JPH08308243A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

Info

Publication number
JPH08308243A
JPH08308243A JP7114539A JP11453995A JPH08308243A JP H08308243 A JPH08308243 A JP H08308243A JP 7114539 A JP7114539 A JP 7114539A JP 11453995 A JP11453995 A JP 11453995A JP H08308243 A JPH08308243 A JP H08308243A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
auxiliary
diode
positive
arm
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.)
Pending
Application number
JP7114539A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Kawamoto
祥一 河本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7114539A priority Critical patent/JPH08308243A/ja
Publication of JPH08308243A publication Critical patent/JPH08308243A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スナバ回路の抵抗の発生損失をほとんど増大
させることなく、スイッチング素子に発生する跳ね上り
電圧抑制機能を増大させる。 【構成】 正側アーム2Aの正側端と負側アーム2Bの
負側端との間に、補助ダイオード9と補助コンデンサ1
1とを直列にして接続し、更に補助ダイオード9と並列
に補助抵抗10を接続する。スイッチングOFF動作
時、コンデンサ8Aと補助コンデンサ11とが並列とな
って機能して跳ね上り電圧抑制機能が補強される。スイ
ッチングON動作時、補助コンデンサ11の放電は過電
圧分のみとなるので、これによる抵抗損失は少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気車等で使用され
る電力変換装置に係り、特にそのスイッチング素子を保
護するためのスナバ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、例えば特開平4−308474
号公報に記載された従来の電気車用電力変換装置(イン
バータ装置)の、特に素子アームおよび各スナバ回路を
中心にその1相分を図示した回路構成図である。図にお
いて、1は直流電源となるフィルタコンデンサ、2Aは
正側アームで、GTOサイリスタ等のスイッチング素子
3Aとこれに逆並列接続されたフライホイールダイオー
ドとから構成されている。同様に、負側アーム2Bは、
スイッチング素子3Bとフライホイールダイオード4B
とから構成されている。そして、アーム2A、2Bは互
いに直列に接続され、更にフィルタコンデンサ1の正負
端子間に接続され、両アーム2A、2B間の接続点は図
示しない交流負荷端子に接続される。
【0003】5Aは一般にスイッチングOFF時に発生
するいわゆるスパイク電圧を抑制するため正側アーム2
Aに接続されたスナバ回路で、図示のように接続された
ダイオード6A、抵抗7Aおよびコンデンサ8Aから構
成されている。同様に、負側アーム2Bに接続されたス
ナバ回路5Bは、ダイオード6B、抵抗7Bおよびコン
デンサ8Bから構成されている。
【0004】次に動作、ここでは主としてスナバ回路の
動作について説明する。先ず、フィルタコンデンサ1の
正側端子からアーム2Aのスイッチング素子3Aを通っ
て負荷へ電流が流れている状態からスイッチング素子3
AがOFFするときの動作を考える。このOFF動作
で、それまでの電流がダイオード6Aを通ってコンデン
サ8Aに流入しコンデンサ8Aが充電される。このとき
のスイッチング素子3Aの両端電圧VAKの増加率(dv
/dt)は、遮断電流を一定とすると、コンデンサ8A
の静電容量に比例する。
【0005】また、この電圧VAKは、フィルタコンデン
サ1とスイッチング素子3Aとの間の配線インダクタン
スのためフィルタコンデンサ1の直流電圧VDより高い
値VDMにまで跳ね上り、その後、充電されたコンデンサ
8Aの電荷が抵抗7Aによって放電し、電圧VAKは電圧
値VDまで減衰する。ここで、ΔVDM=VDM−VDとする
と、遮断電流を一定とした場合、ΔVDMはコンデンサ8
Aの静電容量の1/2乗に反比例する。
【0006】次に、フィルタコンデンサ1の負側端子か
らアーム2Bのフライホイールダイオード4Bを通って
負荷へ電流が流れている状態で、アーム2Aのスイッチ
