DE19800580A1 - Leistungswandlervorrichtung - Google Patents
LeistungswandlervorrichtungInfo
- Publication number
- DE19800580A1 DE19800580A1 DE19800580A DE19800580A DE19800580A1 DE 19800580 A1 DE19800580 A1 DE 19800580A1 DE 19800580 A DE19800580 A DE 19800580A DE 19800580 A DE19800580 A DE 19800580A DE 19800580 A1 DE19800580 A1 DE 19800580A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- comparator
- semiconductor switching
- output
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 72
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 55
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
- H02M7/53803—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
- H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Leistungswandlervorrichtung, wie beispielsweise einen
Wechselrichter vom Spannungstyp, um einen Wechselspannungs-
(AC) Motor anzutreiben. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine Leistungswandlervorrichtung mit einer
Kurzschlußschutzvorrichtung, um einen Kurzschluß eines
selbstlöschenden Elementes (beispielsweise eines
Bipolartransistors und IGBT) zu verhindern, das als ein
Halbleiterschaltelement davon arbeitet.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm der Leistungswandlervorrichtung
einschließlich der herkömmlichen Kurzschluß-Schutzschaltung,
die in der offengelegten japanischen (KOKAI-Veröffentlichung)
Patentanmeldung Nr. 5-2 19 752 beschrieben ist. In dieser
Zeichnung bezeichnet eine Bezugsziffer 50 eine 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung, die als ein Wechselrichter arbeitet,
eine Bezugsziffer 52 (52a bis 52f) zeigt eine
Ansteuerschaltung, um jedes von selbstlöschenden Elementen
51a bis 51f anzusteuern, ein Symbol "CT (CT1, CT2)"
bezeichnet einen Stromdetektor. Eine Bezugsziffer 55
bezeichnet eine Steuer- oder Regelvorrichtung, eine
Bezugsziffer 56 zeigt einen Induktionsmotor, ein Symbol "Ed"
bezeichnet eine Gleichspannungs-(DC)Energieversorgung, eine
Bezugsziffer 60 bezeichnet eine Kurzschlußsensorschaltung,
eine Bezugsziffer 61 bezeichnet eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, eine Bezugsziffer 62 bezeichnet eine
Fehler-(Fehlfunktions-)Entscheidungsschaltung und eine
Bezugsziffer 63 bezeichnet ein Fehlersignal.
Allgemein wird als Steuersystem der 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung 50 die PWM-Steuerung verwendet, durch
die Zündsignale (Gate-Signale) zu den selbstlöschenden
Elementen 51a bis 51f geliefert werden, die den Inverter
darzustellen, um so die selbstlöschenden Elemente 51a bis 51f
AN/AUS zu schalten, so daß die Größe der Ausgangsspannung des
Inverters und die Frequenz gesteuert wird.
Die Fig. 7A bis 7C zeigen erklärende Diagramme der Anordnung
der Kurzschlußsensorschaltung 60 und deren Betrieb als
Kurzschlußsicherungsschaltung der bekannten
Leistungswandlervorrichtung. In dieser Zeichnung zeigt
Fig. 7A eine Anordnung für eine Phase von drei Phasen,
nämlich für eine U-Phase. Da die anderen, die V-Phase und
W-Phase der U-Phase ähneln, sind Zeichnungen und Erklärungen
davon ausgelassen. Fig. 7B zeigt ein Zeitdiagramm, das die
Betriebsvorgänge der Kurzschlußsensorschaltung 60 während
eines normalen Betriebs darstellt. Fig. 7C zeigt ein
Zeitdiagramm, das die Betriebsvorgänge der
Kurzschlußsensorschaltung 60 während eines fehlerhaften
Betriebs anzeigt.
In Fig. 7A wird in der Spannungs-Erfassungsschaltung 61 die
Ausgangsspannung des Wechselrichters über die
spannungsteilenden Widerstände R1 und R2 erfaßt, wobei das
Potential an der negativen Polarität N der Gleichspannungs-
Energieversorgung Ed verwendet wird. Die Erfassungsspannung
Vo wird in die Fehlerentscheidungsschaltung 62 eingegeben. In
der Fehlerentscheidungsschaltung 62 wird diese
Erfassungsspannung Vo durch die zwei Vergleicher CP1 und CP2
verglichen, und eine Fehlerhaftigkeit wird durch die
Fehlerbeurteilungsschaltung 64 in Antwort auf die Ausgaben
von den Vergleichern CP1 und CP2 beurteilt.
In diesem Fall ist der Bezugswert "a" des Vergleichers CP1
auf einen Wert eingestellt, der größer als oder gleich 1/2
der Gleichspannungs-Energieversorgungsspannung "Ed" ist, und
der zudem kleiner als die DC-Energieversorgungsspannung "Ed"
ist. Dann wird dieser Bezugswert "a" durch den Vergleicher
CP1 mit dem Erfassungswert Vo verglichen. Wenn der
Erfassungswert Vo größer als der Bezugswert "a" ist, wird
entschieden, daß das selbstlöschende Element auf der
positiven Polaritätsseite (in diesem Fall Element 51a) AN-
geschaltet ist.
Ebenso wird der Bezugswert "b" des Vergleichers CP2 auf einen
Wert gesetzt, der größer oder gleich 0 V ist, und zudem
kleiner als oder gleich 1/2 der DC-Energieversorgungsspannung
Ed.
Dann wird dieser Bezugswert "b" durch den Vergleicher CP2 mit
dem Erfassungswert Vo verglichen. Wenn der Erfassungswert Vo
kleiner als der Bezugswert "b" ist, wird entschieden, daß das
selbstlöschende Element auf der negativen Polaritätsseite (in
diesem Fall Element 51b) AN-geschaltet ist.
Als nächstes werden Betriebsvorgänge des Fehlerdetektors 64
mit Bezug auf ein in Fig. 7B und 7C gezeigtes Zeitdiagramm
erklärt. In diesem Fall sind die Ausgaben der Vergleicher CP1
und CP2 durch die folgenden logischen Pegel ausgedrückt (H,
L):
Erfassungswert Vo < Bezugswert "a", oder Bezugswert "b" = L;
Erfassungswert Vo < Bezugswert "a", oder Bezugswert "b" = H.
Erfassungswert Vo < Bezugswert "a", oder Bezugswert "b" = L;
Erfassungswert Vo < Bezugswert "a", oder Bezugswert "b" = H.
Während des Normalbetriebs von Fig. 7B wird, wenn das
Schaltelement 51a der positiven Polaritätsseite AN-geschaltet
ist, die Erfassungsspannung Vo größer als oder gleich dem
Bezugswert "a" des Vergleichers CP1, und somit werden beide
Ausgaben der Vergleicher CP1 und CP2 "L", d. h. sie werden
zueinander identisch. Auf ähnliche Weise ist in einem Fall,
daß das Schaltelement 51d der negativen Polaritätsseite
während dieses Normalbetriebs AN-geschaltet ist, der
Erfassungswert Vo kleiner als oder gleich dem Bezugswert "b"
des Vergleichers CP2, so daß beide Ausgaben von den
Vergleicher CP1 und CP2 zu "H" werden, d. h. sie werden
zueinander identisch.
