JPH06327262A - インバータの保護装置 - Google Patents
インバータの保護装置Info
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- JPH06327262A JPH06327262A JP5106509A JP10650993A JPH06327262A JP H06327262 A JPH06327262 A JP H06327262A JP 5106509 A JP5106509 A JP 5106509A JP 10650993 A JP10650993 A JP 10650993A JP H06327262 A JPH06327262 A JP H06327262A
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- switching element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐電圧容量の低いスイッチング素子でインバ
ータを構成しても過電流によりスイッチング素子を破壊
することないインバータの保護装置を得る。 【構成】 直流母線間に直列接続されたIGBT1a〜
1d、IGBT1a〜1dに接続された転流用ダイオー
ド10a〜10d、直流母線間に直列接続されたコンデ
ンサ12,13、直流母線の高圧側Pに直列接続された
IGBT1a,1bの接続点とコンデンサ12,13の
接続点間に接続されたクランプダイオード14、直流母
線の低圧側Nに直列接続されたIGBT1c,1dの接
続点とコンデンサ12,13の接続点間に接続されたク
ランプダイオード15から成るインバータの過電流を検
出する電流検出器3a,3dと、過電流検出時に、IG
BT1aとIGBT1dのみをオフ制御し、直流母線の
中間電位点Nに接続されたIGBT1b,1cをオン制
御する制御回路11とを備えている。
ータを構成しても過電流によりスイッチング素子を破壊
することないインバータの保護装置を得る。 【構成】 直流母線間に直列接続されたIGBT1a〜
1d、IGBT1a〜1dに接続された転流用ダイオー
ド10a〜10d、直流母線間に直列接続されたコンデ
ンサ12,13、直流母線の高圧側Pに直列接続された
IGBT1a,1bの接続点とコンデンサ12,13の
接続点間に接続されたクランプダイオード14、直流母
線の低圧側Nに直列接続されたIGBT1c,1dの接
続点とコンデンサ12,13の接続点間に接続されたク
ランプダイオード15から成るインバータの過電流を検
出する電流検出器3a,3dと、過電流検出時に、IG
BT1aとIGBT1dのみをオフ制御し、直流母線の
中間電位点Nに接続されたIGBT1b,1cをオン制
御する制御回路11とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ、特に3
値レベルインバータに使用されるスイッチング素子の保
護を行うインバータの保護装置に関するものである。
値レベルインバータに使用されるスイッチング素子の保
護を行うインバータの保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は例えば「電子技術 1991年発
行 vol.33 NO10 p36」に記載された従
来のIGBTの保護回路を示す回路図である。図におい
て、1はIGBT、2はIGBT1のゲートに直列接続
されてゲート信号SGを制限する抵抗、3はIGBT1
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4はI
GBT1の保護機能を備えたIGBT1の駆動回路であ
る。
行 vol.33 NO10 p36」に記載された従
来のIGBTの保護回路を示す回路図である。図におい
て、1はIGBT、2はIGBT1のゲートに直列接続
されてゲート信号SGを制限する抵抗、3はIGBT1
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4はI
GBT1の保護機能を備えたIGBT1の駆動回路であ
る。
【0003】この駆動回路4は、電流検出器3より入力
された検出電流IDに基づきIGBT1に流れる過大電
流を検出した時に検出信号SDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器5と、一方の入力端
子に故障検出器5より検出信号SDが入力され、他方の
入力端子に外部よりIGBT1をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Sが入力される信号処理回路(以下、単
に、例えばアンド回路と記載する)6、検出信号SDが
ハイレベルの時にアンド回路6より出力されたゲートオ
ンオフ信号Sに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ8
を駆動するトランジスタ7、ホトカプラ8の出力を増幅
してゲート信号SGとしてIGBT1のゲートに直列接
続された抵抗2に出力するゲート増幅器9より構成され
ている。
された検出電流IDに基づきIGBT1に流れる過大電
流を検出した時に検出信号SDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器5と、一方の入力端
子に故障検出器5より検出信号SDが入力され、他方の
入力端子に外部よりIGBT1をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Sが入力される信号処理回路(以下、単
に、例えばアンド回路と記載する)6、検出信号SDが
ハイレベルの時にアンド回路6より出力されたゲートオ
ンオフ信号Sに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ8
を駆動するトランジスタ7、ホトカプラ8の出力を増幅
してゲート信号SGとしてIGBT1のゲートに直列接
続された抵抗2に出力するゲート増幅器9より構成され
ている。
【0004】次に、図5に示した従来のIGBTの保護
回路の動作について説明する。故障検出器5は電流検出
器3からの検出電流IDより、IGBT1に過大電流が
流れていないことを検出している間はハイレベルの検出
信号SDをアンド回路6の一方の入力端子に出力する。
従って、アンド回路6は他方の入力端子に入力している
ゲートオンオフ信号Sをトランジスタ7のベースに出力
し、トランジスタ7をオンオフ動作させる。
回路の動作について説明する。故障検出器5は電流検出
器3からの検出電流IDより、IGBT1に過大電流が
流れていないことを検出している間はハイレベルの検出
信号SDをアンド回路6の一方の入力端子に出力する。
従って、アンド回路6は他方の入力端子に入力している
ゲートオンオフ信号Sをトランジスタ7のベースに出力
し、トランジスタ7をオンオフ動作させる。
【0005】トランジスタ7のオンオフ動作に従ってホ
トカプラ8のオンオフ動作を行なうことでゲート増幅器
9に信号が出力されて増幅される。この増幅された信号
はゲート信号SGとして抵抗2を通してIGBT1のゲ
ートに入力される。この結果、IGBT1はゲート信号
SGに従ってオンオフ動作を開始する。
トカプラ8のオンオフ動作を行なうことでゲート増幅器
9に信号が出力されて増幅される。この増幅された信号
はゲート信号SGとして抵抗2を通してIGBT1のゲ
ートに入力される。この結果、IGBT1はゲート信号
SGに従ってオンオフ動作を開始する。
【0006】しかし、故障検出器5は電流検出器3より
過大電流を示す検出電流IDが入力されると、検出信号
SDをローレベルに反転してアンド回路6に出力する。
そして、アンド回路6は入力されてくるゲートオンオフ
信号Sを無効にしてローレベルの信号をトランジスタ7
のベースに出力する。これにより、外部からのゲートオ
ンオフ信号Sの入力に拘わりなくトランジスタ7はオフ
状態となる。そのため、ホトカプラ8よりゲート増幅器
9を通してIGBT1のゲートに入力されるゲート信号
SGはオフ状態となり、IGBT1は過大電流より保護
される。
過大電流を示す検出電流IDが入力されると、検出信号
SDをローレベルに反転してアンド回路6に出力する。
そして、アンド回路6は入力されてくるゲートオンオフ
信号Sを無効にしてローレベルの信号をトランジスタ7
のベースに出力する。これにより、外部からのゲートオ
ンオフ信号Sの入力に拘わりなくトランジスタ7はオフ
状態となる。そのため、ホトカプラ8よりゲート増幅器
9を通してIGBT1のゲートに入力されるゲート信号
SGはオフ状態となり、IGBT1は過大電流より保護
される。
【0007】次に、図5に示したIGBTの保護回路を
3値レベルインバータに適用した場合を説明する。図6
は保護回路を有した従来の3値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Pは直流母線の高圧
側、Nは直流母線の低圧側、1a〜1dは高圧側Pと低
圧側N間に直列接続された4個のIGBT、2a〜2b
はそれぞれ各IGBT1a〜1dのゲートに直列接続さ
れた抵抗、3a〜3dはそれぞれ各IGBT1a〜1d
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4a〜
4dはそれぞれ各IGBT1a〜1dを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、10a〜10dはそれ
ぞれ各IGBT1a〜1dのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続された転流用ダイオードである。尚、各駆動回
路4a〜4dの構成は図5に示した駆動回路4の構成と
同様である。
3値レベルインバータに適用した場合を説明する。図6
は保護回路を有した従来の3値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Pは直流母線の高圧
側、Nは直流母線の低圧側、1a〜1dは高圧側Pと低
圧側N間に直列接続された4個のIGBT、2a〜2b
はそれぞれ各IGBT1a〜1dのゲートに直列接続さ
れた抵抗、3a〜3dはそれぞれ各IGBT1a〜1d
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4a〜
4dはそれぞれ各IGBT1a〜1dを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、10a〜10dはそれ
ぞれ各IGBT1a〜1dのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続された転流用ダイオードである。尚、各駆動回
路4a〜4dの構成は図5に示した駆動回路4の構成と
同様である。
【0008】11は各駆動回路4a〜4dにゲートオン
オフ信号Sを出力する制御回路、12,13は高圧側P
と低圧側N間に直列接続されたコンデンサ、14はクラ
ンプダイオードであり、アノードがIGBT1aと1b
の接続点に、そしてカソードがコンデンサ12と13の
接続点に接続されている。15はクランプダイオードで
あり、アノードがIGBT1cと1dの接続点に、そし
てカソードがコンデンサ12と13の接続点に接続され
ている。
オフ信号Sを出力する制御回路、12,13は高圧側P
と低圧側N間に直列接続されたコンデンサ、14はクラ
ンプダイオードであり、アノードがIGBT1aと1b
の接続点に、そしてカソードがコンデンサ12と13の
接続点に接続されている。15はクランプダイオードで
あり、アノードがIGBT1cと1dの接続点に、そし
