JPH0746821A - Switching circuit - Google Patents
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- JPH0746821A JPH0746821A JP5186521A JP18652193A JPH0746821A JP H0746821 A JPH0746821 A JP H0746821A JP 5186521 A JP5186521 A JP 5186521A JP 18652193 A JP18652193 A JP 18652193A JP H0746821 A JPH0746821 A JP H0746821A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電力変換装置のア―ム
を構成するスイッチング回路に係り、特に過電流検知機
能を有するスイッチング素子を複数個並列接続して成る
スイッチング回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching circuit forming an arm of a power conversion device, and more particularly to a switching circuit formed by connecting a plurality of switching elements having an overcurrent detecting function in parallel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】直流電力を交流電力に変換するインバ―
タ回路は、無停電電源装置や、交流電動機駆動の交流可
変速装置の他、様々な産業分野に広く適用されている。
インバ―タ回路のスイッチング素子として装置の省エネ
ルギ、省スペ―ス、高性能化の要求からＧＴＯ、パワ―
トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴといった自己消弧形半導体
素子の発達はめざましく最近では、ＩＧＢＴ、ＢＩＭＯ
Ｓといった新しい高速スイッチング特性を有するデバイ
スも出現しその適用範囲が拡大されてきている。2. Description of the Related Art Inverter for converting DC power into AC power
The inverter circuit is widely applied to various industrial fields in addition to an uninterruptible power supply device, an AC variable speed device driven by an AC motor, and the like.
As the switching element of the inverter circuit, GTO and power are required from the demand of energy saving, space saving and high performance of the device.
The development of self-extinguishing semiconductor devices such as transistors and MOSFETs has been remarkable, and recently, IGBTs and BIMOs have been developed.
A device having a new high-speed switching characteristic such as S has appeared, and its application range has been expanded.
【０００３】適用方法として装置の大容量化の要求に対
し素子１ケ当りの能力が不足する場合は、各インバ―タ
のア―ムをスイッチング素子を複数個並列に接続して構
成するようにして容量格上を図っている。ＭＯＳＦＥ
Ｔ、ＩＧＢＴ、ＢＩＭＯＳといった電圧駆動形素子は、
電流駆動形素子に比べゲ―ト特性のバランスが取り易く
並列接続し易い素子で並列接続数の拡大が進んでいる。As a method of application, when the capacity per device is insufficient in response to the demand for large capacity of the device, the arm of each inverter is constructed by connecting a plurality of switching devices in parallel. To improve capacity. MOSFE
Voltage-driven elements such as T, IGBT, BIMOS
Compared with current-driven devices, the gate characteristics are more easily balanced and parallel connection is easier, and the number of parallel connections is increasing.
【０００４】図３は、電圧駆動形自己消弧形素子を複数
個（図では３個）並列接続したインバ―タ回路を構成す
る１組のブリッジ回路の一例を示す回路構成である。図
３において、１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｃはスイッチング素
子、５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｃはゲ―ト抵抗、７Ａ〜７
Ｃ、８Ａ〜８Ｃはスイッチング素子に逆並列に接続され
るダイオ―ド、９、１０、１１は各々配線のインダクタ
ンスを持ったＰ側直流入力ケ―ブル、Ｎ側直流入力ケ―
ブル、交流出力ケ―ブル、１２はゲ―ト駆動回路、１３
は電解コンデンサである。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a set of bridge circuits forming an inverter circuit in which a plurality (three in the figure) of voltage driven type self-extinguishing type elements are connected in parallel. In FIG. 3, 1A to 1C, 2A to 2C are switching elements, 5A to 5C, 6A to 6C are gate resistors, 7A to 7C.
C, 8A to 8C are diodes connected in antiparallel to the switching element, and 9, 10 and 11 are P-side DC input cables and N-side DC input cables each having a wiring inductance.
Cable, AC output cable, 12 is a gate drive circuit, 13
Is an electrolytic capacitor.
