JP2006042588A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直流電源の逆接続対策用のダイオードを廃止できるインバータ装置を提供する。
【解決手段】 インバータ装置８は、直流電源としてのバッテリー１とインバータ主回路１２の間に開閉装置５を接続して成り、開閉装置５の前段の電圧を検出する電圧検出回路１８と、開閉装置５を制御する制御装置２２と、電圧検出回路１８にて検出された電圧を制御装置２２に入力する電圧入力回路２１とを備え、制御装置２２は、電圧入力回路１８から入力された電圧が所定の異常値である場合、開閉装置５の閉路を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電源とインバータの間に開閉装置を接続して成るインバータ装置に関するものである。

近年、電気自動車用の空調装置としてバッテリー電源で駆動される電動コンプレッサを搭載した空調装置が開発されている。この空調装置は、バッテリー（直流電源）と、インバータ装置と、電動コンプレッサから構成されている。前記インバータ装置は、バッテリーのプラス側に接続された開閉器と、この開閉器と並列に接続された充電装置と、これらの後段においてバッテリーのプラスとマイナス間に接続され、スイッチング素子群から構成されたインバータ主回路と、このインバータ主回路の前段に接続されたコンデンサ等から構成されている。

前記インバータ主回路のスイッチング素子群は、バッテリーからの直流電圧を三相疑似交流電圧に変換し、電動コンプレッサに印加して当該電動コンプレッサのモータを駆動するためのものである。また、コンデンサはスイッチング素子群に電圧を安定的に供給するためのものである。そして、前記充電装置は抵抗を有し、バッテリーの直流電圧を印加する際に、コンデンサに流れる突入電流を抑制する。即ち、当該抵抗の存在により、バッテリーの接続時に開閉器を開き、充電装置を閉じて抵抗を介した電流を流すことで、バッテリーの電圧を印加する時に生じる突入電流を抑制する（特許文献１参照）。

また、此の種のインバータ装置では、直流電源であるバッテリーが誤ってプラスとマイナスを逆に接続された場合に機器に多大な損傷を生じるため、通常は開閉器及び充電装置の前段、或いは、充電装置内にダイオードを接続し、このダイオードによってバッテリーが逆に接続された場合に回路に逆電流が流れることを防止していた（特許文献２及び特許文献３参照）。
特許第３３４１３２７号公報 特許第３２６１７８１号公報 特許第３３７９３６７号公報

このように従来ではダイオードを電源からのプラスラインに接続することで逆接続対策を行っていたが、電気自動車用の電動コンプレッサの如く大電流が流れる回路では、正常に接続された状態でダイオードおける電力ロスが大きくなると共に、発熱による温度上昇も発生するため、ダイオードの放熱対策を施さなければならなくなる問題があった。

本発明は、係る従来技術の問題を解決するために成されたものであり、直流電源の逆接続対策用のダイオードを廃止できるインバータ装置を提供することを目的とする。

本発明のインバータ装置は、直流電源とインバータ主回路の間に開閉装置を接続して成るものであって、開閉装置の前段の電圧を検出する電圧検出回路と、開閉装置を制御する制御装置と、電圧検出回路にて検出された電圧を制御装置に入力する電圧入力回路とを備え、制御装置は、電圧入力回路から入力された電圧が所定の異常値である場合、開閉装置の閉路を禁止することを特徴とする。

請求項２の発明のインバータ装置では、上記発明において制御装置は、電圧入力回路から入力された電圧が所定の正常範囲より高い場合と低い場合に異常値と判断することを特徴とする。

請求項３の発明のインバータ装置では、上記各発明において電圧入力回路から制御装置に入力される電圧が所定の異常値である場合、制御装置の出力に拘わらず、開閉装置の閉路を禁止するゲート回路を備えたことを特徴とする。

請求項４の発明のインバータ装置では、上記各発明において電圧入力回路は、電圧検出回路が検出した電圧がマイナス値である場合、略零ボルトの電圧を出力することを特徴とする。

本発明では、直流電源とインバータ主回路の間に開閉装置を接続して成るインバータ装置において、開閉装置の前段の電圧を検出する電圧検出回路と、開閉装置を制御する制御装置と、電圧検出回路にて検出された電圧を制御装置に入力する電圧入力回路とを備え、制御装置は、電圧入力回路から入力された電圧が所定の異常値である場合、開閉装置の閉路を禁止するようにしたので、例えば、直流電源が逆接続されて電圧入力回路から入力される電圧が異常値となった場合、制御装置により開閉装置の閉路が禁止されるようになる。