Wenn jedoch, wie in Fig. 7C angezeigt, ein Kurzschlußfehler
zu einem Zeitpunkt "t1" auftritt, wird, da der Erfassungswert
Vo kleiner als der Bezugswert "a" des Vergleichers CP1 und
größer als der Bezugswert "b" des Vergleichers CP2 wird, die
Ausgabe des Vergleichers CP1 zu "H", und die Ausgabe des
Vergleichers CP2 zu "L", so daß die Ausgabe des Vergleichers
CP1 nicht gleich der Ausgabe des Vergleichers CP2 ist. Wie
oben beschrieben, kann, da die Ausgabe des Vergleichers CP1
nicht gleich zu der Ausgabe des Vergleichers CP2 gemacht
wird, dies festgestellt werden, so daß der Wechselrichter in
den Kurzschlußzustand versetzt wird.
Somit beurteilt die Fehlerbeurteilungsvorrichtung 64 das
Auftreten eines Fehlers basierend auf der Tatsache, ob die
Ausgaben der Vergleicher CP1 und CP2 zueinander gleich oder
verschieden sind. Wenn die Ausgaben der Vergleicher CP1 und
CP2 nicht gleich zueinander sind, übermittelt die
Fehlerbeurteilungsvorrichtung 64 das Fehlersignal 63 zur
Steuervorrichtung 55.
Dann führt die Steuervorrichtung 55 den Überstrom-
Schutzbetrieb aus, d. h. sie unterbricht den Gate-Betrieb des
selbstlöschenden Elements 51.
Fig. 8 zeigt eine Tabelle, um ein Verhältnis zwischen Gate-
Signalen der herkömmlichen Leistungswandlerschaltung und den
Schaltbetriebsvorgängen der Halbleiterschaltelemente
darzustellen. In dieser Tabelle bezeichnet ein Symbol "GP"
ein Gate-Signal (positive Polaritätsseite), ein Symbol "GN"
bezeichnet ein Gate-Signal (negative Polaritätsseite), ein
Symbol "Vo" bezeichnet eine Ausgangsspannung, die durch
spannungsteilende Widerstände R1, R2 aufgeteilt ist, und ein
Symbol "Io" bezeichnet einen Ausgangsstrom.
- (1) Im Fall, daß das Gate-Signal T der positiven Polaritätsseite "AN" ist und das Gate-Signal GN der negativen Polaritätsseite "AUS" ist, wird das Schaltelement der positiven Polaritätsseite AN-geschaltet und zudem wird die Ausgangsspannung Vo zur positiven Polaritätsspannung.
- (2) Im Fall, daß das Gate-Signal GP der positiven Polaritätsseite "AUS" ist und das Gate-Signal GN der negativen Polaritätsseite "AN" ist, ist das Schaltelement der negativen Polaritätsseite AN-geschaltet, und zudem wird die Ausgangsspannung Vo zur negativen Polaritätsspannung.
- (3) Im Fall, daß das Gate-Signal GP der positiven
Polaritätsseite und das Gate-Signal GN der negativen
Polaritätsseite "AUS" sind, sind die Ausgangsspannungen Vo
voneinander verschieden, in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom
Io:
- (a) Wenn der Ausgangsstrom Io < 0, dann wird die Ausgangsspannung Vo zur negativen Polaritätsspannung.
- (b) Wenn der Ausgangsstrom Io < 0, dann wird die Ausgangsspannung Vo zur positiven Polaritätsspannung.
- (c) Wenn der Ausgangsstrom Io = 0, wird die Ausgangsspannung Vo instabil.
Die Fig. 9A und 9B zeigen Diagramme für ein Verhältnis
zwischen den Gate-Signalen der herkömmlichen
Leistungswandlerschaltung und der Ausgangsspannung. Fig. 9A
stellt ein Verhältnis zwischen dem Gate-Signal und der
Ausgangsspannung in einem Fall dar, in dem der Ausgangsstrom
Io < 0. Fig. 9B bezeichnet ein Verhältnis zwischen dem Gate-
Signal und der Ausgangsspannung in dem Fall, daß der
Ausgangsstrom Io < 0. In den Fig. 9A und 9B bezeichnen Symbol
"a1", "a2", "b1" und "b2" Zeitperioden, während denen
Zwischenwertspannungen zwischen der positiven
Polaritätsspannung und der negativen Polaritätsspannung als
die Ausgangsspannungen erzeugt werden, wenn die Gate-Signale
verändert werden.
Wie in den Fig. 8 und 9a, 9b bei der oben beschriebenen
herkömmlichen Leistungswandlerschaltung dargestellt,
bestehen, wenn der obere Zweig der 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung und der untere Zweig davon gewechselt
werden, bestimmte Möglichkeiten, daß das Potential nicht
stabil sein könnte, abhängend von den Stromflußrichtungen.
Die oberen Zweige der 3-Phasen-Wechselrichterschaltung
entsprechen den selbstlöschenden Elementen 51a, 51b, 51c,
wohingegen der untere Zweig davon den selbstlöschenden
Elementen 51d, 51e, 51f entspricht. Es besteht das Problem,
daß die obigen Möglichkeiten als ein Fehler oder ein abnormer
Betrieb erfaßt werden könnten.
Auch besteht in dem Fall, in dem der obere/untere Kurzschluß
tatsächlich auftritt, aufgrund einer Fehlerhaftigkeit der
selbstlöschenden Elemente, die den oberen/unteren Zweig
darstellen, weiter das Problem, daß der beschädigte Zweig
nicht klar identifiziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung dient der Lösung der oben
beschriebenen Probleme, und es ist daher eine vorrangige
Aufgabe, eine Leistungswandlervorrichtung bereitzustellen, die
unter Verwendung einer einfachen Schaltungsanordnung ohne
Verwendung eines Stromdetektors obere/untere
Kurzschlußerfassungen durchführen kann.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Leistungswandlervorrichtung bereitzustellen, die einen
beschädigten Zweig identifizieren kann, wenn ein
oberer/unterer Kurzschluß auftreten sollte.
Zur Lösung der obigen Aufgaben enthält eine
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung: eine
Wechselrichtereinheit, dargestellt durch ein
Halbleiterschaltelement für einen oberen Zweig und ein
weiteres Halbleiterschaltelement für einen unteren Zweig, und
um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um
dadurch von einer Gleichspannungs-Energieversorgung
gelieferte Gleichspannung (Gleichspannungsleistung) in eine
Wechselspannung (Wechselspannungsleistung) umzuwandeln; eine
Spannungs-Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der
Wechselrichtereinheit über einen Spannungsteilungswiderstand
zu erfassen, unter Verwendung als Bezugswert ein Potential an
einer positiven Polarität der Gleichspannungs-
Energieversorgung oder ein Potential an der negativen
Polarität davon; einen ersten Vergleicher, um zu beurteilen,
ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte
(Erfassungs-)Spannung im wesentlichen gleich einer Spannung
der positiven Polarität ist oder nicht; einen zweiten
Vergleicher, um zu beurteilen, ob die durch die Spannungs-
Erfassungsschaltung erfaßte (Erfassungs-)Spannung im
wesentlichen gleich einer Spannung der negativen Polarität
ist oder nicht; und eine Steuervorrichtung, um zu beurteilen,
ob oder ob nicht ein fehlerhafter Betrieb vorliegt, basierend
auf den von dem ersten Vergleicher und dem zweiten
Vergleicher abgeleiteten Ausgaben und einer Ausgabe eines
Zündsignals für ein AN/AUS-Steuern der
Halbleiterschaltelemente.
