次巻線と１
つの二次巻線を有するトランスを含むのが好ましい。一
次巻線の一方向接続が各々の場合のDC/DC コンバータの
１つの出力にフィードバック・ダイオードを介して接続
されている。フィードバック・キャパシタと抵抗がDC/D
C コンバータの出力に並行に接続されている。３つの巻
線トランスの二次巻線は４つのダイオードを有する全波
整流器を介して、リンク回路電圧に接続されている。フ
ィードバックが可能である発生した電力損失はDC/DC コ
ンバータの入力で並列に接続されている抵抗で消費され
る。
【０００３】この回路の欠点は、抵抗が回路の効率を制
限していることである。同様に、ターンオン／ターンオ
フ期間のために非常に大きな値を容認しなければならな
い。一方では、大きな抵抗が優れた効率を生じるけれど
も、他方では、時定数が大きくなるために、エネルギー
を最早急速に除去できない。特に、半導体スイッチは、
保護回路エネルギーが除去された後にのみ再びスイッチ
される。さもなければ、増加するエネルギーの量は保護
回路に蓄えられ、破壊される危険がある。従って、半導
体スイッチの長いターンオフ／ターンオン期間を容認し
なければならない。
限していることである。同様に、ターンオン／ターンオ
フ期間のために非常に大きな値を容認しなければならな
い。一方では、大きな抵抗が優れた効率を生じるけれど
も、他方では、時定数が大きくなるために、エネルギー
を最早急速に除去できない。特に、半導体スイッチは、
保護回路エネルギーが除去された後にのみ再びスイッチ
される。さもなければ、増加するエネルギーの量は保護
回路に蓄えられ、破壊される危険がある。従って、半導
体スイッチの長いターンオフ／ターンオン期間を容認し
なければならない。
【０００４】
【発明お概要】従って、本発明の目的は、フィードバッ
ク機能のある保護回路を有する２ポイント及び３ポイン
ト・インバータを提供することであり、この回路におい
て理想的な回路構成で１００％の高い効率が達成され、
また半導体スイッチのターンオン／ターンオフ期間が効
率の増大によって制限されない。最初に述べたタイプの
２ポイント或いは３ポイント・インバータにおいては、
これは請求項１或いは請求項６の特徴によって達成され
る。保護回路エネルギーをフィードバックする方法が更
に提供される。本発明の本質は、フィードバック手段が
フィードバック・キャパシタに並列に接続されており、
実質的にトランスと半導体バルブを有することである。
半導体バルブをスイッチすることによって、フィードバ
ック・キャパシタに蓄えられたエネルギーはトランスに
よってリンクキャパシタにフィードバックされる。好適
な実施例によれば、フィードバックはターンオフ半導体
バルブで、全ての保護回路エネルギーがフィードバック
されるように設計されている。即ち、エネルギーは最早
熱に変換されない。結果的に１００％の理論的な効率が
達成される。
ク機能のある保護回路を有する２ポイント及び３ポイン
ト・インバータを提供することであり、この回路におい
て理想的な回路構成で１００％の高い効率が達成され、
また半導体スイッチのターンオン／ターンオフ期間が効
率の増大によって制限されない。最初に述べたタイプの
２ポイント或いは３ポイント・インバータにおいては、
これは請求項１或いは請求項６の特徴によって達成され
る。保護回路エネルギーをフィードバックする方法が更
に提供される。本発明の本質は、フィードバック手段が
フィードバック・キャパシタに並列に接続されており、
実質的にトランスと半導体バルブを有することである。
半導体バルブをスイッチすることによって、フィードバ
ック・キャパシタに蓄えられたエネルギーはトランスに
よってリンクキャパシタにフィードバックされる。好適
な実施例によれば、フィードバックはターンオフ半導体
バルブで、全ての保護回路エネルギーがフィードバック
されるように設計されている。即ち、エネルギーは最早
熱に変換されない。結果的に１００％の理論的な効率が
達成される。
【０００５】本発明による構造による利点は、半導体ス
チッチのターンオン／ターンオフ周波数が制限されず
に、非常に高い効率を達成されることである。更に典型
的な実施例は従属請求項から導かれる。
チッチのターンオン／ターンオフ周波数が制限されず
に、非常に高い効率を達成されることである。更に典型
的な実施例は従属請求項から導かれる。
【０００６】
【実施例】図面を参照して説明を行うが、同一或いは対
応する部分には同じ参照符号を付している。図１は本発
明による保護回路とフィードバック機能を有する２ポイ
ント・インバータの回路図を示しいる。電流上昇制限チ
ョーク (LB1, LB2) と２つの半導体スイッチ (V1, V2)
との直列回路が、正と負の入力（＋及び−）に接続され
ている直流電圧に接続されている。直流電圧は、例えば
コンバータのリンク回路電圧であってもよい。半導体ス
イッチ (V1, V2) は、好ましくはターンオフバルブ特に
ゲートターンオフ・サイリスタ(GTO) である。半導体ス
イッチ (V1,V2) はゲートユニット (G1, G2) によって
それぞれ駆動される。出力(OUT) は２つの電流上昇制限
チョーク(LB1, LB2)の間に配置される。勿論、電流上昇
制限チョークは単一のチョークとして設計することもで
きる。その場合出力の接続は単一のチョークの中央タッ
プによって構成される。フリーホイール・ダイオード(D
F1, DF2)は各々の半導体スイッチ (V1, V2) と逆並列に
接続されている。半導体スイッチ (V1, V2) の両端での
電圧上昇を制限するために、負荷軽減ダイオード(DB1,
DB2)と負荷軽減キャパシタ(CB1, CB2)からなる直列回路
がスイッチ (V1,V2) と並列にそれぞれ配置されてい
る。第１の半導体スイッチ(V1)の場合、スイッチのアノ
ードが負荷軽減キャパシタ(CB1) と正入力（＋）に接続
され、一方スイッチのカソードは負荷軽減ダイオード(D
B1) のカソードと電流上昇制限チョーク(LB1) に接続さ
れている。第２の半導体スイッチ(V2)の場合、スイッチ
のカソードが負入力（−）と負荷軽減キャパシタ(CB2)
に接続され、一方スイッチのアノードは負荷軽減ダイオ
ード(DB2) のアノードと電流上昇制限チョーク(LB2) に
接続されている。
応する部分には同じ参照符号を付している。図１は本発
明による保護回路とフィードバック機能を有する２ポイ
