JPH0746897B2 - Redundant control device - Google Patents

Redundant control device

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JPH0746897B2
JPH0746897B2 JP62248032A JP24803287A JPH0746897B2 JP H0746897 B2 JPH0746897 B2 JP H0746897B2 JP 62248032 A JP62248032 A JP 62248032A JP 24803287 A JP24803287 A JP 24803287A JP H0746897 B2 JPH0746897 B2 JP H0746897B2
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JP
Japan
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signal
pulse
output
intermediate value
selection circuit
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節男 有田
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、順変換装置,逆変換装置、あるいは順・逆変
換装置等の変換装置の制御を行うための冗長化制御装置
に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a redundant control device for controlling a conversion device such as a forward conversion device, an inverse conversion device, or a forward / inverse conversion device. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

制御系の高信頼化のために制御装置を冗長化することは
従来より各分野で盛んに行われてきた。例えば、実開昭
59−45603の自動制御装置は、制御装置を三重化し、制
御装置の出力段に中間値選択回路を設け、三重化した制
御装置からの出力信号のうち最も確からしい信号を選択
して対象機器(装置)に出力する。高信頼化が要求され
るシステムには上記の制御手段は有効である。
Redundancy of a control device in order to make a control system highly reliable has been actively performed in various fields. For example,
The automatic control device of 59-45603 has a triple control device, an intermediate value selection circuit is provided at the output stage of the control device, and the most probable signal among the output signals from the triple control device is selected to target device ( Device). The above control means is effective for a system that requires high reliability.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

各種の逆変換装置(インバータ)あるいは順変換装置
(コンバータ)、又は順・逆変換装置に上記の冗長化し
た制御手段を適用すると、以下のような問題が発生す
る。まず第2図に従来技術による制御装置5と、逆変換
装置6の関係を示す。逆変換装置6のスイツチング素子
としては、トランジスタ,サイリスタ,ゲートターンオ
フサイリスタ等各種のデバイスが適用可能であるが、こ
こではトランジスタTR1〜TR4を用いた例を示す。またこ
れは単相型の逆変換装置の例であり、各トランジスタの
ベースに加わるゲート信号は第3図のようなタイミング
になつている。
When the above redundant control means is applied to various kinds of inverse conversion devices (inverters), forward conversion devices (converters), or forward / inverse conversion devices, the following problems occur. First, FIG. 2 shows the relationship between the control device 5 and the inverse conversion device 6 according to the prior art. Various devices such as a transistor, a thyristor, and a gate turn-off thyristor can be applied as the switching element of the inverse conversion device 6. Here, an example using the transistors T R1 to T R4 is shown. Further, this is an example of a single-phase type inverse conversion device, and the gate signal applied to the base of each transistor has the timing shown in FIG.

