JPH10341578A - インバータ装置のアーム短絡検出回路 - Google Patents
インバータ装置のアーム短絡検出回路Info
- Publication number
- JPH10341578A JPH10341578A JP9149257A JP14925797A JPH10341578A JP H10341578 A JPH10341578 A JP H10341578A JP 9149257 A JP9149257 A JP 9149257A JP 14925797 A JP14925797 A JP 14925797A JP H10341578 A JPH10341578 A JP H10341578A
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータ装置のアーム短絡現象の検出回路
には、従来は電流検出装置が不可欠で、そのため回路構
成が複雑化せざるを得なかった。 【解決手段】 アームのスイッチング素子6のオンオフ
を制御するゲートコントロール信号21の変化するタイ
ミングと、インバータ50の出力電圧22の変化するタ
イミングとを比較監視し、両者に所定以上の時間差が生
じたときアーム短絡であると見なす電圧比較装置10を
設けた。
には、従来は電流検出装置が不可欠で、そのため回路構
成が複雑化せざるを得なかった。 【解決手段】 アームのスイッチング素子6のオンオフ
を制御するゲートコントロール信号21の変化するタイ
ミングと、インバータ50の出力電圧22の変化するタ
イミングとを比較監視し、両者に所定以上の時間差が生
じたときアーム短絡であると見なす電圧比較装置10を
設けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はインバータ装置の
保護システム、詳しくはアームの短絡現象を検出する回
路に関するものである。
保護システム、詳しくはアームの短絡現象を検出する回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5はインバータ装置50における従来
のアーム短絡検出回路である。図に於いて、1は直流電
源であるコンバータ、2はコンバータ1の直流出力を平
滑するコンデンサ、3はコンバータ1の直流出力のP側
導体、4は同じくN側導体、5はP側導体3とN側導体
4の間のPN間分圧抵抗である。6はインバータ50の
アームを構成するP側スイッチング素子、7は同じくN
側スイッチング素子である。11はP側スイッチング素
子6とN側スイッチング素子7との接続点でもあるイン
バータ交流出力端子(以下出力端子という)である。8
は出力端子11とN側導体4との間に挿入された出力電
圧分圧抵抗、9はPN間分圧抵抗5の分圧点と出力電圧
分圧抵抗8の分圧点との電圧を比較する電圧監視装置、
12はコンデンサ2に流れる電流の検出装置、13は電
流検出装置12が検出した電流信号の監視装置である。
14はスイッチング素子6、7にオンオフするためのゲ
ートコントロール信号を与えるゲート出力装置である。
コンバータ1とコンデンサ2とP側スイッチング素子6
とN側スイッチング素子7とでインバータ50を構成し
ている。
のアーム短絡検出回路である。図に於いて、1は直流電
源であるコンバータ、2はコンバータ1の直流出力を平
滑するコンデンサ、3はコンバータ1の直流出力のP側
導体、4は同じくN側導体、5はP側導体3とN側導体
4の間のPN間分圧抵抗である。6はインバータ50の
アームを構成するP側スイッチング素子、7は同じくN
側スイッチング素子である。11はP側スイッチング素
子6とN側スイッチング素子7との接続点でもあるイン
バータ交流出力端子(以下出力端子という)である。8
は出力端子11とN側導体4との間に挿入された出力電
圧分圧抵抗、9はPN間分圧抵抗5の分圧点と出力電圧
分圧抵抗8の分圧点との電圧を比較する電圧監視装置、
12はコンデンサ2に流れる電流の検出装置、13は電
流検出装置12が検出した電流信号の監視装置である。
14はスイッチング素子6、7にオンオフするためのゲ
ートコントロール信号を与えるゲート出力装置である。
コンバータ1とコンデンサ2とP側スイッチング素子6
とN側スイッチング素子7とでインバータ50を構成し
ている。
【0003】次に動作について説明する。インバータ装
置50が正常に動作中は、P側スイッチング素子6とN
側スイッチング素子7は基本的には交互にオンオフを繰
返し、両者が同時にオンすることはない。出力端子11
から出力される電流は図示しない負荷を経由して流れて
いる。アーム短絡現象とは、通常同時にオンオフするは
ずのないP側スイッチング素子6とN側スイッチング素
子7が、何らかの誤動作により同時にオンしてしまい、
PN間(P側導体3からN側導体4)に負荷を経由せず
直接、過大な電流が流れ、やがてP側スイッチング素子
6あるいはN側スイッチング素子7が破壊に至るもので
ある。このようにアーム短絡が生じたときは、PNスイ
ッチング素子6、7が破壊される前に、素早く検出し
て、例えばゲート出力装置14の動作を停止し、PNス
イッチング素子6、7の動作を停止するなどの処置をと
ることが必要である。
置50が正常に動作中は、P側スイッチング素子6とN
側スイッチング素子7は基本的には交互にオンオフを繰
返し、両者が同時にオンすることはない。出力端子11
から出力される電流は図示しない負荷を経由して流れて
いる。アーム短絡現象とは、通常同時にオンオフするは
ずのないP側スイッチング素子6とN側スイッチング素
子7が、何らかの誤動作により同時にオンしてしまい、
