JPS5863081A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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JPS5863081A
JPS5863081A JP56159810A JP15981081A JPS5863081A JP S5863081 A JPS5863081 A JP S5863081A JP 56159810 A JP56159810 A JP 56159810A JP 15981081 A JP15981081 A JP 15981081A JP S5863081 A JPS5863081 A JP S5863081A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインバータ装置、特に電界効果トランジスタを
使用したインバータ装置に関するものである。
従来、この種のインバータ装置として第1図に示すもの
があった。第1図において、電源1oの正端子に@1の
電界効果トランジスタ(以下、MO8PRi’l’と称
す)12のドレイ712aを、このMO8F]1’rの
ソース12bに第2のMO8P]1fiT34F)ドV
イア14*を、こ(7)MO8FF!T07−ス1+b
を上記電源lOの負端子に順次接続して閉回路を形成し
、上記第1、第2のMO8FffiTのグー)126%
 140にゲートドライブ回路16.18を接続したも
のである。
上記のようにMOBIIBτをスイッチング素子として
使用した場合、その等価回路は第2図に示すような回路
となる。第2図において、ドレイン12aとゲート12
e間には静電容量20.グー) 12 Cトソ−,< 
12 bf$JjKa靜を容量22.  )”レイン1
2FLとソース12b間には静電容量24が6る。MO
BFNT 12 カON +、九九時ON抵抗26ij
7−ス12bとゲート12Q間の電圧により制御される
スイッチ28と直列になっている。
また、ドレイン12&とソース12b間に逆方向ダイオ
ード30を有している。
以下、第1図の回路動作について説明する。いま、第1
のMOBFNT  12がゲートドライブ回路16の出
力を受けてONすると、出力端子1o。
の電位は電源10の電位V+になるが、次にMO87I
CT 12がOFF l、第2のMOBFMT 14が
ゲートドライブ回路18の出力を受けてONした時、上
記出力端子100の電位qv+からV−に下る。
すなわち、MO13FICT 14のドレイ714aと
ノース141)間の電圧はV+から0ボルトになり、M
O137IT 1217)ドレイ712aとソース12
b間の電圧は釉に急激に変化する。
第3図は第1図回路の動作を□示すタイムチャート図に
して、adMO日Fg’r  12のスイッチング状態
、bはMO8FIeT  14のスイッチング状態、c
Fi出力端子100の電位、dFiMO8FET 12
のドレイン電流、ei;1M08FIcT 14のドレ
イン電流、fはMO8FICT 12のソース12bと
ゲート12C間の電圧、gFiM08FKT 14のソ
ース14bとグー)148間の電圧である。
上記第3図8から明らかなようにMO8FffiT14
がONした時、前記第2図に示した静電容量20〜24
を通る電流がMOBFNT 14を流れて過電、流34
が生ずる。同様11CMOBFET 1−2カON し
た時も同図dから明らかなように過電流32が流れる。
この過電流32.34によって上記静電容量22に同図
’sgに示す電圧降下36.38が生じ、この電圧降下
がMOBFNT 12.14のスレッショルド電圧40
.42に達すると、第2図に示したスイッチ28がON
してMO8Fl!iT l 2゜14を同時にONする
期間をつくシ、これ等MO8FIT Kよつ:1て電源
10を短絡することになる。
MO81PK丁を利用した従来のインバータ装置は以上
のように構成されているので、スイッチング時に過電流
が流れ、また、oIPFシているMO8FJlli’l
:がONしたMO8FffiTの過電流の影響を受けて
ONし電源を短絡する。このため%MO8?lTおよび
電源を破壊することになり、高電圧、高速度スイッチン
グでのMOI3FETによるインバータを構成“するこ
とが困難であった。
不発萌は前述した従来の゛課題に鑑み為されたものであ
り、その目的はMOBFMTのドレインまたはソースに
挿入したりアクドルによってMO13FIeTの過電流
を制限し、安定にスイッチングできるインバータ装置を
提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、電界効果トラ
ンジスタを電流制御素子として使用したインバータ装置
において、上記電界効果トランジスタのドレインまたは
ソース回路に電流制限素子と過電圧吸収回路の並列体を
付加したことを特徴とする。また、電流制限素子として
フェライトコアを用い、このフェライトコアに電界効果
トランジスタのドレインまたはソース回路を貫通させた
ことを特徴とする。さらに、2個以上の電界効果トラン
ジスタを並列接続して、この電界効果トランジスタのド
レインまたはソース回路に電流バランス抵抗を設けたこ
とを特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。第4図FitIIJ1図と同一部分には同一符号を付
した本発明の第1実施例を示す回路図にして、MO13
1PIeT  12.14のドレイy12a。
14aにリアクトル44.46を直列に設け、この各リ
アクトルと並列に過電圧吸収回路48.50を接続した
構成である。上記過電圧吸収回路48.50は夫々ダイ
オード52と抵抗54の直列体、同56と同58の直列
体よシなる。
第5図は上記第4図回路の動作を示すタイムチャート図
にして、IL −e ij第3図のa −、、eと同じ
ものを示し、f、gri過電圧吸収回路48.5゜の電
圧を示す。
上記!4図ノ回路構成テd MO13FRiT 12.
