JPH0698554A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JPH0698554A
JPH0698554A JP4243919A JP24391992A JPH0698554A JP H0698554 A JPH0698554 A JP H0698554A JP 4243919 A JP4243919 A JP 4243919A JP 24391992 A JP24391992 A JP 24391992A JP H0698554 A JPH0698554 A JP H0698554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
induction thyristor
diode
electrostatic induction
mos transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4243919A
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English (en)
Inventor
Yoshiki Hayazaki
嘉城 早崎
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Publication of JPH0698554A publication Critical patent/JPH0698554A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流回生用ダイオードの逆回復による急激な
電圧変動を抑えつつ負荷電圧波形を制御波形に近づけ
て、電流歪みを少なくすること。 【構成】 ハイサイドの静電誘導サイリスタ1及びMO
Sトランジスタ4をターンオフする。次に、ほぼ同時に
ローサイドのMOSトランジスタ6をターンオンする。
これにより、回生ダイオード7に電流が流れていた場合
は、直流電源E→回生ダイオード7→抵抗5→MOSト
ランジスタ6の経路で回生ダイオード7の逆回復電流が
流れ、回生ダイオード7は逆阻止状態に移行する。この
逆回復回復電流は抵抗5によって制限されているため
に、逆回復は緩やかになされ、回生ダイオード7の両端
の電圧変動のソフトなものになる。従って、静電誘導サ
イリスタ1を誤点弧させるようなノイズは発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電誘導サイリスタで
構成されるインバータ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】静電誘導サイリスタは、高耐圧、大電流
容量、低オン電圧、高速スイッチングを特徴とするスイ
ッチングデバイスであり、パワー回路への応用がますま
す期待されている。産業分野では、低損失・高速動作が
求められる動力用インバータへの応用が注目されてい
る。
【0003】従来のこの種のインバータ装置は、図4に
示すような回路構成となっている。尚、図5はひとつの
アームを取り出した要部回路図を示し、図6は同回路に
おける各部電圧,電流波形及び信号のタイミング図であ
る。図6(a)は静電誘導サイリスタ(SIサイリス
タ)19の制御信号のタイミング図を、同図(b)は静
電誘導サイリスタ20の制御信号のタイミング図を、同
図(c)は回生用ダイオード22に流れる電流波形を、
同図(d)はダイオード22の両端電圧波形をそれぞれ
示している。
【0004】図4に示すように従来のインバータ装置
は、第1の静電誘導サイリスタ19と、前記第1の静電
誘導サイリスタ19のカソード端子にアノード端子が接
続された第2の静電誘導サイリスタ20と、第1の静電
誘導サイリスタ19のアノード端子にカソード端子が接
続された第1の電流回生用のダイオード22と、前記ダ
イオード22のアノード端子にカソード端子が接続さ
れ、前記第2の静電誘導サイリスタ20のカソード端子
にアノード端子が接続された第2のダイオード23と、
前記第1の静電誘導サイリスタ19のカソード端子に一
方の端子が接続され、前記第1のダイオード22のアノ
ード端子に他方の端子が接続されたチョークコイル21
を備えた回路27をひとつのアームとして具備してい
る。
【0005】そして、前記回路27と同一構成の2つの
回路28及び29が前記回路27に並列に、第1の静電
誘導サイリスタ19のアノード端子端子同士、第2の静
電誘導サイリスタ20のカソード端子同士が接続され、
前記第1の静電誘導サイリスタ19のアノード端子が正
極に接続され、前記第2の静電誘導サイリスタ20のカ
ソード端子が負極に接続されるように直流電源Eに接続
