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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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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