【０００５】インバ―タ回路の各ア―ムを複数個のスイ
ッチング素子を並列接続して適用する場合のポイント
は、素子特性を揃えること、並列接続間の電流バランス
を極力揃えること、スイッチング特性を揃えること等種
々あるが、全てを完全に満すことは不可能である。従っ
て、現実には素子のコレクタエミッタ間の飽和電圧のバ
ラツキをある範囲内に選別し、またア―ム電流が一素子
に集中しないよう入出力の配線をたすき状にする（図６
のＰ側ア―ムにおいてはＰ側直流入力ケ―ブル９をスイ
ッチング素子１Ａのコレクタ側に、交流出力ケ―ブル１
１をスイッチグ素子１Ｃのエミッタ側に接続）等の工夫
をすることの他、共通のゲ―ト駆動回路１２よりの信号
でゲ―ト抵抗５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｃを介して各素子に
供給することで、スイッチング素子の並列運転を可能と
しているが、ある程度（２０％〜３０％）の電流アンバ
ランスを考慮した並列数の選定をする必要がある。When applying each arm of the inverter circuit by connecting a plurality of switching elements in parallel, the points are to make the element characteristics uniform, to make the current balance between the parallel connections as uniform as possible, and to make the switching characteristics There are various things such as arranging them, but it is impossible to completely fill them all. Therefore, in reality, the variation of the saturation voltage between the collector and the emitter of the device is selected within a certain range, and the input and output wirings are plucked so that the arm current is not concentrated on one device (Fig. 6).
In the P side arm, the P side DC input cable 9 is connected to the collector side of the switching element 1A and the AC output cable 1 is connected.
1 is connected to the emitter side of the switching element 1C) and the like, and a signal from the common gate drive circuit 12 is supplied to each element through the gate resistors 5A to 5C and 6A to 6C. By doing so, it is possible to operate the switching elements in parallel, but it is necessary to select the number of parallel connections in consideration of a certain amount (20% to 30%) of current imbalance.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一方、更に、パワ―デ
バイス技術の進歩により素子のインテリジェント化が進
みパッケ―ジの中に出力パワ―デバイスの他に駆動回路
を集積したり、過電流や過電圧、加熱からパワ―チップ
を保護したり、負荷の状態を制御側に伝える機能を持つ
様になり、負荷に事故が起きたり、使用法を誤ってもパ
ワ―チップを破損させない保護機能を持つ様になってい
る。On the other hand, further advances in power device technology have made the device more intelligent, and integrated a drive circuit in addition to the output power device in the package, and overcurrent and overvoltage. It has a function to protect the power chip from overheating and to inform the control side of the load condition, so that it has a protection function that does not damage the power chip even if an accident occurs in the load or the usage is incorrect. It has become.
【０００７】図４は、過電流検知機能を有する電流検知
形ＩＧＢＴ２２の内部ブロック図である。図４におい
て、３はＩＧＢＴ、７はダイオ―ドであり、１５は過電
流情報をパッケ―ジ外部へ伝えるトランジスタ、１６，
１７は抵抗であり、ＩＧＢＴのエミッタ側に流れる電流
が増加し、抵抗１６の両端の電圧が所定値以上になった
ことを持って過電流を検出している。又、Ｃはコレクタ
端子、Ｅはエミッタ端子、Ｂはベス端子、ＯＬは過電流
信号出力端子を示している。FIG. 4 is an internal block diagram of a current detection type IGBT 22 having an overcurrent detection function. In FIG. 4, 3 is an IGBT, 7 is a diode, 15 is a transistor for transmitting overcurrent information to the outside of the package, 16,
Reference numeral 17 denotes a resistor, which detects an overcurrent when the current flowing to the emitter side of the IGBT increases and the voltage across the resistor 16 becomes equal to or higher than a predetermined value. C is a collector terminal, E is an emitter terminal, B is a Beth terminal, and OL is an overcurrent signal output terminal.
【０００８】このような電流検知形ＩＧＢＴの進展に伴
ない、このような電流検知形ＩＧＢＴを適用した前述の
スイッチング素子の並列運転の問題点についての改善が
要求されている。Along with the development of such a current detection type IGBT, there is a demand for improvement in the problem of the parallel operation of the above-mentioned switching elements to which such a current detection type IGBT is applied.
【０００９】本発明の目的は、インバ―タ等の電力変換
器のア―ムを構成するスイッチング回路を過電流検知機
能を有するスイッチング素子を複数個並列接続して構成
し、過電流検知したスイッチング素子を判別出来るよう
にして信頼性を向上させるスイッチング回路を提供する
ことにある。An object of the present invention is to configure a switching circuit forming an arm of a power converter such as an inverter by connecting a plurality of switching elements having an overcurrent detection function in parallel, and to perform switching detecting an overcurrent. An object is to provide a switching circuit that can identify elements and improve reliability.
