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公開番号2021182867
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211125
出願番号2021136778
出願日20210825
発明の名称インバータ回路
出願人島田理化工業株式会社
代理人個人
主分類H02M 7/493 20070101AFI20211029BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数のインバータブロックを並列接続したインバータ回路において、各インバータブロックのそれぞれならびに各インバータブロック間における電流ばらつきを抑制して、より均一な電流による電流合成を行う。
【解決手段】複数のインバータブロックを並列接続し、複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部で合成するとともに複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部で合成して出力するインバータ回路において、複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部まで通電する第1の板状導体と、複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部まで通電する第2の板状導体とを有し、第1の板状導体と第2の板状導体とにそれぞれ長穴を形成した。
【選択図】 図5
特許請求の範囲【請求項1】
複数のインバータブロックを並列接続し、前記複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部で合成するとともに前記複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部で合成して出力するインバータ回路において、
複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部まで通電する第1の板状導体と、
前記複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部まで通電する第2の板状導体と
を有し、
前記第1の板状導体と前記第2の板状導体とはそれぞれ長穴を形成された
ことを特徴とするインバータ回路。
続きを表示(約 910 文字)【請求項2】
請求項1に記載のインバータ回路において、
前記長穴は、前記複数のインバータブロックよりインバータブロック列の中間部に位置するインバータブロックの長さより長くなるように形成された
ことを特徴とするインバータ回路。
【請求項3】
複数のインバータブロックを並列接続し、前記複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部で合成するとともに前記複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部で合成して出力するインバータ回路において、
複数のインバータブロックのそれぞれの非反転出力部から出力される非反転出力信号を非反転出力合成部まで通電する第1の板状導体と、
前記複数のインバータブロックのそれぞれの反転出力部から出力される反転出力信号を反転出力合成部まで通電する第2の板状導体と
を有し、
前記第1の板状導体と前記第2の板状導体とはそれぞれ切り欠きを形成された
ことを特徴とするインバータ回路。
【請求項4】
請求項3に記載のインバータ回路において、
前記切り欠きは、前記複数のインバータブロックよりインバータブロック列の中間部に位置するインバータブロックの近傍に形成された
ことを特徴とするインバータ回路。
【請求項5】
請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載のインバータ回路において、
前記第1の板状導体と前記第2の板状導体とはほぼ同等の形状に形成され、
前記第1の板状導体と前記第2の板状導体とは間隔を狭くして配置された
ことを特徴とするインバータ回路。
【請求項6】
請求項1、2、3、4または5のいずれか1項に記載のインバータ回路において、
前記第1の板状導体と前記第2の板状導体とは、前記インバータブロック列の両端部に位置するインバータブロックにおける出力部の近傍に切り欠きを形成された
ことを特徴とするインバータ回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、インバータ回路に関する。さらに詳細には、本発明は、パワーエレクトロニクス分野において用いて好適なインバータ回路に関する。
続きを表示(約 5,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来より、直列共振負荷や並列共振負荷などの負荷に接続する電源装置として、インバータ装置が知られている。
【0003】
なお、負荷としては、例えば、誘導加熱用の加熱コイルと共振コンデンサとを直列接続して構成される直列共振回路である誘導加熱回路などが挙げられる。
【0004】
一般に、こうしたインバータ装置においては、インバータ回路を有するインバータ部を制御するインバータ制御部として、位相同期(PLL:Phase Locked Loop)回路により構成されるインバータ制御部や、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)制御方式により動作するインバータ制御部などが用いられており、こうしたインバータ制御部によりインバータ部が制御されていた。
【0005】