ント・インバータの回路図を示しいる。電流上昇制限チ
ョーク (LB1, LB2) と２つの半導体スイッチ (V1, V2)
との直列回路が、正と負の入力（＋及び−）に接続され
ている直流電圧に接続されている。直流電圧は、例えば
コンバータのリンク回路電圧であってもよい。半導体ス
イッチ (V1, V2) は、好ましくはターンオフバルブ特に
ゲートターンオフ・サイリスタ(GTO) である。半導体ス
イッチ (V1,V2) はゲートユニット (G1, G2) によって
それぞれ駆動される。出力(OUT) は２つの電流上昇制限
チョーク(LB1, LB2)の間に配置される。勿論、電流上昇
制限チョークは単一のチョークとして設計することもで
きる。その場合出力の接続は単一のチョークの中央タッ
プによって構成される。フリーホイール・ダイオード(D
F1, DF2)は各々の半導体スイッチ (V1, V2) と逆並列に
接続されている。半導体スイッチ (V1, V2) の両端での
電圧上昇を制限するために、負荷軽減ダイオード(DB1,
DB2)と負荷軽減キャパシタ(CB1, CB2)からなる直列回路
がスイッチ (V1,V2) と並列にそれぞれ配置されてい
る。第１の半導体スイッチ(V1)の場合、スイッチのアノ
ードが負荷軽減キャパシタ(CB1) と正入力（＋）に接続
され、一方スイッチのカソードは負荷軽減ダイオード(D
B1) のカソードと電流上昇制限チョーク(LB1) に接続さ
れている。第２の半導体スイッチ(V2)の場合、スイッチ
のカソードが負入力（−）と負荷軽減キャパシタ(CB2)
に接続され、一方スイッチのアノードは負荷軽減ダイオ
ード(DB2) のアノードと電流上昇制限チョーク(LB2) に
接続されている。
【０００７】フィードバック・キャパシタ(CR)が負荷軽
減キャパシタ(CB1, CB2)と負荷軽減ダイオード(DB1, DB
2)のそれぞれの接続点に、且つ実質的に電流上昇制限チ
ョーク(LB1, LB2)に並列に配置されている。フィードバ
ック機能のない保護回路の場合は、抵抗がフィードバッ
ク・キャパシタ(CR)の代わりに存在している。電流上昇
制限チョーク(LB1, LB2)と負荷軽減キャパシタ(CB1, CB
2)に蓄えられたエネルギーは、半導体スイッチ (V1, V
2) がスイッチされると上記の抵抗で消費される。本発
明のフィードバック機能を有する保護回路においては、
エネルギーはフィードバック・キャパシタ(CR)に蓄えら
れ、結果的にフィードバックのために利用できる。フィ
ードバック手段は、フィードバック・キャパシタ(CR)と
並列に配置され、半導体バルブ(SR)とトランス(TR)の一
次側にある抵抗(RT)とダイオード(DT)の直列回路、及び
トランス(TR)の二次側にあるフィードバック・ダイオー
ド(DR)を有している。半導体バルブは駆動ユニット(DU)
によって駆動され、その第１端子によって負荷軽減ダイ
オード(DB2) のカソード、フィードバック・キャパシタ
(CR)及び負荷軽減キャパシタ(CB1) に接続され、またそ
の第２端子によってトランス(TR)の一次巻線の一方の端
子に接続されている。この回路において、駆動ユニット
(DU)はフィードバック・キャパシタ(CR)から供給されて
もよい。トランスの一次巻線の他の端子は負荷軽減ダイ
オード(DB1) のアノード、フィードバック・キャパシタ
(CR)及び負荷軽減キャパシタ(CB1) に接続されている。
抵抗(RT)とダイオード(DT)の直列回路は、ダイオード(D
T)のアノードが負荷軽減ダイオード(DB1) のアノードに
接続されるようにして、一次巻線と並列に配置されてい
る。二次巻線はフィードバック・ダイオード(DR)と直列
に接続されている。フィードバック・ダイオードのカソ
ードは正入力（＋）に接続され、トランスの(TR)の二次
巻線は負入力（−）に接続される。フィードバック・ダ
イオード(DR)とトランスの(TR)の二次巻線の直列回路は
リンク回路の平滑キャパシタ、所謂リンクキャパシタ(C
ZK) に並列に接続されている。
減キャパシタ(CB1, CB2)と負荷軽減ダイオード(DB1, DB
2)のそれぞれの接続点に、且つ実質的に電流上昇制限チ
ョーク(LB1, LB2)に並列に配置されている。フィードバ
ック機能のない保護回路の場合は、抵抗がフィードバッ
ク・キャパシタ(CR)の代わりに存在している。電流上昇
制限チョーク(LB1, LB2)と負荷軽減キャパシタ(CB1, CB
2)に蓄えられたエネルギーは、半導体スイッチ (V1, V
2) がスイッチされると上記の抵抗で消費される。本発
明のフィードバック機能を有する保護回路においては、
エネルギーはフィードバック・キャパシタ(CR)に蓄えら
れ、結果的にフィードバックのために利用できる。フィ
ードバック手段は、フィードバック・キャパシタ(CR)と
並列に配置され、半導体バルブ(SR)とトランス(TR)の一
次側にある抵抗(RT)とダイオード(DT)の直列回路、及び
トランス(TR)の二次側にあるフィードバック・ダイオー
ド(DR)を有している。半導体バルブは駆動ユニット(DU)
によって駆動され、その第１端子によって負荷軽減ダイ
オード(DB2) のカソード、フィードバック・キャパシタ
(CR)及び負荷軽減キャパシタ(CB1) に接続され、またそ
の第２端子によってトランス(TR)の一次巻線の一方の端
子に接続されている。この回路において、駆動ユニット
(DU)はフィードバック・キャパシタ(CR)から供給されて
もよい。トランスの一次巻線の他の端子は負荷軽減ダイ
オード(DB1) のアノード、フィードバック・キャパシタ
(CR)及び負荷軽減キャパシタ(CB1) に接続されている。
抵抗(RT)とダイオード(DT)の直列回路は、ダイオード(D
T)のアノードが負荷軽減ダイオード(DB1) のアノードに
接続されるようにして、一次巻線と並列に配置されてい
る。二次巻線はフィードバック・ダイオード(DR)と直列
に接続されている。フィードバック・ダイオードのカソ
ードは正入力（＋）に接続され、トランスの(TR)の二次
巻線は負入力（−）に接続される。フィードバック・ダ
イオード(DR)とトランスの(TR)の二次巻線の直列回路は
リンク回路の平滑キャパシタ、所謂リンクキャパシタ(C
ZK) に並列に接続されている。
【０００８】本発明による保護回路を有する２ポイント
・インバータの動作モードについて、図１、図３及び図
