JPH0884481A - 多段スナバエネルギ回生回路 - Google Patents
多段スナバエネルギ回生回路Info
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- JPH0884481A JPH0884481A JP6214754A JP21475494A JPH0884481A JP H0884481 A JPH0884481 A JP H0884481A JP 6214754 A JP6214754 A JP 6214754A JP 21475494 A JP21475494 A JP 21475494A JP H0884481 A JPH0884481 A JP H0884481A
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- snubber
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- energy
- capacitor
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、個別スナバエネルギとアノードリア
クトルのエネルギを主回路やゲート電源に回生すること
が可能な多段スナバエネルギ回生回路を提供することに
ある。 【構成】本発明は、スナバコンデンサとスナバダイオー
ドの直列回路からなるスナバ回路を並列接続した自己消
弧形素子を複数個直列接続して構成する変換装置におい
て、変圧器等の第１の回生変成器と前記自己消弧形素子
を用いた第１の補助スイッチからなる第１のスナバエネ
ルギ回生回路を備え、前記自己消弧形素子のターンオン
とともに前記第１のスナバエネルギ回生回路を作用さ
せ、前記複数個のスナバコンデンサのエネルギを放電し
て前記第１の回生変成器を介して主回路電源等の電源手
段へ回生しているので、複数個のＧＴＯのスナバエネル
ギとアノードリアクトルのエネルギを、一括して主回路
やゲート電源へ回生することが可能となり、大幅にスナ
バ損失を低減することができる。
クトルのエネルギを主回路やゲート電源に回生すること
が可能な多段スナバエネルギ回生回路を提供することに
ある。 【構成】本発明は、スナバコンデンサとスナバダイオー
ドの直列回路からなるスナバ回路を並列接続した自己消
弧形素子を複数個直列接続して構成する変換装置におい
て、変圧器等の第１の回生変成器と前記自己消弧形素子
を用いた第１の補助スイッチからなる第１のスナバエネ
ルギ回生回路を備え、前記自己消弧形素子のターンオン
とともに前記第１のスナバエネルギ回生回路を作用さ
せ、前記複数個のスナバコンデンサのエネルギを放電し
て前記第１の回生変成器を介して主回路電源等の電源手
段へ回生しているので、複数個のＧＴＯのスナバエネル
ギとアノードリアクトルのエネルギを、一括して主回路
やゲート電源へ回生することが可能となり、大幅にスナ
バ損失を低減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己消弧形素子を用い
た電力変換装置のスナバエネルギ回生回路に係わり、特
に自己消弧形素子を複数個直列接続して構成した電力変
換装置の多段スナバエネルギ回生回路に関するものであ
る。
た電力変換装置のスナバエネルギ回生回路に係わり、特
に自己消弧形素子を複数個直列接続して構成した電力変
換装置の多段スナバエネルギ回生回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴ
Ｏという）等の自己消弧形素子を複数個直列接続して構
成する数十〜数百ＭＶＡ級の超大容量インバータを単位
回路とし、これらインバータを変圧器を用いて多重化す
る回路方式が電力系統制御や磁気浮上鉄道等で適用され
るようになってきた。このような超大容量ＧＴＯインバ
ータでは、ＧＴＯ素子を保護するために設けたアノード
リアクトルやスナバ回路の抵抗損失が大きな電力損失と
なって発熱する。このため、熱損失の低減の研究開発が
行われており、スナバおよびアノードリアクトルの熱損
失を電源側に回収する従来技術として、例えば図１４に
示すようなモジュール一括スナバ方式が提案されてい
る。
Ｏという）等の自己消弧形素子を複数個直列接続して構
成する数十〜数百ＭＶＡ級の超大容量インバータを単位
回路とし、これらインバータを変圧器を用いて多重化す
る回路方式が電力系統制御や磁気浮上鉄道等で適用され
るようになってきた。このような超大容量ＧＴＯインバ
ータでは、ＧＴＯ素子を保護するために設けたアノード
リアクトルやスナバ回路の抵抗損失が大きな電力損失と
なって発熱する。このため、熱損失の低減の研究開発が
行われており、スナバおよびアノードリアクトルの熱損
失を電源側に回収する従来技術として、例えば図１４に
示すようなモジュール一括スナバ方式が提案されてい
る。
【０００３】図１４のモジュール一括スナバ方式におい
て、スナバダイオード３１Ｄ、３４Ｄ、４１Ｄ、４４Ｄ
とスナバコンデンサ３１Ｃ、３４Ｃ、４１Ｃ、４４Ｃと
スナバ抵抗３１Ｒ、３４Ｒ、４１Ｒ、４４Ｒより構成し
た小容量の個別スナバ回路を、各々並列接続したＧＴＯ
３１、３４、４１、４４等を複数個直列接続し、それに
コンデンサ３６Ｃ、ダイオード３１Ｓおよびコンデンサ
４６Ｃ、ダイオード４４Ｓで構成する一括スナバ回路３
０、４０を設けている。３１Ｌ，４１Ｌはアノードリア
クトルであり、上側アームのエネルギ回収回路は、ダイ
オード３２Ｓを介し充電される回収用コンデンサ３５Ｃ
とＤＣ／ＤＣコンバータ５０と分割されたフィルタコン
デンサ２１ａで構成され、同様に下側アームのエネルギ
回収回路は、ダイオード４５Ｓを介し充電される回収用
コンデンサ４５ＣとＤＣ／ＤＣコンバータ７０と分割さ
れたフィルタコンデンサ２１ｂで構成される。
て、スナバダイオード３１Ｄ、３４Ｄ、４１Ｄ、４４Ｄ
とスナバコンデンサ３１Ｃ、３４Ｃ、４１Ｃ、４４Ｃと
スナバ抵抗３１Ｒ、３４Ｒ、４１Ｒ、４４Ｒより構成し
た小容量の個別スナバ回路を、各々並列接続したＧＴＯ
３１、３４、４１、４４等を複数個直列接続し、それに
コンデンサ３６Ｃ、ダイオード３１Ｓおよびコンデンサ
４６Ｃ、ダイオード４４Ｓで構成する一括スナバ回路３
０、４０を設けている。３１Ｌ，４１Ｌはアノードリア
クトルであり、上側アームのエネルギ回収回路は、ダイ
オード３２Ｓを介し充電される回収用コンデンサ３５Ｃ
とＤＣ／ＤＣコンバータ５０と分割されたフィルタコン
デンサ２１ａで構成され、同様に下側アームのエネルギ
回収回路は、ダイオード４５Ｓを介し充電される回収用
コンデンサ４５ＣとＤＣ／ＤＣコンバータ７０と分割さ
れたフィルタコンデンサ２１ｂで構成される。
【０００４】ところで、上記従来例では、ＧＴＯモジュ
ール３０のオンオフに伴い、これまで熱損失となってい
たアノードリアクトル３１Ｌと一括スナバコンデンサ３
６Ｃの持つエネルギを回収用コンデンサ３５Ｃに移し、
この回収用コンデンサ３５Ｃの蓄積エネルギをＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５０を用いて分割された電源側のフィルタ
コンデンサ２１ａに回生している。同様に、ＧＴＯモジ
ュール４０のオンオフに伴い、アノードリアクトル４１
Ｌと一括スナバコンデンサ４５Ｃの持つエネルギを回収
用コンデンサ４５Ｃに移し、この回収用コンデンサ４５
Ｃの蓄積エネルギをＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて
分割された電源側のフィルタコンデンサ２１ｂに回生し
ている。このように、一括スナバ損失およびアノードリ
アクトル損失は、電源へ回生されるよう構成されてい