ング素子3AがONするときの動作について説明する。
スイッチング素子3AのON動作により、それまで電圧
Dで充電されていたコンデンサ8Aの電荷が抵抗7A
を通して零Vまで放電する。このとき、抵抗7Aにはコ
ンデンサ8Aの静電容量に比例する損失が発生する。
【0007】なお、アーム2Bのスイッチング素子3B
のスイッチングOFFおよびONの動作は、既述したア
ーム2Aのスイッチング素子3Aのスイッチング時と全
く同様の動作となるので説明は省略する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置の
スナバ回路は以上のように構成されているので、スイッ
チング素子の耐電圧設計を考えた場合、電圧VAKの増加
率(dv/dt)の許容範囲内においては、コンデンサ
8A、8Bの静電容量を大きくすることにより過電圧分
ΔVDMを低く抑えることができるが、この場合、逆に抵
抗7A、7Bの発生損失が増大し、機器設計上不利とな
る。
【0009】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、スナバ回路の抵抗の発生損失を
ほとんど増大させることなく、過電圧分ΔVDMを効果的
に抑制することができる電力変換装置を得ることを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る電力変換
装置は、正側アームの正側端と負側アームの負側端との
間に補助コンデンサを接続したものである。
【0011】請求項2に係る電力変換装置は、請求項1
において、更に、補助コンデンサと直列に補助抵抗を挿
入したものである。
【0012】請求項3に係る電力変換装置は、請求項2
において、更に、補助抵抗と並列に補助ダイオードを接
続したものである。
【0013】請求項4に係る電力変換装置は、正側アー
ムのスナバ回路のダイオード・コンデンサ間の接続点と
負側アームの負側端との間、および上記正側アームの正
側端と上記負側アームのスナバ回路のダイオード・コン
デンサ間の接続点との間に、それぞれ補助コンデンサを
接続したものである。
【0014】
【作用】請求項1に係る電力変換装置においては、スイ
ッチングOFF動作時、スナバ回路のコンデンサと補助
コンデンサとが並列となって機能するので、スイッチン
グ素子に発生する跳ね上り電圧抑制機能が増大する。ス
イッチングON動作時、補助コンデンサの放電は過電圧
分のみで、抵抗損失はわずかとなる。
【0015】請求項2に係る電力変換装置においては、
補助抵抗が補助コンデンサに流れる電流の振動成分を抑
制する。
【0016】請求項3に係る電力変換装置においては、
スイッチングOFF動作時、補助ダイオードが補助抵抗
を短絡するので、補助コンデンサによる跳ね上り電圧抑
制機能が十分に発揮される。
【0017】請求項4に係る電力変換装置においては、
スイッチングOFF動作時、スナバ回路内のコンデンサ
と両補助コンデンサとが並列となって機能するので、ス
イッチング素子に発生する跳ね上り電圧抑制機能が増大
する。
【0018】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例1による電力変換装
置の回路構成図である。図において、1〜8Bは従来と
同一であり、個々の説明は省略する。9、10、11は
図示に示す結線で、フィルタコンデンサ1の正負端子
間、即ち、アーム2Aの正側端とアーム2Bの負側端と
の間に接続されたそれぞれ補助ダイオード、補助抵抗お
よび補助コンデンサである。
【0019】次に、動作について、図2、図3のタイミ
ングチャートを参照して説明する。先ず、フィルタコン
デンサ1の正側端子からアーム2Aのスイッチング素子
3Aを通って負荷に電流が流れている状態からスイッチ
ング素子3AがOFFするときの動作を図に従って説明
する。図2において、時刻t1でスイッチング素子3A
がOFF動作を開始する。これと同時に、電流がダイオ
ード6Aを通ってコンデンサ8Aに流入しコンデンサ8
Aが充電されるところは従来と同様である。
【0020】コンデンサ8Aの電圧(図2ではV(8
A)と表示)、即ち、ここではVAKに相当する電圧が、
直流電圧VDを越えると(時刻t2)、補助ダイオード9
が通電し、フィルタコンデンサ1とスイッチング素子3
Aとの間の配線インダクタンスに貯えられたエネルギー
は、コンデンサ8Aだけではなく、補助ダイオード9を
通って補助コンデンサ11にも流れ込む結果、過電圧分
ΔVDMはコンデンサ8Aと補助コンデンサ11との静電
容量の和の1/2乗に反比例することになり、この過電
圧分ΔVDMが有効に抑制される。
【0021】時刻t3でスイッチング素子3Aの転流が
終了すると、補助コンデンサ11に充電された電荷の
内、直流電圧VDを越える部分が補助抵抗10を経て放
電される。
【0022】次に、フィルタコンデンサ1の負側端子か
らアーム2Bのフライホイールダイオード4Bを通って
負荷へ電流が流れている状態で、アーム2Aのスイッチ
