JPH08214538A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH08214538A JPH08214538A JP1404995A JP1404995A JPH08214538A JP H08214538 A JPH08214538 A JP H08214538A JP 1404995 A JP1404995 A JP 1404995A JP 1404995 A JP1404995 A JP 1404995A JP H08214538 A JPH08214538 A JP H08214538A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】信頼性が高く故障復旧が容易な電力変換装置を
得る。 【構成】ゲート制御装置１０からのゲート制御信号のレ
ベルの増減操作により、その電圧降下電圧が変化するパ
ワーデバイスＱ1 〜Ｑ3 を複数個並列接続して構成さ
れ、前記Ｑ1 〜Ｑ3 各パワーデバイスのうちの所定のパ
ワーデバイスと、この所定のパワーデバイス以外の他の
パワーデバイスを分離し、この分離したパワーデバイス
毎に前記ゲート制御装置から与えられるゲート制御信号
の動作タイミングを異ならせ、前記パワーデバイスに流
れる電流を検出する電流検出器を設け、この電流検出器
で検出された電流が、所定のレベルを越える過電流とな
つた時に前記複数個並列接続したパワーデバイスの一部
を、前記ゲート制御信号のレベルの操作によりターンオ
フさせるようにした電力変換装置である。
得る。 【構成】ゲート制御装置１０からのゲート制御信号のレ
ベルの増減操作により、その電圧降下電圧が変化するパ
ワーデバイスＱ1 〜Ｑ3 を複数個並列接続して構成さ
れ、前記Ｑ1 〜Ｑ3 各パワーデバイスのうちの所定のパ
ワーデバイスと、この所定のパワーデバイス以外の他の
パワーデバイスを分離し、この分離したパワーデバイス
毎に前記ゲート制御装置から与えられるゲート制御信号
の動作タイミングを異ならせ、前記パワーデバイスに流
れる電流を検出する電流検出器を設け、この電流検出器
で検出された電流が、所定のレベルを越える過電流とな
つた時に前記複数個並列接続したパワーデバイスの一部
を、前記ゲート制御信号のレベルの操作によりターンオ
フさせるようにした電力変換装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はゲート制御信号のレベル
の増減操作により、その電圧降下電圧ＶcEが変化する自
己消弧形のパワーデバイスを複数個並列接続して構成さ
れる電力変換装置に関する。
の増減操作により、その電圧降下電圧ＶcEが変化する自
己消弧形のパワーデバイスを複数個並列接続して構成さ
れる電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近インバータやＰＷＭ（パルス幅変調
制御方式）コンバータなどの電力変換装置に使用される
パワーデバイスとして、従来のサイリスタやＧＴＯ（ゲ
ートターンオフサイリスタ）などから、ＩＧＢＴ（絶縁
ゲートバイポーラトランジスタ）やパワーＭＯＳＦＥＴ
（静電誘導形トランジスタ）等の高速スイッチング動作
の自己消弧形のデバイスに代えて使用することが多く、
特に中小容量の電力変換装置の分野で広く使用されるよ
うになってきている。
制御方式）コンバータなどの電力変換装置に使用される
パワーデバイスとして、従来のサイリスタやＧＴＯ（ゲ
ートターンオフサイリスタ）などから、ＩＧＢＴ（絶縁
ゲートバイポーラトランジスタ）やパワーＭＯＳＦＥＴ
（静電誘導形トランジスタ）等の高速スイッチング動作
の自己消弧形のデバイスに代えて使用することが多く、
特に中小容量の電力変換装置の分野で広く使用されるよ
うになってきている。
【０００３】ここで、従来の電力変換装置の一例として
パワーデバイスにＩＧＢＴを使用したものを、図７およ
び図８を参照して説明する。図７は電力変換装置内の１
アーム分の主回路を示すもので、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 は
それぞれ並列接続されており、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 のゲ
ート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 はそれぞれ共通のゲート制御回
路（ＧＡＴＥ）１１に接続され、ゲート制御端子Ｇ1 〜
Ｇ5 にそれぞれゲート制御回路１１からのゲート制御信
号ｅG が与えられるようになっている。主回路端子Ｃ，
Ｅには図示しない電源に接続され、主回路端子Ｃ，Ｅ間
に主回路電流ｉｃが流れるように構成されている。
パワーデバイスにＩＧＢＴを使用したものを、図７およ
び図８を参照して説明する。図７は電力変換装置内の１
アーム分の主回路を示すもので、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 は
それぞれ並列接続されており、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 のゲ
ート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 はそれぞれ共通のゲート制御回
路（ＧＡＴＥ）１１に接続され、ゲート制御端子Ｇ1 〜
Ｇ5 にそれぞれゲート制御回路１１からのゲート制御信
号ｅG が与えられるようになっている。主回路端子Ｃ，
Ｅには図示しない電源に接続され、主回路端子Ｃ，Ｅ間
に主回路電流ｉｃが流れるように構成されている。
【０００４】一般に、電力変換装置は図７に示す並列回
路を４個使用して単相、６個使用して３相回路を構成す
ることは公知である。並列接続されたＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ
5 はゲート制御回路１１の出力するゲート制御信号ｅG
によってＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5を同一タイミングでオン、
オフ制御する。ゲート制御信号ｅG の制御によってＩＧ
ＢＴＱ1 〜Ｑ5 が一斉にオンされると、主回路電流ｉｃ
は主回路端子ＣからＥの方向に流れ、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ
5 がターンオフされると主回路電流ｉｃは零となり、こ
れによって電力変換装置の出力電流が制御される。
路を４個使用して単相、６個使用して３相回路を構成す
ることは公知である。並列接続されたＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ
5 はゲート制御回路１１の出力するゲート制御信号ｅG
によってＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5を同一タイミングでオン、
オフ制御する。ゲート制御信号ｅG の制御によってＩＧ
ＢＴＱ1 〜Ｑ5 が一斉にオンされると、主回路電流ｉｃ
は主回路端子ＣからＥの方向に流れ、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ
5 がターンオフされると主回路電流ｉｃは零となり、こ
れによって電力変換装置の出力電流が制御される。
【０００５】図８は図７の如く並列接続されたＩＧＢＴ
Ｑ1 〜Ｑ5 の従来の過電圧保護方法を説明するためのも
のである。今、図７のゲート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 にゲー
ト制御回路１１から図８（２）に示すゲート制御信号ｅ
G が供給されてＩＧＢＴＱ1〜Ｑ5 が一斉にオンされて
から時刻ｔ1 まで、図７の主回路端子Ｃ，Ｅ間に、図８
（１）に示すような主回路電流ｉｃが流れている場合を
考える。時刻ｔ1 の時点で何らかの原因により主回路電
流ｉｃが増加すると、この主回路電流ｉｃを検出して時
刻ｔ2 でゲート制御回路１１の作用によりゲート制御信
号ｅG のレベルを減少させると、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 の
両端子間の電圧降下電圧ＶcEが増加する。
Ｑ1 〜Ｑ5 の従来の過電圧保護方法を説明するためのも
のである。今、図７のゲート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 にゲー
ト制御回路１１から図８（２）に示すゲート制御信号ｅ
G が供給されてＩＧＢＴＱ1〜Ｑ5 が一斉にオンされて
から時刻ｔ1 まで、図７の主回路端子Ｃ，Ｅ間に、図８
（１）に示すような主回路電流ｉｃが流れている場合を
考える。時刻ｔ1 の時点で何らかの原因により主回路電
流ｉｃが増加すると、この主回路電流ｉｃを検出して時
刻ｔ2 でゲート制御回路１１の作用によりゲート制御信
号ｅG のレベルを減少させると、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ5 の
両端子間の電圧降下電圧ＶcEが増加する。
【０００６】この電圧降下電圧ＶcEは、ＩＧＢＴＱ1 〜
Ｑ5 のゲート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 に対しては充分な大き
さのゲート制御信号ｅG が与えられている時、その両端
の電圧降下電圧ＶcEは飽和して小さいが、ゲート制御信
号ｅG が所定値より小さくなると電圧降下電圧ＶcEが増
加することが知られている。
Ｑ5 のゲート制御端子Ｇ1 〜Ｇ5 に対しては充分な大き
さのゲート制御信号ｅG が与えられている時、その両端
の電圧降下電圧ＶcEは飽和して小さいが、ゲート制御信
号ｅG が所定値より小さくなると電圧降下電圧ＶcEが増
加することが知られている。
【０００７】このようなことから、ゲート制御信号ｅG
の減少によって電圧降下電圧ＶcEが増加する特性を利用
して時刻ｔ2 からゲート制御信号ｅG を減少させると、
時刻ｔ3 で主回路電流ｉｃの増加がなくなり、時刻ｔ4
でゲート制御信号ｅG を零にすることにより主回路電流
ｉｃも零とすることができる。
の減少によって電圧降下電圧ＶcEが増加する特性を利用
して時刻ｔ2 からゲート制御信号ｅG を減少させると、
時刻ｔ3 で主回路電流ｉｃの増加がなくなり、時刻ｔ4
でゲート制御信号ｅG を零にすることにより主回路電流
ｉｃも零とすることができる。
【０００８】このようにゲート制御信号ｅG の増減でそ
の両端の電圧降下電圧ＶcEを可変できるＩＧＢＴやパワ
ーＭＯＳＦＥＴはスイッチング速度も非常に速いから、
前記の説明の如く、主回路電流ｉｃが過電流レベルにな
っても、ゲート制御信号ｅGの増減操作で主回路電流ｉ
ｃを零にして保護できるため、電力変換装置の保護信頼
性を従来の電力変換装置に比較して大幅に向上させてい
ることは公知である。
の両端の電圧降下電圧ＶcEを可変できるＩＧＢＴやパワ
ーＭＯＳＦＥＴはスイッチング速度も非常に速いから、
前記の説明の如く、主回路電流ｉｃが過電流レベルにな
っても、ゲート制御信号ｅGの増減操作で主回路電流ｉ
ｃを零にして保護できるため、電力変換装置の保護信頼
性を従来の電力変換装置に比較して大幅に向上させてい
ることは公知である。
【０００９】しかし、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴな
どのパワーデバイスはその個々の定格電圧と定格電流が
小さく、比較的大きな定格容量のＩＧＢＴでも1200Ｖ−
600Ａ程度のデバイス定格容量である。この定格容量で
はＩＧＢＴを１１個の並列回路で使用する３相インバー
タ回路での出力容量は100 ＫＶＡ程度にしかならず、50
0 ＫＶＡ出力で６個の並列回路の接続、1000ＫＶＡ出力
で１２個の並列回路の接続が必要である。
どのパワーデバイスはその個々の定格電圧と定格電流が
小さく、比較的大きな定格容量のＩＧＢＴでも1200Ｖ−
600Ａ程度のデバイス定格容量である。この定格容量で
はＩＧＢＴを１１個の並列回路で使用する３相インバー
タ回路での出力容量は100 ＫＶＡ程度にしかならず、50
0 ＫＶＡ出力で６個の並列回路の接続、1000ＫＶＡ出力
で１２個の並列回路の接続が必要である。
【００１０】このようにゲート制御信号ｅG の増減によ
ってその電圧降下電圧ＶcEを操作できるＩＧＢＴやパワ
ーＭＯＳＦＥＴなどのパワーデバイスは、パワーデバイ
スの定格容量が小さいために、中容量クラスの電力変換
装置に使用する場合には、多数のパワーデバイスを図７
の如く並列接続して電力変換装置を構成する必要があっ
た。
ってその電圧降下電圧ＶcEを操作できるＩＧＢＴやパワ
ーＭＯＳＦＥＴなどのパワーデバイスは、パワーデバイ
スの定格容量が小さいために、中容量クラスの電力変換
装置に使用する場合には、多数のパワーデバイスを図７
の如く並列接続して電力変換装置を構成する必要があっ
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置で
は、前記の説明の如く多数のパワーデバイスを並列接続
して構成する必要があった。このため並列接続されたパ
ワーデバイス間ではパワーデバイスの特性の差や各回路
のインダクタンス差などにより電流がアンバランスにな
る傾向があり、この電流アンバランスを考慮して並列接
続するパワーデバイスの数を定格過負荷電流も所定の許
容値となるように設計している。
は、前記の説明の如く多数のパワーデバイスを並列接続
して構成する必要があった。このため並列接続されたパ
ワーデバイス間ではパワーデバイスの特性の差や各回路
のインダクタンス差などにより電流がアンバランスにな
る傾向があり、この電流アンバランスを考慮して並列接
続するパワーデバイスの数を定格過負荷電流も所定の許
容値となるように設計している。
【００１２】しかし、パワーデバイスの並列接続個数が
増加すると、電流アンバランスの要因などから、多数並
列接続されたパワーデバイスを全て図８のように主回路
電流ｉｃが過電流となってパワーデバイスの並列回路に
過電流が流れた時に共通のゲート制御信号ｅG のレベル
の低減操作で保護することが困難になっていた。
増加すると、電流アンバランスの要因などから、多数並
列接続されたパワーデバイスを全て図８のように主回路
電流ｉｃが過電流となってパワーデバイスの並列回路に
過電流が流れた時に共通のゲート制御信号ｅG のレベル
の低減操作で保護することが困難になっていた。
【００１３】このように多数並列接続されたパワーデバ
イスの並列回路で過電流が流れた時に充分な保護ができ
ずに、いくつかのパワーデバイスがその過電流に起因し
て破壊することがあり、この場合破壊したパワーデバイ
スに並列に接続されていた残りのパワーデバイスも特性
劣化しかかっているか、健全かの判別がつかず並列接続
されたパワーデバイス全数を交換する必要があった。
イスの並列回路で過電流が流れた時に充分な保護ができ
ずに、いくつかのパワーデバイスがその過電流に起因し
て破壊することがあり、この場合破壊したパワーデバイ
スに並列に接続されていた残りのパワーデバイスも特性
劣化しかかっているか、健全かの判別がつかず並列接続
されたパワーデバイス全数を交換する必要があった。
【００１４】即ち、従来の電力変換装置では、過電流に
関連してパワーデバイスが破壊されると、並列接続中の
