JPH08298781A

JPH08298781A - ブリッジ型インバ−タ装置

Info

Publication number: JPH08298781A
Application number: JP7317405A
Authority: JP
Inventors: Mantaro Nakamura; 萬太郎中村
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】インバータ装置のスイッチのスイッチング損
失を低減する。【構成】インバータ装置のスイッチ回路５ａを、第１
及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 と、第１及び第２
の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 と、第１〜第４のリアクトル
Ｌ1 〜Ｌ4 と、第１〜第４のコンデンサＣ1 〜Ｃ4 と、
第１〜第８のダイオードＤ1 〜Ｄ8 で構成する。第１及
び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 をＺＶＳ動作させ
る。第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 をターンオ
ン時にＺＣＳ、ターンオフ時にＺＶＳ動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相のインバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】直流を
交流に変換するためのブリッジ型インバータのスイッチ
をオン・オフ動作させると、スイッチング損失が生じ
る。この種の問題を解決するために部分共振を使用して
スイッチをＺＣＳ（ゼロ電流スイッチング）又はＺＶＳ
（ゼロ電圧スイッチング）させることによってスイッチ
ング損失、サージ電圧、ノイズの軽減を図ることが提案
されている。しかし、主スイッチのみならず部分共振用
スイッチの損失の低減を確実且つ容易に達成することが
できるインバータ装置が要求されている。また、部分共
振回路の構成を簡単にすることが要求されている。

【０００３】そこで本発明の目的は、上記要求に応える
ことができるブリッジ型インバータ装置を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に従う発明は、実施例を示す図面の符号を参
照して説明すると、直流電源の一端と他端との間に１個
又は複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回
路によって負荷に第１の方向の電流とこれと反対の第２
の方向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハ
ーフブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置にお
いて、少なくとも１個の前記スイッチ回路が、前記直流
電源１の一端と他端との間に接続された第１及び第２の
主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の直列回路から成り、前記第
１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の相互接続中点
が負荷に接続されている主変換回路と、前記第１及び第
２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 に逆並列接続された第１
及び第２のダイオードＤ1、Ｄ2 と、第１の補助スイッ
チＳ1 と第１のリアクトルＬ1 との直列回路であって、
前記第１の補助スイッチＳ1 が前記第１のリアクトルＬ
1 よりも前記電源１の一端側に配置され、前記第１の補
助スイッチＳ1 と前記第１のリアクトルＬ1とが前記電
源１の一端と前記第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 の相互接続中点との間に接続されている第１の補助
回路と、第２の補助スイッチＳ2 と第２のリアクトルＬ
2 との直列回路であって、前記第２の補助スイッチＳ2
が前記第２のリアクトルＬ2 よりも前記電源１の他端側
に配置され、前記第２のリアクトルＬ2 と前記第２の補
助スイッチＳ2 とが前記第１及び第２の主スイッチＴＲ
1 、ＴＲ2 の相互接続中点と前記電源１の他端との間に
接続されている第２の補助回路と、その一端が前記第１
及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 の相互接続中点に接続
された第１のコンデンサＣ1 と、その一端が前記第１及
び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 の相互接続中点に接続さ
れた第２のコンデンサＣ2 と、前記第１のコンデンサＣ
1 の他端と前記第１のリアクトルＬ1 の前記第１の補助
スイッチＳ1 側の端子との間に接続された第３のダイオ
ードＤ3 と、前記第２のリアクトルＬ2 の前記第２の補
助スイッチＳ2 側の端子と前記第２のコンデンサＣ2 の
他端との間に接続された第４のダイオードＤ4 と、前記
第１のコンデンサＣ1 と前記第２のリアクトルＬ2 と前
記第２の補助スイッチＳ2 とが直列に接続されている回
路に対して並列に接続された第５のダイオードＤ5 と、
前記第１の補助スイッチＳ1 と前記第１のリアクトルＬ
1 と前記第２のコンデンサＣ2 とが直列に接続されてい
る回路に対して並列に接続された第６のダイオードＤ6
と、前記第１のコンデンサＣ1 と前記第３のダイオード
Ｄ3 との間に接続された第３のリアクトルＬ3 と、前記
第２のコンデンサＣ2 と前記第４のダイオードＤ4 との
間に接続された第４のリアクトルＬ4 と、前記第１のコ
ンデンサＣ1 と前記第３のダイオードＤ3 との間で前記
第３のリアクトルＬ3 に対して直列に接続された第７の
ダイオードＤ7 と、前記第２のコンデンサＣ2 と前記第
４のダイオードＤ4 との間で前記第４のリアクトルＬ4
に対して直列に接続された第８のダイオードＤ8 と、そ
の一端が前記電源１の一端に接続され、その他端が前記
第３のダイオードＤ3 と前記第７のダイオードＤ7 との
間に接続された第３のコンデンサＣ3 と、その一端が前
記電源１の他端に接続され、その他端が前記第４のダイ
オードＤ4 と前記第８のダイオードＤ8 との間に接続さ
れた第４のコンデンサＣ4 と、前記第１及び第２の主ス
イッチＴＲ1 、ＴＲ2 をデッド・タイムを有して一定の
周期で交互にオン制御するための第１及び第２の主制御
パルスを発生し、前記第１の補助スイッチＳ1 をオン制
御するための第１の補助制御パルスを少なくと前記第２
の主制御パルスの後縁から前記第１の主制御パルスの前
縁までの期間の一部を含むように発生し、前記第２の補
助スイッチＳ2 をオン制御するための第２の補助制御パ
ルスを少なくとも前記第１の主制御パルスの後縁から前
記第２の主制御パルスの前縁までの期間の一部を含み且
つ前記第１の補助制御パルスとの間に所定の時間間隙を
有するように発生するスイッチ制御回路とを具備してい
ることを特徴とするインバータ装置に係わるものであ
る。なお、請求項２に示すように、第１及び第２の主ス
イッチＴＲ1 、ＴＲ2 に並列に第１及び第２の補助共振
用コンデンサＣa 、Ｃb を接続することができる。ま
た、請求項３、又は４又は５に示すように、第１及び第
２の補助ダイオードＤa 、Ｄb を設けることができる。
また、請求項６及び７に示すように、第３及び第４のコ
ンデンサＣ3 、Ｃ4 又は第１及び第２の補助スイッチＳ
1 、Ｓ2 に並列にクランプ用ダイオードＤe 、Ｄf を接
続することができる。また、請求項８に示すように、第
１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 に直列に第１及び第
２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の寄生容量の放電防止用ダ
イオードＤg、Ｄf を接続することができる。また、請
求項９に示すように、請求項１における第１及び第２の
リアクトルＬ1 、Ｌ2 の代りに１つのリアクトルＬa を
第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の相互接続中
点と第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の相互接続
中点との間に接続することができる。また、請求項１０
に示すように、請求項９の回路に第１及び第２の補助共
振用コンデンサＣa 、Ｃb を付加することができる。ま
た、請求項１１、１２、１３に示すように補助ダイオー
ドＤa 、Ｄb を付加することができる。また、請求項１
４に示すように、第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4
に並列にクランプ用ダイオードＤe 、Ｄf を接続するこ
とができる。また、請求項１５に示すように、第１及び
第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の寄生容量の放電防止用
ダイオードＤg 、Ｄh を第１及び第２の補助スイッチＳ
1 、Ｓ2 に直列に接続することができる。また、請求項
１６及び１７に示すように第１及び第２の補助充電用ダ
イオ−ドＤ21、Ｄ22を設けることが望ましい。また、請
求項１８及び１９に示すように請求項１〜８及び請求項
９〜１７のインバ−タ装置に対して第１及び第２のスイ
ッチング損失低減用コンデンサＣx1、Ｃx2と第１、第
２、第３及び第４のスイッチング損失低減用ダイオ−ド
Ｄx1、Ｄx2、Ｄx3、Ｄx4を付加することができる。

【０００５】

【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、第１
及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 のタ−ンオフ及び
オ−ンオン時、及び第１及び第２の補助スイッチＳ1 、
Ｓ2 のタ−ンオフ時はＺＶＳとなるので、スイッチング
損失の低減、サージ電圧の低減、ノイズの低減が図られ
る。また、中点電位を持たない単一電源で部分共振動作
を得ることができ、電源の構成が簡単になる。また、請
求項２及び１０の発明によれば、第１及び第２の補助共
振用コンデンサＣa 、Ｃb によって共振回路にエネルギ
ーを供給し、安定した共振動作を得ることができる。ま
た、請求項３〜８、１１〜１５よれば、付加したダイオ
ードによって電圧を制限することができる。また、請求
項１６及び１７によれば第１及び第２のコンデンサＣ1
、Ｃ2 を完全に充電することが可能になる。また、請
求項１８の発明によれば第１及び第２のリアクトルＬ1
、Ｌ2 にダイオ−ドＤx1、Ｄx2を介して第１及び第２
のスイッチング損失低減用コンデンサＣx1、Ｃx2が並列
に接続されるので、第１及び第２の補助スイッチＳ1 、
Ｓ2 のタ−ンオフ直前に第１及び第２のリアクトルＬ1
、Ｌ2 に流れていた電流Ｉ1 、Ｉ2 の第３及び第４の
コンデンサＣ3 、Ｃ4 への転流量が低下する。即ち、第
１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 の電流の一部は第１
及び第２の補助スイッチＳ1、Ｓ2 のタ−ンオフ時に第
１及び第２のスイッチング損失低減用コンデンサＣx1、
Ｃx2に転流する。この結果、第１及び第２の補助スイッ
チＳ1 、Ｓ2 のタ−ンオフ時の第３及び第４のコンデン
サＣ3 、Ｃ4 の電圧Ｖc3、Ｖc4の上昇速度が遅くなり、
第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の電圧の上昇も
遅くなる。第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 はオ
フ制御されても、ストレ−ジ作用（キャリア蓄積作用）
によってこの電流Ｉs1、Ｉs2は直ちに零にならず、少し
の間流れ続ける。このストレ−ジ作用によって流れる電
流はスイッチング損失となる。第１及び第２の補助スイ
ッチＳ1 、Ｓ2 のスイッチング損失はここを流れる電流
とこの電圧との積である。従って、前述したようにタ−
ンオフ時に第１及び第２補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の電圧
が低下すると、ここでのスイッチング損失も低下する。
請求項１９の発明においても、請求項１８の発明と同
様の目的で第１及び第２のスイッチング損失低減用コン
デンサＣx1、Ｃx2が設けられているので請求項１８と同
様な効果を得ることができる。

【０００６】

【第１の実施例】次に、図１〜図４を参照して本発明の
第１の実施例のブリッジ型インバータ装置を説明する。
このインバータ装置は図１に示すように、直流電源１の
直流電圧をブリッジ型インバータ回路によって交流に変
換して負荷２に供給するように構成されている。直流電
源１は整流回路又は電池から成り、負荷２は負荷接続端
子２ａ、２ｂに接続された例えば出力トランス３とここ
に接続された負荷回路４とから成る。