Auch beurteilt die oberhalb beschriebene Steuervorrichtung,
ob ein abnormer Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf
der von dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher
abgeleiteten Ausgabe und den Ausgaben der Zündsignale der
Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und den unteren
Zweig, unter Berücksichtigung von Schaltverzögerungen, wenn
die Zündsignale der Halbleiterschaltelemente für den oberen
Zweig und auch für den unteren Zweig geschaltet werden.
Darüber hinaus enthält eine Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit einem anderen Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung: eine Wechselrichterschaltung,
dargestellt durch ein Halbleiterschaltelement für einen
oberen Zweig und ein weiteres Halbleiterschaltelement für
einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente
AN/AUS zu schalten, um dadurch die von einer Gleichspannungs-
Energieversorgung gelieferte Gleichspannung
(Gleichspannungsleistung) in eine Wechselspannung
(Wechselspannungsleistung) umzuwandeln; eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der
Wechselrichtereinheit über einen ersten spannungsteilenden
Widerstand zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an
einer positiven Polarität der Gleichspannungs-
Energieversorgung oder eines Potentials einer negativen
Polarität davon als einen Bezugswert; einem ersten
Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob nicht die durch die
Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte (Erfassungs-)Spannung
im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität
ist; einem zweiten Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob
nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte
(Erfassungs-)Spannung im wesentlichen gleich einer Spannung
der negativen Polarität ist; und einer Steuervorrichtung, um
zu beurteilen, ob ein fehlerhafter Betrieb vorliegt oder
nicht, basierend auf von dem ersten Vergleicher und dem
zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgaben und einer Ausgabe
eines Zündsignals für ein AN/AUS-Steuern der
Halbleiterschaltelemente, wobei: eine Beurteilungs-
Bezugswerte bildende Spannung des ersten Vergleichers und des
zweiten Vergleichers erzeugt wird, indem das
Energieversorgungspotential durch einen zweiten
spannungsteilenden Widerstand geteilt wird.
Darüber hinaus enthält eine Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung: Eine Wechselrichtereinheit,
dargestellt durch ein Halbleiterschaltelement für einen oberen
Zweig und ein weiteres Halbleiterschaltelement für einen
unteren Zweig, um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu
schalten, um dadurch die von einer Gleichspannungs-
Energieversorgung gelieferte Gleichspannung in eine
Wechselspannung umzuwandeln; eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, um über einen spannungsteilenden
Widerstand eine Ausgangsspannung der Wechselrichterschaltung
zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an einer
positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung
oder eines Potentials an der negativen Polarität davon als
einen Bezugswert; einen Vergleicher, um zu beurteilen, ob
oder ob nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung
erfaßte Spannung im wesentlichen gleich einer Spannung der
positiven Polarität oder einer Spannung der negativen
Polarität ist; und eine Steuervorrichtung, um ein
Vergleichersignal, das für ein Erfassen der Spannung
verwendet wird, die nahezu gleich der positiven Elektrode
ist, und ein Vergleichersignal, das für ein Erfassen der
Spannung verwendet wird, die nahezu gleich der negativen
Elektrode ist, zu schalten, als einen Bezugswert, beurteilt
durch diesen Vergleicher, in Antwort auf Zündbedingungen der
Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und den unteren
Zweig, die die Wechselrichterschaltung darstellen, und um zu
beurteilen, ob der fehlerhafte Betrieb vorliegt oder nicht,
basierend auf der von dem Vergleicher abgeleiteten Ausgabe
und zudem von Ausgaben von Zündsignalen des oberen Zweigs und
auch des unteren Zweigs.
Darüber hinaus enthält eine Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung: eine Unterbrecherschaltung, um den
Schaltbetrieb des Halbleiterschaltelements zu unterbrechen,
das gegenüber einem Halbleiterschaltelement angeordnet ist,
in dem ein fehlerhafter Betrieb auftritt, wenn eine
Entscheidung gefällt ist, daß der fehlerhafte Betrieb
vorliegt.
Fig. 1 zeigt ein Aufbaudiagramm einer
Leistungswandlervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das Betriebsvorgänge von
Vergleichern darstellt, die in der
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit
dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
verwendet werden;
Fig. 3 zeigt eine Tabelle, die verwendet wird, um abnorme
Betriebsvorgänge von den Vergleichern zu
beurteilen, die in der Leistungswandlervorrichtung
in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Fig. 4 zeigt ein Aufbaudiagramm einer
Leistungswandlervorrichtung gemäß einem anderen
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt ein Aufbaudiagramm einer
Leistungswandlervorrichtung gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt ein Diagramm der herkömmlichen
Leistungswandlervorrichtung und deren Kurzschluß-
Schutzschaltung;
Fig. 7A bis 7C zeigen Diagramme, die den Aufbau der
Kurzschluß-Sensorschaltung 60 und deren Betrieb
erklären, welche als die Kurzschluß-Schutzschaltung
der herkömmlichen Leistungswandlervorrichtung
dienen;
Fig. 8 zeigt eine Tabelle eines Verhältnisses zwischen den
Gate-Signalen und den Schaltbetriebsvorgängen der
in der herkömmlichen Leistungswandlervorrichtung
verwendeten Halbleiterelemente; und
Fig. 9A und 9B zeigen Diagramme eines Verhältnisses zwischen
den Gate-Signalen und der an der herkömmlichen
Leistungswandlerschaltung auftretenden
Ausgangsspannung.
Im folgenden wird eine detailliertere Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben.
Fig. 1 zeigt ein Aufbaudiagramm einer
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und stellt
eine Anordnung für eine Phase unter 3 (drei) Phasen dar,
nämlich für die U-Phase. Da die Anordnungen der anderen
Phasen, d. h. der V-Phase und der W-Phase, der der U-Phase
ähneln, werden Beschreibungen und Ausführungen dazu
ausgelassen. Da zudem die 3-Phasen-Wechselrichterschaltung
der Leistungswandlervorrichtung ähnlich zu der 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung 50 in Fig. 6 des oben beschriebenen
Standes der Technik ist, wird eine Zeichnung und eine
Beschreibung davon ausgelassen.