る。
ール３０のオンオフに伴い、これまで熱損失となってい
たアノードリアクトル３１Ｌと一括スナバコンデンサ３
６Ｃの持つエネルギを回収用コンデンサ３５Ｃに移し、
この回収用コンデンサ３５Ｃの蓄積エネルギをＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５０を用いて分割された電源側のフィルタ
コンデンサ２１ａに回生している。同様に、ＧＴＯモジ
ュール４０のオンオフに伴い、アノードリアクトル４１
Ｌと一括スナバコンデンサ４５Ｃの持つエネルギを回収
用コンデンサ４５Ｃに移し、この回収用コンデンサ４５
Ｃの蓄積エネルギをＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて
分割された電源側のフィルタコンデンサ２１ｂに回生し
ている。このように、一括スナバ損失およびアノードリ
アクトル損失は、電源へ回生されるよう構成されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においても、下記のような問題がある。すなわち、
個別スナバのエネルギの回生策は講じられていないの
で、スナバ損失は依然熱損失として存在し複数個の多段
スナバエネルギの回生は何ら解決されていない。
来例においても、下記のような問題がある。すなわち、
個別スナバのエネルギの回生策は講じられていないの
で、スナバ損失は依然熱損失として存在し複数個の多段
スナバエネルギの回生は何ら解決されていない。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は個別スナバエネルギとアノード
リアクトルのエネルギを主回路やゲート電源に回生する
ことが可能な多段スナバエネルギ回生回路を提供するこ
とにある。
れたもので、その目的は個別スナバエネルギとアノード
リアクトルのエネルギを主回路やゲート電源に回生する
ことが可能な多段スナバエネルギ回生回路を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の多段スナバエネルギ回生回路
は、スナバコンデンサとスナバダイオードの直列回路か
らなるスナバ回路を並列接続した自己消弧形素子を複数
個直列接続して構成する変換装置において、変圧器また
は変流器等の第１の回生変成器と前記自己消弧形素子を
用いた第１の補助スイッチからなる第１のスナバエネル
ギ回生回路を備え、前記複数個の自己消弧形素子のター
ンオンとともに前記第１のスナバエネルギ回生回路を作
用させ、複数個のダイオードと複数個のリアクトルを用
いて形成される複数の閉回路により、前記複数個のスナ
バコンデンサのエネルギを放電して前記第１の回生変成
器を介して主回路電源または制御電源または２次電池等
の電源手段へ回生することを特徴とする。
に、本発明の請求項１の多段スナバエネルギ回生回路
は、スナバコンデンサとスナバダイオードの直列回路か
らなるスナバ回路を並列接続した自己消弧形素子を複数
個直列接続して構成する変換装置において、変圧器また
は変流器等の第１の回生変成器と前記自己消弧形素子を
用いた第１の補助スイッチからなる第１のスナバエネル
ギ回生回路を備え、前記複数個の自己消弧形素子のター
ンオンとともに前記第１のスナバエネルギ回生回路を作
用させ、複数個のダイオードと複数個のリアクトルを用
いて形成される複数の閉回路により、前記複数個のスナ
バコンデンサのエネルギを放電して前記第１の回生変成
器を介して主回路電源または制御電源または２次電池等
の電源手段へ回生することを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２は、請求項１記載の多段
スナバエネルギ回生回路において、スナバエネルギ回生
時に形成される複数の閉回路内に複数のコンデンサまた
は２次電池等の電力貯蔵手段を備え、前記放電エネルギ
の１部を前記電力貯蔵手段に集め、前記電力貯蔵手段よ
り前記複数個の自己消弧形素子のゲート電力を得ること
を特徴とする。
スナバエネルギ回生回路において、スナバエネルギ回生
時に形成される複数の閉回路内に複数のコンデンサまた
は２次電池等の電力貯蔵手段を備え、前記放電エネルギ
の１部を前記電力貯蔵手段に集め、前記電力貯蔵手段よ
り前記複数個の自己消弧形素子のゲート電力を得ること
を特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３は、請求項２記載の多段
スナバエネルギ回生回路において、第１の補助スイッチ
のスナバエネルギをスナバエネルギ回生時に形成される
閉回路を介して前記ゲート電力用電力貯蔵手段に回生す
ることを特徴とする。
スナバエネルギ回生回路において、第１の補助スイッチ
のスナバエネルギをスナバエネルギ回生時に形成される
閉回路を介して前記ゲート電力用電力貯蔵手段に回生す
ることを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４は、請求項３記載の多段
スナバエネルギ回生回路において、前記複数個の電力貯
蔵手段にそれぞれ充電をバイパスするバイパス回路を設
けたＤＣ／ＤＣコンバータを接続してそれぞれゲート電
力を供給することを特徴とする。
スナバエネルギ回生回路において、前記複数個の電力貯
蔵手段にそれぞれ充電をバイパスするバイパス回路を設
けたＤＣ／ＤＣコンバータを接続してそれぞれゲート電
力を供給することを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項５は、請求項２記載の多段
スナバエネルギ回生回路において、スナバエネルギ回生
時に形成される閉回路内にアノードリアクトルを設け、
前記アノードリアクトルに並列に第２の補助スイッチと
第２のコンデンサの直列回路を接続し、前記複数個の自
己消弧形素子のターンオフ時に前記第２の補助スイッチ
をオンして、前記アノードリアクトルのエネルギを前記
第２のコンデンサに吸収し、スナバエネルギ回生回路作
用時に前記第２のコンデンサに蓄えられたアノードリア
クトルのエネルギの一部を前記第１の回生変成器を介し
て電源へ、他の一部ををそれぞれのゲート電源へ回生す
ることを特徴とする。
スナバエネルギ回生回路において、スナバエネルギ回生
時に形成される閉回路内にアノードリアクトルを設け、
前記アノードリアクトルに並列に第２の補助スイッチと
第２のコンデンサの直列回路を接続し、前記複数個の自
己消弧形素子のターンオフ時に前記第２の補助スイッチ
をオンして、前記アノードリアクトルのエネルギを前記
第２のコンデンサに吸収し、スナバエネルギ回生回路作
用時に前記第２のコンデンサに蓄えられたアノードリア
クトルのエネルギの一部を前記第１の回生変成器を介し
て電源へ、他の一部ををそれぞれのゲート電源へ回生す
ることを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明によれば、複数個のＧＴＯのスナバエネ
ルギとアノードリアクトルのエネルギを、一括して主回
路やゲート電源へ回生することが可能となり、大幅にス
ナバ損失を低減することができる。
ルギとアノードリアクトルのエネルギを、一括して主回
路やゲート電源へ回生することが可能となり、大幅にス
ナバ損失を低減することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図によって説明す
る。図１は本発明の第１実施例（請求項１〜３対応）の
回路構成図であり、複数個（図では４個）のＧＴＯを直
列接続して構成した電力変換装置の１相分のＧＴＯモジ
ュール４０の回路図を示している。なお、ＧＴＯ素子の
