JPS6343576A - Pulse width modulation type inverter - Google Patents

Pulse width modulation type inverter

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Publication number
JPS6343576A
JPS6343576A JP61187251A JP18725186A JPS6343576A JP S6343576 A JPS6343576 A JP S6343576A JP 61187251 A JP61187251 A JP 61187251A JP 18725186 A JP18725186 A JP 18725186A JP S6343576 A JPS6343576 A JP S6343576A
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JP
Japan
Prior art keywords
pulse width
width modulation
modulation type
loss
type inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP61187251A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tanaka
毅 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS6343576A publication Critical patent/JPS6343576A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a low loss and a high efficiency inverter, by utilizing high speed switching semiconductor elements as one sides of series-connecting-arms, and low ON-loss semiconductor elements as the other sides of them. CONSTITUTION:In order to convert direct current from a DC power source 1, to alternating currents, a pulse width modulation type inverter, is constituted with arms composed of fieldeffect transistors(FET)3a-3b as high speed switch semiconductor elements, and bipolar transistors(BJT)6a-6b as low ON-loss semiconductor elements, and the arms are controlled by switching through gate units 4a-4d. Then, by the FETs 3a-3b, the magnitude of an output power is controlled, and by the BJTs 6a-6b, the frequency of output is controlled, and power is fed to a load 2. As a result, a pulse width modulation type inverter of low loss and high efficiency can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流電源と直列に接続されたスイツーt−
ング2子のオン・オフによるパルス幅制御により、パル
ス幅に応じた電力を出力するパルス1陥変調形インバー
タ装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a
The present invention relates to a pulse 1 fall modulation type inverter device that outputs power according to the pulse width by controlling the pulse width by turning on and off two switching elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、工M Au5t −8工REHAu5t 、
 、 Vol 、5應1 (1985年3月発行)P4
9〜P53に示された従来のパルス幅変調形インバータ
装置(以下PWMインバータ装置と称する)の−例であ
る0図において、(1)は直流電源、(2)は負荷、(
3&) 〜(js(1)は直流T電源(1)かもの直流
電流を交流に変換する為に必要な高速スイッチング用半
導体素子で、電界効果トランジスタ(以下’FETと称
す)が使用されている。上記IFF、T (31L)〜
(3d)はインバータ装置のアームを描成し、(3&)
と(3c) 、 (3b)と(3d)がそれぞれ直列接
L′aされ、かつこれらの直列接続体が直流電源に対し
て並列接続されている。(4a)〜(4d)は7IGT
  (3a)〜(3d)のスイッチングを制御するゲー
トユニット、(5&)〜(5a)はFET (37L)
〜(sa)に並列に接続され、IT (3a)〜(3d
)がオフ状態の時通電するダイオードである。
Figure 3 shows engineering M Au5t -8 engineering REHAu5t,
, Vol. 5 1 (published March 1985) P4
In Figure 0, which is an example of a conventional pulse width modulation type inverter device (hereinafter referred to as a PWM inverter device) shown on pages 9 to 53, (1) is a DC power supply, (2) is a load, (
3&) ~(js (1) is a DC T power supply (1) and is a semiconductor element for high-speed switching required to convert DC current to AC, and a field effect transistor (hereinafter referred to as 'FET) is used. .The above IFF, T (31L)~
(3d) depicts the arm of the inverter device, (3&)
(3c), (3b) and (3d) are connected in series L'a, respectively, and these series connections are connected in parallel to the DC power supply. (4a) to (4d) are 7IGT
Gate unit that controls switching of (3a) to (3d), (5&) to (5a) are FETs (37L)
connected in parallel to ~(sa), IT (3a) ~(3d
) is a diode that conducts current when it is in the off state.

次に動作について説明する。第4図は、第3図のPWM
インバータ装置の動作を説明するタイミング図である。
Next, the operation will be explained. Figure 4 shows the PWM of Figure 3.
FIG. 3 is a timing diagram illustrating the operation of the inverter device.

