功率变换电路制造技术

本发明专利技术涉及功率变换电路，其目的在于提供一种能对开关元件的开关时的损失进行抑制的功率变换电路。具备：高压侧开关元件，集电极连接于电源的高电位侧；低压侧开关元件，发射极连接于该电源的低电位侧；第1连接点，将该高压侧开关元件的发射极和该低压侧开关元件的集电极进行连接；第1二极管，与该高压侧开关元件反并联连接；第2二极管，与该低压侧开关元件反并联连接；第2连接点，将该第1二极管的阳极和该第2二极管的阴极进行连接；电感，将该第1连接点和该第2连接点进行连接；以及缓冲电路，构成为与该第1连接点连接，并且在续流时对积蓄在该电感的能量进行吸收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对笼型感应电动机等的电感性负载提供任意的电压波形的功率变换电路。
技术介绍
作为对电动机等的电感性负载提供任意的电压波形的功率变换电路，例如是逆变器电路。在专利文献1中公开了具备2个半桥电路的逆变器电路。半桥电路具备高压侧开关元件及低压侧开关元件，相对电源串联连接；第1 二极管，与高压侧开关元件反并联连接；以及第2 二极管，与低压侧开关元件反并联连接。第1 二极管是在低压侧开关元件关断时，为了对负载的能量进行续流而使用的二极管。第2 二极管是在高压侧开关元件关断时， 为了对负载的能量进行续流而使用的二极管。这样的功率变换电路通过以适当的定时对负载提供直流电源的2个电位，对平均的负载电压及负载电流进行控制。专利文献1 日本特开平6-165510号公报。当低压侧开关元件处于导通状态时，在由电源、负载以及低压侧开关元件构成的串联电路中流过电流。当在该状态下使低压侧开关元件关断时，流过电感性负载的电流不会急剧地消失而是持续流过。其结果是，在具有负载和第1 二极管的电路中电流持续流过。 该电流称为续流电流(freewheeling current)。在第1 二极管中流过续流电流时，向低压侧开关元件的栅极传输导通信号时，低压侧开关元件便逐渐地导通。此时，直到内部的载流子消失为止，流过续流电流的第1 二极管都不会变为截止状态，在一定期间正反两方向均是导通状态。当第1 二极管为导通状态的期间中低压侧开关元件导通时，存在由第1 二极管和低压侧开关元件使电源短路连接的情况。该现象称为二极管的恢复。而且瞬时流过的短路电流称为恢复电流。由于这样的恢复电流导致在低压侧开关元件会消耗较大的电流，所以开关元件的开关时的损失增大。该损失的增大不依赖于供给功率变换电路的电源电压的数量、半桥电路的数量，只要二极管引起恢复就会产生。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能对开关元件的开关时的损失进行抑制的功率变换电路。第1专利技术的功率变换电路，其特征在于，高压侧开关元件，在电源的高电位侧连接有集电极；低压侧开关元件，在该电源的低电位侧连接有发射极；第1连接点，将该高压侧开关元件的发射极和该低压侧开关元件的集电极进行连接；第1 二极管，阴极连接于该高压侧开关元件的集电极；第2 二极管，阳极连接于该低压侧开关元件的发射极；第2连接点，将该第1二极管的阳极和该第2 二极管的阴极进行连接；电感，将该第1连接点和该第 2连接点进行连接；以及缓冲电路，构成为与该第1连接点连接，并且在续流时对积蓄在该电感的能量进行吸收。第2专利技术的功率变换电路，接受高电位、低电位、以及该高电位和该低电位之间的中点电位的供给，其特征在于，具有-M开关，以接受该中点电位的供给的方式连接；以及开关元件，集电极接受该高电位的供给，发射极经由该AC开关接受该中点电位的供给，该 AC开关具有二极管，在该二极管和该开关元件之间连接有电感。根据本专利技术，能抑制开关元件的开关时的损失。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的功率变换电路的电路图。图2是表示本专利技术的实施方式1的功率变换电路的变形例的电路图。图3是本专利技术的实施方式2的功率变换电路的电路图。图4是表示本专利技术的实施方式2的功率变换电路的变形例的电路图。图5是图4示出的功率变换电路图的交流等效电路图。图6是图4示出的功率变换电路图的交流等效电路图。图7是本专利技术的实施方式3的功率变换电路的电路图。图8是表示本专利技术的实施方式3的功率变换电路的变形例的电路图。图9是本专利技术的实施方式4的功率变换电路的电路图。图10是本专利技术的实施方式5的功率变换电路的电路图。