JPS6343570A - トランジスタインバ−タ装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、トランジスタをブリッジ接続して成る３相
ブリッジ回路を複数組相互に接続して構成されたトラン
ジスタインバータ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は例えば富士時報Ｖｏ１．５７．Ｎｏ、７．１９
８４に示された従来のトランジスタインバータ装置を示
す回路図であり、図において、１，２は直流電源に接続
された入力端子、３Ａ、３Ｂ、３Ｃは入力端子１，２に
接続され３相交流（Ｕ相、■相、Ｗ相）を出力するトラ
ンジスタ群である。

ここで、トランジスタ群３Ａは、上下一対のトランジス
タＱ　Ｕ　ｉｒ　Ｑ　Ｘ　ｘ　　（ｘ　＝１＋　２　＋
・・・、Ｎ）から成るアーム（トランジスタアーム）を
Ｎ組並列に接続されて構成され、Ｎｆｆ１の上下アーム
の両端がそれぞれ入力端子１，２に接続されている。

また、同様に、トランジスタ群３Ｂも、Ｑ　Ｖ　］、　
ＩＱＹｉ　（ｉ＝１，２．・・・、Ｎ）から構成され、
入力端子１，２に接続されるとともに、トランジスタ群
３Ｃも、ＱＷｉ、ＱＺｉ　（ｉ＝１．２．・・・。

Ｎ）から構成され、入力端子１，２に接続されている。

一方、第５図において、４，５．６は３相交流（それぞ
れＵ相、■相、Ｗ相）の出力端子であり、これらの出力
端子４，５．６はそれぞれ出力ライン４ａ、５ａ、６ａ
に接続されている。そして。

出力ライン４ａ、５ａ、６ａは、それぞれ、トランジス
タ群３Ａ、３Ｂ、３ＣにおけるＮ組のアームを直列に接
続している。

また、１０は入力端子１，２に介装された平滑コンデン
サ、１１〜１６はそれぞれトランジスタＱＵｉ＋　ＱＶ
ｉ＋　ＱＷｉ＋　ＱＸｉ＋ＱＹｉ＋ＱＺｉ（ｉ＝１．２
．・・・、Ｎ）のベースにベース電流（ベースドライブ
信号）を供給する端子である。

このように、従来のトランジスタインバータ装置は、３
相交流（Ｕ相、■相、Ｗ相）ごとに３つのトランジスタ
群３Ａ、３Ｂ、３Ｃに分離して構成されている。

次に動作について説明する。入力端子１，２から入力さ
れる直流電流は、各トランジスタ群３Ａ。

３Ｂ、３Ｇへ供給され、各トランジスタ群３Ａ。

３Ｂ、３Ｃにおいて交流変換が行なわれた後、出力端子
４，５．６から３和交流（Ｕ相、■相、Ｗ相）が出力さ
れる。

ところで、従来のトランジスタインバータ装置では、各
トランジスタ群３Ａ、３Ｅｌ、ａｃに流れる電流値は出
力電流値と等しく、上下２つのトランジスタから成るア
ームが、端子１１〜１６からのベースドライブ信号の誤
動作により短絡状態になった場合、各トランジスタ１個
当たりの短絡電流［Ｉ　（Ａ）］の並列接続数Ｎ倍の電
流［：ＩＸＮ（、〜）］が流れることになる６ また、平滑コンデンサ１０と各トランジスタ３Ａ、、３
Ｉ３，３Ｃとの間の配線にインダクタンスＱ（μ［１）
があるとすると、インダクタンスＱにより（Ｉ　Ｘ　Ｎ
）”　Ｘ　Ｑ　／（２Ｘ　１０’）　（Ｊ）・・・（１
）のエネルギが蓄積される。

一方、トランジスタの過電圧保護のためにこの過電正分
エネルギを吸収するコンデンサ（図示せず）が通常トラ
ンジスタの近くに設けられている。

このエネルギ吸収コンデンサの容量をＣ（μＦ）とし、
電流遮断時の電圧上昇値に基づいて設定されるトランジ
スタ保護からの許容電圧値をＶ　（Ｖ）とすると、（１
）式より、 （ＩＸＮ）”ＸＲ／（２Ｘ１０″） ＝　ＣＸ　Ｖ２／（２Ｘ　１０′） であるから、エネルギ吸収コンデンサの容量ｃは次の（
２）式のようになる。

Ｃ＝Ｎ”Ｘ（Ｉ／Ｖ）”ＸＱ　（μＦ）・・・（２）こ
こで、Ｉ、Ｖ、４を一定とすると、エネルギ吸収コンデ
ンサの容量Ｃの値は、アームの並列数Ｎの２乗に比例し
て設定される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のトランジスタインバータ装置は以上のように構成
されているので、エネルギ吸収コンデンサの容ｆ！ｋＣ
の値を、トランジスタアームの並列数Ｎの２乗に比例し
て増加させて設定するため、各トランジスタに装着され
るエネルギ吸収コンデンサが大きくなって装置自体も大
きくなるほか、万一、ベイストライブ信号の誤動作によ
り、トランジスタアームが短絡した場合には、過大な電
流が流れてしまい、トランジスタを爆発または焼損から
保護するのは国運である。さらに、各トランジスタの電
流バランス測定もトランジスタ１個ごとに計測する必要
があるなど問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、トランジスタアームの並列数に無関係にエネ
ルギ吸収コンデンサの容量を設定できるようにして、万
一の短絡時等にトランジスタを爆発あるいは焼損から確
実に保護できるとともに、小型で安価に製作できるトラ
ンジスタインバータ装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るトランジスタインバータ装置は、Ｉ−ラ
ンジスタをブリッジ接続して成る３相ブリッジ回路を複
数組相互に並列に接続して構成するとともに、上記各３
相ブリッジ回路の同相出力ラインを並列に接続したもの
である。