ここで、図1を参照しながら、上記したインバータ制御部により制御される従来より公知のインバータ装置について説明する。
【0006】
なお、図1には、インバータ制御部により制御されるとともに負荷に接続された従来のインバータ装置の全体の構成を模式的にあらわす構成説明図が示されている。
【0007】
図1に示すように、インバータ装置100は、交流(AC)電源102から供給される交流電力を所望の電圧の高周波交流電力に変換して、誘導加熱回路などのような外部負荷側である負荷200へ電力供給するものである。
【0008】
なお、交流電源102としては、例えば、商用交流電源を用いることができ、その場合には、インバータ装置100は、商用交流電圧を所望の電圧の高周波交流電圧に変換して負荷200へ供給する。
【0009】
より詳細には、インバータ装置100は、交流電源102から供給される交流電圧を入力して直流(DC)電圧(プラス直流電圧(+直流電圧)およびマイナス直流電圧(−直流電圧))に順変換して出力するコンバータ回路を有するコンバータ部104と、コンバータ部104から出力された直流電圧を入力して高周波交流電圧に逆変換してから負荷200に対して電力供給するための出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を出力するインバータ回路を有するインバータ部106と、インバータ部106からの出力信号を検出してその検出結果を出力センサー信号として出力する出力センサー108と、外部からインバータ部106の出力を設定する信号たる出力設定信号と出力センサー108から出力された出力センサー信号とに基づいてコンバータ部104が順変換する直流電圧をフィードバック制御するコンバータ制御部110と、出力センサー108から出力された出力センサー信号に基づいてインバータ部106の動作をフィードバック制御するインバータ制御部112とを有して構成されている。
【0010】
ここで、コンバータ部104のコンバータ回路は、例えば、サイリスタ整流回路やチョッパ回路などにより構成されている。こうしたコンバータ部104は、交流電源102から交流電圧を供給されると、コンバータ制御部110から出力された信号に応じて交流電圧を直流電圧に順変換する制御を行う。
【0011】
インバータ部106は、例えば、トランジスタなどの半導体素子により構成されるインバータ回路を備えている。こうしたインバータ部106は、コンバータ部104から出力された直流電圧を入力して、入力した直流電圧をトランジスタのON(オン)/OFF(オフ)のスイッチング動作により高周波交流電圧に逆変換して出力する制御を行う。
【0012】
ここで、インバータ部106を構成するインバータ回路としては、例えば、図2を参照しながら後述するように、大電流を得るために複数個(複数段)(図2に示す例においては3個(3段)である。)のインバータブロックを備えたインバータ回路が用いられている。
【0013】
インバータ部106の出力段に設けられた出力センサー108は、検出結果を出力センサー信号としてコンバータ制御部110とインバータ制御部112とに出力する。
【0014】
これにより、インバータ装置100においては、インバータ部106の出力が出力設定信号が示す設定レベルとなるように、コンバータ部104が出力する直流電圧値が可変制御される。
【0015】
インバータ制御部112は、インバータ部106を駆動するインバータ駆動信号である矩形波インバータ駆動信号(非反転矩形波インバータ駆動信号Qおよび反転矩形波インバータ駆動信号NQ)を出力して、インバータ部106の出力を負荷200の共振周波数に自動制御する。
【0016】
なお、図2を参照しながら後に詳述するが、符号106aは、インバータ部106を構成する各インバータブロックからの非反転出力信号Qを合成して負荷200へ出力する出力合成部(非反転出力合成部)としての出力信号合成端子である非反転出力信号合成端子であり、また、符号106bは、インバータ部106を構成する各インバータブロックからの反転出力信号NQを合成して負荷200へ出力する出力合成部(反転出力合成部)としての出力信号合成端子である反転出力信号合成端子である。
【0017】
図2には、インバータ部106を構成する従来のインバータ回路の構成を模式的に示す回路構成説明図があらわされている。
【0018】
なお、図2においては、インバータ部106を構成するインバータ回路について、入力した直流電圧を高周波交流電圧に逆変換してから負荷200に対して電力供給するための出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を出力する出力部(出力段)の構成についてのみ図示しており、インバータ回路においてコンバータ部104からの出力である直流電圧(プラス直流電圧(+直流電圧)およびマイナス直流電圧(−直流電圧))を入力する入力部(入力段)を含むその他の構成については、従来より周知の技術であるためその図示を適宜に省略している。
【0019】
以下においては、図2を参照しながら、インバータ部106を構成するインバータ回路について、入力した直流電圧を高周波交流電圧に逆変換してから負荷200に対して電力供給するための出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を出力する出力部(出力段)の構成についてのみ詳細に説明することとし、インバータ回路においてコンバータ部104からの出力である直流電圧(プラス直流電圧(+直流電圧)およびマイナス直流電圧(−直流電圧))を入力する入力部(入力段)を含むその他の構成については、従来より周知の技術であるためその説明を適宜に省略する。
【0020】