以下このタイミング図に則して説明する。ゲートユニッ
ト(”) (4a)の指令により時間tl”−’t2の
間はlFET (31) (sa)がオフの状態にあり
(第2図02参照)ゲートユニット(40)からの指令
によりFET(3a)が△tの一定期間オン状態で(第
4図0参照)、さらにゲートユニツ)(4’b)により
PET (sb)が高速でオン・オフ制御される(第4
図り参照)。この時、直流電源(1)からの直流1S流
はFET (3b)がオンの時、直流電源(1)→ll
lCr (3b)→負荷(2) 4 FICT (3a
 ) →直流電源(1)と環流し、FIT (sb)が
オフの時、負荷(2) →FIT (3c )−+ダイ
オード(5d)→負荷(2)と環流する。FICT (
sb)のオン期間をmvtすることにより、第4図Eの
ように直流電流を近似的に正弦波の半波を作るよう制御
することができる。t2〜t3ではFilT(sb) 
、 (3G)がオフ状態となり、かわってIPET (
3a)がオン状態、FET (3a)がオン、オフの速
読高速スイッチング動作を行なう。
The following explanation will be given based on this timing chart. Due to the command from the gate unit (4a), the lFET (31) (sa) is in the off state during the time tl''-'t2 (see Figure 2 02). (3a) is in the on state for a certain period of Δt (see Figure 4, 0), and furthermore, the PET (sb) is controlled to be on/off at high speed by the gate unit (4'b) (the fourth
(see diagram). At this time, when the FET (3b) is on, the DC 1S current from the DC power supply (1) is
lCr (3b) → Load (2) 4 FICT (3a
) → Free circulation with the DC power supply (1), and when FIT (sb) is off, it circulates with the load (2) → FIT (3c) - + diode (5d) → load (2). FICT (
By setting the on-period of sb) to mvt, it is possible to control the direct current to approximately create a half-wave of a sine wave as shown in FIG. 4E. At t2 to t3, FilT(sb)
, (3G) is turned off, and IPET (
3a) is in the on state, and FET (3a) performs a fast reading high-speed switching operation of on and off.

これによってIPET (3a)がオンのとき直流電源
(1)→FET (3a)−*負荷(2) →:FET
 (3d)−+直流電源(1)と環流し、FET (3
m)がオフのとき、負荷(2)→FF1iT(3d) 
−+ダイオード(5C)→負荷(2)と環流する。これ
により第4図Fのように直流電流を近似的に正弦波の半
波を作るように制御する。以上のような動作rt繰り返
し行うことにより、直流を交流に近似させ負荷に供給す
ることができる。
As a result, when IPET (3a) is on, DC power supply (1) → FET (3a) - *Load (2) →: FET
(3d) − + Circulate with DC power supply (1), FET (3
m) is off, load (2) → FF1iT (3d)
−+ Diode (5C) → Circulate with load (2). As a result, the direct current is controlled to approximately create a half-wave of a sine wave as shown in FIG. 4F. By repeating the above-described operation rt, direct current can be approximated to alternating current and supplied to the load.

〔発明を解決しようとする問題点〕[Problems that the invention attempts to solve]

従来のPWMインバータ装置は、高速にスイッチングを
行なうためスイッチング素子としてFET 1バイモス
トランジスタ等の高速スイッチング用;(す子が使用さ
れていたが、第3図のFIST (30) (34)の
ように、高速でスイッチングする必要がないのに高速ス
イッチング用素子が使用され、かつ、この種の高速スイ
ッチング用素子はオン損失が非常に大きい為、PWMイ
ンバータ藷置装電力効率が悪いという問題点があった◇ 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、電力損失の少ない高効率なPWM  インバ
ータ装置を得ることを目的とする。
In order to perform high-speed switching, conventional PWM inverter devices use FETs, 1 bimos transistors, etc. as switching elements for high-speed switching; In addition, high-speed switching elements are used even though there is no need for high-speed switching, and this type of high-speed switching element has a very large on loss, so there is a problem that the power efficiency of the PWM inverter equipment is poor. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain a highly efficient PWM inverter device with less power loss.

