2. ハーフブリッジインバータ（抵抗負荷） 17.DC-AC インバータ（ 1 ）

(1)

17. DC-ACインバータ（1）

17. DC-AC Inverter ( 1 )

講義内容 1. インバータの基礎

2. ハーフブリッジインバータ（抵抗負荷）

3. フルブリッジインバータ（抵抗負荷）

(2)

（DC-AC）インバータ

²

バッテリ (DC-AC)

Inverter

交流モータ

バッテリは直流であり，交流モータ（誘導／同期電動機）を動作させる際は直流を交流に直す必要がある。このように，直流から交流に変換することを順変換（整流：AC-DC）の逆の動作として，逆変換と呼ばれる。

(3)

ハーフブリッジインバータ

³

v_gsH

V

V v_o

i_o v_gsH

v_gsL R

v_gsL

V

-V V/R

-V/R

ハイサイド

ローサイド

v_o

i_o t t t

t

(4)

各種用語解説

⁴

V

V v_o

i_o v_gH

v_gL R

ハイサイドの アーム

ローサイドの アーム レッグ（ レグ）

アーム：腕 レッグ：脚

(5)

ハーフブリッジインバータの電流経路

⁵

V

V v_o

i_o v_gsH

v_gsL R

V

V v_o

i_o v_gsH

v_gsL R

Mode.1：v_gsH = ON，v_gsL= OFF Mode.2：v_gsH = OFF，v_gsL = ON

(6)

アーム間短絡（レグ短絡）とデッドタイム

⁶

V

V v_o

i_o v_gsH

v_gsL R

ハイサイドとローサイドのゲート信号が共にONの状態が存在した場合，アーム間で短絡が発生し素子の破損を引き起こしてしまう

v_gsH

v_gsL

ハイサイドとローサイドのゲート信号が共にOFFの期間（ デッドタイム ）を設けて素子の破損を防止

T_dead T_dead

このときのアーム間の短絡電流を シュートスルー電流 と呼ぶ

(7)

ハーフブリッジインバータの一般的な回路構成

⁷

v_gsH

v_o i_o

v_gsH

v_gsL R

v_gsL

v_o

i_o t t t

t V

2 V

R V 2 -

R V 2

2 -V

2 V

入力電源2個の代わりに コンデンサ で分圧して入力電源を少なくしている

(8)

フルブリッジインバータ

⁸

V

V v_o

i_o v_gsH1

v_gsL1 R

v_gsH2

v_gsL2

出力電圧がハーフブリッジインバータの 2倍で現れている

v_o

i_o t t t

t

v_gsH1

v_gsH2

2V

-2V 2V/R

v_gsL2

v_gsL1

-2V/R

(9)

フルブリッジインバータの電流経路

⁹

Mode.1：v_gsH1= ON，v_gsH2= OFF v_gsL1= OFF，v_gsL2= ON

V

V v_o

i_o v_gsH1

v_gsL1 R

v_gsH2

v_gsL2

V

V v_o

i_o v_gsH1

v_gsL1 R

v_gsH2

v_gsL2

Mode.2：v_gsH1= OFF，v_gsH2= ON v_gsL1= ON，v_gsL2= OFF

この場合でも デッドタイム は必要！

(10)

フルブリッジインバータの一般的な回路構成

¹⁰

v_o i_o

v_gsH1

v_gsL1

R v_gsH2

v_gsL2

v_gsH1

v_gsH2 v_gsL2

v_gsL1

v_o

i_o t t t

t

R -V

R V

-V V V

入力と出力で 基準電位 が等しいので入力電源１つで構成可能

電荷を引き抜く コンデンサ を追加

V