JPH0732531B2 - 電力変換器の故障検出装置 - Google Patents
電力変換器の故障検出装置Info
- Publication number
- JPH0732531B2 JPH0732531B2 JP61070841A JP7084186A JPH0732531B2 JP H0732531 B2 JPH0732531 B2 JP H0732531B2 JP 61070841 A JP61070841 A JP 61070841A JP 7084186 A JP7084186 A JP 7084186A JP H0732531 B2 JPH0732531 B2 JP H0732531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- failure
- circuit
- bridge
- signal
- power converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、バイポーラモードFET（以下BIFETと呼ぶ）
（GE商品名IGT）やFETなどの静電誘導形自己消孤素子で
構成したブリッジ回路から成る電力変換器の故障検出回
路に関するものである。
（GE商品名IGT）やFETなどの静電誘導形自己消孤素子で
構成したブリッジ回路から成る電力変換器の故障検出回
路に関するものである。
（従来の技術） 従来のインバータ回路の一例を第３図に示す。交流電源
１をダイオード21〜26から成る整流器２により直流に変
換し、コンデンサ３により平滑化した電圧を、BIFETと
ダイオードを逆並列接続した電気弁41〜46から成るイン
バータブリッジ４により交流電圧に変換し負荷側端子U,
V,Wに供給する。インバータの運転はパルス幅変調制御
（以下PWM制御）回路５により造出された信号がアンド
回路６およびゲート駆動回路７を介してインバータブリ
ッジ４のBIFETをそれぞれ駆動する。PWM制御回路５によ
り、インバータブリッジ４の出力電圧と出力周波数を同
時に制御する場合、最近ではマイクロプロセッサを用い
てPWM信号を発生する方式が多く採用されている。PWM信
号は、アンド回路６により、故障が発生していない場合
のみゲート駆動回路７へ信号を通し、これによりゲート
駆動回路７はインバータブリッジ４の電気弁41〜46をオ
ンオフさせる。インバータブリッジ４の直流母線に接続
した電流検出器８により電流を検出し、過電流検出器９
により、過電流が流れた場合は、アンド回路６の条件入
力により、インバータブリッジ４の電気弁をすべてオフ
にしてインバータブリッジの故障電流を遮断する。
１をダイオード21〜26から成る整流器２により直流に変
換し、コンデンサ３により平滑化した電圧を、BIFETと
ダイオードを逆並列接続した電気弁41〜46から成るイン
バータブリッジ４により交流電圧に変換し負荷側端子U,
V,Wに供給する。インバータの運転はパルス幅変調制御
（以下PWM制御）回路５により造出された信号がアンド
回路６およびゲート駆動回路７を介してインバータブリ
ッジ４のBIFETをそれぞれ駆動する。PWM制御回路５によ
り、インバータブリッジ４の出力電圧と出力周波数を同
時に制御する場合、最近ではマイクロプロセッサを用い
てPWM信号を発生する方式が多く採用されている。PWM信
号は、アンド回路６により、故障が発生していない場合
のみゲート駆動回路７へ信号を通し、これによりゲート
駆動回路７はインバータブリッジ４の電気弁41〜46をオ
ンオフさせる。インバータブリッジ４の直流母線に接続
した電流検出器８により電流を検出し、過電流検出器９
により、過電流が流れた場合は、アンド回路６の条件入
力により、インバータブリッジ４の電気弁をすべてオフ
にしてインバータブリッジの故障電流を遮断する。
一方、零相変流器10により、接地電流を検出し接地故障
検出器11により接地事故が検出されたとき、アンド回路
６の入力条件をオフにして、インバータブリッジ４の電
気弁をオフにし接地電流を遮断する。
検出器11により接地事故が検出されたとき、アンド回路
６の入力条件をオフにして、インバータブリッジ４の電
気弁をオフにし接地電流を遮断する。
（発明が解決しようとする問題点） 従来の、この方式では、第３図の出力端子Ｗ相が接地し
た場合において、交流電源１のＲ相がアースに対して正
のとき、接地電流はダイオード21→電気弁45→Ｗ相のア
ースの回路で流れ、電流検出器８には流れない場合が発
生する。従って零相変流器10と接地故障検出器11を別に
設けて、接地事故に対して保護をしている。
た場合において、交流電源１のＲ相がアースに対して正
のとき、接地電流はダイオード21→電気弁45→Ｗ相のア
ースの回路で流れ、電流検出器８には流れない場合が発
生する。従って零相変流器10と接地故障検出器11を別に
設けて、接地事故に対して保護をしている。
この様に従来は、過電流保護回路の他に、接地保護回路