これにより、従来の如きダイオードを設けること無く、直流電源の逆接続によって逆電圧がインバータ主回路等の機器に流れて破損する不都合を未然に回避することができるようになる。そして、従来の如きダイオードを設けないためにダイオードにおける電力ロスが発生せず、発熱の対処も不要となる。

また、請求項２の発明では上記に加えて制御装置は、電圧入力回路から入力された電圧が所定の正常範囲より高い場合と低い場合に異常値と判断するので、直流電源の電圧が何らかの原因で異常に上昇した場合、及び、異常に低下した場合の双方において、制御装置により開閉装置の閉路が禁止されるようになる。これにより、係る高電圧から機器を保護し、低電圧による誤動作で機器に支障が生じる不都合を未然に回避できるようになる。

また、請求項３の発明では上記各発明に加えて、電圧入力回路から制御装置に入力される電圧が所定の異常値である場合、制御装置の出力に拘わらず、開閉装置の閉路を禁止するゲート回路を設けたので、万一制御装置が誤動作した場合にも、直流電源の異常時には開閉装置の閉路を確実に禁止することができるようになる。

また、請求項４の発明では上記各発明に加えて、電圧入力回路は、電圧検出回路が検出した電圧がマイナス値である場合、略零ボルトの電圧を出力するので、直流電源の逆接続の場合に略零の電圧を制御装置やゲート回路に入力することができるようになり、制御装置も支障無く逆接続の判断を行い、また、ゲート回路も支障なく動作できるようになる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明のインバータ装置８を備えた一実施例の電気自動車用空調装置の電源回路図を示している。

図１において、１は電気自動車の直流電源としてのメインバッテリーであり、空調装置の電動コンプレッサ１０に、本発明のインバータ装置８を介して電力を供給している。前記バッテリー１からは直流電圧が出力されるが、電動コンプレッサ１０のモータには後述するインバータ装置８のインバータ主回路１２により三相疑似交流に変換された電圧が供給される。

前述したインバータ装置８は、開閉器２及び充電装置７から構成される開閉装置５と、コンデンサ１１と、インバータ主回路１２及び制御装置２２等から構成されている。

前記インバータ主回路１２は、電圧をスイッチングにより三相疑似交流電圧に変換するためのスイッチング素子群をモールドパッケージ内に設けてなるものである。このスイッチング素子群は、スイッチング素子とスイッチングサージ吸収用のダイオードにて構成され、回路のプラスライン４（例えばＤＣ＋２８０Ｖ程）とＧＮＤ（グランド）ライン６間に接続される。

また、前記開閉器２はバッテリー１とインバータ主回路１２の間のプラスライン４に接続されている。前記コンデンサ１１はインバータ主回路１２に電圧を安定的に供給するためのものであり、開閉器２とインバータ主回路１２の間のプラスライン４とＧＮＤライン６間に接続される。コンデンサ１１には、前記バッテリー１から充電装置７を介して電荷が充電される。

前述した充電装置７は、開閉器３と抵抗１３の直列回路から成り、開閉器２に並列に接続され、これら開閉器２と充電装置７とによって本発明における開閉装置５が構成されている。この充電装置７は、バッテリー１の電圧を印加する際に、コンデンサ１１に流れる突入電流とコンデンサ１１に発生する突入電圧を抑制するためのものである。

一方、インバータ装置８には、開閉器２の前段の電圧を検出するための分圧用抵抗１６、１７が設けられている。即ち、開閉器２の前段（バッテリー１側）のプラスライン４とＧＮＤライン６間に抵抗１６、１７の直列回路が接続され、これら抵抗１６、１７は本発明の電圧検出回路１８を構成する。

この場合、抵抗１６の抵抗値は、そのＧＮＤライン６側に接続された抵抗１７より十分大きい抵抗値とされており、それにより、プラスライン４とＧＮＤライン６間に接続された電圧の例えば約１／１００の電圧が抵抗１６と抵抗１７の接続点に現れるように構成されている。そして、抵抗１６と抵抗１７の接続点の電圧である抵抗１７の端子電圧（電圧検出回路１８の検出電圧）Ｖ１が本発明の電圧入力回路２１を介して制御装置２２に入力される。この制御装置２２は汎用のマイクロコンピュータから構成されたインバータ装置８のコントローラであり、開閉器２及び開閉器３の開閉等を制御し、ＧＮＤライン６をＧＮＤ（グランド）としている。また、制御装置２２には、後述する如く電圧検出回路１８の抵抗１７の端子電圧Ｖ１に応じて変化する電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２が入力され、この出力電圧Ｖ２に基づいて制御装置２２はバッテリー１の逆接続を判断する。

この電圧入力回路２１は、抵抗１６と１７の接続点に一端が接続された抵抗２４と、抵抗１６と１７の接続点とＧＮＤライン６間に接続されたダイオード２６と、抵抗２４の他端とＧＮＤライン６間に接続されたツェナーダイオード２９とから構成されおり、ダイオード２６は抵抗１６と１７の接続点方向が順方向とされている。そして、上記抵抗２４の他端の電圧（即ち、ツェナーダイオード２９の端子電圧）Ｖ２が電圧入力回路２１の出力電圧となり、制御装置２２の入力に接続されている。

また、制御装置２２の開閉装置５用の制御出力は、ゲート回路２７を構成するＡＮＤゲート２８の一方の入力とされている。尚、図示しないがＡＮＤゲート２８は充電装置７の開閉器３の制御用と開閉器２の制御用とにそれぞれ（計２個）設けられており、制御装置２２の開閉器２用の制御出力と開閉器３用の制御出力が各ＡＮＤゲート２８の一方の入力にそれぞれ入力される。このゲート回路２７は、２個の前記ＡＮＤゲート２８から構成されており、抵抗２４の他端の電圧（即ち、ツェナーダイオード２６の端子電圧）である電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２が各ＡＮＤゲート２８の他方の入力となる。

以上の構成で次に本発明のインバータ装置８の動作を説明する。
（１）正常時の動作
先ず、バッテリー１が正常に接続され、バッテリー１のプラス側がプラスライン４に、ＧＮＤ側がＧＮＤライン６に接続されている場合、プラスライン４は例えばＤＣ＋２８０Ｖ、ＧＮＤライン６は零Ｖ（ボルト）となる。このとき、電圧検出回路１８を構成する抵抗１７の端子電圧Ｖ１は、＋２８０Ｖを１／１００に分圧した約＋２．８Ｖ程の電位（プラス電位）となる。そして、この端子電圧Ｖ１は電圧入力回路２１を経て制御装置２２と各ＡＮＤゲート２８の他方の入力に入るが、このときの電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略Ｖ１＝Ｖ２の＋２．８Ｖ程となる。尚、電気自動車の走行用モータの回生電流などの何らかの原因によってプラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が例えば＋３００Ｖより高く上昇した場合、端子電圧Ｖ１は＋３Ｖより高くなることになるが、ツェナーダイオード２６は出力電圧Ｖ２が万一＋５Ｖよりも高くなった場合にも、これを＋５Ｖに規定する。これは例えば制御装置２２やゲート回路２７の電源電圧であり、この電源以上の電圧が制御装置２２やゲート回路２７に入力されてそれらが破壊される不都合を防止する。

制御装置２２は電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が＋２．８Ｖ（実施例では＋２Ｖ以上＋３Ｖ以下の電位を「Ｈ」電位とする。以下、同じ。）である場合は、バッテリー１が正常に接続されたものと判断し、開閉装置５の制御を開始する。

そして、制御装置２２は先ず開閉器２用の制御出力を零Ｖの「Ｌ」電位（以下、同じ。）とした状態で開閉器３用の制御出力を「Ｈ」電位とする。ゲート回路２７のＡＮＤゲート２８の他方の入力もこのとき「Ｈ」電位となっているので、開閉器３用のＡＮＤゲート２８の出力は「Ｈ」となり、開閉器３のみが閉じられる（閉路）。

開閉器３が閉じられると、バッテリー１からの電流が充電装置７の抵抗１３を介してコンデンサ１１に流れ、それらを充電する。抵抗１３はコンデンサ１１に流れる電流値を抑える働きをするので突入電流が抑えられ、コンデンサ１１の保護を図ることができる。

