CN1006345B - 换流器的过电流保护电路 - Google Patents

换流器的过电流保护电路

Info

Publication number
CN1006345B
CN1006345B CN87106643A CN87106643A CN1006345B CN 1006345 B CN1006345 B CN 1006345B CN 87106643 A CN87106643 A CN 87106643A CN 87106643 A CN87106643 A CN 87106643A CN 1006345 B CN1006345 B CN 1006345B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
electric valve
circuit
electric
overcurrent
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
Application number
CN87106643A
Other languages
English (en)
Other versions
CN87106643A (zh
Inventor
广濑健二
杉岛荣一
大上正胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP61235012A external-priority patent/JPH0634591B2/ja
Priority claimed from JP62163295A external-priority patent/JPS648826A/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN87106643A publication Critical patent/CN87106643A/zh
Publication of CN1006345B publication Critical patent/CN1006345B/zh
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

一种换能器的过电流保护电路具有三条由上、下两部分串联连接的电阀门支路，其两端与直流电源连接而中间接点与负载连接，电阀门按控制电路的通断信号顺序开关，把三相交流电供给负载，在因输出端短路等情况使电阀门承受过大的电流和电压时，为消除电阀门上的过电流，而测出此时承受最大过电压的电阀门，然后控制电阀门的通断顺序以减小被测出的电阀门承受的电流和电压，从而使电阀门在输出端短路时不因过大的电流和电压而损坏。

