JPH1127853A - 主回路電源の保護回路 - Google Patents

主回路電源の保護回路

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JPH1127853A
JPH1127853A JP17435197A JP17435197A JPH1127853A JP H1127853 A JPH1127853 A JP H1127853A JP 17435197 A JP17435197 A JP 17435197A JP 17435197 A JP17435197 A JP 17435197A JP H1127853 A JPH1127853 A JP H1127853A
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JP
Japan
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current
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output
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power supply
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Application number
JP17435197A
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English (en)
Inventor
Kazuo Sato
一男 佐藤
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の異常や主回路電源の故障等によって負
荷の入力に過大な電流が流れる場合でも、簡単かつ低コ
ストの回路付加で、電流を制限して確実に保護し得る主
回路電源の保護回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 三相交流を直流に変換するコンバータ1
01と、漏れ電流防止用のダイオード102と、平滑用
のメインコンデンサ103と、ダイオード102の入出
力間電圧を検出するA/Dコンバータ104と、検出さ
れた電圧VDに基づいてダイオード102を流れる電流
IDを検知し、該電流IDが所定値を越える場合には、
コンバータ101のスイッチング素子をオフにしてコン
バータ101の出力電流IDを制限するマイクロプロセ
ッサ105と、コンバータ回路101のスイッチング素
子を駆動するドライバ106とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
を使用して交流を直流に変換するコンバータを備えたサ
ーボ制御装置やインバータ制御装置の主回路電源の保護
回路に係り、特に、負荷の異常や主回路電源の故障等に
よって負荷の入力に過大な電流が流れる場合でも、簡単
かつ低コストの回路付加で、電流を制限して確実に保護
し得る主回路電源の保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のサーボ制御装置やインバータ制御
装置の主回路電源としては、例えば図3に示すようなも
のがある。図3において、本従来例の主回路電源は、サ
イリスタを使用して三相交流を直流に変換するコンバー
タ101と、R相、S相、T相の交流入力を検出する際
の漏れ電流防止用ダイオード102と、平滑用のメイン
コンデンサ103とを備え、サーボ制御装置やインバー
タ制御装置である負荷110に直流を供給する構成であ
る。このような従来の主回路電源にあっては、負荷11
0が大きく、該負荷110への入力電流が大きい場合に
は、負荷110内での過電流や過負荷等を検出して異常
を判断し、該負荷110への主回路電源による電源供給
を遮断していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の主回路電源にあっては、何らかの原因によって負荷
110が短絡したり、また主回路の故障等によって、電
源入力に過大な電流が流れた場合に保護できないという
問題点があった。本発明は、上記従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、負荷の異常や主回路の故障等に
よって入力に過大な電流が流れる場合でも、簡単かつ低
コストの回路付加で、電流を制限して確実に保護し得る
主回路電源の保護回路を提供することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係る主回路電源の保護回路は、
スイッチング素子を使用して交流を直流に変換するコン
バータを備えた主回路電源の保護回路において、前記コ
ンバータの出力に直列接続される素子と、前記素子の入
出力間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出
手段により検出された電圧に基づいて前記素子を流れる
電流を検知し、該電流が所定値を越える場合には、前記