一方、制御装置5は、センサ1からの信号を三重化した
制御回路2〜4へ入力して各トランジスタへのゲート信
号ai,bi,ci(i=1〜4)を生成し、中間値選択回路Bi
はこれらの中間値を取り出して各トランジスタTR1〜TR4
へのゲート信号g1〜g4を出力する。ここで中間値選択回
路は3つの信号のうち中間レベルの信号を選択して出力
するとしたが、入力信号がデイジタルの場合には、この
動作によりタイミング的に中間の信号が選択される。例
えば、第4図a,b,cの信号が中間値選択回路に入力され
たとする。ここで例えば論理“0"を0V、論理“1"を5Vと
すると、時刻t1までは、入力信号すべてが0Vにあるので
出力dも0Vとなる。そして、時刻t1からt2の間は、3つ
の入力信号のうち1つが5Vで残り2つの信号が0Vである
から、出力dは0Vとなる。時刻t2からt3の間は2つの入
力信号が5Vで1つが0Vであるので出力dは5Vとなる。そ
して時刻t3からt4の間は入力信号すべてが5Vであるか
ら、出力dも5Vとなる。時刻t4からt5の間は2つの入力
信号が5Vであり、1つの入力信号が0Vであるから出力d
は5Vのままである。ところが、時刻t5からt6の間は1つ
の入力信号が5Vで、残りの2つの入力信号が0Vであるた
め、出力dは0Vとなる。そして時刻t6以後は全入力信号
が0Vであるので出力も0Vとなる。以上から出力dは入力
信号b、つまりタイミング的に中間値の信号が選択でき
る。
On the other hand, the control device 5 inputs the signal from the sensor 1 to the tripled control circuits 2 to 4 to generate gate signals ai, bi, ci (i = 1 to 4) to the respective transistors, and select the intermediate value. Circuit Bi
Takes these intermediate values and extracts each of the transistors T R1 to T R4
Output the gate signals g1 to g4 to. Here, the intermediate value selection circuit selects and outputs the intermediate level signal of the three signals, but when the input signal is digital, this operation selects the intermediate signal in terms of timing. For example, it is assumed that the signals shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C are input to the intermediate value selection circuit. Now for example, 0V logic "0", a logic "1" and 5V, until the time t 1, the output d since all the input signals are in the 0V also becomes 0V. Then, between the times t 1 and t 2 , one of the three input signals is 5V and the remaining two signals are 0V, so the output d is 0V. Between the times t 2 and t 3 , two input signals are 5V and one is 0V, so the output d is 5V. Since all the input signals are 5V from time t 3 to time t 4 , the output d is also 5V. Between time t 4 and t 5 , two input signals are 5V and one input signal is 0V, so output d
Remains at 5V. However, between time t 5 and t 6 , one input signal is 5V and the remaining two input signals are 0V, so the output d is 0V. The time t 6 after that all the input signal is also output 0V since it is 0V. From the above, the output d can be selected as the input signal b, that is, the signal having an intermediate value in terms of timing.

ところで、この中間値選択回路に、従来例に記載されて
いるような電源を必要とするものを適用すると、中間値
選択回路の出力が例えば論理“1"に縮退故障することが
ある。つまり、電源の電圧がそのままか、あるいは電圧
降下して中間値選択回路より出力されることがある。こ
の故障が例えば中間値選択回路B4に発生し、その発生時
刻が、例えば第3図の時刻t1であつたとする。この結
果、ゲート信号g4は時刻t2以降で実線で示す波形とはな
らず、点線のように論理“1"になりつぱなしになる。そ
うすると時刻t2でトランジスタTR1とTR4が同時にオン状
態となり、両トランジスタTR1,TR4に大電流が流れて短
絡するという問題がある。
By the way, if an intermediate value selection circuit that requires a power supply as described in the conventional example is applied to this intermediate value selection circuit, the output of the intermediate value selection circuit may suffer a stuck-at fault of logic "1", for example. In other words, the voltage of the power supply may be output as it is, or may be dropped and output from the intermediate value selection circuit. This fault occurs for example in the intermediate value selection circuit B4, the generation time, and Atsuta at time t 1, for example, Figure 3. As a result, the gate signal g4 does not become a waveform shown by the solid line at time t 2 later become NaritsuPanashi a logic "1" as shown by a dotted line. Then the time t 2 at transistor T R1 and T R4 are turned on simultaneously, there is a problem that a large current to a short circuit flows in both transistors T R1, T R4.

また、中間値選択回路の出力パルスをパルス増幅器で増
幅する場合にも、同様にパルス増幅器の故障の影響によ
り変換装置が壊れてしまう虞がある。
Further, when the output pulse of the intermediate value selection circuit is amplified by the pulse amplifier, the converter may be broken due to the influence of the failure of the pulse amplifier.