In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 10a eine
Steuervorrichtung; ein Symbol "Vo" bezeichnet eine
Ausgangsspannung; ein Symbol "VPref" zeigt einen
Näherungswert einer Spannung positiver Polarität; ein Symbol
"VNref" bezeichnet einen Näherungswert einer Spannung
negativer Polarität; und ein Bezugszeichen 11a bezeichnet
einen Vergleicher für VP, der als ein erster Vergleicher
arbeitet, um zu beurteilen, ob das Ausgangspotential Vo die
Spannung positiver Polarität annähert oder nicht. Zudem
bezeichnet ein Bezugszeichen 12a einen Vergleicher für VN,
der als ein zweiter Vergleicher arbeitet, um zu beurteilen,
ob das Ausgangspotential Vo die Spannung negativer Polarität
annähert oder nicht; ein Symbol "VPc" bezeichnet eine Ausgabe
des VP-Vergleichers 11a; ein Symbol "VNc" bezeichnet eine
Ausgabe des VN-Vergleichers 12a; ein Bezugszeichen 51a zeigt
ein selbstlöschendes Element, das als ein
Halbleiterschaltelement für einen oberen Zweig arbeitet; ein
Bezugszeichen 51a bezeichnet ein selbstlöschendes Element,
das als ein Halbleiterschaltelement für einen unteren Zweig
dient; und ein Bezugszeichen 61 bezeichnet eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, um die Ausgangsspannung des
Wechselrichters über einen spannungsteilenden Widerstand zu
erfassen, unter Einstellung entweder eines Potentials an
einer positiven Polarität einer Gleichspannungsversorgung
oder einem Potential an einer negativen Polarität dieser
Gleichspannungsversorgung.
Die Steuervorrichtung 10a beurteilt, ob oder ob nicht ein
Fehler in dem selbstlöschenden Element und auch in einer
Schaltung (nicht gezeigt) für ein Ausgeben eines Zündsignals
zu diesem selbstlöschenden Element auftritt, basierend auf
den von dem VP-Vergleicher 11a und dem VN-Vergleicher 12a
abgeleiteten Ausgaben, und gibt darüber hinaus Zündsignale
aus, die verwendet werden, um ein AN/AUS-Schalten der
selbstlöschenden Elemente (51a, 51d) zu steuern, die als die
Halbleiterschaltelemente dienen, die die
Wechselrichtereinheit darstellen.
Wenn die Steuervorrichtung 10a entscheidet, daß ein
fehlerhafter Betrieb vorliegt, wird ein Schaltbetrieb eines
Halbleiterschaltelementes, das gegenüberliegend zu dem
Halbleiterschaltelement liegt, in dem der Fehler auftritt,
durch eine Unterbrechungsschaltung (nicht gezeigt)
unterbrochen.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm Betriebsvorgänge des
Vergleichers, der in der Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel 1 der
vorliegenden Erfindung verwendet wird. Im Falle, daß die
Ausgangsspannung Vo größer oder gleich der Spannung negativer
Polarität ist, wird die Ausgabe "VNc" des VN-Vergleichers 12a
"H". Im Falle, daß die Ausgangsspannung Vo größer als oder
gleich zu VPref ist, wird die Ausgabe VPc des VP-Vergleichers
11a zu "H".
Fig. 3 zeigt eine Tabelle, um anormale Betriebsvorgänge der
Vergleicher zu beurteilen, die in der
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit diesem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. In dieser Tabelle bezeichnet ein Symbol "GP" ein
Gate-Signal (positive Polaritätsseite) und ein Symbol "GN"
zeigt ein Gate-Signal (negative Polaritätsseite). Die
Steuervorrichtung 10a kann die unterhalb erwähnten
Beurteilungen basierend auf dieser Tabelle vornehmen.
In einem Fall, daß, während das Zündsignal des oberen Zweigs
ausgegeben wird (Gate-Signal P ist im AN-Zustand und Gate-
Signal GN ist im AUS-Zustand), die Ausgabe VPc des
Vergleichers "H" ist, und die Ausgabe VNc des Vergleichers
"H" ist, entscheidet die Steuervorrichtung, daß ein normaler
Betrieb vorliegt, wohingegen, wenn die Ausgaben VPc des
Vergleichers "L" ist (nämlich, daß die Ausgabe nicht gleich
einem Näherungswert der Spannung positiver Polarität ist),
entscheidet die Steuervorrichtung, daß ein abnormaler Betrieb
vorliegt.
In einem Fall, daß, während das Zündsignal des unteren Zweigs
ausgegeben wird (Gate-Signal P ist im AUS-Zustand, und Gate-
Signal GN ist im AN-Zustand), die Ausgabe VPc des
Vergleichers "L" und die Ausgabe VNc des Vergleichers "L"
ist, entscheidet die Steuervorrichtung, daß der Normalbetrieb
vorliegt, wohingegen, wenn die Ausgabe VNc des Vergleichers
"H" ist (d. h. daß das Ausgangspotential nicht gleich einem
Näherungswert der Spannung negativer Polarität ist),
entscheidet die Steuervorrichtung, daß der abnormale Betrieb
vorliegt.
Wenn die Steuervorrichtung 10a wie oben beschrieben
entscheidet, ob der abnormale Betrieb vorliegt oder nicht,
kann die Steuervorrichtung 10a eine genauere Entscheidung
fällen, indem sie die Schaltverzögerungen in Betracht zieht,
die auftreten, wenn das Zündsignal des selbstlöschenden
Elements 51a, das als Halbleiterschaltelement für den oberen
Zweig dient, und das Zündsignal des selbstlöschenden Elements
51d, das als das Halbleiterschaltelement für den unteren Arm
dient, geschaltet werden.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm einer Anordnung einer
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit einem
Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, und stellt
eine Anordnung einer Phase von drei Phasen, nämlich der
U-Phase, dar. Da die Anordnungen von anderen Phasen, d. h. die
der V-Phase und die der W-Phase dieser U-Phase ähneln, sind
Zeichnungen und Ausführungen dazu ausgelassen. Da zudem eine
3-Phasen-Wechselrichterschaltung der
Leistungswandlervorrichtung ähnlich der 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung 50 aus Fig. 6 des oben beschriebenen
Standes der Technik ist, ist eine Zeichnung und eine
Ausführung dazu ausgelassen.
In Fig. 1 bezeichnen Symbole R3, R4, R5 Widerstände, die als
ein zweiter spannungsteilender Widerstand dienen, um ein
Energieversorgungspotential zu teilen; ein Bezugszeichen 10b
bezeichnet eine Steuervorrichtung; ein Bezugszeichen 11b
bezeichnet einen Vergleicher für VP, der als ein erster
Vergleicher dient, um zu beurteilen, ob das Ausgangspotential
Vo die Spannung positiver Polarität annähert oder nicht; ein
Bezugszeichen 12b bezeichnet einen Vergleicher für VN, der
als ein zweiter Vergleicher dient, um zu beurteilen, ob das
Ausgangspotential Vo die Spannung negativer Polarität
annähert oder nicht; ein Symbol "VPc" bezeichnet eine Ausgabe
des VP-Vergleichers 11b; ein Symbol "VNc" bezeichnet eine
Ausgabe des VN-Vergleichers 12b; ein Bezugszeichen 51a zeigt
ein selbstlöschendes Element, das als ein
Halbleiterschaltelement für einen oberen Zweig dient; ein
Bezugszeichen 51d bezeichnet ein selbstlöschendes Element,
das als ein Halbleiterschaltelement für einen unteren Arm
dient; und ein Bezugszeichen 61 bezeichnet eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, um die Ausgangsspannung des Inverters
über einen spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter
Einstellung entweder eines Potentials an einer positiven
Polarität einer Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines
Potentials an einer negativen Polarität dieser
Gleichspannungsversorgung.
