JP7196048B2 - サージ制御回路及び電力変換器 - Google Patents
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Description
前記ダイオードのカソードと前記第1トランジスタの制御電極との間に接続されるキャパシタと、
前記ダイオードに流れるサージ電流に応じて、前記第1トランジスタの制御電極と第1基準電圧ノードとの間のインピーダンスを可変させる第1インピーダンス可変回路と、を備える、サージ制御回路が提供される。
図1は第1の実施形態によるサージ制御回路1の回路図である。図1のサージ制御回路1は、第1トランジスタQ1のスイッチングにより生じるサージ電圧やサージ電流を抑制するものである。第1トランジスタQ1は、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子であり、スイッチング素子の具体的な種類は問わない。第1トランジスタQ1は、制御電極に印加される電圧により、第1電極と第2電極との間に流れる電流を制御する。以下では、第1トランジスタQ1がN型MOSトランジスタである例を主に説明する。
第1の実施形態によるサージ制御回路1bは、サージ発生時に第2トランジスタQ2をアナログ動作させる必要がある。そこで、第2の実施形態は、サージ発生時に第2トランジスタQ2を確実にアナログ動作させるものである。
第1及び第2の実施形態によるサージ制御回路1、1a、1bは、回路構成の種々の変形が可能である。例えば、図8は第3の実施形態のサージ制御回路1cの回路図である。図8のサージ制御回路1cは、図1のサージ制御回路1内のバイアス回路7を具体化したものである。図8のバイアス回路7は、ダイオードD1のカソードと第1基準電圧ノードとの間に直列接続される直流電圧源15及び抵抗R2を有する。図8のバイアス回路7は、図6のバイアス回路7にも適用可能である。なお、バイアス回路7の具体的な回路構成は任意であり、必ずしも図8と同一の回路構成である必要はない。なお、図8のサージ制御回路1cにおける第2インピーダンス変換回路11は、省略しても構わない。また、図8のサージ制御回路1cに、図7と同様の抵抗R2,R3を追加してもよい。
Claims (9)
- 第1トランジスタのスイッチングにより生じるサージ電流を流すダイオードと、
前記ダイオードのカソードと前記第1トランジスタの制御電極との間に接続されるキャパシタと、
前記ダイオードに流れるサージ電流に応じて、前記第1トランジスタの制御電極と第1基準電圧ノードとの間のインピーダンスを可変させる第1インピーダンス可変回路と、を備え、
前記第1インピーダンス可変回路は、
前記第1トランジスタの制御電極と第2基準電圧ノードとの間に接続される第2トランジスタと、
前記第2トランジスタの制御電極と前記第2基準電圧ノードとの間の電圧を可変させる可変電圧源と、を有し、
前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタの制御電極に応じて電圧レベルが変化する第3電極と、前記第2基準電圧ノードに応じた電圧レベルに設定される第4電極と、を有し、
第2トランジスタの前記第4電極を前記第2基準電圧ノードの電圧よりも低い電圧に設定する負電圧生成回路を備える、サージ制御回路。 - 前記第1インピーダンス可変回路は、前記ダイオードに流れるサージ電流が多いほど、前記第1トランジスタの制御電極と前記第1基準電圧ノードとの間のインピーダンスをより高くする、請求項1に記載のサージ制御回路。
- 前記第1トランジスタの第1電極からのサージ電流は、前記ダイオードのアノードからカソードを通って、前記キャパシタを介して、前記第1トランジスタの制御電極に流れる、請求項1又は2に記載のサージ制御回路。
- 前記ダイオードのアノードは、前記第1トランジスタの第1電極に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記キャパシタの一端に接続され、
前記キャパシタの他端は、前記第1トランジスタの制御電極に接続される、請求項3に記載のサージ制御回路。 - 前記可変電圧源は、前記ダイオードにサージ電流が流れるときに、前記第2トランジスタの第1電極と第2電極との間に流れる電流が前記第2トランジスタの第1電極の電圧に対して線形に変化するように、前記第2トランジスタの制御電極の電圧を設定する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のサージ制御回路。
- 前記可変電圧源は、前記第1トランジスタの第1電極と第2電極との間の電圧又は電流に基づいて、前記第2トランジスタの制御電極の電圧を設定する、請求項5に記載のサージ制御回路。
- 前記第2基準電圧ノードよりも電圧レベルが高い第3基準電圧ノードと、前記第1トランジスタの制御電極との間に接続され、前記第1トランジスタの制御電極に対して、前記第1インピーダンス可変回路と対称的に配置される第2インピーダンス可変回路を備える、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のサージ制御回路。
- 前記第1トランジスタの制御電極を、前記第1トランジスタのオフ又はオン電圧に設定するか否かを切り替える第1切替器と、
前記第1トランジスタの制御電極を、前記第2トランジスタのオン又はオフ電圧に設定するか否かを切り替える第2切替器と、を備え、
前記第1インピーダンス可変回路及び前記第1切替器は、前記第1トランジスタの制御電極と前記第2基準電圧ノードとの間に直列に接続され、
前記第2インピーダンス可変回路及び前記第2切替器は、前記第1トランジスタの制御電極と前記第3基準電圧ノードとの間に直列に接続される、請求項7に記載のサージ制御回路。 - 直流電圧を交流電圧に変換する電力変換部を備え、
前記電力変換部は、
タイミングをずらしてオン又はオフする複数の第1トランジスタと、
前記複数の第1トランジスタのそれぞれのオン又はオフを切替制御する切替制御部と、 前記複数の第1トランジスタのオン又はオフ時に発生するサージを制御する複数のサージ制御回路と、を有し、
前記サージ制御回路は、
対応する前記第1トランジスタのスイッチングにより生じるサージ電流を流すダイオードと、
前記ダイオードのカソードと前記第1トランジスタの制御電極との間に接続されるキャパシタと、
前記ダイオードに流れるサージ電流に応じて、前記第1トランジスタの制御電極と第1基準電圧ノードとの間のインピーダンスを可変させる第1インピーダンス可変回路と、を備え、
前記第1インピーダンス可変回路は、
前記第1トランジスタの制御電極と第2基準電圧ノードとの間に接続される第2トランジスタと、
前記第2トランジスタの制御電極と前記第2基準電圧ノードとの間の電圧を可変させる可変電圧源と、を有し、
前記第2トランジスタは、前記第1トランジスタの制御電極に応じて電圧レベルが変化する第3電極と、前記第2基準電圧ノードに応じた電圧レベルに設定される第4電極と、を有し、
第2トランジスタの前記第4電極を前記第2基準電圧ノードの電圧よりも低い電圧に設定する負電圧生成回路を備える、電力変換器。
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