JPH0686562A - 半導体電力変換装置におけるスナバ回路 - Google Patents
半導体電力変換装置におけるスナバ回路Info
- Publication number
- JPH0686562A JPH0686562A JP4233189A JP23318992A JPH0686562A JP H0686562 A JPH0686562 A JP H0686562A JP 4233189 A JP4233189 A JP 4233189A JP 23318992 A JP23318992 A JP 23318992A JP H0686562 A JPH0686562 A JP H0686562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- snubber
- switching element
- semiconductor
- circuit
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体スイッチング素子からなる半導体電力
変換器におけるスナバ回路の電力損失を低減し、半導体
電力変換装置全体の効率の改善を図る。 【構成】 半導体電力変換装置におけるスナバ回路のコ
ンデンサに蓄積された電荷を電源側に回生させるための
スイッチを前記スナバ回路の放電路内に設ける。
変換器におけるスナバ回路の電力損失を低減し、半導体
電力変換装置全体の効率の改善を図る。 【構成】 半導体電力変換装置におけるスナバ回路のコ
ンデンサに蓄積された電荷を電源側に回生させるための
スイッチを前記スナバ回路の放電路内に設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）など半導体スイッング素子
を用いた半導体電力変換装置におけるスナバ回路に関す
る。
ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）など半導体スイッング素子
を用いた半導体電力変換装置におけるスナバ回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体電力変換装置に用いられているＩ
ＧＢＴなど半導体スイッチング素子（以下、単に「スッ
チング素子」という）には、そのターンオフ動作時にお
いて、短時間で主電流を遮断し、かつ該スイッチング素
子に加わるサージ電圧（過電圧）とスイッチング損失の
低減を図るために、図１に示すように、スナバダイオー
ドＤとスナバコンデンサＣの直列回路と放電抵抗Ｒとか
らなるスナバ回路が使用されている。
ＧＢＴなど半導体スイッチング素子（以下、単に「スッ
チング素子」という）には、そのターンオフ動作時にお
いて、短時間で主電流を遮断し、かつ該スイッチング素
子に加わるサージ電圧（過電圧）とスイッチング損失の
低減を図るために、図１に示すように、スナバダイオー
ドＤとスナバコンデンサＣの直列回路と放電抵抗Ｒとか
らなるスナバ回路が使用されている。
【０００３】図１は、電解コンデンサＣ０を接続した直
流電源端子（Ｐ−Ｎ）間にスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２
からなる正，負アームを接続し、その接続中点を交流出
力端子ＡＣとした半導体電力変換装置におけるスナバ回
路を示すものである。
流電源端子（Ｐ−Ｎ）間にスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２
からなる正，負アームを接続し、その接続中点を交流出
力端子ＡＣとした半導体電力変換装置におけるスナバ回
路を示すものである。
【０００４】スナバコンデンサＣ１，Ｃ２は、スイッチ
ング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオフ動作時に該素子に
加わるサージ電圧（過電圧）を、スナバダイオードＤ
１，Ｄ２を介して吸収し図示極性で直流電源電圧Ｅｄよ
り高い電圧に充電される。この充電々圧をこのままにし
ておくと、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオ
ン動作時に高電圧からのオン動作となりスイッチング損
失などが増大するので、毎サイクル放電させる必要があ
る。
ング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオフ動作時に該素子に
加わるサージ電圧（過電圧）を、スナバダイオードＤ
１，Ｄ２を介して吸収し図示極性で直流電源電圧Ｅｄよ
り高い電圧に充電される。この充電々圧をこのままにし
ておくと、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオ
ン動作時に高電圧からのオン動作となりスイッチング損
失などが増大するので、毎サイクル放電させる必要があ
る。
【０００５】そこで、放電抵抗Ｒ１，Ｒ２を設置して、
スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオフ動作後に