両端に設けられる分圧抵抗、電圧モニタ回路、過電圧保
護回路等の付属回路は省略している。
る。図１は本発明の第１実施例（請求項１〜３対応）の
回路構成図であり、複数個（図では４個）のＧＴＯを直
列接続して構成した電力変換装置の１相分のＧＴＯモジ
ュール４０の回路図を示している。なお、ＧＴＯ素子の
両端に設けられる分圧抵抗、電圧モニタ回路、過電圧保
護回路等の付属回路は省略している。
【００１４】同図において、Ａ１端子はＧＴＯモジュー
ル４０の陽極、Ｋ１端子はＧＴＯモジュール４０の陰
極、Ｔ１端子とＴ２端子は回生先の直流主回路に接続さ
れ、スナバエネルギを回生する。
ル４０の陽極、Ｋ１端子はＧＴＯモジュール４０の陰
極、Ｔ１端子とＴ２端子は回生先の直流主回路に接続さ
れ、スナバエネルギを回生する。
【００１５】ＧＴＯモジュール４０は、ＧＴＯ４１〜４
４とフィードバックダイオード４１Ｆ〜４４Ｆとスナバ
回路とゲート回路４１Ｕ〜４４Ｕとスナバエネルギ回生
回路より構成されている。スナバ回路は、スナバコンデ
ンサ４１Ｃ〜４４Ｃとスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
から構成されており、各ＧＴＯ４１〜４４に順方向の急
峻な電圧（ｄＶ／ｄｔ）が印加されると、スナバコンデ
ンサ４１Ｃ〜４４Ｃとスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
からなる直列回路で緩和される。
４とフィードバックダイオード４１Ｆ〜４４Ｆとスナバ
回路とゲート回路４１Ｕ〜４４Ｕとスナバエネルギ回生
回路より構成されている。スナバ回路は、スナバコンデ
ンサ４１Ｃ〜４４Ｃとスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
から構成されており、各ＧＴＯ４１〜４４に順方向の急
峻な電圧（ｄＶ／ｄｔ）が印加されると、スナバコンデ
ンサ４１Ｃ〜４４Ｃとスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
からなる直列回路で緩和される。
【００１６】スナバエネルギ回生回路は、スナバエネル
ギをＧＴＯ４１〜４４のターンオン時にアノードリアク
トル４１Ｌと回生変圧器９０の１次巻線、補助スイッチ
６０、ダイオード４１Ｊ〜４３Ｊ、バランサリアクトル
４１Ｍ〜４４Ｍ、ダイオード４１Ｋ〜４４Ｋを介して直
流主回路へ回生する回路より構成されている。またダイ
オード４１Ｋ〜４４Ｋはスナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃ間での充電電圧差による循環電流防止用であり、回生
変圧器９０の２次巻線はダイオード７１〜７４で整流し
た上で、その出力がＴ１端子とＴ２端子を経て直流主回
路に接続されている。
ギをＧＴＯ４１〜４４のターンオン時にアノードリアク
トル４１Ｌと回生変圧器９０の１次巻線、補助スイッチ
６０、ダイオード４１Ｊ〜４３Ｊ、バランサリアクトル
４１Ｍ〜４４Ｍ、ダイオード４１Ｋ〜４４Ｋを介して直
流主回路へ回生する回路より構成されている。またダイ
オード４１Ｋ〜４４Ｋはスナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃ間での充電電圧差による循環電流防止用であり、回生
変圧器９０の２次巻線はダイオード７１〜７４で整流し
た上で、その出力がＴ１端子とＴ２端子を経て直流主回
路に接続されている。
【００１７】ところで、補助スイッチ６０は自己消弧形
素子であれば何であっても構わないが、ここではＧＴＯ
を例にあげて説明する。補助スイッチ６０にはスナバコ
ンデンサ６０Ｃ、スナバダイオード６０Ｄ、スナバ抵抗
６０Ｒ、ゲート回路６０Ｕを備えている。このように構
成された補助スイッチ６０を３相ブリッジ結線して、使
用される電力変換装置に適用した場合の正側アームと負
側アームの一部の構成を図２に示す。例えば、ＧＴＯモ
ジュール１ＵはＵ相、ＧＴＯモジュール１ＸはＸ相に相
当する。Ｐ端子は直流主回路の正極、Ｎ端子は負極であ
り、ＡＣ端子より交流出力を導出する。
素子であれば何であっても構わないが、ここではＧＴＯ
を例にあげて説明する。補助スイッチ６０にはスナバコ
ンデンサ６０Ｃ、スナバダイオード６０Ｄ、スナバ抵抗
６０Ｒ、ゲート回路６０Ｕを備えている。このように構
成された補助スイッチ６０を３相ブリッジ結線して、使
用される電力変換装置に適用した場合の正側アームと負
側アームの一部の構成を図２に示す。例えば、ＧＴＯモ
ジュール１ＵはＵ相、ＧＴＯモジュール１ＸはＸ相に相
当する。Ｐ端子は直流主回路の正極、Ｎ端子は負極であ
り、ＡＣ端子より交流出力を導出する。
【００１８】次に、本実施例の具体的動作を図１乃至図
３を用いて説明する。なお、図３ではタイムチャートと
その時作用している回路は実線で、不作用の回路は破線
で示している。
３を用いて説明する。なお、図３ではタイムチャートと
その時作用している回路は実線で、不作用の回路は破線
で示している。
【００１９】今、時刻ｔ１において、図３（ｂ）に示す
ように補助スイッチ６０にオンゲート信号が与えられる
と、時刻ｔ１よりわずかな時間だけ前にオンしていたＧ
ＴＯ４１〜４４を介して補助スイッチ６０がオンし、動
作モード１（放電モード）に示す等価回路、すなわちス
ナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの蓄積電荷が図示のよう
にＧＴＯ４１〜４４，アノードリアクトル４１Ｌ、回生
変圧器９０の１次巻線、補助スイッチ６０、ダイオード
４１Ｊ〜４３Ｊ、バランサリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍ、
ダイオード４１Ｋ〜４４Ｋの並列閉回路で放電する。こ
のモードでの各並列回路間の電位差による回り込み干渉
を防止するためにダイオード４１Ｋ〜４４Ｋが必要であ
る。
ように補助スイッチ６０にオンゲート信号が与えられる
と、時刻ｔ１よりわずかな時間だけ前にオンしていたＧ
ＴＯ４１〜４４を介して補助スイッチ６０がオンし、動
作モード１（放電モード）に示す等価回路、すなわちス
ナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの蓄積電荷が図示のよう
にＧＴＯ４１〜４４，アノードリアクトル４１Ｌ、回生
変圧器９０の１次巻線、補助スイッチ６０、ダイオード
４１Ｊ〜４３Ｊ、バランサリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍ、
ダイオード４１Ｋ〜４４Ｋの並列閉回路で放電する。こ
のモードでの各並列回路間の電位差による回り込み干渉
を防止するためにダイオード４１Ｋ〜４４Ｋが必要であ
る。
【００２０】次に、時刻ｔ２にスナバコンデンサ４１Ｃ
〜４４Ｃの残留電圧がスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
のダイオードドロップよりわずかに低い値まで放電する
と、動作モード２（還流モード）となり、スナバダイオ
ード４１Ｄ〜４４Ｄがオンし、アノードリアクトル４１
Ｌとバランサリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍに移行したスナ
バコンデンサのエネルギは、図示の通り、スナバダイオ
ード４１Ｄ〜４４Ｄを介して還流する。この動作モード
１、動作モード２の期間に、スナバエネルギは回生変圧
器９０を介して直流主回路に回収され、次第に減衰し、
時刻ｔ３に電流が０となる。わずかな時間をおいて補助
スイッチ６０をオフして、動作モード２は完了する。時
刻ｔ４には同図（ａ）に示すようなＧＴＯモジュール１