次に、制御装置２２はコンデンサ１１への充電が完了するタイミングで（例えば、開閉器３を閉じてから３秒後等）、開閉器２用の制御出力を「Ｈ」電位とする。ゲート回路２７のＡＮＤゲート２８の他方の入力もこのとき「Ｈ」電位となっているので、開閉器２用のＡＮＤゲート２８の出力は「Ｈ」となり、開閉器２が閉じられる。

開閉器２を閉じてから例えば１秒後、制御装置２２は充電回路７の開閉器３用の制御出力を「Ｌ」としてＡＮＤゲート２８の出力を「Ｌ」とし、開閉器３を開いて（開路）以降は開閉器２を介してインバータ主回路１２のスイッチング素子群にバッテリー１の電圧を印加する。そして、制御装置２２はインバータ主回路１２のスイッチング素子群のＯＮ−ＯＦＦを制御し、所定周波数の三相疑似交流電圧を生成して電動コンプレッサ１０のモータに印加し、当該モータを上記運転周波数で駆動することで、車室内の空調を行う。

（２）逆接続時
次に、バッテリー１が逆に接続され、バッテリー１のＧＮＤ側がプラスライン４に、プラス側がＧＮＤライン６に接続された場合、制御上はＧＮＤライン６を常にＧＮＤとして判断するので、ＧＮＤライン６は同様に零Ｖとなり、プラスライン４にはＤＣ−２８０Ｖが現れる。そのため、電圧検出回路１８を構成する抵抗１７の端子電圧Ｖ１は、−２８０Ｖを分圧した約−２．８Ｖ程の電位（マイナス電位）となる。そして、この端子電圧Ｖ１は電圧入力回路２１経て制御装置２２に入力されるが、このマイナス電位の端子電圧Ｖ１はダイオード２６によりクランプされて略零Ｖ（実際には若干マイナスの電位）となり、従って、このときの電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略零Ｖとなる。

制御装置２２は電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が零Ｖである場合は、バッテリー１が逆に接続されたものと判断し、開閉装置５の制御を停止する。即ち、制御装置２２は開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを禁止する。これによって、コンデンサ１１やインバータ主回路１２に逆電圧が印加されて損傷を生じる不都合を未然に回避する。特に、係る逆接続時に電圧入力回路２１から制御装置２２に入力される電位（Ｖ２）はＶ１そのままの−２．８Ｖでは無く略零Ｖであるので、制御装置２２は正常に機能して判断制御を行うことができる。そして、制御装置２２は係る場合に所定の警報を行ってバッテリー１の逆接続を使用者に警告する。

尚、電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２が零Ｖであるとき、ゲート回路２７の各ＡＮＤゲート２８の他方の入力も零Ｖの「Ｌ」電位となる。従って、万一制御装置２２が誤動作し、開閉器２及び開閉器３制御用の出力が「Ｈ」となった場合にも、各ＡＮＤゲート２８の出力が「Ｈ」となることは無い。従って、係る制御装置２２の異常時にもコンデンサ１１やインバータ主回路１２に逆電流が流れることを確実に防止することができる。

尚、実施例では抵抗２４を制御装置２２の入力に接続したが、それに限らず、制御装置２２の入力とＡＮＤゲート２８の他方の入力間に接続してもよい。また、実施例では電気自動車用空調装置の電動コンプレッサ制御に本発明のインバータ装置を適用したが、それに限らず、バッテリー等の直流電源から所定周波数の交流電圧を生成する各種インバータ装置に本発明は有効である。

次に、本発明のインバータ装置８の他の実施例について説明する。図２は本実施例の電気自動車用空調装置の電源回路図を示している。尚、図２において、図１と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果を奏するものであり、説明を省略する。

図２において、４１、４２は、開閉器２の後段の電圧を検出するための分圧抵抗である。即ち、開閉器２の後段の主回路１２との間となる位置のプラスライン４とＧＮＤライン６間に抵抗４１、４２の直列回路が接続され、これら抵抗４１、４２は電圧検出回路４３を構成する。

プラスライン４側に接続された抵抗４１の抵抗値は、そのＧＮＤライン６側に接続された抵抗値４２より十分大きい抵抗値とされており、それにより、開閉器２の後段のプラスライン４とＧＮＤライン６間に現れる電圧の例えば約１／１００の電圧が抵抗４１と抵抗４２の接続点（Ｆ点）に現れるように構成されている。そして、抵抗４１と抵抗４２の接続点（Ｆ点）の電圧である抵抗４２の端子電圧（電圧検出回路４３の検出電圧）Ｖ３が制御装置２２に入力される。

この場合、コンデンサ１１が放電し切った状態で、開閉器２が開いていれば、制御装置２２に入力される抵抗４２の端子電圧Ｖ３は０（ＧＮＤ）となり、バッテリー１が接続された状態で、且つ、開閉器２が閉じた状態では、電圧Ｖ３は略電圧Ｖ１（多少の電圧降下あり）となる。これにより、制御装置２２に入力される抵抗１７、抵抗４２の端子電圧Ｖ１、Ｖ３から、開閉器２の開閉状態を検出することができる。尚、制御装置２２は実際には電圧Ｖ１を後述する電圧Ｖ２に基づいて判断することになる。即ち、バッテリー１が接続された状態で、例えば制御装置２２により開閉器２を開く制御が行われているにもかかわらず、電圧Ｖ１と同等の電圧Ｖ３が現れている場合には、開閉器２が所謂溶着して閉じていると判断することができるようになる。逆に開閉器２を閉じる制御が行われているにもかかわらず、電圧Ｖ１と同様の電圧Ｖ３が現れない場合には、開閉器２が動作不良によって閉じていないと判断することができる。これらの異常が発生したと判断した場合、制御装置２２は所定の警報を発する。

また、この実施例の電圧入力回路２１には、前記実施例と同様に抵抗１６と抵抗１７の接続点（Ｂ点）に一端が接続された抵抗２４と、抵抗１６と１７の接続点（Ｂ点）とＧＮＤライン６間に接続されたダイオード２６とが設けられている。また、抵抗２４の他端とＧＮＤライン６間にはツェナーダイオード２９が接続される。そして、上記抵抗２４の他端の電圧（Ｃ点の電圧、即ち、ツェナーダイオード２９の端子電圧）Ｖ２が電圧入力回路２１の出力電圧となり、制御装置２２の入力に接続されると共に、ＯＰアンプから構成されたコンパレータ３１の＋入力端子（非反転入力端子）と、同様にＯＰアンプから構成されたコンパレータ３２の−入力端子（反転入力端子）に入力される。このコンパレータ３１の−入力端子には、例えば、＋２Ｖの基準電圧Ａが入力され、コンパレータ３２の＋入力端子には、例えば、＋３Ｖの基準電圧Ｂが入力されている。

そして、制御装置２２の開閉装置５用の制御出力は、この場合のゲート回路２７Ａを構成するＡＮＤゲート２８Ａの３つの入力のうちの１つの入力とされている。尚、図示しないがＡＮＤゲート２８Ａは充電装置７の開閉器３の制御用と開閉器２の制御用とにそれぞれ（計２個）設けられており、制御装置２２の開閉器２用の制御出力と開閉器３用の制御出力が各ＡＮＤゲート２８Ａの３つの入力のうちの１つの入力にそれぞれ入力される。また、各ＡＮＤゲート２８Ａの他の入力には、コンパレータ３１の出力（Ｄ点の電圧）が接続され、各ＡＮＤゲート２８Ａのもう一つの他の入力には、コンパレータ３２の出力（Ｅ点の電圧）が接続されている。

また、制御装置２２には、後述する如く電圧検出回路１８の抵抗１７の端子電圧Ｖ１に応じて変化する電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２（Ｃ点の電圧）が入力され、この出力電圧Ｖ２が所定の異常値である場合、開閉装置５の閉路を禁止する。即ち、制御装置２２は、出力電圧Ｖ２が所定の正常範囲（本実施例では、正常範囲を＋２Ｖ以上＋３Ｖ以下とする）より高い場合と低い場合（バッテリー１の逆接続時を含む）に異常値であると判断し、制御装置２２により開閉装置５（開閉器２、３）の閉路が禁止される。これにより、制御装置２２は低電圧、高電圧及びバッテリー１の逆接続を判断する。

以上の構成で次に本実施例のインバータ装置８の動作を説明する。

（１）正常時の動作
先ず、バッテリー１が正常に接続され、バッテリー１のプラス側がプラスライン４に、ＧＮＤ側がＧＮＤライン６に接続されている場合、プラスライン４は例えばＤＣ＋２８０Ｖ、ＧＮＤライン６は零Ｖ（ボルト）となる。このとき、電圧検出回路１８を構成する抵抗１７の端子電圧Ｖ１は、＋２８０Ｖを１／１００に分圧した約＋２．８Ｖ程の電位（プラス電位）となる。そして、この端子電圧Ｖ１は電圧入力回路２１を経て制御装置２２と各コンパレータ３１、３２に入るが、このときの電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略Ｖ１＝Ｖ２の＋２．８Ｖ程となる。

また、このとき、制御装置２２及び各コンパレータ３１、３２に電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が＋２．８Ｖ（実施例では＋２Ｖ以上＋３Ｖ以下の電位を「Ｈ」電位とする。以下、同じ。）である場合、各コンパレータ３１、３２の出力が何れも「Ｈ」電位となり、各ＡＮＤゲート２８Ａには各コンパレータ３１、３２から「Ｈ」電位が入力される。

またこの場合、制御装置２２は、バッテリー１が正常に接続されたものと判断し、開閉装置５の制御を開始する。制御装置２２は先ず開閉器２用の制御出力を零Ｖの「Ｌ」電位（以下、同じ。）とした状態で開閉器３用の制御出力を「Ｈ」電位とする。ゲート回路２７ＡのＡＮＤゲート２８Ａの上述した他の何れの入力もこのとき「Ｈ」電位となっているので、開閉器３用のＡＮＤゲート２８Ａの出力は「Ｈ」となり、開閉器３のみが閉じられる（閉路）。

開閉器３が閉じられると、バッテリー１からの電流が充電装置７の抵抗１３を介してコンデンサ１１に流れ、それらを充電する。抵抗１３はコンデンサ１１に流れる電流値を抑える働きをするので突入電流が抑えられ、コンデンサ１１の保護を図ることができる。

次に、制御装置２２はコンデンサ１１への充電が完了するタイミングで（例えば、開閉器３を閉じてから３秒後等）、開閉器２用の制御出力を「Ｈ」電位とする。ゲート回路２７ＡのＡＮＤゲート２８Ａの他の何れの入力もこのとき「Ｈ」電位となっているので、開閉器２用のＡＮＤゲート２８Ａの出力は「Ｈ」となり、開閉器２が閉じられる。

開閉器２を閉じてから例えば１秒後、制御装置２２は充電回路７の開閉器３用の制御出力を「Ｌ」としてＡＮＤゲート２８Ａの出力を「Ｌ」とし、開閉器３を開いて（開路）以降は開閉器２を介してインバータ主回路１２のスイッチング素子群にバッテリー１の電圧を印加する。そして、制御装置２２はインバータ主回路１２のスイッチング素子群のＯＮ−ＯＦＦを制御し、所定周波数の三相疑似交流電圧を生成して電動コンプレッサ１０のモータに印加し、当該モータを上記運転周波数で駆動することで、車室内の空調を行う。

（２）高電圧異常時
次に、電気自動車の走行用モータの回生電流などの何らかの原因によってプラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が＋３００Ｖを超え、例えば＋５００Ｖなどの異常高電圧に上昇した場合、端子電圧Ｖ１は＋５Ｖになる。そして、この電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２が制御装置２２と各コンパレータ３１、３２に入る。尚、このときプラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が＋５００Ｖ以下で、端子電圧Ｖ１がそれを１／１００に分圧した＋５Ｖ以下の場合には後述するツェナーダイオード２９の規定はかからず、電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略Ｖ１＝Ｖ２となる。

制御装置２２及び各コンパレータ３１、３２に電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が＋３Ｖを超えると、制御装置２２は高電圧異常と判断し、開閉装置５の制御を停止する。即ち、制御装置２２は開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを禁止する。

このとき、コンパレータ３１の出力は「Ｈ」となるが、コンパレータ３２の出力が「Ｌ」となる（コンパレータ３２の−入力端子の電圧が＋入力端子に入力された基準電位Ｂ（＋３Ｖ）より高くなるため）。これにより、各ＡＮＤゲート２８Ａには、コンパレータ３１から「Ｈ」電位が入力され、コンパレータ３２から「Ｌ」電位が入力される。

即ち、コンパレータ３２の出力が「Ｌ」となるので、ゲート回路２７ＡのＡＮＤゲート２８Ａの出力は制御装置２２及びコンパレータ３１の出力に拘わらず「Ｌ」となる。このように、プラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が異常高電圧に上昇した場合、制御装置２２の出力に加えてコンパレータ３２の出力によりＡＮＤゲート２８Ａの出力を制御することができるので、万一、制御装置２２が誤動作した場合であっても、コンパレータ３２からの「Ｌ」電位の出力により、開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを確実に禁止することが可能となる。これにより、高電圧が主回路１２等の各機器に印加されて破損する不都合を防止することができるようになる。そして、制御装置２２は係る場合に所定の警報を行って係る高電圧異常を使用者に警告する。

尚、プラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が例えば＋５００Ｖより高く上昇した場合、端子電圧Ｖ１は＋５Ｖより高くなることになるが、ツェナーダイオード２６は出力電圧Ｖ２を＋５Ｖに規定する。これにより、制御装置２２やコンパレータ３１、３２及び並ゲート回路２７Ａを係る高電圧から保護することが可能となり、これらの破損を未然に回避することができる。

（３）低電圧異常時
次に、何らかの原因によってプラスライン４とＧＮＤライン６間の電圧が例えば＋２００Ｖより低下した場合、端子電圧Ｖ１は＋２Ｖより低くなる。そして、この端子電圧Ｖ１は電圧入力回路２１を経て制御装置２２と各コンパレータ３１、３２に入る。このとき、電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略Ｖ１＝Ｖ２となる。

制御装置２２及び各コンパレータ３１、３２に電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が＋２Ｖより低くなると、制御装置２２は異常と判断し、開閉装置５の制御を停止しする。即ち、制御装置２２は開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを禁止する。

また、コンパレータ３２の出力は「Ｈ」となるが、コンパレータ３１の出力が「Ｌ」となる（コンパレータ３１の−入力端子に入力された標準電位Ａ（＋２Ｖ）より低くなるため）。これにより、各ＡＮＤゲート２８Ａには、コンパレータ３１から「Ｌ」電位が入力され、コンパレータ３２から「Ｈ」電位が入力される。

即ち、コンパレータ３１の出力が「Ｌ」となるので、ゲート回路２７ＡのＡＮＤゲート２８Ａの出力は制御装置２２及びコンパレータ３２の出力に拘わらず「Ｌ」となる。このように、電圧が２Ｖより低下した場合、制御装置２２の出力に加えてコンパレータ３１の出力によりＡＮＤゲート２８Ａの出力を制御することができるので、万一、制御装置２２が誤動作した場合であっても、コンパレータ３１からの「Ｌ」電位の出力により、開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを確実に禁止することが可能となる。これにより、低電圧が主回路１２等の各機器に印加されて誤作動し、破損を生じる不都合を防止することができるようになる。そして、制御装置２２は係る場合に所定の警報を行って係る低電圧異常を使用者に警告する。

（４）逆接続時
次に、バッテリー１が逆に接続され、バッテリー１のＧＮＤ側がプラスライン４に、プラス側がＧＮＤライン６に接続された場合、制御上はＧＮＤライン６を常にＧＮＤとして判断するので、ＧＮＤライン６は同様に零Ｖとなり、プラスライン４にはＤＣ−２８０Ｖが現れる。そのため、電圧検出回路１８を構成する抵抗１７の端子電圧Ｖ１は、−２８０Ｖを分圧した約−２．８Ｖ程の電位（マイナス電位）となる。そして、この端子電圧Ｖ１は電圧入力回路２１を経て制御装置２２と各コンパレータ３１、３２に入力されるが、このマイナス電位の端子電圧Ｖ１はダイオード２６によりクランプされて略零Ｖ（実際には若干マイナスの電位）となり、従って、このときの電圧入力回路２１の出力電圧Ｖ２は略零Ｖとなる。

制御装置２２及び各コンパレータ３１、３２に電圧入力回路２１から入力される電圧（出力電圧Ｖ２）が零Ｖである場合は、制御装置２２は、バッテリー１が逆に接続されたものと判断し、開閉装置５の制御を停止する。即ち、制御装置２２は開閉器２及び開閉器３用の制御出力を常に「Ｌ」として、それらが閉じる（閉路）ことを禁止する。これによって、コンデンサ１１やインバータ主回路１２に逆電圧が印加されて損傷を生じる不都合を未然に回避する。特に、係る逆接続時に電圧入力回路２１から制御装置２２に入力される電位（Ｖ２）はＶ１そのままの−２．８Ｖでは無く略零Ｖであるので、制御装置２２は正常に機能して判断制御を行うことができる。

また、コンパレータ３２の出力は「Ｈ」となるが、コンパレータ３１の出力が「Ｌ」となる（コンパレータ３１の−入力端子に入力された標準電位Ａ（＋２Ｖ）より低くなるため）。これにより、各ＡＮＤゲート２８Ａには、コンパレータ３１から「Ｌ」電位が入力され、コンパレータ３２から「Ｈ」電位が入力される。

即ち、コンパレータ３１の出力が「Ｌ」となるので、ゲート回路２７ＡのＡＮＤゲート２８Ａの出力は制御装置２２及びコンパレータ３２の出力に拘わらず「Ｌ」となる。このように、電圧が逆接続された場合、制御装置２２の出力に加えて、コンパレータ３１の出力によりＡＮＤゲート２８Ａの出力を制御することができるので、万一制御装置２２が誤動作し、開閉器２及び開閉器３の制御用の出力が「Ｈ」となった場合にも、コンパレータ３１からの「Ｌ」電位の出力により、各ＡＮＤゲート２８Ａの出力が「Ｈ」となることは無い。従って、係る制御装置２２の異常時にもコンデンサ１１やインバータ主回路１２等の各機器に逆電流が流れることを確実に防止することができる。そして、制御装置２２は係る場合に所定の警報を行ってバッテリー１の逆接続を使用者に警告する。

以上詳述する如く、本発明のインバータ装置８により、従来の如くダイオードを電源からのプラスラインに接続することなく逆接続によって逆電圧が主回路１２等の機器に流れて破損する不都合を未然に回避すると共に、バッテリー１の電圧が異常に上昇した場合、及び、異常に低下した場合の双方においても、係る異常電圧が主回路１２等の機器に流れて破損する不都合を防止することが可能となる。

更に、制御装置２２の出力に拘わらず、開閉装置５の閉路を禁止するゲート回路２７Ａを設けることで、万一制御装置２２が誤動作した場合にも、バッテリー１から供給される電圧に異常がある場合には開閉装置５の閉路を確実に禁止することができるようになる。

尚、本実施例においても前記実施例同様に抵抗２４を制御装置２２の入力に接続したが、それに限らず、制御装置２２の入力とＡＮＤゲート２８Ａの他方の入力間に接続してもよい。また、実施例では電気自動車用空調装置の電動コンプレッサ制御に本発明のインバータ装置を適用したが、それに限らず、バッテリー等の直流電源から所定周波数の交流電圧を生成する各種インバータ装置に本発明は有効である。

本発明のインバータ装置を備えた電気自動車用空調装置の一実施例の電気回路図である（実施例１）。 本発明の他の実施例のインバータ装置を備えた電気自動車用空調装置の一実施例の電気回路図である（実施例２）。

符号の説明

１ バッテリー（直流電源）
２、３ 開閉器
５ 開閉装置
７ 充電装置
８ インバータ装置
１０ 電動コンプレッサ
１１ コンデンサ
１２ インバータ主回路
１６、１７、４１、４２ 抵抗
１８、４３ 電圧検出回路
２１ 電圧入力回路
２２ 制御装置
２６ ダイオード
２７、２７Ａ ゲート回路
２８、２８Ａ ＡＮＤゲート
３１、３２ コンパレータ

Claims (4)

1. 直流電源とインバータ主回路の間に開閉装置を接続して成るインバータ装置であって、
   前記開閉装置の前段の電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記開閉装置を制御する制御装置と、
   前記電圧検出回路にて検出された電圧を前記制御装置に入力する電圧入力回路とを備え、
   前記制御装置は、前記電圧入力回路から入力された電圧が所定の異常値である場合、前記開閉装置の閉路を禁止することを特徴とするインバータ装置。
2. 前記制御装置は、前記電圧入力回路から入力された電圧が所定の正常範囲より高い場合と低い場合に前記異常値と判断することを特徴とする請求項１のインバータ装置。
3. 前記電圧入力回路から前記制御装置に入力される電圧が前記所定の異常値である場合、前記制御装置の出力に拘わらず、前記開閉装置の閉路を禁止するゲート回路を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のインバータ装置。
4. 前記電圧入力回路は、前記電圧検出回路が検出した電圧がマイナス値である場合、略零ボルトの電圧を出力することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３のインバータ装置。

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