本発明の目的は、中間値選択回路が故障しても、また、
パルス増幅器が故障しても、変換装置が壊れることがな
く安全性の高い冗長化制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an intermediate value selection circuit even if it fails,
It is an object of the present invention to provide a highly safe redundant control device in which the conversion device is not broken even if the pulse amplifier fails.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、交流を直流に変換する順変換装置または直
流を交流に変換する逆変換装置または交流を一旦直流に
変換して再び直流に再変換する順逆変換装置の各アーム
を構成する半導体素子のゲートに印加する制御信号を、
3重化した制御回路から夫々出力されるパルス信号A,B,
Cのいずれかを中間値選択回路で選択して生成する冗長
化制御装置において、同一種類の第1,第2,第3トランジ
スタと、第1トランジスタのベースとコレクタに夫々パ
ルス信号Aとパルス信号Cを印加する接続線と、第2ト
ランジスタのベースとコレクタに夫々パルス信号Cとパ
ルス信号Bを印加する接続線と、第3トランジスタのベ
ースとコレクタに夫々パルス信号Bとパルス信号Aを印
加する接続線と、各トランジスタのエミッタを共通接続
する信号線とで中間値選択回路を構成すると共に、前記
共通接続信号線からの出力信号を増幅するパルス増幅器
と、該パルス増幅器の出力信号のうち変化部分のみ出力
するパルストランスとを設け、該パルストランスの出力
信号を前記制御信号として前記半導体素子のゲートに印
加する構成とすることで、達成される。
The above object is to provide a semiconductor device that constitutes each arm of a forward conversion device that converts alternating current to direct current, an inverse conversion device that converts direct current to alternating current, or a reverse conversion device that once converts alternating current to direct current and then reconverts it to direct current. The control signal applied to the gate
Pulse signals A, B, respectively output from the tripled control circuit
In a redundancy control device for selecting and generating any one of C by an intermediate value selection circuit, a pulse signal A and a pulse signal are respectively applied to the first, second and third transistors of the same type and the base and collector of the first transistor. A connection line for applying C, a connection line for applying the pulse signal C and the pulse signal B to the base and collector of the second transistor, and a connection signal for applying the pulse signal B and the pulse signal A to the base and collector of the third transistor, respectively. An intermediate value selection circuit is configured by a connection line and a signal line that commonly connects the emitters of the respective transistors, and a pulse amplifier that amplifies an output signal from the common connection signal line and a change in the output signal of the pulse amplifier And a pulse transformer that outputs only a portion, and the output signal of the pulse transformer is applied to the gate of the semiconductor element as the control signal. In, it is achieved.

〔作用〕[Action]

中間値選択回路を上述した構成つまり無電源型とするこ
とで、電源電圧が制御信号として出力される縮退故障が
なくなり、変換装置のアームがこれにより短絡する虞は
なくなる。また、パルス増幅器が故障してその出力が
“1"に縮退故障しても、パルストランスは入力信号が変
化しなければ出力が“1"に保たれることはなく、従って
変換装置のアームが短絡してしまうことはない。
By adopting the above-mentioned configuration of the intermediate value selection circuit, that is, the non-power supply type, the stuck-at fault in which the power supply voltage is output as the control signal is eliminated, and the arm of the conversion device is not likely to be short-circuited. Also, even if the pulse amplifier fails and its output degenerates to "1", the output of the pulse transformer will not be kept at "1" unless the input signal changes, so the arm of the converter is There is no short circuit.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を説明する。各図の番号の等しい
部分は相当部を示す。第1図は本発明の一実施例を示す
ブロツク図で、変換装置6は単相の逆変換装置(トラン
ジスタアームとする)であり、冗長化制御装置5は、従
来例で示した第2図のものと同様な三重化構成である
が、中間値選択回路A1〜A4が無電源型であるところが異
なる。
Examples of the present invention will be described below. The parts with the same numbers in each figure indicate the corresponding parts. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The conversion device 6 is a single-phase inverse conversion device (as a transistor arm), and the redundancy control device 5 is shown in FIG. It has a triple configuration similar to that of the above, except that the intermediate value selection circuits A1 to A4 are non-power supply type.

無電源型の中間値選択回路の一構成例を第5図に示す。
これはNPNトランジスタ16〜18を用いており、入力され
る信号が正極性(例えば、0〜5V)の場合に適用でき
る。ダイオード19〜21は各トランジスタ16〜18のベース
・エミツタ間に逆電圧がかかつたときのトランジスタの
破壊を防止するためのものである。この無電源型の中間
値選択回路の入力a,b,cとして第4図に示す信号がそれ
ぞれ印加されたとする。時刻t1までは各信号が論理“0"
であるため出力も“0"となる。時刻t1からt2までの期間
では信号aのみが論理“1"になつている。この結果、ト
ランジスタ16のベースは“1"、コレクタは“0"であり、
トランジスタがオン状態となるため、コレクタ電圧がほ
ぼそのままエミツタに出力される。従つて、トランジス
タ16のエミツタ電位は“0"である。トランジスタ17,18
のベースは共に“0"であるからともにオフ状態でそのエ
ミツタ電位は“0"である。つまり時刻t2までは中間値選
択回路の出力giは“0"である。時刻t2からt3の期間で
は、トランジスタ18のベースが“1"、コレクタが“1"で
あるのでトランジスタ18はオン状態で“1"を出力する。
トランジスタ17はベースが“0"であるからオフ状態であ
る。また、トランジスタ16はベースが“1"であるがトラ
ンジスタ18の出力が“1"であり、これによって逆電圧が
エミツタに印加されるのでオフ状態となる。結果とし
て、出力giは“1"となる。時刻t3からt4では全入力が
“1"であるので出力giも“1"になる。以下同様に入力信
号の状態に対応づけて考えていくと、最終的には、第4
図の出力d、つまり中間値が選択できる。
FIG. 5 shows an example of the structure of a powerless intermediate value selection circuit.
This uses NPN transistors 16 to 18, and can be applied when the input signal has a positive polarity (for example, 0 to 5 V). The diodes 19 to 21 are for preventing the breakdown of the transistors when a reverse voltage is applied between the base and the emitter of the transistors 16 to 18. It is assumed that the signals shown in FIG. 4 are applied as the inputs a, b, and c of the powerless intermediate value selection circuit. Each signal is logical “0” until time t 1.
Therefore, the output is also "0". In the period from time t 1 to t 2, only the signal a has the logic “1”. As a result, the base of the transistor 16 is "1", the collector is "0",
Since the transistor is turned on, the collector voltage is output to the emitter almost as it is. Therefore, the emitter potential of the transistor 16 is "0". Transistors 17,18
Since both bases are both "0", their emitter potentials are "0" in the off state. That is, the output gi of the intermediate value selection circuit is “0” until time t 2 . During the period from the time t 2 to the time t 3 , the base of the transistor 18 is “1” and the collector is “1”, so the transistor 18 outputs “1” in the ON state.
Since the base of the transistor 17 is "0", it is in the off state. Further, the transistor 16 has a base of "1", but the output of the transistor 18 is "1", whereby a reverse voltage is applied to the emitter, so that the transistor 16 is turned off. As a result, the output gi becomes "1". From time t 3 to t 4 , the output gi also becomes “1” because all inputs are “1”. In the same way, considering the state of the input signal, finally,
Output d in the figure, that is, an intermediate value can be selected.

さて、この無電源型の中間値選択回路の故障モードを考
える。まず、全素子が短絡モードに故障したとする。ダ
イオード19〜21の出力は一点に接続されているから、全
素子が短絡モードに故障すれば、等価的にワイヤードオ
ア回路(機能的にはアンド)になつているので、例え
ば、入力信号が第4図のようになつていれば、時刻t3
らt4まで論理“1"の信号が出力される。つまり、各入力
信号のずれが変換装置6のスイツチング素子の動作タイ
ミング上許容値以内になつていれば何ら問題なく制御が
続行される。
Now, consider the failure mode of this non-power source type intermediate value selection circuit. First, it is assumed that all elements have failed in the short circuit mode. Since the outputs of the diodes 19 to 21 are connected to one point, if all the elements fail in the short-circuit mode, they are equivalently wired OR circuits (functionally AND). long as it summer as FIG. 4, the signal of logic "1" from the time t 3 to t 4 is output. That is, if the deviation of each input signal is within the allowable value in the operation timing of the switching element of the converter 6, the control is continued without any problem.

一部の素子が故障しても同様である。例えばトランジス
タ18が短絡故障したとする。この場合、第4図におい
て、時刻t1までは入力信号が“0"であるので“0"が出力
される。時刻t1からt2では入力信号aが“1"であるため
エミツタ出力が“1"となり、ダイオード21を介して、
“1"がそのまま出力される。時刻t2からt4までは、この
状態が続く。時刻t4からt5の間では入力信号aが“0"で
あるのでトランジスタ18のエミツタは“0"となるが、ト
ランジスタ16,17の動作により、論理“1"が出力され、
ダイオード21が逆バイアスとなり、トランジスタ18のエ
ミツタ出力である“0"は出力されない。万一、この場合
において、ダイオード21も短絡モードに故障していたと
すると、時刻t4以後は出力は“0"になる。しかしなが
ら、いずれの場合も出力giが論理“1"になりつぱなしに
なることはない。
The same is true even if some elements fail. For example, assume that the transistor 18 has a short circuit failure. In this case, in FIG. 4, until the time t 1 the input signal is "0" since "0" is output. From time t 1 to t 2 , since the input signal a is “1”, the output of the emitter becomes “1”, and via the diode 21,
"1" is output as is. From time t 2 to t 4, this condition persists. Since the period from time t 4 of t 5 the input signal a is "0" emitter of the transistor 18 is "0", the operation of the transistor 16 and 17, indicate a logic "1",
The diode 21 is reverse-biased, and the emitter output “0” of the transistor 18 is not output. In this case, assuming that the diode 21 has also failed in the short circuit mode, the output becomes “0” after the time t 4 . However, in either case, the output gi never goes to logic "1".