【０００７】インバータ回路はハーフブリッジ構成の第
１及び第２のスイッチ回路５ａ、５ｂの組み合せから成
る。第１のスイッチ回路５ａはブリッジ回路の第１のア
ームを構成するための第１及び第２の主スイッチＴＲ1
、ＴＲ2 と第１及び第２のダイオードＤ1 、Ｄ2 を有
する他に、ＺＶＳ又はＺＣＳを達成するために、第１及
び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 と、第１、第２、第３
及び第４のコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 と、第
１、第２、第３及び第４のリアクトルＬ1 、Ｌ2 、Ｌ3
、Ｌ4 と、第３、第４、第５、第６、第７及び第８の
ダイオードＤ3 、Ｄ4、Ｄ5 、Ｄ6 、Ｄ7 、Ｄ8 と、コ
ンデンサ充電手段としての第１及び第２の抵抗Ｒ1 、Ｒ
2 とを有する。第２のスイッチ回路５ｂはブリッジ回路
の第２のアームを構成するために第３及び第４の主スイ
ッチＴＲ3 、ＴＲ4 と、第９及び第１０のダイオードＤ
9 、Ｄ10を有する他に、ＺＶＳ、ＺＣＳを達成するため
に、第３及び第４の補助スイッチＳ3 、Ｓ4 と、第５、
第６、第７及び第８のコンデンサＣ5 、Ｃ6 、Ｃ7 、Ｃ
8 と、第５、第６、第７及び第８のリアクトルＬ5 、Ｌ
6、Ｌ7 、Ｌ8 と、第１１〜第１６のダイオードＤ11〜
Ｄ16とを有する。

【０００８】主変換回路を形成するための第１及び第２
の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の直列回路は電源１の一端
と他端との間に接続され、第１及び第２の主スイッチＴ
Ｒ1、ＴＲ2 の相互接続中点は出力端子としての第１の
負荷接続端子２ａに接続されている。第１及び第２のダ
イオードＤ1 、Ｄ2 は第１及び第２の主スイッチＴＲ1
、ＴＲ2 に逆並列接続されている。第３及び第４の主
スイッチＴＲ3 、ＴＲ4の直列回路も電源１の一端と他
端との間に接続され、第３及び第４の主スイッチＴＲ3
、ＴＲ4 の相互接続中点が第２の負荷接続端子２ｂに
接続されている。第９及び第１０のダイオードＤ9 、Ｄ
10は第３及び第４の主スイッチＴＲ3 、ＴＲ4 に逆並列
接続されている。なお、第１〜第４の主スイッチＴＲ1
〜ＴＲ4 をソースがサブストレートに接続された構造の
絶縁ゲート型（ＭＯＳ型）電界効果トランジスタとし、
ここに内蔵されているダイオードを第１、第２、第９及
び第１０のダイオードＤ1 、Ｄ2 、Ｄ9 、Ｄ10とするこ
とができる。

【０００９】電源１の一端と前記第１及び第２の主スイ
ッチＴＲ1 、ＴＲ2 の相互接続中点との間に第１の補助
スイッチＳ1 と第１のリアクトルＬ1 との直列回路から
成る第１の補助回路が接続されている。第１及び第２の
主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の相互接続中点と電源１の他
端との間には第２のリアクトルＬ2 と第２の補助スイッ
チＳ2 との直列回路から成る第２の補助回路が接続され
ている。互いに同一容量の第１及び第２のコンデンサＣ
1 、Ｃ2 の一端は第１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2
の相互接続中点にそれぞれ接続されている。第１のコン
デンサＣ1 の他端は第３のリアクトルＬ3 と第７のダイ
オードＤ7 と第３のダイオードＤ3 を介して第１のリア
クトルＬ1 の第１の補助スイッチＳ1 側の端子に接続さ
れ、第２のコンデンサＣ2 の他端は第４のリアクトルＬ
4 と第８のダイオードＤ8 と第４のダイオードＤ4 を介
して第２のリアクトルＬ2 の第２の補助スイッチＳ2 側
の端子に接続されている。第５のダイオードＤ5 は第２
の補助スイッチＳ2 の電源１側の端子（エミッタ）と第
１のコンデンサＣ1 の他端（上端）との間に接続されて
いる。即ち、第５のダイオードＤ5 は第１のコンデンサ
Ｃ1 と第２のリアクトルＬ2 と第２の補助スイッチＳ2
との直列接続回路に対して並列に接続されている。第６
のダイオードＤ6 は第２のコンデンサＣ2 の他端（下
端）と第１の補助スイッチＳ1 の電源１側の端子（コレ
クタ）との間に接続されている。即ち、第６のダイオー
ドＤ6 は第１の補助スイッチＳ1 と第１のリアクトルＬ
1 と第２のコンデンサＣ2 との直列接続回路に対して並
列に接続されている。充電用抵抗Ｒ1 、Ｒ2 は第５及び
第６のダイオードＤ5 、Ｄ6 に並列に接続されている。
第３のコンデンサＣ3 の一端は第１の補助スイッチＳ1
のコレクタに接続され、この他端は第３及び第７のダイ
オードＤ3 、Ｄ7 の相互接続中点に接続されている。第
４のコンデンサＣ4 の一端は第４及び第８のダイオード
Ｄ4 、Ｄ8 の相互接続中点に接続され、この他端は第２
の補助スイッチＳ2 のエミッタに接続されている。な
お、第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 の容量は第１
及び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 の容量と同一であって
もよいし、異なっていてもよい。この実施例ではＣ3 、
Ｃ4 はＣ1 、Ｃ2 より小さい容量とされている。また、
リアクトルＬ3 、Ｌ4 のインダクタンス値はＬ1 、Ｌ2
と同一であってもよいし、異なっていてもよい。この実
施例ではＬ3 、Ｌ4 はＬ1 、Ｌ2 より小さい。

【００１０】第２のスイッチ回路５ｂは第１のスイッチ
回路５ａと実質的に同一の回路であって、第３及び第４
の主スイッチＴＲ3 、ＴＲ4 のＺＶＳを達成するために
電源１の一端と前記第３及び第４の主スイッチＴＲ3 、
ＴＲ4 の相互接続中点との間に第３の補助スイッチＳ3
と第５のリアクトルＬ5 との直列回路から成る第３の補
助回路が接続されている。第３及び第４の主スイッチＴ
Ｒ3 、ＴＲ4 の相互接続中点と電源１の他端との間には
第６のリアクトルＬ6 と第４の補助スイッチＳ4 との直
列回路から成る第４の補助回路が接続されている。第５
及び第６のコンデンサＣ5 、Ｃ6 の一端は第５及び第６
のリアクトルＬ5 、Ｌ6 の相互接続中点に接続されてい
る。第５のコンデンサＣ5 の他端は第７のリアクトルＬ
7 と第１５のダイオードＤ15と第１１のダイオードＤ11
を介して第５のリアクトルＬ5 の第３の補助スイッチＳ
3 側の端子に接続され、第６のコンデンサＣ6 の他端は
第８のリアクトルＬ8 と第１６のダイオードＤ16と第１
２のダイオードＤ12を介して第６のリアクトルＬ6 の第
４の補助スイッチＳ4 側の端子に接続されている。第１
３のダイオードＤ13は第４の補助スイッチＳ4 の下側端
子（エミッタ）と第５のコンデンサＣ5 の他端（上端）
との間に接続されている。即ち、第１３のダイオードＤ
13は第５のコンデンサＣ5 と第６のリアクトルＬ6 と第
４の補助スイッチＳ4 との直列接続回路に対して並列に
接続されている。第１４のダイオードＤ14は第６のコン
デンサＣ6 の他端（下端）と第３の補助スイッチＳ3 の
上側端子（コレクタ）との間に接続されている。即ち、
第１４のダイオードＤ14は第３の補助スイッチＳ3 と第
５のリアクトルＬ5 と第６のコンデンサＣ6 との直列接
続回路に対して並列に接続されている。充電用抵抗Ｒ3
、Ｒ4 は第１５及び第１６のダイオードＤ15、Ｄ16に
並列に接続されている。第７のコンデンサＣ7 の一端は
第３の補助スイッチＳ3 のコレクタに接続され、この他
端は第１１及び第１３のダイオードＤ11、Ｄ13の相互接
続中点に接続されている。また、第８のコンデンサＣ8
の一端は第１２及び第１６のダイオードＤ12、Ｄ16の相
互接続中点に接続され、この他端は第４の補助スイッチ
Ｓ4 のエミッタに接続されている。

【００１１】図１では相互間の接続ラインの一部が図示
の都合で省略されているが、各スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4
、Ｓ1 〜Ｓ4 の制御端子（ベース）は制御回路６に接
続されている。制御回路６は図２に原理的に示すよう
に、第１、第２、第３及び第４の主制御パルス発生回路
７、８、９、１０と、第１〜第４の補助制御パルス発生
回路１１、１２、１３、１４と、発振器１５と、位相制
御回路１６とを有する。第１及び第２の主制御パルス発
生回路７、８は発振器１５に制御されて図３（Ａ）、
（Ｂ）に示す第１及び第２の主制御パルスを一定の周期
で発生し、これを第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 のベースに供給する。第３及び第４の主制御パルス
発生回路９、１０は発振器１５と位相制御回路１６に制
御されて図３（Ｃ）、（Ｄ）に示す第３及び第４の主制
御パルスを発生し、これを第３及び第４の主スイッチＴ
Ｒ3 、ＴＲ4 のベースに供給する。第１及び第２の主制
御パルスと第３及び第４の主制御パルスとは相互間に位
相差を有している他は同一である。図３（Ａ）、（Ｂ）
の第１及び第２の主制御パルスは相互に時間間隙（デッ
ド・タイム）Ｔa を有して交互に発生し、図３（Ｃ）、
（Ｄ）の第３及び第４の主制御パルスも時間間隙Ｔa を
有して交互に発生する。この時間間隙Ｔa は各コンデン
サＣ1 、Ｃ2 、Ｃ5 、Ｃ6 が充電された状態において補
助スイッチＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 がオンになり、共振
動作でＣ1 、Ｃ2 、Ｃ5 、Ｃ6 の電荷のほぼ全部が放出
されるまでに要する時間に設定されている。即ち、Ｔa
はＣ1 Ｌ2 又はＣ2 Ｌ1 の共振電流の波形の０度〜９０
度区間以上に設定されている。

