JP4882357B2 - 半導体素子の駆動回路 - Google Patents

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Description

この発明は、自己消弧形半導体素子それぞれをブリッジ接続し、これらの半導体素子それぞれの駆動回路により直流電圧を所望の交流電圧に変換する電力変換装置における前記駆動回路に関する。
図４はこの種の電力変換装置の代表的な従来例を示し、インバータ装置の主要部分の回路構成図である。この図において、１，２は自己消弧形半導体素子としてのＩＧＢＴ、３，４はＩＧＢＴ１，２それぞれに逆並列接続されるダイオード、５は図示のように＋，−の極性で示される整流電源などからの直流電圧を平滑する直流コンデンサ、１０はＩＧＢＴ１のゲート駆動回路、２０はＩＧＢＴ２のゲート駆動回路、３０は図示のようにブリッジ接続したＩＧＢＴ１，２からの交流出力より所望の交流電圧を得るために、ゲート駆動回路１０，２０にオン・オフ信号を送出するインバータ制御回路である。なお、ゲート駆動回路１０，２０とインバータ制御回路３０は周知の技術により形成されている。
特開２００４−１２９３７８号公報
図４に示した従来の電力変換装置において、ゲート駆動回路１０，２０に、例えば上記特許文献１に記載されているような保護機能を付加することが行われているが、このときには、一般的で入手が容易な通常の自己消弧形半導体素子に代えて、電流センス端子付きの自己消弧形半導体素子を用いるなどの難点があった。
また、この電力変換装置に何らかの原因で不具合が発生し、その原因を究明するのにＩＧＢＴなどの構成部品を該装置から取り外すときには、感電事故などを防止するために、測定器を用いて回路に電圧が充電されていないことを確認する作業が必要であった。
この発明の目的は、上記問題点を解決した電力変換装置における半導体素子の駆動回路を提供することにある。
この第１の発明は、自己消弧形半導体素子それぞれをブリッジ接続し、これらの半導体素子それぞれの駆動回路により直流電圧を所望の交流電圧に変換する電力変換装置において、前記駆動回路それぞれに、対応する前記半導体素子の主端子間電圧の分圧電圧と該半導体素子へのオン・オフ信号とに基づいて前記電力変換装置の動作が正常か否かを判定する論理回路と、前記分圧電圧の有無を目視できる目視回路とを備えたことを特徴とする。
第２の発明は前記第１の発明において、前記論理回路は、前記半導体素子へオン信号が与えられているときに前記分圧電圧が有りならば異常で無しならば正常と判定する構成であることを特徴とする。
第３の発明は前記第１又は第２の発明において、前記分圧電圧は、前記半導体素子のコレクタまたはドレイン端子に第１抵抗と第２抵抗との直列回路の一端を接続し、この直列回路の他端を該半導体素子のエミッタまたはソース端子に接続したときの第２抵抗の両端電圧としたことを特徴とする。
第４の発明は前記第３の発明において、前記第２抵抗と前記目視回路としての発光ダイオードとの直列回路を新たな第２抵抗としたことを特徴とする。
第５の発明は前記第３の発明において、前記第２抵抗の両端に前記目視回路としての第３抵抗と発光ダイオードの直列回路を並列接続し、この並列回路を新たな第２抵抗としたことを特徴とする。
この発明によれば、前記電力変換装置における従来の半導体素子の駆動回路に簡単な回路構成を付加することで、この電力変換装置の動作が正常か否かを判定できると共に、該装置に電圧が充電されているか否かも目視することができる。
図１はこの発明の実施の形態を示す電力変換装置としてのインバータ装置の主要部分の回路構成図であり、この図において、図４に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１において、５１，７１又は５２，７２はＩＧＢＴ１，２それぞれに対するこの発明の駆動回路を示し、また、４１，６１は第１抵抗としての抵抗である。
図２はこの発明の第１の実施例を示し、図１に示した駆動回路５１の詳細回路構成図であり、この図において、１０ａは従来のゲート駆動回路１０に後述の動作をする回路を付加したゲート駆動回路、４２は第２抵抗としての抵抗、５３は発光ダイオード、５４は論理回路である。
この論理回路５４では、図１に示したインバータ装置が動作中で、インバータ制御回路３０からオン信号が与えられているときに抵抗４２と発光ダイオード５３の直列回路の両端電圧、すなわち、ＩＧＢＴ１のコレクタ−エミッタ端子間電圧が有りならば該インバータ装置を形成するＩＧＢＴ１などが異常で、無しならば正常と判定し、この判定結果をゲート駆動回路１０ａに伝達し、ゲート駆動回路１０ａでは異常と判定されたときにはＩＧＢＴ１への駆動信号の出力を停止し、異常による損傷の拡大を阻止するようにしている。なお、図１に示した駆動回路７１は、図２に示した駆動回路５１と同様の回路構成である。
この駆動回路５１を用いることで上述の異常などにより、ＩＧＢＴ１などを前記インバータ装置から取り外すときには、直流コンデンサ５の電荷の放電も含めて該装置に電圧が充電されていないことを発光ダイオード５３の消灯により容易に目視することができる。
図３はこの発明の第２の実施例を示し、図１に示した駆動回路５２の詳細回路構成図であり、この図において、図２に示した駆動回路５１の回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、この駆動回路５２では第２抵抗としての抵抗４３の両端に第３抵抗としての抵抗５５と、発光ダイオード５６との直列回路が並列接続されている。従って、論理回路５４は抵抗４３の両端電圧に基づいて先述の判定動作を行うようにしている。なお、図１に示した駆動回路７２は、図３に示した駆動回路５２と同様の回路構成である。
この駆動回路５２を用いることで、ＩＧＢＴ１などを前記インバータ装置から取り外すときには、直流コンデンサ５の電荷の放電も含めて該装置に電圧が充電されていないことを発光ダイオード５６の消灯により容易に目視することができる。
この発明の実施の形態を示す電力変換装置の回路構成図 この発明の第１の実施例を示す半導体素子の駆動回路の構成図 この発明の第２の実施例を示す半導体素子の駆動回路の構成図 従来の電力変換装置の回路構成図
符号の説明
１，２…ＩＧＢＴ、３，４…ダイオード、５…直流コンデンサ、１０，１０ａ，２０…ゲート駆動回路、３０…インバータ制御回路、４１…抵抗、４２，４３…抵抗、５１，５２…駆動回路、５３，５６…発光ダイオード、５４…論理回路、５５…抵抗、６１…抵抗、７１，７２…駆動回路。