Die Steuervorrichtung 10b beurteilt, ob ein Fehler auftritt
oder nicht, basierend auf den von dem VP-Vergleicher 11b und
dem VN-Vergleicher 12b abgeleiteten Ausgaben, und weiter
Ausgaben von Zündsignalen für das selbstlöschende Element
51a, das als Halbleiterschaltelement für den oberen Zweig
dient, und auch des selbstlöschenden Elementes 51d, das als
das Halbleiterschaltelement für den unteren Zweig dient.
In einem Fall, daß die Steuervorrichtung 10b entscheidet, daß
der abnormale Betrieb vorliegt, wird ein Schaltbetrieb eines
Halbleiterschaltelementes, das gegenüber solch einem
Halbleiterschaltelement liegt, in dem der Fehler auftritt,
durch eine Unterbrechungsschaltung (nicht gezeigt)
unterbrochen.
Im Ausführungsbeispiel 1 werden der Bezugswert, der verwendet
wird, um zu beurteilen, ob das Ausgangspotential Vo des VP-
Vergleichers 11b die Spannung positiver Polarität
approximiert oder nicht, und der Bezugswert, der verwendet
wird, um zu beurteilen, ob das Ausgangspotential Vo des VN-
Vergleichers 12b die Spannung negativer Polarität
approximiert oder nicht, von außen geliefert. Im Gegensatz
dazu kann in diesem Ausführungsbeispiel 2 dieser Bezugswert
erzeugt werden, indem das Energieversorgungspotential durch
spannungsteilende Widerstände geteilt wird.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm einer Anordnung einer
Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit einem
Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung, und stellt
eine Anordnung von einer Phase, nämlich der U-Phase, unter 3
(drei) Phasen dar. Da Anordnungen von anderen Phasen, d. h.
der V-Phase und der W-Phase, ähnlich zu dieser U-Phase sind,
sind Ausführungen dazu ausgelassen. Da auch eine 3-Phasen-
Wechselrichterschaltung der Leistungswandlervorrichtung
ähnlich zu der 3-Phasen-Wechselrichterschaltung 50 aus Fig. 6
des oben beschriebenen Standes der Technik ist, ist eine
Zeichnung und eine Ausführung dazu ausgelassen.
In Fig. 5 bezeichnet ein Bezugszeichen 10c eine
Steuervorrichtung; ein Symbol "R6" bezeichnet einen
Widerstand; ein Symbol "C" bezeichnet einen Kondensator; und
ein Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Vergleicher, der als
ein Vergleicher dient, um einen Annäherungswert einer
Spannung positiver Polarität eines Ausgangspotentials Vo zu
beurteilen, und einen Annäherungswert einer Spannung
negativer Polarität des Ausgangspotentials Vo zu beurteilen.
Zudem zeigen Bezugszeichen 51a und 51b selbstlöschende
Elemente; und ein Bezugszeichen 61 markiert eine Spannungs-
Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung eines
Wechselrichters über einen spannungsteilenden Widerstand zu
erfassen, unter Einstellung eines Potentials einer positiven
Polarität einer Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines
Potentials an einer negativen Polarität dieser
Gleichspannungs-Energieversorgung als einen Bezugswert.
Die Steuervorrichtung 10c schaltet ein Vergleichssignal, um
den Annäherungswert positiver Polarität zu erfassen, und
zudem ein Vergleichssignal, um den Näherungswert in negativer
Polarität zu erfassen, die als die Bezugswerte für die
Entscheidung durch den Vergleicher 13 verwendet werden, in
Antwort auf Zündbedingungen des selbstlöschenden Elements
51a, das als Halbleiterschaltelement für den oberen Zweig
dient, und des selbstlöschenden Elementes 51d, das als das
Halbleiterschaltelement für den unteren Zweig dient. Zudem
entscheidet die Steuervorrichtung 10c, ob ein Fehler auftritt
oder nicht, basierend auf der von dem Vergleicher 13
abgeleiteten Ausgabe und einer Ausgabe eines Zündsignals für
das selbstlöschende Element 51a, das als das
Halbleiterschaltelement für den oberen Zweig dient, und
darüber hinaus einer Ausgabe eines Zündsignals für das
selbstlöschende Element 51d, das als das
Halbleiterschaltelement für den unteren Zweig dient.
In einem Fall, daß die Steuervorrichtung 10c entscheidet, daß
der abnormale Betrieb vorliegt, wird ein Schaltbetrieb eines
Halbleiterschaltelementes, das gegenüberliegend einem
Halbleiterschaltelement bereitgestellt ist, in dem der Fehler
auftritt, durch eine Unterbrechungsschaltung (nicht gezeigt)
unterbrochen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden, mit Bezug auf den
Vergleicher 13, um den Näherungswert des Potentials positiver
Polarität des Ausgangspotentials Vo und den Näherungswert des
Potentials negativer Polarität des Ausgangspotentials Vo zu
beurteilen, das Vergleichssignal, um den Erfassungswert
positiver Polarität zu erfassen, und das Vergleichssignal, um
den Erfassungswert negativer Polarität zu erfassen, die als
die Bezugswerte der Beurteilungen dienen, in Antwort auf die
Zündbedingungen der selbstlöschenden Elemente geschaltet.
Wie oben ausgeführt, wurde in der obigen Beschreibung die
negative Polarität als der Bezugswert der Energieversorgung
verwendet. Alternativ kann, auch wenn die positive Polarität
als der Bezugswert verwendet wird, eine vergleichsweise
Wirkung erzielt werden.
In der obigen Ausführung wurden die Steuervorrichtungen 10a,
10b, 10c ausschließlich als die Steuervorrichtungen
verwendet, die für die Beurteilung verwendet wurden, ob die
Kurzschlüsse auftreten oder nicht. Alternativ kann, auch wenn
diese Funktion auf die Steuervorrichtung 55, bezeichnet in
der Leistungswandlervorrichtung des Standes der Technik,
gelegt wird, eine vergleichsweise Wirkung erzielt werden. Da
die Erfindung auf die oben beschriebene Weise ausgelegt ist,
können die unterhalb erwähnten Wirkungen erzielt werden.
Die Leistungswandlervorrichtung in Übereinstimmung mit einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt: die
Wechselrichtereinheit, angeordnet durch das
Halbleiterschaltelement für den oberen Zweig und ein weiteres
Halbleiterschaltelement für den unteren Zweig, um die
Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch die
von der Gleichspannungs-Energieversorgung gelieferte
Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln; die
Spannungs-Erfassungsschaltung, um die Ausgangsspannung von
der Wechselrichtereinheit über den spannungsteilenden
Widerstand zu erfassen, unter Verwendung des Potentials an
der positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung
oder des Potentials an der negativen Polarität davon als
einen Bezugswert; wobei der erste Vergleicher beurteilt, ob
die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Spannung
im wesentlichen gleich der Spannung der positiven Polarität
ist oder nicht; der zweite Vergleicher beurteilt, ob die
durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Spannung im
wesentlichen gleich der Spannung der negativen Polarität ist
oder nicht; und die Steuervorrichtung beurteilt, ob der
abnormale Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf den von
dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher
abgeleiteten Ausgaben und der Ausgabe von dem Zündsignal für
ein AN/AUS-Steuern der Halbleiterschaltelemente. Als eine
Folge davon können abnormale Betriebsvorgänge der in der
Wechselrichtereinheit verwendeten Halbleiterschaltelemente
und zudem der Schaltung (nicht gezeigt) für ein Liefern der
Zündsignale zu den Halbleiterschaltelementen unter Verwendung
einer einfachen Schaltungsanordnung erfaßt werden.