Ｕにターンオフゲート信号が与えられると、動作モード
３（ターンオフモード）になり、ＧＴＯ４１〜４４がタ
ーンオフし、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃがわずか
な時間で充電され、時刻ｔ５に動作モード３は完了す
る。
〜４４Ｃの残留電圧がスナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄ
のダイオードドロップよりわずかに低い値まで放電する
と、動作モード２（還流モード）となり、スナバダイオ
ード４１Ｄ〜４４Ｄがオンし、アノードリアクトル４１
Ｌとバランサリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍに移行したスナ
バコンデンサのエネルギは、図示の通り、スナバダイオ
ード４１Ｄ〜４４Ｄを介して還流する。この動作モード
１、動作モード２の期間に、スナバエネルギは回生変圧
器９０を介して直流主回路に回収され、次第に減衰し、
時刻ｔ３に電流が０となる。わずかな時間をおいて補助
スイッチ６０をオフして、動作モード２は完了する。時
刻ｔ４には同図（ａ）に示すようなＧＴＯモジュール１
Ｕにターンオフゲート信号が与えられると、動作モード
３（ターンオフモード）になり、ＧＴＯ４１〜４４がタ
ーンオフし、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃがわずか
な時間で充電され、時刻ｔ５に動作モード３は完了す
る。
【００２１】以後、同様に、１周期内に動作モード１〜
動作モード３を繰り返すことにより複数個のＧＴＯに使
用したスナバコンデンサのエネルギが回生変圧器９０を
介して直流主回路へ回生されていく。
動作モード３を繰り返すことにより複数個のＧＴＯに使
用したスナバコンデンサのエネルギが回生変圧器９０を
介して直流主回路へ回生されていく。
【００２２】図４は本発明の第２実施例（請求項２，３
対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例と
相違する点は、図１のスナバエネルギ回生回路のバラン
サリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍの代りに、ゲート電源用コ
ンデンサ４１Ｇ〜４４Ｇと、このコンデンサ４１Ｇ〜４
４Ｇにそれぞれ並列に初充電抵抗８１Ｒ〜８４Ｒとダイ
オード８１Ｓ〜８４Ｓからなる初充電回路を設けると共
に、ＤＣ／ＤＣのコンバータ４１Ｐ〜４４Ｐを介してＧ
ＴＯ４１〜４４のスナバエネルギの一部をゲート電源に
利用し、補助スイッチ６０のスナバエネルギもゲート電
源へ回生するように構成した点であり、その他の点は同
一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。
対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例と
相違する点は、図１のスナバエネルギ回生回路のバラン
サリアクトル４１Ｍ〜４４Ｍの代りに、ゲート電源用コ
ンデンサ４１Ｇ〜４４Ｇと、このコンデンサ４１Ｇ〜４
４Ｇにそれぞれ並列に初充電抵抗８１Ｒ〜８４Ｒとダイ
オード８１Ｓ〜８４Ｓからなる初充電回路を設けると共
に、ＤＣ／ＤＣのコンバータ４１Ｐ〜４４Ｐを介してＧ
ＴＯ４１〜４４のスナバエネルギの一部をゲート電源に
利用し、補助スイッチ６０のスナバエネルギもゲート電
源へ回生するように構成した点であり、その他の点は同
一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。
【００２３】次に、本実施例の具体的動作を図４と図５
を参照して説明する。図５において、タイムチャートと
その時作用している回路は実線で、不作用の回路は破線
で示しているが、既に説明した図３と同一部分はその説
明は省略する。なお、本実施例の動作モード１（放電モ
ード）〜動作モード３（ターンオフモード）は、図３と
同一であるので、重複を避けてその説明は省略する。
を参照して説明する。図５において、タイムチャートと
その時作用している回路は実線で、不作用の回路は破線
で示しているが、既に説明した図３と同一部分はその説
明は省略する。なお、本実施例の動作モード１（放電モ
ード）〜動作モード３（ターンオフモード）は、図３と
同一であるので、重複を避けてその説明は省略する。
【００２４】今、図５（ａ）に示すように、ＧＴＯモジ
ュール１Ｕにオンゲート信号が与えられる時刻ｔ０より
僅かな時間をおいて、時刻ｔ１に補助スイッチ６０にオ
ン信号が与えられると、動作モード１（放電モード）と
なる。この時、補助スイッチ６０のスナバコンデンサ６
０Ｃの蓄積電荷は、６０Ｃ−６０−４４Ｇ−６０Ｌ−６
０Ｃの閉ループで放電し、ゲート電源用コンデンサ４４
Ｇに回収される。時刻ｔ２において、スナバコンデンサ
４１Ｃ〜４４Ｃの残留電荷が各々スナバダイオード４１
Ｄ〜４４Ｄのダイオードドロップよりわずかに低い値ま
で放電すると、動作モード２（還流モード）となる。動
作モード２は、アノードリアクトル４１Ｌに移行したス
ナバエネルギが回生変圧器９０を介して直流主回路へ回
生され、さらに、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４
Ｇに回生され、次第に減衰し、回生変圧器９０の励磁電
流も吸収し、リセットした上で、時刻ｔ３に電流が零と
なることで終了する。この動作モード２では、補助スイ
ッチ６０のスナバエネルギが移行したリアクトル６０Ｌ
の電流もコンデンサ４４Ｇに回生されるので、補助スイ
ッチ６０のスナバ損失も低減可能である。時刻ｔ４に図
５（ａ）に示すように、ＧＴＯモジュール１Ｕにオフゲ
ート信号が与えられることにより、動作モード３（ター
ンオフモード）となり、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃがわずかな時間で時刻ｔ５までに充電され終了する。
ュール１Ｕにオンゲート信号が与えられる時刻ｔ０より
僅かな時間をおいて、時刻ｔ１に補助スイッチ６０にオ
ン信号が与えられると、動作モード１（放電モード）と
なる。この時、補助スイッチ６０のスナバコンデンサ６
０Ｃの蓄積電荷は、６０Ｃ−６０−４４Ｇ−６０Ｌ−６
０Ｃの閉ループで放電し、ゲート電源用コンデンサ４４
Ｇに回収される。時刻ｔ２において、スナバコンデンサ
４１Ｃ〜４４Ｃの残留電荷が各々スナバダイオード４１
Ｄ〜４４Ｄのダイオードドロップよりわずかに低い値ま
で放電すると、動作モード２（還流モード）となる。動
作モード２は、アノードリアクトル４１Ｌに移行したス
ナバエネルギが回生変圧器９０を介して直流主回路へ回
生され、さらに、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４
Ｇに回生され、次第に減衰し、回生変圧器９０の励磁電
流も吸収し、リセットした上で、時刻ｔ３に電流が零と
なることで終了する。この動作モード２では、補助スイ
ッチ６０のスナバエネルギが移行したリアクトル６０Ｌ
の電流もコンデンサ４４Ｇに回生されるので、補助スイ
ッチ６０のスナバ損失も低減可能である。時刻ｔ４に図
５（ａ）に示すように、ＧＴＯモジュール１Ｕにオフゲ
ート信号が与えられることにより、動作モード３（ター
ンオフモード）となり、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃがわずかな時間で時刻ｔ５までに充電され終了する。
【００２５】このように、本実施例も図１の第１実施例
と同様、１周期内に動作モード１〜動作モード３を繰り