４を参照して説明する。２極２ポイントインバータの半
分のブリッジが図１に示されており、正の電圧（＋）或
いは負の電圧（−）が出力に交互に生じるように、半導
体対が交互にスイッチされる。図１に示されている半分
のブリッジにおいて、半導体スイッチ(V1 及びV2) は交
互にターンオンとターンオフされる。このタンーンオン
とターンオフの間、半導体スイッチ(V1, V2)は非常に急
激な電流或いは電圧変化に対して保護されなければなら
ない。これは上述の保護回路によってなされる。保護回
路がリアクタンス（電流上昇制限チョーク及び負荷軽減
キャパシタ）を有しているので、エネルギーは保護回
路、所謂保護回路エネルギーに蓄えられる。このエネル
ギーは直流電源、例えばリンク回路電圧にフィードバッ
クされる必要がある。半導体スイッチ(V1, V2)がスイッ
チされると、保護回路エネルギーはフィードバック・キ
ャパシタ(CR)に転送される。詳細には次のステップが生
じる（図３）。 −半導体バルブ(SR)が非ターンオフサイリスタとする。 −ＣＲをｔ１の瞬間にＵcr0 にチャージする。 −半導体スイッチ(V1, V2)がスイッチし、ＣＲがｔ１か
らｔ２の間にＵcr1 にチャージする。スイッチング動作
の間に蓄えられた保護回路の損失はＱ＝1/2CR *Ucr12
−1/2CR * Ucr02 である。 −ｔ３の瞬間に、半導体バルブ(SR)がターンオンする。
その結果ＣＲがトランス(TR)を通してUcr2＝2 Udc − U
cr1 に放電する。放電電流（Isr)は半導体バルブ(SR)を
通して流れ、トランス(TR)によって二次側に変圧され
る。 −二次側では、エネルギーがリンクキャパシタ(CZK) に
フィードバックされる。 −ｔ４の瞬間に、電流はSRを通して０になる。即ち、SR
は再びターンオフする。 −トランスの巻線に蓄えられたエネルギーは抵抗RTにお
いて消費される。
・インバータの動作モードについて、図１、図３及び図
４を参照して説明する。２極２ポイントインバータの半
分のブリッジが図１に示されており、正の電圧（＋）或
いは負の電圧（−）が出力に交互に生じるように、半導
体対が交互にスイッチされる。図１に示されている半分
のブリッジにおいて、半導体スイッチ(V1 及びV2) は交
互にターンオンとターンオフされる。このタンーンオン
とターンオフの間、半導体スイッチ(V1, V2)は非常に急
激な電流或いは電圧変化に対して保護されなければなら
ない。これは上述の保護回路によってなされる。保護回
路がリアクタンス（電流上昇制限チョーク及び負荷軽減
キャパシタ）を有しているので、エネルギーは保護回
路、所謂保護回路エネルギーに蓄えられる。このエネル
ギーは直流電源、例えばリンク回路電圧にフィードバッ
クされる必要がある。半導体スイッチ(V1, V2)がスイッ
チされると、保護回路エネルギーはフィードバック・キ
ャパシタ(CR)に転送される。詳細には次のステップが生
じる（図３）。 −半導体バルブ(SR)が非ターンオフサイリスタとする。 −ＣＲをｔ１の瞬間にＵcr0 にチャージする。 −半導体スイッチ(V1, V2)がスイッチし、ＣＲがｔ１か
らｔ２の間にＵcr1 にチャージする。スイッチング動作
の間に蓄えられた保護回路の損失はＱ＝1/2CR *Ucr12
−1/2CR * Ucr02 である。 −ｔ３の瞬間に、半導体バルブ(SR)がターンオンする。
その結果ＣＲがトランス(TR)を通してUcr2＝2 Udc − U
cr1 に放電する。放電電流（Isr)は半導体バルブ(SR)を
通して流れ、トランス(TR)によって二次側に変圧され
る。 −二次側では、エネルギーがリンクキャパシタ(CZK) に
フィードバックされる。 −ｔ４の瞬間に、電流はSRを通して０になる。即ち、SR
は再びターンオフする。 −トランスの巻線に蓄えられたエネルギーは抵抗RTにお
いて消費される。
【０００９】ｔ２の瞬間前にSRをターンオンすることも
可能である。Ucr ＞ Udcが唯一の条件である。上記の過
程がこの場合に重畳される。しかしながら、Ucr (Ucr2)
の最終値は変わらない。Ucr2＞0 即ち、Ucr1＜2*Udc で
あることが保証されねばならない。次の条件がフィード
バック・キャパシタ及びUdc に適用する。 最も好ましくない場合： Ucr0 ＝ Ucd1 と Q ＝ Qmax → Qmax ＜ 1.5 * CR * Udc2 (Udc1 ＝一次側に当てはめられたリンク回路電圧） もし、ターンオフ構成素子(GTO, IGBT) が半導体バルブ
として用いられると、バルブはUcr が０より小さくなる
前に短時間に開かれなければならない。従って、 Qmax
＜ 1.5 * CR * Udc2という条件は最早満たされる必要は
ない。このような半導体バルブを有する電圧変化は図４
に示されている。もし、ターンオフ半導体バルブ(SR)が
用いられると、抵抗(RT)がキャパシタ(CT)によって置き
換えられるという事実によって、好ましい実施例が得ら
れる。そのキャパシタはフィードバック・ダイオード(D
T)のアノードと負荷軽減キャパシタ(CB1) 、負荷軽減ダ
イオード(DB1) 及び二次巻線の共通のノードとの間に接
続される。インダクタ(LCT) と更なるダイオード(DCT)
の直列回路がキャパシタ(CT)と並列に設けられる。ダイ
オード(DCT) は、そのアノードが負荷軽減ダイオード(D
B1) のアノードに接続されるように配置される。
可能である。Ucr ＞ Udcが唯一の条件である。上記の過
程がこの場合に重畳される。しかしながら、Ucr (Ucr2)
の最終値は変わらない。Ucr2＞0 即ち、Ucr1＜2*Udc で
あることが保証されねばならない。次の条件がフィード
バック・キャパシタ及びUdc に適用する。 最も好ましくない場合： Ucr0 ＝ Ucd1 と Q ＝ Qmax → Qmax ＜ 1.5 * CR * Udc2 (Udc1 ＝一次側に当てはめられたリンク回路電圧） もし、ターンオフ構成素子(GTO, IGBT) が半導体バルブ
として用いられると、バルブはUcr が０より小さくなる
前に短時間に開かれなければならない。従って、 Qmax
＜ 1.5 * CR * Udc2という条件は最早満たされる必要は
ない。このような半導体バルブを有する電圧変化は図４
に示されている。もし、ターンオフ半導体バルブ(SR)が
用いられると、抵抗(RT)がキャパシタ(CT)によって置き