【００１２】第１の補助制御パルス発生回路１１は第２
の主制御パルス発生回路８に接続され、図３（Ｅ）に示
すように図３（Ｂ）の第２の主制御パルスの後縁時点ｔ
6 から一定時間後のｔ7 からｔ9 までのパルスを発生す
る。第１の補助スイッチＳ1に供給する第１の補助制御
パルスの幅は第２の補助制御パルスとの間にデッドタイ
ムを有し且つ少なくとも第２の主制御パルスの後縁時点
から第１の制御パルスの前縁時点の間の一部を含むよう
に決定される。第２の補助制御パルス発生回路１２は第
１の主制御パルス発生回路７に接続され、図３（Ｆ）に
示すように図３（Ａ）の第１の主制御パルスの後縁時点
ｔ0 から一定時間後のｔ1 〜ｔ4 のパルスを発生する。
第２の補助スイッチＳ2 に供給する第２の補助制御パル
スの幅は第１の補助制御パルスとの間にデッドタイムを
有し且つ少なくとも第１の主制御パルスの後縁時点ｔ0
から第２の主制御パルスの前縁時点ｔ2 の間の一部を含
むように決定される。第３及び第４の補助制御パルス発
生回路１３、１４は図２に示すように第４及び第３の主
制御パルス発生回路１０、９に接続され、第１及び第２
の補助制御パルスと第１及び第２の主制御パルスとの関
係と同様な関係が第４及び第３の主制御パルスとの間に
得られるように第３及び第４の補助制御パルスが形成さ
れる。

【００１３】

【動作】図１のインバータ回路の基本的動作は周知のイ
ンバータと同一である。即ち、図１及び図４の主スイッ
チＴＲ1 、ＴＲ4 が同時にオンの期間に電源１と第１の
主スイッチＴＲ1 と負荷２と第４の主スイッチＴＲ4 と
から成る回路で第１の方向の電流が負荷２に流れ、第２
及び第３の主スイッチＴＲ2 、ＴＲ3 が同時にオンの期
間に電源１と第３の主スイッチＴＲ3 と負荷２と第２の
主スイッチＴＲ2とから成る回路で負荷２に第２の方向
の電流が流れる。

【００１４】次に、第１〜第４の主スイッチＴＲ1 〜Ｔ
Ｒ4 のターンオン及びターンオフ期間における動作を説
明する。但し、図３のｔ0 〜ｔ2 に示す第１の主スイッ
チＴＲ1 のターンオフ及び第２の主スイッチＴＲ2 のタ
ーンオンの期間の動作と、ｔ6 〜ｔ8 に示す第２の主ス
イッチＴＲ2 のターンオフ及び第１の主スイッチＴＲ1
のターンオンの期間の動作と、第３の主スイッチＴＲ3
のターンオフ及び第４の主スイッチＴＲ4 のターンオフ
の期間の動作と、第４の主スイッチＴＲ4 のターンオフ
及び第３の主スイッチＴＲ3 のターンオフの期間の動作
とは実質的に同一であるので、図３のｔ0 〜ｔ5 期間の
動作を図４を参照して詳しく説明し、その他の期間の動
作の説明を省略する。

【００１５】

【コンデンサ充電動作】この実施例では、例えば第１、
第４、第６及び第７のコンデンサＣ1 、Ｃ4 、Ｃ6 、Ｃ
7 を図１に示す方向に予め充電することが必要になる。
この充電を行うために、第１、第４の主スイッチＴＲ1
、ＴＲ4 をオンにする。これにより、第１の主スイッ
チＴＲ1 と第１のコンデンサＣ1 と第１の抵抗Ｒ1 の回
路で充電電流が流れ、第１のコンデンサＣ1 が電源電圧
Ｖに充電される。また、第１の主スイッチＴＲ1 と第２
のリアクトルＬ2 と第４のダイオードＤ4 と第４のコン
デンサＣ4 の回路で第４のコンデンサＣ4 が図１に示す
極性に充電される。また第４の抵抗Ｒ4 と第６のコンデ
ンサＣ6 と第４の主スイッチＴＲ4 の回路にも電流が流
れ、第６のコンデンサＣ6 が充電される。また、第７の
コンデンサＣ7 もＣ4と同様な回路で充電される。勿
論、上記とは逆に、第２、第３、第５及び第８のコンデ
ンサＣ2 、Ｃ3 、Ｃ5 、Ｃ8 を予め充電することもでき
る。第１〜第４の主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 によるイン
バータ動作が開始した後には、共振における損失分が主
スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 を介して補給される。

【００１６】

【ターンオフ、ターンオン動作】図４は負荷回路４を無
負荷とし、負荷２をトランスのみの遅れ負荷とした場合
における図３のｔ0 〜ｔ5 区間及びこの近傍における図
１の各部の状態を示す。第１のコンデンサＣ1 がほぼ電
源電圧Ｖに充電されているｔ0 時点で第１の主スイッチ
ＴＲ1 がオフになり、これから所定時間後のｔ1 で第２
の補助スイッチＳ2 がオンになると、第１のコンデンサ
Ｃ1 のエネルギーが、第１のコンデンサＣ1 と第２のリ
アクトルＬ2 と第２の補助スイッチＳ2 と第５のダイオ
ードＤ5 とから成る共振回路で放出され、第１のコンデ
ンサＣ1 の電圧Ｖc1は図４（Ｄ）に示すように正弦波の
９０〜１８０度区間の波形で低下する。この時第５のダ
イオードＤ5 がオンであるので、第２の主スイッチＴＲ
2 の両端には第１のコンデンサＣ1 の電圧Ｖc1が印加さ
れることになり、図４（Ｉ）に示すようにｔ1 〜ｔ2で
第２の主スイッチＴＲ2 の電圧Ｖtr2 がゼロに向って低
下する。また、第１の主スイッチＴＲ1 の電圧Ｖtr1 は
電源電圧Ｖから第２の主スイッチＴＲ2 の電圧Ｖtr2 を
差し引いた値になり、図４（Ｈ）に示すようにゆっくり
と立上る。ｔ1時点で第２の補助スイッチＳ2 がオンに
なると、第４のコンデンサＣ4 の放電回路として第４の
コンデンサＣ4 と第８のダイオードＤ8 と第４のリアク
トルＬ4と第２のコンデンサＣ2 と第２のリアクトルＬ2
と第２の補助スイッチＳ2 とから成る回路が形成さ
れ、このループの共振電流も流れる。この第４のコンデ
ンサＣ4 の共振回路の共振周波数は第１のコンデンサＣ
1 の共振回路の共振周波数よりも幾らか低いので、第４
のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4は図４（Ｇ）に示すように
ｔ2 よりも少し後のｔ3 でゼロになる。また、第２のコ
ンデンサＣ2 は図４（Ｅ）に示すように充電される。第
２のリアクトルＬ2 の電流Ｉ2 は図４（Ｆ）に示すよう
にｔ1 時点から正弦波の０〜９０度区間の波形で流れ
る。ｔ2 時点で第２のリアクトルＬ2 の電流Ｉ2 が正弦
波のほぼピーク値に達すると、この第２のリアクトルＬ
2 の電圧が０Ｖとなり、また第１のコンデンサＣ1 の電
圧Ｖc1もゼロになり、第２のダイオードＤ2 の逆バイア
スが解除され、第２のリアクトルＬ2 の蓄積エネルギー
の放出による電流Ｉ2 は第２のダイオードＤ2 に転流
し、第２のリアクトルＬ2 と第２の補助スイッチＳ2 と
第２のダイオードＤ2 の閉回路を循環電流として流れ
る。なお、第２のコンデンサＣ2 の充電はｔ2 以後まで
続き、この電圧Ｖc2がｔ3 で電源電圧Ｖになった時に終
了する。第２のダイオードＤ2 が順バイアスに転換する
時点ｔ2 又はこの近傍又はこれよりも後に第２の主スイ
ッチＴＲ2 にオン制御信号を与えると、第２の主スイッ
チＴＲ2 のＺＶＳが達成される。第２の主スイッチＴＲ
2 のオン開始時点の好ましい範囲はｔ2 〜ｔ4 である。
第２のダイオードＤ2 又は第２の主スイッチＴＲ2 がオ
ンしている間に第４のコンデンサＣ4 は放電し、第２の
コンデンサＣ2 は充電される。しかし、第２のコンデン
サＣ2 の電圧Ｖc2が電源電圧Ｖ以上になると、第６のダ
イオードＤ6 がオンになり、第２及び第４のリアクトル
Ｌ2 、Ｌ4 のエネルギーは電源１又は負荷２に帰還され
る。第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4がゼロになったｔ
3 時点以後においても第２の補助スイッチＳ2 をオンの
ままにしておくと、第２のリアクトルＬ2 と第２の補助
スイッチＳ2 と第２のダイオードＤ2 の閉回路を循環電
流が流れ続け、電力損失が生じる。そこで、第２の補助
スイッチＳ2 をｔ3 後のｔ4 でオフにする。このｔ4 時
点では第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4及び図４（Ｊ）
に示す第２の補助スイッチＳ2 の電圧Ｖs2はゼロである
ので、第２の補助スイッチＳ2 はＺＶＳとなる。第２の
補助スイッチＳ2 がｔ4 でオフになると、ここに流れて
いた電流が第２のリアクトルＬ2 と第４のダイオードＤ
4 と第４のコンデンサＣ4 と第２のダイオードＤ2 又は
第２の主スイッチＴＲ2 の閉回路に転流し、第４のコン
デンサＣ4 が充電され、この電圧Ｖc4が図４（Ｇ）に示
すように正弦波の０〜９０度区間の波形で高くなり、電
源電圧Ｖになる。以上の動作でｔ5 時点で第１のコンデ
ンサＣ1 の電圧Ｖc1はゼロであり、第２及び第４のコン
デンサＣ2 、Ｃ4 の電圧Ｖc2、Ｖc4は電源電圧Ｖに充電
され、第３のコンデンサＣ3 の電圧は電源電圧Ｖに保た
れているので、図３のｔ6 で第２の主スイッチＴＲ2 を
ターンオフし、ｔ8 で第１の主スイッチＴＲ1 をターン
オンするための条件が整ったことになる。

【００１７】第２の主スイッチＴＲ2 のターンオフ時に
は、この直後に第１の補助スイッチＳ1 がオンになり、
第２のコンデンサＣ2 と第６のダイオードＤ6 と第１の
補助スイッチＳ1 と第１のリアクトルＬ1 との共振回路
が形成され、この回路で図４のｔ1 〜ｔ2 区間に相当す
る電流が流れる。また、第３のコンデンサＣ3 の放電が
第３のコンデンサＣ3 と第１の補助スイッチＳ1 と第１
のリアクトルＬ1 と第１のコンデンサＣ1 と第７のダイ
オードＤ7 の閉回路で生じる。第１のリアクトルＬ1 の
電流がピークに達すると、この電圧がゼロになり、第１
のダイオードＤ1 が順バイアスとなり、第１のリアクト
ルＬ1 と第１のダイオードＤ1 と第１の補助スイッチＳ
1 の回路が形成される。第２の主スイッチＴＲ2 のター
ンオフ、第１の主スイッチＴＲ1 のターンオン時の第
１、第２及び第３のコンデンサＣ1、Ｃ2 、Ｃ3 の電圧
変化は図４の（Ｅ）、（Ｄ）、（Ｇ）と同一であり、第
１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 と第１の補助ス
イッチＳ1 のＺＶＳが達成される。なお、第２のスイッ
チ回路５ｂにおいても同様の動作が生じ、同様の作用効
果が得られる。