スナバコンデンサＣ１，Ｃ２に充電された電荷を抵抗Ｒ
１，Ｒ２及び電解コンデンサＣ０を介して放電させてい
る。
スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターンオフ動作後に
スナバコンデンサＣ１，Ｃ２に充電された電荷を抵抗Ｒ
１，Ｒ２及び電解コンデンサＣ０を介して放電させてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のスナバ回路は、
スナバコンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷（エネル
ギー）は、それぞれ毎サイクル放電抵抗Ｒ１，Ｒ２を介
して放電されるので、該放電抵抗Ｒ１，Ｒ２によってエ
ネルギーが消費されてしまい、半導体電力変換装置の効
率の低下を招いていた。
スナバコンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷（エネル
ギー）は、それぞれ毎サイクル放電抵抗Ｒ１，Ｒ２を介
して放電されるので、該放電抵抗Ｒ１，Ｒ２によってエ
ネルギーが消費されてしまい、半導体電力変換装置の効
率の低下を招いていた。
【０００７】本発明は、スナバ回路におけるエネルギー
損失を低減することにより半導体電力変換装置の効率の
向上を図るためになされたものである。
損失を低減することにより半導体電力変換装置の効率の
向上を図るためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段・作用】図１に示す従来の
スナバ回路における放電抵抗Ｒ１，Ｒ２の代わりに自己
消弧形のスイッチング素子からなるスイッチＳＷ１，Ｓ
Ｗ２を接続して、半導体電力変換装置のスイッチング素
子Ｔｒ１，Ｔｒ２のベース信号で相補的に該スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２を動作させることにより、スナバコンデン
サＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷（エネルギー）を電源側
の電荷コンデンサＣ０に回生させ、エネルギ−損失を低
減する。
スナバ回路における放電抵抗Ｒ１，Ｒ２の代わりに自己
消弧形のスイッチング素子からなるスイッチＳＷ１，Ｓ
Ｗ２を接続して、半導体電力変換装置のスイッチング素
子Ｔｒ１，Ｔｒ２のベース信号で相補的に該スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２を動作させることにより、スナバコンデン
サＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷（エネルギー）を電源側
の電荷コンデンサＣ０に回生させ、エネルギ−損失を低
減する。
【０００９】
【実施例】以下、図２及び図３によって本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１０】図２に示すように、半導体電力変換装置の
主回路は、直流電源側の電解コンデンサＣ０の両端の直
流電源端子Ｐ−Ｎ間に、正アームにスイッチング素子Ｔ
ｒ１を、負アームにスイッチング素子Ｔｒ２を直列接続
し、その接続中点を交流出力端子ＡＣとして構成する。
主回路は、直流電源側の電解コンデンサＣ０の両端の直
流電源端子Ｐ−Ｎ間に、正アームにスイッチング素子Ｔ
ｒ１を、負アームにスイッチング素子Ｔｒ２を直列接続
し、その接続中点を交流出力端子ＡＣとして構成する。
【００１１】スナバ回路は、スナバコンデンサＣ１，Ｃ
２の電荷（エネルギー）が放電される放電路に自己消弧
形の半導体スイッチング素子からなるスイッチＳＷ１，
ＳＷ２を接続して構成する。
２の電荷（エネルギー）が放電される放電路に自己消弧
形の半導体スイッチング素子からなるスイッチＳＷ１，
ＳＷ２を接続して構成する。
【００１２】図２におけるスナバ回路の動作をに説明す
る。図３において、(ａ)はスイッチング素子Ｔｒ１及び
スナバ回路のスイッチＳＷ２をオンオフ制御するベース
信号を示すものであり、(ｂ)はスイッチンググ素子Ｔｒ
２及びスナバ回路のスイッチＳＷ１をオンオフ制御する
ベース信号を示すものである。いま、図３(ａ)で示すベ
ース信号でオンオフ制御されるスイッチング素子Ｔｒ１
がｔ１時点においてターンオフ動作をすると、該スイッ
チング素子Ｔｒ１には図示極性のサージ電圧が印加する
が、ダイオードＤ１を介してスナバコンデンサＣ１によ
り吸収され、サージ電圧から該スイッチング素子Ｔｒ１
は保護される。
る。図３において、(ａ)はスイッチング素子Ｔｒ１及び
スナバ回路のスイッチＳＷ２をオンオフ制御するベース
信号を示すものであり、(ｂ)はスイッチンググ素子Ｔｒ
２及びスナバ回路のスイッチＳＷ１をオンオフ制御する
ベース信号を示すものである。いま、図３(ａ)で示すベ
ース信号でオンオフ制御されるスイッチング素子Ｔｒ１
がｔ１時点においてターンオフ動作をすると、該スイッ
チング素子Ｔｒ１には図示極性のサージ電圧が印加する
が、ダイオードＤ１を介してスナバコンデンサＣ１によ