14のドレイン電流はりアクドル44.46にょシ制限
され、過電流6G、62は第5図d%eに示すように小
さな値となる。この場合、出力端子100に接続される
負荷が容量性でも電流制限を行なうことができる。従っ
て、MO81?ET 12% 】4がOFFした時、過
電圧吸収回路48.5oはリアクトル44.46に発生
した電圧を第5図f、gのように減衰させ、リアクトル
44.46に流れていた電流により過電圧が生ずるのを
防止する。なお、過電圧吸収回路48.5oのダイオー
ド52.56は高速度スイッチング用、抵抗54.58
は無誘導抵抗がよい。
第6図は本発明の第2実施例を示すもので、第4図のり
アクドル44.46の代りにフェライト:7764.6
6を用いた構成である。このフェライトコアは透磁率が
1000〜30oO程度あり、電線を貫通させるだけで
1000〜2000μHのリアクトルとして動作する。
また、フェライトコアは高周波を減衰させる作用があり
%MO8FgTが高周波で起す寄生発根を防ぐことがで
き、安定なスイッチング動作をするものでs′)る。
第7図は本発明の第3実施例を示すもので、前記第4図
の第1実施例のMO8FIC’l’ 12.14の直列
体に対し並列に同じ回路構成のMO8FET513.7
0の直列体を接続した単相インバータである。
上記MO8FET 68.70のドレイy 68 a、
7Qaにけりアクトルア2.74、ゲート68(!、7
0Cにはゲートドライブ回路76.78が接続されてい
る。また、上記リアクトルには並列にダイオード80と
抵抗82の直列体、同84と同86の直列体からなる過
電圧吸収回路88.9oが接続されている。
本実施例−は負荷92のインバータ出力電圧を第1実施
例の2倍にすることができる。また、負荷92が誘導性
負荷の場合MO8FET K逆電圧が加わることがある
が、MO87JCT自身が有する逆方向ダイオード30
(第2図)とりアクドル44(46,72,74)およ
び過電圧吸収回路48(s o、s 8,90) が6
るため、MO8FET12(14,68,70)を破壊
することがない。トランジスタ等で構成したインバータ
では上記の逆電圧を防ぐため、ダイオードをトランジス
タと並列に逆向きに接続しているが、MOBFETを利
用した場合は上記ダイオードを省略することができる。
第8図は本発明の第4実施例を示すもので、第3実施例
のMO81’KT 12.14.68.7oをトランジ
スタ110とダイオード112、同114と同】16、
同118と同120%同122と同124の各並列体で
構成したものである。
第9図は本発明の第5実施例を示すもので、前記第3実
施例の各MOI9PK’l’回路に同一構成のMO8I
FET回路(符号にダッシュを付けた部分)を並列接続
した構成である。nosFg’rは第2図の等何回路に
示すON抵抗26にバラツキがあり、並列接続すると電
流が均等に流れないため、電流バランス抵抗126〜1
32.126′〜132′をドレイン回路のりアクドル
と直列に接続する。この電流バランス抵抗はMOBFE
Tの上記ON抵抗と同程度の値一般には0.1〜lΩに
選定するとよい。
第1θ図は上記第9図のりアクドルの代りにフェライト
コア134〜140.134′〜140′を用いた本発
明の第6実施例を示す回路構成図である。
なお、上記は単相インバータを示したが、前記第1実施
例回路を3列にすることにより、3相インバータさらに
複数個使用することにより多相インバータも容易に構成
することができる。
第11図は本発明の各実施例における電源1゜の構成例
を示すもので、3相交流R,8,Tをサイリスタ142
〜152により位相制御して、リアクトル154および
コンデンサ156[より一定の直流電圧を得る。
第12図FiMO8FKTによる本発明インバータ装置
158を、無声放電励起レーザー発振器160の無声放
電用電源として使用した例である。上記インバータ装置
158の出力を昇圧トランス162により高電圧として