てカソードがコンデンサ12と13の接続点に接続され
ている。
【0009】次に、従来の3値レベルインバータの保護
動作について説明する。例えば、駆動回路4a、4bが
制御回路11よりゲートオンオフ信号Sを取り込みIG
BT1aと1bをオン動作させると、電流がコンデンサ
12→IGBT1a→IGBT1b→中間電位点NUに
接続されたU端子へ流れる。この時、インバータの負荷
の変動等でインバータに過大電流が流れると、IGBT
1aのコレクタとIGBT1bのコレクタのそれぞれに
接続された電流検出器3a,3bはその過大電流を検出
して検出電流ID(図6を参照)を駆動回路4a,4b
の故障検出器5(図5を参照)に出力する。
動作について説明する。例えば、駆動回路4a、4bが
制御回路11よりゲートオンオフ信号Sを取り込みIG
BT1aと1bをオン動作させると、電流がコンデンサ
12→IGBT1a→IGBT1b→中間電位点NUに
接続されたU端子へ流れる。この時、インバータの負荷
の変動等でインバータに過大電流が流れると、IGBT
1aのコレクタとIGBT1bのコレクタのそれぞれに
接続された電流検出器3a,3bはその過大電流を検出
して検出電流ID(図6を参照)を駆動回路4a,4b
の故障検出器5(図5を参照)に出力する。
【0010】その結果、各駆動回路4a、4bはIGB
T1a,1bへのゲート信号SGを停止してオフ状態に
する。しかし、この時、駆動回路4a,4bの故障検出
器の検出レベルのばらつきにより必ずしも駆動回路4a
と4bが同時に作動するとは限らず、駆動回路4bのみ
が作動してIGBT1bのみがオフし、IGBT1aが
オン状態である可能性がある。
T1a,1bへのゲート信号SGを停止してオフ状態に
する。しかし、この時、駆動回路4a,4bの故障検出
器の検出レベルのばらつきにより必ずしも駆動回路4a
と4bが同時に作動するとは限らず、駆動回路4bのみ
が作動してIGBT1bのみがオフし、IGBT1aが
オン状態である可能性がある。
【0011】この時の動作を図7(a),(b)によっ
て説明する。この図は三相誘導負荷に3値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Q1〜Q4は直流母線の高圧側Pと低圧側N間に
直列接続されたU相分の4個のIGBTを示すスイッ
チ、D1〜D4は各IGBT(スイッチQ1〜Q4)に
逆並列接続された転流用ダイオード、D13,D14は
図6に示すクランプダイード14,15に相当するクラ
ンプダイオードである。
て説明する。この図は三相誘導負荷に3値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Q1〜Q4は直流母線の高圧側Pと低圧側N間に
直列接続されたU相分の4個のIGBTを示すスイッ
チ、D1〜D4は各IGBT(スイッチQ1〜Q4)に
逆並列接続された転流用ダイオード、D13,D14は
図6に示すクランプダイード14,15に相当するクラ
ンプダイオードである。
【0012】Q5〜Q8は直流母線の高圧側Pと低圧側
N間に直列接続されたV相分の4個のIGBTを示すス
イッチ、D5〜D8は各IGBT(スイッチQ5〜Q
8)に逆接続された転流用ダイオード、D15,D16
は同じくV相分のクランプダイオードである。
N間に直列接続されたV相分の4個のIGBTを示すス
イッチ、D5〜D8は各IGBT(スイッチQ5〜Q
8)に逆接続された転流用ダイオード、D15,D16
は同じくV相分のクランプダイオードである。
【0013】Q9〜Q12は直流母線の高圧側Pと低圧
側N間に直列接続されたW相分の4個のIGBTを示す
スイッチ、D9〜D12は各IGBT(スイッチQ9〜
Q12)に逆接続された転流用ダイオード、D17,D
18は同じくW相分のクランプダイード、Lは誘導電動
機等の三相誘導負荷であり、この三相誘導負荷LのU相
〜W相の巻線WU〜WWはスター結線され、巻線の一端は
それぞれ3値レベルインバータのU相〜W相の中間電位
点NU〜NWに接続されている。
側N間に直列接続されたW相分の4個のIGBTを示す
スイッチ、D9〜D12は各IGBT(スイッチQ9〜
Q12)に逆接続された転流用ダイオード、D17,D
18は同じくW相分のクランプダイード、Lは誘導電動
機等の三相誘導負荷であり、この三相誘導負荷LのU相
〜W相の巻線WU〜WWはスター結線され、巻線の一端は
それぞれ3値レベルインバータのU相〜W相の中間電位
点NU〜NWに接続されている。
【0014】このような3値レベルインバータの構成に
おいて、例えば図7(a)に示すようにU相のスイッチ
Q1,Q2、V相のスイッチQ7,Q8、W相のスイッ
チQ11,Q12のそれぞれがオンし、他のスイッチが
オフしている時は負荷電流ILは以下の経路を通って三
相誘導負荷Lに流れる。
おいて、例えば図7(a)に示すようにU相のスイッチ
Q1,Q2、V相のスイッチQ7,Q8、W相のスイッ
チQ11,Q12のそれぞれがオンし、他のスイッチが
オフしている時は負荷電流ILは以下の経路を通って三
相誘導負荷Lに流れる。
【0015】コンデンサC1の+端子→スイッチQ1→
スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→スイッチQ
7→スイッチQ8→コンデンサC2の−端子の経路、あ
るいはコンデンサC1の+端子→スイッチQ1→スイッ
チQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→
スイッチQ12→コンデンサC2の−端子の経路の経路
を通る。
スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→スイッチQ
7→スイッチQ8→コンデンサC2の−端子の経路、あ
るいはコンデンサC1の+端子→スイッチQ1→スイッ
チQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→
スイッチQ12→コンデンサC2の−端子の経路の経路
を通る。
【0016】このような経路を通って負荷電流ILが流
れている時に、U相に過大電流が検出され、本来スイッ
チQ1とQ2をオフしてスイッチQ1、Q2に相当する
IGBT1a,1bを保護するところ、電流検出器3
a,3bの検出レベルのばらつきによりスイッチQ2の
みがオフするとコンデンサC1の+端子から三相誘導負
荷Lへの電流供給経路が遮断される。しかし、負荷は誘
導性であるため、負荷に発生した逆起電力により負荷電
流ILを流し続けようとする結果、負荷電流IL0は図7
(b)のように転流する。
れている時に、U相に過大電流が検出され、本来スイッ
チQ1とQ2をオフしてスイッチQ1、Q2に相当する
IGBT1a,1bを保護するところ、電流検出器3
a,3bの検出レベルのばらつきによりスイッチQ2の
みがオフするとコンデンサC1の+端子から三相誘導負
荷Lへの電流供給経路が遮断される。しかし、負荷は誘
導性であるため、負荷に発生した逆起電力により負荷電
流ILを流し続けようとする結果、負荷電流IL0は図7
(b)のように転流する。
【0017】即ち、負荷電流IL0はU相巻線WU→V相
巻線WV→スイッチQ7→スイッチQ8→転流用ダイオ
ードD3→転流用ダイオードD4の経路、或いはU相巻
線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→スイッチQ12
→転流用ダイオードD3→転流用ダイオードD4の経路
を通って流れる。
巻線WV→スイッチQ7→スイッチQ8→転流用ダイオ
ードD3→転流用ダイオードD4の経路、或いはU相巻
線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→スイッチQ12
→転流用ダイオードD3→転流用ダイオードD4の経路
を通って流れる。
【0018】この時、U相においては、スイッチQ1は
オン、転流用ダイオードD3,D4は導通状態、スイッ
チQ2はオフ状態であるため、スイッチQ2にはコンデ
ンサC1,C2の充電電圧の和、つまり3値レベルイン
バータの直流電圧Edの2倍の電圧(直流母線電圧)が
かかる。この結果、図6に示すIGBT1bに直流母線
電圧が直接かかる可能性があり、IGBT1Bの耐電圧
が直流母線電圧の印加に対して余裕のないときや直流母
線電圧より低い時はIGBT1bを破壊せしめることに
なる。
オン、転流用ダイオードD3,D4は導通状態、スイッ
チQ2はオフ状態であるため、スイッチQ2にはコンデ
ンサC1,C2の充電電圧の和、つまり3値レベルイン
バータの直流電圧Edの2倍の電圧(直流母線電圧)が
かかる。この結果、図6に示すIGBT1bに直流母線
電圧が直接かかる可能性があり、IGBT1Bの耐電圧
が直流母線電圧の印加に対して余裕のないときや直流母
線電圧より低い時はIGBT1bを破壊せしめることに
なる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータの保
護装置は以上のように構成されているので、電流検出器
の検出レベルのばらつきでスイッチがオフせず、図7
(b)に示すように単一のIGBTに直流母線電圧が直
接かかる電流供給経路が形成されると最悪の場合にはそ
のIGBTを破壊に至らしめるという問題点があった。
また、そのような問題点を回避するために直流母線電圧
が直接かかりそうなIGBTを、直流母線電圧より耐電
圧容量が高いIGBTに代えて使用すると装置自体が非
常に高価になるという問題点があった。
護装置は以上のように構成されているので、電流検出器
の検出レベルのばらつきでスイッチがオフせず、図7
(b)に示すように単一のIGBTに直流母線電圧が直
接かかる電流供給経路が形成されると最悪の場合にはそ
のIGBTを破壊に至らしめるという問題点があった。
また、そのような問題点を回避するために直流母線電圧
が直接かかりそうなIGBTを、直流母線電圧より耐電
圧容量が高いIGBTに代えて使用すると装置自体が非
常に高価になるという問題点があった。
【0020】さらに、従来のインバータの保護装置は各
IGBT毎に電流検出器及び故障検出器が必要なため回
路構成が複雑になると共に、装置価格を安価にできない
という問題点があった。
IGBT毎に電流検出器及び故障検出器が必要なため回
路構成が複雑になると共に、装置価格を安価にできない
という問題点があった。
【0021】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、耐電圧容量の低いスイッイング
素子によってインバータを構成しても過電流によりスイ
ッチング素子を破壊することなく、また回路構成を簡略
化したインバータの保護装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、耐電圧容量の低いスイッイング
素子によってインバータを構成しても過電流によりスイ
ッチング素子を破壊することなく、また回路構成を簡略
化したインバータの保護装置を得ることを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るイ
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された4
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたものであ
る。
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された4
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたものであ
る。
【0023】請求項2の発明に係るインバータの保護装