Description

本发明涉及能防止换流器的换流部分所用的电阀门由于输出端短路等导致过电流损坏的改进型的过电流保护电路。
图1是现有的通用换流器（电压型）中采用的换流器过电流保护电路及其外围电路的结构图。这种结构是目前最普通的换流器过电流保护电路。图中（1）是直流电源，（2-1）是与晶体管（2-4）串联连接的晶体管，它们之间的接点U与负载（5）连接，它们的两端与直流电路（1）连接;（2-3）是与晶体管（2-6）串联连接的晶体管，它们之间的接点V与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-5）是与晶体管（2-2）串联连接的晶体管，它们之间的接点W与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（3-1）是与晶体管（2-1）并联连接的二极管，其导通方向与晶体管（2-1）的导通方向相反;（3-2）是与晶体管（2-2）反向并联连接的二极管;（3-3）是与晶体管（2-3）反向并联连接的二极管;（3-4）是与晶体管（2-4）反向并联连接的二极管;（3-5）是与晶体管（2-5）反向并联连接的二极管;（3-6）是与晶体管（2-6）反向并联连接的二极管;（4-1）是接在晶体管（2-1）与（2-4）的连接点U和负载（5）之间的电流检测器;（4-2）是接在晶体管（2-3）与（2-6）的连接点V和负载（5）之间的电流检测器;（4-3）是接在晶体管（2-5）与（2-2）的连接点W与负载（5）之间的 电流检测器;（8）是分别把电流检测器（4-1），（4-2）和（4-3）的输出作为输入，取各输出值的绝对值并将最大输出值输出的最大值优先电路;（9）是把最大值优先电路（8）的输出信号作为输入而对过电流进行判断的过电流判断电路;（10）是与过电流判断电路（9）的判断输出信号对应的切断信号;（7）是切断电路，该电路输入防止短路电路（11）的输出信号和切断信号（10），向晶体管（2-1）～（2-6）的基极输出信号：（6）是形成防止短路电路（11）输入信号的基极信号发生器。
下面说明图1所示电路的工作情况。首先介绍正常运行时的工作情况。一旦换流器的输出频率由图中未示出的频率设定器设定，并作为频率指令信号输入到基极信号发生器（6），基极信号发生器（6）便产生图2所示的所谓180度通电式（6级）控制信号输入各晶体管。图中，T表示周期，1/T为输出频率。但实际上，由于晶体管有开关延迟效应，所以，为了防止各支路上、下晶体管（例如晶体管（2-1）和（2-4）、（2-3）和（2-6）或（2-5）和（2-2）同时处于导通的短路状态，使基极信号发生器（6）的输出经过防止短路电路给上、下晶体管的基极信号（触发信号）设定了空载时间（td）。图3示出一个防止短路电路（11）的电路图。不言而喻，实际上在电路中为6个晶体管配备了6个电路。由于仅仅起延迟定时器的作用，所以它的工作情况不再详述，而防止短路电路使由基极信号发生器（6）输入的图2所示的晶体管控制信号延迟的时间等于由电阻R和电容器C所决定的时间常数，使脉冲前沿延迟的时间等于空载时间（td），並把图4所示的波形作为晶体管基极信号输入切断电路。另外，图3中，D是二极管，B是缓冲器。当没有输出切断信号（10）时，切断电路（7）将防止短路电路（11）的 输出信号，即晶体管基极信号馈给各个晶体管的基极。各个晶体管（2-1）～（2-6）随这些信号而开关，从而把交流电供给负载（5）。这时，二极管（3-1）～（3-6）的作用相当于用来处理负载（5）的无功能量的环流二极管。
下面说明过电流保护电路工作时的情况，电流检测器（4-1）、（4-2）和（4-3）分别检测出U相、V相和W相电流，并将其变换成与电流成正比的电压信号输入到最大值优先电路（8）。最大值优先电路（8）取那些电压信号的绝对值，並输出其中绝对值最大的电压。其工作情况示于图5。
过电流判断电路（9）接收最大值优先电路的输出信号，假定负载由于某种原因变大而使电流增加，就向切断电路（7）提供一个切断信号（10），以便在电流远低于使晶体管（2-1）～（2-6）和二极管（3-1）～（3-6）损坏的电流值时便中止向负载（5）供电。由于切断电路（7）是根据切断信号（10）来切断输给各晶体管（2-1）～（2-6）的基极信号的，故各晶体管（2-1）～（2-6）被截止，从而切断输出。依靠上述动作即可保护所有晶体管（2-1）～（2-6）不会因过电流而损坏。
下面说明在过电流保护电路的工作过程中，晶体管承受最大负载的输出短路保护。这里，所谓输出短路是指U、V、W三相中的任意两相处于短路状况，或者三相都处于短路状态的情况。下面考虑U、V、W三相都短路的情况。根据图4，如果不考虑空载时间td和晶体管的开关时间，则加在各个晶体管（2-1）～（2-6）上的触发信号可以分为表1所示的6种模式。
表1
上侧支路中的晶体管    下侧支路中的晶体管
相    U    V    W    U    V    W
晶体管    2-1    2-3    2-5    2-4    2-6    2-2
模式1    0    0    1    1    1    0
模式2    0    1    0    1    0    1
模式3    0    1    1    1    0    0
模式4    1    0    0    0    1    1
模式5    1    0    1    0    1    0
模式6    1    1    0    0    0    1
表1中，1表示晶体管的导通状态，0表示晶体管的截止状态。由表可知晶体管肯定处于以下两种状态。即
（1）上的侧两个晶体管（两相）导通
下侧的一个晶体管（一相）导通
（2）上侧的一个晶体管（一相）导通
下侧的两个晶体管（两相）导通
由于（1）、（2）两种情况是相对的，所以作为典型例子，下面考虑（1）中的模式6，即晶体管（2-1）、（2-3）和（2-2）处于导通状态时输出端的U、V、W三相出现短路状态的情况。
该状态示于图6。另外，短路时流过各晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压示于图7。下面说明图7。在时间t1，如 果产生短路状态，则各个晶体管的集电极电流会由于输出阻抗降低而急剧上升。晶体管（2-2）的集电极电流i（2-2）上升并箱位在由给定的基极电流和晶体管的电流放大系数hFE所限制的电流值上。另一方面，假定各晶体管的电学特性基本相同，则根据基尔霍夫定律，流过晶体管（2-1）和（2-3）的电流近似地满足如下关系：
i（2-1）≈i（2-3）≈1/2i（2-2）
所以，因晶体管（2-1）、（2-3）和（2-2）的iC-Vce（集电极电流-集电极与发射极之间的电压）特性是非线性的，通常如图7所示，电压几乎全降在集电极电流大的晶体管（2-2）上，而晶体管（2-1）和晶体管（2-3）上几乎没有电压。换句话说，晶体管（2-2）与晶体管（2-1）和晶体管（2-3）相比，前者工作在有源区域并承受很大的电流和电压。
这时，虽然电流i（2-2）（即W相电流）在时刻t2就超过了过电流判断电平，但如图所示，直到t3时刻才开始被切断。这是由于电流检测器（4-3）、最大值优先电路（8）、过电流判断电路（9）和切断电路（7）等电路的响应延迟、图中未示出的基极驱动电路的响应延迟以及晶体管的存储时间等因素引起的响应延迟而造成的。所以，应当选用能在上述响应延迟的时间内承受短路时的电流和电压而不致损坏的晶体管。
一旦到达t3时刻，便开始切断电流。如前所述，由于晶体管（2-2）处于最深的有源区域，所以它的存储时间最短，在三个晶体管中最早开始截止，因此，在t3时刻开始截止的是晶体管（2-2），而晶体管（2-1）和晶体管（2-3）则因晶体管（2-2）截止，客观上减少了集电极电流i（2-1）和i（2-3）。经过从时刻 t3到t4的下降时间，晶体管（2-2）使电流以电流衰减率di/dt减小到0从而完成切断动作。这时，晶体管的集电极与发射极之间的电压VcE（2-2）由于布线电感L而产生的峰值电压VP（VP＝L (di)/(dt) ）使晶体管（2-2）承受很大的过电压。为了将其控制在晶体管的RBSOA（反偏压安全工作区）内，采用缓冲电路等进行抑制，并选用RBSOA大的晶体管。总之，如上所述，单独触发的晶体管在短路时承受的电流和电压最大。
已往的换流器过电流保护电路是按照上述方式构成的，所以，当输出短路时，单独触发的晶体管将承受极大的电流和电压。如前所述，如果能够设法缩短电流检测器（4-3）、最大值优先电路（8）、过电流判断电路（9）和切断电路（7）等电路的响应延迟时间和图中未示出的基极驱动电路的响应延迟时间，就能够减小晶体管在短路状态下的电流和电压。即图7中时刻t1到t3状态下的电流和电压。另一方面，由于如前所述的布线电感的影响，要想减小单独触发的晶体管在时刻t3到t4的截止时间内承受的电流和电压。可以采用减小布线电感或者由强化缓冲电路来抑制峰值电压等方法。但是，都必须对结构进行考虑，缓冲电路的大型化会妨碍仪器的小型化，当需要小型化的仪器时，则必须采用RBSOA大而昂贵的晶体管。
本发明正是为了解决上述问题而提出来的，其目的是要获得可以保护晶体管的换流器过电流保护电路，这种电路能在输出端处于短路状态、借助过电流保护电路的动作使晶体管截止时显著降低单独触发的晶体管上的电流的电压，但不使用为防止损坏晶体管所必然造成仪器大型化的强化缓冲电路和RBSOA大而昂贵的晶体管。
本发明的第一个目的旨在提供这样一种换流器过电流保护电路，其中，设置了择多判断电路，该电路接收电阀门的通断信号，对三条 支路中上侧电阀门的导通信号和三条支路中下侧电阀门的导通信号进行择多判断，根据过电流保护动作时择多判断电路的判断，先把判断为多数一侧的电阀门的导通信号变成断开信号，而在某一时限之后才把判断为少数一侧的电阀门的导通信号变成断开信号。
本发明的第二个目的是提供一种换流器过电流保护电路，其中，设置了择多判断电路，该电路接收电阀门的通断信号，对三条支路中上侧电阀门的导通信号和三条支路中下侧电阀门的导通信号进行择多判断，根据过电流保护动作时择多判断电路的判断，先把判断为多数一侧电阀门中的一个电阀门的导通信号变成断开信号，而在某一时限之后才把其余电阀门的导通信号变成断开信号。
本发明的过电流保护电路的作用是：当由于输出端短路等情况把过大的电流加到电阀门上时，为使电阀门摆脱过电流而象下面这样控制电阀门的断开顺序：检测出在该电阀门断路时承受过电压最大的电阀门，减小加在该电阀门上的电流和电压，从而保护电阀门在输出端短路时不会因承受过大的电流和电压而被损坏。
图1是现有技术实例的换流器及其过电流保护电路;
图2是基极信号发生器（6）输出的各个晶体管的控制信号图;
图3是防止短路电路中的一个电路图;
图4是防止短路电路输出到各个晶体管的基极信号图;
图5是最大值优先电路〔8〕的动作说明图;
图6是模式6的输出端短路的示意图;
图7是模式6的输出端短路时各晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压图;
图8是按照本发明第1个实施例构成的换流器及其过电流保护电路;
图9是图8的电路断路时的时间图;
图10是采用图8电路而输出端短路时流过各个晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压示意图。
图11是按照本发明第2个实施例构成的换流器及其过电流保护电路;
图12是图11的电路切断时的时间图;
图13是采用图11电路而输出端短路时流过各个晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压示意图;
图14是择多判断电路12的一个例子;
图15是切断电路（70）的一个例子;
图16是把择多判断电路（12）和切断电路（70）合并后的一个例子。
下面参照附图说明本发明的第1个实施例。图8中，（1）是直流电源;（2-1）是与晶体管（2-4）串联连接的晶体管，它们之间的接点U与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-3）是与晶体管（2-6）串联连接的晶体管，它们之间的接点V与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-3）是与晶体管（2-2）串联连接的晶体管，它们之间的接点W与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（3-1）是与晶体管（2-1）反向并联连接的二极管，导通方向与晶体管（2-1）的导通方向相反;（3-2）是与晶体管（2-2）反向并联连接的二极管;（3-3）是与晶体管（2-3）反向并联连接的二极管;（3-4）是与晶体管（2-4）反向并联连接的二极管;（3-5）是与晶体管（2-5）反向并联连接的二极管;（3-6）是与晶体管（2-6）反向并联连接的二极管;（4-1） 是接在晶体管（2-1）与（2-4）的接点U和负载（5）之间的电流检测器;（4-2）是接在晶体管（2-3）与（2-6）的接点V和负载（5）之间的电流检测器;（4-3）是接在晶体管（2-5）与（2-2）的接点W和负载（5）之间的电流检测器;（8）是分别把电流检测器（4-1）、（4-2）和（4-3）的输出作为输入、取各输出值的绝对值并输出其中最大输出值的最大值优先电路;（9）是把最大值优先电路（8）的输出信号作为输入而对电流进行判断的过电流判断电路;（10）是与过电流判断电路（9）的判断输出信号对应的切断信号;（6）是向防止短路电路（11）提供输入信号的基极信号发生器;（12）是以防止短路电路（11）的输出信号和切断信号（10）作为输入信号的择多判断电路;（13）是择多判断电路输出的择多判断结果信号;（70）是切断电路，它把择多判断电路的输出信号和切断信号（10）作为输入，向晶体管（2-1）～（2-6）的基极输出信号。