される構成となっている。
【0006】ところで、インバータ装置において回生ダ
イオードが逆回復する場合、大きな逆回復短絡電流がイ
ンバータアームに流れ、その回復時の電圧変動によるノ
イズで主素子が誤点弧するなどの問題があるため、回生
ダイオードの逆回復をソフトにするなどしてノイズを減
少させる必要があった。特に、主素子に静電誘導サイリ
スタを用いる場合は、静電誘導サイリスタの立ち上がり
時間が極めて高速で、ゲート・ドライブによる調節が困
難なことから、静電誘導サイリスタの電流制限による短
絡電流の制限が困難で、主回路側の対策が必要であっ
た。
【0007】図5の従来例では、例えば、端子26を通
して負荷からの電流が流れ込んでいるモードで第1の静
電誘導サイリスタ19がオン状態で、第2の静電誘導サ
イリスタ20がオフ状態の時は、第1の電流回生用のダ
イオード22がオンして負荷からの電流は直流電源Eに
回生される。この後に、第1の静電誘導サイリスタ19
がターンオフし、第2の静電誘導サイリスタ20がター
ンオンすれば、回生ダイオード22は直流電源Eによっ
て逆バイアスされてターンオフし、負荷電流は第2の静
電誘導サイリスタ20に流れるようになる。
【0008】この過渡期に、回生ダイオード22の蓄積
電荷を抽出して逆阻止状態になるために、直流電源E→
第1の回生ダイオード22→チョークコイル21→第2
の静電誘導サイリスタ20の経路で短絡電流が流れる。
このような従来のインバータ装置によると、短絡電流の
立ち上がりはチョークコイル21によって制限されるた
め、回生ダイオード22の回復が緩やかになされる。こ
の結果、第1の回生ダイオード22の両端の電圧変動
は、緩やかなものとなり、静電誘導サイリスタの誤動作
を誘引するノイズは減少するという利点を有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ装置では、第2の静電誘導サイリスタ20の
ターンオンの後に第1の回生ダイオード22が回復する
までにチョークコイル21によって電流が制限される時
間だけ遅れる。従って、負荷側への電圧波形が制御側か
らの波形とは異なり、負荷電流も歪みの大きなものにな
るため、負荷電流も影響を受けて歪み、損失も無視でき
ないという問題があった。
【0010】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、電流回生用ダイオードの逆回復による急激な電
圧変動を抑えつつ負荷電圧波形を制御波形に近づけて、
電流歪みを少なくすることを目的としたインバータ装置
を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源に並
列に接続される直列接続した2個の静電誘導サイリスタ
と、前記静電誘導サイリスタにそれぞれ並列に接続され
た電流回生用ダイオードと、前記静電誘導サイリスタに
それぞれ並列に接続され、限流要素とスイッチ要素との
直列回路とで1つのインバータアーム回路を構成し、オ
ン側の静電誘導サイリスタ及びスイッチ要素のターンオ
フ後で、オフ側の静電誘導サイリスタのターンオン前に
オフ側のスイッチ要素をターンオンさせる制御手段を備
えたものである。
【0012】
【作用】本発明によれば、オン側の静電誘導サイリスタ
及びスイッチ要素のターンオフ後で、オフ側の静電誘導
サイリスタのターンオン前にオフ側のスイッチ要素をタ
ーンオンさせることで、直流電源、電流回生用ダイオー
ド、限流要素、スイッチ要素の経路で電流回生用ダイオ
ードの逆回復電流が流れることになり、また、この逆回
復電流は限流要素により制限されて、逆回復は緩やかに
行われる。従って、電流回生用ダイオードの両端の電圧
変動はソフトなものになり、静電誘導サイリスタを誤点
弧させるようなノイズは発生しない。このように、主電
流経路とは別の経路で電流回生用ダイオードをソフトに
逆回復させることができる。従って、電流回生用ダイオ
ードの逆回復による急激な電圧変動を抑えつつ、負荷電
圧波形を制御波形に近づけて、電流歪みの少ないインバ
ータ動作が可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図3はインバータ装置の回路図を示し、図1は図
3の1つのアームを取り出した要部回路図を示し、図2
は同回路における各部電圧・電流波形及び信号のタイミ
ング図である。図2(a)は第1の静電誘導サイリスタ
1のゲート制御信号を、同図(b)はMOSトランジス
タ6のゲート制御信号を、同図(c)は第2の静電誘導
サイリスタ2のゲート制御信号を、同図(d)は第1の
回生ダイオード7の電流波形を、同図(e)は第1の回
生ダイオード7の両端電圧波形をそれぞれ示している。
【0014】図3に示すように、本発明のインバータ装
置は、静電誘導サイリスタ1と、この静電誘導サイリス
タ1のアノード・カソード端子間に並列に、前記静電誘
導サイリスタ1のアノード端子にカソード端子が接続さ
れ、静電誘導サイリスタ1のカソード端子にアノード端
子が接続された電流回生用ダイオード7と、前記静電誘
導サイリスタ1のアノード端子に一方の端子が接続され
た抵抗3と、前記抵抗3の他方の端子にドレインが接続
され、前記静電誘導サイリスタ2のカソード端子にソー
スが接続されたMOSトランジスタ6とで構成された第
1の回路14を設けている。
【0015】そして、前記第1の回路14と同一構成の
第2の回路15が前記第1の回路14の静電誘導サイリ
スタ1のカソード端子と、前記第2の回路15の静電誘
導サイリスタ2のアノード端子が接続されるように構成
された回路16を1つのアームとして具備している。更
に、前記インバータアーム回路16と同一構成の2つの
インバータアーム回路17及び18が前記インバータア
ーム回路16に並列に、静電誘導サイリスタ1のアノー
ド端子同士、静電誘導サイリスタ2のカソード端子同士
が接続され、前記静電誘導サイリスタ1のアノード端子
が正極に接続され、前記静電誘導サイリスタ2のカソー
ド端子が負極に接続されるように直流電源Eに接続され
る構成となっている。
【0016】また、上記静電誘導サイリスタ1,2、M
OSトランジスタ4,6をオンオフ制御する制御手段A
が設けられており、制御手段Aからの信号が端子9〜1
2に入力され、静電誘導サイリスタ1,2、MOSトラ
ンジスタ4,6のゲートへ制御信号が入力されるように
なっている。次に、本発明のインバータ装置の動作を図
1及び図3に基づいて説明する。最初に、インバータア
ームのハイサイドの静電誘導サイリスタ1及びMOSト
ランジスタ4がオン状態で、ローサイドの静電誘導サイ
リスタ2及びMOSトランジスタ6がオフ状態のモード
を考える。
【0017】次に、状態を逆に変化させるためには、ま
ず、ハイサイドの静電誘導サイリスタ1及びMOSトラ
ンジスタ4をターンオフする(図2(a)参照)。次
に、ほぼ同時にローサイドのMOSトランジスタ6をタ
ーンオンする(図2(b)参照)。こうすることによっ
て、回生ダイオード7に電流が流れていた場合は、直流
電源E→回生ダイオード7→抵抗5→MOSトランジス
タ6の経路で回生ダイオード7の逆回復電流が流れ、回
生ダイオード7は逆阻止状態に移行する(図2(d),
(e)参照)。
【0018】ここで、この逆回復回復電流は抵抗5によ
って制限されているために、逆回復は緩やかになされ、
回生ダイオード7の両端の電圧変動のソフトなものにな
り、静電誘導サイリスタ1を誤点弧させるようなノイズ
は発生しない。また、MOSトランジスタ6をターンオ
ンした時に、静電誘導サイリスタ1に電流が流れていた
場合は、その電流の一部が抵抗5→MOSトランジスタ
6の経路で流れるが、抵抗5によって電流は制限される
ので、大きな電流は流れない。
【0019】また、この場合には、静電誘導サイリスタ
1の両端電圧が先に上がるので、抵抗5の両端には電源
電圧より小さな電圧しか印加されず、損失は少ない。そ
の後、インターロック時間の後に、静電誘導サイリスタ
2をターンオンすることにより(図2(c)参照)、主
電流は静電誘導サイリスタ2に流れ始める。更に、状態
を変化させ、元の状態に戻すためには前述の手順におい
て、ハイサイドの静電誘導サイリスタ1、抵抗3、MO
Sトランジスタ4及び回生ダイオード7とローサイドの
静電誘導サイリスタ2、抵抗5、MOSトランジスタ6
及び回生ダイオード8とを置き換えて行えばよい。
【0020】従って、本発明によれば、主電流経路とは
別の経路で回生ダイオードをソフトに逆回復させること
ができるため、回生ダイオードの逆回復による急激な電
圧変動を抑えることができる。また、インターロック時
間中に回生ダイオードを回復するので、その後の遅れは
なく、主電流経路上に電流制限要素が常駐しないことと
合わせて、負荷電圧波形を制御波形に近づけて、電流歪
みの少ないインバータ動作が可能となる。
【0021】なお、ここでは、電流制限のために抵抗を
用いたがチョークコイルであってもよい。また、回復経
路のスイッチング素子としてMOSトランジスタを用い
たが、自己消弧型の素子であれば良いことは言うまでも
ない。
【0022】
【発明の効果】本発明は上述のように、直流電源に並列
に接続される直列接続した2個の静電誘導サイリスタ
と、前記静電誘導サイリスタにそれぞれ並列に接続され
た電流回生用ダイオードと、前記静電誘導サイリスタに
それぞれ並列に接続され、限流要素とスイッチ要素との
直列回路とで1つのインバータアーム回路を構成し、オ
