JPS58224519A

JPS58224519A - インバ−タ回路の過電流検出装置

Info

Publication number: JPS58224519A
Application number: JP57106135A
Authority: JP
Inventors: 坂本　啓二; 関　新次
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1982-06-22
Filing date: 1982-06-22
Publication date: 1983-12-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はインバータ回路の過電流検出装置に関し、例え
ば電動機の駆動回路を流れる電流が過大になったときア
ラーム信号を出力する過電流検出装置に関する。

一般にインバータ回路に過大な電流が流れると、インバ
ータ回路を構成するトランジスタや、インバータ回路の
負荷である電動機尋が破壊される危険があるため、アラ
ーム信号を出力して電流の供給を停止する等の手段を構
じている。この鳩舎、インバータ回路を流れる過電流は
、インバータ回路とその直流電源との間に挿入された電
流検出用抵抗の両端の電圧が所定の電圧を超えるとアラ
ーム信号を出力する過電流検出回路によｐ検出される。

従来の過電流検出回路の電源としては、上記直流電源と
は別に設けられたフローティンダミ源を用いていた。過
電流検出回路の電源を別に設ける場合、フローティング
状態にせず、電源の負側を接地すると、インバータ回路
のアース側も上記電流検出用抵抗を介して接地されるこ
とになり、インバータ回路の負荷である電動機が地絡し
てしまうので、過電流検出回路の電源を７０−テイング
状独にすることは不可欠であった。

しかしながら、フローティング電源を別に設けたことに
より、過電流検出装置の寸法は大きくなｐ、かつその価
格も高くなるという問題があつｆＣ６本発明の目的は、
上述の従来技術における問題ＶＣかんがみ、電流検出用
抵抗の両端電圧を電源電圧として用いるという構想に基
づき、インバータ（ロ）路の過電流検出装置において、
フローティング電源を不要ｔｉｃ　して装置の寸法の縮
少を図９５あわせて装置の低価格化を実現することにあ
る。

上述の目的を達成するため、本発明の要旨は、直流電源
に接続されたインバータ回路を流れる電流を検出するた
めに＃直流電源と該インバータ回路の間に挿入された電
流検出用抵抗、および、該電流検出用抵抗の入力側を正
電源とし出力側を負電源とする過電流検出回路を備え、
該過電流検出回路は、該電流検出用抵抗の両端の電圧が
第１の所定レベルよｐ大になると導通する第１のトラン
ジスタ、該第１のトランジスタの導通により非導通に固
定され、該電流検出用抵抗の両端の電圧が過電流に対応
する第２の所定レベルよｐ大になると導通するようにし
た第２のトランジスタ、該第２のトランジスタの導通に
より該第１のトラン’／スタ全非導通に固定する手段、
該ｍ１のトランジスタの非導通により該第２のトランジ
スタを導通状態に固定させる手段、および、該第２のト
ランジスタが導通することにより駆動されるホトサイリ
スタを具備する、インバータ回路の過電流検出装置にあ
る。

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明に係る、インバータ回路の過電流検出装
置の概略を示すブロック回路図である。

第１図において、ｌは三相交流電源、２は整流回路、３
は整流回路２を直流電源とするインバータ回路、４はイ
ンバータ回路３によって駆動される三相交流電動機、５
はインバータ回路３を駆動するＰＷＭ（パルス・ウィド
ウス・モノニレ−ジョン）回路である。インバータ回路
３のアース線ｖ８と整流回路２の負端子との間に、電流
検出用抵抗Ｒが挿入されている。

本発明により、電流検出用抵抗Ｒの両端の電圧を電源電
圧とする過電流検出回路６が設けられている。過電流検
出回路６は、過電流を検出するとアラーム信号を発し、
それによりＰＷＭ回路の動作を停止させる。ＰＷＭ回路
の動作が停止するとインバータ回路Ｓｔ−を動作を停止
し、従って電動機も停止するため、インバータ回路およ
び電動機は過電流から保護される。

前述の如く、従来は過電流検出回路の電源としてフロー
ティング電源を用いていた。第２囚は従来の過電流検出
回路の一例を示す回路図である。

第２図において、過電流検出回路６′は、フローティン
グ電源Ｅと、トランジスタＴ１．　Ｔｓ　、　Ｔ畠と、
ホトサイリスタ７とを備えている。過電流検出回路６′
の動作を簡単にｌＩ！明すると、電流検出用抵抗Ｒの両
端の電圧が充分に低い場合はツェナダイオードにはツェ
ナー降伏が起らないのでトランジスタＴ１　　は非導通
（オフ）であり、トランジスタＴ３には抵抗Ｒ１，Ｒｇ
を介してフローティング電源から・ベース電流が供給さ
れるのでトランジスタＴ３は導通（オン）である。トラ
ンジスタＴ２がオンのとき、抵抗Ｒ５ｖダイオードＤ３
および抵抗Ｒ６１ｉしてトランジスタＴ２　のコレクタ
に電流が流入するため、トランジスタのオン状輻が確保
される。トランジスタＴ雪　がオンなので、抵抗Ｒ１お
よびダイオードＩｈ　ｋ介してトランジスタＴ雪　のコ
レクタにやはり電流が流入するので、トランジスタＴ３
　のベースには電流が供給されず、トランジスタＴ３　
はオフである。かくして、抵抗縞には電流が流れず、ホ
トサイリスタはオフである。