【００１８】図４では無負荷として説明したが、負荷２
が抵抗とみなせる場合には、負荷２に印加される電圧に
対応した電流が第１〜第４の主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4
を通って流れる。この時、主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 の
ストレージ電流が流れたとしても、ターンオフ時点で第
１〜第４の主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 の電圧が急に立上
らないので、電力損失は小さい。

【００１９】本実施例は次の効果を有する。（１）主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 のタ−ンオン及びタ
−ンオフ時及び補助スイッチＳ1 〜Ｓ4 のタ−ンオフ時
はＺＶＳとなり、補助スイッチＳ1 〜Ｓ4 のタ−ンオン
時はＺＣＳ（ゼロ電流スイッチ）となるので、スイッチ
ング損失の低減、サージ電圧の低減、ノイズの低減が図
られる。（２）スナバ回路に実質的に損失が生じないので、効
率向上が達成される。（３）一定周波数のＰＷＭ制御が可能になり、電圧制
御を容易に行うことができる。（４）中点電位を持たない単一電源で部分共振動作を
得ることができ、構成が簡単になる。（５）ダイオードＤ1 又はＤ2 を通ってリアクトルＬ
1 又はＬ2 の循環電流が流れる期間があるので、ターン
オン時点の自由度が高くなる。

【００２０】

【第２の実施例】次に、図５を参照して本発明の第２の
実施例に係わるブリッジ型インバータ装置を説明する。
但し、図５及び後述する図６〜図９、図１１〜図２０及
び図２２において図１と共通する部分には同一の符号を
付してその説明を省略する。図５のインバータ回路は図
１のインバータ回路に４つの補助共振用コンデンサＣa
、Ｃb 、Ｃc 、Ｃd を付加したものである。第１及び
第２の補助共振用コンデンサＣa 、Ｃb は第１及び第２
の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 に並列に接続されている。
また、コンデンサＣc 、Ｃd は第３及び第４の主スイッ
チＴＲ3 、ＴＲ4 に並列に接続されている。図５の回路
において上記以外の構成は図１と同一である。

【００２１】図５の主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 及び補助
スイッチＳ1 〜Ｓ4 は図１のこれ等と同様に図３に示す
ように駆動される。従って、図５の回路のインバータの
基本動作は図１のそれと同一である。ところで、図１の
回路において、もし第１、第２、第５及び第６のコンデ
ンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ5 、Ｃ6 の電圧が不足して電源電圧
Ｖとならないと、ＺＶＳが良好に達成されない。又第
１、第２、第５及び第６のコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ5
、Ｃ6 が電源電圧Ｖまで完全に充電されたとしても、
スイッチ回路の配線のインダクタンスによってＬdi／dt
による電圧がスイッチ間に発生してＺＶＳとならない。
図５の第１及び第２の補助共振用コンデンサＣa 〜Ｃd
は上述のような問題を解決するために設けられている。

【００２２】第１のコンデンサＣ1 及び第４のコンデン
サＣ4 及び第２の補助共振用コンデンサＣb が電源電圧
Ｖに充電され、コンデンサＣa がゼロボルトの状態で第
１の主スイッチＴＲ1 をオフにし、その後第２の補助ス
イッチＳ2 をオンにすると、第１のコンデンサＣ1 の放
電による共振電流及び第４のコンデンサＣ4 の放電によ
る共振電流が図１の回路と同様に流れる。これと同時に
第２の補助共振用コンデンサＣb と第２のリアクトルＬ
2 と第２の補助スイッチＳ2 とから成る回路にも共振が
生じる。これにより、第２の主スイッチＴＲ2 の両端に
は第２の補助共振用コンデンサＣb の電圧又はこれと同
一の第１のコンデンサＣ1 の電圧Ｖc1が印加されること
になり、第２の主スイッチＴＲ2 の電圧Ｖtr2 がゼロに
向って低下する。また、第１の主スイッチＴＲ1 の電圧
Ｖtr1 は電源電圧Ｖから第２の主スイッチＴＲ2 の電圧
Ｖtr2 を差し引いた値になり、ゆっくりと立上る。図５
の回路で第２の補助共振用コンデンサＣb から第２のリ
アクトルＬ2 にエネルギーを供給するので、共振回路の
エネルギー不足が補われる。この作用効果は第２の主ス
イッチＴＲ2 のターンオフ、第１の主スイッチＴＲ1 の
ターンオン時にも第１の補助共振用コンデンサＣa に基
づいて得られる。なお、第１及び第２の補助共振用コン
デンサＣa 、Ｃb は電源１の端子間に直接に接続されて
いるので、電源電圧Ｖまで確実に充電される。従って、
インバータの起動後に抵抗Ｒ1 〜Ｒ4を回路から切り離
すことができる。図５の回路において、コンデンサＣa
〜Ｃd の補助共振以外の動作は図１の回路と同一である
ので、第１の実施例と同一の作用効果を有する。

【００２３】

【第３の実施例】図６の第３の実施例のインバータ装置
は、図１の回路に第１〜第４の補助ダイオードＤa 〜Ｄ
d を付加したものであり、この他は図１と全く同一に構
成されている。第１の補助ダイオードＤa は第１のリア
クトルＬ1 と第３のダイオードＤ3 との相互接続中点と
電源１の他端（グランド）との間に接続され、第２の補
助ダイオードＤb は第２のリアクトルＬ2 と第４のダイ
オードＤ4 の相互接続中点と電源１の一端との間に接続
されている。第３及び第４の補助ダイオードＤc 、Ｄd
もＤa 、Ｄb と同様に接続されている。

【００２４】ダイオードＤa 、Ｄb は第３及び第４のコ
ンデンサＣ3 、Ｃ4 が第１及び第２のリアクトルＬ1 、
Ｌ2 のエネルギーで電源電圧Ｖよりも高く充電されるこ
とを防ぐための帰還用ダイオードである。即ち、第３及
び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 が電源電圧Ｖよりも高く
なろうとすると、第１及び第２の補助ダイオードＤa、
Ｄb がオンになって第１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ
2 のエネルギーを電源１に帰還する。図６においてこの
他は図１と同様に動作するので、同様の作用効果を有す
る。

【００２５】なお、第１及び第２の補助ダイオードＤa
、Ｄb を図６で破線で示すように接続変更できる。即
ち、図６において、後述する図１２と同様に第１の補助
ダイオードＤa のカソードを第７のダイオードＤ7 のカ
ソードに接続し、第２の補助ダイオードＤb のアノード
を第８のダイオードＤ8 のアノードに接続するように変
形すること、又は後述する図１３に示すように第１の補
助ダイオードＤa のカソードを第７のダイオードＤ7 の
アノードに接続し、第２の補助ダイオードＤ6 のアノー
ドを第８のダイオードＤ8 のカソードに接続するように
変形することができる。この様に接続変更しても、第１
及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb が第１及び第２の
リアクトルＬ1 、Ｌ2 に対して直列に接続され、この余
ったエネルギーの放出回路が形成される。

【００２６】

【第４の実施例】図７に示す第４の実施例のインバータ
装置は、図１の回路に第１及び第２のクランプ用ダイオ
ードＤe 、Ｄf を付加したものである。第１のクランプ
用ダイオードＤe は第３及び第７のコンデンサＣ3 、Ｃ
7 に並列に接続され、第２のクランプ用ダイオードＤf
は第４及び第８のコンデンサＣ4 、Ｃ8 に接続されてい
る。

【００２７】第１及び第２のクランプ用ダイオードＤe
、Ｄf を設けると、例えば第１のスイッチ回路５ａの
ダイオードＤ1 、Ｄ2 を通る循環電流が流れている時に
第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 が放電してこの電
圧がゼロになってもリアクトルＬ3 、Ｌ4 のエネルギー
が残っていて第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 が逆
方向に充電される恐れがある。しかし、図７に示すよう
にクランプ用ダイオードＤe 、Ｄf を設けると、ここを
通ってリアクトルＬ3 、Ｌ4 のエネルギーが電源に帰還
され、Ｃ3 、Ｃ4 の電圧はゼロにクランプされる。

【００２８】なお、クランプ用ダイオードＤe 、Ｄf を
図７で点線で示すように第１及び第２の補助スイッチＳ
1 、Ｓ2 に逆並列接続することができる。この場合に
は、第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 に対して第３
及び第４のダイオードＤ3 、Ｄ4 を介してクランプ用ダ
イオードＤe 、Ｄf が並列に接続される。

【００２９】

【第５の実施例】図８の第５の実施例のインバータ装置
は、第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 のコレクタ
・エミッタ間の寄生容量の放電防止用ダイオードＤg 、
Ｄh を有している。第１の寄生容量放電防止用ダイオー
ドＤg は第１のリアクトルＬ1 に直列に接続され、第２
の寄生容量放電防止用ダイオードＤh は第２のリアクト
ルＬ2 に直列に接続されている。なお、第２のスイッチ
回路５ｂにも同様なダイオードＤg 、Ｄh が設けられて
いる。

【００３０】第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の
寄生容量は、第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4 と並
列に接続されているので、第３及び第４のコンデンサＣ
3 、Ｃ4 と同時に充電される。第３及び第４のコンデン
サＣ3 、Ｃ4 は第３及び第４のダイオードＤ3 、Ｄ4 に
よって放電が防止されるが、第１及び第２の補助スイッ
チＳ1 、Ｓ2 の寄生容量は第１及び第２の主スイッチＴ
Ｒ1 、ＴＲ2 又はダイオードＤ1 、Ｄ2 と第１及び第２
のリアクトルＬ1 、Ｌ2 を介して放電しようとする。し
かし、図８の回路ではこの放電をダイオードＤg 、Ｄh
で阻止する。これによる寄生容量の放電による損失を減
少させることができる。

【００３１】なお、放電防止用ダイオードＤg 、Ｄh を
第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 に直列に接続す
ることができる。また、図８において、放電防止用ダイ
オードＤg のアノードと電源１の他端（グランド）との
間に第６図に示した第１の帰還用タイオ−ドＤa を接続
し、第２の放電防止ダイオ−ドＤh のカソ−ドと電源１
の一端（上端）との間に図６に示した第２の帰還用ダイ
オ−ドＤb を接続することができる。