ここで、インバータ部106を構成するインバータ回路は、逆極性の出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を出力する一対のインバータよりなる3個のインバータブロック(第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302Bおよび第3インバータブロック302C)を備えている。
【0021】
換言すれば、第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302B、第3インバータブロック302Cの3個のインバータブロックのそれぞれ、即ち、各インバータブロックは、それぞれ逆極性の出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を発生する一対のインバータからそれぞれ構成されている。
【0022】
インバータ部106においては、3個のインバータブロックである第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302B、第3インバータブロック302Cのそれぞれにおける非反転出力信号Qの出力部(非反転出力部)たる出力端子である非反転出力信号出力端子と、3個のインバータブロックである第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302B、第3インバータブロック302Cのそれぞれにおける反転出力信号NQの出力部(反転出力部)たる出力端子である反転出力信号出力端子とをそれぞれ並列接続して、出力合成部(非反転出力合成部(非反転出力信号合成端子106a)および反転出力合成部(反転出力信号合成端子106b))で電流合成することにより大電流を生成し、それを出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)として非反転出力信号合成端子106aと非反転出力信号合成端子106bとから負荷200へ出力する。
【0023】
より詳細には、3個のインバータブロックである第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302B、第3インバータブロック302Cは、図2の紙面上(XY平面)においてY方向たる縦方向(上下方向)に沿って揃うように上下3段に整列して配置されており、それぞれの非反転出力信号出力端子と反転出力信号出力端子とが以下に説明するように並列接続されて構成されている。
【0024】
ここで、上下方向において上段に位置する第1インバータブロック302Aは、逆極性の出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を発生する一対のインバータとして、非反転出力信号Qを発生する第1非反転出力インバータ302A−1と、反転出力信号NQを発生する第1反転出力インバータ302A−2とより構成されている。
【0025】
同様に、上下方向において中段に位置する第2インバータブロック302Bは、逆極性の出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を発生する一対のインバータとして、非反転出力信号Qを発生する第2非反転出力インバータ302B−1と、反転出力信号NQを発生する第2反転出力インバータ302B−2とより構成されている。
【0026】
同様に、上下方向において下段に位置する第3インバータブロック302Cは、逆極性の出力信号(非反転出力信号Qおよび反転出力信号NQ)を発生する一対のインバータとして、非反転出力信号Qを発生する第3非反転出力インバータ302C−1と、反転出力信号NQを発生する第3反転出力インバータ302C−2とより構成されている。
【0027】
なお、第1非反転出力インバータ302A−1、第2非反転出力インバータ302B−1ならびに第3非反転出力インバータ302C−1はそれぞれ同一の構成とされており、また、第1反転出力インバータ302A−2、第2反転出力インバータ302B−2ならびに第3反転出力インバータ302C−2はそれぞれ同一の構成とされているものであって、その結果として、3個のインバータブロックである第1インバータブロック302A、第2インバータブロック302B、第3インバータブロック302Cはそれぞれ同一の構成とされている。
【0028】
ここで、符号304は、第1非反転出力インバータ302A−1の出力部(非反転出力部)である第1非反転出力信号出力端子302A−1−1、第2非反転出力インバータ302B−1の出力部(非反転出力部)である第2非反転出力信号出力端子302B−1−1ならびに第3非反転出力インバータ302C−1の出力部(非反転出力部)である第3非反転出力信号出力端子302C−1−1からそれぞれ出力された非反転出力信号Qを電流合成するための導体である非反転出力合成部銅板である。
【0029】
非反転出力合成部銅板304は、XY平面においてY方向たる縦方向(上下方向)に沿って延長した矩形状の直線板状体であり、上下方向における略中央部に非反転出力信号合成端子106aが形成されている。
【0030】
また、符号306は、第1反転出力インバータ302A−2の出力部(反転出力部)である第1反転出力信号出力端子302A−2−2、第2反転出力インバータ302B−2の出力部(反転出力部)である第2反転出力信号出力端子302B−2−2ならびに第3反転出力インバータ302C−2の出力部(反転出力部)である第3反転出力信号出力端子302C−2−2からそれぞれ出力された反転出力信号NQを電流合成するための導体である反転出力合成部銅板である。
(【0031】以降は省略されています)

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