電流検出用抵抗Ｒの両端の電圧が過電流に相当する値に
なると、ツェナーダイオードＤ！　がツェナー降伏を起
してオンになり、それによシトランジスタＴ１　がオン
になる。するとトランジスタＴ１のベース電圧が低下し
てトランジスタＴ８　はオフになり、それによりトラン
ジスタＴ３　がオンになって、抵抗Ｒ４Ｋ電流が流れる
ため、ホトサイリスタ７はオンになり、アラーム信号が
発せられる。

第２図の従来回路においては、フローティンダミ源Ｅｔ
別電源として設けているので、この７０−ティング電源
のためのスペースが必要であり、装置全体の寸法を大き
くしていた。また、フローティンダミ源Ｅの存在により
装置の価格は高いものとなっていた。

本発明においては、フローティンダミ源は不要となり、
従って装置の寸法の縮小および装置価格の低減を図るこ
とができる。

第３図は本発明の一実施例による過電流検出回路を示す
回路図である。第３図において、電流検出用抵抗Ｒの両
端の電圧Ｖｉ’を過電流検出口路６の電源電圧として用
いている。□電流検出用抵抗Ｒの一端ａはインバータ回
路３のナース線■８（第１図参照）に接続されており、
他端すは整流回路２の負端子−に接続されている。端ａ
け抵抗Ｒｔｅおよび順方向ダイオードＤ１ｏ　′ｆｒ、
介して第１ＯＮＰＮトランジスタＴ’ｔｏのペースに接
続されている。トランジスタＴｌｏのペースと端すの間
にバイアス抵抗Ｒｒ　ｔが接続されている。トランジス
タＴＩＧのコレクタは抵抗Ｒｔａを介してインバータ回
路の直流。

電源線ＶＨ（第１図参照）に接続されている。商用の三
相交流を整洲した場合、直流電源線ｖＨの′ｌｔ位は約
２６０Ｖである。この場合、抵抗Ｒ１１２としては約２
００にΩのものが望ましい。端ａｉＪｔた、抵抗Ｒ１３
および逆方向のツェナーダイオードＺＤを介して第２Ｏ
ＮＰＮ）ランソスタＴａｏ　Ｆ）ペースに接続されてい
る。トランジスタＴ２０　ノペースと端すの間にはバイ
アス抵抗Ｒ１４が接続されている。第１のトランジスタ
ＴＩＯのコレクタはまた、順方向ダイオードＤ２．を介
してツェナーダイオードＺＤのカソードに接続されてい
る。トランジスタＴ１０　ｓ　Ｔｗｏのエミッタは端ｂ
［共通接続されている。端ａはまた、抵抗Ｒ１（１およ
び順方向ダイオードＤＢｔ＝介してトランジスタＴ２０
のコレクタに接続されている。トランジスタＴ２０のコ
レクタはまた、抵抗ＲＩＩおよびＲｕｔ介して１４ｉａ
に接続されている。抵抗Ｒ１５に並列に、ホトサイリス
タ７を構成する発光ダイオードＩ）ａｓが接続されてお
り、この発光ダイオードＩ）ａｓに光結合する受光ダイ
オードＤ２４のアノードは発光ダイオードＤ２１のカソ
ードに接続されており、Ｄ２５のアノードは抵抗用１を
介してＰＷＭ回路５（第１図）の電源Ｖに接続されてい
る。電源Ｖは通常１５Ｖであり、抵抗Ｒ１７は約１．５
にΩが適切である。受光ダイオードＩ）ａ４のカソード
はＰＷＭ回路のアース線（図示せず）に接続されており
、ｒ−トは抵抗Ｒ１ｇを介してＰＷＭ回路のアース線に
接続されている。

第３図の回路の動作を次にｉＧ２明する。

電流検出用抵抗Ｒの両端の電圧Ｖｉが、正常時より充分
低いときは、トランジスタＴｌ・およびＴ２・はそのペ
ース電位が低すぎるので共にオフである。

抵抗Ｒに正常な電流が流れ、その両端の電圧が第１の所
定レベルＶｓ　Ｋ達すると、ダイオードＤ１゜がオント
なってトランジスタＴ１６にベース電流が供給され、ト
ランジスタＴＩＯｉｆｆオンとなる。ダイオードＤＩＯ
のオン電圧ＶｆおよびトランジスタＴ’ｔ。