換えられるという事実によって、好ましい実施例が得ら
れる。そのキャパシタはフィードバック・ダイオード(D
T)のアノードと負荷軽減キャパシタ(CB1) 、負荷軽減ダ
イオード(DB1) 及び二次巻線の共通のノードとの間に接
続される。インダクタ(LCT) と更なるダイオード(DCT)
の直列回路がキャパシタ(CT)と並列に設けられる。ダイ
オード(DCT) は、そのアノードが負荷軽減ダイオード(D
B1) のアノードに接続されるように配置される。
【００１０】この実施例は図５に示される。直ぐ判るよ
うに、この回路は最早一つの抵抗も有していない。従っ
て、理論的に１００％の効率を達成することが可能であ
る。トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギー
は抵抗(RT)で消費されず、CTに供給され、また半導体バ
ルブ(SR)の次のスイッチングの間にフィードバックされ
る。詳細には、次の追加的ステップが生じる。 −SRがターンオフした後、電流はトランスの一次巻線と
通して、またCTとDTを通して流れる。この過程の間、CT
はトランス電流が０になるまでチャージされる。従っ
て、トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギー
は結果的にCTに再び蓄えられる（電圧＞０）。 −この正電圧の結果として、ダイオード(DCT) は導通
し、CTの両端の電圧はLCTの結果として逆になる。エネ
ルギーは再びCTに蓄えられるが、CTの両端の電圧は負で
ある。 −SRの次のスイッチングの間に、CTに蓄えられたこのエ
ネルギーをフィードバックするこができる。
うに、この回路は最早一つの抵抗も有していない。従っ
て、理論的に１００％の効率を達成することが可能であ
る。トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギー
は抵抗(RT)で消費されず、CTに供給され、また半導体バ
ルブ(SR)の次のスイッチングの間にフィードバックされ
る。詳細には、次の追加的ステップが生じる。 −SRがターンオフした後、電流はトランスの一次巻線と
通して、またCTとDTを通して流れる。この過程の間、CT
はトランス電流が０になるまでチャージされる。従っ
て、トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギー
は結果的にCTに再び蓄えられる（電圧＞０）。 −この正電圧の結果として、ダイオード(DCT) は導通
し、CTの両端の電圧はLCTの結果として逆になる。エネ
ルギーは再びCTに蓄えられるが、CTの両端の電圧は負で
ある。 −SRの次のスイッチングの間に、CTに蓄えられたこのエ
ネルギーをフィードバックするこができる。
【００１１】従って、この実施例はオーム抵抗がないと
言う事実によって識別され、全保護回路エネルギーを損
失なくリンクキャパシタ(CZK) にフィードバックするこ
とができる。図２は、３ポイント・インバータの半分の
ブリッジの回路図である。２つの安定回路状態を有する
２ポイント・インバータと対照して、３ポイント・イン
バータは３つの安定回路状態を有している。３ポイント
・インバータの半分のブリッジは４つの半導体スイッチ
(V11, V12,V21, V22)から構成されている。各回路段に
おいて、２つの半導体スイッチがターンオンされる。第
１の回路状態において、正のリンク回路電圧が第１及び
第２のの半導体スイッチ(V11) 、(V12) 或いはそれらの
逆並列フリーホイール・ダイオード(DF11, DF12)を介し
て出力(OUT) に与えられる。第２の回路状態において、
リンク回路の中央点は第２のスイッチ(V12) と第３のス
イッチ(V21) 或いはそれらの逆並列フリーホイール・ダ
イオード(DF12, DF21)を介して出力(OUT) に接続されて
いる。最後に、第３の回路状態において、負のリンク回
路電圧が第３のスイッチ(V21) と第４のスイッチ(V22)
或いはそれらの逆並列フリーホイールダイオード(DF21,
DF22)を介して出力(OUT) に与えられる。
言う事実によって識別され、全保護回路エネルギーを損
失なくリンクキャパシタ(CZK) にフィードバックするこ
とができる。図２は、３ポイント・インバータの半分の
ブリッジの回路図である。２つの安定回路状態を有する
２ポイント・インバータと対照して、３ポイント・イン
バータは３つの安定回路状態を有している。３ポイント
・インバータの半分のブリッジは４つの半導体スイッチ
(V11, V12,V21, V22)から構成されている。各回路段に
おいて、２つの半導体スイッチがターンオンされる。第
１の回路状態において、正のリンク回路電圧が第１及び
第２のの半導体スイッチ(V11) 、(V12) 或いはそれらの
逆並列フリーホイール・ダイオード(DF11, DF12)を介し
て出力(OUT) に与えられる。第２の回路状態において、
リンク回路の中央点は第２のスイッチ(V12) と第３のス
イッチ(V21) 或いはそれらの逆並列フリーホイール・ダ
イオード(DF12, DF21)を介して出力(OUT) に接続されて
いる。最後に、第３の回路状態において、負のリンク回
路電圧が第３のスイッチ(V21) と第４のスイッチ(V22)
或いはそれらの逆並列フリーホイールダイオード(DF21,
DF22)を介して出力(OUT) に与えられる。
【００１２】各々の場合に、フリーホイール・ダイオー
ド(DF11, DF12, DF21, DF22)が４つの半導体スイッチ(V
11, V12, V21, V22)と逆並列に接続されている。２ポイ
ント・インバータの場合におけるように、スイッチは、
負荷軽減キャパシタ(CB11, CB12, CB21, CB22)と負荷軽
減ダイオード(DB11, DB12, DB21, DB22)によって、非常
に急激な電圧上昇に対して保護される。各々の場合、電
流上昇制限チョーク(LB1, 又はLB2)はそれぞれのスイッ
チV11 と V12、或いはV21 と V22の間に直列に接続され
ている。スイッチV12 と V21は直列回路を形成し、また
スイッチ V12のカソードはスイッチV21 のアノードに接
続されている。またこの接続点は出力(OUT) を形成して
いる。リンク回路の中央点は出力(OUT) に接続されてい
るために、スイッチ V12のアノードとスイッチV21 のカ