ング素子3AがONするときの動作を図3に従って説明
する。図3において、時刻t4でスイッチング素子3A
がONすると、コンデンサ8Aに貯えられていた電荷
は、従来と同様、抵抗7Aを通して放電される。一方、
補助コンデンサ11に貯えられた電荷は、補助抵抗10
を通して放電されることになるが、この放電は転流終了
時t5で終わり、補助コンデンサ11の電圧(図3では
V(11)と表示)は、再び上昇して直流電圧VDまで
充電される(時刻t6)。つまり、補助コンデンサ11
の電圧はほぼ直流電圧VDに保持され、補助コンデンサ
11は転流時に、過電圧分のみ充放電を繰り返すのみで
あり、その電流が流れる補助抵抗10に発生する損失は
極めて小さいものとなる。
【0023】換言すれば、この発明は、コンデンサ8A
自体の静電容量を増やすのではなく、新たに補助コンデ
ンサ11を設けるようにしたので、抵抗損失をほとんど
増やすことなく、過電圧分ΔVDMを効果的に抑制するこ
とが可能となる訳である。
【0024】なお、図1における補助抵抗10は、上記
で説明した転流時の放電電流やその後のフィルタコンデ
ンサ1との共振を抑制するので、補助コンデンサ11や
フィルタコンデンサ1の電流容量を低く設定することが
できる。また、補助ダイオード9を設けることにより、
補助抵抗10の挿入によって過電圧抑制効果が阻害され
ることが防止される。
【0025】実施例2.図4はこの発明の実施例2によ
る電力変換装置の回路構成図である。この実施例では、
正側スナバ回路5Aのダイオード6Aとコンデンサ8A
との間の接続点と負側アーム2Bの負側端との間に補助
コンデンサ12Aを接続し、正側アーム2Aの正側端と
負側スナバ回路5Bのコンデンサ8Bとダイオード6B
との間の接続点との間に補助コンデンサ12Bを接続し
ている。
【0026】この場合も、実施例1と同等の動作とな
り、抵抗損失を増大させることなく、過電圧分ΔVDM
効果的に抑制する。ここでは、抵抗7A、7Bは、コン
デンサ8A、8Bの放電電流を制限するだけでなく、補
助コンデンサ12A、12Bの放電電流を制限する機能
も有している。また、ダイオード6A、6Bは、OFF
時の電流を、コンデンサ8A、8Bだけでなく補助コン
デンサ12A、12Bにも充電させ、かつこれらの放電
を阻止する機能を有している。
【0027】実施例3.なお、以上の実施例では、正側
負側一対のアームについて説明したが、この発明は、直
流と単相交流との間の電力変換装置に限らず、直流と3
相等多相交流との間の電力変換装置に適用することがで
きる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る電力変換
装置では、正側アームの正側端と負側アームの負側端と
の間に補助コンデンサを接続したので、抵抗損失をほと
んど増大させることなく跳ね上り電圧抑制機能が増大す
る。
【0029】また、請求項2に係る電力変換装置では、
補助コンデンサと直列に補助抵抗を挿入したので、補助
コンデンサに流れる電流の振動成分が抑制される。
【0030】また、請求項3に係る電力変換装置では、
補助抵抗と並列に補助ダイオードを接続したので、補助
コンデンサによる跳ね上り電圧抑制機能が十分に発揮さ
れる。
【0031】また、請求項4に係る電力変換装置では、
正側アームのスナバ回路のダイオード・コンデンサ間の
接続点と負側アームの負側端との間、および上記正側ア
ームの正側端と上記負側アームのスナバ回路のダイオー
ド・コンデンサ間の接続点との間に、それぞれ補助コン
デンサを接続したので、抵抗損失をほとんど増大させる
ことなく跳ね上り電圧抑制機能が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による電力変換装置の要
部を示す回路構成図である。
【図2】 図1の回路におけるスイッチングOFF時の
動作を示すタイミングチャートである。
【図3】 図1の回路におけるスイッチングON時の動
作を示すタイミングチャートである。
【図4】 この発明の実施例2による電力変換装置の要
部を示す回路構成図である。
【図5】 従来の電力変換装置の要部を示す回路構成図
である。
【符号の説明】
1 フィルタコンデンサ、2A 正側アーム、2B 負
側アーム、3A,3B スイッチング素子、4A,4B
フライホイールダイオード、5A,5B スナバ回
路、6A,6B ダイオード、7A,7B 抵抗、8
A,8B コンデンサ、9 補助ダイオード、10 補
助抵抗、11 補助コンデンサ、12A,12B 補助
コンデンサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子およびこのスイッチン
    グ素子に逆並列接続されたフライホイールダイオードか
    らなるアームを正側負側に設けて互いに直列に接続して
    直流正負端子に接続し、上記正負側アーム間の接続点を
    交流端子に接続する電力変換装置であって、上記各アー
    ムの両端に、互いに直列に接続されたコンデンサおよび