パワーデバイスを全数交換する必要があり、この交換の
ため多大な故障復旧時間および費用を要する問題があっ
た。
関連してパワーデバイスが破壊されると、並列接続中の
パワーデバイスを全数交換する必要があり、この交換の
ため多大な故障復旧時間および費用を要する問題があっ
た。
【００１５】そこで本発明の目的は、従来の課題を解決
するためなされたもので、過電流に起因してパワーデバ
イス群の一部に破壊が生じても、並列接続されたパワー
デバイスを全数交換する必要のない、保護性を向上させ
た電力変換装置を提供することにある。
するためなされたもので、過電流に起因してパワーデバ
イス群の一部に破壊が生じても、並列接続されたパワー
デバイスを全数交換する必要のない、保護性を向上させ
た電力変換装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成のため
に、請求項１に対応する発明は、ゲート制御装置からの
ゲート制御信号のレベルの増減操作により、その電圧降
下電圧が変化するパワーデバイスを複数個並列接続して
構成される電力変換装置において、前記パワーデバイス
のうちの所定のパワーデバイスと、この所定のパワーデ
バイス以外の他のパワーデバイスに分離し、この分離し
たパワーデバイス毎に前記ゲート制御装置から与えられ
るゲート制御信号の動作タイミングを異ならせる手段を
備えたことを特徴とする電力変換装置である。
に、請求項１に対応する発明は、ゲート制御装置からの
ゲート制御信号のレベルの増減操作により、その電圧降
下電圧が変化するパワーデバイスを複数個並列接続して
構成される電力変換装置において、前記パワーデバイス
のうちの所定のパワーデバイスと、この所定のパワーデ
バイス以外の他のパワーデバイスに分離し、この分離し
たパワーデバイス毎に前記ゲート制御装置から与えられ
るゲート制御信号の動作タイミングを異ならせる手段を
備えたことを特徴とする電力変換装置である。
【００１７】前記目的を達成のために、請求項２に対応
する発明は、請求項１記載の電力変換装置において、前
記パワーデバイスに流れる電流を検出する電流検出器を
設け、この電流検出器で検出された電流が、所定値を越
える過電流となつた時に前記複数個並列接続したパワー
デバイスの一部を、前記ゲート制御信号のレベルの操作
によりターンオフさせるように制御することを特徴とす
る電力変換装置である。
する発明は、請求項１記載の電力変換装置において、前
記パワーデバイスに流れる電流を検出する電流検出器を
設け、この電流検出器で検出された電流が、所定値を越
える過電流となつた時に前記複数個並列接続したパワー
デバイスの一部を、前記ゲート制御信号のレベルの操作
によりターンオフさせるように制御することを特徴とす
る電力変換装置である。
【００１８】前記目的を達成のために、請求項３に対応
する発明は、請求項２記載の電力変換装置において、前
記ゲート制御信号の操作によりターンオフさせなかった
残りのパワーデバイスに流れる過電流が所定値を越えた
時、保護する目的で速断ヒューズを前記過電流の流れる
ループに設けたことを特徴とする電力変換装置である。
する発明は、請求項２記載の電力変換装置において、前
記ゲート制御信号の操作によりターンオフさせなかった
残りのパワーデバイスに流れる過電流が所定値を越えた
時、保護する目的で速断ヒューズを前記過電流の流れる
ループに設けたことを特徴とする電力変換装置である。
【００１９】前記目的を達成のために、請求項４に対応
する発明は、請求項１記載の電力変換装置において、並
列接続された複数のパワーデバイスのそれぞれの電圧降
下電圧または各パワーデバイスに流れる電流を検出する
検出器を設け、この検出電圧または検出電流が所定値を
越えたパワーデバイスのみをターンオフさせるようにゲ
ート制御信号が操作されることを特徴とする電力変換装
置である。
する発明は、請求項１記載の電力変換装置において、並
列接続された複数のパワーデバイスのそれぞれの電圧降
下電圧または各パワーデバイスに流れる電流を検出する
検出器を設け、この検出電圧または検出電流が所定値を
越えたパワーデバイスのみをターンオフさせるようにゲ
ート制御信号が操作されることを特徴とする電力変換装
置である。
【００２０】前記目的を達成のために、請求項５に対応
する発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、電力変換装置内に設けられた前記パ
ワーデバイス並列回路の複数回路の中で、所定のパワー
デバイスの並列回路のみをゲート制御信号の操作で並列
接続されたパワーデバイスの一部のみを分割してターン
オフさせることができるようにしたことを特徴とする電
力変換装置である。
する発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、電力変換装置内に設けられた前記パ
ワーデバイス並列回路の複数回路の中で、所定のパワー
デバイスの並列回路のみをゲート制御信号の操作で並列
接続されたパワーデバイスの一部のみを分割してターン
オフさせることができるようにしたことを特徴とする電
力変換装置である。
【００２１】前記目的を達成のために、請求項６に対応
する発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、直流回路に設けられた直流フィルタ
コンデンサの放電電流、あるいは前記並列回路に流れる
事故電流を検出する回路を設け、前記並列接続されたパ
ワーデバイスの全部をターンオフさせるか、一部のみを
ターンオフさせるかの判別回路を設けたことを特徴とす
る電力変換装置である。
する発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、直流回路に設けられた直流フィルタ
コンデンサの放電電流、あるいは前記並列回路に流れる
事故電流を検出する回路を設け、前記並列接続されたパ
ワーデバイスの全部をターンオフさせるか、一部のみを
ターンオフさせるかの判別回路を設けたことを特徴とす
る電力変換装置である。
【００２２】前記目的を達成のために、請求項７に対応
する発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、前記並列接続されるパワーデバイス
が、定常導通状態ではサイリスタ特性、ターンオフ動作
時には自己消弧形の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
特性の特性モード切換が行なわれる静電誘導形複合デバ
イスであることを特徴とする電力変換装置である。
する発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の電力
変換装置において、前記並列接続されるパワーデバイス
が、定常導通状態ではサイリスタ特性、ターンオフ動作
時には自己消弧形の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
特性の特性モード切換が行なわれる静電誘導形複合デバ
イスであることを特徴とする電力変換装置である。
【００２３】
【作用】請求項１に対応する発明によれば、並列接続さ
れたパワーデバイスを全て、同一タイミングで制御しな
い結果、この並列接続回路に対する過電流の影響を各パ
ワーデバイスで違わせることができる。
れたパワーデバイスを全て、同一タイミングで制御しな
い結果、この並列接続回路に対する過電流の影響を各パ
ワーデバイスで違わせることができる。
【００２４】請求項２に対応する発明によれば、並列接
続されたパワーデバイスに過電流が流れる時、一部のパ
ワーデバイスのみターンオフさせることにより過電流を
特定のパワーデバイス側へ集中させ、先にターンオフさ