【００１０】又、本発明の他の目的は、過電流検知機能
を有するスイッチング素子を複数個並列接続してインバ
―タ等の電力変換器のア―ムを構成する場合、複数個並
列接続される過電流検知機能を有するスイッチング素子
の電流バランスが規定値以内にあるか否かを判別し、電
流バランスが規定値以内にある過電流検知機能を有する
スイッチング素子を選別出来るスイッチング回路を提供
することにある。Another object of the present invention is to connect a plurality of switching elements having an overcurrent detection function in parallel to form an arm of a power converter such as an inverter. To provide a switching circuit capable of determining whether or not the current balance of a switching element having an overcurrent detection function is within a specified value and selecting a switching element having an overcurrent detection function in which the current balance is within a specified value. It is in.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前述目的は、過電流検知
機能を有するスイッチング素子を複数個並列接続して成
るスイッチング回路において、前記スイッチング素子の
各々の過電流検知信号を個別に検出し、前記スイッチン
グ素子が過電流を検知したか否かを記憶するラッチ回路
と、該ラッチ回路の出力を表示する表示回路と、前記ス
イッチング素子のいずれかが過電流検知信号を発生した
際に、前記スイッチング素子のゲ―ト信号をブロックす
る回路を具備した請求項１の発明によって達成できる。The above-mentioned object is to detect an overcurrent detection signal of each of the switching elements individually in a switching circuit in which a plurality of switching elements having an overcurrent detection function are connected in parallel. A latch circuit that stores whether or not the switching element has detected an overcurrent, a display circuit that displays the output of the latch circuit, and the switching element when one of the switching elements generates an overcurrent detection signal. It can be achieved by the invention of claim 1 which comprises a circuit for blocking the gate signal.
【００１２】又、前述の他の目的は、過電流検知機能を
有するスイッチング素子を複数個並列接続して成るスイ
ッチング回路において、前記スイッチング素子の各々の
過電流検知信号を個別に検出し、各々のスイッチング素
子が過電流を検知したか否かを記憶するラッチ回路と、
該ラッチ回路の内容を表示する表示回路と、前記スイッ
チング素子のいずれかが過電流検知信号を発生した際
に、前記スイッチング素子のゲ―ト信号をブロックする
回路と、前記スイッチング回路で構成される装置の過電
流保護レベル以上の任意可変の過電流を前記スイッチン
グ回路に流すことが可能な電源装置又は負荷装置を具備
した請求項２に記載の発明によって達成できる。Another object of the present invention is to provide a switching circuit in which a plurality of switching elements having an overcurrent detection function are connected in parallel, and the overcurrent detection signal of each of the switching elements is individually detected and A latch circuit that stores whether or not the switching element detects overcurrent,
A display circuit that displays the contents of the latch circuit, a circuit that blocks the gate signal of the switching element when any of the switching elements generates an overcurrent detection signal, and the switching circuit. The present invention can be achieved by the invention according to claim 2, further comprising a power supply device or a load device capable of causing an arbitrary variable overcurrent higher than an overcurrent protection level of the device to flow through the switching circuit.
【００１３】[0013]
【作用】前述のように構成された請求項１の本発明によ
れば、インバ―タ等の電力変換器のア―ムを、過電流検
知機能を有するスイッチング素子を複数個並列接続して
成るスイッチング回路にて構成することにより、スイッ
チグ素子間の電流バランスが規定値を超えると、ゲ―ト
ブロックにより装置が保護され、異常となったスイッチ
ング素子が表示され、正常なものと直に交換できるた
め、信頼性を向上できる。According to the first aspect of the present invention configured as described above, a plurality of switching elements having an overcurrent detection function are connected in parallel to the arm of a power converter such as an inverter. By configuring with a switching circuit, when the current balance between switching elements exceeds a specified value, the device is protected by the gate block, the abnormal switching element is displayed, and it can be replaced directly with a normal one. , The reliability can be improved.
【００１４】又、前述のように構成された請求項２の本
発明によれば、スイッチング回路でインバ―タ等の電力
変換器のア―ムを構成することが出来と共に、スイッチ
ング回路単独で、過電流検知機能を有するスイッチング
素子を複数個並列接続する場合に、スイッチング素子間
の電流バランスが規定値以内にあるか否かを試験出来る
ためスイッチング回路を試験装置としても使用でき、こ
れによって電流バランスが規定値以内にあるスイッチン
グ素子を選別することができ、これらのスイッチング素
子で電力変換器を構成すれば、その信頼性を向上出来
る。According to the second aspect of the present invention configured as described above, the arm of the power converter such as the inverter can be formed by the switching circuit, and the switching circuit alone can be used. When connecting multiple switching elements with an overcurrent detection function in parallel, it is possible to test whether the current balance between switching elements is within the specified value, so the switching circuit can be used as a test device. It is possible to select a switching element whose is within a specified value, and the reliability can be improved by configuring a power converter with these switching elements.
【００１５】[0015]
【実施例】以下本発明を図面を参照して説明する。図１
はインバ―タ回路の１ア―ム分のスイッチング部を複数
のスイッチング素子で構成した本発明の一実施例を示す
構成図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention in which the switching portion for one arm of the inverter circuit is composed of a plurality of switching elements.
【００１６】図において、２０，２１は各々コレクタ側
母線、エミッタ側母線、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは電流
検知形ＩＧＢＴを用いたスイッチング素子、２４Ａ，２
４Ｂ，２４Ｃはゲ―ト駆動回路２３とスイッチング素子
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ間を接続するゲ―ト抵抗、２５
Ａ，２５Ｂ，２５Ｃはスイッチング素子２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃにて検出される過電流信号ＯＣ１，ＯＣ２，
ＯＣ３をフリップフロップ等により信号を保持するラッ
チ回路、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃはラッチ回路２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃでラッチされた過電流信号を発光ダイオ
―ド等により外部より検知できる表示回路、２７はゲ―
ト制御回路である。In the figure, 20 and 21 are collector side busbars, emitter side busbars, 22A, 22B and 22C are switching elements using a current detection type IGBT, and 24A and 2A.
4B and 24C are gate resistors for connecting the gate drive circuit 23 and the switching elements 22A, 22B and 22C, and 25
A, 25B, 25C are switching elements 22A, 22
B, 22C detected overcurrent signals OC1, OC2
OC3 is a latch circuit for holding a signal by a flip-flop or the like, and 26A, 26B and 26C are latch circuits 25A,
A display circuit that can detect the overcurrent signal latched by 25B and 25C from the outside by a light emitting diode or the like, 27 is a gate
Control circuit.
【００１７】２８，，２９はＯＲゲ―ト、３０，３２は
ＡＮＤゲ―ト、３１はＮＯＴゲ―トである。図２は、ゲ
―ト駆動回路２３の一実施例を示す構成図で、２電源方
式の構成例である。図２において、２３１はオンゲ―ト
電源、２３２はオフゲ―ト電源、２３３，２３４はゲ―
ト指令ＧSIG にてゲ―トのオンオフを制御されるスイッ
チング素子、ＲＧON，ＲＧoFF はそれぞれゲ―ト抵抗で
ある。28 and 29 are OR gates, 30 and 32 are AND gates, and 31 is a NOT gate. FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the gate drive circuit 23, which is a configuration example of a dual power supply system. In FIG. 2, 231 is an on-gate power supply, 232 is an off-gate power supply, and 233 and 234 are gates.
A switching element whose gate on / off is controlled by a gate command GSIG, and RGON and RGoFF are gate resistors, respectively.
【００１８】電流検知形ＩＧＢＴ２２Ａ〜２２Ｃの内部
構成は前述図４のようになっており、過電流検出信号は
過電流信号出力端子ＯＬに出力される。図１のスイッチ
ング回路で電力変換器を構成した場合の動作を以下に説
明する。The internal construction of the current detection type IGBTs 22A to 22C is as shown in FIG. 4, and the overcurrent detection signal is output to the overcurrent signal output terminal OL. The operation when the power converter is configured by the switching circuit of FIG. 1 will be described below.
【００１９】例えば、電流検知形ＩＧＢＴ２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃの定格電流を１００Ａとすれば、通常装置
（スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを並列接続
してア―ムが構成される電力変換器）自体の過電流保護
レベルは、３００Ａ以下、例えば２７０Ａに設定され
る。又、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの過
電流検知レベルは定格電流の１２０％〜１５０％程度に
設定されるが、以下の説明に当り１４０％に設定されて
いるものとする。For example, current detection type IGBTs 22A, 22
If the rated current of B and 22C is 100A, the overcurrent protection level of the normal device (power converter in which the switching elements 22A, 22B and 22C are connected in parallel to form an arm) itself is 300A or less, for example, 270A. Further, the overcurrent detection level of the switching elements 22A, 22B, 22C is set to about 120% to 150% of the rated current, but it is assumed that it is set to 140% in the following description.
【００２０】従って、スイッチング素子２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃの間の電流バランスが取れていれば、スイッ
チング回路に３６０Ａの電流が流れると全てのスイッチ
ング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは過電流検知信号ＯＣ
１，ＯＣ２，ＯＣ３を発することになる。Therefore, the switching elements 22A, 22
If the current between B and 22C is balanced, when a current of 360A flows through the switching circuit, all the switching elements 22A, 22B and 22C will have an overcurrent detection signal OC.
1, OC2, OC3 will be emitted.
【００２１】従って、スイッチング素子２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃを並列接続してア―ムが構成される電力変換
器に流れる電流が、電力変換器自体の過電流保護レベル
の電流であっても、電流バランスが取れていれば、過電
流検知信号ＯＣ１，ＯＣ２，ＯＣ３は発生することがな
い。Therefore, the switching elements 22A, 22
B, 22C are connected in parallel, the current flowing through the power converter is an overcurrent protection level of the power converter itself, if the current is balanced, overcurrent detection is possible. The signals OC1, OC2 and OC3 are never generated.
【００２２】ところが、なんらかの原因で、過電流保護
レベル以下の電流が流れている状態で、スイッチング素
子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの間の電流バランスが崩れ、
例えばスイッチング素子２２Ａに１２０Ａの電流が流れ
ると、ラッチ回路２５Ａが動作し、表示回路２６Ａでス
イッチング素子２２Ａの異常を表示すると共に、ＯＲゲ
―ト２８，２９を介して、過電流保護指令ＯＣＰが発せ
られ全てのスイッチング素子のゲ―トはブロックされて
保護動作が行われる。However, for some reason, the current balance between the switching elements 22A, 22B, and 22C is disturbed when a current below the overcurrent protection level is flowing.
For example, when a current of 120A flows to the switching element 22A, the latch circuit 25A operates, the abnormality of the switching element 22A is displayed on the display circuit 26A, and the overcurrent protection command OCP is sent via the OR gates 28 and 29. The gates of all the switching elements that are emitted are blocked and a protective operation is performed.
【００２３】一方、電力変換器に電力変換器自体の過電
流保護レベルの電流が流れると、装置の過電流検出信号
ＯＣＩが発せられ（後述するが、この時ＴＥＳＴ信号は
０になっている）ＡＮＤゲ―ト３２及びＯＲゲ―ト２９
を介して前述と同様に過電流保護指令ＯＣＰが発せられ
全てのスイッチング素子のゲ―トはブロックされて保護
動作が行われる。On the other hand, when a current of the overcurrent protection level of the power converter itself flows through the power converter, an overcurrent detection signal OCI of the device is issued (the TEST signal is 0 at this time, which will be described later). AND gate 32 and OR gate 29
Similarly to the above, the overcurrent protection command OCP is issued via, and the gates of all the switching elements are blocked to perform the protection operation.
【００２４】このように、電力変換器のア―ムをスイッ
チング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを並列接続して構成
した電力変換器において、電力変換器自体の過電流保護
レベル以上の過電流保護及び、スイッチング素子２２
Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ間の規定値を超えた電流アンバラン
スからの保護が可能で、又、電流アンバランスを生じた
スイッチング素子を判別することも出来る。As described above, in the power converter in which the arm of the power converter is formed by connecting the switching elements 22A, 22B and 22C in parallel, the overcurrent protection above the overcurrent protection level of the power converter itself, and Switching element 22
It is possible to protect from the current imbalance exceeding the specified value among A, 22B, and 22C, and it is also possible to identify the switching element that has caused the current imbalance.
【００２５】前述の実施例においては、電力変換器の電
源装置及び負荷装置については説明していないが、通常
は、電力変換器の過電流保護レベル程度の電流が流れて
も良い様に設計されている。Although the power supply device and the load device of the power converter are not described in the above-mentioned embodiments, normally, the power converter is designed so that a current equivalent to the overcurrent protection level of the power converter may flow. ing.
【００２６】例えば、スイッチング素子２２Ａ，２２
Ｂ，２２Ｃの定格電流を１００Ａとすれば、電力変換器
の過電流保護レベルは３・１００Ａ・０．９＝２７０Ａ
程度に設定される。For example, the switching elements 22A, 22
Assuming that the rated currents of B and 22C are 100A, the overcurrent protection level of the power converter is 3.100A.0.9 = 270A.
It is set to a degree.
【００２７】従って、従来は、電力変換器として２７０
Ａ程度の電流しか流せないように設計されている。しか
るに、本発明の他の実施例においては、電力変換器の保
護レベル以上、即ち２７０Ａ以上の任意可変の過電流を
流すことが可能な電源装置又は負荷装置を具備してい
る。Therefore, in the past, 270 was used as a power converter.
It is designed so that only a current of about A can flow. However, another embodiment of the present invention is provided with a power supply device or a load device capable of flowing an arbitrarily variable overcurrent of the protection level of the power converter or higher, that is, 270A or higher.
【００２８】これにより、スイッチング素子２２Ａ，２
２Ｂ，２２Ｃの電流バランスが規定値内にあるか否かを
チェックすることが出来る。更に又、スイッチング素子
間の電流バランスが規定値内にあるものを揃えるための
チェック装置としても使用できる。As a result, the switching elements 22A, 2
It is possible to check whether the current balance of 2B and 22C is within the specified value. Furthermore, it can also be used as a checking device for aligning current balances between switching elements within a specified value.
【００２９】以下、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，
２２Ｃの電流バランスが規定値内にあるか否かをチェッ
クすることが出来る、本発明の他の実施例を、図１を参
照して説明する。電力変換器に３５０Ａの電流を流した
場合、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの電流
バランスが取れていれば、それぞれのスイッチング素子
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃには約１１７Ａの電流が流れ
る。一方、過電流検知レベルは１４０Ａであるので、過
電流信号ＯＣ１，ＯＣ２，ＯＣ３は発生しない。Hereinafter, the switching elements 22A, 22B,
Another embodiment of the present invention capable of checking whether the current balance of 22C is within a specified value will be described with reference to FIG. When a current of 350 A is applied to the power converter, if the currents of the switching elements 22A, 22B, 22C are balanced, a current of about 117A flows through each of the switching elements 22A, 22B, 22C. On the other hand, since the overcurrent detection level is 140 A, the overcurrent signals OC1, OC2, OC3 are not generated.
【００３０】ところが、電力変換器に３５０Ａの電流を
流した場合、スイッチング素子２２Ａに１４５Ａ，スイ
ッチング素子２２Ｂに１１０Ａ，スイッチング素子２２
Ｃに９５Ａの電流が流れると、表示回路２６Ａがスイッ
チング素子２２Ｃの電流バランスの異常を表示し、又、
ＯＲゲ―ト２８，２９を介して過電流保護指令ＯＣＰが
出されスイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃはゲ―
トブロックされて保護される。一方、電流バランスのチ
ェックであれば、ＴＥＳＴ信号が「１」であるため、Ａ
ＮＤゲ―ト３０を介して電流バランス異常信号ＵＢが出
される。However, when a current of 350 A is applied to the power converter, 145 A is applied to the switching element 22A, 110 A is applied to the switching element 22B, and the switching element 22 is applied.
When a current of 95 A flows to C, the display circuit 26A displays an abnormality in the current balance of the switching element 22C, and
An overcurrent protection command OCP is issued via the OR gates 28 and 29, and the switching elements 22A, 22B and 22C are gated.
Blocked and protected. On the other hand, if the current balance is checked, the TEST signal is "1".
The current balance abnormality signal UB is issued via the ND gate 30.
【００３１】ＴＥＳＴ信号が「０」の場合、ＮＯＴゲ―
ト３１の出力信号は「１」のため、電力変換器に過電流
保護レベルの電流が流れると、ＡＮＤゲ―ト３２及びＯ
Ｒゲ―ト２９を介して過電流保護指令ＯＣＰが出され
る。When the TEST signal is "0", NOT gate
Since the output signal of the gate 31 is "1", if an overcurrent protection level current flows through the power converter, AND gate 32 and O
An overcurrent protection command OCP is issued via the R gate 29.
【００３２】このよう、本発明の他の実施例によれば、
電力変換器のア―ムを複数個のスイッチング素子を並列
接続して構成する場合、スイッチング素子間の電流バラ
ンスが規定値内にあるか否かをチェックすることができ
る。Thus, according to another embodiment of the present invention,
When the arm of the power converter is configured by connecting a plurality of switching elements in parallel, it is possible to check whether the current balance between the switching elements is within a specified value.
【００３３】又、図１の回路において例えば、ＯＲゲ―
ト２９，ＡＮＤゲ―ト３０，ＮＯＴゲ―ト３１，及びＡ
ＮＤゲ―ト３２を省略し、ＯＲゲ―ト２８の出力信号を
過電流保護指令ＯＣＰとして用いれば、スイッチング素
子間の電流バランスが規定値内にあるものを揃えるため
のチェック装置としても使用できる。コレクタ側母線２
０とエミッタ側母線２１間に電流バランスをチェックす
るスイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを接続し、
前記同様の電流を供給し、ラッチ回路が動作しなけれ
ば、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは電流バ
ランスが規定値内にあるものと判定し、このチェックに
合格したスイッチング素子を並列接続して電力変換器を
構成すれば、電流バランスの良い電力変換器を提供する
ことができる。In the circuit of FIG. 1, for example, an OR gate
29, AND gate 30, NOT gate 31, and A
If the ND gate 32 is omitted and the output signal of the OR gate 28 is used as the overcurrent protection command OCP, it can be used as a check device for aligning the current balances between the switching elements within the specified value. . Collector side bus 2
The switching elements 22A, 22B and 22C for checking the current balance are connected between 0 and the emitter-side bus 21,
If the same current is supplied and the latch circuit does not operate, the switching elements 22A, 22B, 22C determine that the current balance is within the specified value, and the switching elements that pass this check are connected in parallel to generate power. By configuring the converter, it is possible to provide a power converter with good current balance.
【００３４】以上述べたように、並列スイッチング素子
に電流検知形ＩＧＢＴを適用し、各スイッチング素子が
過電流を検出したことを検知する保持回路を設け、スイ
ッチング素子の並列数と電流アンバランス許容値より決
定される過電流を装置に流す機能を具備し、過電流を検
出した素子はリジェクトする様な試験方法を採用するこ
とにより、並列素子の電流バランスを改善して装置の信
頼性を増すことができる。As described above, the current detection type IGBT is applied to the parallel switching elements, the holding circuit for detecting that each switching element detects the overcurrent is provided, and the parallel number of the switching elements and the current imbalance allowable value are set. By improving the current balance of parallel elements and increasing the reliability of the equipment by adopting a test method that has a function to pass the overcurrent determined by the device to the equipment and rejects the element that detected the overcurrent. You can
【００３５】以上述べた実施例は、変換回路は直流を交
流に変換するインバ―タ回路はもとより、直流を直流に
変換するチョッパ回路、交流を直流に変換するコンバ―
タ回路等、過電流検出機能を有するスイッチング素子を
複数個並列接続してア―ムを構成する変換回路には全て
適用可能である。又、スイッチング素子の並列数は３個
で説明したが、並列数を限定するものではない。In the embodiments described above, the conversion circuit is not only an inverter circuit for converting direct current into alternating current, but also a chopper circuit for converting direct current into direct current and a converter for converting alternating current into direct current.
The present invention can be applied to all conversion circuits such as a switching circuit which forms an arm by connecting a plurality of switching elements having an overcurrent detection function in parallel. Further, the number of parallel switching elements has been described as three, but the number of parallel switching elements is not limited.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明のように、請求項１の本発明に
よれば、インバ―タ等の電力変換器のア―ムを、過電流
検知機能を有するスイッチング素子を複数個並列接続し
て成るスイッチング回路にて構成することにより、スイ
ッチグ素子間の電流バランスが規定値を超えると、ゲ―
トブロックにより装置が保護され、異常となったスイッ
チング素子が表示され、正常なものと直に交換できるた
め、信頼性を向上できる。As described above, according to the present invention of claim 1, a plurality of switching elements having an overcurrent detection function are connected in parallel to the arm of a power converter such as an inverter. If the current balance between the switching elements exceeds the specified value, the
The device is protected by the lock block, the abnormal switching element is displayed, and it can be directly replaced with a normal one, so that the reliability can be improved.
【００３７】又、請求項２の本発明によれば、インバ―
タ等の電力変換器のア―ムを、過電流検知機能を有する
スイッチング素子を複数個並列接続して成るスイッチン
グ回路にて構成することにより、スイッチグ素子間の電
流バランスが規定値内にあるか否かをチェックすること
が出来と共に、スイッチング回路単独で、過電流検知機
能を有するスイッチング素子を複数個並列接続する場合
に、スイッチング素子間の電流バランスが規定値以内に
あるか否かを試験出来るためスイッチング回路を試験装
置としても使用でき、これによって電流バランスが規定
値以内にあるスイッチング素子を選別することができ、
これらのスイッチング素子で電力変換器を構成すれば、
その信頼性を向上出来る。According to the present invention of claim 2, the inverter is
Is the current balance between the switching elements within the specified value by configuring the arm of the power converter, such as a power converter, with a switching circuit composed of multiple switching elements with an overcurrent detection function connected in parallel? It is possible to check whether or not the current balance between switching elements is within the specified value when multiple switching elements with overcurrent detection function are connected in parallel with the switching circuit alone. Therefore, the switching circuit can also be used as a test device, which makes it possible to select switching elements whose current balance is within the specified value.