［作　　　用］ この発明におけるトランジスタインバータ装にでは、３
相ブリッジ回路は１組単位で相互に並列に接続されるた
め、各３相ブリッジ回路に流れる電流は、従来装置にお
ける！・ランジスタｇ、を流れる電流に比べかなり小さ
くなるほか、上記３相ブリッジ回路は、１組単位でもイ
ンバータ装置として動作する。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるトランジスタインバータ
装置を示す回路図であり、この第１図において、１，２
は直流電源に接続された入力端子、４，５．６は３相交
流（それぞれＵ相。

■相、Ｗ相）の出力端子、４Ａ、５Ａ、６Ａはそれぞれ
出力端子４，５．６に接続された出力ラインである。

また、７−１．７−２．・・・、７−Ｎはそれぞれ３相
ブリッジ回路であり、各３相ブリッジ回路７−ｉ（ｉ＝
１．２．・・・、Ｎ）は、６個のトランジスタＱＵｉ、
ＱＶｉ、ＱＷｉ、ＱＸｉｅＱＹｉ、ＱＺｉ（ｉ＝１．２
．・・・、Ｎ）をブリッジ接続して構成されている。つ
まり、トランジスタＱ　Ｕ　ｉｔ　Ｑ　Ｘ　ｉと、トラ
ンジスタＱＶ　ｉ　、　ＱＹ　ｉと、トランジスタＱＷ
ｉ、ＱＺｉとがそれぞれ対をなして３つのアームを形成
し、これらのアームは入力端子１゜２に並列に接続され
ている。

さらに、１０は入力端子１，２に介装された平滑コンデ
ンサ、１１〜１６はそれぞれトランジスタＱ　Ｕ　ｘ　
ｒ　Ｑ　Ｖ　ｉｔ　Ｑ　Ｗ　ｘ　ｔ　Ｑ　Ｘ　ｘ　＊　
Ｑ　Ｙｉ＊　Ｑ　Ｚ　１（ｉ＝１，２．・・・、Ｎ）の
ベースにベース電流（ベースドライブ信号）を供給する
端子である。

一方、１７−１．１７−２．・・・、１７−Ｎはそれぞ
れ３相ブリッジ回路？−１．７−２．・・・、７−Ｎに
おける同相出力ラインとしてのＵ摺出カラインであり、
これらのＵ損出カライン１７−１．１７−２、・・・、
１７−Ｎは出力ライン４Ａに並列に接続される。また、
１８−１．１８−２．・・・、１８−Ｎはそれぞれ３相
ブリッジ回路７−１．７−２．・・・。

７−Ｎにおける同相出力ラインとしてのＶ損出カライン
であり、これらのＶ摺出カライン１８−１゜１８−２．
・・・、１８−Ｎは出力ライン５Ａに並列に接続される
。同様に、１９−１．１９−２．・・・。

１９−Ｎはそれぞれ３相ブリッジ回路７−１．７−２．
・・・、７−Ｎにおける同相出力ラインとしてのＷ摺出
カラインであり、これらのＷ損出カライン１９−１．１
９−２．・・・、１９−Ｎは出力ライン６Ａに並列に接
続される。

次に動作について説明する。入力端子１，２から入力さ
れる直流電流は、各３相ブリッジ回路７−１．７−２．
・・・、７−Ｎへ供給され、各３相ブリッジ回路７−１
．７−２．・・・、７−Ｎにおいて交流変換が行なわれ
る。そして、変換された３相交流（Ｕ相、■相、Ｗ相）
は、相ごとに出力ライン１７−ｉ、１８−ｉｔ　１９−
ｉ　（ｉに１，２゜・・・、Ｎ）から出力ライン４Ａ、
５Ａ、６Ａへそれぞれ出力される。

ところで、この発明の実施例では、１組の３相ブリッジ
回路７−ｉ　（ｉ＝１．２．・・・、Ｎ）を流れる電流
値は出力端子４，５．６における出力電流値の１／Ｎ倍
となり、上下２つのトランジスタから成るアームが、端
子１１〜１６からのベースドライブ信号の誤動作により
、万一、短絡状態になったとしても、各トランジスタに
は、トランジスタ１個相当の短絡電流［１（Ａ）］しか
流れない。