返すことにより、回生回路の補助スイッチも含めて複数
個のＧＴＯに使用したスナバエネルギが直流主回路とゲ
ート電源へ回生されていく。本実施例の回路もＧＴＯ素
子のスナバ損失が低減でき、また回生回路の補助スイッ
チのスナバエネルギも同様に回生できる。
と同様、１周期内に動作モード１〜動作モード３を繰り
返すことにより、回生回路の補助スイッチも含めて複数
個のＧＴＯに使用したスナバエネルギが直流主回路とゲ
ート電源へ回生されていく。本実施例の回路もＧＴＯ素
子のスナバ損失が低減でき、また回生回路の補助スイッ
チのスナバエネルギも同様に回生できる。
【００２６】図６は本発明の第３実施例（請求項４対
応）の回路構成図である。本実施例が図４の実施例と相
違する点は、余剰電力をバイパスさせるＤＣ／ＤＣコン
バータ４１Ｒ〜４４Ｒを使用し、補助スイッチ６０のス
ナバエネルギも回生するように構成している点であり、
その他の点は同一であるので、同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。
応）の回路構成図である。本実施例が図４の実施例と相
違する点は、余剰電力をバイパスさせるＤＣ／ＤＣコン
バータ４１Ｒ〜４４Ｒを使用し、補助スイッチ６０のス
ナバエネルギも回生するように構成している点であり、
その他の点は同一であるので、同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。
【００２７】本実施例で使用されるＤＣ／ＤＣコンバー
タ４１Ｒの詳細な回路の一例を図７に示す。同図に示す
ように、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇの電圧を抵抗４
１Ｓ，４１Ｔで分圧し、帰還抵抗４１Ｕを介して検出し
た帰還電圧値を抵抗４１Ｖを介して基準電圧ＶＲＥＦと
コンパレータ４１Ｗで比較し、帰還電圧値が基準電圧値
ＶＲＥＦを超える場合はバッファ回路４１Ｘを介してス
イッチ４１Ｘをオンしコンデンサ４１Ｇの充電電流をバ
イパスさせる。このときダイオード４１Ｋにコンデンサ
４１Ｇの電圧が逆電圧としてかかり、導通が阻止されて
いる。
タ４１Ｒの詳細な回路の一例を図７に示す。同図に示す
ように、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇの電圧を抵抗４
１Ｓ，４１Ｔで分圧し、帰還抵抗４１Ｕを介して検出し
た帰還電圧値を抵抗４１Ｖを介して基準電圧ＶＲＥＦと
コンパレータ４１Ｗで比較し、帰還電圧値が基準電圧値
ＶＲＥＦを超える場合はバッファ回路４１Ｘを介してス
イッチ４１Ｘをオンしコンデンサ４１Ｇの充電電流をバ
イパスさせる。このときダイオード４１Ｋにコンデンサ
４１Ｇの電圧が逆電圧としてかかり、導通が阻止されて
いる。
【００２８】本実施例では、このように構成したＤＣ／
ＤＣコンバータ４１Ｒを用いることによりゲート電源に
余剰電力を発生させず、必要なゲート電力以外のスナバ
エネルギはすべて回生変圧器９０を介して主回路へ回生
され、回生効率を上げることが可能である。
ＤＣコンバータ４１Ｒを用いることによりゲート電源に
余剰電力を発生させず、必要なゲート電力以外のスナバ
エネルギはすべて回生変圧器９０を介して主回路へ回生
され、回生効率を上げることが可能である。
【００２９】なお、本実施例のその他の動作は図４の実
施例の動作を説明した図５のタイムチャートと同様であ
るので、その説明は省略するが、本実施例の回路も図４
の実施例と同様にＧＴＯ素子のスナバ損失が低減でき、
また回生回路の補助スイッチのスナバエネルギも同様に
回生できる。
施例の動作を説明した図５のタイムチャートと同様であ
るので、その説明は省略するが、本実施例の回路も図４
の実施例と同様にＧＴＯ素子のスナバ損失が低減でき、
また回生回路の補助スイッチのスナバエネルギも同様に
回生できる。
【００３０】以上説明した第１〜第３実施例では、ＧＴ
Ｏモジュール内のスナバコンデンサでアノードリアクト
ル４１Ｌのエネルギを回収して回生する回路を中心にし
た構成例を示してきたが、本発明はアノードリアクトル
４１Ｌのエネルギを回収する回収回路を別に設けて構成
することもできる。
Ｏモジュール内のスナバコンデンサでアノードリアクト
ル４１Ｌのエネルギを回収して回生する回路を中心にし
た構成例を示してきたが、本発明はアノードリアクトル
４１Ｌのエネルギを回収する回収回路を別に設けて構成
することもできる。
【００３１】図８は本発明の第４実施例（請求項５対
応）の回路構成図である。本実施例が図６の実施例と相
違する点は、ＧＴＯ４１〜４４のターンオフ時にアノー
ドリアクトル４１Ｌに蓄積したエネルギを補助スイッチ
６１を介し一旦コンデンサ４５Ｃに回収し、スナバエネ
ルギ回生回路作用時に補助スイッチ６０をオンすること
によりコンデンサ４５Ｃの放電経路を形成し、スナバコ
ンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃのスナバエネルギとともに、ア
ノードリアクトルのエネルギも回生すると共に、補助ス
イッチ６１のスナバコンデンサ６１Ｃとスナバダイオー
ド６１Ｄで構成するスナバ回路のエネルギも補助スイッ
チ６１のオンとともにリアクトル６１Ｌ，ダイオード６
１Ｅを介してコンデンサ４５Ｃに回生できるようにした
点であり、その他の点は同一であるので、同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
応）の回路構成図である。本実施例が図６の実施例と相
違する点は、ＧＴＯ４１〜４４のターンオフ時にアノー
ドリアクトル４１Ｌに蓄積したエネルギを補助スイッチ
６１を介し一旦コンデンサ４５Ｃに回収し、スナバエネ
ルギ回生回路作用時に補助スイッチ６０をオンすること
によりコンデンサ４５Ｃの放電経路を形成し、スナバコ
ンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃのスナバエネルギとともに、ア
ノードリアクトルのエネルギも回生すると共に、補助ス
イッチ６１のスナバコンデンサ６１Ｃとスナバダイオー
ド６１Ｄで構成するスナバ回路のエネルギも補助スイッ
チ６１のオンとともにリアクトル６１Ｌ，ダイオード６
１Ｅを介してコンデンサ４５Ｃに回生できるようにした
点であり、その他の点は同一であるので、同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】次に、本実施例の具体的動作を図２および
図８の回路構成図と図９の動作タイムチャートおよび図
１０の動作モードを説明する等価回路図を用いて説明す
る。
図８の回路構成図と図９の動作タイムチャートおよび図
１０の動作モードを説明する等価回路図を用いて説明す
る。
【００３３】まず、図９において、同（ａ）はＧＴＯモ
ジュール１Ｕのゲート・カソード間電圧信号、同（ｂ）
は補助スイッチ６０のゲート・カソード間電圧信号、同
（ｃ）はＧＴＯモジュール１Ｘのゲート・カソード間電
圧信号、同（ｄ）は補助スイッチ６１のゲート・カソー
ド電圧信号、同（ｅ）はスナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃの電圧、同（ｆ）はコンデンサ４５Ｃの電圧、同
（ｇ）はリアクトル４１Ｍの電流、同（ｈ）はアノード
リアクトル４１Ｌの電流、同（ｉ）は動作モードを示し
ている。また図１０は図９のモード（１）〜（４）のそ
れぞれに対する動作モードにおける等価回路を示してい
る。
ジュール１Ｕのゲート・カソード間電圧信号、同（ｂ）
は補助スイッチ６０のゲート・カソード間電圧信号、同
（ｃ）はＧＴＯモジュール１Ｘのゲート・カソード間電