    ダイオードと、上記ダイオードと並列に接続された抵抗
    とからなるスナバ回路を備えた電力変換装置において、 上記正側アームの正側端と負側アームの負側端との間に
    補助コンデンサを接続し、上記スナバ回路による上記ス
    イッチング素子に発生する跳ね上り電圧抑制機能を補強
    するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】 補助コンデンサと直列に補助抵抗を挿入
    し、上記補助コンデンサに流れる電流の振動成分を抑制
    するようにしたことを特徴とする請求項1記載の電力変
    換装置。
  3. 【請求項3】 補助抵抗と並列に補助ダイオードを接続
    し、スイッチング素子に発生する跳ね上り電圧抑制効果
    を増大させるようにしたことを特徴とする請求項2記載
    の電力変換装置。
  4. 【請求項4】 スイッチング素子およびこのスイッチン
    グ素子に逆並列接続されたフライホイールダイオードか
    らなるアームを正側負側に設けて互いに直列に接続して
    直流正負端子に接続し、上記正負側アーム間の接続点を
    交流端子に接続する電力変換装置であって、上記各アー
    ムの両端に、互いに直列に接続されたコンデンサおよび
    ダイオードと、上記ダイオードと並列に接続された抵抗
    とからなるスナバ回路を備えた電力変換装置において、 上記正側アームのスナバ回路のダイオード・コンデンサ
    間の接続点と上記負側アームの負側端との間、および上
    記正側アームの正側端と上記負側アームのスナバ回路の
    ダイオード・コンデンサ間の接続点との間に、それぞれ
    補助コンデンサを接続し、上記スナバ回路による上記ス
    イッチング素子に発生する跳ね上り電圧抑制機能を補強
    するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
JP7114539A 1995-05-12 1995-05-12 電力変換装置 Pending JPH08308243A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7114539A JPH08308243A (ja) 1995-05-12 1995-05-12 電力変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7114539A JPH08308243A (ja) 1995-05-12 1995-05-12 電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08308243A true JPH08308243A (ja) 1996-11-22

Family

ID=14640299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7114539A Pending JPH08308243A (ja) 1995-05-12 1995-05-12 電力変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08308243A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3745561B2 (ja) 多レベル中性点電位固定型電力変換装置
JP2585739B2 (ja) 電力変換装置
JPH03107328A (ja) 電力変換装置のスナバ回路
CN101796710A (zh) 直接式交流电力转换装置
JPH09327176A (ja) Ac/dc変換回路
JPH09285126A (ja) 半導体整流装置のスナバ回路
JP3412828B2 (ja) 電力変換装置
JPH07312878A (ja) 3レベルインバータのスナバ回路
JPH0435994B2 (ja)
JPH0759359A (ja) 電源回生用電力変換装置
JPH07250484A (ja) 系統連系用高電圧自励変換装置
JPS5833792B2 (ja) 変換弁の保護回路
JP3569192B2 (ja) 半導体電力変換装置
JP2004088941A (ja) 自己消弧型素子のスナバ回路
JP3356783B2 (ja) 電力変換装置及びモータ制御装置
JP2512242B2 (ja) インバ―タ装置
JPH0444510B2 (ja)
JP2001169563A (ja) 3レベルインバータ
JP2529659B2 (ja) 自己消弧形スイッチング素子のスナバ回路
JP2000333439A (ja) スナバ回路及び電力変換装置
JP3400728B2 (ja) チョッパ装置
JPH06113525A (ja) スナバ回路
JP2528811B2 (ja) 電力変換装置
JP2563124Y2 (ja) サージ吸収用素子
JPH074068B2 (ja) 自己消弧形スイッチング素子のスナバ回路