JP3379245B2 - インバータ装置の直流電圧放電方法 - Google Patents
インバータ装置の直流電圧放電方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流充電部とインバー
タ部とを具備したインバータ装置の直流充電電圧を全放
電させるインバータ装置の直流電圧放電方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】直流充電部を持つインバータ装置は高調
波補償用アクティブフィルタやＵＰＳ等に使用され、そ
の一例を図２（ａ）を参照して以下に示す。図において
（１）は直流充電部、（２）はインバータ部、（３）は
放電部である。上記直流充電部（１）は、入力側を入力
スイッチ（４）を介して電源（５）に接続し、電源
（５）の交流を直流に変換して出力するコンバータ部
（６）と、コンバータ部（６）の出力側に並列接続した
平滑コンデンサ（Ｃ）とを有し、コンバータ部（６）に
よりコンデンサ（Ｃ）を数百〜数万（Ｖ）の一定電圧に
直流充電する。インバータ部（２）は、入力側を上記コ
ンデンサ（Ｃ）に接続して出力側を負荷（７）に接続
し、構成部品であるスイッチング素子（Ｑ）のON-OFF制
御によるPWM（パルス幅変調）制御でコンデンサ（Ｃ）
を所定周期で放電させ、直流充電電圧（Vo）を所定周波
数の交流に変換するもので、交流電圧を負荷（７）に供
給する。放電部（３）は放電スイッチ（８）と放電抵抗
（Ｒ）とを直列接続してコンデンサ（Ｃ）に並列接続し
たもので、装置停止時にコンデンサ（Ｃ）の直流充電電
圧（Vo）を全放電させる。 【０００３】上記構成において、装置を運転した後、保
守やメインテナンス等、或いは出力試験時にインバータ
部（２）の交換のため、装置を停止する場合、安全の点
も考慮してコンデンサ（Ｃ）に蓄まっている直流充電電
圧（Vo）を全放電させる必要がある。この場合、特に出
力試験では、短時間で全放電を行なって次のインバータ
部（２）に早く取り替える必要があるため、放電部
（３）を利用する。その際、図２（ｂ）に示すように、
まず時間（Ta）でインバータ部（２）の運転を停止し、
或いは負荷（７）の前段に出力スイッチ（図示せず）が
あれば、それもOFFして負荷側出力を止めた後、時間（T
b）で入力スイッチ（４）をOFFして電源側を遮断する。
次に、放電スイッチ（８）を時間（Tc）でONすると、コ
ンデンサ（Ｃ）が放電してそのエネルギーを放電抵抗
（Ｒ）が消費して発熱し、直流充電電圧（Vo）が時定数
（CR）｛但し、Ｃ、Ｒはそれぞれコンデンサ（Ｃ）と抵
抗（Ｒ）の容量値及び抵抗値を示す。｝の指数関数に沿
って減衰する。そして、時定数（CR）で決まる放電時間
（Tp）が経過して放電が完了すると、時間（Td）で放電
スイッチ（８）をOFFする。尚、放電時間（Tp）を出来
るだけ短くしようとする場合、コンデンサ（Ｃ）の容量
は一定であるため、抵抗（Ｒ）を小さくすれば良い。そ
の際、同時に抵抗（Ｒ）の発熱量は増大するため、これ
らの点を考慮し、又、装置仕様等により実際の抵抗値を
適宜、設定する。或いは、放電時間（Tp）に制約がなけ
れば、放電部（３）を利用せず、自然放電でも良い。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、直流充電部（１）の直流充電電圧（Vo）を全放電さ
せる際、放電時間（Tp）は短い方が良いため、専用の放
電部（３）を設けて放電させており、しかも、その際、
放電時間（Tp）に見合った容量を持つ部品を選択する
と、比較的、容量が大きくなるため、それらの部品サイ
ズも大きくなってコストやスペースの増大を招く点であ
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】入力側を入力スイッチを
介して電源に接続して交流を直流に変換するコンバータ
部、及びその出力側に並列接続した平滑コンデンサとを
有し、コンバータ部で上記コンデンサを直流充電する直
流充電部と、入力側を上記コンデンサに接続して出力側
に出力スイッチを介して負荷を接続し、構成部品である
電力半導体素子の動作制御により上記コンデンサの直流
充電電圧を交流に変換するインバータ部とを具備したイ
ンバータ装置において、装置停止時に上記コンデンサの
直流充電電圧を全放電させるにあたり、上記入力スイッ
チと出力スイッチを共に遮断した状態でインバータ部を
所定時間、空運転させ、その時のインバータ部の電気的
内部損失により上記コンデンサの直流充電電圧を全放電
させることを特徴とする。 【０００６】上記技術的手段によれば、直流充電部とイ
ンバータ部とを具備したインバータ装置の運転後、停止
時に、直流充電部の平滑コンデンサに直流充電した電圧
を全放電させる際、入力スイッチと出力スイッチを共に
遮断した状態でインバータ部を空運転させ、その時のイ
ンバータ部におけるスイッチング損失やスナバ損失等の
電気的内部損失で直流充電電圧を放電させる。 【０００７】 【実施例】本発明に係るインバータ装置の直流電圧放電
方法の実施例を図１（ａ）（ｂ）を参照して以下に説明
する。図２（ａ）（ｂ）と同一部分には同一参照符号を
付してその説明を省略する。構成において従来と相違す
る点は、放電部（３）を削除し、インバータ部（２）を
出力スイッチ（９）を介して負荷（７）に接続したこと
で、又、インバータ部（２）の効率は例えば95〜98％の
範囲にあって常に損失を伴うものとする。 【０００８】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず従来と同様、装置運転後の停止時、コンデン
サ（Ｃ）の直流充電電圧（Vo）を全放電させる際、図１
（ｂ）に示すように、まず時間（Te）でインバータ部
（２）の運転を停止する。次に、特にモータやパソコン
等のように定格以下や歪みを持つ非正規電圧を印加する
と、故障等の不具合を引き起こす場合、一旦、時間（T
f）で出力スイッチ（９）をOFFし、その後、時間（Tg）
で、或いは時間（Tf）と同時に入力スイッチ（４）をOF
Fする。そこで、入出力各スイッチ（４）（９）が共にO
FF状態で、再度、時間（Th）でインバータ部（２）を空
運転させてコンデンサ（Ｃ）を放電させる。そうする
と、その際、インバータ部（２）のスイッチング損失や
スナバ損失等の電気的内部損失が放電抵抗（Ｒ）の代替
となり、コンデンサ（Ｃ）の放電によるエネルギーが上
記内部損失によって消費され、直流充電電圧（Vo）が減
衰振動的に正弦波形に沿って減衰する。そこで、直流充
電電圧（Vo）の監視、若しくはタイマ等により所定時間
（Tq）経過後に全放電が完了すると、インバータ部
（２）を停止させ、インバータ部（２）のゲート損失等
の不要な損失を低減させる。尚、タイマ設定値は、予め
放電時間（Tq）を計測しておくことで、容易に決定出来
る。 【０００９】この時、電球等の抵抗負荷や装置の出力試
験時の模擬負荷のように印加電圧が低下したり、歪んで
も不具合が生じなければ、図１（ｂ）の点線（Ton）に
示すように、インバータ部（２）をOFFした後、出力ス
イッチ（９）をONしたまま入力スイッチ（４）をOFF
し、その状態でインバータ部（２）を空運転しても良
い。或いは、インバータ部（２）の運転をOFFせずにON
したまま、いきなり入力スイッチ（４）のみOFFしてイ
ンバータ部（２）を空運転モードに切り替える。そうす
ると、コンデンサ（Ｃ）の放電によるエネルギーがイン
バータ部（２）と負荷（７）との合成損失により消費さ
れ、放電時間（Tq）が更に短縮される。しかも、負荷
（７）による損失はインバータ部（２）の損失よりも遥
かに大きいため、放電時間（Tq）は数十倍に大幅に短縮
出来る。 【００１０】又、安全基準の点、及びインバータ部
（２）の故障時を考慮し、従来同様、放電部（３）を設
けておくと、インバータ部（２）の空運転と放電部
（３）とで並列的に分担して併用して放電させることが
出来、それにより放電時間（Tq）が従来より短縮され
る。又、放電時間（Tq）が従来と同等であれば、放電部
（３）だけの場合に比べ、放電抵抗（Ｒ）の発熱量が減
少するため、容量値をより低減出来、その分、コスト及
びスペースが低減される。又、万一、インバータ部
（２）が故障した場合、従来同様、放電部（３）だけで
放電させれば良い。更に、非正規電圧を負荷（７）に印
加しても不具合が生じなければ、上記同様、負荷（７）
の損失も放電に使用し、放電時間（Tq）をより一層、大
幅に短縮出来る。 【００１１】 【発明の効果】本発明によれば、直流充電部とインバー
タ部とを具備したインバータ装置において、装置停止時
に直流充電電圧を全放電させる際、入力スイッチと出力
スイッチを共に遮断した状態でインバータ部を空転さ
せ、その電気的内部損失により放電させたから、放電ス
イッチや放電抵抗からなる放電部が不要になってコスト
及びスペースを低減出来る。
タ部とを具備したインバータ装置の直流充電電圧を全放
電させるインバータ装置の直流電圧放電方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】直流充電部を持つインバータ装置は高調
波補償用アクティブフィルタやＵＰＳ等に使用され、そ
の一例を図２（ａ）を参照して以下に示す。図において
（１）は直流充電部、（２）はインバータ部、（３）は
放電部である。上記直流充電部（１）は、入力側を入力
スイッチ（４）を介して電源（５）に接続し、電源
（５）の交流を直流に変換して出力するコンバータ部
（６）と、コンバータ部（６）の出力側に並列接続した
平滑コンデンサ（Ｃ）とを有し、コンバータ部（６）に
よりコンデンサ（Ｃ）を数百〜数万（Ｖ）の一定電圧に
直流充電する。インバータ部（２）は、入力側を上記コ
ンデンサ（Ｃ）に接続して出力側を負荷（７）に接続
し、構成部品であるスイッチング素子（Ｑ）のON-OFF制
御によるPWM（パルス幅変調）制御でコンデンサ（Ｃ）
を所定周期で放電させ、直流充電電圧（Vo）を所定周波
数の交流に変換するもので、交流電圧を負荷（７）に供
給する。放電部（３）は放電スイッチ（８）と放電抵抗
（Ｒ）とを直列接続してコンデンサ（Ｃ）に並列接続し
たもので、装置停止時にコンデンサ（Ｃ）の直流充電電
圧（Vo）を全放電させる。 【０００３】上記構成において、装置を運転した後、保
守やメインテナンス等、或いは出力試験時にインバータ
部（２）の交換のため、装置を停止する場合、安全の点
も考慮してコンデンサ（Ｃ）に蓄まっている直流充電電
圧（Vo）を全放電させる必要がある。この場合、特に出
力試験では、短時間で全放電を行なって次のインバータ
部（２）に早く取り替える必要があるため、放電部
（３）を利用する。その際、図２（ｂ）に示すように、
まず時間（Ta）でインバータ部（２）の運転を停止し、
或いは負荷（７）の前段に出力スイッチ（図示せず）が
あれば、それもOFFして負荷側出力を止めた後、時間（T
b）で入力スイッチ（４）をOFFして電源側を遮断する。
次に、放電スイッチ（８）を時間（Tc）でONすると、コ
ンデンサ（Ｃ）が放電してそのエネルギーを放電抵抗
（Ｒ）が消費して発熱し、直流充電電圧（Vo）が時定数
（CR）｛但し、Ｃ、Ｒはそれぞれコンデンサ（Ｃ）と抵
抗（Ｒ）の容量値及び抵抗値を示す。｝の指数関数に沿
って減衰する。そして、時定数（CR）で決まる放電時間
（Tp）が経過して放電が完了すると、時間（Td）で放電
スイッチ（８）をOFFする。尚、放電時間（Tp）を出来
るだけ短くしようとする場合、コンデンサ（Ｃ）の容量
は一定であるため、抵抗（Ｒ）を小さくすれば良い。そ
の際、同時に抵抗（Ｒ）の発熱量は増大するため、これ
らの点を考慮し、又、装置仕様等により実際の抵抗値を
適宜、設定する。或いは、放電時間（Tp）に制約がなけ
れば、放電部（３）を利用せず、自然放電でも良い。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、直流充電部（１）の直流充電電圧（Vo）を全放電さ
せる際、放電時間（Tp）は短い方が良いため、専用の放
電部（３）を設けて放電させており、しかも、その際、
放電時間（Tp）に見合った容量を持つ部品を選択する
と、比較的、容量が大きくなるため、それらの部品サイ
ズも大きくなってコストやスペースの増大を招く点であ
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】入力側を入力スイッチを
介して電源に接続して交流を直流に変換するコンバータ
部、及びその出力側に並列接続した平滑コンデンサとを
有し、コンバータ部で上記コンデンサを直流充電する直
流充電部と、入力側を上記コンデンサに接続して出力側
に出力スイッチを介して負荷を接続し、構成部品である
電力半導体素子の動作制御により上記コンデンサの直流
充電電圧を交流に変換するインバータ部とを具備したイ
ンバータ装置において、装置停止時に上記コンデンサの
直流充電電圧を全放電させるにあたり、上記入力スイッ
チと出力スイッチを共に遮断した状態でインバータ部を
所定時間、空運転させ、その時のインバータ部の電気的
内部損失により上記コンデンサの直流充電電圧を全放電
させることを特徴とする。 【０００６】上記技術的手段によれば、直流充電部とイ
ンバータ部とを具備したインバータ装置の運転後、停止
時に、直流充電部の平滑コンデンサに直流充電した電圧
を全放電させる際、入力スイッチと出力スイッチを共に
遮断した状態でインバータ部を空運転させ、その時のイ
ンバータ部におけるスイッチング損失やスナバ損失等の
電気的内部損失で直流充電電圧を放電させる。 【０００７】 【実施例】本発明に係るインバータ装置の直流電圧放電
方法の実施例を図１（ａ）（ｂ）を参照して以下に説明
する。図２（ａ）（ｂ）と同一部分には同一参照符号を
付してその説明を省略する。構成において従来と相違す
る点は、放電部（３）を削除し、インバータ部（２）を