【００３２】

【第６の実施例】次に、図９及び図１０を参照して第９
の実施例のインバータ装置を説明する。図９のインバー
タ装置では図１の第１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2
の代りに１つのリアクトルＬa が設けられている。リア
クトルＬa は第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2
の相互接続中点と第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ
2の相互接続中点の間に接続されている。また、第１及
び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 の相互接続中点は第１及
び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 の相互接続中点に接
続されている。第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2
はリアクトルを介さないで相互に直列に接続されてい
る。図９において上記以外は図１と同一に形成されてい
る。この図９ではＬa 、Ｌ3 、Ｌ4 が請求項９における
第１、第２及び第３のリアクトルとなる。なお、ブロッ
クで示す第２のスイッチ回路５ｂは第１のスイッチ回路
５ａと同一に形成されている。

【００３３】図９の第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、
ＴＲ2 、第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 は、図
１のこれ等と同様に図３に従って駆動される。また、コ
ンデンサＣ1 、Ｃ3 、Ｃ4 の初期充電も第１の実施例と
同様に行う。図１０は図４と同様な区間の各部の波形を
示す。第１、第３及び第４のコンデンサＣ1 、Ｃ3 、Ｃ
4 がそれぞれ電源電圧Ｖまで充電され、第１の主スイッ
チＴＲ1 がオン、第２の主スイッチＴＲ2 がオフの状態
から図１０のｔ0 で第１の主スイッチＴＲ1 をオフし、
その直後のｔ1 で第２の補助スイッチＳ2 をオンにする
と、第１のコンデンサＣ1 のエネルギーはＣ1 、Ｌa 、
Ｓ2 、Ｄ5 から成る共振回路で放電する。また、第４の
コンデンサＣ4 のエネルギーはＣ4 、Ｄ8 、Ｌ4 、Ｃ2
、Ｌa 、Ｓ2 の共振回路で放電する。要するに図９の
回路では、図１の第２のリアクトルＬ2 の代りに共通リ
アクトルＬa を通って第１及び第４のコンデンサＣ1 、
Ｃ4の共振による放電回路が形成される。これにより、
第１、第２及び第４のコンデンサＣ、Ｃ2 、Ｃ4 の電圧
Ｖc1、Ｖc2、Ｖc4は図１０（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）に示
すように図４と同様に変化し、第１及び第２の主スイッ
チＴＲ1 、ＴＲ2 の電圧Ｖtr1 、Ｖtr2 も図１０
（Ｈ）、（Ｉ）に示すように図４と同様に変化し、リア
クトルＬa の電流Ｉ1 も図１０（Ｆ）に示すように変化
する。なお、リアクトルＬa の電流の向きは第１の補助
スイッチＳ1 のオンの時には図１０（Ｆ）と逆になる。
リアクトルＬa の電流Ｉ1 がピークに達すると、リアク
トルＬa の電圧はゼロになり、ｔ2 時点で第２のダイオ
ードＤ2 がオンになる。これにより、リアクトルＬa と
第２の補助スイッチＳ2 と第２のダイオードＤ2 の循環
回路が形成される。図１の第２のリアクトルＬ2 の代り
に図９では共通リアクトルＬa を通って電流が流れる
が、その他の動作は基本的に図１の回路と基本的に同一
であるので、第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2
、第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 のＺＶＳが
達成され、第１の実施例と同様な作用効果が得られる。

【００３４】

【第７の実施例】図１１の回路は図９の回路に第１及び
第２の補助共振用コンデンサＣa 、Ｃbを付加したもの
である。図９の第１及び第２の補助共振用コンデンサＣ
a 、Ｃbは第１及び第２の主スイッチＴＲ1 、ＴＲ2 に
並列に接続され、図５の回路と同様に共振のエネルギー
の供給源として働く。

【００３５】

【第８の実施例】図１２の回路は図９の回路に第１及び
第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb を付加したものであ
る。第１の補助ダイオードＤa の一端は電源１の他端
（グランド）に接続され、他端は第７のダイオードＤ7
と第３のコンデンサＣ3 との間に接続されている。第２
の補助ダイオードＤb の一端は第４のコンデンサＣ4 と
第８のダイオードＤ8 との間に接続され、他端は電源１
の一端に接続されている。図１２の第１及び第２の補助
ダイオードＤa 、Ｄb は図６に示した第３の実施例と同
一の作用効果を有する。

【００３６】

【第９の実施例】図１３は図１２の第１及び第２の補助
ダイオードＤa 、Ｄb の接続箇所を変えたインバータ装
置を示す。この図１３では第１の補助ダイオードＤa の
カソードが第７のダイオードＤ7 のアノードに接続さ
れ、第２の補助ダイオードＤb のアノードが第８のダイ
オードＤ8 のカソードに接続されている。このように接
続しても第３及び第８の実施例と同様の作用効果が得ら
れる。

【００３７】

【第１０の実施例】図１４の回路は、図９の回路に第１
及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb を付加したもので
ある。第１及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄb は第１
及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 に逆並列接続されて
いる。図１４の第１及び第２の補助ダイオードＤa 、Ｄ
b は第３、第８、第９の実施例と同様にリアクトルＬa
の余ったエネルギーを電源に帰還する作用を有すると共
に、図７のダイオードＤe 、Ｄf と同様にクランプ作用
を有する。

【００３８】

【第１１の実施例】図１５の回路は図９の回路に第１及
び第２のクランプ用ダイオードＤe 、Ｄfを付加したも
のである。図１５において第１及び第２のクランプ用ダ
イオードＤe 、Ｄf は図７と同様に第３及び第４のコン
デンサＣ3 、Ｃ4 に並列に接続されている。この図１５
の回路は図７と同一の作用効果を有する。

【００３９】

【第１２の実施例】図１６の回路は図９の回路に第１及
び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 のコレクタ・エミッタ
間の寄生容量の放電を阻止する第１及び第２の放電防止
用ダイオードＤg 、Ｄh を付加したものである。第１及
び第２の放電防止用ダイオードＤg、Ｄh は第１及び第
２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 の直列回路に対して直列に
接続され、且つ第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2
と共通のリアクトルＬa との間に配置されている。図１
６の回路は図８の回路と同一の作用効果を有する。

【００４０】

【第１３の実施例】次に、図１７の第１３の実施例のハ
ーフブリッジ型インバータ装置を説明する。図１７のイ
ンバータ装置は、図９のインバータ装置の第２のスイッ
チ回路５ｂの代りに、第１及び第２の変換用コンデンサ
Ｃ11、Ｃ12を設けたものである。コンデンサＣ11、Ｃ12
の直列回路は電源１の一端と他端との間に接続され、こ
の相互接続中点に負荷２が接続されている。このハーフ
ブリッジ装置のスイッチ回路５ａは図９と同一であるの
で、図９と同一の作用効果を得ることができる。なお、
図１、図５〜図８、及び図１１〜図１６のスイッチ回路
５ａを使用して図１７と同様のハーフブリッジ回路を構
成し、同様の作用効果を得ることができる。

【００４１】

【第１４の実施例】図１８に示す第１４の実施例のイン
バ−タ装置は、図１のインバ−タ装置に第１及び第２の
補助充電用ダイオ−ドＤ21、Ｄ22を付加した他は図１と
同一に構成されている。第１の補助充電用ダイオ−ドＤ
21は第１のコンデンサＣ1 の上端（他端）と第１のリア
クトルＬ1 の第１の補助スイッチＳ1 側の端子との間に
接続され、第２の補助充電用ダイオ−ドＤ22は第２のリ
アクトルＬ2 の第２の補助スイッチＳ2 側の端子と第２
のコンデンサＣ2 の下端（他端）との間に接続されてい
る。

【００４２】この第１及び第２の補助充電用ダイオ−ド
Ｄ21、Ｄ22は第１及び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 の充
電に寄与する。即ち、第２の補助スイッチＳ2 のオフの
後に、第２のリアクトルＬ2 と第２の補助充電用ダイオ
−ドＤ22と第２のコンデンサＣ2 の閉回路が形成され、
第２のコンデンサＣ2 が第２のリアクトルＬ2 のエネル
ギで充電される。また、第１の補助スイッチＳ1 のオフ
の後には、Ｌ1 −Ｃ1−Ｄ21の回路が形成され、第１の
リアクトルＬ1 のエネルギで第１のコンデンサＣ1 が充
電される。なお、図１の回路では、第１及び第２のコン
デンサＣ1 、Ｃ2 は第１及び第２の補助スイッチＳ1 、
Ｓ2 のオン期間に第３及び第４のコンデンサＣ3 、Ｃ4
の電荷に基づいて充電されるが、完全に充電されないこ
とがある。しかし、図１８の回路でダイオ−ドＤ21、Ｄ
22を通した充電によってこの種の問題が生じなくなる。
また、第２及び第１のコンデンサＣ2 、Ｃ1 が所望値ま
で充電された後には、Ｌ2 −Ｄ22−Ｄ6 −１−Ｄ2 の回
路、Ｌ1 −Ｄ1 −１−Ｄ5−Ｄ21の回路に電流が流れ
る。

【００４３】

【第１５の実施例】図１９に示す第１５の実施例は、図
９の回路に図１８と同様に第１及び第２の補助充電用ダ
イオ−ドＤ21、Ｄ22を付加したものである。これによ
り、第１８図の回路と同様な作用効果を得ることができ
る。即ち、Ｌa −Ｄ22−Ｃ2 の回路で第２のコンデンサ
Ｃ2 が充電され、Ｌa −Ｃ1 −Ｄ21の回路で第１のコン
デンサＣ1 が充電される。なお、第２及び第１のコンデ
ンサＣ2 、Ｃ1 が所望値まで充電された後は、Ｌa −Ｄ
22−Ｄ6 −１−Ｄ2 の回路、Ｌa −Ｄ1 −１−Ｄ5 −Ｄ
21の回路でリアクトルＬa の電流が流れる。