PN間(P側導体3からN側導体4)に負荷を経由せず
直接、過大な電流が流れ、やがてP側スイッチング素子
6あるいはN側スイッチング素子7が破壊に至るもので
ある。このようにアーム短絡が生じたときは、PNスイ
ッチング素子6、7が破壊される前に、素早く検出し
て、例えばゲート出力装置14の動作を停止し、PNス
イッチング素子6、7の動作を停止するなどの処置をと
ることが必要である。
【0004】従来のインバータ50には、アーム短絡時
に、出力電圧の低下や、PN間電圧の低下を電圧監視装
置9により検出するものもあるが、インバータ出力は変
化するものであるから、図5のように、信頼性を高める
ため、コンデンサ2から大電流が放電されるのを監視し
電流値が一定値を越えるとP側スイッチング素子6、N
側スイッチング素子7の両方をオフさせ、スイッチング
素子の破壊を保護する回路を用いることが不可欠であっ
た。なお、従来のアーム短絡検出回路としては例えば特
開平5−219752号公報に示されているように電流
検出器を用いないものもあるが、複雑高級な判断回路を
用いるため回路が複雑であるという問題がある。
に、出力電圧の低下や、PN間電圧の低下を電圧監視装
置9により検出するものもあるが、インバータ出力は変
化するものであるから、図5のように、信頼性を高める
ため、コンデンサ2から大電流が放電されるのを監視し
電流値が一定値を越えるとP側スイッチング素子6、N
側スイッチング素子7の両方をオフさせ、スイッチング
素子の破壊を保護する回路を用いることが不可欠であっ
た。なお、従来のアーム短絡検出回路としては例えば特
開平5−219752号公報に示されているように電流
検出器を用いないものもあるが、複雑高級な判断回路を
用いるため回路が複雑であるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のアーム短絡検出
装置は以上のように構成されているので、電流検出装置
が必要であり、回路構成が複雑になるという問題があっ
た。
装置は以上のように構成されているので、電流検出装置
が必要であり、回路構成が複雑になるという問題があっ
た。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電流検出装置を必要としないア
ーム短絡検出装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、電流検出装置を必要としないア
ーム短絡検出装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係るインバ
ータ装置のアーム短絡現象を検出するアーム短絡検出回
路は、アームを構成するスイッチング素子のオンオフ動
作によって出力される出力電圧波形を前記インバータ装
置に供給される直流電圧と比較して比較による出力信号
を形成する電圧監視装置と、前記比較による出力信号の
変化するタイミングと前記スイッチング素子のゲートコ
ントロール信号波形の変化するタイミングとを比較し、
そのタイミングに所定の時間以上のずれが生じたとき警
報を発する電圧比較装置とを有するものである。
ータ装置のアーム短絡現象を検出するアーム短絡検出回
路は、アームを構成するスイッチング素子のオンオフ動
作によって出力される出力電圧波形を前記インバータ装
置に供給される直流電圧と比較して比較による出力信号
を形成する電圧監視装置と、前記比較による出力信号の
変化するタイミングと前記スイッチング素子のゲートコ
ントロール信号波形の変化するタイミングとを比較し、
そのタイミングに所定の時間以上のずれが生じたとき警
報を発する電圧比較装置とを有するものである。
【0008】第2の発明によるアーム短絡検出回路の電
圧比較装置は、警報を発する所定時間を任意の長さに設
定できる可変設定器を有するものである。
圧比較装置は、警報を発する所定時間を任意の長さに設
定できる可変設定器を有するものである。
【0009】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1のアーム
短絡検出回路を図により説明する。図1はこの発明にお
けるインバータ装置のアーム短絡検出回路であり、図1
において、1は直流電源であるコンバータ、2はコンバ
ータ1の直流出力を平滑するコンデンサ、3はコンバー
タ1の直流出力のP側導体、4は同じくN側導体、5は
P側導体3とN側導体4の間のPN間分圧抵抗である。
6はインバータ50のアームを構成するP側スイッチン
グ素子、7は同じくN側スイッチング素子である。11
はP側スイッチング素子6とN側スイッチング素子7と
の接続点でもあるインバータ交流出力端子(以下出力端
子)である。
短絡検出回路を図により説明する。図1はこの発明にお
けるインバータ装置のアーム短絡検出回路であり、図1
において、1は直流電源であるコンバータ、2はコンバ
ータ1の直流出力を平滑するコンデンサ、3はコンバー
タ1の直流出力のP側導体、4は同じくN側導体、5は
P側導体3とN側導体4の間のPN間分圧抵抗である。
6はインバータ50のアームを構成するP側スイッチン
グ素子、7は同じくN側スイッチング素子である。11
はP側スイッチング素子6とN側スイッチング素子7と
の接続点でもあるインバータ交流出力端子(以下出力端
子)である。
【0010】8は出力端子11とN側導体4との間に挿
入された出力電圧分圧抵抗、9はPN間分圧抵抗5の分
圧点と出力電圧分圧抵抗8の分圧点との電圧を比較する
電圧監視装置、10は比較出力23とゲートコントロー
ル信号21の有無を比較してその差が(一方の信号があ
るのに他方の信号がない状態)が、あらかじめ定めた所