图11是抽出在图10的电路图中与输出电位比中点电位高的期间的工作有关的元件的电路图。图12是表示本专利技术的实施方式5的功率变换电路的变形例的电路图。图13是本专利技术的实施方式6的功率变换电路的电路图。附图标记10功率变换电路； 12缓冲电路； Sffl高压侧开关元件； SW2低压侧开关元件； Dl第1 二极管； D2第2 二极管； Ll恢复抑制电感。具体实施例方式实施方式1参照图1对本专利技术的实施方式1进行说明。再有，存在对于同一或者相应的结构要素附加同一符号而省略重复说明的情况。在其它的实施方式中也是同样的。图1是本专利技术的实施方式1的功率变换电路的电路图。功率变换电路10具备输出端子Vo、高压侧端子Vh、以及低压侧端子Vl。输出端子Vo连接于负载的一端，高压侧端子Vh以及低压侧端子Vl连接于负载的另一端。功率变换电路10具备高压侧开关元件SWl (以后，称为开关元件SWl)和低压侧开关元件SW2 (以后，称为开关元件SW2)。开关元件SWl和开关元件SW2例如由IGBT形成。 开关元件SWl的集电极与电源Vl的高电位侧连接。开关元件SW2的发射极与电源Vl的低电位侧连接。开关元件SWl的发射极和开关元件SW2的集电极在第1连接点Pl连接。在开关元件SWl的集电极连接有第1 二极管Dl的阴极。在开关元件SW2的发射极连接有第2 二极管D2的阳极。第1 二极管Dl的阳极和第2 二极管D2的阴极在第2连接点P2连接。在第2连接点P2连接有输出端子Vo。第1连接点Pl和第2连接点P2通过恢复抑制电感Ll连接。在第1连接点Pl连接有缓冲电路12。缓冲电路12是提供用于续流时对积蓄在恢复抑制电感Ll的能量进行续流的路径的电路。缓冲电路12具备二极管14以及二极管 20。二极管14的阳极连接于第1连接点P1。二极管14的阴极经由电阻16连接于电源Vl 的高电位侧，并且经由电容18连接于电源Vl的低电位侧。另一方面，二极管20的阴极连接于第1连接点Pl。二极管20的阳极经由电容22 连接于电源Vl的高电位侧，并且经由电阻M连接于电源Vl的低电位侧。在此，电容18及 22的容量被设定为在这些电容充电的电压比开关元件(指的是功率变换电路的任一个开关元件，以下相同)的耐压及反向耐压稍低。之后，针对功率变换电路10的工作进行说明。首先，考虑如下情况，即，在负载、输出端子Vo、第1 二极管Dl、以及高压侧端子Vh的路径中流过续流电流时，接通开关元件SW2 的情况。此时，为了在电源Vl的高电位侧一高压侧端子Vh —负载一输出端子Vo —恢复抑制电感Ll —开关元件SW2 —电源Vl的低电位侧的路径中使电流流过，将开关元件SW2接ο在开关元件SW2接通时，首先将电源Vl的电压施加于恢复抑制电感Li。因此，开关元件SW2的集电极电流的上升速度被恢复抑制电感Ll限制，变得缓慢(称为ZCS (Zero Current Switching 零电流开关)状态)。此时，第1 二极管Dl在正反两方向为导通状态， 但由于开关元件SW2的集电极电流被抑制，所以不会由第1 二极管Dl和开关元件SW2使电源Vl短路连接而引起恢复。因此，能抑制开关元件的开关时的损失。再有，在开关元件SW2的接通中积蓄在恢复抑制电感Ll的能量使通过开关元件 SW2的电流暂时有少许上升。可是，该电流的上升导致的损失增加与利用恢复电流抑制的损失减少相比是轻微的。接着，针对关断开关元件SW2的情况进行说明。当向开关元件SW2的栅极输入关断信号时，开关元件SW2的集电极电流逐渐减少。此时，为了回避关断浪涌电压导致开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功率变换电路，其特征在于，具备：高压侧开关元件，在电源的高电位侧连接有集电极；低压侧开关元件，在所述电源的低电位侧连接有发射极；第１连接点，将所述高压侧开关元件的发射极和所述低压侧开关元件的集电极进行连接；第１二极管，阴极连接于所述高压侧开关元件的集电极；第２二极管，阳极连接于所述低压侧开关元件的发射极；第２连接点，将所述第１二极管的阳极和所述第２二极管的阴极进行连接；电感，将所述第１连接点和所述第２连接点进行连接；以及缓冲电路，构成为与所述第１连接点连接，并且在续流时对积蓄在所述电感的能量进行吸收。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田畑光晴，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP