JPH11113163A - インバータの保護装置 - Google Patents

インバータの保護装置

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JPH11113163A
JPH11113163A JP9269593A JP26959397A JPH11113163A JP H11113163 A JPH11113163 A JP H11113163A JP 9269593 A JP9269593 A JP 9269593A JP 26959397 A JP26959397 A JP 26959397A JP H11113163 A JPH11113163 A JP H11113163A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度補正により広い温度範囲において、高い
信頼性で動作するインバータの保護装置を得る。 【解決手段】 インバータの保護装置は、インバータを
構成する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3、絶縁ゲ
ートバイポーラトランジスタ3のエミッタ−コレクタ間
の電圧を検出するコレクタ−エミッタ間電圧検出回路
4、検出時間を設定する過電流判定回路6、過電流検出
時に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ駆動回路2を停
止させる絶縁ゲートバイポーラトランジスタ駆動停止回
路5、検出時間の温度補正を行う温度補正回路7、絶縁
ゲートバイポーラトランジスタ3の周囲の雰囲気温度を
検出する温度センサ8を備える。絶縁ゲートバイポーラ
トランジスタ3の温度特性を装置内温度センサで補正す
ることにより、広い温度範囲の環境で、高信頼性のイン
バータの保護装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータを構
成する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)
の破壊を防止するための保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば、特開平4−30842
0号公報に示された従来のインバータの構成素子を保護
する装置を示したものである。図4において、1はイン
バータを制御するインバータ制御装置、2はインバータ
制御装置1の信号を受け、絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ3を駆動する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
駆動回路、4は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3の
コレクタ(C)−エミッタ(E)間電圧(VCE)を検
出するコレクタ−エミッタ間電圧検出回路、6は該検出
電圧の継続時間が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
過電流判定時間を超過したか否かを判定する過電流判定
回路である。前記過電流判定回路6が作動した場合に
は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ駆動停止回路5
により、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの駆動を停
止させる構成になっている。
【0003】次に、この従来のインバータの保護装置の
動作について説明する。図4に示したインバータを構成
する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3は、スイッチ
ング素子であり、その絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ3のコレクタ−エミッタ間電圧は、そのコレクタ
(C)−エミッタ(E)間に流れる電流(コレクタ電
流:Ic)にほぼ比例して大きくなる。このため、通常
のスイッチング動作では、絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ3がオンした場合、コレクタ−エミッタ間電圧は
殆ど0Vであるが、短絡等で大電流が発生した時には、
コレクタ−エミッタ間電圧が非常に高い値となる。
【0004】上記従来のインバータの保護装置では、こ
の動作を利用して、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
駆動回路2が絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3をオ
ンさせている時のみ、絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ3のコレクタ−エミッタ間電圧を検出するようコレク
タ−エミッタ間電圧検出回路4が作動する。コレクタ−
エミッタ間電圧検出回路4は、予め設定された一定のレ
ベル以上の電圧か否かを判定する。コレクタ−エミッタ
間電圧検出回路4が過電流レベルと判定すれば、過電流
判定回路6内のCR時定数回路により絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタ3のオン期間内で過電流継続時間を判
定し、過電流判定回路6内のCR時定数を超過した時
に、過電流と判定して、絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ駆動停止回路5により、絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ駆動回路2を停止させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータの保
護装置は以上のように構成されているので、過電流を判
定する過電流判定回路6内のCR時定数は常に一定であ
る。図3に示すように、絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ3の過電流許容時間は、一般的に低温程長く高温に
なる程短くなる。一方、絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ3のスイッチング時間は、低温になる程遅くなり高
温になる程速くなる特性がある。従って、過電流を検出
する時間、すなわち過電流判定回路6内のCR時定数を
一定にした場合、装置の使用環境温度の変動に対する余
裕度は殆どなく、環境温度が変化した場合には、過電流
判定回路6の誤動作や絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ3の破壊を招くという問題点があった。
【0006】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたものであり、広い温度範囲(概ね−30
℃〜80℃の範囲)において、安価な構成で、過電流発
生時に確実に絶縁ゲートバイポーラトランジスタを保護
することができる、信頼性の高いインバータの保護装置
を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る広温度範
囲でも確実に絶縁ゲートバイポーラトランジスタを保護
するために、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの過電
流を検出する過電流判定回路に、雰囲気温度を検出する
温度センサを付加した温度補正回路を組み合わせること
により、過電流を判定するCR時定数に温度補正を行っ
たものである。
【0008】具体的には、請求項1の発明に係るインバ
ータの保護装置は、インバータを構成する絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタのオン時のみコレクタ−エミッタ
間電圧検出を有効にする絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ駆動回路と、前記絶縁ゲートバイポーラトランジス
タのコレクタ−エミッタ間電圧を検出する検出回路と、
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ−エ
ミッタ間電圧が所定値よりも大きな絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ過電流電圧を継続する時間を判定する過
電流判定回路と、前記絶縁ゲートバイポーラトランジス
タの周囲の雰囲気温度を検出する温度センサと、前記温
度センサの値から前記絶縁ゲートバイポーラトランジス
タの過電流検出時間を補正する温度補正回路と、前記絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ過電流検出時に、前記
絶縁ゲートバイポーラトランジスタを保護する絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ駆動停止回路とを備えるもの
である。
【0009】請求項2の発明に係るインバータの保護装
置では、前記温度補正回路は、前記絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタの温度により変化する過電流許容時間及
びスイッチング時間に基づいて、前記過電流検出時間を
設定するものである。
【0010】請求項3の発明に係るインバータの保護装
置では、前記温度補正回路は、前記過電流検出時間が、
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの温度により変
化する過電流許容時間よりも小さく、スイッチング時間
よりも大きくなるように設定するものである。
【0011】請求項4の発明に係るインバータの保護装
置では、前記温度補正回路は、前記絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタの過電流検出時間が前記温度センサの検
出値が高温になる程長く、低温になる程短くなるように
補正するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図1において、1はインバータを制御す
るインバータ制御装置、2はインバータ制御装置1の信
号を受けて、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3を駆
動する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ駆動回路、4
は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3のコレクタ
(C)−エミッタ(E)間電圧(コレクタ−エミッタ間
電圧)を検出するコレクタ−エミッタ間電圧検出回路、
6は該検出電圧の継続時間が、所定の絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタ過電流判定時間を超過したか否かを判
定する過電流判定回路である。尚、これらの要素1〜6
の機能は、基本的には、図4の上記従来例と同様であ
る。
【0013】7は過電流判定回路6に温度補正特性を付
加する温度補正回路であり、8は温度補正を行うため、
絶縁ゲートバイポーラトランジスタの周囲の雰囲気温度
を検出するため、装置内部に組み込まれた温度センサで
ある。
【0014】次に、このインバータ制御装置の動作につ
いて説明する。図1において、インバータを駆動させた
時に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3に過電流が発
生し、コレクタ−エミッタ間電圧検出回路4で過電流レ
ベルを検出するまでの回路動作は、基本的には、図4の
上記従来例と同様である。
【0015】本発明では、過電流判定回路6の中に、雰
囲気温度を検出する、例えばサーミスタ素子のように、
温度によって抵抗値が変化する温度センサ8を内蔵して
おり、温度センサ8とCR時定数で構成した温度補正回
路7とを組み合わせることで、図2に示すように、過電
流検出時間に温度特性を持たせている。
【0016】尚、温度補正回路7のCR時定数は、予め
使用する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ3の過電流
許容時間及び並びにスイッチング時間のデータから最適
な値になるよう調整される。
【0017】すなわち、前記過電流検出時間は、絶縁ゲ
ートバイポーラトランジスタ3の温度により変化する過
電流許容時間よりも小さく、スイッチング時間よりも大
きくなるように設定されるもので、温度センサ8の検出
値が高温になる程長く、低温になる程短くなるように補
正される。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
絶縁ゲートバイポーラトランジスタの温度特性に合致し
た過電流検出時間が設定できるので、広い温度範囲の動
作においても、安価な部品を追加するだけで、インバー
タの保護装置として、高い信頼性が得られるものであ
る。
【0019】この発明における温度補正回路は、雰囲気
温度を検出する温度センサをCR時定数に組み込んだも
のであり、予め使用する絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタの過電流許容時間及びスイッチング時間から適正な
定数を設定することにより、広い温度範囲の環境下にお
いても、確実に絶縁ゲートバイポーラトランジスタの過
電流を検出してインバータを保護することができるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるインバータの保護装置の構成図
である。
【図2】 本発明によるインバータの保護装置の特性図
である。
【図3】 従来のインバータの保護装置の特性図であ
る。
【図4】 従来のインバータの保護装置の構成図であ
る。
【符号の説明】
1 インバータ制御装置、2 絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタ(IGBT)駆動回路、3 絶縁ゲートバイ
ポーラトランジスタ(IGBT)、4 コレクタ−エミ
ッタ間電圧(VCE)検出回路、5 絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタ(IGBT)駆動停止回路、6 過電
流判定回路、7 温度補正回路、8 温度センサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバータの構成素子に絶縁ゲートバイ
    ポーラトランジスタを使用し、該絶縁ゲートバイポーラ
    トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧を検出して過
    電流保護を行うインバータの保護装置において、 前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのオン時のみコ
    レクタ−エミッタ間電圧検出を有効にする絶縁ゲートバ
    イポーラトランジスタ駆動回路と、 前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ−エ
    ミッタ間電圧を検出する検出回路と、 前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ−エ
    ミッタ間電圧が所定値よりも大きな絶縁ゲートバイポー
    ラトランジスタ過電流電圧を継続する時間を判定する過
    電流判定回路と、 前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの周囲の雰囲気
    温度を検出する温度センサと、 前記温度センサの値から前記絶縁ゲートバイポーラトラ
    ンジスタの過電流検出時間を補正する温度補正回路と、 前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ過電流検出時
    に、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタを保護する
    絶縁ゲートバイポーラトランジスタ駆動停止回路と、 を備えることを特徴とするインバータの保護装置。
  2. 【請求項2】 前記温度補正回路は、前記絶縁ゲートバ
    イポーラトランジスタの温度により変化する過電流許容
    時間及びスイッチング時間に基づいて、前記過電流検出
    時間を設定することを特徴とする請求項1記載のインバ
    ータの保護装置。
  3. 【請求項3】 前記温度補正回路は、前記過電流検出時
    間が、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの温度に
    より変化する過電流許容時間よりも小さく、スイッチン
    グ時間よりも大きくなるように設定することを特徴とす
    る請求項2記載のインバータの保護装置。
  4. 【請求項4】 前記温度補正回路は、前記絶縁ゲートバ
    イポーラトランジスタの過電流検出時間が前記温度セン
    サの検出値が高温になる程長く、低温になる程短くなる
    ように補正することを特徴とする請求項3記載のインバ
    ータの保護装置。
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