【００４４】

【第１６の実施例】図２０に示すインバータ装置は、図
１のインバータ装置に対して第１〜第４のスイッチング
損失低減用コンデンサＣx1〜Ｃx4と第１〜第８のスイッ
チング損失低減用ダイオードＤx1〜Ｄx8を追加し、この
他は図１と同一に構成したものである。第１のスイッチ
ング損失低減用コンデンサＣx1と第１のスイッチング損
失低減用ダイオードＤx1とは互いに直列に接続され、こ
の直列回路が第１のリアクトルＬ1 に並列に接続されて
いる。第２のスイッチング損失低減用コンデンサＣx2と
第２のスイッチング損失低減用ダイオードＤx2は互いに
直列に接続され、この直列回路が第２のリアクトルＬ2
に並列に接続されている。第３のスイッチング損失低減
用ダイオードＤx3のアノードは第２の補助スイッチＳ2
の下端即ちエミッタに接続され、このカソードは第１の
スイッチング損失低減用コンデンサＣx1の上端に接続さ
れている。従って、第３のスイッチング損失低減用ダイ
オードＤx3は第１のスイッチング損失低減用コンデンサ
Ｃx1と第２のリアクトルＬ2 と第２の補助スイッチＳ2
とが互いに直列に接続された回路に対して並列接続され
ている。第４のスイッチング損失低減用ダイオードＤx4
のアノードは第２のスイッチング損失低減用コンデンサ
Ｃx2の下端に接続され、このカソードは第１の補助スイ
ッチＳ1 の上端即ちコレクタに接続されている。従っ
て、この第４のスイッチング損失低減用ダイオードＤx4
は、第２のスイッチング損失低減用コンデンサＣx2と第
１のリアクトルＬ1 と第１の補助スイッチＳ1 とが互い
に直列に接続された回路に対して並列接続されている。
第２のスイッチ回路５ｂは第１のスイッチ回路５ａと同
一構成であるので、コンデンサＣx3とダイオードＤx5の
直列回路はリアクトルＬ5 に並列に接続され、コンデン
サＣx4とダイオードＤx6の回路はリアクトルＬ6 に並列
に接続され、ダイオードＤx7はコンデンサＣx3とリアク
トルＬ6 と補助スイッチＳ4 とが互いに直列に接続され
た回路に対して並列に接続され、ダイオードＤx8はコン
デンサＣx4とリアクトルＬ5 と補助スイッチＳ3 とが互
いに直列に接続された回路に対して並列に接続されてい
る。

【００４５】図２０のインバータ装置の基本的動作は図
１のインバータ装置のそれと同一である。図２１は図２
０の各部の状態を図４と同様に示す。図２１の（Ａ）〜
（Ｊ）は図４の（Ａ）〜（Ｊ）と同一箇所の状態を示
す。図２１の（Ｋ）（Ｌ）は第１及び第２のスイッチン
グ損失低減用コンデンサＣx1、Ｃx2の電圧Ｖcx1 、Ｖcx
2 を示す。図２１のｔ1 で第２の補助スイッチＳ2 がタ
ーンオンすると、第１のスイッチング損失低減用コンデ
ンサＣx1に蓄積されていた電荷がこのコンデンサＣx1と
第２のリアクトルＬ2 と第２の補助スイッチＳ2 と第３
のスイッチング損失低減用ダイオードＤx3の共振回路で
放出され、このコンデンサＣx1の電圧Ｖcx1 はｔ2 で零
になる。なお、図２０においても第２の補助スイッチＳ
2 のターンオン時には図１と同様にＣ1 −Ｌ2 −Ｓ2 −
Ｄ5 の共振回路も形成される。その後、ｔ4 で第２の補
助スイッチＳ2 がオフになると、Ｌ2 −Ｄ4 −Ｃ4 −Ｄ
2 の回路が図１の装置と同様に形成されると共に、Ｌ2
−Ｄx2−Ｃx2の閉回路が形成され、コンデンサＣ4 、Ｃ
x2の電圧Ｖc4、Ｖcx2 が図２１（Ｇ）、（Ｌ）に示すよ
うに電源電圧Ｖに向かって徐々に高くなる。図１の回路
のように図２０の第２のスイッチング損失低減用コンデ
ンサＣx2を有さない場合には第２のリアクトルＬ2 の電
流Ｉ2 の全部が第４のコンデンサＣ4 に転流し、図２１
（Ｇ）のｔ4 〜ｔ5 区間で点線で示すように第４のコン
デンサＣ4 の電圧Ｖc4は急速に上昇し、第２の補助スイ
ッチＳ2 の電圧も同様に上昇する。これに対し、図２０
の装置では第２のリアクトルＬ2 の電流の一部が第２の
スイッチング損失低減用コンデンサＣx2に転流するの
で、第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4の上昇速度が図２
１（Ｇ）のｔ4 〜ｔ5 で実線で示すように低下する。と
ころで、第２の補助スイッチＳ2 はトランジスタであ
り、キャリアの蓄積作用を有し、図２１のｔ4 でオフ制
御されても図２１（Ｆ）のｔ4 〜ｔ5 区間で点線で示す
ように電流Ｉs2が流れ続け、第２の補助スイッチＳ2 に
電力損失が生じる。この第２の補助スイッチＳ2におけ
る電力損失はここを流れる電流Ｉs2とここの電圧即ち第
４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4の積である。ｔ4 〜ｔ5
においては第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4及び第２の
補助スイッチＳ2 の電圧が低くなるので、スイッチング
損失も小さくなる。なお、第１、第３及び第４の補助ス
イッチＳ1 、Ｓ3 、Ｓ4 のターンオフ時においても、第
２の補助スイッチＳ2 のターンオフ時と同様な作用効果
が得られる。また、図２０のコンデンサＣx1〜Ｃx4、ダ
イオードＤx1〜Ｄx8を図５〜図８及び図１８のインバー
タ装置に同様に付加することができる。

【００４６】

【第１７の実施例】図２２に示すインバータ装置は、図
９のインバータ装置に第１及び第２のスイッチング損失
低減用コンデンサＣx1、Ｃx2と第１、第２、第３及び第
４のスイッチング損失低減用ダイオードＤx1、Ｄx2、Ｄ
x3、Ｄx4を追加した他は図９と同一に構成したものであ
る。第１のスイッチング損失低減用コンデンサＣx1と第
１のスイッチング損失低減用ダイオードＤx1との第１の
直列回路及び第２のスイッチング損失低減用コンデンサ
Ｃx2と第２のスイッチング損失低減用ダイオードＤx2と
の第２の直列回路は共通のリアクトルＬａにそれぞれ並
列接続されている。但し、第１及び第２のスイッチング
損失低減用ダイオードＤx1、Ｄx2は互いに逆極性に接続
されている。第３のスイッチング損失低減用ダイオード
Ｄx3は第２の補助スイッチＳ2 のエミッタと第１のスイ
ッチング損失低減用コンデンサＣx1の一方の端子との間
に接続されている。結局、このダイオードＤx3は第１の
スイッチング損失低減用コンデンサＣx1と共通のリアク
トルＬａと第２の補助スイッチＳ2 との直列回路に対し
て並列に接続されている。第４のスイッチング損失低減
用ダイオードＤx4は第２のスイッチング損失低減用コン
デンサＣx2の一端と第１の補助スイッチＳ1 のコレクタ
との間に接続されている。結局、このダイオードＤx4は
第１の補助スイッチＳ1 と共通のリアクトルＬａと第２
のスイッチング損失低減用コンデンサＣx2の直列回路に
対して並列に接続されている。

【００４７】図２２のインバータ装置の基本的動作は図
９のインバータ装置のそれと同一である。図２３は図２
１の各部の状態を図１０と同様に示す。図２３の（Ａ）
〜（Ｊ）は図１０の（Ａ）〜（Ｊ）と同一箇所の状態を
示す。図２３の（Ｋ）（Ｌ）は第１及び第２のスイッチ
ング損失低減用コンデンサＣx1、Ｃx2の電圧Ｖcx1 、Ｖ
cx2 を示す。図２３のｔ1 で第２の補助スイッチＳ2 が
ターンオンすると、第１のスイッチング損失低減用コン
デンサＣx1に蓄積されていた電荷がこのコンデンサＣx1
と共通リアクトルＬａと第２の補助スイッチＳ2 と第３
のスイッチング損失低減用ダイオードＤx3の共振回路で
放出され、このコンデンサＣx1の電圧Ｖcx1 はｔ2 で零
になる。なお、図２２においても第２の補助スイッチＳ
2 のターンオン時には図９と同様にＣ1 −Ｌａ−Ｓ2 −
Ｄ5 の共振回路も形成される。その後、ｔ4 で第２の補
助スイッチＳ2 がオフになると、Ｌａ−Ｄ4 −Ｃ4 −Ｄ
2の回路が図９の装置と同様に形成されると共に、Ｌａ
−Ｄx2−Ｃx2の閉回路が形成され、コンデンサＣ4 、Ｃ
x2の電圧Ｖc4、Ｖcx2 が図２３（Ｇ）、（Ｌ）に示すよ
うに電源電圧Ｖに向かって徐々に高くなる。図９の回路
のように図２２の第２のスイッチング損失低減用コンデ
ンサＣx2を有さない場合には共通リアクトルＬａの電流
Ｉ2 の全部が第４のコンデンサＣ4 に転流し、図２３
（Ｇ）のｔ4 〜ｔ5 区間で点線で示すように第４のコン
デンサＣ4 の電圧Ｖc4は急速に上昇し、第２の補助スイ
ッチＳ2 の電圧も同様に上昇する。これに対し、図２２
の装置では共通リアクトルＬ2 の電流の一部が第２のス
イッチング損失低減用コンデンサＣx2に転流するので、
第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4の上昇速度が図２３
（Ｇ）のｔ4 〜ｔ5 で実線で示すように低下する。とこ
ろで、第２の補助スイッチＳ2 はトランジスタであり、
キャリアの蓄積作用を有し、図２３のｔ4 でオフ制御さ
れても図２３（Ｆ）のｔ4 〜ｔ5 区間で点線で示すよう
に電流Ｉs2が流れ続け、第２の補助スイッチＳ2 に電力
損失が生じる。この第２の補助スイッチＳ2 における電
力損失はここを流れる電流Ｉs2とここの電圧即ち第４の
コンデンサＣ4の電圧Ｖc4の積である。ｔ4 〜ｔ5 にお
いては第４のコンデンサＣ4 の電圧Ｖc4及び第２の補助
スイッチＳ2 の電圧が低くなるので、スイッチング損失
も小さくなる。なお、第１の補助スイッチＳ1 のターン
オフ時においても、第２の補助スイッチＳ2 のターンオ
フ時と同様な作用効果が得られる。また、図２２のコン
デンサＣx1、Ｃx2、ダイオードＤx1〜Ｄx4を図１１〜図
１７及び図１９のインバータ装置にも付加することがで
きる。

【００４８】

【第１８の実施例】図２４に示すインバ−タ装置は、ス
イッチング損失低減用ダイオ−ドＤx1、Ｄx2、Ｄx5、Ｄ
x6の接続箇所を変えた他は図２０と同一に形成したもの
である。図２４において、第１及び第５のスイッチング
損失低減用ダイオ−ドＤx1、Ｄx5のカソ−ドは第３及び
第１１のダイオ−ドＤ3 、Ｄ11のアノ−ドに接続され、
第２及び第６のスイッチング損失低減用ダイオ−ドＤx
2、Ｄx6のアノ−ドは第４及び第１２のダイオ−ドＤ4
、Ｄ12のカソ−ドに接続されている。この様に接続変
更しても図２４の回路は図２０の回路と実質的に同一の
動作をなし、同一の効果を得ることができる。なお、第
１及び第２のスイッチング損失低減用ダイオ−ドＤx1、
Ｄx2のいずれか一方、又はダイオ−ドＤx5、Ｄx6のいず
れか一方のみを図２４のように接続変更することもでき
る。