せるパワーデバイスに過電圧の影響を与えないようにす
ることにより、過電圧に対する信頼性を向上させること
ができる。
続されたパワーデバイスに過電流が流れる時、一部のパ
ワーデバイスのみターンオフさせることにより過電流を
特定のパワーデバイス側へ集中させ、先にターンオフさ
せるパワーデバイスに過電圧の影響を与えないようにす
ることにより、過電圧に対する信頼性を向上させること
ができる。
【００２５】請求項３に対応する発明によれば、並列接
続されたパワーデバイスの一部のパワーデバイスに過電
流を集中させても、速断ヒューズで保護のバックアップ
を行なうことができることから、保護の信頼性を一層向
上させることができる。
続されたパワーデバイスの一部のパワーデバイスに過電
流を集中させても、速断ヒューズで保護のバックアップ
を行なうことができることから、保護の信頼性を一層向
上させることができる。
【００２６】請求項４に対応する発明によれば、電圧降
下電圧が所定値となったパワーデバイスから順次ターン
オフさせるなど、パワーデバイス自身で過電流を検出し
て順次ターンオフさせることにより、過電流による影響
を並列接続した全部のパワーデバイスに与えることを防
止できる。
下電圧が所定値となったパワーデバイスから順次ターン
オフさせるなど、パワーデバイス自身で過電流を検出し
て順次ターンオフさせることにより、過電流による影響
を並列接続した全部のパワーデバイスに与えることを防
止できる。
【００２７】請求項５に対応する発明によれば、電力変
換装置を構成する全ての並列接続回路でなく、一部の並
列接続回路で同様にターンオフタイミングをずらして
も、過電流による保護信頼性を同様に向上させることが
できる。
換装置を構成する全ての並列接続回路でなく、一部の並
列接続回路で同様にターンオフタイミングをずらして
も、過電流による保護信頼性を同様に向上させることが
できる。
【００２８】請求項６に対応する発明によれば、事故電
流が所定値を越えていることを検出した時のみ、並列接
続されたパワーデバイスの一部のみをターンオフ操作す
るから、過電流により劣化するパワーデバイスを最少と
することができる。
流が所定値を越えていることを検出した時のみ、並列接
続されたパワーデバイスの一部のみをターンオフ操作す
るから、過電流により劣化するパワーデバイスを最少と
することができる。
【００２９】請求項７に対応する発明によれば、静電誘
導形複合デバイスを絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
モードに切換えたものから優先的にターンオフさせるた
めに、過電流により劣化するパワーデバイスが発生して
も、その数を最少とすることができる。
導形複合デバイスを絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
モードに切換えたものから優先的にターンオフさせるた
めに、過電流により劣化するパワーデバイスが発生して
も、その数を最少とすることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ＜第１実施例＞図１は電力変換装置の主回路の一部を示
すもので、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）Ｑ1 〜Ｑ3 が計３個並列接続され、各コレクタの接
続点に主回路端子Ｃが接続され、また各エミッタの接続
点に主回路端子Ｅが接続されている。また、ＩＧＢＴＱ
2 とＱ3 のコレクタの接続点に速断ヒューズ１２が接続
されている。さらに、主回路端子ＣとＩＧＢＴのコレク
タの接続点間に電流検出器８が設けられ、この電流検出
器８の検出電流を入力し、この検出電流が所定値を越え
た過電流であるときのみ信号をゲート制御装置１０に出
力する電流判別回路９が設けられている。
て説明する。 ＜第１実施例＞図１は電力変換装置の主回路の一部を示
すもので、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）Ｑ1 〜Ｑ3 が計３個並列接続され、各コレクタの接
続点に主回路端子Ｃが接続され、また各エミッタの接続
点に主回路端子Ｅが接続されている。また、ＩＧＢＴＱ
2 とＱ3 のコレクタの接続点に速断ヒューズ１２が接続
されている。さらに、主回路端子ＣとＩＧＢＴのコレク
タの接続点間に電流検出器８が設けられ、この電流検出
器８の検出電流を入力し、この検出電流が所定値を越え
た過電流であるときのみ信号をゲート制御装置１０に出
力する電流判別回路９が設けられている。
【００３１】ゲート制御装置１０は、電流判別回路９か
らの出力がないとき、従来のゲート制御回路１１と同様
に、ゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 に共通のゲート制
御信号を供給したり、また電流判別回路９からの出力が
あるときはゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 のうちの一
部例えばゲート制御端子Ｇ3 のみを分離してゲート制御
端子Ｇ3 に、ゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 に与えるゲート
制御信号ｅG 1 ，ｅG 2 の停止タイミングとは異なるゲ
ート制御信号ｅG 3 を与える機能を有する。
らの出力がないとき、従来のゲート制御回路１１と同様
に、ゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 に共通のゲート制
御信号を供給したり、また電流判別回路９からの出力が
あるときはゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 のうちの一
部例えばゲート制御端子Ｇ3 のみを分離してゲート制御
端子Ｇ3 に、ゲート制御端子Ｇ1 ，Ｇ2 に与えるゲート
制御信号ｅG 1 ，ｅG 2 の停止タイミングとは異なるゲ
ート制御信号ｅG 3 を与える機能を有する。
【００３２】なお、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の接続個数は３
個に限らず、何個でもよい。次に以上のように構成され
た第１実施例の動作を図２を参照して説明するが、主回
路電流ｉｃ［図２（１）］は図１の主回路端子Ｃ，Ｅに
流れる電流を示し、また分流電流ｉｃ1 、ｉｃ2 、ｉｃ
3 は各ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 に流れる電流を示し、さらに
ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 のゲート制御信号ｅG 1 〜ｅG 3
［図２（２），（３），（４）］は図１のゲート制御端
子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 に与えられる信号である。
個に限らず、何個でもよい。次に以上のように構成され
た第１実施例の動作を図２を参照して説明するが、主回
路電流ｉｃ［図２（１）］は図１の主回路端子Ｃ，Ｅに
流れる電流を示し、また分流電流ｉｃ1 、ｉｃ2 、ｉｃ
3 は各ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 に流れる電流を示し、さらに
ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 のゲート制御信号ｅG 1 〜ｅG 3
［図２（２），（３），（４）］は図１のゲート制御端
子Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ3 に与えられる信号である。
