特開2017-212837IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、電圧駆動型半導体スイッチング素子に駆動電源を供給する駆動電源装置及びその制御方法に関し、特に、駆動電源装置の高効率化、小型化を図るための技術に関するものである。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】電源回路の抵抗に流れる電流の最大値を抑制し、抵抗の最大消費電力容量を低減して高効率化、小型化を可能にした電圧駆動型半導体スイッチング素子の駆動電源装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】主回路のスイッチング素子1の両端に、抵抗11と抵抗12と逆流阻止用ダイオード5とコンデンサ6とが直列に接続され、かつ、抵抗11,12同士の接続点とスイッチング素子1の負電位側端子との間に、スイッチ13,14が直列に接続され、スイッチ13,14同士の接続点と、抵抗12とダイオード5との接続点との間に、抵抗15が接続されると共に、主回路の直流電源により充電されたコンデンサ6の電圧を用いて駆動信号を生成するゲート駆動回路8と、コンデンサ6の過電圧状態を検出してスイッチ13,14を開閉制御する過電圧検出器9と、を備える。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、図9に示した回路では次のような問題がある。
コンデンサ6に流れる電流が最大値となる条件は、パルスオン時にコンデンサ6の端子電圧Vcが低下したことを過電圧検出器9が検出し、スイッチ10をオンさせることである。このとき、コンデンサ6に流れる電流Imaxは、数式3のようになる。
[数式3]
Imax={Edc/(スイッチング素子1Aの直列数n)−Vc}/R03 ここで、仮に、Edc/(スイッチング素子1Aの直列数n)≫Vcとした場合、パルスオン時に抵抗3を介してコンデンサ6に流れる電流Imaxは、パルスオフ時に流れる電流Ioffの2倍になるため、抵抗3に必要とされる最大消費電力容量やパルス耐量はパルスオフ時の4倍になる。従って、抵抗3における損失が増加すると共に定格値の大きい素子が必要になり、装置全体の高効率化、小型化に対する障害となっていた。 そこで、本発明の解決課題は、電源回路の抵抗に流れる電流の最大値を抑制し、抵抗の最大消費電力容量を低減して装置の高効率化、小型化を可能にした電圧駆動型半導体スイッチング素子の駆動電源装置及びその制御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するため、請求項1に係る駆動電源装置は、電力変換器の主回路を構成する電圧駆動型半導体スイッチング素子の駆動電源を、前記主回路の直流電源から非絶縁にて供給するための駆動電源装置において、 前記スイッチング素子の両端に、第1の抵抗と第2の抵抗と逆流阻止用ダイオードとコンデンサとが直列に接続され、かつ、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点と前記スイッチング素子の負電位側端子と・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、電力変換器の動作時及び停止時(パルスオン時及びパルスオフ時)における電源回路の合成抵抗値を第1、第2のスイッチのオン・オフにより調整して電源回路の抵抗に流れる電流の最大値を抑制し、抵抗の最大消費電力容量を低減して装置の高効率化、小型化を図ることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。

【図2】本発明の第2実施形態を示す回路構成図である。

【図3】図1のコンデンサの初期充電時(パルスオフ時)の電流経路を示す図である。

【図4】図1のコンデンサへの給電停止時(パルスオン時)の電流経路を示す図である。

【図5】図1のコンデンサへの給電時(パルスオン時)の電流経路を示す図である。

【図6】図2のコンデンサの初期充電時(パルスオフ時)の電流経路を示す図である。

【図7】図2のコンデンサへの給電停止時(パルスオン時)の電流経路を示す図である。

【図8】図2のコンデンサへの給電時(パルスオン時)の電流経路を示す図である。

【図9】従来技術を示す回路構成図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1:電圧駆動型半導体スイッチング素子   2:還流ダイオード   5:逆流阻止用ダイオード   6:コンデンサ   7:DC/DCコンバータ   8:ゲート駆動回路   9:過電圧検出器   11,12,15,16,17,19:抵抗   13,14,18,20:スイッチ

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