ソードがそれぞれの場合一つのダイオード (それぞれ、
DN1 とDN2)を介して、リンク回路の中央点に接続され
る。その接続は、DN1 のカソードがスイッチ V12のアノ
ードと接続され、そしてDN2のアノードがスイッチ V21
のカソードと接続されている。リンク回路の中央点はス
プリットリンク・キャパシタ(CZK1, CZK2)の共通ノード
によって形成されている。
ド(DF11, DF12, DF21, DF22)が４つの半導体スイッチ(V
11, V12, V21, V22)と逆並列に接続されている。２ポイ
ント・インバータの場合におけるように、スイッチは、
負荷軽減キャパシタ(CB11, CB12, CB21, CB22)と負荷軽
減ダイオード(DB11, DB12, DB21, DB22)によって、非常
に急激な電圧上昇に対して保護される。各々の場合、電
流上昇制限チョーク(LB1, 又はLB2)はそれぞれのスイッ
チV11 と V12、或いはV21 と V22の間に直列に接続され
ている。スイッチV12 と V21は直列回路を形成し、また
スイッチ V12のカソードはスイッチV21 のアノードに接
続されている。またこの接続点は出力(OUT) を形成して
いる。リンク回路の中央点は出力(OUT) に接続されてい
るために、スイッチ V12のアノードとスイッチV21 のカ
ソードがそれぞれの場合一つのダイオード (それぞれ、
DN1 とDN2)を介して、リンク回路の中央点に接続され
る。その接続は、DN1 のカソードがスイッチ V12のアノ
ードと接続され、そしてDN2のアノードがスイッチ V21
のカソードと接続されている。リンク回路の中央点はス
プリットリンク・キャパシタ(CZK1, CZK2)の共通ノード
によって形成されている。
【００１３】図２が示すように、３ポイントインバータ
は実質的に２ポイントインバータのように構成されてい
る２つの同一の部分を有している。従って、２ポイント
インパータの場合と同じ構成である２つのフィードバッ
ク回路部分が必要である。各々の場合における一つのフ
ィードバック・キャパシタ(CR1, CR2)は負荷軽減キャパ
シタCB11とCB12、又はCB21とCB22の間に配置される。半
導体バルブ( それぞれ、SR1 又はSR2)、トランス( それ
ぞれ、TR1 又はTR2)及び抵抗( それぞれ、RT1 又はRT2)
を有するフィードバック手段はそれらと並列になってい
る。第１のトランス(TR1) の二次巻線の一方はダイオー
ド(DR1) を介して正の入力（＋）に、また他方はリンク
回路の中央点に接続されている。第２のトランス(TR2)
の二次巻線の一方はダイオード(DR2) を介してリンク回
路の中央点に、また他方は負の入力（−）に接続されて
いる。保護回路エネルギーは２ポイント・インバータと
類似の方法でフィードバックされる。保護回路リアクタ
ンス(CB11, CB12, CB21, CB22, LB1, LB2)は再び関連す
るフィードバックキャパシタ(CR1, CR2)に移される。半
導体スイッチ(V11, V12, V21, V22)がスイッチした後、
この保護回路エネルギーは半導体バルブ(SR1,SR2)のス
イッチングによってスプリットリンク・キャパシタ(CZK
1, CZK2)にフィードバックされる。
は実質的に２ポイントインバータのように構成されてい
る２つの同一の部分を有している。従って、２ポイント
インパータの場合と同じ構成である２つのフィードバッ
ク回路部分が必要である。各々の場合における一つのフ
ィードバック・キャパシタ(CR1, CR2)は負荷軽減キャパ
シタCB11とCB12、又はCB21とCB22の間に配置される。半
導体バルブ( それぞれ、SR1 又はSR2)、トランス( それ
ぞれ、TR1 又はTR2)及び抵抗( それぞれ、RT1 又はRT2)
を有するフィードバック手段はそれらと並列になってい
る。第１のトランス(TR1) の二次巻線の一方はダイオー
ド(DR1) を介して正の入力（＋）に、また他方はリンク
回路の中央点に接続されている。第２のトランス(TR2)
の二次巻線の一方はダイオード(DR2) を介してリンク回
路の中央点に、また他方は負の入力（−）に接続されて
いる。保護回路エネルギーは２ポイント・インバータと
類似の方法でフィードバックされる。保護回路リアクタ
ンス(CB11, CB12, CB21, CB22, LB1, LB2)は再び関連す
るフィードバックキャパシタ(CR1, CR2)に移される。半
導体スイッチ(V11, V12, V21, V22)がスイッチした後、
この保護回路エネルギーは半導体バルブ(SR1,SR2)のス
イッチングによってスプリットリンク・キャパシタ(CZK
1, CZK2)にフィードバックされる。
【００１４】３ポイント・インバータの好適な実施例が
図６に示されている。２ポイント・インバータ（図５）
と類似の方法で、抵抗(RT1とRT2)がインダクタ(LCT1 と
LCT2) 及びダイオード(DCT1 とDCT2) の直列回路とキャ
パシタ(CT1とCT2)との並列回路によって置き換えられ
る。この回路は２ポイント・インバータの回路と同様な
方法で機能する。従って、動作原理の詳細な説明はここ
では省く。抵抗回路素子の省略した結果、この特別な実
施例では理論上１００％の効率を達成することができ
る。下記の事実は２つのインバータ形、即ち２ポイント
・インバータ及び３ポイント・インバータのフィードバ
ック方法に共通している。 −保護回路エネルギーは半導体スイッチ(V1, V2, V11,
V12, V21, V22)のスイッチング中にフィードバック・キ
ャパシタ(CR, CR1, CR2)に移される。 −半導体スイッチ(V1, V2, V11, V12, V21, V22)がスイ
ッチした後、フィードバック・キャパシタ(CR, CR1, CR
2)は半導体バルブ(SR, SR1, SR2)のスイッチングの結
果、トランス(TR, TR1, TR2)を通して放電する。 −この放電電流はトランスの二次側に変換されフィード
バック・ダイオード(DR,DR1, DR2)を通してリンクキャ
パシタ(CZK, CZK1, CZK2) を充電する。 −トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギーは
抵抗(RT, RT1, RT2)で消費されるか、或いはキャパシタ
(CT, CT1, CT2)に移される。
図６に示されている。２ポイント・インバータ（図５）
と類似の方法で、抵抗(RT1とRT2)がインダクタ(LCT1 と
LCT2) 及びダイオード(DCT1 とDCT2) の直列回路とキャ
パシタ(CT1とCT2)との並列回路によって置き換えられ
る。この回路は２ポイント・インバータの回路と同様な
方法で機能する。従って、動作原理の詳細な説明はここ
では省く。抵抗回路素子の省略した結果、この特別な実
施例では理論上１００％の効率を達成することができ
る。下記の事実は２つのインバータ形、即ち２ポイント
・インバータ及び３ポイント・インバータのフィードバ
ック方法に共通している。 −保護回路エネルギーは半導体スイッチ(V1, V2, V11,
V12, V21, V22)のスイッチング中にフィードバック・キ
ャパシタ(CR, CR1, CR2)に移される。 −半導体スイッチ(V1, V2, V11, V12, V21, V22)がスイ
ッチした後、フィードバック・キャパシタ(CR, CR1, CR
2)は半導体バルブ(SR, SR1, SR2)のスイッチングの結
果、トランス(TR, TR1, TR2)を通して放電する。 −この放電電流はトランスの二次側に変換されフィード
バック・ダイオード(DR,DR1, DR2)を通してリンクキャ
パシタ(CZK, CZK1, CZK2) を充電する。 −トランスのインダクタンスに蓄えられたエネルギーは
抵抗(RT, RT1, RT2)で消費されるか、或いはキャパシタ
(CT, CT1, CT2)に移される。
【００１５】トランスのインダクタンスに蓄えられたエ
ネルギーだけが消費されるので、本発明による装置の効
率は非常に高い。図５及び図６に示された特別な実施例
において、トランスのインダクタンスに蓄えられたエネ
ルギーは抵抗(RT, RT1又はRT2)で消費されず、キャパシ
タ(CT, CT1, CT2)に移され、次のスイッチング過程の間
にフィードバックされる。抵抗回路素子のないこれらの
実施例の効率は理論的に１００％である。フィードバッ
ク・キャパシタとトランスによって構成された共振回路
はフィードバック過程の時定数を決めるので、フィード
バック過程が非常に急速に生じるという、事実は全ての
回路に共通である。保護回路エネルギーはこのように非
常に急速に移り得る。従って、半導体スイッチの高いタ
ーンオン／ターンオフ周波数が、同時に高い効率で達成
される。これら２つのパラメータは実質的に互いに独立
に好適化され得る。従って、本発明は半導体スイッチの
最小のターンオン及びターンオフ期間と最大の効率に関
して適した構成を有している。明らかに、上述の教示に
基づいて本発明の種々の変形と態様が可能である。従っ
て、ここで特に述べた以外に特許請求の範囲内で本発明
を実施することができることを理解すべきである。
ネルギーだけが消費されるので、本発明による装置の効
率は非常に高い。図５及び図６に示された特別な実施例
において、トランスのインダクタンスに蓄えられたエネ
ルギーは抵抗(RT, RT1又はRT2)で消費されず、キャパシ
タ(CT, CT1, CT2)に移され、次のスイッチング過程の間
にフィードバックされる。抵抗回路素子のないこれらの
実施例の効率は理論的に１００％である。フィードバッ
ク・キャパシタとトランスによって構成された共振回路
はフィードバック過程の時定数を決めるので、フィード
バック過程が非常に急速に生じるという、事実は全ての
回路に共通である。保護回路エネルギーはこのように非
常に急速に移り得る。従って、半導体スイッチの高いタ
ーンオン／ターンオフ周波数が、同時に高い効率で達成
される。これら２つのパラメータは実質的に互いに独立
に好適化され得る。従って、本発明は半導体スイッチの
最小のターンオン及びターンオフ期間と最大の効率に関
して適した構成を有している。明らかに、上述の教示に
基づいて本発明の種々の変形と態様が可能である。従っ
て、ここで特に述べた以外に特許請求の範囲内で本発明
を実施することができることを理解すべきである。
【図１】本発明による２ポイントインバータの回路図を
示す。
示す。
【図２】本発明による３ポイントインバータの回路図を
示す。
示す。
【図３】非ターンオフ半導体バルブでのCR (Ucr)の両端
の電圧とSR (Isr)を通しての電流の量的変化を示す。
の電圧とSR (Isr)を通しての電流の量的変化を示す。
【図４】ターンオフ半導体バルブでのCR (Ucr)の両端の
電圧とSR (Isr)を通しての電流の量的変化を示す。
電圧とSR (Isr)を通しての電流の量的変化を示す。
【図５】２ポイントインバータの好適な実施例の回路図
を示す。
を示す。
【図６】３ポイントインバータの好適な実施例の回路図
を示す。
を示す。
V1, V2 半導体スイッチ V11, V12, V21, V22 半導体スイッチ G1, G2, G3, G4, ゲートユニット DF1, DF2 フリーホイールダイオード DF11, DF12, DF21, DF22 フリーホイール・ダイオード CB1, CB2 負荷軽減キャパシタ DB1, DB2 負荷軽減ダイオード CB11, CB12, CB21, CB22 負荷軽減キャパシタ DB11, DB12, DB21, DB22 負荷軽減ダイオード LB1, LB2 電流上昇制限チョーク CR, CR1, CR2 フィードバック・キャパシタ SR, SR1, SR2 半導体バルブ DU, DU1, DU2 駆動ユニット RT, RT1, RT2 抵抗 DT, DT1, DT2 ダイオード TR, TR1, TR2 トランス DT, DT1, DT2 ダイオード CZK, CZK1, CZK2 リンクキャパシタ DN1, DN2 ダイオード CT, CT1, CT2 キャパシタ LCT, LCT1, LCT2 インダクタ DCT, DCT1, DCT2 ダイオード Ucri 種々の時間でのCRの両端の電圧 Isr SRを通る電流 Udc 直流電源、リンク回路の電圧 Udcl トランスの一次側でのリンク回路電圧
Claims (12)
- 【請求項１】 ａ）直流電源が接続され得る正及び負の
入力（＋，−）、 ｂ）２つの半導体スイッチ(V1, V2)であって、各々の半
導体スイッチに１つのフリーホイール・ダイオード(DF
1, DF2)が逆並列に接続され、各々の場合１つのゲート
ユニット(G1, G2)によって駆動され、第１の半導体スイ