〔問題点を解決、するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るPWMインバータ装置は、直列接続され
た一対のアームの一方を高速スイッチング用半導体素子
、他方を低オン損失用半導体素子で構成したものである
The PWM inverter device according to the present invention includes a pair of series-connected arms, one of which is a high-speed switching semiconductor element, and the other of which is a low-on-loss semiconductor element.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるPWMインバータ装f!tは、高速ス
イッチング用半導体素子により出力電力の大きさを制御
し、低オン損失用半導体素子により、出力の開披数制御
を行ない、制御された直流電源からの電力を負荷に供給
する。
PWM inverter device f! in this invention! t controls the magnitude of output power using a high-speed switching semiconductor element, performs output diagonal control using a low on-loss semiconductor element, and supplies power from the controlled DC power source to a load.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の一実施例を図において説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に於て(1) 、 (2) 、 (3m) 、 
(3b) 、 (4&) 〜(4(L) ?(5&)〜
(5d)は従来装置と全く同一のものである0(6!L
) 、 (61))は各直列接続された一対のアームの
一方を構成する低オン損失層スイッチング素子であるバ
イポーラトランジスタ(以下B、TTと称す)である。
In Figure 1, (1), (2), (3m),
(3b) , (4&) ~(4(L)?(5&)~
(5d) is exactly the same as the conventional device, 0(6!L
), (61)) are bipolar transistors (hereinafter referred to as B and TT) which are low on-loss layer switching elements constituting one of a pair of arms connected in series.

次に第1図のPWMインバータ装置の動作を説明する。Next, the operation of the PWM inverter device shown in FIG. 1 will be explained.

第2図は第1図のPWMインバータ装置の動作を説明す
るタイミング図である。PWMインバータ装置の動作と
しては第2図のタイミング図により明らかであるが、従
来のI’WMインバータ装置と同様の動作を行−負荷(
2)に電力を供給している。
FIG. 2 is a timing diagram illustrating the operation of the PWM inverter device of FIG. 1. The operation of the PWM inverter device is clear from the timing diagram in Figure 2, and it performs the same operation as the conventional I'WM inverter device.
2).

即ち、時間t1〜t2の間の動作として、IFICT(
3a) 。
That is, as an operation between time t1 and t2, IFICT(
3a).

