PWMインバータにおけるデッドタイムの相電圧に対する影響

質問

今回は、PWMインバータのデッドタイムが
「相電圧にどのように影響するのか」、
その原理を伺いたく投稿させていただきました。

PWMインバータは一般的にデッドタイムを考慮し
スイッチング制御していると思います。
そこで実際に実験ユニットでデッドタイムを
設定し、測定をしてみました。
（正弦波・三角波比較変調にて）

すると、出力相電圧がデッドタイム時間だけ
遅れて立ち上がり、「+1/2E」「-1/2E」の２レベルの
パルス波形となっていました。
（電源の中性点をグランドに取った場合）

これは参考書などの原理と合っています。

しかし、私はどうも納得できません・・・。

デッドタイムの間は「上スイッチ・下スイッチ」が
両者ともオフしているということは、その時間の
出力相電圧は零レベルになるのでは・・・？。
つまり相電圧は「+1/2E」「0」「-1/2E」の
３レベルとなるパルス波形になると考えていました。

なぜこのような現象が起きず、デッドタイム分だけ
綺麗に相電圧の立ちあがりが遅れるのでしょうか？

この原理を知っている方がいれば、
教えていただけますでしょうか？

分かりにくい説明で申し訳ございませんが
どうか宜しくお願いいたします。

回答No.1

foobar · ベストアンサー

誘導性の負荷がつながっていると、かならずどこかに電流の経路が確保される必要があります。
デッドタイムの期間は、アーム上下のゲート信号を止めていますが、上記電流経路を確保するために、アーム上下の半導体素子（IGBTやMOSFETなど）に逆並列に接続されているダイオードがONになっています。
このため、出力には、負荷電流の向きに応じてE/2もしくは-E/2の電圧が現れます。
（相電圧の変化がデッドタイムの分進むか遅れるかは、電流の向きと、スイッチングの遷移の向き（上のスイッチから下のスイッチか、その逆か）で決まります。

お礼

早速の回答ありがとうございます。

なるほど、IGBTの逆並列ダイオードでしたか！
これで疑問も吹き飛びました。
ありがとうございます、本当に助かりました。