のペース・エミッタ間電圧は共に約０．６ｖであり、ペ
ース電流ば極めて微小なのでＲＩＯによる電圧降下を無
視すると、第１の所定レベルｖ１は約１．２ｖである。

トランジスタＴ’ｔｏがオンになると、そのコレクタは
コレクタ・工きツタ間電圧ＶＣＥとなるが、ＶｃＥはほ
ぼ０■に近いので、トランジスタＴ２Ｇにペース電圧が
印加されず、従って’Ｉ’ｇｏはオフに固定される。ト
ランジスタＴ鵞・がオフの間は抵抗Ｒ，５に電流が流れ
ないので、ホトサイリスタ７は駆動されない。

電流検出用抵抗ＲＩＣ過電流が流れ、その両端の電圧が
第２の所定レベルに達すると、抵抗’Ｒｔｓを介してツ
ェナーダイオードＺＤの両端に降伏電圧が印加されて、
ＺＤがオンになり、従ってトランジスタＴ’ｘｏもオン
になる。ＺＤの降伏電圧を例えば６．８■とすれば、ト
ランジスタＴ２・のペース・エミッタ間電圧ＶＢＥが０
．６ｖなので、Ｒの両端に７．４■以上の電圧が発生す
るとＺＤおよびＴｉ１１はオンになる。トランジスタＴ
３０がオンになると、抵抗Ｒ１ｏおよびダイオードＤ２
３を介してＴＩのコレクタに電流が流れ込むので、トラ
ンジスタＴ１゜のベースに電流が供給されなくなり、Ｔ
ＩＯはオフに固定される。すると、ダイオードＩ）ａｔ
のアノードの電位は■ｃＥから、７．４Ｖよりも充分に
高い電位にまで上昇し、それＶＣよりトランジスタＴ’
ｉｏのオン状態が固定される。

トランジスタＴ’ｚｏがオンの間は、抵抗Ｒ１ｉに電流
が流れるため、その両端に生ずる電圧降下によりホトサ
イリスタ７が駆動されて、発光ダイオードＩ）ａｓがア
ラーム信号を発生する。このアラーム信号が発生したと
き、ＰＷＭ回路５（第１図）の動作を停止させれは、イ
ンバータ回路３および電動＠４は過電流から保護される
。

なお、抵抗Ｒ１１１とツェナーダイオードＺＤのカソー
ドの間に接続されたダイオードＤ３１は、トランジスタ
Ｔ２・のオン状態を確実に保持するためのものである。

また、　ｉｉ［検出用抵抗Ｒの抵抗値は、何アンペア以
上を過電流とするかによって適宜定められる。

例えば、１００Ａで過電流とみなす場合、Ｒの両端の電
圧が７．４ｖを越えると第２のトランジスタＴ２（１が
オンになるので、Ｒの値は０．０７４０である。

前述の実施例においては、三相交流電動＠を駆動するイ
ンパータロ路を流れる過電ｆ＆を検出する装置について
述べたが、本発明はこれに限るものではなく、向流電動
機駆動用インバータ（ロ）路勢、他の任意のインバータ
回路の過電流検出回路に適用され得る。

以上の説明から明らかなように、本発明によれは電流検
出用抵抗の両端電圧をインバーター路の過電流検出装置
の電源電圧として用いたことにより、フローティング電
源が不要となり、従って過電流検出装置の寸法の縮小お
よび価格の低減化が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る、インバータ回路の過電流検出装
置の畝略を示すブロック囲路図、第２図は従来の過電流
検出回路の一例を示す回路図、第３図は本発明の一実施
例による過電流検出回路全話す回路図である。１・・・三相交流電源、２・・・整流回路、３・・・イ
ン／マー２回路、４・・・三相交流電動機、５・・・Ｐ
ＷＭ回路、６・・・過電流検出回路、７・・・ホトサイ
リスタ、Ｒ・・・＊＃ｒ、検出用抵抗ｙ　Ｔｌ・・・・
第１のＮＰＮ）ランソスタ、’Ｉ”ｔｏ・・・第２ＯＮ
ＰＮ）ランソスタ。特許出願人富士通ファナック株式会社特許出願代理人弁理士　青　木　　　　朗弁理士　西　舘　和　之弁理士　山　口　　昭　之第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１、　直流電源に接続されたインバータ回路を流れる電
流を検出するために該直流電源と該インバータ回路の間
に挿入された電流検出用抵抗、および、該電流検出用抵
抗の入力＊１＋１正電源とし出力側を負電源とする過を
流検出回路を備え、該過電流検出回路は、該電流検出用
抵抗の両端の電圧が第１の所定レベルよｐ大になると導
通する第１のトランジスタ、該第１のトランジスタの導
通により非導通に固定され、該電流検出用抵抗の両端の
電圧が過電流に対応する第２の所定レベルより大になる
と導通するようにした第２のトランジスタ、該第２のト
ランジスタの導通により該第１のトランジスタを非導通
ＶＣ固定する手段、該第１のトランｅ）スタの非導通に
より該第２のトランジスタを導通状態に固定させる手段
、および、該第２のトランジスタが導通することにより
駆動されるホトサイリスタを具備する、インバータ回路
の過電流検出装置。