B:rT(eb)がオフの状態にあり(第2図A2 、
 B2参照)、ゲートユニット(4C)からの指令によ
りB、TT (6&)がΔtの一定期間オン状態で(第
2図02参照)、さらにゲートユニット(4b)により
lFET (3’b)が高速でかつ連続的にオン・オフ
制御される。(第2図02参照)、この時、直流電源(
1)からの直流電流は、71CT (3b)がオンの時
、直流電源(1) −+ IPET (3b)→負荷(
2)→11.TT (am)→直流1源(1)と環流し
、PET (3b)がオフの時、負荷(2)→E、TT
 (6&)→ダイオード(5d)→負荷(2)と環流す
る0FIST (31))のオン期間を調整することに
より、第2図E2のように直流電流を近似的に正弦波の
半波を作るよう制御することができる。t2〜t3の期
間も上述の動作と同様な動作をFET (3a) y 
B−rT (6b)が行ない直流1u流を近似的に正弦
波の半波とする。一連の動作中、B、TT (6−) 
、 (ab)は一定の期間(第2図t1〜t2tたはt
2〜t3参照)オン状態を持続させるように使用される
。尚、上記実施例では、高速スイッチング用半導体素子
としてFETを用いたが、バイモストランジスタ、S工
T(静電誘導形トランジスタ)等を用いてもよく、又、
低オン損失用半導体素子としてEJTを用いたが、高速
スイッチング半導体(例えばyzr )より低オン損失
であればいかなる素子でもよい。
B: rT(eb) is in the off state (Fig. 2 A2,
B, TT (6 &) are turned on for a certain period of Δt by the command from the gate unit (4C) (see Fig. 2 02), and the gate unit (4b) turns on the lFET (3'b) at high speed. and continuously controlled on and off. (See Figure 2 02), at this time, the DC power supply (
When 71CT (3b) is on, the DC current from 1) is from DC power supply (1) -+ IPET (3b) → load (
2)→11. TT (am) → Circulate with DC 1 source (1), when PET (3b) is off, load (2) → E, TT
By adjusting the on-period of 0FIST (31)) which circulates with (6 &) → diode (5d) → load (2), the DC current is approximately made into a half wave of a sine wave as shown in Figure 2 E2. so that it can be controlled. During the period from t2 to t3, the FET (3a) y performs the same operation as described above.
B-rT (6b) is performed and the DC 1u current is approximately made into a half-wave of a sine wave. During a series of operations, B, TT (6-)
, (ab) is a certain period (Fig. 2 t1 to t2t or t
2 to t3) is used to maintain the on state. In the above embodiment, an FET was used as a semiconductor element for high-speed switching, but a bimos transistor, S-T (static induction transistor), etc. may also be used.
Although an EJT is used as a semiconductor element for low on-loss, any element may be used as long as it has a lower on-loss than a high-speed switching semiconductor (eg, YZR).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の様に、この発明によnは直列接続された一対のア
ームの一方をKMスイッチング1m牛導体素子、他方を
低オン損失用半導体素子としたことにより1損失の少な
い高効率のPWMインノく一タ装rtf!:得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, one of the pair of arms connected in series is a KM switching 1m conductor element, and the other is a low on-loss semiconductor element, resulting in a highly efficient PWM inverter with low loss. One load RTF! :Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例であるPW)Aインバータ
装詮の回路図、第2図は第1図のPWMインバータ装置
の動作を説明するタイミング図、第3囚は従来のPWM
インバータ装置の回路図、第4図は第3図のPWMイン
バータ装置の動作を説明するタイミング図である。 図中、(3a) 、 (3b)は高速スイッチング用半
導体素子、(6a) 、 (ab)は低オン損失用半導
体素子である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit diagram of a PW)A inverter device which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a timing diagram explaining the operation of the PWM inverter device of Fig. 1, and Fig. 3 is a conventional PWM inverter device.
A circuit diagram of the inverter device, FIG. 4 is a timing diagram illustrating the operation of the PWM inverter device of FIG. 3. In the figure, (3a) and (3b) are semiconductor elements for high-speed switching, and (6a) and (ab) are semiconductor elements for low on-loss. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)それぞれスイッチング素子からなる一対のアーム
の直列接続体を直流電源に対して複数個並列に接続し、
上記一対のアームの直列接続点から上記スイッチング素
子の導通期間応じた交流電力を出力するパルス幅変調形
インバータ装置において、上記直列接続された一対のア
ームの一方を高速スイッチング用半導体素子、他方を低
オン損失用半導体素子で構成したことを特徴とするパル
ス幅変調形インバータ装置。
(1) A plurality of series connected bodies of a pair of arms, each consisting of a switching element, are connected in parallel to a DC power supply,
In a pulse width modulation type inverter device that outputs AC power according to the conduction period of the switching element from the series connection point of the pair of arms, one of the pair of series-connected arms is connected to a semiconductor element for high-speed switching, and the other is connected to a low speed switching element. A pulse width modulation type inverter device comprising an on-loss semiconductor element.
(2)高速スイッチング用半導体素子は、電界効果トラ
ンジスタ又は、バイモストランジスタであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のパルス幅変調形イン
バータ装置。
(2) The pulse width modulation type inverter device according to claim 1, wherein the high-speed switching semiconductor element is a field effect transistor or a bimos transistor.
(3)低オン損失用半導体素子は、バイポーラトランジ
スタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のパルス幅変調形インバータ装置。
(3) The pulse width modulation type inverter device according to claim 1, wherein the semiconductor element for low on-loss is a bipolar transistor.
JP61187251A 1986-08-07 1986-08-07 Pulse width modulation type inverter Pending JPS6343576A (en)

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JP61187251A JPS6343576A (en) 1986-08-07 1986-08-07 Pulse width modulation type inverter

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050931A (en) * 2001-12-19 2003-06-25 주식회사 엘지이아이 A srm circuit for air-conditioner
US7204734B2 (en) 2004-12-28 2007-04-17 Maneuverline, Inc. Surfing board leash tangle prevention instrument
US7268314B2 (en) * 2002-07-12 2007-09-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Discharge-processing power source device

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