スイッチング素子をオフ制御して前記コンバータの出力
電流を制限する制御手段とを具備するものである。ま
た、請求項2に係る主回路電源の保護回路は、請求項1
に記載の主回路電源の保護回路において、前記制御手段
は、前記素子の周囲温度に基づき前記検知した電流値を
補正するものである。本発明の請求項1に係る主回路電
源の保護回路では、コンバータの出力に直列接続される
素子の入出力間の電圧を電圧検出手段により検出し、制
御手段により、電圧検出手段により検出された電圧に基
づいて素子を流れる電流を検知し、該電流が所定値を越
える場合には、コンバータのスイッチング素子をオフ制
御してコンバータの出力電流を制限するようにしてい
る。これにより、負荷の異常や主回路の故障等によって
入力に過大な電流が流れる場合でも、負荷への入力電流
を制限して確実に保護することができる。また、素子を
交流入力を検出する際の漏れ電流防止用ダイオードによ
り、電圧検出手段をコンバータの入力および出力電圧を
検知するA/Dコンバータにより、制御手段をコンバー
タのスイッチング素子のオフ/オフ制御を行うマイクロ
プロセッサにより、それぞれ構成すれば、主回路電源投
入回路等の既に他の機能を実現するために付加されてい
る構成要素を流用して本発明の主回路電源の保護回路を
実現でき、簡単かつ低コストの回路付加で実現可能とな
る。また、請求項2に係る主回路電源の保護回路では、
制御手段は、素子の周囲温度に基づき検知した電流値を
補正するようにしている。これにより、素子の電流−電
圧特性が周囲温度によって変化するような素子を使用し
た場合でも、正確な電流検知が可能となり、負荷への過
電流を制限して確実に保護することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の主回路電源の保護
回路の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明
する。図1は本発明の一実施形態に係る主回路電源の保
護回路の構成図である。同図において、図3(従来例)
と重複する部分には同一の符号を附する。図1におい
て、本実施形態の主回路電源の保護回路は、スイッチン
グ素子としてサイリスタを使用してR相、S相、T相の
三相交流をP相、N相の直流に変換するコンバータ10
1と、R相、S相、T相の交流入力を検出する際の漏れ
電流防止用として、またコンバータの出力に直列接続さ
れる素子としてのダイオード102と、平滑用のメイン
コンデンサ103と、ダイオード102の入出力間電圧
を検出する電圧検出手段としてのA/Dコンバータ10
4と、A/Dコンバータ104により検出された電圧V
Dに基づいてダイオード102を流れる電流IDを検知
し、該電流IDが所定値を越える場合には、サイリスタ
をオフ制御(消弧)してコンバータ101の出力電流I
Dを制限する制御手段としてのマイクロプロセッサ(C
PU)105と、コンバータ回路101のサイリスタを
駆動するサイリスタドライバ106とを備え、サーボ制
御装置やインバータ制御装置等である負荷110に直流
を供給する構成である。ただ、コンバータ101を直接
マイクロプロセッサ(CPU)105でドライブしても
よく、その場合はサイリスタドライバ106はなくても
よい。以上のような構成の本実施形態の主回路電源の保
護回路の動作について、以下説明する。まず、主回路電
源投入をすべく、マイクロプロセッサ105の制御に基
づきサイリスタドライバ106を駆動制御して、順次、
サイリスタの点弧制御を行って直流電圧をビルドアップ
する。これによって、R相、S相、T相の三相交流電圧
が整流され、メインコンデンサ103が充電され、その
両端にはP相、N相の直流電圧が生成されて、該直流電
圧が負荷110に供給される。この時、ダイオード10
2にはコンバータ101の出力電流IDが流れるが、こ
のダイオード102を流れる電流IDとダイオード10
2の入出力間電圧VDとの間には、図2に示すような電
流−電圧特性がある。本実施形態の主回路電源の保護回
路では、この電流−電圧特性を利用してコンバータ10
1の出力電流IDを検知する。すなわち、A/Dコンバ
ータ104において、ダイオード102の入力端電圧V
1および出力端電圧V2の値(ディジタル値)を得て、
これをマイクロプロセッサ105に供給する。マイクロ
プロセッサ105では、ダイオード102の入出力間電
圧VDを入力端電圧V1と出力端電圧V2との差電圧
(V1−V2)として検出し、予め、特性テーブルとし
て保持されているダイオード102の電流ID−入出力
間電圧VDの関係に基づいて、検出された入出力間電圧
VDからコンバータ101の出力電流IDを検知するも
のである。また、マイクロプロセッサ105において
は、検知したコンバータ101の出力電流IDの値が所
定のしきい値を越えたときには、負荷110への過大な
入力電流と判断して、サイリスタドライバ106を遮断
制御して、コンバータ101のサイリスタをオフ制御
(消弧)し、コンバータ101の出力電流IDをしきい
値以下となるように制限する。以上のように、本実施形
態の主回路電源の保護回路では、コンバータ101の出