ン側の静電誘導サイリスタ及びスイッチ要素のターンオ
フ後で、オフ側の静電誘導サイリスタのターンオン前に
オフ側のスイッチ要素をターンオンさせる制御手段を備
えたものであるから、オン側の静電誘導サイリスタ及び
スイッチ要素のターンオフ後で、オフ側の静電誘導サイ
リスタのターンオン前にオフ側のスイッチ要素をターン
オンさせることで、直流電源、電流回生用ダイオード、
限流要素、スイッチ要素の経路で電流回生用ダイオード
の逆回復電流が流れることになり、また、この逆回復電
流は限流要素により制限されて、逆回復は緩やかに行わ
れる。従って、電流回生用ダイオードの両端の電圧変動
はソフトなものになり、静電誘導サイリスタを誤点弧さ
せるようなノイズは発生しない。このように、主電流経
路とは別の経路で電流回生用ダイオードをソフトに逆回
復させることができる。従って、電流回生用ダイオード
の逆回復による急激な電圧変動を抑えつつ、負荷電圧波
形を制御波形に近づけて、電流歪みの少ないインバータ
動作が可能となるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のインバータ装置の要部回路図
である。
【図2】同上の図1の動作波形図である。
【図3】同上のインバータ装置の回路図である。
【図4】従来例のインバータ装置の回路図である。
【図5】同上のインバータ装置の要部回路図である。
【図6】同上の図5の動作波形図である。
【符号の説明】
1 静電誘導サイリスタ 2 静電誘導サイリスタ 3 抵抗 4 MOSトランジスタ 5 抵抗 6 MOSトランジスタ 7 電流回生用ダイオード 8 電流回生用ダイオード E 直流電源 A 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源に並列に接続される直列接続し
    た2個の静電誘導サイリスタと、前記静電誘導サイリス
    タにそれぞれ並列に接続された電流回生用ダイオード
    と、前記静電誘導サイリスタにそれぞれ並列に接続さ
    れ、限流要素とスイッチ要素との直列回路とで1つのイ
    ンバータアーム回路を構成し、オン側の静電誘導サイリ
    スタ及びスイッチ要素のターンオフ後で、オフ側の静電
    誘導サイリスタのターンオン前にオフ側のスイッチ要素
    をターンオンさせる制御手段を備えたことを特徴とする
    インバータ装置。
JP4243919A 1992-09-14 1992-09-14 インバータ装置 Withdrawn JPH0698554A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4243919A JPH0698554A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 インバータ装置

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JP4243919A JPH0698554A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 インバータ装置

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JPH0698554A true JPH0698554A (ja) 1994-04-08

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ID=17110971

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JP4243919A Withdrawn JPH0698554A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 インバータ装置

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JP (1) JPH0698554A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008079475A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2013021670A (ja) * 2011-06-15 2013-01-31 Denso Corp 半導体装置

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JP2008079475A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 19991130