【００４９】

【第１９の実施例】図２５に示すインバ−タ装置は図２
０の第３、第４、第１１及び第１２のダイオ−ドＤ2 、
Ｄ4 、Ｄ11、Ｄ12の接続箇所を変えた他は図２０と同一
に形成したものである。図２５では第３及び第１１のダ
イオ−ドＤ3 、Ｄ11のカソ−ドが第１及び第５のスイッ
チング損失低減用ダイオ−ドＤx1、Ｄx5のアノ−ドに接
続され、第４及び第１２のダイオ−ドＤ4 、Ｄ12のアノ
−ドが第２及び第６のスイッチング損失低減用ダイオ−
ドＤx2、Ｄx6のカソ−ドに接続されている。図２５の回
路は図２０の回路と実質的に同一の動作をなし、同一の
効果を得ることができる。なお、図２５においてダイオ
−ドＤ3 、Ｄ4 のいずれか一方又はダイオ−ドＤ11、Ｄ
12のいずれか一方のみを図２５のように接続し、他方を
図２０のように接続することができる。

【００５０】

【第２０の実施例】図２６のインバ−タ装置は図２２の
第１及び第２のスイッチング損失低減用ダイオ−ドＤx
1、Ｄx2の接続箇所を変えた他は図２２と同一に形成し
たものである。図２６では第１のスイッチング損失低減
用ダイオ−ドＤx1のカソ−ドが第３のダイオ−ドＤ3 の
アノ−ドに接続され、第２のスイッチング損失低減用ダ
イオ−ドＤ2 のアノ−ドが第４のダイオ−ドＤ4 のカソ
−ドに接続されている。図２６の回路は図２２の回路と
実質的に同一の動作をなし、同一の効果を得ることがで
きる。なお、第１及び第２のスイッチング損失低減用ダ
イオ−ドＤx1、Ｄx2のいずれか一方のみを図２６に示す
ように接続し、他方を図２２に示すように接続すること
もできる。

【００５１】

【第２１の実施例】図２７のインバ−タ装置は図２２の
第３及び第４のダイオ−ドＤ3 、Ｄ4 の接続箇所を変え
た他は図２２と同一に形成したものである。図２７では
第３のダイオ−ドＤ3 のカソ−ドが第１のスイッチング
損失低減用ダイオ−ドＤx1のアノ−ドに接続され、第４
のダイオ−ドＤ4 のアノ−ドが第２のスイッチング損失
低減用ダイオ−ドＤx2のカソ−ドに接続されている。図
２７の回路は図２２の回路と実質的に同一の動作をな
し、同一の効果を得ることができる。なお、図２７の第
３及び第４のダイオ−ドＤ3 、Ｄ4 のいずれか一方を図
２７のように接続し、他方を図２２のように接続するこ
とができる。

【００５２】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。（１）各実施例における第１のスイッチ回路５ａに相
当するものを３個又は多数個用意して３相又は多相結線
することによって３相又は多相ブリッジ型インバータ装
置を構成することができる。（２）主スイッチＴＲ1 〜ＴＲ4 、補助スイッチＳ1
〜Ｓ4 を電界効果トランジスタ等の半導体スイッチにす
ることができる。また、これ等を逆並列のダイオード内
蔵素子とすることができる。（３）各実施例において、例えば第２の補助スイッチ
Ｓ2 のオン開始時点を図４のｔ0 時点即ち図４（Ｃ）で
点線で示すように第１の主スイッチＴＲ1 のオフ転換時
点とすること又はこの時点ｔ0 よりも少し前の時点にす
ることができる。この様にしても第１及び第２の主スイ
ッチＴＲ1 、ＴＲ2 のターンオン及びターンオフ時のＺ
ＶＳ、第１及び第２の補助スイッチＳ1 、Ｓ2 のターン
オン時のＺＣＳ（ゼロ電流スイッチ）、ターンオフ時の
ＺＶＳが可能である。（４）各実施例において、充電抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 を省
き、独立の充電回路で各コンデンサの初期充電を行うこ
とができる。また、充電抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 をスイッチに置
き換えて選択的に充電電流を流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のインバータ装置を示す回路図で
ある。

【図２】図１の制御回路を示すブロック図である。

【図３】図２の各部の波形図である。

【図４】図１の各部の波形図である。

【図５】第２の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図６】第３の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図７】第４の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図８】第５の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図９】第６の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図１０】図９の各部の波形図である。

【図１１】第７の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図１２】第８の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図１３】第９の実施例のインバータ装置の回路図であ
る。

【図１４】第１０の実施例のインバータ装置の回路図で
ある。

【図１５】第１１の実施例のインバータ装置の回路図で
ある。

【図１６】第１２の実施例のインバータ装置の回路図で
ある。

【図１７】第１３の実施例のインバータ装置の回路図で
ある。

【図１８】第１４の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図１９】第１５の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図２０】第１６の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図２１】図２０の各部の状態を示す波形図である。

【図２２】第１７の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図２３】図２２の各部の状態を示す波形図である。

【図２４】第１８の実施例のインバータ装置を示す回路
図である。

【図２５】第１９の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図２６】第２０の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【図２７】第２１の実施例のインバ−タ装置を示す回路
図である。