次に、各素子が開放モードに故障する場合であるが、こ
の場合は信号が喪失するモード、つまり出力giは“0"に
なる。従つて論理“1"に縮退故障することはない。
Next, when each element fails in the open mode, in this case, the signal is lost, that is, the output gi becomes “0”. Therefore, the logic "1" does not suffer the stuck-at fault.

以上述べたように、無電源型の中間値選択回路のいかな
る故障に対しても、その出力は論理“1"になりつぱなし
になることがないが、これは、電源を用いないで入力信
号の大小関係のみで出力を決定しているからである。そ
してこの中間値選択回路を用いれば、第1図の変換装置
6のアームを構成するトランジスタを同時にオンするこ
とはなく、中間値選択回路の故障のためアーム素子の障
害をなくすことができる。
As described above, the output of a non-power-supply type intermediate value selection circuit never becomes a logic "1" without any failure. This is because the output is determined only by the magnitude relationship of. If this intermediate value selection circuit is used, the transistors forming the arms of the conversion device 6 shown in FIG. 1 are not turned on at the same time, and the failure of the intermediate value selection circuit prevents the failure of the arm element.

なお、現在市販されているトランジスタはベース・エミ
ツタ間電圧VBEが零ボルトではなく数百mV程度ある。こ
のため入力信号の大小関係によつてこの電圧VBE分だけ
無電源型中間値選択回路から低い電圧が出力されること
がある。これによつて論理“1"が“0"になることはない
がノイズマージンが少なくなる。この電圧降下をなく
し、ノイズマージンを高めるためには特開59−14003号
の中間値選択回路に記載されている回路、特に、NPNト
ランジスタ6個で正極性の信号に対して中間値を選択,
出力する部分を用いればよい。
It should be noted that the transistors on the market at present have a base-emitter voltage V BE of several hundred mV instead of zero volt. Therefore, depending on the magnitude of the input signal, a low voltage may be output from the non-power-supply type intermediate value selection circuit by this voltage V BE . As a result, the logic "1" never becomes "0", but the noise margin is reduced. In order to eliminate this voltage drop and increase the noise margin, the circuit described in the intermediate value selection circuit of Japanese Patent Laid-Open No. 59-14003, in particular, 6 NPN transistors are used to select the intermediate value for positive polarity signals.
The output part may be used.

以上に説明した第1図の実施例は逆変換装置の場合であ
つたが、順変換装置の場合には、制御装置5は同一であ
るが、逆変換装置6に代わつて第6図の順変換装置50を
制御対象とすればよい。この例では交流電圧55をスイツ
チング素子であるサイリスタ51〜54によつて整流し、端
子56,57間に直流電圧を出力している。そして本発明の
冗長化制御装置5はサイリスタ51〜54の点弧角を制御し
て、直流電圧レベルを制御する。
Although the embodiment of FIG. 1 explained above is the case of the inverse conversion device, in the case of the forward conversion device, the control device 5 is the same, but instead of the inverse conversion device 6, the order of FIG. The conversion device 50 may be the control target. In this example, an AC voltage 55 is rectified by thyristors 51 to 54 which are switching elements, and a DC voltage is output between terminals 56 and 57. The redundant control device 5 of the present invention controls the firing angle of the thyristors 51 to 54 to control the DC voltage level.