り吸収され、サージ電圧から該スイッチング素子Ｔｒ１
は保護される。
【００１３】このとき、サージ電圧によりスナバコンデ
ンサＣ１に蓄積された図示極性の電荷（エネルギー）
は、未だ直流電源電圧Ｅｄより高い電圧に充電されてお
り、スイッチング素子Ｔｒ１に過電圧が印加されている
ので、速やかに放電させる必要があるから、ターンオフ
時点ｔ１からデットタイムΔｔ分だけ遅れた時点ｔ２に
てターンオン動作をするスイッチング素子Ｔｒ２のベー
ス信号（図３(ｂ)）によってスイッチＳＷ１をオンさせ
ることにより、スナバコンデンサＣ１に蓄積された電荷
はスイッチＳＷ１を介して直流電源側の電解コンデンサ
Ｃ０に回生される。同様に時点ｔ３にてターンオフ動作
をするスイッチング素子Ｔｒ２によって充電されるスナ
バコンデンサＣ２に蓄積された電荷（エネルギー）は半
導体スイッチング素子Ｔｒ１のベース信号（図３(ａ)）
によってスイッチＳＷ２をオンさせることにより該スイ
ッチＳＷ２を介して直流電源側の電解コンデンサＣ０に
回生される。
ンサＣ１に蓄積された図示極性の電荷（エネルギー）
は、未だ直流電源電圧Ｅｄより高い電圧に充電されてお
り、スイッチング素子Ｔｒ１に過電圧が印加されている
ので、速やかに放電させる必要があるから、ターンオフ
時点ｔ１からデットタイムΔｔ分だけ遅れた時点ｔ２に
てターンオン動作をするスイッチング素子Ｔｒ２のベー
ス信号（図３(ｂ)）によってスイッチＳＷ１をオンさせ
ることにより、スナバコンデンサＣ１に蓄積された電荷
はスイッチＳＷ１を介して直流電源側の電解コンデンサ
Ｃ０に回生される。同様に時点ｔ３にてターンオフ動作
をするスイッチング素子Ｔｒ２によって充電されるスナ
バコンデンサＣ２に蓄積された電荷（エネルギー）は半
導体スイッチング素子Ｔｒ１のベース信号（図３(ａ)）
によってスイッチＳＷ２をオンさせることにより該スイ
ッチＳＷ２を介して直流電源側の電解コンデンサＣ０に
回生される。
【００１４】以上の動作で重要なことは、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２のベース信号と主回路のスイッチング素子の
ベース信号とを相補的にスイッチング（スイッチＳＷ１
とスイッチング素子Ｔｒ２，スイッチＳｗ２とスイッチ
ング素子Ｔｒ１を同時にオンオフさせる）させるように
しなければ、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターン
オン動作時にスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の蓄積電荷が
放電されずオフ動作状態にあるスイッチング素子Ｔｒ
２，Ｔｒ１に過電圧が印加されたままになってしまうこ
とである。
１，ＳＷ２のベース信号と主回路のスイッチング素子の
ベース信号とを相補的にスイッチング（スイッチＳＷ１
とスイッチング素子Ｔｒ２，スイッチＳｗ２とスイッチ
ング素子Ｔｒ１を同時にオンオフさせる）させるように
しなければ、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のターン
オン動作時にスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の蓄積電荷が
放電されずオフ動作状態にあるスイッチング素子Ｔｒ
２，Ｔｒ１に過電圧が印加されたままになってしまうこ
とである。
【００１５】すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のベー
ス信号とスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のベース信号
を相補的にすれば、いまスイッチング素子Ｔｒ１が時点
ｔ１でターンオフ動作し、スナバコンデンサＣ１がサー
ジ電圧を吸収して図２の図示極性に充電されたとき、次
のデットタイムΔｔ時間後の時点ｔ２でスイッチング素
子Ｔｒ２のターンオン動作と同時にスイッチＳＷ１もオ
ン動作させ、スナバコンデンサＣ１の電荷を直流電源電
圧Ｅｄに低下するまで電源側の電解コンデンサＣ０を介
して回生し、その後スナバコンデンサＣ１の電圧は直流
電源電圧Ｅｄの状態で次の時点ｔ４でのスイッチング素
子Ｔｒ１のターンオン動作に備えることができる。半導
体スイッチング素子Ｔｒ２とスイッチＳｗ２の動作も同
様に行なわれる。
ス信号とスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のベース信号
を相補的にすれば、いまスイッチング素子Ｔｒ１が時点
ｔ１でターンオフ動作し、スナバコンデンサＣ１がサー
ジ電圧を吸収して図２の図示極性に充電されたとき、次
のデットタイムΔｔ時間後の時点ｔ２でスイッチング素
子Ｔｒ２のターンオン動作と同時にスイッチＳＷ１もオ
ン動作させ、スナバコンデンサＣ１の電荷を直流電源電
圧Ｅｄに低下するまで電源側の電解コンデンサＣ０を介
して回生し、その後スナバコンデンサＣ１の電圧は直流
電源電圧Ｅｄの状態で次の時点ｔ４でのスイッチング素
子Ｔｒ１のターンオン動作に備えることができる。半導