下面说明图8所示电路的工作情况。首先，在正常运行时，即未输出切断信号（10）时，择多判断电路（12）和切断电路（70）直接把防止短路电路（11）的输出信号作为晶体管（2-1）～（2-6）的基极信号，所以它的工作情况与现有技术的实例完全相同，这里不再说明。
下面说明产生过电流时的工作情况。由于电流检测器（4-1）、（4-2）、（4-3）、最大值优先电路（8）、过电流判断电路（9）和切断信号（10）的工作情况也和现有技术的实例相同，所以这里也不再说明。下面只详细说明有切断信号（10）输出时，择多判断电路（12）、择多判断结果信号（13）和切断电路（70）的工作情况。
择多判断电路（12）对上侧支路中的晶体管（2-1）、（2-3）、（2-5）的基极信号（导通信号）和下侧支路中的晶体管（2-2）、（2-4）、（2-6）的基极信号（导通信号）进行择多判断。利用说明现有技术的实例时所用的表1，把对模式1到模式6分别进行择多判断后得到的择多判断结果信号（13）示于表2。表中，晶体管一栏中的1表示输出基极信号（导通信号）的状态，0表示未输出基极信号的状态;择多判断结果信号（13）栏中的1表示上侧支路中的晶体管为多数，0表示下侧支路中的晶体管为多数。另外：择多判断结果信号（13）由切断信号（10）锁定。
表2
上侧支路中的    下侧支路中的    择多判断
晶体管    晶体管    结果
相    U    V    W    U    V    W    信号（13）
晶体管    2-1    2-3    2-5    2-4    2-6    2-2
模式1    0    0    1    1    1    0    0
模式2    0    1    0    1    0    1    0
模式3    0    1    1    1    0    0    1
模式4    1    0    0    0    1    1    0
模式5    1    0    1    0    1    0    1
模式6    1    1    0    0    0    1    1
如果因输出端发生短路等情况而输出了切断信号（10），切断电路（70）便在收到择多判断结果信号（13）和切断信号（10）后，按下述顺序切断晶体管（2-1）～（2-6）的基极信号。当输出的择多判断结果信号（13）为1时，先把上侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）从1变成0，即使其截止，经过某一时限（tx）后，再把下侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）从1变成0，即使其截止，与此相反，当输出择多判断结果信号（13）为0时，则先把下侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）从1变成0，即使其截止，经过某一时限（tx）之后，再把上侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）从1变成0，即使其截止。作为一个例子，把在模式6的情况下有切断信号（10）输出时切断各个晶体管的基极信号的时间图示于图9。
图10表示模式6中发生短路时流过各晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压（模式6的短路状态线路图参见图6）。如果短路状态发生在t1时刻，则各个晶体管的集电极电流因输出阻抗降低而急剧上升。到了t2时刻，虽然电流i（2-2）超过了过电流判断的标准Ls，但由于响应时间延迟的原因，直到t3时刻才开始输出切断信号（10），並按照上述图9所示的切断顺序进行切断。所以，集电极电流小的、接近饱和区的晶体管（2-1）和晶体管（2-3）先截止。但是与描述现有技术实例的图7相比，由于本发明的过电流保护电路中小的电流是被缓慢地切断的（因接近饱和状态，切断速度比现有技术的实例中切断单独触发并工作在有源区域的晶体管的速度要慢），所以连缓冲电路也几乎不会产生浪涌电压，与现有技术实例中的过电压相比。该电路的过电压变得很小。
上述实施例，采用晶体管作为电阀门，但是，不言而喻，如果采用场效应晶体管等其他元件做电阀门也可以达到同样的效果。
在上述实施例中，作为换流器的电阀门的控制信号（基极信号）是以所谓的180度通电式（6级）为例介绍的，但是，即使采用正弦波PWM（脉宽调制）等其他的电阀门控制信号方式，也可构成符合本发明宗旨的过电流保护电路，並达到同样的效果。
另外，在上述实施例中，由于没有在发生切断信号的同时锁定基极信号发生器（6）的输出，所以，在切断动作时偶尔也会发生基极信号转换不当的现象。为了避免出现这种情况，可以如图8中虚线所示的那样，把切断信号（10）输给基极信号发生器（6）或防止短路电路（11），并利用该信号（10）锁定基极信号的输出状态。
如上所述，按照本发明的第一个实施例，由于其结构是这样构成的：在进行过电流保护时，依照择多判断电路的判断，先把判断为多数一侧的电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限之后，再把判断为少数一侧的电阀门的导通信号变成断开信号，所以，由于过电流保护电路的作用，可以显著地减少使电阀门断路时单独触发的电阀门上的电流和电压，并使缓冲电路小型化，从而可以减少仪器体积、降低价格。另外，还可以采用断路时承受能力小的电阀门，这样也可以降低产品的价格。
下面参照附图说明本发明的第二个实施例。在图11中，与图8相同的符号表示相同的部分或相应的部分。（1）是直流电源;（2-1）是与晶体管（2-4）串联连接的晶体管，它们之间的连接点U与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-3）是与晶体管（2-6）串联连接的晶体管，它们之间的连接点V与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-5）是与 晶体管（2-2）串联连接的晶体管，它们之间的接点W与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（3-1）是与晶体管（2-1）反向并联连接的二极管;（3-2）是与晶体管（2-2）反向并联连接的二极管;（3-3）是与晶体管（2-3）反向并联连接的二极管;（3-4）是与晶体管（2-4）反向并联连接的二极管;（3-5）是与晶体管（2-5）反向并联连接的二极管;（3-6）是与晶体管（2-6）反向并联连接的二极管;（4-1）是接在晶体管（2-1）与（2-4）的中间接点U和负载（5）之间的电流检测器;（4-2）是接在晶体管（2-3）与（2-6）的中间接点V和负载（5）之间的电流检测器;（4-3）是接在晶体管（2-5）与（2-2）的接点W和负载（5）之间的电流检测器。（8）是以电流检测器（4-1）、（4-2）和（4-3）的输出信号为输入信号的最大值优先电路;（9）是以最大值优先电路（8）的输出信号为输入信号的过电流判断电路;（10）是过电流判断电路（9）输出的切断信号;（6）是向防止短路电路（11）提供输入信号的基极信号发生器;（120）是以防止短路电路（11）的输出信号和切断信号（10）为输入信号的择多判断电路;（13）是择多判断电路输出的择多判断结果信号;（71）是以择多判断电路的输出信号和切断信号（10）为输入信号、并向晶体管（2-1）～（2-6）的基极输出信号的切断电路。
下面根据电路图说明其工作过程。在正常工作的情况下，即没有输出切断信号（10）时，择多判断电路（120）和切断电路（71）把防止短路电路（11）的输出信号直接输给晶体管（2-1）～（2-6）的基极，所以，其工作过程与现有技术的实例完全相同，这里不再说明。
下面说明过电流动作时的情况。不过，由于电流检测器（4-1）、（4-2）、（4-3）、最大值优先电路（8）、过电流判断电路（9）和切断信号（10）的工作情况也与现有技术的实例相同，所以，这里也不再说明。这里只详细地说明有切断信号（10）输出时，择多判断电路（120）、择多判断结果信号（13）和切断电路（71）的工作情况。
择多判断电路（120）对上侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）和下侧支路中的晶体管的基极信号（导通信号）进行择多判断。利用说明现有技术实例时所用的表1，把对模式1至模式6分别进行择多判断后得到的择多判断结果信号（13）示于表3。表中，晶体管一栏中的1表示输出了基极信号（导通信号）的状态，0表示未输出基极信号的状态;择多判断结果信号（13）栏内的1表示上侧支路中的晶体管为多数，0表示下侧支路中的晶体管为多数。另外，择多判断结果信号（13）由切断信号（10）锁定。
表3
上侧支路中的    下侧支路中的    择多判断结果
晶体管    晶体管
相    U    V    W    U    V    W    信号（13）
晶体管    2-1    2-3    2-5    2-4    2-6    2-2
模式1    0    0    1    1    1    0    0
模式2    0    1    0    1    0    1    0
模式3    0    1    1    1    0    0    1
模式4    1    0    0    0    1    1    0
模式5    1    0    1    0    1    0    1
模式6    1    1    0    0    0    1    1
一旦由于输出端发生短路等情况而输出切断信号（10）时，切断电路（71）就收到择多判断结果信号（13）和切断信号（10），並按下述顺序切断晶体管（2-1）～（2-6）的基极信号。当输出的择多判断结果信号（13）为1时，先把上侧支路中基极信号（导通信号）为1的两个晶体管中的一个晶体管的基极信号从1变换为0，即使其截止，经过某一时限（tx）之后，再把上侧支路中另一个晶体管的基极信号（导通信号）和下侧支路中基极信号（导通信号）为1的晶体管的基极信号从1变换到0，即使其截止。与此相反，当输出的择多判断结果信号（13）为0时，先把下侧支路中基极信号（导通信号）为1的两个晶体管中的一个晶体管的基极信号从 1变换成0，即使其截止，经过某一时限（tx）之后，再把下侧支路中另一个晶体管的基极信号（导通信号）和上侧支路中基极信号（导通信号）为1的晶体管的基极信号从1变换成0，即使其截止。作为一个例子，把模式6中有切断信号（10）输出时切断各晶体管的基极信号的时间图示于图12。
另外，图13表示模式6中发生短路时流过各晶体管的集电极电流和集电极与发射极之间的电压（模式6的短路状态线路图参见图6）。若在t1时刻出现短路状态，则各个晶体管的集电极电流因输出阻抗降低而急剧上升。到了t2时刻，虽然电流已超过过电流判断标准Ls，但是，由于响应时间延迟的影响，所以直到t3时刻才开始输出切断信号（10），並按照上述图2所示的切断顺序进行切断。由于晶体管（2-1）先被切断，所以在t3时刻以后，只有晶体管（2-3）和（2-2）处于导通状态，于是晶体管（2-3）和（2-2）的集电极-发射极电压分别为约1/2Edc。所以，到了t4时刻，当晶体管（2-3）和晶体管（2-4）被切断时，与现有技术的实例相比，本发明将大幅度降低断路时的过电压。使电压和电流变得很小。
上述实施例采用晶体管作为电阀门，但是，不言而喻，如果使用场效应晶体管等其他元件做电阀门也可达到同样的效果。
另外，在上述实施例中，作为换流器的电阀门的控制信号（基极信号）是以所谓的180度通电式（6级）为例介绍的，但是，采用正弦波PWM（脉宽调制）等其他的电阀门控制信号方式，也可构成符合本发明目的的过电流保护电路，并达到同样的效果。
此外，在上述实施例中，由于没有在切断信号的同时锁定基极信号发生器（6）的输出，所以，偶而也可能发生基极信号转换不当的 现象。为了避免出现这种情况，可以如图11中虚线所示的那样，把切断信号（10）输给基极信号发生器（6）或防止短路电路（11），并利用该信号（10）锁定基极信号的输出状态。
按照本发明上述第二个实施例，由于其结构是这样构成的：在进行过电流保护时依照择多判断电路的判断，先把判断为多数的电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限之后，再把判断为少数的电阀门的导通信号变成断开信号。所以，依靠过电流保护电路的作用可以显著地减少使电阀门断路时单独触发的电阀门上的电流和电压，并使缓冲电路小型化，从而可以缩少仪器体积、降低成本。并且，还可以采用断路时承受能力小的电阀门，这样也可以降低成本。
下面说明本发明第1个实施例中的择多判断电路（12），该电路的一个例子示于图14。图14是由多个“与”电路和“或”电路按照上述表2的双值逻辑组合而成的，各个晶体管（2-1）～（2-6）的控制信号为1（高电平）时，各晶体管导通;控制信号为0（低电平）时各晶体管截止。如表2所示，当上侧支路中的晶体管（2-1）、（2-3）、（2-5）中有两个处于导通状态时，择多判断结果信号（13）为1（高电平）;当下侧支路中的晶体管（2-2）、（2-4）、（2-6）中有两个处于导通状态时，择多判断结果信号（13）为0（低电平）。
图15是本发明第1个实施例中的切断电路（70）的一个例子，这是由多个“与”电路、“或非”电路、由规定时限（规定的时间）tx的电阻RO和电容CO构成的时限电路以及对时限电路的输出信号波形进行整形的缓冲器B组合而成的，由此可得到图9所示的双值逻辑的时间图。
另外，图16是把本发明第1个实施例的择多判断电路（12） 和切断电路（70）合并以后的一个例子。总之，对专业人员来说，构成这些电路（12）和（70）是很容易的，所以，并非只限于上述电路结构。

Claims (9)

1、一种换流器的过电流保护电路，该换流器装置具有三条上、下两部分串联连接的电阀门支路，其两端与直流电源连接，而中间接点与负载连接，电阀门按照控制电路的通断信号顺序开关，把三相交流电供给负载，其特征在于：具有对流过电阀门的电流进行直接或间接地监视的电流检测器；根据电流检测器的输出，在电流超过一定值时输出过电流信号的过电流检测电路；接收到电阀门的通断信号后对三条支路中上侧的电阀门的导通信号和三条支路中下侧的电阀门的导通信号的数量进行择多判断的择多判断电路；当出现过电流信号时，该过电流保护电路根据择多判断电路的判断先把判断为多数的电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限后，再把判断为少数电阀门的导通信号变成断开信号。
2、按照权利要求1所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：择多判断电路对三条支路中上侧的电阀门的断开信号和三条支路中下侧的电阀门的断开信号进行择多判断，当发生过电流时，根据择多判断电路的判断，先把判断为少数的电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限后再把判断为多数的电阀门的导通信号变成断开信号。
3、按权利要求1所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：择多判断电路是由发生的过电流信号锁定的。
4、按权利要求1所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：控制电路输给电阀门的通断信号是由发生的过电流信号锁定的。
5、一种换流器的过电流保护电路，该换流器装置具有三条上、下两部分串联连接的电阀门支路，其两端与直流电源连接，而中间接点与负载连接，电阀门按照控制电路的通断信号顺次开关，把三相交流电供给负载，其特征在于：具有对流过电阀门的电流进行直接或间接地监视的电流检测器;根据电流检测器的输出，在电流超过一定值时便输出过电流信号的过电流检测电路;接收电阀门的通断信号后对三条支路中上侧的电阀门的导通信号和三条支路中下侧的电阀门的导通信号的数量进行择多判断的择多判断电路;当出现过电流信号时，该过电流保护电路根据择多判断电路的判断先把判断为多数的电阀门中的一个电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限后再把其余的电阀门的导通信号变成断开信号。
6、按照权利要求5所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：择多判断电路对三条支路中上侧的电阀门的断开信号和三条支路中下侧的电阀门的断开信号进行择多判断，当发生过电流时，根据择多判断电路的判断，先把判断为少数的电阀门中的一个电阀门的导通信号变成断开信号，经过某一时限后再把其余的电阀门的导通信号变成断开信号。
7、按权利要求5所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：择多判断电路是由发生的过电流信号锁定的。
8、按照权利要求5所述的换流器的过电流保护电路，其特征在于：控制电路输给电阀门的通断信号是由发生器的过电流信号锁定的。
9、一种换流器的过电流保护电路，该换流器装置具有三条上、下两部分串联连接的电阀门支路，其两端与直流电源连接，而中间接点与负载连接，电阀门按照控制电路的通断信号顺次开关，把三相交流电供给负载，其特征在于：具有对流过电阀门的电流进行直接或间接地监视的电流检测器;根据电流检测器的输出，在电流超过一定值时便输出过电流信号的过电流检测电路;接收到电阀门的开关信号后对三条支路中上侧的电阀门的导通信号和三条支路中下侧的电阀门的导通信号的数量进行择多判断的择多判断电路;当出现过电流时，应根据择多判断电路的判断消除电阀门上的上述过电流，测出电阀门在切断瞬时承受电流和电压最大的电阀门，然后控制电阀门的通断顺序，以减小被测出的电阀门所承受的电压和电流，从而可以保护电阀门。
CN87106643A 1986-10-02 1987-09-30 换流器的过电流保护电路 Expired CN1006345B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP235012/86 1986-10-02
JP61235012A JPH0634591B2 (ja) 1986-10-02 1986-10-02 インバ−タ装置の過電流保護回路
JP163295/87 1987-06-30
JP62163295A JPS648826A (en) 1987-06-30 1987-06-30 Overcurrent protective circuit for inverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN87106643A CN87106643A (zh) 1988-04-20
CN1006345B true CN1006345B (zh) 1990-01-03

Family

ID=26488780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN87106643A Expired CN1006345B (zh) 1986-10-02 1987-09-30 换流器的过电流保护电路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4819157A (zh)
KR (1) KR900008393B1 (zh)
CN (1) CN1006345B (zh)
GB (1) GB2197550B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101147307B (zh) * 2005-03-31 2010-10-06 Abb研究有限公司 换流器阀

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967336A (en) * 1990-02-26 1990-10-30 Motorola, Inc. High voltage bridge interface
DE4031178C2 (de) * 1990-10-03 1994-07-28 Aeg Elotherm Gmbh Parallelschwingkreisumrichter mit frequenzkorrigierter Transistorstromüberwachung
US5483167A (en) * 1992-09-08 1996-01-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Computer controlled ground detecting method for inverter unit and apparatus therefor
JP3212738B2 (ja) * 1993-03-10 2001-09-25 東京電力株式会社 電圧形自励式変換システム
US5606287A (en) * 1994-06-17 1997-02-25 Fujitsu Limited Operational amplifier having stable operations for a wide range of source voltage, and current detector circuit employing a small number of elements
DE4435255A1 (de) * 1994-10-01 1996-04-04 Abb Management Ag Verfahren zur Fehlerbehebung in einer Stromrichterschaltungsanordnung
US5757636A (en) * 1994-12-08 1998-05-26 Pwm Drives Limited Multi-phase inverters utilizing discontinuous PWM with dead bands
JP3271478B2 (ja) * 1995-07-19 2002-04-02 松下電器産業株式会社 電流指令型ｐｗｍインバータ
JP3518944B2 (ja) * 1996-04-11 2004-04-12 三菱電機株式会社 モータ駆動装置
JP3255115B2 (ja) * 1998-07-13 2002-02-12 松下電器産業株式会社 インバータ装置
TW469483B (en) * 1999-04-19 2001-12-21 Applied Materials Inc Method and apparatus for aligning a cassette
US6469919B1 (en) 1999-07-22 2002-10-22 Eni Technology, Inc. Power supplies having protection circuits
US7180758B2 (en) 1999-07-22 2007-02-20 Mks Instruments, Inc. Class E amplifier with inductive clamp
US6927988B2 (en) * 2002-05-28 2005-08-09 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for measuring fault diagnostics on insulated gate bipolar transistor converter circuits
JP5226183B2 (ja) * 2006-01-10 2013-07-03 東芝三菱電機産業システム株式会社 多レベル電力変換装置
RU2430461C2 (ru) * 2007-03-13 2011-09-27 Сименс Акциенгезелльшафт Способ ограничения повреждения выпрямителя тока, имеющего силовые полупроводниковые приборы, при коротком замыкании в промежуточном контуре постоянного напряжения
FR2955217B1 (fr) 2010-01-13 2012-02-17 Converteam Technology Ltd Systeme d'alimentation d'un element, parmi un rotor et un stator d'une machine electrique, et procede de commande d'un tel systeme
US8344801B2 (en) 2010-04-02 2013-01-01 Mks Instruments, Inc. Variable class characteristic amplifier
DE102010030078A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Sperren eines Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
CN101902122B (zh) * 2010-07-29 2014-07-16 中兴通讯股份有限公司 一种vienna整流器逐波限流保护的方法和装置
DE102011017712A1 (de) * 2011-04-28 2012-10-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zur Schutzzeiteinstellung in einem elektrischen Antriebssystem
US9628065B2 (en) * 2012-10-05 2017-04-18 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Safety instrumented process control apparatus and methods
CN103066819A (zh) * 2012-12-03 2013-04-24 深圳市汇川技术股份有限公司 Igbt过流保护电路
KR20150019224A (ko) * 2013-08-13 2015-02-25 현대모비스 주식회사 인버터 시스템의 단락 검지 장치 및 방법
US11097312B2 (en) * 2015-08-11 2021-08-24 Koninklijke Philips N.V. Capacitive micromachined ultrasonic transducers with increased lifetime
US11117165B2 (en) * 2015-08-11 2021-09-14 Koninklijke Philips N.V. Capacitive micromachined ultrasonic transducers with overcurrent protection
CN106026048B (zh) * 2016-07-15 2018-10-02 浙江大学 一种基于就地检测就地保护的直流电网故障处理策略
KR102186763B1 (ko) * 2019-04-11 2020-12-04 엘에스일렉트릭(주) 과전류 보호 인버터