定の時間以上続けば警報を発するものである。14はス
イッチング素子6、7にオンオフするためのゲートコン
トロール信号を与えるゲート出力装置である。コンバー
タ1とコンデンサ2とP側スイッチング素子6とN側ス
イッチング素子7とでインバータ50を構成している。
入された出力電圧分圧抵抗、9はPN間分圧抵抗5の分
圧点と出力電圧分圧抵抗8の分圧点との電圧を比較する
電圧監視装置、10は比較出力23とゲートコントロー
ル信号21の有無を比較してその差が(一方の信号があ
るのに他方の信号がない状態)が、あらかじめ定めた所
定の時間以上続けば警報を発するものである。14はス
イッチング素子6、7にオンオフするためのゲートコン
トロール信号を与えるゲート出力装置である。コンバー
タ1とコンデンサ2とP側スイッチング素子6とN側ス
イッチング素子7とでインバータ50を構成している。
【0011】図2は比較による出力信号23の生成方法
について説明する図である。図1において、電圧監視装
置9によりPN間電圧と出力電圧22とを比較し、比較
による出力信号23を作成する。比較による出力信号2
3は、図2の出力電圧の波形22において出力電圧のN
電位とP電位の中点電位より上か下かでゼロレベル又は
1レベルに変化するように生成する。
について説明する図である。図1において、電圧監視装
置9によりPN間電圧と出力電圧22とを比較し、比較
による出力信号23を作成する。比較による出力信号2
3は、図2の出力電圧の波形22において出力電圧のN
電位とP電位の中点電位より上か下かでゼロレベル又は
1レベルに変化するように生成する。
【0012】図3はこの発明におけるアーム短絡検出に
おけるタイミング説明図であり、短絡が生じていない場
合と生じた場合の両方を示している。21はスイッチン
グ素子6のゲートコントロール信号の波形、22は出力
端子11の出力電圧の波形、23は電圧監視装置9の比
較による出力の波形である。
おけるタイミング説明図であり、短絡が生じていない場
合と生じた場合の両方を示している。21はスイッチン
グ素子6のゲートコントロール信号の波形、22は出力
端子11の出力電圧の波形、23は電圧監視装置9の比
較による出力の波形である。
【0013】図3で比較による出力信号23とスイッチ
ング素子6のゲートコントロール信号波形21とを比較
し、そのオンオフの時間的差が許容時間を超えると出力
指令どおりの動作をしていないと判断してアーム短絡が
生じていると判定する。即ち、図3で28はゲートコン
トロール信号21があるのに比較による出力信号23が
ない状態を、29はゲートコントロール信号21がない
のに比較による出力信号23がある状態を示し、いずれ
も、ゲートコントロール信号21と比較による出力信号
23の間に時間差が生じている状態を示している。この
時間差は装置が正常なときにも、スイッチング素子の動
作遅れなどにより若干はあるのが普通であるが、正常で
あれば所定値以内であるので、あらかじめ定めた所定の
時間より長くなればアーム短絡が生じたものと見なすの
である。
ング素子6のゲートコントロール信号波形21とを比較
し、そのオンオフの時間的差が許容時間を超えると出力
指令どおりの動作をしていないと判断してアーム短絡が
生じていると判定する。即ち、図3で28はゲートコン
トロール信号21があるのに比較による出力信号23が
ない状態を、29はゲートコントロール信号21がない
のに比較による出力信号23がある状態を示し、いずれ
も、ゲートコントロール信号21と比較による出力信号
23の間に時間差が生じている状態を示している。この
時間差は装置が正常なときにも、スイッチング素子の動
作遅れなどにより若干はあるのが普通であるが、正常で
あれば所定値以内であるので、あらかじめ定めた所定の
時間より長くなればアーム短絡が生じたものと見なすの
である。
【0014】図3の30はアーム短絡が生じたタイミン
グを示している。この時ゲートコントロール信号21が
立ち下がっていないのに比較による出力信号23が立ち
下がった状態が発生(図中31で示す)し、しかも長く
続くから、これによりアーム短絡が生じたと判定するこ
とが出来る。
グを示している。この時ゲートコントロール信号21が
立ち下がっていないのに比較による出力信号23が立ち
下がった状態が発生(図中31で示す)し、しかも長く
続くから、これによりアーム短絡が生じたと判定するこ
とが出来る。
【0015】実施の形態2.実施の形態1に言う所定の
時間は、スイッチング素子の特性差やインバータ回路全
体の構成の差により変化するので、図4に示すように電
圧比較装置10に所定時間を任意の長さに設定できる可
変設定器33を設けても良い。
時間は、スイッチング素子の特性差やインバータ回路全
体の構成の差により変化するので、図4に示すように電
圧比較装置10に所定時間を任意の長さに設定できる可
変設定器33を設けても良い。
【0016】図1では、ゲートコントロール信号として
P側スイッチング素子6に入力される信号を用いたが、
これに限るものではない。また、出力はスイッチング素
子6、7の中点とN側導体4との間であるとして説明し
たが、スイッチング素子6、7と同様の構成を複数回路
有し、各スイッチング素子の中点の間が出力であるイン
バータにおいても同様に構成することが出来る。
P側スイッチング素子6に入力される信号を用いたが、
これに限るものではない。また、出力はスイッチング素
子6、7の中点とN側導体4との間であるとして説明し
たが、スイッチング素子6、7と同様の構成を複数回路
有し、各スイッチング素子の中点の間が出力であるイン
バータにおいても同様に構成することが出来る。