用品が必要となり、回路が複数で大きさも大きくなり小
形化の障害となっていた。
用品が必要となり、回路が複数で大きさも大きくなり小
形化の障害となっていた。
本発明は特別な接地保護用品を行いることなく、経済的
な論理素子をわずかに追加するのみで接地故障を判別し
保護する電力変換器の故障検出回路を提供する。
な論理素子をわずかに追加するのみで接地故障を判別し
保護する電力変換器の故障検出回路を提供する。
（問題点を解決するための手段） 本発明は前述問題を解決するために、静電誘導形自己消
孤素子をブリッジ接続して成る電力変換器の故障検出装
置において、前記静電誘導形自己消孤素子のコレクタ−
エミッタ間電圧が所定の値を越え、かつゲート−エミッ
タ間に印加する駆動信号が有るとき故障検出信号を出力
する検出回路と、前記ブリッジの直流側の正側に接続さ
れた素子グループの故障信号と前記ブリッジの直流側負
側に接続された素子グループの故障信号に分けて検出
し、これら２グループの故障信号の論理積が成立する時
は前記ブリッジの負荷側の短絡故障か該ブリッジの故障
と判定し、前記２グループの故障信号の論理和が成立す
る時は接地故障（または該素子の短絡故障）と判定する
論理演算手段を設けて故障検出装置を構成する。
孤素子をブリッジ接続して成る電力変換器の故障検出装
置において、前記静電誘導形自己消孤素子のコレクタ−
エミッタ間電圧が所定の値を越え、かつゲート−エミッ
タ間に印加する駆動信号が有るとき故障検出信号を出力
する検出回路と、前記ブリッジの直流側の正側に接続さ
れた素子グループの故障信号と前記ブリッジの直流側負
側に接続された素子グループの故障信号に分けて検出
し、これら２グループの故障信号の論理積が成立する時
は前記ブリッジの負荷側の短絡故障か該ブリッジの故障
と判定し、前記２グループの故障信号の論理和が成立す
る時は接地故障（または該素子の短絡故障）と判定する
論理演算手段を設けて故障検出装置を構成する。
（作用） 上記構成において、負荷側に短絡が発生するとその短絡
ルートにあるブリッジの正側と負側の静電誘導形自己消
孤素子に短絡電流が流れ前記論理積が成立して短絡故障
か該ブリッジの故障と判定する。
ルートにあるブリッジの正側と負側の静電誘導形自己消
孤素子に短絡電流が流れ前記論理積が成立して短絡故障
か該ブリッジの故障と判定する。
また、負荷側に接地事故が発生すると該接地点を介して
該ブリッジの正側と負側の静電誘導形自己消孤素子に接
地電流が流れるが、該素子は正側と負側が同時にオンし
ないので前記論理積は成立せず接地故障か該素子の短絡
故障と判断する。
該ブリッジの正側と負側の静電誘導形自己消孤素子に接
地電流が流れるが、該素子は正側と負側が同時にオンし
ないので前記論理積は成立せず接地故障か該素子の短絡
故障と判断する。
（実施例） 第１図に本発明の実施例を示す。第３図と同一部分は同
一番号を記し説明は省略する。
一番号を記し説明は省略する。
ゲート駆動回路７は各異常検出回路12〜17を介してイン
バータブリッジ４の電気弁41〜46にゲート駆動信号を送
る。異常検出回路12〜17は、各電気弁のBIFETのコレク
タ電圧とゲート駆動信号より、ゲート駆動信号がオン状
態で、コレクタ電圧が設定値より高い時に検出信号を出
力する。検出信号を遅れ回路18,19に送り、遅れ回路18,
19は、検出信号が一定時間以上続いたら異常と判断して
信号を出力する。遅れ回路18,19の出力はオア回路30,31
に入力され、インバータブリッジ４の上側のBIFET郡と
下側のBIFET郡に分けて異常を検出し、更にオア回路32
によりいづれのBIFETの異常でも検出する故障検出信号
Ａを出力する。
バータブリッジ４の電気弁41〜46にゲート駆動信号を送
る。異常検出回路12〜17は、各電気弁のBIFETのコレク
タ電圧とゲート駆動信号より、ゲート駆動信号がオン状
態で、コレクタ電圧が設定値より高い時に検出信号を出
力する。検出信号を遅れ回路18,19に送り、遅れ回路18,
19は、検出信号が一定時間以上続いたら異常と判断して
信号を出力する。遅れ回路18,19の出力はオア回路30,31
に入力され、インバータブリッジ４の上側のBIFET郡と
下側のBIFET郡に分けて異常を検出し、更にオア回路32
によりいづれのBIFETの異常でも検出する故障検出信号
Ａを出力する。
一方、オア回路30と31の出力をアンド回路33に入力し、
上側のBIFET郡と下側のBIFET郡の両方が異常であること
を検出し、この信号Ｃの過電流故障として出力する。
上側のBIFET郡と下側のBIFET郡の両方が異常であること
を検出し、この信号Ｃの過電流故障として出力する。
アンド回路33の出力はノット回路34を通しオア回路32の
出力とアンド回路35で論理積をとり信号Ｂを出力する。
この信号Ｂは、上側のBIFET郡か、下側のBIFET郡のいづ
れかが異常のとき出力され、この場合、一般的には接地
故障である。但し上、下郡のいづれかのBIFETが短絡故
障を発生した場合もＢ信号を出力するが、最初から短絡
故障に至ることは少く、過電流状態が一定時間続いた場
合に短絡故障に至るのが一般的でありＢ信号出力時は接
地故障の確率が極めて高い。
出力とアンド回路35で論理積をとり信号Ｂを出力する。
この信号Ｂは、上側のBIFET郡か、下側のBIFET郡のいづ
れかが異常のとき出力され、この場合、一般的には接地
故障である。但し上、下郡のいづれかのBIFETが短絡故
障を発生した場合もＢ信号を出力するが、最初から短絡
故障に至ることは少く、過電流状態が一定時間続いた場
合に短絡故障に至るのが一般的でありＢ信号出力時は接
地故障の確率が極めて高い。
異常検出回路12〜17の具体例を第２図に示す。
駆動信号eiは抵抗52、トランジスタ58,59から成る増幅
器を介して直流電源51の電圧を、BIFET44のゲートに加
え、BIFETをオンさせる。一方、BIFETのコレクタ電圧を
抵抗60,ゼナーダイオード56により検出し、コレクタ電
圧がツェナー電圧等で定まる所定の設定値より高い場合
はトランジスタ55をオンさせ、駆動信号eiを抵抗52,53
で分圧しBIFET44の過電流値を抑制すると同時にフォト
カプラ54の発光ダイオードを駆動し、フォトカプラ受光
側のトランジスタ63をオンさせることにより出力eoを異
常信号として出力させる。抵抗57はトランジスタ55のベ
ースがオープンにならないようにするものであり、抵抗
62はプルアップ抵抗である。この回路では駆動信号eiが
‘1'の時のみしかフォトカプラ54には電流が流れる条件
が無く、異常検出信号は駆動信号eiが‘0'の時には出力
されない。
器を介して直流電源51の電圧を、BIFET44のゲートに加
え、BIFETをオンさせる。一方、BIFETのコレクタ電圧を
抵抗60,ゼナーダイオード56により検出し、コレクタ電
圧がツェナー電圧等で定まる所定の設定値より高い場合
はトランジスタ55をオンさせ、駆動信号eiを抵抗52,53
で分圧しBIFET44の過電流値を抑制すると同時にフォト
カプラ54の発光ダイオードを駆動し、フォトカプラ受光
側のトランジスタ63をオンさせることにより出力eoを異
常信号として出力させる。抵抗57はトランジスタ55のベ
ースがオープンにならないようにするものであり、抵抗
62はプルアップ抵抗である。この回路では駆動信号eiが
‘1'の時のみしかフォトカプラ54には電流が流れる条件
が無く、異常検出信号は駆動信号eiが‘0'の時には出力
されない。
通常のオン状態ではBIFET44のコレクタ電圧は数Ｖ以下
に低下しているが過電流状態ではBIFET44のコレクタ電
圧が急上昇し数十Ｖ以上になるので、この状態を異常と
して検出するものである。
に低下しているが過電流状態ではBIFET44のコレクタ電
圧が急上昇し数十Ｖ以上になるので、この状態を異常と
して検出するものである。
（これ等の詳細については先に出願した特願昭60-23334
と特願昭60-92870を参照されたい。） 第１図の回路で、負荷側短絡事故、例えば端子ＶとＷが
短絡状態になった場合を考えるとBIFET43と42がオンの
瞬間、コンデンサ３の電圧はBIFET43と42で分圧される
のでBIFET43と42の異常検出回路16と14は異常検出信号
を遅れ回路18と19に出力し、この状態が一定時間（10μ
Ｓ程度）以上続くとオア回路30,31が動作し、信号Ａと
信号Ｃが出力し信号Ｃは過電流故障と判断する。
と特願昭60-92870を参照されたい。） 第１図の回路で、負荷側短絡事故、例えば端子ＶとＷが
短絡状態になった場合を考えるとBIFET43と42がオンの
瞬間、コンデンサ３の電圧はBIFET43と42で分圧される
のでBIFET43と42の異常検出回路16と14は異常検出信号
を遅れ回路18と19に出力し、この状態が一定時間（10μ
Ｓ程度）以上続くとオア回路30,31が動作し、信号Ａと
信号Ｃが出力し信号Ｃは過電流故障と判断する。
次に、Ｗ相が接地した場合を考えると、BIFET42がオン
した瞬間、電源１の電圧が接地回路（BIFET42→ダイオ
ード22,24,26の回路）を通って、BIFET42に印加され、B
IFET42に過電流が流れるとBIFET42のコレクタ電圧が上
昇して異常検出回路14が信号を出力する。
した瞬間、電源１の電圧が接地回路（BIFET42→ダイオ
ード22,24,26の回路）を通って、BIFET42に印加され、B
IFET42に過電流が流れるとBIFET42のコレクタ電圧が上
昇して異常検出回路14が信号を出力する。
また、BIFET45がオンの状態では、電源１の電圧は、ダ
イオード21,23,25→BIFET45→接地の回路に印加され、
異常検出回路17が信号を出力する。BIFET45と42は、同
時にオン信号は入らない様制御しているので、オア回路
30と31が同時に出力を出すことはなく、接地事故の場合
は、いづれか片方の出力が出るので、信号ＡとＢが出力
される。
イオード21,23,25→BIFET45→接地の回路に印加され、
異常検出回路17が信号を出力する。BIFET45と42は、同
時にオン信号は入らない様制御しているので、オア回路
30と31が同時に出力を出すことはなく、接地事故の場合
は、いづれか片方の出力が出るので、信号ＡとＢが出力
される。
以上の説明の如く一般の過電流では故障信号は、Ａと
Ｃ、接地事故の場合は、ＡとＢの信号を出力することが
出来るので故障内容を判別し、故障診断を容易にするこ
とが可能である。
Ｃ、接地事故の場合は、ＡとＢの信号を出力することが
出来るので故障内容を判別し、故障診断を容易にするこ
とが可能である。
なお、インバータブリッジは３相の場合のBIFET使用時
について説明したが、FET等の如く電圧信号で駆動出来
るスイッチング素子で、過電流時にコレクタ電圧が上昇
する素子には同一の方法が採用出来ることは云うまでも
ない。
について説明したが、FET等の如く電圧信号で駆動出来
るスイッチング素子で、過電流時にコレクタ電圧が上昇
する素子には同一の方法が採用出来ることは云うまでも
ない。
以上説明したように本発明によれば、特別な接地事故検
出回路を設けること無く、過電流検出回路を、インバー
タブリッジの直流母線に対し上下２組に分離し、アンド
とオアの論理演算のみにより故障内容を表示することが
可能となり故障診断として極めて簡単で経済的、かつコ
ンパクトに実現出来る電力変換器の故障検出回路を提供
することができる。
出回路を設けること無く、過電流検出回路を、インバー
タブリッジの直流母線に対し上下２組に分離し、アンド
とオアの論理演算のみにより故障内容を表示することが
可能となり故障診断として極めて簡単で経済的、かつコ
ンパクトに実現出来る電力変換器の故障検出回路を提供
することができる。
第１図は本発明による故障検出回路の一実施例、第２図
は第１図の異常検出回路の詳細図、第３図は従来の故障
検出回路である。 １……交流電源、２……整流器、 21〜26……ダイオード、３……コンデンサ ４……インバータブリッジ 41〜46……電気弁、５……PWM制御回路 ６……アンド回路、７……ゲート駆動回路 ８……電流検出器、９……過電流検出器 10……零相変流器、11……接地故障検出器 12〜17……異常検出回路、18,19……遅れ回路 30,31,32……オア回路、33,35……アンド回路 34……ノット回路、51……直流電源 55,58,59……トランジスタ、54,63……フォトカプラ 56……ゼナーダイオード 52,53,57,60,62……抵抗
は第１図の異常検出回路の詳細図、第３図は従来の故障
検出回路である。 １……交流電源、２……整流器、 21〜26……ダイオード、３……コンデンサ ４……インバータブリッジ 41〜46……電気弁、５……PWM制御回路 ６……アンド回路、７……ゲート駆動回路 ８……電流検出器、９……過電流検出器 10……零相変流器、11……接地故障検出器 12〜17……異常検出回路、18,19……遅れ回路 30,31,32……オア回路、33,35……アンド回路 34……ノット回路、51……直流電源 55,58,59……トランジスタ、54,63……フォトカプラ 56……ゼナーダイオード 52,53,57,60,62……抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】静電誘導形自己消孤素子をブリッジ接続し
て成る電力変換器の故障検出装置において、前記静電誘
導形自己消孤素子のコレクターエミッタ間電圧が所定の
値を越え、かつゲート−エミッタ間に印加する駆動信号
が有るとき故障検出信号を出力する検出回路と、前記ブ
リッジの直流側の正側に接続された素子グループの故障
信号と前記ブリッジの直流側の負側に接続された素子グ
ループの故障信号に分けて検出し、これら２グループの
故障信号の論理積が成立する時は前記ブリッジの負荷側
の短絡故障か該ブリッジの故障と判定し、前記２グルー
プの故障信号の論理和が成立する時は接地故障（または
該素子の短絡故障）と判定する論理演算手段を設けたこ
とを特徴とする電力変換器の故障検出装置。 - 【請求項２】前記２グループの故障信号は前記駆動信号
を印加した後、静電誘導形自己消孤素子がオンするまで