圧信号、同（ｄ）は補助スイッチ６１のゲート・カソー
ド電圧信号、同（ｅ）はスナバコンデンサ４１Ｃ〜４４
Ｃの電圧、同（ｆ）はコンデンサ４５Ｃの電圧、同
（ｇ）はリアクトル４１Ｍの電流、同（ｈ）はアノード
リアクトル４１Ｌの電流、同（ｉ）は動作モードを示し
ている。また図１０は図９のモード（１）〜（４）のそ
れぞれに対する動作モードにおける等価回路を示してい
る。
【００３４】今、時刻ｔ０以前の周期動作により、スナ
バコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃ、アノードリアクトルエネ
ルギ回収コンデンサ４５Ｃには、図９（ｅ）、同（ｆ）
のように初期電圧が存在するものとする。図９（ａ）に
示すように、時刻ｔ０にＧＴＯモジュール１Ｕにオンゲ
ート信号が与えられると、同（ｈ）のようにアノードリ
アクトル４１Ｌを介してＧＴＯモジュール１Ｕには負荷
電流が流れる。僅かな時間をおいて時刻ｔ１において、
同（ｂ）のように補助スイッチ６０にオンゲート信号が
与えられると、同（ｅ）のようにスナバコンデンサ４１
Ｃ〜４４Ｃの電圧および同（ｆ）のようにコンデンサ４
５Ｃの電圧が放電し、同（ｇ）のようにリアクトル４１
Ｍに放電電流が流れる動作モード１となる。
バコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃ、アノードリアクトルエネ
ルギ回収コンデンサ４５Ｃには、図９（ｅ）、同（ｆ）
のように初期電圧が存在するものとする。図９（ａ）に
示すように、時刻ｔ０にＧＴＯモジュール１Ｕにオンゲ
ート信号が与えられると、同（ｈ）のようにアノードリ
アクトル４１Ｌを介してＧＴＯモジュール１Ｕには負荷
電流が流れる。僅かな時間をおいて時刻ｔ１において、
同（ｂ）のように補助スイッチ６０にオンゲート信号が
与えられると、同（ｅ）のようにスナバコンデンサ４１
Ｃ〜４４Ｃの電圧および同（ｆ）のようにコンデンサ４
５Ｃの電圧が放電し、同（ｇ）のようにリアクトル４１
Ｍに放電電流が流れる動作モード１となる。
【００３５】動作モード１は、図１０（１）に示すよう
に、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの電荷は、ＧＴＯ
４１〜４４とコンデンサ４５Ｃとリアクトル４１Ｌと回
生用変圧器９０の１次巻線と補助スイッチ６０とダイオ
ード４１Ｊ〜４５Ｊとゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜
４４Ｇとダイオード４１Ｋ〜４４Ｋのそれぞれの並列閉
回路で放電し、直流主回路とゲート電源へ回生される。
同時に補助スイッチ６０のスナバコンデンサ６０Ｃの電
荷も、６０Ｃ−６０−４４Ｇ−６０Ｌ−６０Ｃの閉回路
で放電し、ゲート電源へ回生される。時刻ｔ２におい
て、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの残留電圧が、各
々スナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄのダイオードドロッ
プよりわずかに低い値に放電すると、スナバダイオード
４１Ｄ〜４４Ｄがオンし、図１０のスナバダイオードオ
ンモード（２）となり、スナバダイオード４１Ｄ〜４４
Ｄを介して還流する。このように、放電モード（１）と
スナバダイオードオンモード（２）の間に、コンデンサ
４５Ｃの電圧も放電する。これは、アノードリアクトル
４１Ｌとは破線で示すように補助スイッチ６１で、回り
込みが遮断されるためである。さらに、コンデンサ４５
Ｃの残留電圧が、ダイオード４５Ｂのダイオードドロッ
プより僅かに低い値まで放電する時刻ｔ３になるとダイ
オード４５Ｂがオンし、ダイオード４５Ｂを介してリア
クトル４１Ｍに移行したスナバエネルギとアノードリア
クトルエネルギが還流し、図１０の還流モード（３）と
なる。
に、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの電荷は、ＧＴＯ
４１〜４４とコンデンサ４５Ｃとリアクトル４１Ｌと回
生用変圧器９０の１次巻線と補助スイッチ６０とダイオ
ード４１Ｊ〜４５Ｊとゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜
４４Ｇとダイオード４１Ｋ〜４４Ｋのそれぞれの並列閉
回路で放電し、直流主回路とゲート電源へ回生される。
同時に補助スイッチ６０のスナバコンデンサ６０Ｃの電
荷も、６０Ｃ−６０−４４Ｇ−６０Ｌ−６０Ｃの閉回路
で放電し、ゲート電源へ回生される。時刻ｔ２におい
て、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの残留電圧が、各
々スナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄのダイオードドロッ
プよりわずかに低い値に放電すると、スナバダイオード
４１Ｄ〜４４Ｄがオンし、図１０のスナバダイオードオ
ンモード（２）となり、スナバダイオード４１Ｄ〜４４
Ｄを介して還流する。このように、放電モード（１）と
スナバダイオードオンモード（２）の間に、コンデンサ
４５Ｃの電圧も放電する。これは、アノードリアクトル
４１Ｌとは破線で示すように補助スイッチ６１で、回り
込みが遮断されるためである。さらに、コンデンサ４５
Ｃの残留電圧が、ダイオード４５Ｂのダイオードドロッ
プより僅かに低い値まで放電する時刻ｔ３になるとダイ
オード４５Ｂがオンし、ダイオード４５Ｂを介してリア
クトル４１Ｍに移行したスナバエネルギとアノードリア
クトルエネルギが還流し、図１０の還流モード（３）と
なる。
【００３６】このように動作モード１〜動作モード３の
間に、時刻ｔ０以前の周期動作で初期値として存在する
スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの電荷とアノードリア
クトルのエネルギを蓄えたコンデンサ４５Ｃの電荷が回
生変圧器９０を介して、１部が直流主回路へ、残りが各
々のゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４Ｇに回生され
ていく。回生作用により、次第に減衰し、回生変圧器９
０の励磁電流も減衰し、リセットも同時に作用した上
で、時刻ｔ４において、電流が零となることで、動作モ
ード３は終了する。その後、時刻ｔ５に図９（ａ）のよ
うにＧＴＯモジュール１Ｕにオフゲート信号が与えられ
ると、図１０のモード（４）のようにＧＴＯ４１〜４４
がターンオフするターンオフモードとなる。スナバコン
デンサ４１Ｃ〜４４Ｃは、わずかな時間で充電され、同
時にアノードリアクトル４１Ｌのエネルギは、図９
（ｄ）のように補助スイッチ６１にオンゲート信号が与
えられ補助スイッチ６１がオンすることにより、コンデ
ンサ４５Ｃに充電され、時刻ｔ６にターンオフモード
（４）は完了する。この時同時に補助スイッチ６１のス
ナバコンデンサ６１Ｃの蓄積電荷も、６１Ｃ−６１−４
５Ｃ−６１Ｌ−６１Ｅ−６１Ｃの閉回路で放電しコンデ
ンサ４５Ｃに回収される。
間に、時刻ｔ０以前の周期動作で初期値として存在する
スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃの電荷とアノードリア
クトルのエネルギを蓄えたコンデンサ４５Ｃの電荷が回
生変圧器９０を介して、１部が直流主回路へ、残りが各
々のゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４Ｇに回生され
ていく。回生作用により、次第に減衰し、回生変圧器９