次に、順・逆変換装置の場合の実施例を第7図に示す。
冗長化制御装置61は順変換装置と逆変換装置の両装置の
制御用ゲートパルスを生成する制御回路62〜64と、無電
源型の中間値選択回路A1〜A4(順変換装置用)とB1〜B4
(逆変換装置用)を有し、それらの出力するゲート信号
g1〜g4はサイリスタ51〜54のゲートに印加し、ゲート信
号h1〜h4はトランジスタTR1〜TR4に印加する。ここで、
直流リアクトル58は平滑フイルタであり、第7図に示す
構成は電流型逆変換装置を対象とした例である。以上の
ように、順変換装置,逆変換装置、あるいは順・逆変換
装置において、冗長化した制御装置の出力段に無電源型
の中間値選択回路を設けることにより、中間値選択回路
が故障してもスイツチング回路のアームが短絡すること
がなく、装置全体として高い信頼性を持つことができ
る。
Next, FIG. 7 shows an embodiment in the case of a forward / inverse converter.
The redundant control device 61 includes control circuits 62 to 64 for generating control gate pulses for both the forward conversion device and the inverse conversion device, and non-power supply type intermediate value selection circuits A1 to A4 (for the forward conversion device) and B1. ~ B4
Gate signals output by them (for inverse converter)
The g1 to g4 are applied to the gates of the thyristors 51 to 54, and the gate signals h1 to h4 are applied to the transistors T R1 to T R4 . here,
The DC reactor 58 is a smoothing filter, and the configuration shown in FIG. 7 is an example intended for a current type inverse conversion device. As described above, in the forward conversion device, the inverse conversion device, or the forward / inverse conversion device, by providing the non-power supply type intermediate value selection circuit in the output stage of the redundant control device, the intermediate value selection circuit fails. However, the arm of the switching circuit is not short-circuited, and the device as a whole can have high reliability.

また以上の各実施例は単相型の場合であつたが、三相型
の場合には、これに必要なスイツチング素子の個数に対
応して無電源型の中間値選択回路を設ければよい。
Further, although each of the above embodiments is the case of the single-phase type, in the case of the three-phase type, a non-power-supply type intermediate value selection circuit may be provided corresponding to the number of switching elements required for this. .

第8図は本発明の別の実施例を示すもので、第1図の冗
長化制御装置5の部分のみを示している。本実施例では
無電源型の中間値選択回路を二重化してゲート信号gi用
にAi1,Ai2の2つの中間値選択回路を設けて高信頼化
し、さらにそれらの出力をパルス増幅器311〜342でそれ
ぞれ増幅したのち、パルストランス411〜442を介して信
号選択回路35iへ入力し、この選択回路35iで1つを選択
してゲート信号giを得ている(i=1〜4)。このよう
にパルス増幅器を設けると、これには必ず電源を必要と
するから、前述のように出力が論理“1"に縮退故障する
ことがある。このための変換装置のアーム素子障害を防
止するためにパルストランスを設けている。パルストラ
ンスは入力が交流的に変化していないと信号を出力しな
いから、例えばパルス増幅器311が論理“1"に縮退故障
しても、パルストランス411の出力は“1"にならない。
そして冗長的に設けた無電源型の中間値選択回路A12,パ
ルス増幅器312、パルストランス412が正常であれば、こ
れから出力される信号が無電源の信号選択回路351を介
してスイツチング回路に出力される。なお、信号選択回
路351〜354は、例えば第9図のようにダイオード36,37
からなる高値選択回路で実現できる。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, and shows only the part of the redundancy control device 5 of FIG. In the present embodiment, the non-power-supply type intermediate value selection circuit is duplicated to provide two intermediate value selection circuits Ai1 and Ai2 for the gate signal gi for high reliability, and the outputs thereof are respectively output by the pulse amplifiers 311 to 342. After amplification, the signal is input to the signal selection circuit 35i via the pulse transformers 411 to 442, and one is selected by this selection circuit 35i to obtain the gate signal gi (i = 1 to 4). When the pulse amplifier is provided in this way, it always requires a power source, and as described above, the output may suffer a stuck-at fault of logic "1". For this purpose, a pulse transformer is provided in order to prevent arm element failure of the converter. Since the pulse transformer does not output a signal unless the input is changed AC-wise, the output of the pulse transformer 411 does not become "1" even if, for example, the pulse amplifier 311 has a stuck-at failure of logic "1".
If the non-power-supply type intermediate value selection circuit A12, the pulse amplifier 312, and the pulse transformer 412 which are redundantly provided are normal, the signal output from this is output to the switching circuit via the non-power-supply signal selection circuit 351. It The signal selection circuits 351 to 354 are arranged in the diode 36, 37 as shown in FIG. 9, for example.
It can be realized by a high value selection circuit consisting of.

第10図は、無電源型の中間値選択回路,パルス増幅器,
パルストランス部を三重化した実施例を示しており、第
1図の制御装置5の部分を示している。ここで中間値選
択回路A11〜A43はすべて無電源型であり、また、信号選
択回路361〜364も無電源型の第9図に示した、高値選択
回路を用いてもよいことはいうまでもない。
FIG. 10 shows a powerless intermediate value selection circuit, a pulse amplifier,
An embodiment in which the pulse transformer section is tripled is shown, and the portion of the control device 5 in FIG. 1 is shown. It is needless to say that the intermediate value selection circuits A11 to A43 are all non-power supply type, and the signal selection circuits 361 to 364 may also be the non-power supply type high value selection circuit shown in FIG. Absent.

なお、第8図及び第10図のようにパルス増幅器を用いる
場合、電源をパルス増幅器毎に設けたのでは不経済であ
り、ハード量が多くなる。しかし、この電源を1つで実
現したのでは、この電源故障でシステムがダウンしてし
まう。また、第12図のように2つの電源装置72,73の出
力をダイオード70,71を介して付き合わせ、出力電圧を
端子74に出力する二重系では、端子74に接続する負荷
(パルス増幅器)が一つ短絡側に故障すると、2つの電
源装置から大電流が流れて両電源装置が異常となり、電
源が喪失してしまつたりする。このようなコモンモード
故障を排除するために、第11図のように冗長化したパル
ス増幅器の冗長数(この場合の冗長数は2)に対応して
電源装置38,39を設け、各々の電源装置を冗長化したパ
ルス増幅器の電源とする。具体的には、例えば電源装置
38はパルス増幅器311,……,341に接続し、電源装置39
は、パルス増幅器312,……,342に接続する。これによ
り、例えば電源装置38が故障となつても、電源装置39と
パルス増幅器312,……,342が正常であれば制御を継続す
ることが可能となる。また、パルス増幅器311が短絡故
障しても、その他の装置が正常であれば制御を継続する
ことができる。この実施例ではパルス増幅器のところを
二重系としているが、この部分の冗長数をさらに増した
場合も同様である。例えば、第10図のように三重化した
場合には、電源装置を3個を設け、第11図と同様に接続
すればよい。
When using a pulse amplifier as shown in FIGS. 8 and 10, it is uneconomical to provide a power source for each pulse amplifier, and the amount of hardware increases. However, if this power supply is realized by one, the system will be down due to this power supply failure. Further, as shown in FIG. 12, in the dual system in which the outputs of the two power supply devices 72 and 73 are associated with each other through the diodes 70 and 71 and the output voltage is output to the terminal 74, a load (pulse amplifier) connected to the terminal 74 is connected. ) On the short-circuit side, a large current flows from the two power supply devices, both power supply devices become abnormal, and the power is lost. In order to eliminate such a common mode failure, the power supply devices 38 and 39 are provided corresponding to the redundant number of pulse amplifiers that are made redundant as shown in FIG. 11 (the redundant number in this case is 2). It is used as a power source for a pulse amplifier with redundant equipment. Specifically, for example, a power supply device
38 is connected to the pulse amplifier 311, ..., 341, and the power supply 39
Is connected to the pulse amplifiers 312, ..., 342. As a result, even if the power supply device 38 fails, for example, the control can be continued if the power supply device 39 and the pulse amplifiers 312, ..., 342 are normal. Further, even if the pulse amplifier 311 has a short circuit failure, control can be continued if other devices are normal. In this embodiment, the pulse amplifier has a dual system, but this is also the case when the number of redundant units is further increased. For example, when tripled as shown in FIG. 10, three power supply devices may be provided and connected in the same manner as in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、中間値選択回路あるいはパルス増幅器
の故障によつて、変換装置のアーム素子短絡が生じない
から、順変換装置,逆変換装置、あるいは順・逆変換装
置の高信頼化を図ることができるという効果がある。
According to the present invention, the arm element short circuit of the converter does not occur due to the failure of the intermediate value selection circuit or the pulse amplifier. Therefore, the forward conversion device, the inverse conversion device, or the forward / inverse conversion device is made highly reliable. The effect is that you can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第2図は
従来の冗長化制御装置のブロツク図、第3図及び第4図
は第2図の装置の動作説明図、第5図は無電源型の中間
値選択回路の具体例を示す図、第6図は順変換装置の構
成図、第7図は順・逆変換装置の構成図、第8図は本発
明の他の実施例を示すブロツク図、第9図は第8図の信
号選択回路の構成図、第10図は本発明のもう一つの実施
例を示すブロツク図、第11図及び第12図はパルス増幅器
用電源の供給方法の説明図である。 A1〜A4,B1〜B4,A11〜A43……無電源中間値選択回路、5
……制御装置、6……変換装置、311〜342……パルス増
幅器、351〜354……無電源型信号選択回路、411〜443…
…パルストランス。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a conventional redundancy control device, and FIGS. 3 and 4 are operation explanatory diagrams of the device of FIG. 2 and FIG. Is a diagram showing a specific example of a non-power-supply type intermediate value selection circuit, FIG. 6 is a configuration diagram of a forward conversion device, FIG. 7 is a configuration diagram of a forward / inverse conversion device, and FIG. 8 is another embodiment of the present invention. A block diagram showing an example, FIG. 9 is a block diagram of the signal selection circuit of FIG. 8, FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are power supplies for pulse amplifiers. FIG. 3 is an explanatory diagram of a supply method of. A1 to A4, B1 to B4, A11 to A43 ... No power source intermediate value selection circuit, 5
...... Control device, 6 …… Conversion device, 311-342 …… Pulse amplifier, 351-354 …… Non-power source type signal selection circuit, 411-443…
… A pulse transformer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流を直流に変換する順変換装置または直
流を交流に変換する逆変換装置または交流を一旦直流に
変換して再び直流に再変換する順逆変換装置の各アーム
を構成する半導体素子のゲートに印加する制御信号を、
3重化した制御回路から夫々出力されるパルス信号A,B,
Cのいずれかを中間値選択回路で選択して生成する冗長
化制御装置において、同一種類の第1,第2,第3トランジ
スタと、第1トランジスタのベースとコレクタに夫々パ
ルス信号Aとパルス信号Cを印加する接続線と、第2ト
ランジスタのベースとコレクタに夫々パルス信号Cとパ
ルス信号Bを印加する接続線と、第3トランジスタのベ
ースとコレクタに夫々パルス信号Bとパルス信号Aを印
加する接続線と、各トランジスタのエミッタを共通接続
する信号線とで中間値選択回路を構成すると共に、前記
共通接続信号線からの出力信号を増幅するパルス増幅器
と、該パルス増幅器の出力信号のうち変化部分のみ出力
するパルストランスとを設け、該パルストランスの出力
信号を前記制御信号として前記半導体素子のゲートに印
加する構成としたことを特徴とする冗長化制御装置。
1. A semiconductor element forming each arm of a forward conversion device for converting alternating current to direct current, an inverse conversion device for converting direct current to alternating current, or a reverse conversion device for once converting alternating current to direct current and then again converting it to direct current. Control signal applied to the gate of
Pulse signals A, B, respectively output from the tripled control circuit
In a redundancy control device for selecting and generating any one of C by an intermediate value selection circuit, a pulse signal A and a pulse signal are respectively applied to the first, second and third transistors of the same type and the base and collector of the first transistor. A connection line for applying C, a connection line for applying the pulse signal C and the pulse signal B to the base and collector of the second transistor, and a connection signal for applying the pulse signal B and the pulse signal A to the base and collector of the third transistor, respectively. An intermediate value selection circuit is configured by a connection line and a signal line that commonly connects the emitters of the respective transistors, and a pulse amplifier that amplifies an output signal from the common connection signal line and a change in the output signal of the pulse amplifier A pulse transformer that outputs only a portion is provided, and the output signal of the pulse transformer is applied to the gate of the semiconductor element as the control signal. Redundancy control apparatus according to claim.
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