【００３３】図１は通常の一般的な負荷状況（主回路電
流ｉｃが定格値の時）では、前述した従来の技術と同様
にＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 は同一タイミングのゲート制御信
号ｅG 1 〜ｅG 3 で制御され、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 は同
一タイミングでオン・オフ制御される。
流ｉｃが定格値の時）では、前述した従来の技術と同様
にＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 は同一タイミングのゲート制御信
号ｅG 1 〜ｅG 3 で制御され、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 は同
一タイミングでオン・オフ制御される。
【００３４】ところが、図１の主回路電流ｉｃが定格値
より高くなったときには、電流判別回路９からゲート制
御装置１０に出力信号が出されるので、ゲート制御装置
１０は以下のように動作する。すなわち、主回路端子
Ｃ，Ｅに流れる主回路電流ｉｃが、図２（１）に示すよ
うに、時刻ｔ1 で過電流となり始め、時刻ｔ2 で主回路
電流ｉｃが所定値になると、図２（２），（３）に示す
ゲート制御信号ｅG 1 とｅG 2 のレベルを減少させる。
これによりＩＧＢＴＱ1 とＱ2 の電流ｉｃ1 とｉｃ2 は
時刻ｔ3 より減少を始め、ゲート制御信号ｅG 1 ｅとｅ
G 2 が零に制御される時刻ｔ4 で電流ｉｃ1 とｉｃ2 が
零になり、ＩＧＢＴＱ1 とＱ2 は時刻ｔ4でターンオフ
し、図２（５）のＶCE1 に示すように順方向の耐電圧を
回復する。
より高くなったときには、電流判別回路９からゲート制
御装置１０に出力信号が出されるので、ゲート制御装置
１０は以下のように動作する。すなわち、主回路端子
Ｃ，Ｅに流れる主回路電流ｉｃが、図２（１）に示すよ
うに、時刻ｔ1 で過電流となり始め、時刻ｔ2 で主回路
電流ｉｃが所定値になると、図２（２），（３）に示す
ゲート制御信号ｅG 1 とｅG 2 のレベルを減少させる。
これによりＩＧＢＴＱ1 とＱ2 の電流ｉｃ1 とｉｃ2 は
時刻ｔ3 より減少を始め、ゲート制御信号ｅG 1 ｅとｅ
G 2 が零に制御される時刻ｔ4 で電流ｉｃ1 とｉｃ2 が
零になり、ＩＧＢＴＱ1 とＱ2 は時刻ｔ4でターンオフ
し、図２（５）のＶCE1 に示すように順方向の耐電圧を
回復する。
【００３５】時刻ｔ4 でＩＧＢＴＱ3 は図２（４）のゲ
ート制御信号ｅG 3 がオン状態と同一のままであるた
め、図２のＶCE1 の如くＩＧＢＴＱ1 とＱ2 には実際の
電圧は印加されないが、主回路電流ｉｃは時刻ｔ3 より
ＩＧＢＴＱ3 側に移りはじめ、時刻ｔ4 で分流電流ｉｃ
とｉｃ3 が等しくなり、時刻ｔ4 以降全ての分流電流が
ＩＧＢＴＱ3 に集中する。ＩＧＢＴＱ3 に集中した主回
路電流ｉｃが所定値内に抑制されると速断ヒューズ１２
は溶断しないが、過大な過電流であると速断ヒューズ１
２が溶断して過電流は遮断される。
ート制御信号ｅG 3 がオン状態と同一のままであるた
め、図２のＶCE1 の如くＩＧＢＴＱ1 とＱ2 には実際の
電圧は印加されないが、主回路電流ｉｃは時刻ｔ3 より
ＩＧＢＴＱ3 側に移りはじめ、時刻ｔ4 で分流電流ｉｃ
とｉｃ3 が等しくなり、時刻ｔ4 以降全ての分流電流が
ＩＧＢＴＱ3 に集中する。ＩＧＢＴＱ3 に集中した主回
路電流ｉｃが所定値内に抑制されると速断ヒューズ１２
は溶断しないが、過大な過電流であると速断ヒューズ１
２が溶断して過電流は遮断される。
【００３６】この時、主回路電流ｉｃが過大となって、
ＩＧＢＴＱ3 が過電流で破壊しても、ＩＧＢＴＱ1 とＱ
2 は速いタイミングで確実にターンオフさせているか
ら、過電流による破壊の影響はＩＧＢＴＱ3 のみに限定
することができる。従って、並列接続したＩＧＢＴ全数
の交換の必要がなく、故障復旧を短時間とすることがで
きる。
ＩＧＢＴＱ3 が過電流で破壊しても、ＩＧＢＴＱ1 とＱ
2 は速いタイミングで確実にターンオフさせているか
ら、過電流による破壊の影響はＩＧＢＴＱ3 のみに限定
することができる。従って、並列接続したＩＧＢＴ全数
の交換の必要がなく、故障復旧を短時間とすることがで
きる。
【００３７】＜第２実施例＞図３は電力変換装置の１相
分を図示しており、これは速断ヒューズ１２、ゲート制
御装置１３、直流フィルタコンデンサ１４、電流検出器
１５，１６、電流判別器（ＰＲＯ）１７、ＩＧＢＴＱ1
〜Ｑ3 、ＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13、直流端子Ｐ，Ｎ、出力端
子Ｒを備えている。
分を図示しており、これは速断ヒューズ１２、ゲート制
御装置１３、直流フィルタコンデンサ１４、電流検出器
１５，１６、電流判別器（ＰＲＯ）１７、ＩＧＢＴＱ1
〜Ｑ3 、ＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13、直流端子Ｐ，Ｎ、出力端
子Ｒを備えている。
【００３８】電流検出器１５は、直流フィルタコンデン
サ１４の放電電流を検出し、電流検出器１６はＩＧＢＴ
Ｑ1 〜Ｑ3 、ＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13に流れる電流を検出す
る。電流判別器（ＰＲＯ）１７は、電流検出器１５また
は１６により検出される検出電流が所定値を越えるかど
うかを判別し、所定値を越えたときゲート制御装置１３
に出力信号を出力する。ゲート制御装置１３は電流判別
器１７から出力信号を入力されないとき、ＩＧＢＴＱ1
〜Ｑ3 およびＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13のゲート制御端子全て
にゲートターンオフさせるための同一のゲート制御信号
を与え、また電流判別器１７から出力信号を入力したと
きＩＧＢＴＱ3 にのみに、これを除くＩＧＢＴＱ1 ，Ｑ
2 およびＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13に与えるゲート制御信号の
タイミングとは異なるゲート制御信号を与えるものであ
る。
サ１４の放電電流を検出し、電流検出器１６はＩＧＢＴ
Ｑ1 〜Ｑ3 、ＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13に流れる電流を検出す
る。電流判別器（ＰＲＯ）１７は、電流検出器１５また
は１６により検出される検出電流が所定値を越えるかど
うかを判別し、所定値を越えたときゲート制御装置１３
に出力信号を出力する。ゲート制御装置１３は電流判別
器１７から出力信号を入力されないとき、ＩＧＢＴＱ1
〜Ｑ3 およびＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13のゲート制御端子全て
にゲートターンオフさせるための同一のゲート制御信号
を与え、また電流判別器１７から出力信号を入力したと
きＩＧＢＴＱ3 にのみに、これを除くＩＧＢＴＱ1 ，Ｑ
2 およびＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13に与えるゲート制御信号の
タイミングとは異なるゲート制御信号を与えるものであ
る。
【００３９】このような構成のものにおいて、ＩＧＢＴ
Ｑ1 〜Ｑ3 とＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13のゲート端子に供給さ