【符号の説明】

ＴＲ1 〜ＴＲ4 主スイッチＳ1 〜Ｓ4 補助スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源の一端と他端との間に１個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第１の方向の電流とこれと反対の第２の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも１個の前記スイッチ回路が、前記直流電源（１）の一端と他端との間に接続された第
１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）の直列回路
から成り、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 ）の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回
路と、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）に逆
並列接続された第１及び第２のダイオード（Ｄ1 、Ｄ2
）と、第１の補助スイッチ（Ｓ1 ）と第１のリアクトル（Ｌ1
）との直列回路であって、前記第１の補助スイッチ
（Ｓ1 ）が前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）よりも前記電
源（１）の一端側に配置され、前記第１の補助スイッチ
（Ｓ1 ）と前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）とが前記電源
（１）の一端と前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1
、ＴＲ2 ）の相互接続中点との間に接続されている第
１の補助回路と、第２の補助スイッチ（Ｓ2 ）と第２のリアクトル（Ｌ2
）との直列回路であって、前記第２の補助スイッチ
（Ｓ2 ）が前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）よりも前記電
源（１）の他端側に配置され、前記第２のリアクトル
（Ｌ2 ）と前記第２の補助スイッチ（Ｓ2 ）とが前記第
１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）の相互接続
中点と前記電源（１）の他端との間に接続されている第
２の補助回路と、その一端が前記第１及び第２のリアクトル（Ｌ1 、Ｌ2
）の相互接続中点に接続された第１のコンデンサ（Ｃ1
）と、その一端が前記第１及び第２のリアクトル（Ｌ1 、Ｌ2
）の相互接続中点に接続された第２のコンデンサ（Ｃ2
）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）の他端と前記第１のリア
クトル（Ｌ1 ）の前記第１の補助スイッチ（Ｓ1 ）側の
端子との間に接続された第３のダイオード（Ｄ3 ）と、前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）の前記第２の補助スイッ
チ（Ｓ2 ）側の端子と前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）の
他端との間に接続された第４のダイオード（Ｄ4 ）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第２のリアクトル
（Ｌ2 ）と前記第２の補助スイッチ（Ｓ2 ）とが直列に
接続されている回路に対して並列に接続された第５のダ
イオード（Ｄ5 ）と、前記第１の補助スイッチ（Ｓ1 ）と前記第１のリアクト
ル（Ｌ1 ）と前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）とが直列に
接続されている回路に対して並列に接続された第６のダ
イオード（Ｄ6 ）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第３のダイオード
（Ｄ3 ）との間に接続された第３のリアクトル（Ｌ3 ）
と、前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）と前記第４のダイオード
（Ｄ4 ）との間に接続された第４のリアクトル（Ｌ4 ）
と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第３のダイオード
（Ｄ3 ）との間で前記第３のリアクトル（Ｌ3 ）に対し
て直列に接続された第７のダイオード（Ｄ7 ）と、前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）と前記第４のダイオード
（Ｄ4 ）との間で前記第４のリアクトル（Ｌ4 ）に対し
て直列に接続された第８のダイオード（Ｄ8 ）と、その一端が前記電源（１）の一端に接続され、その他端
が前記第３のダイオード（Ｄ3 ）と前記第７のダイオー
ド（Ｄ7 ）との間に接続された第３のコンデンサ（Ｃ3
）と、その一端が前記電源（１）の他端に接続され、その他端
が前記第４のダイオード（Ｄ4 ）と前記第８のダイオー
ド（Ｄ8 ）との間に接続された第４のコンデンサ（Ｃ4
）と、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）をデ
ッド・タイムを有して一定の周期で交互にオン制御する
ための第１及び第２の主制御パルスを発生し、前記第１
の補助スイッチ（Ｓ1)をオン制御するための第１の補助
制御パルスを少なくと前記第２の主制御パルスの後縁か
ら前記第１の主制御パルスの前縁までの期間の一部を含
むように発生し、前記第２の補助スイッチ（Ｓ2)をオン
制御するための第２の補助制御パルスを少なくとも前記
第１の主制御パルスの後縁から前記第２の主制御パルス
の前縁までの期間の一部を含み且つ前記第１の補助制御
パルスとの間に所定の時間間隙を有するように発生する
スイッチ制御回路とを具備していることを特徴とするイ
ンバータ装置。
【請求項２】更に、前記第１及び第２の主スイッチ
（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）に並列に接続された第１及び第２の
補助共振用コンデンサ（Ｃa 、Ｃb ）を有していること
を特徴とする請求項１に従うインバータ装置。
【請求項３】更に、その一端が前記電源（１）の他端
に接続され、その他端が前記第１の補助スイッチ（Ｓ1
）と前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）との相互接続点に
接続された第１の補助ダイオード（Ｄa ）と、その一端
が前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）と前記第２の補助スイ
ッチ（Ｓ2 ）の相互接続点に接続され、その他端が前記
電源（１）の一端に接続された第２の補助ダイオード
（Ｄb ）とを有していることを特徴とする請求項１又は
２に従うインバータ装置。
【請求項４】更に、その一端が前記電源（１）の他端
に接続され、その他端が前記第３のコンデンサ（Ｃ3 ）
と前記第７のダイオード（Ｄ7 ）との間に接続された第
１の補助ダイオード（Ｄa ）と、その一端が前記第４の
コンデンサ（Ｃ4 ）と前記第８のダイオード（Ｄ8 ）と
の間に接続され、その他端が前記電源（１）の一端に接
続された第２の補助ダイオード（Ｄb ）とを有している
ことを特徴とする請求項１又は２に従うインバータ装
置。
【請求項５】更に、その一端が前記電源（１）の他端
に接続され、その他端が前記第３のリアクトル（Ｌ3 ）
と前記第７のダイオード（Ｄ7 ）との間に接続された第
１の補助ダイオード（Ｄa ）と、その一端が前記第４の
リアクトル（Ｌ4 ）と前記第８のダイオード（Ｄ8 ）と
の間に接続され、その他端が前記電源（１）の一端に接
続された第２の補助ダイオード（Ｄb ）とを有している
ことを特徴とする請求項１又は２に従うインバータ装
置。
【請求項６】更に、前記第３及び第４のコンデンサ
（Ｃ3 、Ｃ4 ）に並列接続された第１及び第２のクラン
プ用ダイオード（Ｄe 、Ｄf ）を有していることを特徴
とする請求項１又は２又は３又は４又は５に従うインバ
ータ装置。
【請求項７】更に、前記第１及び第２の補助スイッチ
（Ｓ1 、Ｓ2 ）の逆並列接続された第１及び第２のクラ
ンプ用ダイオード（Ｄe 、Ｄf ）を有していることを特
徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５に従うイン
バータ装置。
【請求項８】更に、前記第１及び第２の補助スイッチ
（Ｓ1 、Ｓ2 ）に直列に接続された前記第１及び第２の
寄生容量放電防止用ダイオード（Ｄg 、Ｄh）を有して
いることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は
５又は６又は７に従うインバータ装置。
【請求項９】直流電源の一端と他端との間に１個又は
複数個のスイッチ回路が接続され、前記スイッチ回路に
よって負荷に第１の方向の電流とこれと反対の第２の方
向の電流を流すように構成されたブリッジ型又はハーフ
ブリッジ型又は多相ブリッジ型インバータ装置におい
て、少なくとも１個の前記スイッチ回路が、前記直流電源（１）の一端と他端との間に接続された第
１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）の直列回路
から成り、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 ）の相互接続中点が負荷に接続されている主変換回
路と、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）に逆
並列接続された第１及び第２のダイオード（Ｄ1 、Ｄ2
）と、前記電源（１）の一端と他端との間に接続された第１及
び第２の補助スイッチ（Ｓ1 、Ｓ2 ）の直列回路と、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）の相
互接続中点と前記第１及び第２の補助スイッチ（Ｓ1 、
Ｓ2 ）の相互接続中点との間に接続された第１のリアク
トル（Ｌa ）と、その一端が前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 ）の相互接続中点に接続された第１のコンデンサ
（Ｃ1 ）と、その一端が前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、Ｔ
Ｒ2 ）の相互接続中点に接続された第２のコンデンサ
（Ｃ2 ）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）の他端と前記第１及び第
２の補助スイッチ（Ｓ1 、Ｓ2 ）の相互接続中点との間
に接続された第３のダイオード（Ｄ3 ）と、前記第１及び第２の補助スイッチ（Ｓ1 、Ｓ2 ）の相互
接続中点と前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）の他端との間
に接続された第４のダイオード（Ｄ4 ）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第１のリアクトル
（Ｌa ）と前記第２の補助スイッチ（Ｓ2 ）とが直列に
接続されている回路に対して並列に接続された第５のダ
イオード（Ｄ5 ）と、前記第１の補助スイッチ（Ｓ1 ）と前記第１のリアクト
ル（Ｌa ）と前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）とが直列に
接続されている回路に対して並列に接続された第６のダ
イオード（Ｄ6 ）と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第３のダイオード
（Ｄ3 ）との間に接続された第２のリアクトル（Ｌ3 ）
と、前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）と前記第４のダイオード
（Ｄ4 ）との間に接続された第３のリアクトル（Ｌ4 ）
と、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）と前記第３のダイオード
（Ｄ3 ）との間で前記第２のリアクトル（Ｌ3 ）に対し
て直列に接続された第７のダイオード（Ｄ7 ）と、前記第２のコンデンサ（Ｃ2 ）と前記第４のダイオード
（Ｄ4 ）との間で前記第３のリアクトル（Ｌ4 ）に対し
て直列に接続された第８のダイオード（Ｄ8 ）と、その一端が前記電源（１）の一端に接続され、その他端
が前記第３のダイオード（Ｄ3 ）と前記第７のダイオー
ド（Ｄ7 ）との間に接続された第３のコンデンサ（Ｃ3
）と、その一端が前記電源（１）の他端に接続され、その他端
が前記第４のダイオード（Ｄ4 ）と前記第８のダイオー
ド（Ｄ8 ）との間に接続された第４のコンデンサ（Ｃ4
）と、前記第１及び第２の主スイッチ（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）をデ
ッド・タイムを有して一定の周期で交互にオン制御する
ための第１及び第２の主制御パルスを発生し、前記第１
の補助スイッチ（Ｓ1)をオン制御するための第１の補助
制御パルスを少なくと前記第２の主制御パルスの後縁か
ら前記第１の主制御パルスの前縁までの期間の一部を含
むように発生し、前記第２の補助スイッチ（Ｓ2)をオン
制御するための第２の補助制御パルスを少なくとも前記
第１の主制御パルスの後縁から前記第２の主制御パルス
の前縁までの期間の一部を含み且つ前記第１の補助制御
パルスとの間に所定の時間間隙を有するように発生する
スイッチ制御回路とを具備していることを特徴とするイ
ンバータ装置。
【請求項１０】更に、前記第１及び第２の主スイッチ
（ＴＲ1 、ＴＲ2 ）に並列に接続された第１及び第２の
補助共振用コンデンサ（Ｃa 、Ｃb ）を有していること
を特徴とする請求項９に従うインバータ装置。
【請求項１１】更に、その一端が前記電源（１）の他
端に接続され、その他端が前記第３のコンデンサ（Ｃ3
）と前記第７のダイオード（Ｄ7 ）との間に接続され
た第１の補助ダイオード（Ｄa ）と、その一端が前記第
４のコンデンサ（Ｃ4 ）と前記第８のダイオード（Ｄ8
）との間に接続され、その他端が前記電源（１）の一
端に接続された第２の補助ダイオード（Ｄb ）とを有し
ていることを特徴とする請求項９又は１０に従うインバ
ータ装置。
【請求項１２】更に、その一端が前記電源（１）の他
端に接続され、その他端が前記第２のリアクトル（Ｌ3
）と前記第７のダイオード（Ｄ7 ）との間に接続され
た第１の補助ダイオード（Ｄa ）と、その一端が前記第
３のリアクトル（Ｌ4)と前記第８のダイオード（Ｄ8 ）
との間に接続され、その他端が前記電源（１）の一端に
接続された第２の補助ダイオード（Ｄb ）とを有してい
ることを特徴とする請求項９又は１０に従うインバータ
装置。
【請求項１３】更に、前記第１及び第２の補助スイッ
チ（Ｓ1 、Ｓ2 ）に並列接続された第１及び第２の補助
ダイオード（Ｄa 、Ｄb ）を有していることを特徴とす
る請求項９又は１０に従うインバータ装置。
【請求項１４】更に、前記第３及び第４のコンデンサ
（Ｃ3 、Ｃ4 ）に逆並列接続された第１及び第２のクラ
ンプ用ダイオード（Ｄe 、Ｄf ）を有していることを特
徴とする請求項９又は１０に従うインバータ装置。
【請求項１５】更に、前記第１及び第２の補助スイッ
チ（Ｓ1 、Ｓ2 ）に直列に第１及び第２の寄生容量放電
防止用ダイオード（Ｄg 、Ｄh ）が接続されていること
を特徴とする請求項９又は１０又は１１又は１２又は１
３又は１４に従うインバータ装置。
【請求項１６】更に、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）
の他端と前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）の前記第１の補
助スイッチ（Ｓ1 ）側の端子との間に接続された第１の
補助充電用ダイオ−ト（Ｄ21）と、前記第２のコンデン
サ（Ｃ2 ）の他端と前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）の前
記第２の補助スイッチ（Ｓ2 ）側の端子との間に接続さ
れた第２の補助充電用ダイオ−ド（Ｄ22）とを有してい
ることを特徴とする請求項１乃至８記載のインバ−タ装
置。
【請求項１７】更に、前記第１のコンデンサ（Ｃ1 ）
の他端と前記第１及び第２の補助スイッチ（Ｓ1 、Ｓ2
）の相互接続中点との間に接続された第１の補助充電
用ダイオ−ド（Ｄ21）と、前記第１及び第２の補助スイ
ッチ（Ｓ1 、Ｓ2 ）の相互接続中点と前記第２のコンデ
ンサ（Ｃ2 ）の他端との間荷接続された第２の補助充電
用ダイオ−ド（Ｄ22）とを有していることを特徴とする
請求項９乃至１５記載のインバ−タ装置。
【請求項１８】更に、前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）に並列に接続された第１
のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx1）と第１の
スイッチング損失低減用ダイオード（Ｄx1）との直列回
路と、前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）に並列に接続された第２
のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx2）と第２の
スイッチング損失低減用ダイオード（Ｄx2）との直列回
路と、前記第１のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx1）
と前記第２のリアクトル（Ｌ2 ）と前記第２の補助スイ
ッチ（Ｓ2 ）とが互いに直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第３のスイッチング損失低減用ダ
イオード（Ｄx3）と、前記第２のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx2）
と前記第１のリアクトル（Ｌ1 ）と前記第１の補助スイ
ッチ（Ｓ1 ）とが互いに直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第４のスイッチング損失低減用ダ
イオード（Ｄx4）とを備えていることを特徴とする請求
項１乃至８記載のインバータ装置。
【請求項１９】更に、前記第１のリアクトル（Ｌａ）に並列に接続された第１
のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx1）と第１の
スイッチング損失低減用ダイオード（Ｄx1）との直列回
路と、前記第１のリアクトル（Ｌａ）に並列に接続された第２
のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx2）と前記第
１のスイッチング損失低減用ダイオード（Ｄx1）と反対
の極性を有する第２のスイッチング損失低減用ダイオー
ド（Ｄx2）との直列回路と、前記第１のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx1）
と前記第１のリアクトル（Ｌａ）と前記第２の補助スイ
ッチ（Ｓ2 ）とが互いに直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第３のスイッチング損失低減用ダ
イオード（Ｄx3）と、前記第２のスイッチング損失低減用コンデンサ（Ｃx2）
と前記第１のリアクトル（Ｌａ）と前記第１の補助スイ
ッチ（Ｓ1 ）とが互いに直列に接続されている回路に対
して並列に接続された第４のスイッチング損失低減用ダ
イオード（Ｄx4）とを備えていることを特徴とする請求
項９乃至１７記載のインバータ装置。