単相電圧形フルブリッジインバータの電圧波形を作ってみました(機械)

ノリユキ

いらっしゃーい。第3種電気主任技術者(機械)のなぜなぜシリーズはじめまーす。

直流電圧(DC)を交流電圧(AC)に変換する方法についていくつか紹介しております。

前回は単相電圧形ハーフブリッジインバータの電圧波形について記事にしました。

第2弾は単相電圧形フルブリッジインバータです。

どのようにして交流電圧波形ができるのかみていきましょう。

それでは、いってみましょう。

単相電圧形フルブリッジ形インバータ回路

回路はこのようになります。

Q1,Q2,Q3,Q4:IGBT素子,D1,D2,D3,D4:ダイオード,vd[V]:出力電圧,Ed[V]:電源電圧

ダイオードとスイッチ(今回はIGBT)が4つあるのが特徴です。

負荷電圧は矢印の向きをプラスとします。

波形をつくる前に一つ注意点があります。

Q1とQ2の同時on、Q3とQ4の同時onはNG

理由については単相電圧形ハーフブリッジ形と同じです。回路に短絡電流が流れるからです。

Q1,Q4:onにより、回路のパスはこのようになります。

出力電圧はEdとなります。コイルには図のようにエネルギーがたまります。

Q1,Q4をoffしても負荷のコイルにエネルギーがたまっているため、Q1,Q4:on時と同じ方向に電流が流れ続けます。

この電流を回路に流すためにD2,D3を通る必要があります。

回路のパスはこのようになります。

出力電圧は-Edとなります。

Q2,Q3:onにより、回路のパスはこのようになります。

出力電圧は-Edとなります。コイルには図のようにエネルギーがたまります。

Q2,Q3がoffしても負荷のコイルにエネルギーがたまっているため、Q2,Q3:on時と同じ方向に電流が流れ続けます。

この電流を回路に流すためにD1,D4を通る必要があります。

回路のパスはこのようになります。

出力電圧はEdとなります。

これらの情報から出力電圧vdにかかる波形はこのようになります。

単相電圧形フルブリッジ回路により、振幅=Edの方形波を作り出すことができます。

本日はここまでです、毎度ありがとうございます。