れるゲート制御信号を制御することにより、所定の電力
に変換され、これが出力端子Ｒより出力される。この時
ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路、又はＩＧＢＴＱ11〜Ｑ
13の並列回路に流れる電流が、所定以上の過電流となる
と電流検出器１５又は１６で検出して、電流判別器１７
で判別した電流が所定値以上になった時のみゲート制御
装置１３を介して、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路を図
１及び図２の実施例と同様にゲート制御信号ｅG 1 とｅ
G 2 と、ｅG 3の停止タイミングをずらして制御する。
このようにすることにより、前述の実施例と同様に並列
回路中でパワーデバイスが劣化しても全数交換の必要性
がなくなるから、信頼性が高く故障復旧が容易に行え
る。
Ｑ1 〜Ｑ3 とＩＧＢＴＱ11〜Ｑ13のゲート端子に供給さ
れるゲート制御信号を制御することにより、所定の電力
に変換され、これが出力端子Ｒより出力される。この時
ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路、又はＩＧＢＴＱ11〜Ｑ
13の並列回路に流れる電流が、所定以上の過電流となる
と電流検出器１５又は１６で検出して、電流判別器１７
で判別した電流が所定値以上になった時のみゲート制御
装置１３を介して、ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路を図
１及び図２の実施例と同様にゲート制御信号ｅG 1 とｅ
G 2 と、ｅG 3の停止タイミングをずらして制御する。
このようにすることにより、前述の実施例と同様に並列
回路中でパワーデバイスが劣化しても全数交換の必要性
がなくなるから、信頼性が高く故障復旧が容易に行え
る。
【００４０】図３の実施例において、直流フィルタコン
デンサ１４−ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路−出力端子
Ｒのルートで負荷側を通す過電流の場合には前記するよ
うに電力変換装置内のＩＧＢＴＱ1 ，Ｑ2 、Ｑ11〜Ｑ13
の並列回路の一部（ＩＧＢＴＱ3 ）だけをゲート制御信
号をずらして制御するようにしても電力変換装置を保護
することができる。
デンサ１４−ＩＧＢＴＱ1 〜Ｑ3 の並列回路−出力端子
Ｒのルートで負荷側を通す過電流の場合には前記するよ
うに電力変換装置内のＩＧＢＴＱ1 ，Ｑ2 、Ｑ11〜Ｑ13
の並列回路の一部（ＩＧＢＴＱ3 ）だけをゲート制御信
号をずらして制御するようにしても電力変換装置を保護
することができる。
【００４１】＜第３実施例＞図４に示すように、図示し
ない記憶回路を有するゲート制御装置１８、ゲート抵抗
器１９、電圧検出回路（Ｖ・Ｄ）２０、電圧判別回路
（ＯＦＦ）２１、ＩＧＢＴＱ4 を備えている。
ない記憶回路を有するゲート制御装置１８、ゲート抵抗
器１９、電圧検出回路（Ｖ・Ｄ）２０、電圧判別回路
（ＯＦＦ）２１、ＩＧＢＴＱ4 を備えている。
【００４２】ゲート制御装置１８は図３のゲート制御装
置１３と同様にＩＧＢＴＱ4 など並列接続したＩＧＢＴ
にゲート制御信号を与えて各ＩＧＢＴを制御する。ＩＧ
ＢＴＱ4 の電圧降下電圧ＶcEを電圧検出回路２０で検出
し、この電圧降下電圧ＶcEが所定値以上になった時これ
を電圧判別回路２１で判別し、ＩＧＢＴＱ4 をターンオ
フさせるようにゲート制御信号をゲート制御装置１８、
ゲート抵抗器１９を介して操作する。
置１３と同様にＩＧＢＴＱ4 など並列接続したＩＧＢＴ
にゲート制御信号を与えて各ＩＧＢＴを制御する。ＩＧ
ＢＴＱ4 の電圧降下電圧ＶcEを電圧検出回路２０で検出
し、この電圧降下電圧ＶcEが所定値以上になった時これ
を電圧判別回路２１で判別し、ＩＧＢＴＱ4 をターンオ
フさせるようにゲート制御信号をゲート制御装置１８、
ゲート抵抗器１９を介して操作する。
【００４３】図４に図示するように並列接続されたＩＧ
ＢＴに、それぞれ過電流を検出するための電圧検出回路
２０を設けて、ＩＧＢＴに過電流が流れることによって
電圧降下電圧ＶcEが上昇することを利用して、所定の電
圧降下電圧ＶcE以上となったＩＧＢＴからターンオフ動
作を開始させると、過大な過電流の場合には順次ＩＧＢ
Ｔがターンオフしていくから特定のＩＧＢＴが最後にタ
ーンオフすることになり、並列接続されたＩＧＢＴの全
部に過電流による劣化を与えることはない。
ＢＴに、それぞれ過電流を検出するための電圧検出回路
２０を設けて、ＩＧＢＴに過電流が流れることによって
電圧降下電圧ＶcEが上昇することを利用して、所定の電
圧降下電圧ＶcE以上となったＩＧＢＴからターンオフ動
作を開始させると、過大な過電流の場合には順次ＩＧＢ
Ｔがターンオフしていくから特定のＩＧＢＴが最後にタ
ーンオフすることになり、並列接続されたＩＧＢＴの全
部に過電流による劣化を与えることはない。
【００４４】この時ゲート制御装置１８に有する記憶回
路に順次ターンオフ動作させたＩＧＢＴを記録させる
と、並列接続されたＩＧＢＴの中でどのＩＧＢＴが過電
流の影響を一番受けたかが判別でき、ＩＧＢＴの交換故
障復旧も容易である。尚このような動作順序を記憶回路
に記録する方法は公知であり、ここでは説明を省く。
路に順次ターンオフ動作させたＩＧＢＴを記録させる
と、並列接続されたＩＧＢＴの中でどのＩＧＢＴが過電
流の影響を一番受けたかが判別でき、ＩＧＢＴの交換故
障復旧も容易である。尚このような動作順序を記憶回路
に記録する方法は公知であり、ここでは説明を省く。
【００４５】＜第４実施例＞図５に示すように、ＭＯＳ
複合デバイス（静電誘導形複合デバイス）Ｑ6 と、ＭＯ
Ｓ複合デバイスＱ6 のコレクタＣとエミッタＥの間の電
圧を検出する電圧検出回路２０と、電圧検出回路２０で
検出された電圧が所定値を越えるかどうかを判断し、所
定値を越えたときのみ信号を出力する電圧判別回路２１
と、電圧判別回路２１からの出力信号を入力し、図６
（１）に示すゲートオンオフ制御信号Ｇ(ON/OFF)および
図６（２）に示すターンオフモード制御信号Ｇ(MODE)を
出力するゲート制御装置２２を備えている。
複合デバイス（静電誘導形複合デバイス）Ｑ6 と、ＭＯ
Ｓ複合デバイスＱ6 のコレクタＣとエミッタＥの間の電
圧を検出する電圧検出回路２０と、電圧検出回路２０で
検出された電圧が所定値を越えるかどうかを判断し、所
定値を越えたときのみ信号を出力する電圧判別回路２１
と、電圧判別回路２１からの出力信号を入力し、図６
（１）に示すゲートオンオフ制御信号Ｇ(ON/OFF)および
図６（２）に示すターンオフモード制御信号Ｇ(MODE)を
出力するゲート制御装置２２を備えている。
【００４６】ＭＯＳ複合デバイスＱ6 の具体例は電子技
術、1993-8号ｐ55〜ｐ56に説明されるＤＧＭＯＳ（Doub
le Gate MOS Device: デュアルゲートで各々のパワーデ
バイスのオンおよびオフの時の特徴を発揮することを狙
ったパワーデバイスで、定常導通状態ではサイリスタ特
性となり、またターンオフ動作時には自己消弧形のＩＧ
ＢＴ特性と切り換え可能なもの）などがある。
術、1993-8号ｐ55〜ｐ56に説明されるＤＧＭＯＳ（Doub
le Gate MOS Device: デュアルゲートで各々のパワーデ
バイスのオンおよびオフの時の特徴を発揮することを狙
ったパワーデバイスで、定常導通状態ではサイリスタ特
性となり、またターンオフ動作時には自己消弧形のＩＧ
ＢＴ特性と切り換え可能なもの）などがある。
【００４７】このＭＯＳ複合デバイスＱ6 の動作特性を
図６により説明する。時刻ｔ5 でターンオフモード制御
信号Ｇ(MODE)を図示の如く切換えるまでゲートオンオフ
制御信号Ｇ(ON/OFF)を与えていると、低い電圧降下電圧
ＶcEで導通している。この普通モードは一般のサイリス
タ特性による導通モードである。時刻ｔ5 でターンオフ
モード制御信号Ｇ(MODE)を切換えると、ＭＯＳ複合デバ
イスＱ6 は電圧降下電圧ＶcEが上昇し自己消弧特性を有
するＩＧＢＴ特性による導通モードに切換わる。
図６により説明する。時刻ｔ5 でターンオフモード制御
信号Ｇ(MODE)を図示の如く切換えるまでゲートオンオフ
制御信号Ｇ(ON/OFF)を与えていると、低い電圧降下電圧
ＶcEで導通している。この普通モードは一般のサイリス
タ特性による導通モードである。時刻ｔ5 でターンオフ
モード制御信号Ｇ(MODE)を切換えると、ＭＯＳ複合デバ
イスＱ6 は電圧降下電圧ＶcEが上昇し自己消弧特性を有
するＩＧＢＴ特性による導通モードに切換わる。
【００４８】ＩＧＢＴ特性による導通モードに切換った
後、時刻ｔ6 でゲートオンオフ制御信号Ｇ( ON/OFF) を
切換えるとＭＯＳ複合デバイスＱ6 は高速でターンオフ
する。時刻ｔ5 から時刻ｔ6 までの期間ＴM は数マイク
ロ秒程度である。
後、時刻ｔ6 でゲートオンオフ制御信号Ｇ( ON/OFF) を
切換えるとＭＯＳ複合デバイスＱ6 は高速でターンオフ
する。時刻ｔ5 から時刻ｔ6 までの期間ＴM は数マイク
ロ秒程度である。
【００４９】期間ＴM の間にＭＯＳ複合デバイスＱ6 の
電圧降下電圧ＶcEが所定値に増加したことを電圧検出回
路２０と電圧判別回路２１で判定してゲート制御回路２
２を介してターンオフ制御信号Ｇ(ON/OFF)を切換える
と、ＭＯＳ複合デバイスＱ6 を多数並列接続していても
確実にＩＧＢＴ特性でターンオフさせることができる。
電圧降下電圧ＶcEが所定値に増加したことを電圧検出回
路２０と電圧判別回路２１で判定してゲート制御回路２
２を介してターンオフ制御信号Ｇ(ON/OFF)を切換える
と、ＭＯＳ複合デバイスＱ6 を多数並列接続していても
確実にＩＧＢＴ特性でターンオフさせることができる。
【００５０】ＭＯＳ複合デバイスＱ6 の並列回路の中
で、図１や図２で説明したような過電流が所定値以上と
なっても、ＩＧＢＴ特性に切換ったデバイスから優先的
にターンオフしていくから過電流は並列回路中の特定の
デバイス側に集中することになり、並列回路の全部のＭ
ＯＳ複合デバイスＱ6 に過電流による影響を与えること
がない。
で、図１や図２で説明したような過電流が所定値以上と
なっても、ＩＧＢＴ特性に切換ったデバイスから優先的
にターンオフしていくから過電流は並列回路中の特定の
デバイス側に集中することになり、並列回路の全部のＭ
ＯＳ複合デバイスＱ6 に過電流による影響を与えること
がない。
【００５１】＜変形例＞本発明では、以上述べた実施例
に限定されず種々変形して実施できる。すなわち、実施
例で説明した並列接続したパワーデバイスのそれぞれの
ゲート制御を全て分離して制御することに限定するもの
ではなく、いくつかのグループに分けて制御しても良
く、また流れる電流ｉｃが所定値までは同時に制御して
おき、所定値以上の過電流の時のみいくつかに分けてそ
れぞれ制御するようにしても良い。
に限定されず種々変形して実施できる。すなわち、実施
例で説明した並列接続したパワーデバイスのそれぞれの
ゲート制御を全て分離して制御することに限定するもの
ではなく、いくつかのグループに分けて制御しても良
く、また流れる電流ｉｃが所定値までは同時に制御して
おき、所定値以上の過電流の時のみいくつかに分けてそ
れぞれ制御するようにしても良い。
【００５２】図４においてＩＧＢＴＱ4 の過電流を検出
する手段として、ＩＧＢＴＱ4 の電圧降下電圧ＶcEを電
圧検出器２０で検出する方法について説明したが、過電
流を検出する方法として、パワーデバイス内部のインテ
リジェント化で検出する方法が他にも公知であり、これ
ら公知の方法で所定値以上の過電流を検出したパワーデ
バイスより順次ターンオフ動作させても良い。
する手段として、ＩＧＢＴＱ4 の電圧降下電圧ＶcEを電
圧検出器２０で検出する方法について説明したが、過電
流を検出する方法として、パワーデバイス内部のインテ
リジェント化で検出する方法が他にも公知であり、これ
ら公知の方法で所定値以上の過電流を検出したパワーデ
バイスより順次ターンオフ動作させても良い。
【００５３】前述の実施例ではＩＧＢＴをパワーデバイ
スの例として説明したが、本発明はパワーデバイスとし
てＩＧＢＴに限らず、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＳＩＴ（静
電誘導形トランジスタ）、次世代デバイスとして開発中
のＤＧＭＯＳ、ＩＥＧＴなどのＭＯＳ複合デバイスに適
用できる。その他本発明の要旨を変更しない範囲におい
て、種々の電力変換装置での変形応用ができることが明
らかである。
スの例として説明したが、本発明はパワーデバイスとし
てＩＧＢＴに限らず、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＳＩＴ（静
電誘導形トランジスタ）、次世代デバイスとして開発中
のＤＧＭＯＳ、ＩＥＧＴなどのＭＯＳ複合デバイスに適
用できる。その他本発明の要旨を変更しない範囲におい
て、種々の電力変換装置での変形応用ができることが明
らかである。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート制御信号のレベ
ルの増減操作により、その電圧降下電圧が変化するパワ
ーデバイスを複数個並列接続して構成されるものにおい
て、過電流によって並列接続されたパワーデバイスの全
てを劣化させることがなく、並列回路中でパワーデバイ
スが劣化しても全数交換の必要性がなくなるから、信頼
性が高く故障復旧が容易な電力変換装置を提供できる。
ルの増減操作により、その電圧降下電圧が変化するパワ
ーデバイスを複数個並列接続して構成されるものにおい
て、過電流によって並列接続されたパワーデバイスの全
てを劣化させることがなく、並列回路中でパワーデバイ
スが劣化しても全数交換の必要性がなくなるから、信頼
性が高く故障復旧が容易な電力変換装置を提供できる。
【図１】本発明の電力変換装置の第１実施例を説明する
ための概略回路図。
ための概略回路図。
【図２】本発明の図１の実施例の動作を説明するための
各部波形図。
各部波形図。
【図３】本発明の電力変換装置の第２実施例を説明する
ための概略回路図。
ための概略回路図。
【図４】本発明の電力変換装置の第３実施例を説明する
ための概略回路図。
ための概略回路図。
【図５】本発明の電力変換装置の第４実施例を説明する
ための概略回路図。
ための概略回路図。
【図６】本発明の実施例である図５の動作を示す各部波
形図。
形図。
【図７】従来の電力変換装置の回路構成図。
【図８】従来の電力変換装置の動作を示す各部波形図。
９…電流検出器、１０…ゲート制御装置、１２…速断ヒ
ューズ、１３…ゲート制御装置、１４…直流フィルタコ
ンデンサ、１５…電流検出器、１６…電流検出器、１７
…電流判別器、１８…ゲート制御装置、１９…ゲート抵
抗器、２０…電圧検出回路、２１…電圧判別回路、２２
…ゲート制御装置、Ｑ1 〜Ｑ5 、Ｑ11〜Ｑ13…ＩＧＢ
Ｔ，Ｑ6 …ＭＯＳ複合デバイス、Ｃ，Ｅ…主回路端子，
Ｐ，Ｎ…直流端子，Ｒ…出力端子、Ｇ，Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ
3 …ＩＧＢＴのゲート制御端子，ｅG 、ｅG 1 ，ｅG
2 ，ｅG 3 …ゲート制御信号、Ｇ(ON/OFF)…ゲートオン
オフ制御信号、Ｇ(MODE)…ターンオフモード制御信号、
ｉｃ…主回路電流、ｉｃ1 、ｉｃ2 、ｉｃ3 …ＩＧＢＴ