Zudem beurteilt die Steuervorrichtung, ob der abnormale
Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der von dem ersten
Vergleicher und dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgabe,
und den Ausgaben von den Zündsignalen der
Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und den unteren
Zweig, unter Berücksichtigung von Schaltverzögerungen, wenn
die Zündsignale der Halbleiterschaltelemente für den oberen
Arm und auch für den unteren Arm geschaltet werden.
Demzufolge können Erfassungsbetriebsvorgänge für abnormale
Bedingungen für die in der Wechselrichtereinheit verwendeten
Halbleiterschaltelemente und die Schaltung (nicht gezeigt)
für ein Liefern der Zündsignale an die
Halbleiterschaltelemente genauer ausgeführt werden.
Darüber hinaus umfaßt die Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung: die Spannungs-Erfassungsschaltung, um
die Ausgangsspannung von der Wechselrichtereinheit über den
ersten spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter
Verwendung des Potentials an der positiven Polarität der
Gleichspannungs-Energieversorgung, oder des Potentials an der
negativen Polarität davon als einen Bezugswert; wobei der
erste Vergleicher beurteilt, ob die durch die Spannungs-
Erfassungsschaltung erfaßte Spannung im wesentlichen gleich
der Spannung der positiven Polarität ist oder nicht; der
zweite Vergleicher beurteilt, ob die durch die Spannungs-
Erfassungsschaltung erfaßte Spannung im wesentlichen gleich
der Spannung der negativen Polarität ist oder nicht; und die
Steuervorrichtung beurteilt, ob der abnormale Betrieb vorliegt
oder nicht, basierend auf den von dem ersten Vergleicher und
dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgabe, und der Ausgabe
des Zündsignals für ein AN/AUS-Steuern der
Halbleiterschaltelemente, wobei: die Spannung für ein
Darstellen von Beurteilungsbezugswerten für den ersten
Vergleicher und den zweiten Vergleicher durch ein Teilen des
Energieversorgungspotentials durch den zweiten
spannungsteilenden Widerstand erzeugt wird. Als eine Folge
können ungünstige Einflüsse durch die Schwankungen der
Energieversorgungsspannung eliminiert werden, in bezug auf
die Vergleichssignale von den Vergleichern für ein Beurteilen
des Näherungswertes positiver Polarität des
Ausgangspotentials und des Näherungswertes negativer
Polarität davon. Die Erfassungsbetriebsvorgänge einer
Fehlerbedingung für die in der Wechselrichtereinheit
verwendeten Halbleiterschaltelemente und die Schaltung (nicht
gezeigt) für ein Liefern der Zündsignale zu den
Halbleiterschaltelementen kann genauer ausgeführt werden.
Zusätzlich umfaßt die Leistungswandlervorrichtung in
Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung: die Spannungs-Erfassungsschaltung um die
Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über den
spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter Verwendung
als einen Bezugswert das Potential an der positiven Polarität
der Gleichspannungs-Energieversorgung oder das Potential an
der negativen Polarität davon; den Vergleicher zum
Beurteilen, ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung
erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich der
Spannung der positiven Polarität oder der Spannung der
negativen Polarität ist oder nicht; und die
Steuervorrichtung, um das Vergleichersignal, das verwendet
wird, um die Spannung zu erfassen, die fast gleich der
positiven Elektrode ist, und das Vergleichersignal, das
verwendet wird, um die Spannung zu erfassen, die fast gleich
der negativen Elektrode ist, zu schalten, als den Bezugswert,
der durch diesen Vergleicher beurteilt wird, in Antwort auf
die Zündbedingungen der Halbleiterschaltelemente für den
oberen Zweig und den unteren Zweig, die die
Wechselrichtereinheit darstellen, und um zu beurteilen, ob
der abnormale Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der
von dem Vergleicher abgeleiteten Ausgabe und zudem auf den
Ausgaben der Zündsignale für den oberen Zweig und auch für
den unteren Zweig. Als eine Folge davon kann die
Erfassungsschaltung einfach aufgebaut sein und darüber
hinaus, im Fall, daß die Fehlerbedingungen in den
Halbleiterschaltelementen der Wechselrichtereinheit und der
Schaltung (nicht gezeigt) für ein Ausgeben der Zündsignale zu
den Halbleiterschaltelementen auftreten, kann der Zweig mit
der Fehlerbedingung bestimmt werden.
Zudem, da die Leistungswandlerschaltung des weiteren die
Unterbrechungsschaltung für ein Unterbrechen des
Schaltbetriebs des Halbleiterschaltelements, das
gegenüberliegend solch einem Halbleiterschaltelement
angeordnet ist, in dem die Fehlerbedingung auftritt, wenn die
Beurteilung vorgenommen wird, daß die Fehlerbedingung
vorliegt, umfaßt kann ein Folgeschaden verhindert werden.
Claims (6)
1. Eine Leistungswandlervorrichtung, umfassend:
eine Wechselrichtereinheit einschließlich einem Halbleiterschaltelement für einen oberen Zweig und einem weiteren Halbleiterschaltelement für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch von einer Gleichspannungs- Energiequelle gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung für ein Erfassen einer Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen spannungsteilenden Widerstand, unter Verwendung eines Potentials an einer positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an einer negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen ersten Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität ist;
einen zweiten Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der negativen Polarität ist; und
eine Steuervorrichtung, um zu beurteilen, ob ein fehlerhafter Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf von dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgaben, und einer Ausgabe von einem Zündsignal für ein AN/AUS-Schalten der Halbleiterschaltelemente.
eine Wechselrichtereinheit einschließlich einem Halbleiterschaltelement für einen oberen Zweig und einem weiteren Halbleiterschaltelement für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch von einer Gleichspannungs- Energiequelle gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung für ein Erfassen einer Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen spannungsteilenden Widerstand, unter Verwendung eines Potentials an einer positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an einer negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen ersten Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität ist;
einen zweiten Vergleicher, um zu beurteilen, ob oder ob nicht die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der negativen Polarität ist; und
eine Steuervorrichtung, um zu beurteilen, ob ein fehlerhafter Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf von dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgaben, und einer Ausgabe von einem Zündsignal für ein AN/AUS-Schalten der Halbleiterschaltelemente.
2. Eine Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung beurteilt, ob der fehlerhafte
Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der von dem
ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher
abgeleiteten Ausgabe, und den Ausgaben der Zündsignale
der Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und
den unteren Zweig, unter Berücksichtigung von
Schaltverzögerungen, wenn die Zündsignale der
Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und zudem
für den unteren Zweig geschaltet werden.