体スイッチング素子Ｔｒ２とスイッチＳｗ２の動作も同
様に行なわれる。
【００１６】以上の動作は、スイッチング素子Ｔｒ１，
Ｔｒ２のベース信号とスイッチＳＷ１，ＳＷ２のベース
信号とを併用し、両スイッチを同期的かつ相補的にスイ
ッチングさせるように制御するものであるが、スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２のベース信号をスイッチング素子Ｔｒ
１，Ｔｒ２のベース信号と併用することなく別個のベー
ス信号を用いても、また必ずしも同期的にスイッチング
させなくても、スナバコンデンサＣ１，Ｃ２の蓄積電荷
が直流電源側の電解コンデンサＣ０に回生される。
Ｔｒ２のベース信号とスイッチＳＷ１，ＳＷ２のベース
信号とを併用し、両スイッチを同期的かつ相補的にスイ
ッチングさせるように制御するものであるが、スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２のベース信号をスイッチング素子Ｔｒ
１，Ｔｒ２のベース信号と併用することなく別個のベー
ス信号を用いても、また必ずしも同期的にスイッチング
させなくても、スナバコンデンサＣ１，Ｃ２の蓄積電荷
が直流電源側の電解コンデンサＣ０に回生される。
【００１７】
【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば、スナバ
コンデンサに蓄積されるエネルギーを電源側に回生する
ことができるので、電力変換装置の損失が低減し、効率
の向上が図れる。
コンデンサに蓄積されるエネルギーを電源側に回生する
ことができるので、電力変換装置の損失が低減し、効率
の向上が図れる。
【００１８】また、回生用のスイッチの信号は電力変換
装置の主回路を構成するスイッチング素子のベース信号
が併用できるのでスイッチの駆動回路が簡単となる。
装置の主回路を構成するスイッチング素子のベース信号
が併用できるのでスイッチの駆動回路が簡単となる。
【００１９】更に、電力変換装置の主回路を構成するス
イッチング素子は、スナバコンデンサにより電源電圧に
保護され過電圧にならないので、ターンオン動作時のス
イッチング損失も増大することがない。
イッチング素子は、スナバコンデンサにより電源電圧に
保護され過電圧にならないので、ターンオン動作時のス
イッチング損失も増大することがない。
【図１】 従来のスナバ回路を有する半導体電力変換装
置
置
【図２】 本発明のスナバ回路を有する半導体電力変換
装置
装置
【図３】 本発明のスナバ回路のスイッチのベース信号
波形図
波形図
Ｔｒ１，Ｔｒ２‥半導体電力変換器のスイッチング素子 Ｃ１，Ｃ２‥スナバコンデンサ Ｄ１，Ｄ２‥スナバダイオード ＳＷ１，ＳＷ２‥回生用スイッチ Ｅｄ‥直流電源電圧
Claims (2)
- 【請求項１】コンデンサを接続した直流電源端子間に、
それぞれ半導体スイッチング素子からなる正，負ア−ム
を接続し、該正，負アームの接続中点を交流出力端子と
した半導体電力変換装置におけるスナバ回路であって、 前記半導体スイチイング素子の両端に並列接続されたス
ナバコンデンサとスナバダイオードとの直列回路と、前
記半導体スイッチング素子のターンオフ動作時に前記ス
ナバコンデンサに充電された電荷が前記直流電源側コン
デンサを介して放電する放電路を形成するスイッチとか
ら構成されていることを特徴とする半導体電力変換装置
におけるスナバ回路。 - 【請求項２】前記正，負アームの半導体スイッチング素
子と、それら半導体スイッチング素子用のスナバ回路の
スイッチとは相補的かつ同期したベース信号により交互
にオンーオフ動作することを特徴とする請求項１記載の
半導体電力変換装置におけるスナバ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23318992A JP3259345B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体電力変換装置におけるスナバ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23318992A JP3259345B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体電力変換装置におけるスナバ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686562A true JPH0686562A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3259345B2 JP3259345B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16951141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23318992A Expired - Fee Related JP3259345B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体電力変換装置におけるスナバ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259345B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997001214A1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-09 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Bridge power converter |