ッチ(V1)のアノードは正の入力 (＋) に、また第２の半
導体スイッチ(V2)のカソードは負の入力 (−) に接続さ
れた半導体スイッチ、 ｃ）前記２つの半導体スイッチ(V1, V2)間に直列に接続
され、前記半導体スイッチにおける電流上昇を制限する
ために働く２つの電流上昇制限チョーク(LB1, LB2)、 ｄ）前記２つの電流上昇制限チョーク(LB1, LB2)間に配
置された出力、 ｅ）２つの負荷軽減キャパシタ(CB1, CB2)であって、各
々負荷軽減ダイオード(DB1, DB2)を介して半導体スイッ
チ(V1, V2)に並列に配置され、前記半導体スイッチの両
端の電圧上昇を制限する働きをし、前記負荷軽減ダイオ
ード(DB1) のカソードは半導体スイッチ(V1)のカソード
に接続され、また前記負荷軽減ダイオード(DB2) のアノ
ードは半導体スイッチ(V2)のアノードに接続された負荷
軽減キャパシタ、 ｆ）前記負荷軽減ダイオード(DB1) のアノードと前記負
荷軽減ダイオード(DB2)のカソード間に配置されたフィ
ードバック・キャパシタ(CR)、 ｇ）前記正の入力 (＋) と前記負の入力 (−) 間に配置
されたリンクキャパシタ(CZK) 、及び ｈ）前記電流上昇制限チョーク(LB1, LB2)と前記負荷軽
減キャパシタ(CB1, CB2)に蓄えられたエネルギーをフィ
ードバックする手段を有し、フィードバックする手段
は、 ｉ）フィードバック・キャパシタ(CR)と並列に接続され
ており、且つ ｊ）駆動ユニット(DU)によって駆動され、フィードバッ
ク・キャパシタ(CR)、負荷軽減ダイオード(DB2) 及び負
荷軽減キャパシタ(CB2) に接続された半導体バルブ(S
R)、 ｋ）トランスであって、その一次巻線の一方は半導体バ
ルブ(SR)に、他方はフィードバック・キャパシタ(CR)、
負荷軽減ダイオード(DB1) 及び負荷軽減キャパシタ(CB
1) に接続され、その二次巻線の一方はフィードバック
・ダイオード(DR)を介して前記正の入力に、他方は直接
負の入力に接続され、且つ前記フィードバック・ダイオ
ード(DR)のアノードが前記トランス(TR)の二次巻線に接
続されたトランス、及び ｌ）ダイオード(DT)と抵抗(RT)の直列回路であって、ト
ランスの一次巻線に並列に接続され、ダイオード(DT)の
アノードが負荷軽減ダイオード(DB1) のアノードに接続
されいるダイオードと抵抗の直列回路、を有することを
特徴とする２ポイント・インバータ。 - 【請求項２】 半導体スイッチ(V1, V2)としてターンオ
フバルブ、特にゲートターンオフ・サイリスタが用いら
れることを特徴とする請求項１に記載のインバータ。 - 【請求項３】 半導体バルブ(SR)として非ターンオフバ
ルブ、特にサイリスタが用いられることを特徴とする請
求項１または２に記載のインバータ。 - 【請求項４】 半導体バルブ(SR)としてターンオフバル
ブ、特にバイポーラトランジスタ、IGBTs 或いは GTOs
が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載
のインバータ。 - 【請求項５】 前記抵抗(RT)に代えて、ダイオード(DC
T) とインダクタ(LCT) を有する直列回路と、キャパシ
タ(CT)との並列回路がフィードバック・ダイオード(DT)
のアノードと、負荷軽減ダイオード(DB1) 、負荷軽減キ
ャパシタ(CB1)及びフィードバック・キャパシタ(CR)の
共通ノードの間に配置され、前記ダイオード(DCT) のア
ノードが負荷軽減ダイオード(DB1) のアノードに接続さ
れていることを特徴とする請求項４に記載のインバー
タ。 - 【請求項６】 ａ）直流電源が接続され得る正及び負の
入力（＋，−）、 ｂ）４つの半導体スイッチ(V11, V12, V21, V22)であっ
て、各々の場合半導体スイッチに１つのフリーホイール
・ダイオード(DF11, DF12, DF21, DF22)が逆並列に接続
され、各々の場合１つのゲートユニット(G1, G2, G3, G
4)によって駆動され、第１の半導体スイッチ(V11) のア
ノードは正の入力に、第４の半導体スイッチ(V22) のカ
ソードは負の入力に、そして第2 の半導体スイッチ(V1
2) はそのカソードが第３の半導体スイッチ(V21) のア
ノードに接続された半導体スイッチ、 ｃ）前記半導体スイッチ(V11, V12, V21, V22)において
電流上昇を制限するために働く２つの電流上昇制限チョ
ーク(LB1, LB2)であって、第１のチョーク(LB1)は第１
の半導体スチッチ(V11) のカソードと前記第２の半導体
スイッチ(V12) のアノード間に直列に接続され、且つ第
２のチョーク(LB2) は第３の半導体スイッチ(V21) のカ
ソードと第４の半導体スイッチ(V22) のアノード間に直
列に接続された電流上昇制限チョーク、 ｄ）半導体スイッチ(V12) と(V21) 間に配置された出
力、 ｅ）４つの負荷軽減キャパシタ(CB11, CB12, CB21, CB2
2)であって、４つの負荷軽減キャパシタは、各々の場合
１つの負荷軽減ダイオード(DB11, DB22 又はDB12, DB2
1) を介して半導体スイッチ(V11, V22)に並列に、或い
は半導体スイッチ(V12及びV21)の直列回路に並列に配置
され、前記半導体スイッチの両端の電圧上昇を制限する
働きをし、前記負荷軽減ダイオード(DB11)のカソードは
半導体スイッチ(V11) のカソードに接続され、また前記
負荷軽減ダイオード(DB12)のアノードは半導体スイッチ
(V12) のアノードに接続され、或いは前記負荷軽減ダイ
オード(DB21)のカソードは半導体スイッチ(V21) のカソ
ードに接続され、また前記負荷軽減ダイオード(DB22)の
アノードは半導体スイッチ(V22) のアノードに接続され
た負荷軽減キャパシタ、 ｆ）前記負荷軽減ダイオード(DB11)のアノードと前記負
荷軽減ダイオード(DB22)のカソード間に、或いは負荷軽
減ダイオートの(DB21)のアノードと負荷軽減ダイオード
(DB22)のカソード間に配置された２つのフィードバック
・キャパシタ (それぞれ、CR1, CR2) 、 ｇ）直列に接続された２つのダイオード(DN1, DN2)であ
って、第２のダイオード(DN2) のアノードは第３の半導
体スイッチ(V21) のカソードに接続され、第１のダイオ