、表面が誘電体で覆われた電極164,166に供給す
る。無声放電励起レーザー発振器160内にはレーザー
媒質ガス168が満たされてシシ、無声放電170が生
ずると、対向して置かれた全反射鏡172と部分透過鏡
174間でレーザー発振が起り、レーザー光線176と
して出力する。上記無声放電用電源として用いるインバ
ータ装置158の出力周波数は5 Q KHz〜200
 KH2を使用するため、他のトランジスタまたはサイ
リスタでは実現不可能であったがMO8FFiTを利用
することにより可能となったものである。
以上の如く、本発明FiMO8FffiTのドレインま
たはソース回路にリアクトルと過電圧吸収回路の並列体
を付加したので、MO8FffiTに過電流が流れるの
を防止することができる。この結果、0FIPすべきM
O8FITがONになって電源を短絡するような事態を
生じることがなく、電源およびMO8FICT等の破壊
を回避することができると共に高周波において寄生発振
等が無く安定にスイッチングできるインバータ装置が得
られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインバータ装置の回路図、第2図はMO
8IF]CTの等価回路図、第3図は第1図の本発明の
第1実施例を示す回路図、第5図は第4図の回路動作を
説明するタイムチャート図、第6図は本発明のta2実
施例を示す回路図、第7図は本発明の第3実施例を示す
回路図、第8図は本発明の第4実施例を示す回路図、第
9図は本発明の第5実施例を示す回路図、第10図は本
発明の第6実施例を示す回路図、第11図は本発明の上
記各実施例に適用する電源の回路構成図、第12図は本
発明インバータ装置を適用した無声放電励起レーザー発
振器の電源として使用した回路結線図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、1oは電源、12
%14.68.70#1M08PKT、16.18.7
6.78Fiゲ一トドライブ回路、44.46% 72
.74はリアクトル、48.50.8g、90は過電圧
吸収回路、64,66,134〜140は7エライトコ
アである。 □ 代理人  弁理士  葛 野 信 − 第1図 第2図 第3図 bOFF  ON  OFF  ON 第5図 9 第11図 第12図 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1  事件0)表示    fe卯昭 56−1598
10号2 発明の名称 インバータ装置 3、補正をする者 事件との関係   持許出1頭人 代表者片111仁八部 4、代理人 5 補正の対象 (1)  FIJm瞥の発明の詳細な説明の−6、補正
の内容 (1)  II細瞥中、第7頁第14行目K「1ooo
〜2oo。 μHの」とあるのをrx−uHの」と訂正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  電界効果トランジスタを電流制御素子として
    使用したインバータ装置において、上記電界効果トラン
    ジスタのドレインまたはソース回路に電流制限素子と過
    電圧吸収回路の並列体を付加したことを特徴とするイン
    バータ装置。 (2、特許請求の範囲(1)記載の装置において、電流
    制限素子としてリケクトルを用いたことを特徴限素子と
    してフェライトコアを用い、このフェライトコアに電界
    効果トランジスタのドレインまたはソース回路を貫通さ
    せたインバータ装置。 (4)特許請求の範囲(1)、(2)、(3)のいずれ
    かの装またはソース回路に電流バランス抵抗を設けたイ
    ンバータ装置つ
JP56159810A 1981-10-07 1981-10-07 インバ−タ装置 Granted JPS5863081A (ja)

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