また、本実施例の回路において、平滑コンデンサ１０と
各３相ブリッジ回路７−ｉ　（ｉ＝１，２゜・・・、Ｎ
）との間の配線にインダクタンスＱ（μｍ１）があると
、インダクタンスＱにより ■”ｘｕ／（２ｘ１ｏ’）（Ｊ）・・・（３）のエネル
ギが蓄積される。このエネルギは、従来袋［［（１）式
コの（１／Ｎ）”倍であり、大幅に減少している。

同様に、トランジスタの過電圧保護のために同トランジ
スタの近くに設けられるエネルギ吸収コンデンサの容量
Ｃ（μＦ）は、次の（４）式のようになる。

ｃ＝（１／Ｖ）”ｘＲ（μＦ）　　・・（２）この容量
Ｃは、従来のエネルギ吸収コンデンサの容ｉ［（２）式
］の（１／Ｎ）２倍であり、大幅に減少している。

一例として、トランジスタを３並列接続した場合（ｉ＝
１．２．３）を考えると［ただし、１並列当たりのコン
デンサ容量をＣａ（μＨ）とするコ、従来では上下アー
ムが３組であり、１ｆｆｌ当たりのエネルギ吸収コンデ
ンサの容量は、 Ｃ＝３”ＸＣａ＝９Ｃａ　　（μＨ） となる０本実施例では、３相ブリッジ回路が３組必要で
あり組数は従来装置と同一であるが、１組当たりの吸収
コンデンサＣの容量は、 Ｃ＝Ｃａ　　（μＨ） となる。

このように、本実施例によれば、トランジスタアームの
並列数に無関係にエネルギ吸収コンデンサの容量を設定
でき、同容量を従来に比べ極めて小さ°く設定できるの
で、装置が小型に且つ安価で製作されるようになる。ま
た、万一、短絡が発生した場合でも、トランジスタの爆
発あるいは焼損を確実に防止できるとともに、各３相ブ
リッジ回路が、並列に設けられているため、独立して作
動することができ、装置の作動に支障を来すことはない
。

なお、上記実施例では、平滑コンデンサ１０を一括で挿
入しているが、第２図に示すように、３相ブリッジ回路
７−１．７−２．・・・、７−Ｎの組数に分割し、Ｎ個
の平滑コンデンサ１０−１，１０−２．・・・、１０−
Ｎをそれぞれ挿入してもよい。

また、第３，４図に示すように、各３相ブリッジ回路７
−１．７−２．・・・、７−Ｎごとにトランジスタ爆発
（あるいは焼損）防止用ヒユーズ２０−１．２０−２．
・・・、２０−Ｎを装着してもよい。

ただし、第３図は第１図と同様の装置にヒユーズ２０−
１．２０−２．・・・、　２０−　Ｎを装着した例を示
し、第４図は第２図と同様の装置にヒユーズ２０−１．
２０−２．・・・、２０−Ｎした例を示している。この
ようなヒユーズを従来装置に装着する場合、各組に挿入
するヒユーズは並列数が増加するごとにヒユーズ定格が
大きくなり、保護が困難であったが１本実施例の装置で
は、１並列単位で構成されているため、同一のヒユーズ
定格でよく、トランジスタの爆発（あるいは焼損）をよ
り確実に防止できる効果がある。

第３，４図では＋側のみにヒユーズを挿入しているが、
−側のみ、又は＋、−側の両方にヒユーズを挿入しても
よい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、トランジスタをブリ
ッジ接続して成る３相ブリッジ回路を複数組相互に並列
に接続して構成するとともに、上記各３相ブリッジ回路
の同相出力ラインを並列に接続して構成したので、３相
ブリッジ回路の並列数だけその入出力側を接続すればよ
く、装置が小型になるとともに安価に製作されるように
なる。

また、トランジスタの爆発や焼損を確実に防止できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるトランジスタインバ
ータ装置を示す回路図であり、第２〜４図はそれぞれこ
の発明の他の実施例を示す回路図であり、第５図は従来
のトランジスタインバータ装置を示す回路図である。 図において、７−１．７−２．・・・、７−Ｎ−３相ブ
リッジ回路、１７−１．１７−２．・・・、１７−Ｎ−
一同相出力ラインとしてのＵ摺出カライン、１８−１．
１８−２．・・・、１８−Ｎ−同相出力ラインとしての
Ｖ摺出カライン、１９−１．１９−２、・・・、１９−
Ｎ−同相出力ラインとしてのＷ摺出カライン、ＱＵ　１
　、ＱＵ　２、−、ＱＵＮ　；　ＱＶ　１　。 ＱＶ２．−、ＱＶＮ；　ＱＷＩ、ＱＶ２．−、ＱＷＮ；
ＱＸｌ、ＱＸ２．　・、ＱＸＮ；　ＱＹｌ、ＱＶ２．　
・。 ＱＹＮ；ＱＺＩ、ＱＺ２．・・・、ＱＺＮ−トランジス
タ。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トランジスタをブリッジ接続して成る３相ブリッジ回路
   を複数組相互に並列に接続して構成されたトランジスタ
   インバータ装置において、上記各３相ブリッジ回路の同
   相出力ラインが並列に接続されたことを特徴とするトラ
   ンジスタインバータ装置