ード(DN1) のカソードは第２の半導体スイッチ(VI2) の
アノードに接続され、且つ第１のダイオード(DN1) のア
ノード又は第２のダイオード(DN2) のカソードは負荷軽
減キャパシタ(C12, C21)の共通ノードに接続された２つ
のダイオード、 ｈ）２つのリンクキャパシタ(CZK1, CZK2)であって、そ
れらは直列に接続され、前記直列回路の第１の端子が前
記正の入力 (＋) に接続され、前記直列回路の第２の端
子が前記負の入力 (−) に接続され、且つそれらの共通
ノードが負荷軽減キャパシタ(CB12, CB21)の共通ノード
に接続されたリンクキャパシタ、及び ｉ）前記電流上昇制限チョーク(LB1, LB2)と前記負荷軽
減キャパシタ(CB11, CB12, CB21, CB22)に蓄えられたエ
ネルギーをフィードバックする手段を有し、フィードバ
ックする手段は、 ｊ）各々のフィードバック・キャパシタ(CR1 又は CR
2)と並列に接続されており、且つ ｋ）駆動ユニット(DU1 又は DU2) によって駆動され、
そしてフィードバック・キャパシタ(CR1 又は CR2) 、
負荷軽減ダイオード(DB12 又は DB22)及び負荷軽減キャ
パシタ(CB12 又は CB22)に接続された半導体バルブ(S
R)、 ｌ）トランスで(TR1 又は TR2) であって、その一次巻
線の一方は半導体バルブ(SR1 又は SR2) の第２の端子
に、他方はフィードバック・キャパシタ(CR1 又は CR
2) 、負荷軽減ダイオード(DB11 又は DB21)のアノード
及び負荷軽減キャパシタ(CB11 又は CB21)に接続され、
トランス(TR1) の二次巻線の一方はフィードバック・ダ
イオード(DR1) を介して前記正の入力に、他方は他のト
ランス(TR2)の二次巻線に、そしてダイオード(DN1 及
び DN2) の共通接続点に接続され、且つ第２のトランス
(TR2) の二次巻線の一方はダイオード(DR2) を介してト
ランス(TR1) の二次巻線に、他方は直接負の入力に接続
されたトランス、及び ｍ）１つのダイオード(DT1 又は DT2) と１つの抵抗(R
T1 又は RT2) の直列回路であって、各々の場合各一次
巻線と並列に接続され、ダイオード(DT1) のアノードが
負荷軽減ダイオード(DB11)のアノードに接続され、ダイ
オード(DT2) のアノードが負荷軽減ダイオード(DB21)の
アノードに接続されたダイオードと抵抗の直列回路、を
有することを特徴とする３ポイント・インバータ。 - 【請求項７】 半導体スイッチ(V11, V12, V21, V22)と
して、ターンオフバルブ、特にゲートターンオフ・サイ
リスタが用いられることを特徴とする請求項６に記載の
インバータ。 - 【請求項８】 半導体バルブ(SR1, SR2)として、非ター
ンオフバルブ、特にサイリスタが用いられることを特徴
とする請求項６又は７に記載のインバータ。 - 【請求項９】 半導体バルブ(SR1, SR2)として、ターン
オフバルブ、特にバイポーラトランジスタ、IGBTs 又は
GTOsが用いられることを特徴とする請求項６又は７に記
載のインバータ。 - 【請求項１０】 抵抗(RT1又はRT2)に代えて、インダク
タ(LCT1 又はLCT2)とダイオード(DCT1 又はDCT2) を有
する直列回路とキャパシタ(CT1又はCT2)との並列回路
が、各々の場合各フィードバック・ダイオード(DT1又は
DT2)のアノードと、負荷軽減ダイオード(DB11 又はDB2
1) 、負荷軽減キャパシタ(CB11 又はCB21) 及びフィー
ドバック・キャパシタ(CR1又はCRT2) の各々の共通ノー
ドとの間に配置され、且つダイオード(DCT1 又はDCT2)
のアノードがダイオード(DB11 又はDB21) のアノードに
接続されていることを特徴とする請求項９に記載のイン
バータ。 - 【請求項１１】 ａ）半導体スイッチ(V1, V2, 又は V
11, V12, V21, V22)がスイッチした後、電流上昇制限チ
ョーク(LB1, LB2, 又は LB11, LB12, LB21,LB22)と負
荷軽減キャパシタ(CB1, CB2, 又は CB11, CB12, CB21,
CB22)に蓄えられたエネルギーがフィードバック・キャ
パシタ(CR, 又は CR1, CR2)に移され、 ｂ）エネルギーが前記フィードバック・キャパシタ(CR,
又は CR1, CR2)に移された後、半導体バルブ(SR, 又
は SR1, SR2)がターンオンし、前記フィードバック・キ
ャパシタ(CR, 又は CR1, CR2)の放電電流がトランス(T
R, 又は TR1, TR2)の二次側に移され、 ｃ）このようにして移されたエネルギーがリンクキャパ
シタ(CZK, 又は CZK1, CZK2)に蓄えられ、且つ ｄ）トランス(TR, 又は TR1, TR2)に蓄えられたエネル
ギーが抵抗(RT, 又は RT1, RT2)で消費されることを特
徴とする請求項１又は６に記載のインバータの保護回路
をフィードバックする方法。 - 【請求項１２】 ターンオフ半導体バルブ(SR, 又は S
R1, SR2)の場合に、フィードバック・キャパシタ(CR,
又はCR1, CR2) が完全に放電する前に、前記バルブが短
時間にオープンにされることを特徴とする請求項１１に
記載の方法。
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| DE4229771A DE4229771A1 (de) | 1992-09-05 | 1992-09-05 | Rückspeisefähige Beschaltung für Zweipunkt- und Dreipunkt-Wechselrichter sowie Verfahren zur Rückspeisung der Beschaltungsenergie |
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|---|---|
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- 1993-09-04 KR KR1019930017735A patent/KR940008211A/ko not_active Withdrawn
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