JPH0698558A - トランジスタインバータのトランジスタ電圧検出回路 - Google Patents

トランジスタインバータのトランジスタ電圧検出回路

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JPH0698558A
JPH0698558A JP4244354A JP24435492A JPH0698558A JP H0698558 A JPH0698558 A JP H0698558A JP 4244354 A JP4244354 A JP 4244354A JP 24435492 A JP24435492 A JP 24435492A JP H0698558 A JPH0698558 A JP H0698558A
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JP
Japan
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transistor
photocoupler
circuit
inverter
transistors
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Pending
Application number
JP4244354A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Oguri
浩 小栗
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 デットタイムを有するベース制御信号によっ
て制御されるトランジスタインバータ3のトランジスタ
電圧検出回路において、検出用抵抗のワット数を減らし
て省スペース化を図るとともに、検出精度を向上させ
る。 【構成】 各トランジスタ3u,3v,3w,3x,3
y,3zのエミッタ、コレクタ間に各々抵抗R10〜R
15およびコンデンサ20〜25から成る微分回路とフ
ォトカプラPC10〜PC15を各々直列接続し、各ト
ランジスタのコレクタ、エミッタ間電圧の立ち上がり時
にフォトカプラを駆動せしめ、トランジスタインバータ
3の同一アーム上のトランジスタのうち例えばトランジ
スタ3x側のフォトカプラPC13が駆動してから、ト
ランジスタ3u側のフォトカプラPC10が駆動するま
での期間トランジスタの印加電圧検出信号(VCEU)
を出力し、該検出信号をデットタイム補償部42へ供給
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトランジスタインバータ
において、デットタイムを補償するために使用するトラ
ンジスタVCE電圧検出方法に係り、特にトランジスタ
インバータのトランジスタ電圧検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】トランジスタインバータにおいては、同
一アームに接続された上下のトランジスタが交互にオン
制御される。この場合上下のトランジスタが同時にオン
してアーム短絡を生じないようにデットタイムが設けら
れている。このデットタイム間の影響で出力電圧に誤差
電圧を生じる事になるので、これを補償するためにデッ
トタイム補償回路が検討されている。またトランジスタ
のコレクタ、エミッタ間電圧VCEを検出して前記デット
タイム補償回路に供給するVCE電圧検出回路が必要とな
る。
【0003】従来のVCE電圧検出回路は例えば図5のよ
うに構成されていた。図5において1は交流電力を直流
電力に変換する順変換部、2は直流コンデンサ、3はト
ランジスタ3u,3v,3w,3x,3y,3zをブリ
ッジ接続して成る逆変換部である。トランジスタ3xの
コレクタ、エミッタ間には検出用抵抗R1およびフォト
カプラPC1の発光ダイオードが直列接続されており、
トランジスタ3yのコレクタ、エミッタ間には検出用抵
抗R2およびフォトカプラPC2の発光ダイオードが直
列接続されており、トランジスタ3zのコレクタ、エミ
ッタ間には検出用抵抗R3およびフォトカプラPC3の
発光ダイオードが直列接続されている。
【0004】上記のように構成された回路において、例
えばトランジスタ3xの電圧VCEが高い場合(VDC≒V
CE)には、検出用抵抗R1を介してフォトカプラPC1
のドライブ電流が流れフォトカプラPC1の2次側にV
CEと同期した出力信号が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5の回路では検出用
抵抗R1,R2,R3の必要ワット数が大きくなるとい
う欠点がある。すなわちこの回路構成ではVCEが高い時
には常に一定電流I1を流すことになり、VDC=650
V、I1=10mA、duty=50%とすると、検出
用抵抗R1のワット数Wは、W=V・I・duty=6
50×10×10-3×0.5=3.25(W)となる。
実際使用する場合約3倍の容量と考えると、約10W相
当の抵抗が必要となり、又3相分必要なので10Wの抵
抗が3本も必要となってしまう。このため相当な収納ス
ペースを要し、放熱等も考慮しなければならず、又基板
上には乗せられないという問題もある。
【0006】また、図5の回路ではフォトカプラPC
1,PC2,PC3のオンおよびオフを利用しているの
で、検出精度にばらつきが生じるという問題もある。す
なわち一般にフォトカプラのオン時間、オフ時間はばら
ついてしまい、オン用、オフ用それぞれに補償回路を分
けなければ精度良く検出することが出来ないことにな
る。
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、検出用抵抗のワット数を減らして省ス
ペース化を図るとともに、検出精度を向上させたトラン
ジスタインバータのトランジスタ電圧検出回路を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のトラン
ジスタをブリッジ接続して成り、アーム短絡防止のため
のデットタイムを有するベース制御信号により制御され
るトランジスタインバータの、各トランジスタに印加さ
れる電圧を検出するトランジスタインバータのトランジ
スタ電圧検出回路において、前記各トランジスタのエミ
ッタ、コレクタ間に各々直列接続された微分回路および
フォトカプラと、前記トランジスタインバータの同一ア
ーム上のトランジスタのうち一方のトランジスタに接続
されたフォトカプラが駆動してから、前記同一アーム上
のトランジスタのうち他方のトランジスタに接続された
フォトカプラが駆動するまでの期間トランジスタの印加
電圧検出信号を出力する検出部とを備え、前記検出部の
検出信号を、前記デットタイムによる誤差電圧の補償を
行うデットタイム補償部へ供給することを特徴としてい
る。
【0009】
【作用】トランジスタインバータの同一アームに接続さ
れたトランジスタは所定のデットタイムを挟んで交互に
オン制御される。同一アーム上の一方のトランジスタが
オフ制御されると、該トランジスタ側の微分回路によっ
てVCEの立ち上がり時にのみフォトカプラが駆動する。
また、同一アーム上の他方のトランジスタがオフ制御さ
れると、該トランジスタ側の微分回路によってVCEの立
ち上がり時にのみフォトカプラが駆動する。このため前
記一方のトランジスタ側のフォトカプラが駆動してから
前記他方のトランジスタ側のフォトカプラが駆動するま
での期間検出部から検出信号が出力されることにより、
トランジスタ印加電圧が検出される。
【0010】微分回路を用いているので、各相のトラン
ジスタに接続する抵抗のワット数は非常に小さくて済
む。このため省スペース化が図られる。また電圧検出
は、フォトカプラのオンのみを利用しているため、オン
ディレーのばらつきのみを考慮すれば良く、高精度な検
出が可能となる。
【0011】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図1において図5と同一部分は同一符号を以
て示している。図1においてトランジスタ3u,3v,
3w,3x,3y,3zの各コレクタ、エミッタ間に
は、抵抗R10〜R15およびコンデンサ20〜25か
ら成る微分回路とフォトカプラPC10〜PC15の発
光ダイオードが各々直列接続されている。フォトカプラ
PC10〜PC15の発光ダイオードには各々図示極性
の保護用ダイオード30〜35が並列接続されている。
【0012】前記フォトカプラの2次側の回路は図2の
ように構成される。図2において40は各種の制御を司
るCPU、41はベース信号u,v,wを出力するベー
ス信号作成部、42はデットタイム補償部、43はデッ
トタイム発生部、44は各トランジスタ3u,3v,3
w,3x,3y,3zに制御信号を供給するベースドラ
イブ部、45はVCE検出部である。尚フォトカプラのフ
ォトトランジスタ50u,50v,50w,50x,5
0y,50zの各コレクタは抵抗51u,51v,51
w,51x,51y,51zを介して図示しない制御電
源に接続されている。尚4は電動機等の負荷である。ま
た図2では図1の保護用ダイオード30〜35は図示省
略している。
【0013】上記のようにフォトカプラの発光ダイオー
ドに抵抗およびコンデンサから成る微分回路を直列に接
続しているので、フォトカプラの2次側ではVCEの立ち
上がりにのみ一定の巾の検出信号が出力され、従来同様
に各相毎のVCE検出が可能となる。例えばトランジスタ
インバータの同一アーム上の一方のトランジスタ3xが
オフ制御されると、該トランジスタ側の抵抗R13およ
びコンデンサ23によってVCEの立ち上がり時にのみフ
ォトカプラPC13が駆動し、該フォトカプラの2次側
では巾の狭いパルス(フォトトランジスタ50xのコレ
クタ側電圧信号VX)が出力される。
【0014】このため、フォトカプラの2次側のVCE
出部45としては図3のような論理回路を用い、同一ア
ーム上の一方のトランジスタがオンした時にはセット、
ホールドし、同一アーム上の他方のトランジスタがオン
した時にはクリア、ホールドするように構成している。
すなわち図3において例えばU,X相であれば、入力さ
れる検出信号VXがハイレベルからローレベルに切り替
わったとき(フォトトランジスタ50xのオンによる)
に出力信号VCEUはハイレベルからローレベルに切り
替わり、検出信号VUがハイレベルからローレベルに切
り替わったとき(フォトトランジスタ50uのオンによ
る)に出力信号VCEUはローレベルからハイレベルに
切り替わるように構成している。尚V相とY相の入力に
対する出力信号VCEVの関係、W相とZ相の入力に対
する出力信号VCEWの関係も前記と同様に構成されて
いる。
【0015】次に上記のように構成された回路の動作を
図4のタイムチャートとともに説明する。図4は回路各
部の信号を示しているがこの図においてはすべてローレ
ベルがオン信号となる。まずトランジスタインバータの
同一アームに接続された、例えばトランジスタ3u,3
xは所定のデットタイムを挟んで交互にオン制御され
る。
【0016】いまデットタイム発生部43の出力信号X
が時刻t1においてローレベルからハイレベルに立ち上
がると、デットタイムtd経過後に出力信号Uはハイレ
ベルからローレベルとなる。このためトランジスタ3u
がオン、3xがオフの状態となる。トランジスタ3xが
オフになると、VCEの立ち上がり時にフォトカプラPC
13が駆動し、フォトトランジスタ50xの電圧信号V
Xは時刻t2において短時間だけローレベルとなる。す
るとVCE検出部45の出力信号VCEUはハイレベルか
らローレベルに切り替わる。
【0017】次にデットタイム発生部43の出力信号U
が時刻t3においてローレベルからハイレベルに立ち上
がると、デットタイムtd経過後に出力信号Xはハイレ
ベルからローレベルとなる。このためトランジスタ3x
がオン、3uがオフの状態となる。トランジスタ3uが
オフになると、VCEの立ち上がり時にフォトカプラPC
10が駆動し、フォトトランジスタ50uの電圧信号V
Uは時刻t4において短時間だけローレベルとなる。す
るとVCE検出部45の出力信号VCEUはローレベルか
らハイレベルに切り替わる。
【0018】次にデットタイム発生部43の出力信号X
が時刻t5においてローレベルからハイレベルに立ち上
がると、デットタイムtd経過後に出力信号Uはハイレ
ベルからローレベルとなる。このためトランジスタ3u
がオン、3xがオフの状態となる。トランジスタ3xが
オフになると、前記同様にVCEの立ち上がり時にフォト
カプラPC13が駆動し、フォトトランジスタ50xの
電圧信号VXは時刻t6において短時間だけローレベル
となる。するとVCE検出部45の出力信号VCEUはハ
イレベルからローレベルに切り替わる。
【0019】尚本発明はトランジスタインバータに限ら
ずIGBT(高速スイッチング用素子)等を用いたイン
バータに適用しても前記と同様の作用、効果を奏する。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、トランジ
スタのエミッタ、コレクタ間に各々直列接続された微分
回路およびフォトカプラと、前記トランジスタインバー
タの同一アーム上のトランジスタのうち一方のトランジ
スタに接続されたフォトカプラが駆動してから、前記同
一アーム上のトランジスタのうち他方のトランジスタに
接続されたフォトカプラが駆動するまでの期間トランジ
スタの印加電圧検出信号を出力する検出部とを設けたの
で、次のような優れた効果が得られる。
【0021】(1)検出用抵抗(微分回路の抵抗)のワ
ット数低減および省スペース化を図ることができる。例
えばVDC=650V、コンデンサ容量C=220pF、
周波数f=2kHzとして検出用抵抗のワット数Wを求
めると、W=(1/2)・CV2f=0.5×220×
10-12×6502×2×103=0.09Wとなり、実
際使用する場合約3倍の容量と考えると1/4Wの抵抗
が6本で済む(従来の図5の回路では10Wの抵抗が3
本必要であった)。このため十分に基板上に乗せること
ができる。検出部品としては従来よりも2倍の部品点数
となるが検出部のみを比較すると1/2から1/3相当
の省スペース化が可能となる。
【0022】(2)従来の回路ではフォトカプラのオン
およびオフの両方を使用して検出していたため、オン時
間、オフ時間のばらつきにより精度が悪かった。しかし
本発明の回路では、フォトカプラのオンのみを使用(立
ち上がり微分)するため、オンディレーのばらつきのみ
を考慮すれば良く、更に高精度な検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部を示す回路図。
【図2】本発明の一実施例の全体を示す回路図。
【図3】本発明の一実施例の要部を示す回路図。
【図4】本発明の実施例の動作を説明するためのタイム
チャート。
【図5】従来のVCE電圧検出回路の一例を示す回路図。
【符号の説明】
1…順変換部 2…直流コンデンサ 3…逆変換部 3u,3v,3w,3x,3y,3z…トランジスタ 20〜25…コンデンサ 40…CPU 41…ベース信号作成部 42…デットタイム補償部 43…デットタイム発生部 44…ベースドライブ部 45…VCE検出部 50u,50v,50w,50x,50y,50z…フ
ォトトランジスタ R10〜R15…抵抗 PC10〜PC15…フォトカプラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のトランジスタをブリッジ接続して
    成り、アーム短絡防止のためのデットタイムを有するベ
    ース制御信号により制御されるトランジスタインバータ
    の、各トランジスタに印加される電圧を検出するトラン
    ジスタインバータのトランジスタ電圧検出回路におい
    て、 前記各トランジスタのエミッタ、コレクタ間に各々直列
    接続された微分回路およびフォトカプラと、前記トラン
    ジスタインバータの同一アーム上のトランジスタのうち
    一方のトランジスタに接続されたフォトカプラが駆動し
    てから、前記同一アーム上のトランジスタのうち他方の
    トランジスタに接続されたフォトカプラが駆動するまで
    の期間トランジスタの印加電圧検出信号を出力する検出
    部とを備え、 前記検出部の検出信号を、前記デットタイムによる誤差
    電圧の補償を行うデットタイム補償部へ供給することを
    特徴とするトランジスタインバータのトランジスタ電圧
    検出回路。
JP4244354A 1992-09-14 1992-09-14 トランジスタインバータのトランジスタ電圧検出回路 Pending JPH0698558A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112769314A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 臻驱科技(上海)有限公司 一种逆变器pwm电压采样前处理装置

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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