【0017】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば電流検
出装置を用いないでアーム短絡検出が可能となるので、
装置が簡単に構成できると言う効果がある。
出装置を用いないでアーム短絡検出が可能となるので、
装置が簡単に構成できると言う効果がある。
【0018】第2の発明によれば、所定時間を任意に設
定できるので、スイッチング素子の特性の変更やインバ
ータ装置の構成の変更にも対応できるという効果を有す
る。
定できるので、スイッチング素子の特性の変更やインバ
ータ装置の構成の変更にも対応できるという効果を有す
る。
【図1】 この発明の実施の形態1によるインバータ装
置のアーム短絡検出回路の構成図である。
置のアーム短絡検出回路の構成図である。
【図2】 図1の回路の電圧監視装置の動作を説明する
波形図である。
波形図である。
【図3】 図1の回路の動作を説明する波形タイミング
説明図である。
説明図である。
【図4】 実施の形態2によるアーム短絡検出回路の構
成図である。
成図である。
【図5】 従来のアーム短絡検出回路の構成図である。
1:コンバータ 2:コンデンサ 5:PN間分圧抵抗 6:P側スイッ
チング素子 7:N側スイッチング素子 8:出力電圧分
圧抵抗 9:電圧監視装置 10:電圧比較装
置 21:ゲートコントロール信号 23:比較による出力信号 50:インバー
タ
チング素子 7:N側スイッチング素子 8:出力電圧分
圧抵抗 9:電圧監視装置 10:電圧比較装
置 21:ゲートコントロール信号 23:比較による出力信号 50:インバー
タ
Claims (2)
- 【請求項1】 インバータ装置のアーム短絡現象を検出
するアーム短絡検出回路であって、 前記アームを構成するスイッチング素子のオンオフ動作
によって出力される出力電圧波形を前記インバータ装置
に供給される直流電圧と比較して比較による出力信号を
形成する電圧監視装置と、 前記比較による出力信号の変化するタイミングと前記ス
イッチング素子のゲートコントロール信号波形の変化す
るタイミングとを比較し、そのタイミングに所定の時間
以上のずれが生じたとき警報を発する電圧比較装置とを
有することを特徴とするインバータ装置のアーム短絡検
出回路。 - 【請求項2】 電圧比較装置は警報を発する所定時間を
任意の長さに設定できる可変設定器を有することを特徴
とする請求項1に記載のインバータ装置のアーム短絡検
出回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9149257A JPH10341578A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | インバータ装置のアーム短絡検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9149257A JPH10341578A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | インバータ装置のアーム短絡検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10341578A true JPH10341578A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15471310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9149257A Pending JPH10341578A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | インバータ装置のアーム短絡検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10341578A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010002826A (ko) * | 1999-06-18 | 2001-01-15 | 이형도 | 암쇼트 판별회로 |
JP2004328329A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
CN110376956A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 三级栅极监控 |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP9149257A patent/JPH10341578A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010002826A (ko) * | 1999-06-18 | 2001-01-15 | 이형도 | 암쇼트 판별회로 |
JP2004328329A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
CN110376956A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 三级栅极监控 |
CN110376956B (zh) * | 2018-04-13 | 2022-02-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 三级栅极监控 |
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