置は、直流母線間に直列接続された4個のスイッチング
素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並列接続
された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列接続さ
れた2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に直列接
続された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオード、
及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記2個の
スイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間
に接続されたクランプダイオードから構成されるインバ
ータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作異常検
出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個の
スイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続さ
れた1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母
線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制
御する制御手段と、この制御手段よりスイッチング素子
へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対して遅延
させる遅延手段とを備えたものである。
置は、直流母線間に直列接続された4個のスイッチング
素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並列接続
された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列接続さ
れた2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に直列接
続された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオード、
及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記2個の
スイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間
に接続されたクランプダイオードから構成されるインバ
ータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作異常検
出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個の
スイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続さ
れた1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母
線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制
御する制御手段と、この制御手段よりスイッチング素子
へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対して遅延
させる遅延手段とを備えたものである。
【0024】請求項3の発明に係るインバータの保護装
置は、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流れる電
流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流れる
電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2個の
スイッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれ
に逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間
に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高
圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接
続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプ
ダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続され
た前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデン
サの接続点間に接続されたクランプダイオードから構成
されるインバータの動作異常を前記電流検出手段による
電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常検出
時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個のス
イッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母線
の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制御
する制御手段を備えたものである。
置は、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流れる電
流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流れる
電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2個の
スイッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれ
に逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間
に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高
圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接
続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプ
ダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続され
た前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデン
サの接続点間に接続されたクランプダイオードから構成
されるインバータの動作異常を前記電流検出手段による
電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常検出
時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個のス
イッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母線
の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制御
する制御手段を備えたものである。
【0025】
【作用】請求項1の発明におけるインバータの保護装置
は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接続さ
れる4個のスイッチング素子の内、高圧側と低圧側に直
接接続されるスイッチング素子をオフし、中間電位点に
接続される2個のスイッチング素子をオンすることで、
オフしたスイッチング素子によって直流母線間電圧が分
担されるため単一にスイッチング素子に直流母線の全電
圧が印加されることはない。
は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接続さ
れる4個のスイッチング素子の内、高圧側と低圧側に直
接接続されるスイッチング素子をオフし、中間電位点に
接続される2個のスイッチング素子をオンすることで、
オフしたスイッチング素子によって直流母線間電圧が分
担されるため単一にスイッチング素子に直流母線の全電
圧が印加されることはない。
【0026】請求項2の発明におけるインバータの保護
装置は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接
続される4個のスイッチング素子の内、高圧側或いは低
圧側に直接接続されるスイッチング素子を先にオフし、
中間電位点に接続される2個のスイッチング素子を遅延
してオンすることで、各スイッチング素子間におけるオ
ン、オフの順序を確定できるため単一にスイッチング素
子に直流母線の全電圧が印加されることはない。
装置は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接
続される4個のスイッチング素子の内、高圧側或いは低
圧側に直接接続されるスイッチング素子を先にオフし、
中間電位点に接続される2個のスイッチング素子を遅延
してオンすることで、各スイッチング素子間におけるオ
ン、オフの順序を確定できるため単一にスイッチング素
子に直流母線の全電圧が印加されることはない。
【0027】請求項3の発明におけるインバータの保護
装置は、直流母線間に直列接続される4個のスイッチン
グ素子の内、高圧側或いは低圧側に直接接続されるスイ
ッチング素子に電流検出機能を持たせ、インバータに過
電流が流れた場合は電流検出機能によって検出された検
出電流に基づいて各スイッチング素子をオン制御及びオ
フ制御するようにしたので装置の構成が簡易化される。
装置は、直流母線間に直列接続される4個のスイッチン
グ素子の内、高圧側或いは低圧側に直接接続されるスイ
ッチング素子に電流検出機能を持たせ、インバータに過
電流が流れた場合は電流検出機能によって検出された検
出電流に基づいて各スイッチング素子をオン制御及びオ
フ制御するようにしたので装置の構成が簡易化される。
【0028】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1は本実施例におけるインバータの
保護装置の構成図である。尚、図中、図6と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、5a,5dは図
5における故障検出器5に、7a〜7dはトランジスタ
7に、8a〜8dはホトカプラ8に、9a〜9dはゲー
ト増幅器9に相当する。16はアンドゲートであり、こ
のアンドゲート16は故障検出器5a,5dの双方より
故障無検出時のハイレベルの検出信号SDを入力時にハ
イレベルのゲート制御信号SCを出力する。
ついて説明する。図1は本実施例におけるインバータの
保護装置の構成図である。尚、図中、図6と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、5a,5dは図
5における故障検出器5に、7a〜7dはトランジスタ
7に、8a〜8dはホトカプラ8に、9a〜9dはゲー
ト増幅器9に相当する。16はアンドゲートであり、こ
のアンドゲート16は故障検出器5a,5dの双方より
故障無検出時のハイレベルの検出信号SDを入力時にハ
イレベルのゲート制御信号SCを出力する。
【0029】17,18はオア回路であり、このオア回
路17,18は反転入力端子にアンド回路16よりハイ
レベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制御
回路11から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Sをトランジスタ7b及び7cのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号SCが入力された時に
ゲート制御信号SCをハイレベルに反転するることで制
御回路11からオア回路17,18の他方の入力端子に
入力されるゲートオンオフ信号Sを無効にしてハイレベ
ルの信号をトランジスタ7b及び7cに出力する。
路17,18は反転入力端子にアンド回路16よりハイ
レベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制御
回路11から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Sをトランジスタ7b及び7cのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号SCが入力された時に
ゲート制御信号SCをハイレベルに反転するることで制
御回路11からオア回路17,18の他方の入力端子に
入力されるゲートオンオフ信号Sを無効にしてハイレベ
ルの信号をトランジスタ7b及び7cに出力する。
【0030】6a,6dはアンド回路であり、アンド回
路6a,6dは一方の入力端子にアンド回路16よりハ
イレベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制
御回路11からのゲートオンオフ信号SGをトランジス
タ7a及び7dのベースに出力し、ローレベルの制御信
号SCが入力された時には制御回路11からのゲートオ
ンオフ信号SGを無効にしてローレベルの信号をトラン
ジスタ7a及び7dに出力する。尚、電流検出器3a,
3d、故障検出器5a,5dは異常検出手段を、また制
御回路11、アンド回路16,6a,6d、オア回路1
7,18、トランジスタ7a〜7d,ホトカプラ8a〜
8dは制御手段を構成する。
路6a,6dは一方の入力端子にアンド回路16よりハ
イレベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制
御回路11からのゲートオンオフ信号SGをトランジス
タ7a及び7dのベースに出力し、ローレベルの制御信
号SCが入力された時には制御回路11からのゲートオ
ンオフ信号SGを無効にしてローレベルの信号をトラン
ジスタ7a及び7dに出力する。尚、電流検出器3a,
3d、故障検出器5a,5dは異常検出手段を、また制
御回路11、アンド回路16,6a,6d、オア回路1
7,18、トランジスタ7a〜7d,ホトカプラ8a〜
8dは制御手段を構成する。
【0031】次に、図1に示したこの発明の実施例1の
動作について説明する。通常、故障検出器5a,5dの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号SDをアンド回路16に出力している
ため、アンド回路16はアンド回路6a,6bの一方の
入力端子、オア回路17,18の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号SCを出力する。その結果、アン
ド回路6a,6d、オア回路17,18のそれぞれは制
御回路11より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Sを出力端子に接続されているトランジス
タ7a〜7dのベースに出力する。
動作について説明する。通常、故障検出器5a,5dの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号SDをアンド回路16に出力している
ため、アンド回路16はアンド回路6a,6bの一方の
入力端子、オア回路17,18の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号SCを出力する。その結果、アン
ド回路6a,6d、オア回路17,18のそれぞれは制
御回路11より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Sを出力端子に接続されているトランジス
タ7a〜7dのベースに出力する。
【0032】そしてトランジスタ7a〜7dのオンオフ
動作により、ホトカプラ8a〜8dは信号をゲート増幅
器9a〜9d及び抵抗2a〜2dを通してIGBT1a
〜1dへゲート信号SGとして出力する。これにより、
IGBT1a〜1dは制御回路11より出力されるゲー
トオンオフ信号Sの出力周期に合わせてオンオフ動作を
行い、コンデンサ12,13の直流電圧を可変電圧可変
周波数の交流電力に変換して三相誘導負荷Lに出力す
る。
動作により、ホトカプラ8a〜8dは信号をゲート増幅
器9a〜9d及び抵抗2a〜2dを通してIGBT1a
〜1dへゲート信号SGとして出力する。これにより、
IGBT1a〜1dは制御回路11より出力されるゲー
トオンオフ信号Sの出力周期に合わせてオンオフ動作を
行い、コンデンサ12,13の直流電圧を可変電圧可変
周波数の交流電力に変換して三相誘導負荷Lに出力す
る。
【0033】次に、故障検出時におけるIGBTの保護
動作について図2(a)、(b)を参照して説明する。
今、U相においては直流母線の高圧側Pに接続されたス
イッチ(IGBT)Q1,Q2がオンし、V相において
は低圧側Nに接続されたスイッチQ7,Q8がオンし、
W相においては低圧側Nに接続されたスイッチQ11,
Q12がオンしているものとする。この結果、負荷電流
ILは以下の経路を通って三相誘導負荷Lに流れる。
動作について図2(a)、(b)を参照して説明する。
今、U相においては直流母線の高圧側Pに接続されたス
イッチ(IGBT)Q1,Q2がオンし、V相において
は低圧側Nに接続されたスイッチQ7,Q8がオンし、
W相においては低圧側Nに接続されたスイッチQ11,
Q12がオンしているものとする。この結果、負荷電流
ILは以下の経路を通って三相誘導負荷Lに流れる。
【0034】コンデンサC1の+端子→スイッチQ1→
スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→スイッチQ
7→スイッチQ8→コンデンサC2の−端子の経路、あ
るいはコンデンサC1の+端子→スイッチQ1→スイッ
チQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→
スイッチQ12→コンデンサC2の−端子の経路を通
る。
スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→スイッチQ
7→スイッチQ8→コンデンサC2の−端子の経路、あ
るいはコンデンサC1の+端子→スイッチQ1→スイッ
チQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11→
スイッチQ12→コンデンサC2の−端子の経路を通
る。
【0035】負荷電流ILが以上のような経路を通って
流れている時に、U相に設けられた故障検出器5a,5
dが電流検出器3a,3dより過大電流を示す検出電流
IDを取り込み、ローレベルの検出信号SDをアンド回路
16の双方の入力端子に出力すると、アンド回路16は
今までハイレベルであったゲート制御信号SCをローレ
ベルに反転して出力する。
流れている時に、U相に設けられた故障検出器5a,5
dが電流検出器3a,3dより過大電流を示す検出電流
IDを取り込み、ローレベルの検出信号SDをアンド回路
16の双方の入力端子に出力すると、アンド回路16は
今までハイレベルであったゲート制御信号SCをローレ
ベルに反転して出力する。
【0036】この結果、高圧側Pに直接接続されたIG
BT1a、低圧側Nに直接接続されたIGBT1dにゲ
ートオンオフ信号を出力するアンド回路6a,6dの一
方の入力端子にはローレベルの制御信号SCが入力され
るため制御回路11より入力されるゲートオンオフ信号
は無効となり、図2(b)に示すようにスイッチQ1,
Q4はオフとなる。
BT1a、低圧側Nに直接接続されたIGBT1dにゲ
ートオンオフ信号を出力するアンド回路6a,6dの一
方の入力端子にはローレベルの制御信号SCが入力され
るため制御回路11より入力されるゲートオンオフ信号
は無効となり、図2(b)に示すようにスイッチQ1,
Q4はオフとなる。
【0037】また、オア回路17,18の反転入力端子
に入力されたローレベルの制御信号SCは反転してハイ
レベルとなるため、ハイレベルの信号がトランジスタ7
b,7c、ホトカプラ8b,8c、ゲート増幅器9b,
9c、抵抗2b,2cを通してIGBT1b,1cに流
れることで、図2(b)に示す中間電位点NUに接続さ
れたスイッチQ2,Q3はオン状態となる。
に入力されたローレベルの制御信号SCは反転してハイ
レベルとなるため、ハイレベルの信号がトランジスタ7
b,7c、ホトカプラ8b,8c、ゲート増幅器9b,
9c、抵抗2b,2cを通してIGBT1b,1cに流
れることで、図2(b)に示す中間電位点NUに接続さ
れたスイッチQ2,Q3はオン状態となる。
【0038】このように、スイッチQ1,Q4がオフに
なることで、コンデンサC1,C2から電流が三相誘導
負荷Lに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流IL0が図2(b)
に示す経路で流れる。負荷電流IL0はクランプダイオー
ドD13→スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→
スイッチQ7、或いはクランプダイオードD13→スイ
ッチQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ7の
経路で流れる。
なることで、コンデンサC1,C2から電流が三相誘導
負荷Lに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流IL0が図2(b)
に示す経路で流れる。負荷電流IL0はクランプダイオー
ドD13→スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→
スイッチQ7、或いはクランプダイオードD13→スイ
ッチQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ7の
経路で流れる。
【0039】しかし、この時、スイッチQ1,Q4はオ
フしているため、これらスイッチQ1,Q4により直流
電圧2Edを分担することになる。よって1個のスイッ
チ(スイッチQ1及びQ4)当たりに印加される直流電
圧はEdである。このことは他の相のスイッチQ5とQ
8(V相)、スイッチQ9とQ12(W相)においても
同様である。従って、IGBTの保護にあたり単一のI
GBTに直流母線の全電圧が印加されることはない。
フしているため、これらスイッチQ1,Q4により直流
電圧2Edを分担することになる。よって1個のスイッ
チ(スイッチQ1及びQ4)当たりに印加される直流電
圧はEdである。このことは他の相のスイッチQ5とQ
8(V相)、スイッチQ9とQ12(W相)においても
同様である。従って、IGBTの保護にあたり単一のI
GBTに直流母線の全電圧が印加されることはない。
【0040】実施例2.尚、上記実施例1では、例えば
U相のIGBT1a,1bがオンで、IGBT1c,1