| CN115420108A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-12-02 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种新型等离子体熔炉排渣加热系统 |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP23318992A patent/JP3259345B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997001214A1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-09 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Bridge power converter |
| CN1076902C (zh) * | 1995-06-23 | 2001-12-26 | 株式会社安川电机 | 桥式电源变流器 |
| CN115420108A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-12-02 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | 一种新型等离子体熔炉排渣加热系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3259345B2 (ja) | 2002-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4528404B2 (ja) | Ｐｗｍ（パルス幅変調）コンバータにおいてスイッチング損失を低減するためのソフトスイッチングセル | |
| US5303138A (en) | Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters | |
| JP2003338239A (ja) | ハイブリッド直流電磁接触器 | |
| JPH04368464A (ja) | 直流電源装置 | |
| JPS6121015B2 (ja) | ||
| JP2004080880A (ja) | スナバ回路 | |
| US4899086A (en) | Electroluminescence light emission apparatus | |
| EP0309919B1 (en) | A power conversion apparatus | |
| JP3259345B2 (ja) | 半導体電力変換装置におけるスナバ回路 | |
| JP3391095B2 (ja) | 電力変換装置の制御方法 | |
| JPH0315430B2 (ja) | ||
| JP7276006B2 (ja) | スナバ回路および電力変換装置 | |
| JP3187757B2 (ja) | スイッチング手段の駆動回路 | |
| JPH0731158A (ja) | 電力変換装置のスナバエネルギー回収回路 | |
| JPS59165954A (ja) | スナバ回路 | |
| JP2691237B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3172664B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0993951A (ja) | インバータのスナバエネルギー回生回路 | |
| JPH09252576A (ja) | 直流−直流変換装置のスナバ回路 | |
| JPH06209580A (ja) | 電力変換装置のスナバエネルギー回収回路 | |
| JPH1080067A (ja) | 蓄電池の充放電装置 | |
| JPH05304782A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH1023742A (ja) | 半導体電力変換装置 | |
| JPH0833313A (ja) | 電力変換装置のスナバ回路 | |
| KR950000774Y1 (ko) | 스너버 에너지 회생회로 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |