JP2011055681A - Power converter - Google Patents

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Yuichi Takami
裕一 鷹見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter quickly identifying a failure spot under failure conditions. <P>SOLUTION: The power converting circuit 5 receives power incoming from a DC power supply 11 through a voltage-lowering chopper circuit having a switching element 6 to supply power to a load device 2. The power converting circuit 5 includes a monitoring circuit 12 which detects the failure of the load device 2 based on the switching time of the switching element 6. The monitoring circuit 12 detects the breakage of a power cable 3 connecting the power converting circuit 5 to the load device 2 when the on-time T<SB>ON</SB>of the switching element 6 is shorter than a given reference time, while detects short circuit at the load device 2 when the on-time T<SB>ON</SB>is longer than the given reference time. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、インバータ装置等に内蔵され、インバータ装置の直流中間電圧から供給される直流電圧をチョッパ回路により直流電圧に変換して負荷装置に電力を供給する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter that is built in an inverter device or the like, converts a DC voltage supplied from a DC intermediate voltage of the inverter device into a DC voltage by a chopper circuit, and supplies power to a load device.

従来、降圧チョッパ回路を用いた電力変換装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、直流電源の入力直流電圧を、降圧チョッパ回路により当該入力直流電圧とは異なる所定の出力電圧に変換し、負荷へ供給するものである。ここでは、負荷への出力電圧を監視しつつ、その電圧が所定の定電圧となるように、降圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子（トランジスタ）のオンオフ比を制御している。   Conventionally, as a power converter using a step-down chopper circuit, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In this technique, an input DC voltage of a DC power supply is converted into a predetermined output voltage different from the input DC voltage by a step-down chopper circuit and supplied to a load. Here, while monitoring the output voltage to the load, the on / off ratio of the switching elements (transistors) constituting the step-down chopper circuit is controlled so that the voltage becomes a predetermined constant voltage.

例えば、このような電力変換装置はインバータ装置等に内蔵され、インバータ装置の直流中間電圧から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して負荷装置を動作させるが、このようなシステムでは、負荷装置から出力される信号をインバータ装置へ入力し、その信号をもとに、インバータ装置側で異常検出を行って警報を発するようにしている。これにより、例えば、インバータ装置と負荷装置との間の信号線に異常が発生した場合には、インバータ装置でこれを検知し警報を発することで、作業者は当該異常を認識して復旧作業を実施することができる。   For example, such a power conversion device is built in an inverter device or the like, and a DC voltage supplied from a DC intermediate voltage of the inverter device is converted into a predetermined DC voltage to operate a load device. In such a system, A signal output from the load device is input to the inverter device, and on the basis of the signal, an abnormality is detected on the inverter device side to issue an alarm. As a result, for example, when an abnormality occurs in the signal line between the inverter device and the load device, the inverter device detects this and issues an alarm, so that the operator can recognize the abnormality and perform recovery work. Can be implemented.

特開平５−１３０７３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-130730

しかしながら、上記のようにインバータ装置への入力信号をもとに異常検出を行うと、インバータ装置と負荷装置との間の電源ケーブルが断線した場合などに、異常発生箇所を素早く特定することができない。
すなわち、電源ケーブルが断線すると、インバータ装置の出力部の電圧値が正常であるにもかかわらず、降圧チョッパ回路からの出力電圧が正常に供給されないことで負荷装置の動作が停止する。そのため、インバータ装置は、負荷装置から信号線を介して入力される入力信号の異常を検知する。 However, if abnormality detection is performed based on the input signal to the inverter device as described above, the location where the abnormality has occurred cannot be quickly identified when the power cable between the inverter device and the load device is disconnected. .
That is, when the power cable is disconnected, the operation of the load device stops because the output voltage from the step-down chopper circuit is not normally supplied even though the voltage value of the output unit of the inverter device is normal. Therefore, the inverter device detects an abnormality in the input signal input from the load device via the signal line.

すると、作業者は、最初にこの入力信号の異常原因となる箇所（信号線等）の異常調査を実施する。そして、これらが正常であると判断した後、その他の箇所の異常調査を実施する。したがって、電源ケーブルの異常を突き止めるまでに時間を浪費してしまい、装置の復旧に費やす時間が長くなってしまう。
そこで、本発明は、異常発生時に異常発生箇所を迅速に特定することができる電力変換装置を提供することを課題としている。 Then, the worker first carries out an abnormality investigation of a location (signal line or the like) that causes the abnormality of the input signal. Then, after judging that these are normal, the other parts are investigated for abnormalities. Therefore, time is wasted until the abnormality of the power cable is determined, and the time spent for restoring the device becomes long.
Then, this invention makes it a subject to provide the power converter device which can pinpoint an abnormality occurrence location at the time of abnormality occurrence.