０の励磁電流も減衰し、リセットも同時に作用した上
で、時刻ｔ４において、電流が零となることで、動作モ
ード３は終了する。その後、時刻ｔ５に図９（ａ）のよ
うにＧＴＯモジュール１Ｕにオフゲート信号が与えられ
ると、図１０のモード（４）のようにＧＴＯ４１〜４４
がターンオフするターンオフモードとなる。スナバコン
デンサ４１Ｃ〜４４Ｃは、わずかな時間で充電され、同
時にアノードリアクトル４１Ｌのエネルギは、図９
（ｄ）のように補助スイッチ６１にオンゲート信号が与
えられ補助スイッチ６１がオンすることにより、コンデ
ンサ４５Ｃに充電され、時刻ｔ６にターンオフモード
（４）は完了する。この時同時に補助スイッチ６１のス
ナバコンデンサ６１Ｃの蓄積電荷も、６１Ｃ−６１−４
５Ｃ−６１Ｌ−６１Ｅ−６１Ｃの閉回路で放電しコンデ
ンサ４５Ｃに回収される。
【００３７】以後、同様に、１周期内にモード（１）〜
（４）を繰り返すことにより、複数個のＧＴＯに使用し
たスナバコンデンサのエネルギとアノードリアクトルの
エネルギの１部が回生変圧器を介して直流主回路へ、残
りが各々ＧＴＯのゲート電源へ振り分けられて回生され
ると同時に、回生変圧器の磁束がリセットされ、確実に
飽和を防止することができる。
（４）を繰り返すことにより、複数個のＧＴＯに使用し
たスナバコンデンサのエネルギとアノードリアクトルの
エネルギの１部が回生変圧器を介して直流主回路へ、残
りが各々ＧＴＯのゲート電源へ振り分けられて回生され
ると同時に、回生変圧器の磁束がリセットされ、確実に
飽和を防止することができる。
【００３８】図１１は本発明の第５実施例（請求項１〜
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例
と相違する点は、リアクトル６０Ｍを新たに追加してい
る点のみであり、その他の点は同一であるので、同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例
と相違する点は、リアクトル６０Ｍを新たに追加してい
る点のみであり、その他の点は同一であるので、同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】本実施例によると、ＧＴＯ４１〜４４の個
々の回生電流のバランスをとるための小インダクタンス
リアクトル４１Ｍ〜４４Ｍと、回生電流全体の電流値の
抑制用の大きなインダクタンス値リアクトル６０Ｍとを
別に設けて構成するものである。
々の回生電流のバランスをとるための小インダクタンス
リアクトル４１Ｍ〜４４Ｍと、回生電流全体の電流値の
抑制用の大きなインダクタンス値リアクトル６０Ｍとを
別に設けて構成するものである。
【００４０】図１２は本発明の第６実施例（請求項１〜
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例
と相違する点は、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃとス
ナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄの接続を逆にして構成
し、アノードリアクトル４１ＬをＧＴＯモジュール４０
Ｃ全体の正電位側に配置した点であるが、図１の実施例
と同様に動作するので、その説明は省略する。
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１の実施例
と相違する点は、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃとス
ナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄの接続を逆にして構成
し、アノードリアクトル４１ＬをＧＴＯモジュール４０
Ｃ全体の正電位側に配置した点であるが、図１の実施例
と同様に動作するので、その説明は省略する。
【００４１】図１３は本発明の第７実施例（請求項１〜
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１１の実施
例と相違する点は、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃと
スナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄの接続を逆にして構成
し、アノードリアクトル４１ＬをＧＴＯモジュール４０
Ｃ全体の正電位側に配置した点であるが、図１１の実施
例と同様に動作するので、その説明は省略する。
３対応）の回路構成図である。本実施例が図１１の実施
例と相違する点は、スナバコンデンサ４１Ｃ〜４４Ｃと
スナバダイオード４１Ｄ〜４４Ｄの接続を逆にして構成
し、アノードリアクトル４１ＬをＧＴＯモジュール４０
Ｃ全体の正電位側に配置した点であるが、図１１の実施
例と同様に動作するので、その説明は省略する。
【００４２】なお、図４の実施例、図６の実施例、図８
の実施例についても、上記図１２及び図１３の実施例と
同様にスナバダイオードとスナバコンデンサの接続を逆
にして、回生変圧器を正電位側に配置した構成として
も、その動作は上記各実施例と同様であるので、その説
明を省略する。
の実施例についても、上記図１２及び図１３の実施例と
同様にスナバダイオードとスナバコンデンサの接続を逆
にして、回生変圧器を正電位側に配置した構成として
も、その動作は上記各実施例と同様であるので、その説
明を省略する。
【００４３】以上説明した各実施例においては、ＧＴＯ
以外の自己消弧形素子にも適用できることは勿論、補助
スイッチ６０、６１はＧＴＯ以外のスイッチ素子を用い
てもよい。また、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４
Ｇはバッテリ等の２次電池でも構わないし、回生変圧器
９０を介して回生する回生先電源は、主回路の直流電源
でなくても、回生電力を吸収できる電源であれば、別電
源であっても構わない。さらに、回生変圧器９０は回生
変流器であっても構わない。また、初充電回路の抵抗４
１Ｒ〜４４Ｒ、ダイオード４１Ｓ〜４４Ｓは本発明の本
質とは関係ないので、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜
４４Ｇが初充電できれば別の回路であっても構わない。
以外の自己消弧形素子にも適用できることは勿論、補助
スイッチ６０、６１はＧＴＯ以外のスイッチ素子を用い
てもよい。また、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜４４
Ｇはバッテリ等の２次電池でも構わないし、回生変圧器
９０を介して回生する回生先電源は、主回路の直流電源
でなくても、回生電力を吸収できる電源であれば、別電
源であっても構わない。さらに、回生変圧器９０は回生
変流器であっても構わない。また、初充電回路の抵抗４
１Ｒ〜４４Ｒ、ダイオード４１Ｓ〜４４Ｓは本発明の本
質とは関係ないので、ゲート電源用コンデンサ４１Ｇ〜
４４Ｇが初充電できれば別の回路であっても構わない。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果を奏する。 （１）ＧＴＯを複数個直列接続した電力変換装置のスナ
バエネルギとアノードリアクトルのエネルギを一括して
回生でき、発熱部分が減少し、冷却系が小型化できる。 （２）補助スイッチを用いて回生変圧器が切り離される
ので、回生変圧器の磁束がリセットでき確実に飽和が防
止できる。 （３）補助スイッチのスナバエネルギも回生することが
できる。