3. Eine Leistungswandlervorrichtung, umfassend:
eine Wechselrichtereinheit, einschließlich eines Halbleiterschaltelementes für einen oberen Zweig und eines weiteren Halbleiterschaltelementes für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch von einer Gleichspannungs-Energieversorgung gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen ersten spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an einer positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an der negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen ersten Vergleicher, um zu beurteilen, ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität ist oder nicht;
eine Wechselrichtereinheit, einschließlich eines Halbleiterschaltelementes für einen oberen Zweig und eines weiteren Halbleiterschaltelementes für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch von einer Gleichspannungs-Energieversorgung gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen ersten spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an einer positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an der negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen ersten Vergleicher, um zu beurteilen, ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität ist oder nicht;
einen zweiten Vergleicher, um zu beurteilen, ob die
durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte
Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung
der negativen Polarität ist oder nicht; und
eine Steuervorrichtung, um zu beurteilen, ob ein fehlerhafter Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf von dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgaben, und einer Ausgabe eines Zündsignals für ein AN/AUS-Steuern der Halbleiterschaltelemente;
wobei eine Spannung, die Beurteilungsbezugswerte für den ersten Vergleicher und den zweiten Vergleicher darstellt, durch Teilen des Energieversorgungspotentials durch einen zweiten spannungsteilenden Widerstand erzeugt wird.
eine Steuervorrichtung, um zu beurteilen, ob ein fehlerhafter Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf von dem ersten Vergleicher und dem zweiten Vergleicher abgeleiteten Ausgaben, und einer Ausgabe eines Zündsignals für ein AN/AUS-Steuern der Halbleiterschaltelemente;
wobei eine Spannung, die Beurteilungsbezugswerte für den ersten Vergleicher und den zweiten Vergleicher darstellt, durch Teilen des Energieversorgungspotentials durch einen zweiten spannungsteilenden Widerstand erzeugt wird.
4. Eine Leistungswandlervorrichtung, umfassend:
eine Wechselrichtereinheit einschließlich eines Halbleiterschaltelementes für einen oberen Zweig und eines weiteren Halbleiterschaltelementes für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch die von einer Gleichspannungs-Energieversorgung gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an der positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an der negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen Vergleicher, um zu beurteilen, ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität oder einer Spannung der negativen Polarität ist oder nicht; und
eine Steuervorrichtung, um ein Vergleichersignal, verwendet für ein Erfassen der Spannung, die fast gleich der positiven Elektrode ist, und ein Vergleichersignal verwendet, um die Spannung zu erfassen, die fast gleich der negativen Elektrode ist, zu schalten, als einen Bezugswert, durch diesen Vergleicher beurteilt, in Antwort auf Zündbedingungen der Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und den unteren Zweig, die die Wechselrichtereinheit darstellen, und um zu beurteilen, ob der fehlerhafte Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der von dem Vergleicher abgeleiteten Ausgabe und zudem Ausgaben von Zündsignalen des oberen Zweigs und auch des unteren Zweigs.
eine Wechselrichtereinheit einschließlich eines Halbleiterschaltelementes für einen oberen Zweig und eines weiteren Halbleiterschaltelementes für einen unteren Zweig, und um die Halbleiterschaltelemente AN/AUS zu schalten, um dadurch die von einer Gleichspannungs-Energieversorgung gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln;
eine Spannungs-Erfassungsschaltung, um eine Ausgangsspannung der Wechselrichtereinheit über einen spannungsteilenden Widerstand zu erfassen, unter Verwendung eines Potentials an der positiven Polarität der Gleichspannungs-Energieversorgung oder eines Potentials an der negativen Polarität davon als einen Bezugswert;
einen Vergleicher, um zu beurteilen, ob die durch die Spannungs-Erfassungsschaltung erfaßte Erfassungsspannung im wesentlichen gleich einer Spannung der positiven Polarität oder einer Spannung der negativen Polarität ist oder nicht; und
eine Steuervorrichtung, um ein Vergleichersignal, verwendet für ein Erfassen der Spannung, die fast gleich der positiven Elektrode ist, und ein Vergleichersignal verwendet, um die Spannung zu erfassen, die fast gleich der negativen Elektrode ist, zu schalten, als einen Bezugswert, durch diesen Vergleicher beurteilt, in Antwort auf Zündbedingungen der Halbleiterschaltelemente für den oberen Zweig und den unteren Zweig, die die Wechselrichtereinheit darstellen, und um zu beurteilen, ob der fehlerhafte Betrieb vorliegt oder nicht, basierend auf der von dem Vergleicher abgeleiteten Ausgabe und zudem Ausgaben von Zündsignalen des oberen Zweigs und auch des unteren Zweigs.
5. Eine Leistungswandlervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, weiter eine Unterbrechungsschaltung
umfassend, für ein Unterbrechen des Schaltbetriebs des
Halbleiterschaltelements, das gegenüber einem solchen
Halbleiterschaltelement angeordnet ist, bei dem ein
fehlerhafter Betrieb aufgetreten ist, zu unterbrechen,
wenn eine Beurteilung vorgenommen ist, daß der
fehlerhafte Betrieb entschieden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05613397A JP3259652B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 電力変換装置 |
JP9-56133 | 1997-03-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19800580A1 true DE19800580A1 (de) | 1998-09-24 |
DE19800580B4 DE19800580B4 (de) | 2005-01-20 |
Family
ID=13018587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19800580A Expired - Lifetime DE19800580B4 (de) | 1997-03-11 | 1998-01-09 | Leistungswandlervorrichtung |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5933341A (de) |
JP (1) | JP3259652B2 (de) |
KR (1) | KR100276417B1 (de) |
DE (1) | DE19800580B4 (de) |
GB (1) | GB2323223B (de) |
HK (1) | HK1011899A1 (de) |
TW (1) | TW405294B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10049385B4 (de) * | 1999-10-05 | 2015-07-09 | Denso Corporation | Motorsteuergerät |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6346778B1 (en) * | 1998-01-20 | 2002-02-12 | Bytecraft Pty Ltd | AC power converter |
JP3046276B2 (ja) * | 1998-05-11 | 2000-05-29 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
FR2811161B1 (fr) * | 2000-06-28 | 2002-08-30 | Seb Sa | Procede et dispositif de controle d'un generateur de chauffage a induction |
JP2002027737A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-25 | Fujitsu Ltd | Dc−dcコンバータ、dc−dcコンバータ用制御回路、監視回路、電子機器、およびdc−dcコンバータの監視方法 |
JP2002330593A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-15 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