出力スイッチ（９）を介して負荷（７）に接続したこと
で、又、インバータ部（２）の効率は例えば95〜98％の
範囲にあって常に損失を伴うものとする。 【０００８】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず従来と同様、装置運転後の停止時、コンデン
サ（Ｃ）の直流充電電圧（Vo）を全放電させる際、図１
（ｂ）に示すように、まず時間（Te）でインバータ部
（２）の運転を停止する。次に、特にモータやパソコン
等のように定格以下や歪みを持つ非正規電圧を印加する
と、故障等の不具合を引き起こす場合、一旦、時間（T
f）で出力スイッチ（９）をOFFし、その後、時間（Tg）
で、或いは時間（Tf）と同時に入力スイッチ（４）をOF
Fする。そこで、入出力各スイッチ（４）（９）が共にO
FF状態で、再度、時間（Th）でインバータ部（２）を空
運転させてコンデンサ（Ｃ）を放電させる。そうする
と、その際、インバータ部（２）のスイッチング損失や
スナバ損失等の電気的内部損失が放電抵抗（Ｒ）の代替
となり、コンデンサ（Ｃ）の放電によるエネルギーが上
記内部損失によって消費され、直流充電電圧（Vo）が減
衰振動的に正弦波形に沿って減衰する。そこで、直流充
電電圧（Vo）の監視、若しくはタイマ等により所定時間
（Tq）経過後に全放電が完了すると、インバータ部
（２）を停止させ、インバータ部（２）のゲート損失等
の不要な損失を低減させる。尚、タイマ設定値は、予め
放電時間（Tq）を計測しておくことで、容易に決定出来
る。 【０００９】この時、電球等の抵抗負荷や装置の出力試
験時の模擬負荷のように印加電圧が低下したり、歪んで
も不具合が生じなければ、図１（ｂ）の点線（Ton）に
示すように、インバータ部（２）をOFFした後、出力ス
イッチ（９）をONしたまま入力スイッチ（４）をOFF
し、その状態でインバータ部（２）を空運転しても良
い。或いは、インバータ部（２）の運転をOFFせずにON
したまま、いきなり入力スイッチ（４）のみOFFしてイ
ンバータ部（２）を空運転モードに切り替える。そうす
ると、コンデンサ（Ｃ）の放電によるエネルギーがイン
バータ部（２）と負荷（７）との合成損失により消費さ
れ、放電時間（Tq）が更に短縮される。しかも、負荷
（７）による損失はインバータ部（２）の損失よりも遥
かに大きいため、放電時間（Tq）は数十倍に大幅に短縮
出来る。 【００１０】又、安全基準の点、及びインバータ部
（２）の故障時を考慮し、従来同様、放電部（３）を設
けておくと、インバータ部（２）の空運転と放電部
（３）とで並列的に分担して併用して放電させることが
出来、それにより放電時間（Tq）が従来より短縮され
る。又、放電時間（Tq）が従来と同等であれば、放電部
（３）だけの場合に比べ、放電抵抗（Ｒ）の発熱量が減
少するため、容量値をより低減出来、その分、コスト及
びスペースが低減される。又、万一、インバータ部
（２）が故障した場合、従来同様、放電部（３）だけで
放電させれば良い。更に、非正規電圧を負荷（７）に印
加しても不具合が生じなければ、上記同様、負荷（７）
の損失も放電に使用し、放電時間（Tq）をより一層、大
幅に短縮出来る。 【００１１】 【発明の効果】本発明によれば、直流充電部とインバー
タ部とを具備したインバータ装置において、装置停止時
に直流充電電圧を全放電させる際、入力スイッチと出力
スイッチを共に遮断した状態でインバータ部を空転さ
せ、その電気的内部損失により放電させたから、放電ス
イッチや放電抵抗からなる放電部が不要になってコスト
及びスペースを低減出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るインバータ装置の直流電
圧放電方法の実施例を示すインバータ装置の回路図であ
る。（ｂ）は図１（ａ）に示す装置における入出力各ス
イッチとインバータ部の各運転モードを示すON、OFFの
グラフである。 【図２】（ａ）は従来のインバータ装置の直流電圧放電
方法の一例を示すインバータ装置の回路図である。
（ｂ）は図２（ａ）に示す装置における入力スイッチと
放電部とインバータ部の各運転モードを示すON、OFFの
グラフである。 【符号の説明】 １ 直流充電部 ２ インバータ部 ４ 入力スイッチ ５ 電源 ６ コンバータ部 ７ 負荷 ９ 出力スイッチ Ｃ 平滑コンデンサ Vo 直流充電電圧
圧放電方法の実施例を示すインバータ装置の回路図であ
る。（ｂ）は図１（ａ）に示す装置における入出力各ス
イッチとインバータ部の各運転モードを示すON、OFFの
グラフである。 【図２】（ａ）は従来のインバータ装置の直流電圧放電