のような効果を奏する。 （１）ＧＴＯを複数個直列接続した電力変換装置のスナ
バエネルギとアノードリアクトルのエネルギを一括して
回生でき、発熱部分が減少し、冷却系が小型化できる。 （２）補助スイッチを用いて回生変圧器が切り離される
ので、回生変圧器の磁束がリセットでき確実に飽和が防
止できる。 （３）補助スイッチのスナバエネルギも回生することが
できる。
【図１】本発明の第１実施例の回路構成図。
【図２】図１を適用した電力変換装置の回路構成図。
【図３】図１の動作を説明するタイムチャート。
【図４】本発明の第２実施例の回路構成図。
【図５】図４の動作を説明するタイムチャート。
【図６】本発明の第３実施例の回路構成図。
【図７】図６のＤＣ／ＤＣコンバータの詳細構成を示す
回路図。
回路図。
【図８】本発明の第４実施例の回路構成図。
【図９】図８の動作を説明するタイムチャート。
【図１０】図９の動作モードを説明する等価回路図。
【図１１】本発明の第５実施例の回路構成図。
【図１２】本発明の第６実施例の回路構成図。
【図１３】本発明の第７実施例の回路構成図。
【図１４】従来のスナバエネルギ回生回路構成図。
３１〜３４，４１〜４４…ＧＴＯ，３１Ｄ〜３４Ｄ，４
１Ｄ〜４４Ｄ，６０Ｄ，６１Ｄ…スナバダイオード、４
１Ｆ〜４４Ｆ…フィードバックダイオード、３１Ｃ〜３
４Ｃ，４１Ｃ〜４４Ｃ，６０Ｃ，６１Ｃ…スナバコンデ
ンサ、６０Ｍ…リアクトル、８１Ｒ〜８４Ｒ…抵抗、４
１Ｊ〜４３Ｊ，７１〜７４，４５Ｂ，８１Ｓ〜８４Ｓ…
ダイオード、３５Ｃ，３６Ｃ，４１Ｇ〜４４Ｇ，４５
Ｃ，４６Ｃ…コンデンサ、４１Ｐ〜４４Ｐ，４１Ｒ〜４
４Ｒ，５０，７０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、９０…回生
変圧器、４１Ｕ〜４４Ｕ…ゲート回路、６０…補助スイ
ッチ、４１Ｍ〜４４Ｍ…バランサリアクトル、３０，４
０，４０Ｃ…ＧＴＯモジュール、３１Ｌ，４１Ｌ…アノ
ードリアクトル、６０Ｒ，３１Ｒ〜３４Ｒ…スナバ抵
抗、２１ａ，２１ｂ…フィルタコンデンサ。
１Ｄ〜４４Ｄ，６０Ｄ，６１Ｄ…スナバダイオード、４
１Ｆ〜４４Ｆ…フィードバックダイオード、３１Ｃ〜３
４Ｃ，４１Ｃ〜４４Ｃ，６０Ｃ，６１Ｃ…スナバコンデ
ンサ、６０Ｍ…リアクトル、８１Ｒ〜８４Ｒ…抵抗、４
１Ｊ〜４３Ｊ，７１〜７４，４５Ｂ，８１Ｓ〜８４Ｓ…
ダイオード、３５Ｃ，３６Ｃ，４１Ｇ〜４４Ｇ，４５
Ｃ，４６Ｃ…コンデンサ、４１Ｐ〜４４Ｐ，４１Ｒ〜４
４Ｒ，５０，７０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、９０…回生
変圧器、４１Ｕ〜４４Ｕ…ゲート回路、６０…補助スイ
ッチ、４１Ｍ〜４４Ｍ…バランサリアクトル、３０，４
０，４０Ｃ…ＧＴＯモジュール、３１Ｌ，４１Ｌ…アノ
ードリアクトル、６０Ｒ，３１Ｒ〜３４Ｒ…スナバ抵
抗、２１ａ，２１ｂ…フィルタコンデンサ。
Claims (5)
- 【請求項１】 スナバコンデンサとスナバダイオードの
直列回路からなるスナバ回路を並列接続した自己消弧形
素子を複数個直列接続して構成する変換装置において、
変圧器または変流器等の第１の回生変成器と前記自己消
弧形素子を用いた第１の補助スイッチからなる第１のス
ナバエネルギ回生回路を備え、前記複数個の自己消弧形
素子のターンオンとともに前記第１のスナバエネルギ回
生回路を作用させ、複数個のダイオードと複数個のリア
クトルを用いて形成される複数の閉回路により、前記複
数個のスナバコンデンサのエネルギを放電して前記第１
の回生変成器を介して主回路電源または制御電源または
２次電池等の電源手段へ回生することを特徴とする多段
スナバエネルギ回生回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の多段スナバエネルギ回生
回路において、スナバエネルギ回生時に形成される複数
の閉回路内に複数のコンデンサまたは２次電池等の電力
貯蔵手段を備え、前記放電エネルギの１部を前記電力貯
蔵手段に集め、前記電力貯蔵手段より前記複数個の自己
消弧形素子のゲート電力を得ることを特徴とする多段ス
ナバエネルギ回生回路。 - 【請求項３】 請求項２記載の多段スナバエネルギ回生
回路において、第１の補助スイッチのスナバエネルギを
スナバエネルギ回生時に形成される閉回路を介して前記
ゲート電力用電力貯蔵手段に回生することを特徴とする
多段スナバエネルギ回生回路。 - 【請求項４】 請求項３記載の多段スナバエネルギ回生
回路において、前記複数個の電力貯蔵手段にそれぞれ充
電をバイパスするバイパス回路を設けたＤＣ／ＤＣコン
バータを接続してそれぞれゲート電力を供給することを
特徴とする多段スナバエネルギ回生回路。 - 【請求項５】 請求項２記載の多段スナバエネルギ回生
回路において、スナバエネルギ回生時に形成される閉回
路内にアノードリアクトルを設け、前記アノードリアク
トルに並列に第２の補助スイッチと第２のコンデンサの
直列回路を接続し、前記複数個の自己消弧形素子のター
ンオフ時に前記第２の補助スイッチをオンして、前記ア
ノードリアクトルのエネルギを前記第２のコンデンサに
吸収し、スナバエネルギ回生回路作用時に前記第２のコ
ンデンサに蓄えられたアノードリアクトルのエネルギの
一部を前記第１の回生変成器を介して電源へ、他の一部
ををそれぞれのゲート電源へ回生することを特徴とする
多段スナバエネルギ回生回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214754A JPH0884481A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 多段スナバエネルギ回生回路 |
| US08/521,329 US5579215A (en) | 1994-09-08 | 1995-08-30 | Power conversion device with snubber energy regenerating circuit |
| EP95306227A EP0701326A3 (en) | 1994-09-08 | 1995-09-06 | Power conversion device with snubber energy regenerating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214754A JPH0884481A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 多段スナバエネルギ回生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884481A true JPH0884481A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16661017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6214754A Pending JPH0884481A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 多段スナバエネルギ回生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0884481A (ja) |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP6214754A patent/JPH0884481A/ja active Pending
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