US7242563B2 (en) * | 2002-04-22 | 2007-07-10 | Leviton Manufacturing Co., Inc. | Reverse phase control power switching circuit with overload protection |
JP2004040921A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Meidensha Corp | 電動車輌の制御方法 |
US6909620B2 (en) * | 2003-04-25 | 2005-06-21 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Inverter configurations with shoot-through immunity |
DE10320926A1 (de) * | 2003-05-09 | 2004-12-16 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Prüfung einer Leistungsendstufe |
DE10322195A1 (de) * | 2003-05-16 | 2004-12-09 | Siemens Ag | Verfahren zur Überwachung einer Leistungsendstufe |
GB2409355A (en) * | 2003-12-20 | 2005-06-22 | Bombardier Transp Gmbh | Detecting failure in a converter |
JP2006081327A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Mitsubishi Electric Corp | インバータの故障検出装置 |
KR200409218Y1 (ko) * | 2005-12-02 | 2006-02-22 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 |
JP5447507B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2014-03-19 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
JP5547559B2 (ja) * | 2010-06-16 | 2014-07-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5696485B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2015-04-08 | 株式会社安川電機 | インバータ装置および電動機ドライブシステム |
JP5719737B2 (ja) * | 2011-09-26 | 2015-05-20 | 新電元工業株式会社 | 電流検出回路、およびモータ制御装置 |
DE102012207689A1 (de) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | Infineon Technologies Ag | Steuereinheit für eine elektrische Maschine und Verfahren |
KR101444543B1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-09-24 | 삼성전기주식회사 | 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치 |
KR20150078387A (ko) * | 2013-12-30 | 2015-07-08 | 삼성전기주식회사 | 인버터 장치 |
CN103983891B (zh) * | 2014-05-30 | 2018-10-09 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 逆变器电路的短路故障检测装置及方法 |
TWI589901B (zh) * | 2016-12-28 | 2017-07-01 | 普誠科技股份有限公司 | 短路偵測電路以及全橋電路 |
US10264643B1 (en) | 2018-05-09 | 2019-04-16 | Leviton Manufacturing Co., Inc. | Dual over-current protection for phase cut dimmer |
JP7504737B2 (ja) * | 2020-09-18 | 2024-06-24 | 株式会社東芝 | 半導体回路、及び半導体回路の故障判定方法 |
WO2024004208A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3654541A (en) * | 1969-06-26 | 1972-04-04 | Gen Electric | Thyristor state sensor |
US4189764A (en) * | 1978-09-26 | 1980-02-19 | Snyder Donald W | Current controlled inverter |
US4363068A (en) * | 1980-08-18 | 1982-12-07 | Sundstrand Corporation | Power FET short circuit protection |
JPS58112478A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-07-04 | Toshiba Corp | インバ−タの制御回路 |
US4626952A (en) * | 1984-08-27 | 1986-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Protection apparatus for a transistor inverter |
JPS61214775A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タの異常検出回路 |
JPS63268432A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Mitsubishi Electric Corp | 短絡保護回路 |
JPH05219752A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-08-27 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置の短絡保護装置 |
DE4413163A1 (de) * | 1994-04-15 | 1995-10-19 | Philips Patentverwaltung | Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter |
US5719519A (en) * | 1995-11-20 | 1998-02-17 | Motorola, Inc. | Circuit and method for reconstructing a phase current |
US5687049A (en) * | 1996-01-26 | 1997-11-11 | International Rectifier Corporation | Method and circuit for protecting power circuits against short circuit and over current faults |
US5719754A (en) * | 1996-06-13 | 1998-02-17 | Lucent Technologies Inc. | Integrated power converter and method of operation thereof |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP05613397A patent/JP3259652B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-28 TW TW086115913A patent/TW405294B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-12-08 GB GB9725944A patent/GB2323223B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-09 US US08/987,710 patent/US5933341A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-09 DE DE19800580A patent/DE19800580B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-16 KR KR1019980001132A patent/KR100276417B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-12-14 HK HK98113283A patent/HK1011899A1/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10049385B4 (de) * | 1999-10-05 | 2015-07-09 | Denso Corporation | Motorsteuergerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2323223B (en) | 1999-01-27 |
HK1011899A1 (en) | 1999-07-23 |
GB9725944D0 (en) | 1998-02-04 |
JP3259652B2 (ja) | 2002-02-25 |
DE19800580B4 (de) | 2005-01-20 |
KR19980079620A (ko) | 1998-11-25 |
GB2323223A (en) | 1998-09-16 |
JPH10257779A (ja) | 1998-09-25 |
TW405294B (en) | 2000-09-11 |
US5933341A (en) | 1999-08-03 |
KR100276417B1 (ko) | 2000-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19800580A1 (de) | Leistungswandlervorrichtung | |
DE102005013246B4 (de) | Fehlererfassungssystem für Umrichter | |
DE10020981B4 (de) | Motor-Steuergerät mit Fehlerschutzschaltung | |
EP1911058B1 (de) | Sicherheitsschaltgerät zum steuern einer sicherheitstechnischen einrichtung in einen sicheren zustand | |
EP0805538B1 (de) | Überstrom- und Kurzschlusssicherung | |
DE102014211207A1 (de) | Mehrstufige stromrichterschaltung | |
DE112018003913T5 (de) | Antrieb mit drehzahlregelung mit integriertem festkörper-leistungsschalter und verfahren zu dessen betrieb | |
DE102013219975A1 (de) | Gate-Ansteuerschaltung mit einer Fehlererkennungsschaltung für eine Halbleiter-Schalteinrichtung | |
DE102008038345A1 (de) | Fehlererfassungsvorrichtung | |
DE102018107771A1 (de) | Umrichtergerät, das eine Funktion zum Erfassen eines Defekts eines Leistungsbauteiles hat, und Verfahren zum Erfassen eines Defekts eines Leistungsbauteils | |
DE112010005430T5 (de) | Wandlervorrichtung für elektrische Energie und Überspannungs-Unterdrückungsverfahren | |
DE19503180A1 (de) | Fehler-Erfassungsschaltung für ein Wechselrichtersystem | |
DE10049385B4 (de) | Motorsteuergerät | |
EP0419943A2 (de) | Leistungs-Steuereinheit | |
DE102013225603B4 (de) | Stromrichtervorrichtung für eine Ein- oder Mehrachsanordnung und Betriebsverfahren | |
EP2801145B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines umrichters | |
DE68928108T2 (de) | System zum Begrenzung des Stromes eines Spannungsumrichters | |
DE19736904A1 (de) | Stromrichterschaltungsanordnung | |
EP3609076A1 (de) | Verfahren zum erkennen eines isolationsfehlers an einer motoranordnung, verfahren zum erkennen einer motorphasenunterbrechung an einer motoranordnung und antriebsschaltung zum antreiben eines elektronisch kommutierten motors | |
DE19501373A1 (de) | Halbleiter-Verbundelement und Verfahren zum Detektieren von Fehlerzuständen in einer das Element enthaltenden Wechselrichtereinrichtung | |
DE10041607A1 (de) | Elektrisches Arbeitsgerät sowie Verfahren zu dessen Betreiben | |
DE10149581B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
EP1475875B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Prüfung einer Leistungsendstufe | |
DE69534981T2 (de) | Fehlerdetektor für selbstgeführten spannungsquelle-leistungswandler | |
EP3609032B1 (de) | Verfahren zum erkennen eines motorphasenfehlers an einer motoranordnung und antriebsschaltung zum antreiben eines elektronisch kommutierten motors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
R071 | Expiry of right |