Claims (5)

  1. 自己消弧形半導体素子それぞれをブリッジ接続し、これらの半導体素子それぞれの駆動回路により直流電圧を所望の交流電圧に変換する電力変換装置において、
    前記駆動回路それぞれに、対応する前記半導体素子の主端子間電圧の分圧電圧と該半導体素子へのオン・オフ信号とに基づいて前記電力変換装置の動作が正常か否かを判定する論理回路と、前記分圧電圧の有無を目視できる目視回路とを備えたことを特徴とする半導体素子の駆動回路。
  2. 前記論理回路は、前記半導体素子へオン信号が与えられているときに前記分圧電圧が有りならば異常で無しならば正常と判定する構成であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の駆動回路。
  3. 前記分圧電圧は、前記半導体素子のコレクタまたはドレイン端子に第１抵抗と第２抵抗との直列回路の一端を接続し、この直列回路の他端を該半導体素子のエミッタまたはソース端子に接続したときの第２抵抗の両端電圧としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体素子の駆動回路。
  4. 前記第２抵抗と前記目視回路としての発光ダイオードとの直列回路を新たな第２抵抗としたことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子の駆動回路。
  5. 前記第２抵抗の両端に、前記目視回路としての第３抵抗と発光ダイオードの直列回路を並列接続し、この並列回路を新たな第２抵抗としたことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子の駆動回路。

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