力に直列接続されるダイオード102の入出力間電圧V
DをA/Dコンバータ104により検出し、マイクロプ
ロセッサ105では、該検出された電圧VDに基づいて
コンバータ101の出力電流IDを検知し、該電流ID
が所定値を越える場合には、コンバータ101のサイリ
スタをオフ制御してコンバータ101の出力電流IDを
制限するので、負荷110の異常や主回路の故障等によ
って入力に過大な電流が流れる場合でも、負荷110へ
の入力電流を制限して確実に保護することができる。ま
た、ダイオード102は交流入力を検出する際の漏れ電
流防止用ダイオードとして既存のものであり、また、A
/Dコンバータ104、マイクロプロセッサ105およ
びサイリスタドライバ106についても、特開平8−7
0576号公報に開示の「サーボ制御装置の主回路電源
投入回路」にあるように、主回路電源投入用の回路を流
用して構成すれば、簡単かつ低コストの回路付加で主回
路電源の保護回路を実現することができる。また、マイ
クロプロセッサ105において保持されているダイオー
ド102の電流ID−入出力間電圧VDの特性を、周囲
温度について温度補償した値のものを使用すれば、ダイ
オード102の電圧は電流だけでなく温度によっても変
化することから、正確な電流検知が可能となり、負荷へ
の過電流を確実に制限して保護することができる。さら
に、上記実施形態では、コンバータ101の出力電流I
Dを検知するために、ダイオード102のオン抵抗によ
る電圧降下を検出しているが、ダイオード102は、他
の電圧降下を持つ素子であっても良く、例えば抵抗で実
現しても上記効果と同等の効果を得ることができる。
【0006】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の主回路電
源の保護回路によれば、コンバータの出力に直列接続さ
れる素子の入出力間の電圧を電圧検出手段により検出
し、制御手段により、電圧検出手段により検出された電
圧に基づいて素子を流れる電流を検知し、該電流が所定
値を越える場合には、コンバータのスイッチング素子を
オフ制御してコンバータの出力電流を制限することとし
たので、負荷の異常や主回路の故障等によって入力に過
大な電流が流れる場合でも、簡単かつ低コストの回路付
加で、電流を制限して確実に保護し得る主回路電源の保
護回路を提供することができる。また、本発明の主回路
電源の保護回路では、制御手段は、素子の周囲温度に基
づき検知した電流値を補正するので、素子の電流−電圧
特性が周囲温度によって変化するような素子を使用した
場合でも、正確な電流検知が可能となり、負荷への過電
流を制限して確実に保護し得る主回路電源の保護回路を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る主回路電源の保護回
路の構成図である。
【図2】実施形態のダイオードの電流−電圧特性を説明
する説明図である。
【図3】従来のサーボ制御装置やインバータ制御装置の
主回路電源の構成図である。
【符号の説明】
101 コンバータ 102 漏れ電流阻止用ダイオード(素子) 103 平滑用のメインコンデンサ 104 A/Dコンバータ(電圧検出手段) 105 マイクロプロセッサ(CPU)(制御手段) 106 サイリスタドライバ 110 負荷 ID ダイオードを流れる電流 VD ダイオードの入出力間電圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング素子を使用して交流を直流
    に変換するコンバータを備えた主回路電源の保護回路に
    おいて、 前記コンバータの出力に直列接続される素子と、 前記素子の入出力間の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて前記
    素子を流れる電流を検知し、該電流が所定値を越える場
    合には、前記スイッチング素子をオフ制御して前記コン
    バータの出力電流を制限する制御手段と、を有すること
    を特徴とする主回路電源の保護回路。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記素子の周囲温度に
    基づき前記検知した電流値を補正することを特徴とする
    請求項1記載の主回路電源の保護回路。
JP17435197A 1997-06-30 1997-06-30 主回路電源の保護回路 Pending JPH1127853A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183752A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置
US8830708B2 (en) 2009-09-11 2014-09-09 Abb Research Ltd. Fault current limitation in DC power transmission systems

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