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928152B2 (ja) * 1978-11-04 1984-07-11 ファナック株式会社 電動機駆動用インバ−タ回路の保護装置
JPS5928151B2 (ja) * 1978-11-04 1984-07-11 ファナック株式会社 電動機駆動用インバ−タ回路の保護方式
CH629628A5 (en) * 1979-03-19 1982-04-30 Spincor Sa Circuit for protection against surges in electronic switching arrangements
JPS5963983A (ja) * 1982-10-04 1984-04-11 Hitachi Ltd 電力変換器の制御装置
JPH0753037B2 (ja) * 1985-01-26 1995-06-05 株式会社日立製作所 インバータの保護装置
JPS6258827A (ja) * 1985-09-03 1987-03-14 株式会社日立製作所 トランジスタの過電流保護方式

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101147307B (zh) * 2005-03-31 2010-10-06 Abb研究有限公司 换流器阀

Also Published As

Publication number Publication date
GB8722869D0 (en) 1987-11-04
CN87106643A (zh) 1988-04-20
US4819157A (en) 1989-04-04
KR880005720A (ko) 1988-06-30
GB2197550B (en) 1990-06-20
KR900008393B1 (ko) 1990-11-17
GB2197550A (en) 1988-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1006345B (zh) 换流器的过电流保护电路
CN1049770C (zh) 功率晶体管过电流保护电路
CN100414802C (zh) 马达控制设备
AU712126B2 (en) Power converter with voltage drive switching device monitored by device parameters and electric parameters
CN1052822C (zh) 保护逆变器的开关元件使其不过热的方法及装置
CN110568335B (zh) 一种无检测盲区的SiC MOSFET短路检测保护系统和方法
US7710187B2 (en) Gate drive circuit
CN1277347C (zh) 开关电源电路
CN1018499B (zh) 改进效率的桥式电力变换器
JP3917156B2 (ja) 過電圧を制限する方法および回路構成
US20170288385A1 (en) Short-circuit protection circuit for self-arc-extinguishing type semiconductor element
US11652399B2 (en) Miller clamp protection circuit, driving circuit, driving chip and intelligent IGBT module
US8503146B1 (en) Gate driver with short-circuit protection
US20190190514A1 (en) Semiconductor device and power module
CN111884536A (zh) 一种智能功率模块
CN1234146A (zh) 用于优化一种非锁定的可切断式功率半导体开关的切断过程的方法和装置
Hemmer Intelligent IGBT drivers with exceptional driving and protection features
CN109193572B (zh) Igbt的保护控制方法
JPH10337046A (ja) 電力変換装置
CN213151639U (zh) 逆变器输出h桥igbt的短路保护电路及系统
CN114079373B (zh) 车辆、车辆的主动放电电路及方法
CN212627729U (zh) 一种高压驱动集成电路及智能功率模块
CN220552939U (zh) 一种基于vds退饱和检测和di/dt检测的复合检测电路
CN117938026B (zh) 一种电机控制器窄脉冲的优化控制方法
CN111276941B (zh) Igbt驱动过流保护与短路保护系统电路

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C13 Decision
GR02 Examined patent application
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee