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公開番号2025059935
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170349
出願日2023-09-29
発明の名称インバータ装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力側から入力側への漏れ電流を無くす。
【解決手段】インバータ装置は、ハイサイドスイッチと、ローサイドスイッチと、ハイサイド駆動回路と、ローサイド駆動回路と、を備える。ハイサイド駆動回路およびローサイド駆動回路のそれぞれは、スイッチを導通または非導通に切り替えるドライバと、第1直流電圧を受け取り、第1直流電圧を直流-直流変換した第2直流電圧をドライバの電源電圧として出力する電力変換回路と、を有する。電力変換回路は、第1トランスと第2トランスとを含み、第1トランスにより電力変換をし、第1トランスにより電力変換された後の電力を第2トランスにより電力変換をすることにより、第1直流電圧を第2直流電圧に変換する。第1トランスと第2トランスとの間の回路における何れかの端子は、第1電圧と第2電圧との中間の電圧が発生するコモン端子に接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１電圧が印加される第１入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数のハイサイドスイッチと、
前記第１電圧より低い第２電圧が印加される第２入力端子と前記出力端子との間に直列に接続された１または複数のローサイドスイッチと、
前記１または複数のハイサイドスイッチに一対一で設けられた１または複数のハイサイド駆動回路と、
前記１または複数のローサイドスイッチに一対一で設けられた１または複数のローサイド駆動回路と、
を備え、
前記１または複数のハイサイド駆動回路のそれぞれ、および、前記１または複数のローサイド駆動回路のそれぞれは、
制御信号を受け取り、前記制御信号に応じて、前記１または複数のハイサイドスイッチおよび前記１または複数のローサイドスイッチのうちの対応するスイッチを導通または非導通に切り替えるドライバと、
第１直流電圧を受け取り、前記第１直流電圧を直流－直流変換した第２直流電圧を前記ドライバの電源電圧として出力する電力変換回路と、
を有し、
前記電力変換回路は、第１トランスと第２トランスとを含み、前記第１トランスにより電力変換をし、前記第１トランスにより電力変換された後の電力を前記第２トランスにより電力変換をすることにより、前記第１直流電圧を前記第２直流電圧に変換し、
前記第１トランスと前記第２トランスとの間の回路における何れかの端子は、前記第１電圧と前記第２電圧との中間の電圧が発生するコモン端子に接続される
インバータ装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記１または複数のハイサイドスイッチは、同期して導通または非導通に切り替えられ、
前記１または複数のローサイドスイッチは、同期して導通または非導通に切り替えられ、
前記１または複数のハイサイドスイッチと、前記１または複数のローサイドスイッチとは、導通または非導通が相補的に切り替えられる
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
一方の端子が前記第１入力端子に接続されるハイサイドキャパシタと、
一方の端子が、前記ハイサイドキャパシタにおける前記第１入力端子に接続されていない側の端子に接続され、他方の端子が前記第２入力端子に接続されるローサイドキャパシタと、
をさらに備え、
前記コモン端子は、前記ハイサイドキャパシタと前記ローサイドキャパシタとの間の端子に接続される
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記１または複数のハイサイド駆動回路のそれぞれ、および、１または複数のローサイド駆動回路のそれぞれは、
制御回路から出力された前記制御信号を受け取り、前記制御回路から絶縁された前記制御信号を前記ドライバに与える絶縁バッファ回路をさらに有する
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記電力変換回路は、
内部インバータと、
前記第１トランスと、
前記第２トランスと、
整流平滑回路と、
を含み、
前記内部インバータは、前記第１直流電圧が供給され、前記第１直流電圧と基準電圧とを交互に切り替わる第１交流電圧を発生し、
前記第１トランスは、一次コイル側に前記第１交流電圧が与えられ、二次コイル側から第２交流電圧を発生し、
前記第２トランスは、一次コイル側に前記第２交流電圧が与えられ、二次コイル側から第３交流電圧を発生し、
前記整流平滑回路は、前記第３交流電圧が与えられ、前記第３交流電圧を整流して平滑化した前記第２直流電圧を発生し、
前記第１トランスにおける二次側コイルの一方の端子は、前記コモン端子に接続される
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記電力変換回路は、
前記第１トランスを含む第１絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第２トランスを含む第２絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を含み、
前記第１絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記第１直流電圧が供給され、中間直流電圧を発生し、
前記第２絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記中間直流電圧が供給され、前記第２直流電圧を発生し、
前記第１絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータにおける前記中間直流電圧を発生する２つの端子のうちの一方は、前記コモン端子に接続される
請求項１に記載のインバータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばプラズマ装置等に数ｋＶ～数１０ｋの振幅の高電圧のパルスを印加する場合がある（特許文献１参照）。このような、高電圧のパルスを発生するインバータ装置は、スイッチとして、高耐圧のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）または高耐圧のＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）等が用いられる。
【０００３】
また、このようなスイッチを駆動するドライバは、電力変換回路として機能する絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータにより駆動用の電源電圧が与えられる。この絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータは、インバータ装置から高電圧のパルスを出力するための数ｋＶ～数１０ｋの電力線系統と、インバータ装置を制御するための電源電圧を供給するための＋２４Ｖ等の低電圧の電力線系統との間の絶縁をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－９５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インバータ装置を構成するＭＯＳＦＥＴ等のスイッチのスイッチング動作に伴って、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータの出力端の電位は変動する。この変動の影響で、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータの出力側から入力側へと流れる漏れ電流が発生する。変動幅の最大値は、インバータ装置から出力するパルス電圧の大きさと同じなので、出力するパルス電圧の電圧値が高くなるほど漏れ電流の電流値が大きくなる。
【０００６】
また、漏れ電流の電流値の最大値は電位の変化速さにも依存するため、スイッチングのターンオンおよびターンオフが高速になるにつれ、大きくなる。
【０００７】
上記のようにインバータ装置から高電圧のパルスを出力する用途では、漏れ電流の電流値が大きいので、入力側の低電圧の系統に設けられた回路部品は、漏れ電流の影響を受け、誤動作または破壊等をしてしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力変換回路の出力側から入力側への漏れ電流を低減させることにより、漏れ電流に起因する電力変換回路の入力側の系統に設けられた回路部品の誤動作または破壊等を防止できるインバータ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るインバータ装置は、第１電圧が印加される第１入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数のハイサイドスイッチと、前記第１電圧より低い第２電圧が印加される第２入力端子と前記出力端子との間に直列に接続された１または複数のローサイドスイッチと、前記１または複数のハイサイドスイッチに一対一で設けられた１または複数のハイサイド駆動回路と、前記１または複数のローサイドスイッチに一対一で設けられた１または複数のローサイド駆動回路と、を備え、前記１または複数のハイサイド駆動回路のそれぞれ、および、前記１または複数のローサイド駆動回路のそれぞれは、制御信号を受け取り、前記制御信号に応じて、前記１または複数のハイサイドスイッチおよび前記１または複数のローサイドスイッチのうちの対応するスイッチを導通または非導通に切り替えるドライバと、第１直流電圧を受け取り、前記第１直流電圧を直流－直流変換した第２直流電圧を前記ドライバの電源電圧として出力する電力変換回路と、を有し、前記電力変換回路は、第１トランスと第２トランスとを含み、前記第１トランスにより電力変換をし、前記第１トランスにより電力変換された後の電力を前記第２トランスにより電力変換をすることにより、前記第１直流電圧を前記第２直流電圧に変換し、前記第１トランスと前記第２トランスとの間の回路における何れかの端子は、前記第１電圧と前記第２電圧との中間の電圧が発生するコモン端子に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力変換回路の出力側から入力側に流れる漏れ電流をコモン端子側に流すことができるので、漏れ電流に起因する電力変換回路の入力側の系統に設けられた回路部品の誤動作または破壊等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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