上記課題を解決するために、請求項１に係る電力変換装置は、直流電源の入力直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を有するチョッパ回路を備え、当該チョッパ回路により前記直流電源からの入力を受けて負荷装置に電力を供給する電力変換装置であって、前記スイッチング素子のスイッチング時間に基づいて、前記負荷装置側の異常を検知する監視回路を備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a power converter according to claim 1 includes a chopper circuit having a switching element that switches an input DC voltage of a DC power supply, and receives a load from the DC power supply by the chopper circuit. A power conversion device that supplies power to the device, comprising a monitoring circuit that detects an abnormality on the load device side based on a switching time of the switching element.

このように、チョッパ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング時間を監視することで、負荷状況の監視が可能となる。そして、負荷状況が変化した場合には、その変化状況に応じて負荷装置側に異常が発生していることを検知することができると共に、異常発生箇所を特定することができる。
また、請求項２に係る電力変換装置は、請求項１に係る発明において、前記監視回路は、前記スイッチング素子を導通状態とするオン時間が所定の基準時間より短いとき、前記負荷装置に電力を供給する電源ケーブルの断線を検知することを特徴としている。 As described above, by monitoring the switching time of the switching elements constituting the chopper circuit, the load status can be monitored. When the load situation changes, it can be detected that an abnormality has occurred on the load device side in accordance with the change situation, and the abnormality occurrence location can be specified.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the power converter according to the first aspect, wherein the monitoring circuit supplies power to the load device when an on-time for turning on the switching element is shorter than a predetermined reference time. It is characterized by detecting the disconnection of the supplied power cable.

スイッチング素子のオン時間が基準時間より短い場合には、負荷装置側の負荷が正常時と比較して小さくなったと判断することができる。したがって、この場合には、負荷装置に電力を供給するための電源ケーブルが断線していると判断する。このように、比較的簡易な構成で電源ケーブルの断線を素早く突き止めることができる。
さらに、請求項３に係る電力変換装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記監視回路は、前記スイッチング素子を導通状態とするオン時間が所定の基準時間より長いとき、前記負荷装置側の短絡を検知することを特徴としている。 When the ON time of the switching element is shorter than the reference time, it can be determined that the load on the load device side has become smaller than that at the normal time. Therefore, in this case, it is determined that the power cable for supplying power to the load device is disconnected. Thus, the disconnection of the power cable can be quickly determined with a relatively simple configuration.
Furthermore, the power conversion device according to claim 3 is the load device side according to the invention according to claim 1 or 2, wherein the monitoring circuit is configured such that when the ON time for turning on the switching element is longer than a predetermined reference time. It is characterized by detecting a short circuit.

スイッチング素子のオン時間が基準時間より長い場合には、負荷装置側の負荷が正常時と比較して大きくなったと判断することができる。したがって、この場合には、負荷装置側が短絡して過負荷状態となっていると判断する。このように、比較的簡易な構成で負荷装置側の短絡を素早く突き止めることができる。
また、請求項４に係る電力変換装置は、請求項１〜３の何れかに係る発明において、前記スイッチング素子のスイッチング時間を制御する制御回路を備え、前記監視回路は、前記制御回路とは異なる独立した回路から構成し、当該制御回路の異常を検知可能であることを特徴としている。 When the ON time of the switching element is longer than the reference time, it can be determined that the load on the load device side has increased compared to the normal time. Therefore, in this case, it is determined that the load device side is short-circuited and is in an overload state. Thus, a short circuit on the load device side can be quickly identified with a relatively simple configuration.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power converter according to any one of the first to third aspects, further comprising a control circuit that controls a switching time of the switching element, wherein the monitoring circuit is different from the control circuit. It is composed of an independent circuit, and is characterized by being able to detect an abnormality of the control circuit.