方法の一例を示すインバータ装置の回路図である。
（ｂ）は図２（ａ）に示す装置における入力スイッチと
放電部とインバータ部の各運転モードを示すON、OFFの
グラフである。 【符号の説明】 １ 直流充電部 ２ インバータ部 ４ 入力スイッチ ５ 電源 ６ コンバータ部 ７ 負荷 ９ 出力スイッチ Ｃ 平滑コンデンサ Vo 直流充電電圧
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力側を入力スイッチを介して電源に接
続して交流を直流に変換するコンバータ部、及びその出
力側に並列接続した平滑コンデンサとを有し、コンバー
タ部で上記コンデンサを直流充電する直流充電部と、入
力側を上記コンデンサに接続して出力側に出力スイッチ
を介して負荷を接続し、構成部品である電力半導体素子
の動作制御により上記コンデンサの直流充電電圧を交流
に変換するインバータ部とを具備したインバータ装置に
おいて、装置停止時に上記コンデンサの直流充電電圧を
全放電させるにあたり、 上記入力スイッチと出力スイッチを共に遮断した状態で
インバータ部を所定時間、空運転させ、その時のインバ
ータ部の電気的内部損失により上記コンデンサの直流充
電電圧を全放電させることを特徴とするインバータ装置
の直流電圧放電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27215794A JP3379245B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | インバータ装置の直流電圧放電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27215794A JP3379245B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | インバータ装置の直流電圧放電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140358A JPH08140358A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3379245B2 true JP3379245B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=17509891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27215794A Ceased JP3379245B2 (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | インバータ装置の直流電圧放電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3379245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3284211B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2002-05-20 | 株式会社日立製作所 | 電力変換器の放電回路 |
| US9431828B2 (en) * | 2006-11-27 | 2016-08-30 | Xslent Energy Technologies | Multi-source, multi-load systems with a power extractor |
| JP5648000B2 (ja) * | 2012-01-05 | 2015-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2020005429A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | 新電元工業株式会社 | 電力変換装置及び放電制御方法 |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27215794A patent/JP3379245B2/ja not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08140358A (ja) | 1996-05-31 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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