dがオフの時に過電流を検出するとアンド回路16,6
a,6d、オア回路17,18等の論理回路の働きによ
りIGBT1aをオフすると共にIGBT1cをオンに
することで、IGBT1a,1dをオフ制御し、IGB
T1b,1cをオン制御していた。しかし、この時IG
BT1bは既にオン、IGBT1dは既にオフしてお
り、このためIGBT1aのオフとIGBT1cのオン
を同時に行うと、IGBTの特性のばらつきによりIG
BT1aのオフがIGBT1cのオンより遅れることが
ある。この結果、直流母線の全電圧2EdがIGBT1
dに印加される可能性がある。
U相のIGBT1a,1bがオンで、IGBT1c,1
dがオフの時に過電流を検出するとアンド回路16,6
a,6d、オア回路17,18等の論理回路の働きによ
りIGBT1aをオフすると共にIGBT1cをオンに
することで、IGBT1a,1dをオフ制御し、IGB
T1b,1cをオン制御していた。しかし、この時IG
BT1bは既にオン、IGBT1dは既にオフしてお
り、このためIGBT1aのオフとIGBT1cのオン
を同時に行うと、IGBTの特性のばらつきによりIG
BT1aのオフがIGBT1cのオンより遅れることが
ある。この結果、直流母線の全電圧2EdがIGBT1
dに印加される可能性がある。
【0041】係る問題点を解決するために図3に示すよ
うにオア回路17,18の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路21,22を接続し、遅延回路2
1,22を通してアンド回路16からのゲート制御信号
SCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばIGBT1a,1bに注目すると、オア回路17の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路21によりアンド回路6dに入力されるゲー
ト制御信号SCより遅延される。よって、アンド回路6
dの出力がローレベルに反転した後に、オア回路17の
出力がハイレベルに反転することで、必ずIGBT1a
がオフしてからIGBT1cがオンする。従って、各I
GBT1a,1c間のオン、オフ動作の遅延によりIG
BT1dに直流母線の全電圧2Edが印加されるといっ
た事態が回避される。
うにオア回路17,18の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路21,22を接続し、遅延回路2
1,22を通してアンド回路16からのゲート制御信号
SCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばIGBT1a,1bに注目すると、オア回路17の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路21によりアンド回路6dに入力されるゲー
ト制御信号SCより遅延される。よって、アンド回路6
dの出力がローレベルに反転した後に、オア回路17の
出力がハイレベルに反転することで、必ずIGBT1a
がオフしてからIGBT1cがオンする。従って、各I
GBT1a,1c間のオン、オフ動作の遅延によりIG
BT1dに直流母線の全電圧2Edが印加されるといっ
た事態が回避される。
【0042】実施例3.上記実施例2,3では直流母線
の高圧側Pに直接接続されるIGBT1aに流れる電流
を検出する電流検出器3aと低圧側Nに直接接続される
IGBT1dに流れる電流を検出する電流検出器3dと
を設けた。しかし、図4に示すように電流検出器を設け
る代わりにIGBT1a、IGBT1dを電流検出機能
を備えたIGBT19,20に変えて使用してもよい。
そして電流検出機能によって検出された検出電流IDを
それぞれ故障検出器5a、5dに出力する。これにより
電流検出器が不要になり装置の低コスト化が計れる。
尚、上記各実施例ではスイッチング素子をIGBTを用
いて説明したが、IGBTに限定せずにバイポーラトラ
ンジスタ、FET、GTO等、自己遮断能力を有する半
導体スイッチング素子を用いても本発明を実施すること
ができる。
の高圧側Pに直接接続されるIGBT1aに流れる電流
を検出する電流検出器3aと低圧側Nに直接接続される
IGBT1dに流れる電流を検出する電流検出器3dと
を設けた。しかし、図4に示すように電流検出器を設け
る代わりにIGBT1a、IGBT1dを電流検出機能
を備えたIGBT19,20に変えて使用してもよい。
そして電流検出機能によって検出された検出電流IDを
それぞれ故障検出器5a、5dに出力する。これにより
電流検出器が不要になり装置の低コスト化が計れる。
尚、上記各実施例ではスイッチング素子をIGBTを用
いて説明したが、IGBTに限定せずにバイポーラトラ
ンジスタ、FET、GTO等、自己遮断能力を有する半
導体スイッチング素子を用いても本発明を実施すること
ができる。
【0043】
【発明の効果】請求項1の発明によるインバータの保護
装置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたので、インバータの
過電流検出時に、スイッチング素子を保護のためオフ制
御しても1スイッチング素子に印加される電圧を直流母
線電圧の半分以下に抑えることができるためインバータ
を耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成できるとい
う効果がある。
装置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたので、インバータの
過電流検出時に、スイッチング素子を保護のためオフ制
御しても1スイッチング素子に印加される電圧を直流母
線電圧の半分以下に抑えることができるためインバータ
を耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成できるとい
う効果がある。
【0044】請求項2の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列
接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記
2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接
続点間に接続されたクランプダイオードから構成される
インバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作
異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された
1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記
直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子を
オン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチン
グ素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対し
て遅延させる遅延手段とを備えたので、1スイッチング
素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑え
ることができるためインバータを耐電圧容量の低いスイ
ッチング素子で構成できる効果があると共に、直流母線
に直接接続されたスイッチング素子をオフした後に中間
電位点に接続されたスイッチング素子をオンすることで
直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッチング素
子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上するという
効果がある。
置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列
接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記
2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接
続点間に接続されたクランプダイオードから構成される
インバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作
異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された
1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記
直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子を
オン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチン
グ素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対し
て遅延させる遅延手段とを備えたので、1スイッチング
素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑え
ることができるためインバータを耐電圧容量の低いスイ
ッチング素子で構成できる効果があると共に、直流母線
に直接接続されたスイッチング素子をオフした後に中間
電位点に接続されたスイッチング素子をオンすることで
直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッチング素
子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上するという
効果がある。
【0045】請求項3の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段に
よる電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常
検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個
のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続
された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流
母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン
制御する制御手段とを備えたので、1スイッチング素子
に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑えるこ
とができるためインバータを耐電圧容量の低いスイッチ
ング素子で構成できる効果があると共に、直流母線の高
圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素子を電流
検出機能を有したスイッチング素子を使用したため従来
装置に比べて回路構成が簡略化されるという効果があ
る。
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段に
よる電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常
検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1個
のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続
された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流
母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン
制御する制御手段とを備えたので、1スイッチング素子
に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑えるこ
とができるためインバータを耐電圧容量の低いスイッチ
ング素子で構成できる効果があると共に、直流母線の高
圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素子を電流
検出機能を有したスイッチング素子を使用したため従来
装置に比べて回路構成が簡略化されるという効果があ
る。
【図1】この発明の実施例1によるインバータの保護装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図2】本実施例によるインバータの保護装置の動作を
説明する3値レベルインバータの等価回路図である。
説明する3値レベルインバータの等価回路図である。
【図3】この発明の実施例2によるインバータの保護回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図4】この発明の実施例3によるインバータの保護回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図5】従来のIGBTの保護回路を示す回路図であ
る。
る。
【図6】従来のIGBTの保護回路を適用した3値レベ
ルインバータの構成図である。
ルインバータの構成図である。
【図7】従来のIGBTの保護回路を適用した3値レベ
ルインバータの保護動作を説明するためのインバータの
等価回路図である。
ルインバータの保護動作を説明するためのインバータの
等価回路図である。
P 直流母線の高圧側 N 直流母線の低圧側 1a〜1d IGBT 3a,3d 電流検出器 5a,5d 故障検出器 10a〜10d 転流用ダイオード 11 制御回路 12,13 コンデンサ 14,15 クランプダイオード 6a,6d,16 アンド回路 17,18 オア回路 19,20 電流検出機能付きのIGBT 21,22 遅延回路
【手続補正書】
【提出日】平成6年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】この駆動回路4は、電流検出器3より入力
された検出電流IDに基づきIGBT1に流れる過大電
流を検出した時に検出信号SDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器5と、一方の入力端
子に故障検出器5より検出信号SDが入力され、他方の
入力端子に外部よりIGBT1をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Sが入力される信号処理回路(以下、単
に、例えばアンド回路と記載する)6、検出信号SDが
ハイレベルの時にアンド回路6より入力されたゲートオ
ンオフ信号Sに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ8
を駆動するトランジスタ7、ホトカプラ8の出力を増幅
してゲート信号SGとしてIGBT1のゲートに直列接
続された抵抗2に出力するゲート増幅器9より構成され
ている。
された検出電流IDに基づきIGBT1に流れる過大電
流を検出した時に検出信号SDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器5と、一方の入力端
子に故障検出器5より検出信号SDが入力され、他方の
入力端子に外部よりIGBT1をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Sが入力される信号処理回路(以下、単
に、例えばアンド回路と記載する)6、検出信号SDが
ハイレベルの時にアンド回路6より入力されたゲートオ
ンオフ信号Sに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ8
を駆動するトランジスタ7、ホトカプラ8の出力を増幅
してゲート信号SGとしてIGBT1のゲートに直列接
続された抵抗2に出力するゲート増幅器9より構成され
ている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】次に、図5に示したIGBTの保護回路を
3値レベルインバータに適用した場合を説明する。図6
は保護回路を有した従来の3値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Pは直流母線の高圧
側、Nは直流母線の低圧側、1a〜1dは高圧側Pと低
圧側N間に直列接続された4個のIGBT、2a〜2b
はそれぞれ各IGBT1a〜1dのゲートに直列接続さ
れた抵抗、3a〜3dはそれぞれ各IGBT1a〜1d
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4a〜
4dはそれぞれ各IGBT1a〜1dを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、10a〜10dはそれ
ぞれ各IGBT1a〜1dのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続されたフライホイールダイオードである。尚、
各駆動回路4a〜4dの構成は図5に示した駆動回路4
の構成と同様である。
3値レベルインバータに適用した場合を説明する。図6
は保護回路を有した従来の3値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Pは直流母線の高圧
側、Nは直流母線の低圧側、1a〜1dは高圧側Pと低
圧側N間に直列接続された4個のIGBT、2a〜2b
はそれぞれ各IGBT1a〜1dのゲートに直列接続さ
れた抵抗、3a〜3dはそれぞれ各IGBT1a〜1d
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、4a〜
4dはそれぞれ各IGBT1a〜1dを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、10a〜10dはそれ
ぞれ各IGBT1a〜1dのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続されたフライホイールダイオードである。尚、
各駆動回路4a〜4dの構成は図5に示した駆動回路4
の構成と同様である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】この時の動作を図7(a),(b)によっ
て説明する。この図は三相誘導負荷に3値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Q1〜Q4は直流母線の高圧側Pと低圧側N間に
直列接続されたU相分の4個のIGBTを示すスイッ
チ、D1〜D4は各IGBT(スイッチQ1〜Q4)に
逆並列接続されたフライホイールダイオード、D13,
D14は図6に示すクランプダイード14,15に相当
するクランプダイオードである。
て説明する。この図は三相誘導負荷に3値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Q1〜Q4は直流母線の高圧側Pと低圧側N間に
直列接続されたU相分の4個のIGBTを示すスイッ
チ、D1〜D4は各IGBT(スイッチQ1〜Q4)に
逆並列接続されたフライホイールダイオード、D13,
D14は図6に示すクランプダイード14,15に相当
するクランプダイオードである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】即ち、負荷電流IL0はU相巻線WU→V相
巻線WV→スイッチQ7→スイッチQ8→フライホイー
ルダイオードD3→フライホイールダイオードD4の経
路、或いはU相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11
→スイッチQ12→フライホイールダイオードD3→フ
ライホイールダイオードD4の経路を通って流れる。
巻線WV→スイッチQ7→スイッチQ8→フライホイー
ルダイオードD3→フライホイールダイオードD4の経
路、或いはU相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11
→スイッチQ12→フライホイールダイオードD3→フ
ライホイールダイオードD4の経路を通って流れる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るイ
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された4
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を検出する異
常検出手段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧
側に直接接続された1個のスイッチング素子と前記直流
母線の低圧側に直接接続された1個のスイッチング素子
をオフ制御し、前記直流母線の中間電位点に接続された
スイッチング素子をオン制御する制御手段とを備えたも
のである。
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された4
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を検出する異
常検出手段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧
側に直接接続された1個のスイッチング素子と前記直流
母線の低圧側に直接接続された1個のスイッチング素子
をオフ制御し、前記直流母線の中間電位点に接続された
スイッチング素子をオン制御する制御手段とを備えたも
のである。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】17,18はオア回路であり、このオア回
路17,18は反転入力端子にアンド回路16よりハイ
レベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制御
回路11から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Sをトランジスタ7b及び7cのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号SCが入力された時に
ゲート制御信号SCをハイレベルに反転することで制御
回路11からオア回路17,18の他方の入力端子に入
力されるゲートオンオフ信号Sを無効にしてハイレベル
の信号をトランジスタ7b及び7cに出力する。
路17,18は反転入力端子にアンド回路16よりハイ
レベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制御
回路11から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Sをトランジスタ7b及び7cのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号SCが入力された時に
ゲート制御信号SCをハイレベルに反転することで制御
回路11からオア回路17,18の他方の入力端子に入
力されるゲートオンオフ信号Sを無効にしてハイレベル
の信号をトランジスタ7b及び7cに出力する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】6a,6dはアンド回路であり、アンド回
路6a,6dは一方の入力端子にアンド回路16よりハ
イレベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制
御回路11からのゲートオンオフ信号Sをトランジスタ
7a及び7dのベースに出力し、ローレベルの制御信号
SCが入力された時には制御回路11からのゲートオン
オフ信号Sを無効にしてローレベルの信号をトランジス
タ7a及び7dに出力する。尚、電流検出器3a,3
d、故障検出器5a,5dは異常検出手段を、また制御
回路11、アンド回路16,6a,6d、オア回路1
7,18、トランジスタ7a〜7d,ホトカプラ8a〜
8dは制御手段を構成する。
路6a,6dは一方の入力端子にアンド回路16よりハ
イレベルのゲート制御信号SCが入力されている間は制
御回路11からのゲートオンオフ信号Sをトランジスタ
7a及び7dのベースに出力し、ローレベルの制御信号
SCが入力された時には制御回路11からのゲートオン
オフ信号Sを無効にしてローレベルの信号をトランジス
タ7a及び7dに出力する。尚、電流検出器3a,3
d、故障検出器5a,5dは異常検出手段を、また制御
回路11、アンド回路16,6a,6d、オア回路1
7,18、トランジスタ7a〜7d,ホトカプラ8a〜
8dは制御手段を構成する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】次に、図1に示したこの発明の実施例1の
動作について説明する。通常、故障検出器5a,5dの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号SDをアンド回路16に出力している
ため、アンド回路16はアンド回路6a,6dの一方の
入力端子、オア回路17,18の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号SCを出力する。その結果、アン
ド回路6a,6d、オア回路17,18のそれぞれは制
御回路11より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Sを出力端子に接続されているトランジス
タ7a〜7dのベースに出力する。
動作について説明する。通常、故障検出器5a,5dの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号SDをアンド回路16に出力している
ため、アンド回路16はアンド回路6a,6dの一方の
入力端子、オア回路17,18の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号SCを出力する。その結果、アン
ド回路6a,6d、オア回路17,18のそれぞれは制
御回路11より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Sを出力端子に接続されているトランジス
タ7a〜7dのベースに出力する。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】このように、スイッチQ1,Q4がオフに
なることで、コンデンサC1,C2から電流が三相誘導
負荷Lに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流IL0が図2(b)
に示す経路で流れる。負荷電流IL0はクランプダイオー
ドD13→スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→
スイッチQ7、或いはクランプダイオードD13→スイ
ッチQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11
の経路で流れる。
なることで、コンデンサC1,C2から電流が三相誘導
負荷Lに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流IL0が図2(b)
に示す経路で流れる。負荷電流IL0はクランプダイオー
ドD13→スイッチQ2→U相巻線WU→V相巻線WV→
スイッチQ7、或いはクランプダイオードD13→スイ
ッチQ2→U相巻線WU→W相巻線WW→スイッチQ11
の経路で流れる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】係る問題点を解決するために図3に示すよ
うにオア回路17,18の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路21,22を接続し、遅延回路2
1,22を通してアンド回路16からのゲート制御信号
SCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばIGBT1a,1cに注目すると、オア回路17の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路21によりアンド回路6dに入力されるゲー
ト制御信号SCより遅延される。よって、アンド回路6
dの出力がローレベルに反転した後に、オア回路17の
出力がハイレベルに反転することで、必ずIGBT1a
がオフしてからIGBT1cがオンする。従って、各I
GBT1a,1c間のオン、オフ動作の遅延によりIG
BT1dに直流母線の全電圧2Edが印加されるといっ
た事態が回避される。
うにオア回路17,18の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路21,22を接続し、遅延回路2
1,22を通してアンド回路16からのゲート制御信号
SCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばIGBT1a,1cに注目すると、オア回路17の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路21によりアンド回路6dに入力されるゲー
ト制御信号SCより遅延される。よって、アンド回路6
dの出力がローレベルに反転した後に、オア回路17の
出力がハイレベルに反転することで、必ずIGBT1a
がオフしてからIGBT1cがオンする。従って、各I
GBT1a,1c間のオン、オフ動作の遅延によりIG
BT1dに直流母線の全電圧2Edが印加されるといっ
た事態が回避される。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】
【発明の効果】請求項1の発明によるインバータの保護
装置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたので、イン
バータの過電流検出時に、スイッチング素子を保護のた
めオフ制御しても1スイッチング素子に印加される電圧
を直流母線電圧の半分以下に抑えることができるためイ
ンバータを耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成で
きるという効果がある。
装置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母
線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたので、イン
バータの過電流検出時に、スイッチング素子を保護のた
めオフ制御しても1スイッチング素子に印加される電圧
を直流母線電圧の半分以下に抑えることができるためイ
ンバータを耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成で
きるという効果がある。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】請求項2の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母線
間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の
高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子の
接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラン
プダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続さ
れた前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデ
ンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから構
成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手段
と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接
続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧
側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御
し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチン
グ素子をオン制御する制御手段と、この制御手段よりス
イッチング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信
号に対して遅延させる遅延手段とを備えたので、1スイ
ッチング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以
下に抑えることができるためインバータを耐電圧容量の
低いスイッチング素子で構成できる効果があると共に、
直流母線に直接接続されたスイッチング素子をオフした
後に中間電位点に接続されたスイッチング素子をオンす
ることで直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッ
チング素子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上す
るという効果がある。
置によれば、直流母線間に直列接続された4個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母線
間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の
高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素子の
接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラン
プダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続さ
れた前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデ
ンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから構
成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手段
と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接
続された1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧
側に直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御
し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチン
グ素子をオン制御する制御手段と、この制御手段よりス
イッチング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信
号に対して遅延させる遅延手段とを備えたので、1スイ
ッチング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以
下に抑えることができるためインバータを耐電圧容量の
低いスイッチング素子で構成できる効果があると共に、
直流母線に直接接続されたスイッチング素子をオフした
後に中間電位点に接続されたスイッチング素子をオンす
ることで直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッ
チング素子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上す
るという効果がある。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0045
【補正方法】変更
【補正内容】
【0045】請求項3の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を前記電流検
出手段による電流検出値より検出する異常検出手段と、
動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続さ
れた1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に
直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、
前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素
子をオン制御する制御手段とを備えたので、1スイッチ
ング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に
抑えることができるためインバータを耐電圧容量の低い
スイッチング素子で構成できる効果があると共に、直流
母線の高圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素
子を電流検出機能を有したスイッチング素子を使用した
ため従来装置に比べて回路構成が簡略化されるという効
果がある。
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された2
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を前記電流検
出手段による電流検出値より検出する異常検出手段と、
動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続さ
れた1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に
直接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、
前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素
子をオン制御する制御手段とを備えたので、1スイッチ
ング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に
抑えることができるためインバータを耐電圧容量の低い
スイッチング素子で構成できる効果があると共に、直流
母線の高圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素
子を電流検出機能を有したスイッチング素子を使用した
ため従来装置に比べて回路構成が簡略化されるという効
果がある。
【手続補正15】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正16】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
Claims (3)
- 【請求項1】 直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたことを特徴とするイ
ンバータの保護装置。 - 【請求項2】 直流母線間に直列接続された4個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された2個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記2個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記2個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た1個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチ
ング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対
して遅延させる遅延手段とを備えたことを特徴とするイ
ンバータの保護装置。 - 【請求項3】 直流母線の高圧側に直接接続され自己に
流れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチン
グ素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に
流れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチン
グ素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された
2個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそ
れぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流
母線間に直列接続された2個のコンデンサ、前記直流母
線の高圧側に直列接続された前記2個のスイッチング素
子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたク
ランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接
続された前記2個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオードか
ら構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段
による電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異
常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された1
個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接
続された1個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直
流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオ
ン制御する制御手段とを備えたことを特徴とするインバ
ータの保護装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5106509A JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5106509A JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06327262A true JPH06327262A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14435403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5106509A Pending JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06327262A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4014740A1 (de) * | 1989-05-08 | 1990-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren und vorrichtung zum anheben/abschwaechen eines farbsignals |
WO2003005552A1 (fr) | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Kabushiki Kaisha Yasukawa Denki | Onduleur |
JP2007185064A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多レベル電力変換装置 |
JP2008503194A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法 |
US7518845B2 (en) | 2006-06-07 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | RC-triggered power clamp suppressing negative mode electrostatic discharge stress |
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JP2012210150A (ja) * | 2012-08-02 | 2012-10-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多レベル電力変換装置 |
CN107234796A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-10 | 安徽国风塑业股份有限公司 | 一种塑料薄膜回收***的挤出机保护装置及其保护方法 |
CN112953285A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-11 | 阳光电源股份有限公司 | 一种串联型逆变***及其保护方法 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106509A patent/JPH06327262A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN112953285A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-11 | 阳光电源股份有限公司 | 一种串联型逆变***及其保护方法 |
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