If you configure a power converter with these switching elements,
The reliability can be improved.
【図１】本発明の一実施例を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】［図１］の並列スイッチング素子選択回路の具
体的一例を示したブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of a parallel switching element selection circuit of FIG.
【図３】［図１］の並列スイッチング素子選択回路の他
の実施例を示したブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the parallel switching element selection circuit of FIG.
【図４】本発明に適用する保護検出機能付スイッチング
素子の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a switching element with a protection detection function applied to the present invention.
２０ …コレクタ側母線 ２１ …エミッタ側母線 ２２Ａ〜２２Ｃ …保護検出機能付スイッチング素子 ２３ …ゲ―ト駆動回路 ２４Ａ〜２４Ｃ …ゲ―ト抵抗 ２５Ａ〜２５Ｃ …ラッチ回路 ２６Ａ〜Ｃ２６ …表示回路 ２７ …ゲ―ト制御回路 ２８，２９ …ＯＲゲ―ト ３０，３２ …ＡＮＤゲ―ト ３１ …ＮＯＴゲ―ト ＯＣ１〜ＯＣ３ …過電流信号 ＯＣＰ …過電流保護指令 ＯＣＩ …装置過電流検出信号 ＵＢ …電流バランス異常信号 ＴＥＳＴ …チェック信号 20 ... Collector-side bus 21 ... Emitter-side bus 22A-22C ... Switching element with protection detection function 23 ... Gate drive circuit 24A-24C ... Gate resistance 25A-25C ... Latch circuit 26A-C26 ... Display circuit 27 ... Gate -Gate control circuit 28,29 ... OR gate 30,32 ... AND gate 31 ... NOT gate OC1 to OC3 ... Overcurrent signal OCP ... Overcurrent protection command OCI ... Device overcurrent detection signal UB ... Current balance Abnormal signal TEST ... Check signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 17/08 Ｃ 9184−5Ｊ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H03K 17/08 C 9184-5J
Claims (2)
素子を複数個並列接続して成るスイッチング回路におい
て、前記スイッチング素子の各々の過電流検知信号を個
別に検出し、前記スイッチング素子が過電流を検知した
か否かを記憶するラッチ回路と、該ラッチ回路の出力を
表示する表示回路と、前記スイッチング素子のいずれか
が過電流検知信号を発生した際に、前記スイッチング素
子のゲ―ト信号をブロックする回路を具備したスイッチ
ング回路。1. In a switching circuit comprising a plurality of switching elements having an overcurrent detection function connected in parallel, an overcurrent detection signal of each of the switching elements is individually detected, and the switching element detects an overcurrent. A latch circuit for storing whether or not the output signal of the latch circuit is displayed, and a gate signal for the switching element is blocked when one of the switching elements generates an overcurrent detection signal. Switching circuit equipped with a circuit.
素子を複数個並列接続して成るスイッチング回路におい
て、前記スイッチング素子の各々の過電流検知信号を個
別に検出し、各々のスイッチング素子が過電流を検知し
たか否かを記憶するラッチ回路と、該ラッチ回路の内容
を表示する表示回路と、前記スイッチング素子のいずれ
かが過電流検知信号を発生した際に、前記スイッチング
素子のゲ―ト信号をブロックする回路と、前記スイッチ
ング回路で構成される装置の過電流保護レベル以上の任
意可変の過電流を前記スイッチング回路に流すことが可
能な電源装置又は負荷装置を具備したスイッチング回
路。2. A switching circuit comprising a plurality of switching elements having an overcurrent detection function connected in parallel, wherein an overcurrent detection signal of each of the switching elements is individually detected, and each switching element detects an overcurrent. And a display circuit for displaying the contents of the latch circuit, and a gate signal of the switching element is blocked when one of the switching elements generates an overcurrent detection signal. And a power supply device or a load device capable of causing an arbitrary variable overcurrent of an overcurrent protection level of a device configured by the switching circuit to flow through the switching circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186521A JPH0746821A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186521A JPH0746821A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Switching circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0746821A true JPH0746821A (en) | 1995-02-14 |
Family
ID=16189958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5186521A Pending JPH0746821A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Switching circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746821A (en) |
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-
1993
- 1993-07-29 JP JP5186521A patent/JPH0746821A/en active Pending
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