電流、ＶCE、ＶCE1 …パワーデバイスの電圧降下電圧。
ューズ、１３…ゲート制御装置、１４…直流フィルタコ
ンデンサ、１５…電流検出器、１６…電流検出器、１７
…電流判別器、１８…ゲート制御装置、１９…ゲート抵
抗器、２０…電圧検出回路、２１…電圧判別回路、２２
…ゲート制御装置、Ｑ1 〜Ｑ5 、Ｑ11〜Ｑ13…ＩＧＢ
Ｔ，Ｑ6 …ＭＯＳ複合デバイス、Ｃ，Ｅ…主回路端子，
Ｐ，Ｎ…直流端子，Ｒ…出力端子、Ｇ，Ｇ1 ，Ｇ2 、Ｇ
3 …ＩＧＢＴのゲート制御端子，ｅG 、ｅG 1 ，ｅG
2 ，ｅG 3 …ゲート制御信号、Ｇ(ON/OFF)…ゲートオン
オフ制御信号、Ｇ(MODE)…ターンオフモード制御信号、
ｉｃ…主回路電流、ｉｃ1 、ｉｃ2 、ｉｃ3 …ＩＧＢＴ
電流、ＶCE、ＶCE1 …パワーデバイスの電圧降下電圧。
Claims (7)
- 【請求項１】 ゲート制御装置からのゲート制御信号の
レベルの増減操作により、その電圧降下電圧が変化する
パワーデバイスを複数個並列接続して構成される電力変
換装置において、 前記パワーデバイスのうちの所定のパワーデバイスと、
この所定のパワーデバイス以外の他のパワーデバイスに
分離し、この分離したパワーデバイス毎に前記ゲート制
御装置から与えられるゲート制御信号の動作タイミング
を異ならせる手段を備えたことを特徴とする電力変換装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電力変換装置において、
前記パワーデバイスに流れる電流を検出する電流検出器
を設け、この電流検出器で検出された電流が、所定値を
越える過電流となつた時に前記複数個並列接続したパワ
ーデバイスの一部を、前記ゲート制御信号のレベルの操
作によりターンオフさせるように制御することを特徴と
する電力変換装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の電力変換装置において、
前記ゲート制御信号の操作によりターンオフさせなかっ
た残りのパワーデバイスに流れる過電流が所定値を越え
た時、保護する目的で速断ヒューズを前記過電流の流れ
るループに設けたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の電力変換装置において、
並列接続された複数のパワーデバイスのそれぞれの電圧
降下電圧または各パワーデバイスに流れる電流を検出す
る検出器を設け、この検出電圧または検出電流が所定値
を越えたパワーデバイスのみをターンオフさせるように
ゲート制御信号が操作されることを特徴とする電力変換
装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の電
力変換装置において、電力変換装置内に設けられた前記
パワーデバイス並列回路の複数回路の中で、所定のパワ
ーデバイスの並列回路のみをゲート制御信号の操作で並
列接続されたパワーデバイスの一部のみを分割してター
ンオフさせることができるようにしたことを特徴とする
電力変換装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一つに記載の電
力変換装置において、直流回路に設けられた直流フィル
タコンデンサの放電電流、あるいは前記並列回路に流れ
る事故電流を検出する回路を設け、前記並列接続された
パワーデバイスの全部をターンオフさせるか、一部のみ
をターンオフさせるかの判別回路を設けたことを特徴と
する電力変換装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一つに記載の電
力変換装置において、前記並列接続されるパワーデバイ
スが、定常導通状態ではサイリスタ特性、ターンオフ動
作時には自己消弧形の絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ特性の特性モード切換が行なわれる静電誘導形複合デ
バイスであることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1404995A JPH08214538A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1404995A JPH08214538A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214538A true JPH08214538A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11850247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1404995A Pending JPH08214538A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08214538A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089335A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力用スイッチング素子の電圧検出方法及びこれを用いた電力変換装置 |
| CN103199679A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-07-10 | 电子科技大学 | 绝缘栅双极型晶体管均流输出电路 |
| JP2013183283A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Nec Computertechno Ltd | 過電流保護回路及び過電流保護方法 |
| JP2020141550A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 株式会社デンソー | スイッチの駆動装置 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP1404995A patent/JPH08214538A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089335A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力用スイッチング素子の電圧検出方法及びこれを用いた電力変換装置 |
| JP2013183283A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Nec Computertechno Ltd | 過電流保護回路及び過電流保護方法 |
| CN103199679A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-07-10 | 电子科技大学 | 绝缘栅双极型晶体管均流输出电路 |
| CN103199679B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-04-15 | 电子科技大学 | 绝缘栅双极型晶体管均流输出电路 |
| JP2020141550A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 株式会社デンソー | スイッチの駆動装置 |
| WO2020179633A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | 株式会社デンソー | スイッチの駆動装置 |
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