の遅れ時間は出力しないように構成したことを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項記載の電力変換器の故障検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61070841A JPH0732531B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電力変換器の故障検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61070841A JPH0732531B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電力変換器の故障検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230323A JPS62230323A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH0732531B2 true JPH0732531B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=13443190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61070841A Expired - Lifetime JPH0732531B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電力変換器の故障検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732531B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04138073A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 混成集積回路装置 |
| JPH04138075A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 混成集積回路装置 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61070841A patent/JPH0732531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62230323A (ja) | 1987-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5687049A (en) | Method and circuit for protecting power circuits against short circuit and over current faults | |
| JPH08307221A (ja) | 電力用ｍｏｓゲート型回路のための制御回路 | |
| JPH0340517A (ja) | パワーデバイスの駆動・保護回路 | |
| US4716304A (en) | Driver circuit for high-voltage power transistors providing protection to the driver transistors | |
| US4970635A (en) | Inverter with proportional base drive controlled by a current transformer | |
| JPS59103567A (ja) | トランジスタの過電流保護回路 | |
| EP0242368A4 (en) | PROPORTIONAL BASE CURRENT CONTROL CIRCUIT. | |
| JPS62230323A (ja) | 電力変換器の故障検出装置 | |
| JP3463432B2 (ja) | インバータ駆動装置 | |
| JPH09182463A (ja) | 電圧形インバータのアーム短絡検出装置 | |
| JPH0729739Y2 (ja) | Ｆｅｔ駆動回路 | |
| JP3215164B2 (ja) | 電圧形インバータ装置 | |
| JPS5837774B2 (ja) | インバ−タノカデンリユウホゴソウチ | |
| JPH0279621A (ja) | 絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの異常検出方法 | |
| JP2922716B2 (ja) | インバータ装置の直流制動方法 | |
| JPS6216019A (ja) | スイツチング電源出力短絡保護回路 | |
| JPH053680A (ja) | Ｉｇｂｔインバータの過電流保護回路 | |
| JP3638380B2 (ja) | インバータの保護回路 | |
| SU1626368A1 (ru) | Ключевой элемент | |
| JPS59149776A (ja) | 電力変換装置の接地保護装置 | |
| JPH0646235Y2 (ja) | トランジスタインバ−タ | |
| JPS6192032A (ja) | トランジスタスイツチング回路 | |
| JPH01231666A (ja) | インバータ装置 | |
| JPS62123984A (ja) | 交流電動機の駆動回路 | |
| JPH05344749A (ja) | インバータ駆動回路 |