このように、監視回路を制御回路とは異なる独立した回路で構成するので、制御回路に異常が発生した場合にはこれを検知することができると共に、制御回路の異常を電源ケーブルの断線や負荷装置側の短絡であると誤判定してしまうのを防止することができる。   As described above, the monitoring circuit is composed of an independent circuit different from the control circuit, so that when an abnormality occurs in the control circuit, this can be detected, and the abnormality of the control circuit can be detected. It is possible to prevent erroneous determination as a short circuit on the apparatus side.

本発明によれば、負荷装置側に異常が発生した場合には、監視回路で当該異常を検知することができると共に、異常発生箇所の特定を迅速かつ適正に行うことができる。そのため、従来方式と比較して装置の復旧に要する時間を短縮することができる。   According to the present invention, when an abnormality occurs on the load device side, the abnormality can be detected by the monitoring circuit, and the abnormality occurrence location can be identified quickly and appropriately. Therefore, it is possible to shorten the time required to restore the apparatus as compared with the conventional method.

本発明の実施形態における電力変換装置を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the power converter in the embodiment of the present invention. 図１の電力変換回路５の具体的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structure of the power converter circuit 5 of FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本発明の実施形態における電力変換装置を示す全体構成図である。
図中、符号１はインバータ装置、符号２は負荷装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes an inverter device, and reference numeral 2 denotes a load device.

インバータ装置１は、その内部に電力変換回路５を備え、この電力変換回路５と負荷装置２とは電源ケーブル３を介して接続されている。電力変換回路５は、インバータ装置１の直流中間回路等の直流電源からの入力直流電圧を降圧し、当該入力直流電圧より低い直流電圧を出力し、電源ケーブル３を介して負荷装置２に電力を供給する。
負荷装置２は、直流電圧で動作する装置であり、例えば、電動機に設けられるエンコーダやインバータ装置１の操作・設定を行う設定器等である。また、負荷装置２は、インバータ装置１と負荷装置２との間に接続された信号線４を介して、インバータ装置１へ信号を伝達する。 The inverter device 1 includes a power conversion circuit 5 therein, and the power conversion circuit 5 and the load device 2 are connected via a power cable 3. The power conversion circuit 5 steps down an input DC voltage from a DC power source such as a DC intermediate circuit of the inverter device 1, outputs a DC voltage lower than the input DC voltage, and supplies power to the load device 2 via the power cable 3. Supply.
The load device 2 is a device that operates with a DC voltage, and is, for example, an encoder provided in an electric motor, a setting device that operates / sets the inverter device 1, or the like. The load device 2 transmits a signal to the inverter device 1 via the signal line 4 connected between the inverter device 1 and the load device 2.

インバータ装置１における信号線４の入力部には、信号線監視回路（不図示）が設けられている。そして、負荷装置２からインバータ装置１に伝達される伝達信号に異常が発生すると、この信号線監視回路によってこれを検知し、警報装置等を作動して当該異常を作業者に報知することが可能となっている。   A signal line monitoring circuit (not shown) is provided at the input portion of the signal line 4 in the inverter device 1. When an abnormality occurs in the transmission signal transmitted from the load device 2 to the inverter device 1, this signal line monitoring circuit can detect this and activate an alarm device or the like to notify the operator of the abnormality. It has become.

次に、電力変換回路５の具体的構成について説明する。
図２は、電力変換回路５の具体的構成を示す回路図である。
この図２に示すように、電力変換回路５は、スイッチング素子６と、還流ダイオード７と、リアクトル８と、コントロール回路９と、平滑コンデンサ１０と、直流電源１１と、監視回路１２と、を有する。このスイッチング素子６、還流ダイオード７及びリアクトル８で、降圧チョッパ回路を構成している。 Next, a specific configuration of the power conversion circuit 5 will be described.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the power conversion circuit 5.
As shown in FIG. 2, the power conversion circuit 5 includes a switching element 6, a freewheeling diode 7, a reactor 8, a control circuit 9, a smoothing capacitor 10, a DC power supply 11, and a monitoring circuit 12. . The switching element 6, the freewheeling diode 7 and the reactor 8 constitute a step-down chopper circuit.

スイッチング素子６としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴを用いる。なお、スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴの他にＩＧＢＴ等を用いることもできる。
そして、直流電源１１の陽極側と負荷との間に、スイッチング素子６とリアクトル８とを直列に接続する。すなわち、スイッチング素子６のソース及びドレインを、直流電源１１の陽極側ラインの入出力間に、ソースを入力側、ドレインを出力側として接続する。このとき、スイッチング素子６のゲートは、コントロール回路９に接続する。そして、スイッチング素子６のソースとリアクトル８とを接続する。 As the switching element 6, for example, a MOSFET is used. As the switching element, an IGBT or the like can be used in addition to the MOSFET.
Then, the switching element 6 and the reactor 8 are connected in series between the anode side of the DC power supply 11 and the load. That is, the source and drain of the switching element 6 are connected between the input and output of the anode side line of the DC power supply 11 with the source as the input side and the drain as the output side. At this time, the gate of the switching element 6 is connected to the control circuit 9. Then, the source of the switching element 6 and the reactor 8 are connected.

また、負荷には、平滑コンデンサ１０が並列に接続され、スイッチング素子６及びリアクトル８の接続点と直流電源１１の陰極側ラインとの間には、還流ダイオード７が接続されている。ここで、還流ダイオード７は、直流電源１１の陰極側ラインから陽極側ラインに向けて順方向となるように接続する。
スイッチング素子６は、コントロール回路９によってオン／オフ状態（導通状態／遮断状態）が制御される。スイッチング素子６のオン／オフ制御によりチョップされた入力直流電圧は、リアクトル８及び平滑コンデンサ１０で平滑化され、定電圧となる出力直流電圧として出力される。 Further, a smoothing capacitor 10 is connected in parallel to the load, and a free wheel diode 7 is connected between the connection point of the switching element 6 and the reactor 8 and the cathode side line of the DC power supply 11. Here, the free-wheeling diode 7 is connected so as to be in the forward direction from the cathode side line of the DC power source 11 toward the anode side line.
The switching element 6 is controlled to be in an on / off state (conductive state / cut-off state) by the control circuit 9. The input DC voltage chopped by the on / off control of the switching element 6 is smoothed by the reactor 8 and the smoothing capacitor 10 and output as an output DC voltage that becomes a constant voltage.

また、還流ダイオード７は、スイッチング素子６がオフ状態であるときに、リアクトル８の電流を転流する。
すなわち、スイッチング素子６をオン状態とすると、還流ダイオード７の端子電圧がほぼ直流電源１１の入力直流電圧まで上昇し、リアクトル８を介して負荷側に負荷電流を供給する。 Further, the freewheeling diode 7 commutates the current of the reactor 8 when the switching element 6 is in the off state.
That is, when the switching element 6 is turned on, the terminal voltage of the freewheeling diode 7 rises to almost the input DC voltage of the DC power supply 11 and supplies the load current to the load side via the reactor 8.

次いで、スイッチング素子６をオフ状態とすると、そのオフ状態である期間中、リアクトル８の蓄積エネルギーが負荷および還流ダイオード７を介して放電されて、負荷電流の供給を持続する。この際、Ａ点の電圧は還流ダイオード７の電圧降下に相応して零より低い電圧値まで低下する。
また、Ｂ点の平均電圧及びその脈動幅は、コントロール回路９が予め設定される基準電圧に基づいてスイッチング素子６を時比率制御することにより、許容レベルに保持されると共に、平滑コンデンサ４の積分動作により安定化される。 Next, when the switching element 6 is turned off, the accumulated energy of the reactor 8 is discharged through the load and the freewheeling diode 7 during the period of the off state, and the supply of the load current is continued. At this time, the voltage at the point A decreases to a voltage value lower than zero corresponding to the voltage drop of the freewheeling diode 7.
Further, the average voltage at point B and its pulsation width are held at an allowable level by the control circuit 9 controlling the switching element 6 based on a preset reference voltage, and the integration of the smoothing capacitor 4 is performed. Stabilized by operation.

コントロール回路９は、例えば、誤差増幅器及びパルス幅変調（ＰＷＭ）回路（何れも不図示）から構成する。誤差増幅器は、電力変換回路５の出力電圧と基準電圧との誤差信号（差電圧）を増幅して、ＰＷＭ回路に出力する。そして、ＰＷＭ回路では、誤差増幅器からの出力をパルス幅変調された波形に変換して、スイッチング素子６に出力する。これにより、スイッチング素子６のオン／オフ比率が制御される。   The control circuit 9 includes, for example, an error amplifier and a pulse width modulation (PWM) circuit (both not shown). The error amplifier amplifies an error signal (difference voltage) between the output voltage of the power conversion circuit 5 and the reference voltage and outputs the amplified signal to the PWM circuit. In the PWM circuit, the output from the error amplifier is converted into a pulse-width modulated waveform and output to the switching element 6. Thereby, the on / off ratio of the switching element 6 is controlled.

すなわち、電力変換回路５の出力電圧を検出し、この電圧が直流電源１１の入力直流電圧よりも低い任意の電圧値で一定になるようにスイッチング素子６のオン時間ＴONとオフ時間ＴOFFとを制御することにより、負荷が変動した場合であっても、安定した直流電圧を供給することができる。
また、監視回路１２は、コントロール回路９とは異なる独立の回路により構成する。そして、監視回路１２は、コントロール回路９からスイッチング素子６へ出力するＰＷＭ信号を入力し、スイッチング素子６のオン時間ＴONを監視することで、負荷装置２側（例えば、センサ、配線など）の異常を検知する。 That is, the output voltage of the power conversion circuit 5 is detected, and the ON time T ON and the OFF time T OFF of the switching element 6 are set so that this voltage becomes constant at an arbitrary voltage value lower than the input DC voltage of the DC power supply 11. By controlling the above, a stable DC voltage can be supplied even when the load fluctuates.
The monitoring circuit 12 is configured by an independent circuit different from the control circuit 9. The monitoring circuit 12 receives the PWM signal output from the control circuit 9 to the switching element 6 and monitors the ON time T ON of the switching element 6, so that the load device 2 side (for example, sensor, wiring, etc.) Detect abnormalities.

具体的には、上記オン時間ＴONが所定の基準時間より短い場合には、図１に示す電源ケーブル３の断線を検知する。一方、上記オン時間ＴONが所定の基準時間より長い場合には、過負荷あるいは短絡を検知する。ここで、上記基準時間は、例えば、断線や短絡等が発生していない正常時におけるオン時間ＴONを基準とし、そのオン時間ＴONに所定の許容範囲を設けた時間に設定する。 Specifically, when the ON time T ON is shorter than a predetermined reference time, the disconnection of the power cable 3 shown in FIG. 1 is detected. On the other hand, when the ON time T ON is longer than a predetermined reference time, an overload or a short circuit is detected. Here, the reference time is, for example, with reference to the on-time T ON upon successfully such disconnection or short circuit has not occurred is set to a time in which a predetermined tolerance to the on-time T ON.

（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
電力変換回路５は、常時は、コントロール回路９で出力電圧を監視しつつ、この電圧が基準電圧となるようにスイッチング素子６のオン／オフを制御する。これにより、正常時には直流電源１１の電圧より低い上記基準電圧が負荷に供給される。そして、電力変換回路５は、インバータ装置１の直流中間回路から得られる直流電圧を所定の直流電圧に変換し、これを負荷装置２に供給することで負荷装置２が動作する。 (Operation)
Next, the operation of this embodiment will be described.
The power conversion circuit 5 always monitors the output voltage by the control circuit 9 and controls the on / off of the switching element 6 so that this voltage becomes the reference voltage. As a result, the reference voltage lower than the voltage of the DC power supply 11 is supplied to the load in the normal state. Then, the power conversion circuit 5 converts the DC voltage obtained from the DC intermediate circuit of the inverter device 1 into a predetermined DC voltage, and supplies this to the load device 2 so that the load device 2 operates.

この正常状態から、電力変換回路５と負荷装置２との間の電源ケーブル３に断線が生じたものとする。この場合、電力変換回路５の出力部の電圧値が正常であっても、負荷装置２の動作が止まってしまい、負荷が正常時と比較して急激に小さくなる。
そのため、コントロール回路９は、電源ケーブル３の断線に伴う負荷の低減に合わせて、スイッチング素子６のオン時間ＴONを上記断線が発生していない正常時と比較して短くするようなＰＷＭ信号を出力する。 Assume that the power cable 3 between the power conversion circuit 5 and the load device 2 is disconnected from this normal state. In this case, even if the voltage value of the output part of the power conversion circuit 5 is normal, the operation of the load device 2 is stopped, and the load is drastically reduced as compared with the normal time.
Therefore, the control circuit 9 generates a PWM signal that shortens the ON time T ON of the switching element 6 as compared with the normal time when the disconnection does not occur, in accordance with the reduction of the load accompanying the disconnection of the power cable 3. Output.

そして、スイッチング素子６のオン時間ＴONが上述した基準時間より短くなると、監視回路１２で電源ケーブル３の断線を検知する。
一方、短絡が生じた場合には、負荷が正常時と比較して急激に大きくなるため、コントロール回路９は、スイッチング素子６のオン時間ＴONを長くするようなＰＷＭ信号を生成し出力する。そのため、スイッチング素子６のオン時間ＴONが上記基準時間より長くなったとき、監視回路１２で短絡を検知することができる。 When the ON time T ON of the switching element 6 becomes shorter than the reference time described above, the monitoring circuit 12 detects the disconnection of the power cable 3.
On the other hand, when a short circuit occurs, the load increases rapidly as compared with the normal time. Therefore, the control circuit 9 generates and outputs a PWM signal that lengthens the ON time T ON of the switching element 6. Therefore, when the ON time T ON of the switching element 6 becomes longer than the reference time, the monitoring circuit 12 can detect a short circuit.

ところで、電力変換回路５と負荷装置２との間の電源ケーブル３に断線が発生し、負荷装置２の動作が停止すると、信号線４を介して負荷装置２からインバータ装置１へ伝達する信号も停止する。
そのため、本実施形態の監視回路１２を設けない従来方式では、電源ケーブル３に断線が発生している場合であっても、インバータ装置１の信号線監視回路で異常を検知することになる。したがって、作業者は、先ず負荷装置２からインバータ装置１への入力信号の異常原因となる信号線４や負荷装置２の異常調査を実施する。
このように、負荷装置２からインバータ装置１への入力信号をもとに異常検知を行う従来方式では、異常発生時における異常発生箇所の特定を迅速かつ適正に行うことができず、装置の復旧に費やす時間が長くなってしまう。 By the way, when the power cable 3 between the power conversion circuit 5 and the load device 2 is disconnected and the operation of the load device 2 is stopped, a signal transmitted from the load device 2 to the inverter device 1 via the signal line 4 is also transmitted. Stop.
For this reason, in the conventional method in which the monitoring circuit 12 of this embodiment is not provided, even if the power cable 3 is disconnected, an abnormality is detected by the signal line monitoring circuit of the inverter device 1. Therefore, the worker first conducts an abnormality investigation on the signal line 4 and the load device 2 that cause the abnormality of the input signal from the load device 2 to the inverter device 1.
As described above, in the conventional method in which the abnormality detection is performed based on the input signal from the load device 2 to the inverter device 1, it is not possible to quickly and appropriately specify the abnormality occurrence point when the abnormality occurs, and the device is restored. Will spend more time.

これに対して、本実施形態では、降圧チョッパ回路のスイッチング素子６のスイッチング時間を監視する監視回路１２を設ける。そして、この監視回路１２で、スイッチング素子６のオン時間を監視することで、負荷装置２側の異常を検知する。さらにこのとき、スイッチング素子６のオン時間が基準時間より長いか短いかを判定することで、異常発生原因が電源ケーブル３の断線なのか負荷装置２側の短絡なのかを特定することができる。
したがって、上述した従来方式と比較して異常発生の原因を特定するまでの時間を短縮することができ、装置の復旧作業を迅速に行うことができる。 On the other hand, in this embodiment, a monitoring circuit 12 for monitoring the switching time of the switching element 6 of the step-down chopper circuit is provided. The monitoring circuit 12 monitors the ON time of the switching element 6 to detect an abnormality on the load device 2 side. Further, at this time, by determining whether the ON time of the switching element 6 is longer or shorter than the reference time, it is possible to identify whether the cause of the abnormality is a disconnection of the power cable 3 or a short circuit on the load device 2 side.
Therefore, it is possible to shorten the time until the cause of the abnormality is identified as compared with the above-described conventional method, and the apparatus can be quickly restored.

（効果）
このように、上記実施形態では、降圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング時間（オン時間）を監視することで、負荷状況を監視することができる。そのため、負荷状況が変化した場合には、その変化状況に応じて負荷側に異常が発生していることを検知することができると共に、異常発生箇所を特定することができる。このように、異常発生箇所を素早く特定することにより、装置の復旧に要する時間を短縮することができる。 (effect)
As described above, in the above embodiment, the load state can be monitored by monitoring the switching time (ON time) of the switching elements constituting the step-down chopper circuit. Therefore, when the load situation changes, it is possible to detect that an abnormality has occurred on the load side according to the change situation, and it is possible to identify the location where the abnormality has occurred. Thus, by quickly identifying the location where an abnormality has occurred, it is possible to reduce the time required to restore the apparatus.

具体的には、スイッチング素子のオン時間が基準時間より短い場合には、電力変換回路と負荷装置とを接続する電源ケーブルの断線を検知することができる。また、スイッチング素子のオン時間が基準時間より長い場合には、負荷側の短絡を検知することができる。このように、比較的簡易な構成で、異常発生箇所の特定を迅速かつ適正に行うことができる。
さらに、上記オン時間を監視する監視回路を、スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路（コントロール回路）とは異なる独立した回路で構成するので、制御回路に異常が発生した場合にはこれを検知することができる。そのため、制御回路の異常を電源ケーブルの断線異常や短絡異常であると誤判定してしまうのを防止することができる。 Specifically, when the ON time of the switching element is shorter than the reference time, it is possible to detect a disconnection of the power cable that connects the power conversion circuit and the load device. Further, when the ON time of the switching element is longer than the reference time, a short circuit on the load side can be detected. In this way, it is possible to quickly and appropriately identify an abnormality occurrence location with a relatively simple configuration.
Furthermore, since the monitoring circuit for monitoring the on-time is composed of an independent circuit different from the control circuit (control circuit) for controlling the on / off of the switching element, it detects this when an abnormality occurs in the control circuit. Can do. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination of an abnormality in the control circuit as a disconnection abnormality or a short circuit abnormality in the power cable.

（応用例）
なお、上記実施形態においては、降圧チョッパ回路を用いた電力変換装置に本発明を適用する場合について説明したが、昇圧チョッパ回路を用いた電力変換装置に本発明を適用することもできる。この場合にも、昇圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング時間（オン時間）を監視することで、負荷状況を監視することができる。 (Application examples)
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the power converter using the step-down chopper circuit has been described. However, the present invention can also be applied to the power converter using the boost chopper circuit. Also in this case, the load situation can be monitored by monitoring the switching time (ON time) of the switching elements constituting the step-up chopper circuit.

１…インバータ装置、２…負荷装置、３…電源ケーブル、４…信号線、５…電力変換回路（電力変換装置）、６…スイッチング素子、７…還流ダイオード、８…リアクトル、９…コントロール回路（制御回路）、１０…平滑コンデンサ、１１…直流電源、１２…監視回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter apparatus, 2 ... Load apparatus, 3 ... Power supply cable, 4 ... Signal line, 5 ... Power converter circuit (power converter device), 6 ... Switching element, 7 ... Freewheeling diode, 8 ... Reactor, 9 ... Control circuit ( Control circuit), 10 ... smoothing capacitor, 11 ... DC power supply, 12 ... monitoring circuit

Claims (4)

直流電源の入力直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を有するチョッパ回路を備え、当該チョッパ回路により前記直流電源からの入力を受けて負荷装置に電力を供給する電力変換装置であって、
前記スイッチング素子のスイッチング時間に基づいて、前記負荷装置側の異常を検知する監視回路を備えることを特徴とする電力変換装置。 A power converter that includes a chopper circuit having a switching element that switches an input DC voltage of a DC power supply, receives an input from the DC power supply by the chopper circuit, and supplies power to a load device,
A power conversion device comprising: a monitoring circuit that detects an abnormality on the load device side based on a switching time of the switching element. 前記監視回路は、前記スイッチング素子を導通状態とするオン時間が所定の基準時間より短いとき、前記負荷装置に電力を供給する電源ケーブルの断線を検知することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。   The said monitoring circuit detects the disconnection of the power cable which supplies electric power to the said load apparatus, when the ON time which makes the said switching element a conduction state is shorter than predetermined | prescribed reference time. Power conversion device. 前記監視回路は、前記スイッチング素子を導通状態とするオン時間が所定の基準時間より長いとき、前記負荷装置側の短絡を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 1, wherein the monitoring circuit detects a short circuit on the load device side when an ON time for turning on the switching element is longer than a predetermined reference time. 4. 前記スイッチング素子のスイッチング時間を制御する制御回路を備え、
前記監視回路は、前記制御回路とは異なる独立した回路から構成し、当該制御回路の異常を検知可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電力変換装置。 A control circuit for controlling the switching time of the switching element;
The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the monitoring circuit includes an independent circuit different from the control circuit, and can detect an abnormality of the control circuit.
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