HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Erfindungsgebiet1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsumwandlungseinrichtung wie etwa eine Wechselrichtereinrichtung, eine Wandlereinrichtung oder einen Servo-Verstärker, die beispielsweise einen Motor ansteuert, und betrifft insbesondere eine Leistungsumwandlungseinrichtung mit einer Fehlerdiagnosefunktion, die eine Diagnose eines Fehlers in einer Steuerstromversorgungseinheit ausführt und die Steuerstromversorgung unterbricht, und eine Sicherheitsfunktion, die bewirkt, dass die Einrichtung sicher stoppt.The present invention relates to a power conversion device such as an inverter device, a converter device or a servo amplifier that drives, for example, a motor, and more particularly relates to a power conversion device having a fault diagnosis function that performs a diagnosis of a fault in a control power supply unit and interrupts the control power supply, and a Safety function that causes the device to stop safely.
2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the Related Art
Motoren finden heute Anwendung in verschiedenen Gebläse- und Pumpenarten, die in einer Fabrik oder dergleichen, Aufzügen, Baumaschinenräumen, Herstellungseinrichtungsansteuerabschnitten und dergleichen installiert sind, und diese Motoren werden normalerweise durch eine Leistungsumwandlungseinrichtung angesteuert, in der eine Leistungselektronikeinrichtung wie etwa eine Wechselrichtereinrichtung oder ein Servo-Verstärker verwendet wird.Engines are used today in various kinds of blowers and pumps installed in a factory or the like, elevators, construction machine rooms, manufacturing equipment driving sections, and the like, and these motors are normally driven by a power conversion device in which a power electronic device such as an inverter device or a servo device is driven. Amplifier is used.
Wenn in dieser Art von Leistungsumwandlungseinrichtung ein Fehler oder dergleichen auftritt, kann dies zum Bruch der Leistungsumwandlungseinrichtung, des Motors oder dergleichen führen, und es bestehen Bedenken, dass ein Bediener oder ein Gerätebenutzer an der Peripherie einer Gefahr ausgesetzt werden wird.If an error or the like occurs in this type of power conversion device, it may result in breakage of the power conversion device, the motor, or the like, and there is a concern that an operator or a device user at the periphery will be exposed to a hazard.
Wegen dieser Art von Hintergrund besteht in Ländern auf der ganzen Welt eine Nachfrage nach einem Motoransteuersystem, in dem eine Leistungsumwandlungseinrichtung verwendet wird, um eine Sicherheitsfunktion auf der Basis von internationalen Normen zu umfassen. Diese Sicherheitsfunktion muss sichergestellt werden, wenn beispielsweise eine Steuerstromversorgungseinheit einer Leistungsumwandlungseinrichtung ausfällt und eine Anomalität wie etwa eine Überspannung auftritt und der bezüglich eines Fehlers erforderliche Sicherheitsgrad je nach der Anwendung differiert.Because of this kind of background, there is a demand in countries around the world for a motor drive system in which a power conversion device is used to include a safety function based on international standards. This safety function must be ensured when, for example, a control power supply unit of a power conversion apparatus fails and an abnormality such as an overvoltage occurs and the degree of safety required for an error differs depending on the application.
Um die Sicherheit eines Motoransteuersystems weiter zu erhöhen, ist es deshalb wichtig, eine hochpräzise Fehlerdiagnosefunktion für die Steuerstromversorgungseinheit aufzunehmen sowie eine Sicherheitsfunktion, die bewirkt, dass die Einrichtung sicher stoppt, durch promptes Ausführen einer Unterbrechung einer Hauptstromversorgung, das Stoppen einer Ansteuereinheitsoperation und dergleichen, wenn ein Fehler auftritt.Therefore, in order to further increase the safety of a motor drive system, it is important to include a high-precision fault diagnosis function for the control power supply unit and a safety function that causes the device to safely stop by promptly interrupting a main power supply, stopping a drive unit operation, and the like an error occurs.
Hierbei stellt 5 existierende Technologie dar, wodurch ein Fehler oder eine Anomalität einer Stromversorgungsschaltung einer CPU, die verschiedene arithmetische Prozesse in einer Leistungsumwandlungseinrichtung ausführt, detektiert wird und eine vorbestimmte Sicherheitsoperation und Schutzoperation ausgeführt werden, und wird in WO 2014/054349 (Absätze [0018] bis [0021]), 1 und dergleichen beschrieben.Hereby poses 5 existing technology, whereby an error or an abnormality of a power supply circuit of a CPU, which performs various arithmetic processes in a power conversion device is detected, and a predetermined security operation and protection operation are performed, and is in WO 2014/054349 (Paragraphs [0018] to [0021]), 1 and the like.
Diese existierende Technologie enthält zwei CPUs 71A und 71B, die die gleichen arithmetischen Prozesse ausführen können, Stromversorgungsschaltungen (Steuerstromversorgungsschaltungen) 72A und 72B der CPUs 71a und 71B, Schalter 73A und 73B, die die Stromversorgungsspannung liefern und unterbrechen, und Spannungsanomalitätsdetektierungsschaltungen 74A und 74B, die eine Anomalität der Stromversorgungsspannung detektieren. SA und SB sind Signale, die Operationsinformationen und Steuerinformationen zwischen den CPUs enthalten, XA und XB sind Spannungsanomalitätsdetektionssignale, und YA und YB sind Signale, die die Schalter 73A und 73B öffnen und schließen.This existing technology contains two CPUs 71A and 71B that can perform the same arithmetic processes, power supply circuits (control power supply circuits) 72A and 72B the CPUs 71a and 71B , Switch 73A and 73B which supply and interrupt the power supply voltage and voltage abnormality detection circuits 74A and 74B that detect an abnormality of the power supply voltage. SA and SB are signals containing operation information and control information between the CPUs, XA and XB are voltage abnormality detection signals, and YA and YB are signals representing the switches 73A and 73B open and close.
Im Folgenden wird eine Operation von 5 beschrieben.The following is an operation of 5 described.
Zuerst wird in einem Zustand, in dem sich die Schalter 73A und 73B in einem Ein-Zustand befinden und eine Stromversorgungsspannung an die CPUs 71A und 71B geliefert wird, beispielsweise angenommen, dass die CPU 71A ein Hauptsystem (Betriebssystem) und die CPU 71B ein Untersystem (Standby-System) ist und die CPU 71A einen vorbestimmten arithmetischen Prozess ausführt. Wenn in diesem Zustand die Stromversorgungsschaltung 72A ausfällt und die Stromversorgungsspannung der CPU 71A eine Überspannung wird, überträgt die Spannungsanomalitätsdetektierungsschaltung 74A das Spannungsanomalitätsdetektionssignal XA an die Untersystem-CPU 71B.First, in a state in which the switches 73A and 73B in an on state and a power supply voltage to the CPUs 71A and 71B is supplied, for example, assumed that the CPU 71A a main system (operating system) and the CPU 71B a subsystem (standby system) is and the CPU 71A performs a predetermined arithmetic process. If in this state the power supply circuit 72A fails and the power supply voltage of the CPU 71A becomes an overvoltage, transmits the voltage abnormality detection circuit 74A the voltage abnormality detection signal XA to the subsystem CPU 71B ,
Die Untersystem-CPU 71B erkennt den Fehler der Hauptsystemstromversorgungsschaltung 72A anhand des empfangenen Spannungsanomalitätsdetektionssignals XA und bewirkt, dass die Operation der CPU 71A stoppt, durch Unterbrechen des Schalters 73A unter Verwendung des Unterbrechungssignals YA, wonach die CPU 71B das Hauptsystem wird und den arithmetischen Prozess ausführt. The subsystem CPU 71B detects the error of the main system power supply circuit 72A based on the received voltage abnormality detection signal XA and causes the operation of the CPU 71A stops by interrupting the switch 73A using the interrupt signal YA, after which the CPU 71B the main system is executed and the arithmetic process.
Gemäß der oben beschriebenen Operation kann eine Fehler oder ein Bruch der CPU 71A, der durch eine Stromversorgungsüberspannung bewirkt wird, verhindert werden.According to the above-described operation, an error or a break of the CPU 71A , which is caused by a power supply overvoltage can be prevented.
Eine Operation, wenn die Stromversorgungsschaltung 72B auf der Seite der CPU 71B ausfällt, ist die gleiche wie die oben beschriebene.An operation when the power supply circuit 72B on the side of the CPU 71B fails, is the same as the one described above.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die in 5 gezeigte existierende Technologie ist derart, dass eine Anomalität der Stromversorgungsspannung überwacht und ihr für jedes der redundanten arithmetischen Verarbeitungssysteme durch die beiden CPUs 71A und 71B entgegengewirkt wird. Deshalb sind die beiden Schalter 73A und 73B und die Spannungsanomalitätsdetektierungsschaltungen 74A und 74B notwendig, und es besteht ein Problem dahingehend, dass die Schaltungskonfiguration komplex und größer wird und auch die Kosten steigen. Die Stromversorgungsschaltungen 72A und 72B sind separat vorgesehen, um vorbestimmte Funktionssicherheitsnormen einzuhalten.In the 5 Existing technology shown is such that an abnormality of the power supply voltage monitors and it for each of the redundant arithmetic processing systems by the two CPUs 71A and 71B counteracted. That's why the two switches 73A and 73B and the voltage abnormality detection circuits 74A and 74B necessary, and there is a problem that the circuit configuration becomes complex and larger and the cost also increases. The power supply circuits 72A and 72B are provided separately to comply with predetermined functional safety standards.
Außerdem kann gemäß der existierenden Technologie von 5 ein Fehler, beispielsweise ein Kurzschlussfehler, des Schalters 73A oder 73B selbst nicht detektiert werden. Wenn ein sogenannter Doppelfehler auftritt, als Beispiel, ein Kurzschlussfehler des Schalters 73A, der in einem Zustand auftritt, wenn die Stromversorgungsschaltung 72A versagt und eine Überspannung anliegt, können die CPU 71A und eine Peripherieschaltung, eine Last und dergleichen, nicht vor der Überspannung geschützt werden.In addition, according to the existing technology of 5 an error, such as a short circuit fault, of the switch 73A or 73B itself can not be detected. When a so-called double fault occurs, as an example, a short-circuit fault of the switch 73A which occurs in a state when the power supply circuit 72A fails and an overvoltage is applied, the CPU can 71A and a peripheral circuit, a load, and the like, are not protected from the overvoltage.
Zudem ist eine Leistungsumwandlungseinrichtung mit einer Steuerstromversorgungseinheit-Fehlerdiagnosefunktion und einer Sicherheitsfunktion als andere existierende Technologie bekannt. 6 ist ein Blockdiagramm, das sich auf einen Steuerstromversorgungsspannungs-Versorgungspfad in der Leistungsumwandlungseinrichtung konzentriert.In addition, a power conversion device having a control power supply unit failure diagnostic function and a safety function is known as other existing technology. 6 FIG. 10 is a block diagram focusing on a control power supply voltage supply path in the power conversion device. FIG.
In 6 wird eine durch eine Steuerstromversorgungseinheit 10 ausgegebene Stromversorgungsspannung an eine arithmetische Verarbeitungseinheit 50 geliefert, und die arithmetische Verarbeitungseinheit 50 generiert ein PWM-Signal durch Ausführen eines vorbestimmten arithmetischen Prozesses. Das PWM-Signal wird an eine Ansteuereinheit 60 geschickt, in der ein Halbleiterschaltelement oder dergleichen enthalten ist, eine Wechselrichtereinrichtung konfigurierend, und die Ansteuereinheit 60 bewirkt, dass das Halbleiterschaltelement ein- und ausgeschaltet wird, wodurch eine Last wie etwa ein Motor (nicht gezeigt) angesteuert wird.In 6 becomes one through a control power supply unit 10 output power supply voltage to an arithmetic processing unit 50 delivered, and the arithmetic processing unit 50 generates a PWM signal by performing a predetermined arithmetic process. The PWM signal is sent to a drive unit 60 in which a semiconductor switching element or the like is included, configuring an inverter device, and the drive unit 60 causes the semiconductor switching element to be turned on and off, thereby driving a load such as a motor (not shown).
Dabei wird die Steuerstromversorgungsspannung von der Steuerstromversorgungseinheit 10 auch an eine Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20, eine Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und eine Sicherheitseinheit 40 geliefert.At this time, the control power supply voltage is supplied from the control power supply unit 10 also to a power supply diagnostic unit 20 , a safety diagnostic unit 30 and a security unit 40 delivered.
Die Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20 überwacht die Steuerstromversorgungsspannung und unterbricht beim Detektieren einer Überspannung, die einen vorbestimmten Wert übersteigt, einen Stromversorgungspfad unter Verwendung einer Operation eines als ein Unterbrechungsschalter wirkenden Halbleiterelements, wodurch die nachfolgende Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und die Sicherheitseinheit 40 vor der Überspannung geschützt werden. Gleichzeitig sendet die Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20 ein Signal an die arithmetische Verarbeitungseinheit 50, wodurch bewirkt wird, dass die Ausgabe des PWM-Signals gestoppt wird, und bewirkt wird, dass die Operation der Ansteuereinheit 60 stoppt.The power supply diagnostic unit 20 monitors the control power supply voltage and, upon detecting an overvoltage exceeding a predetermined value, cuts off a power supply path using an operation of a semiconductor element acting as an interruption switch, whereby the subsequent safety diagnosis unit 30 and the security unit 40 protected against overvoltage. At the same time, the power supply diagnostic unit sends 20 a signal to the arithmetic processing unit 50 causing the output of the PWM signal to be stopped and causing the operation of the drive unit to be effected 60 stops.
Die Sicherheitseinheit 40 hat eine Funktion des Bewirkens, wenn ein Fehler an einem anderen Platz als der Steuerstromversorgungseinheit 10 (beispielsweise ein Kurzschlussfehler eines Halbleiterschaltelements in der Ansteuereinheit 60) auftritt, dass die Operation der Leistungsumwandlungseinrichtung und des Motors sicher stoppen durch Unterbrechen der an die Ansteuereinheit 60 gelieferten Hauptleistung, und des Anzeigens oder Übertragens eines Alarms nach außen, wie notwendig. Die Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 ist eine Einheit zum Diagnostizieren eines Fehlers der Sicherheitseinheit 40.The security unit 40 has a function of causing if there is a fault in a place other than the control power supply unit 10 (For example, a short circuit fault of a semiconductor switching element in the drive unit 60 ) occurs that the operation of the power conversion device and the motor stop safely by interrupting the to the drive unit 60 supplied main power, and displaying or transmitting an alarm to the outside, as necessary. The safety diagnosis unit 30 is a unit for diagnosing a failure of the security unit 40 ,
Die bisher beschriebene Konfiguration ist derart, dass, damit die Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und die Sicherheitseinheit 40 die ursprünglichen Funktionen davon ausführen, ohne zu bewirken, dass sich eine Überspannung zu der nachfolgenden Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20 oder dergleichen ausbreitet, selbst wenn eine die Erwartung übersteigende Überspannung aufgrund eines Fehlers der Steuerstromversorgungseinheit 10 auftritt, die Schaltungen der Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und der Sicherheitseinheit 40 in der Lage sind, eine Überspannung zu tolerieren, wenn die Schaltungen der Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und der Sicherheitseinheit 40 ausgelegt werden, oder ein Mittel zum zuverlässigen Unterbrechen der Überspannung notwendig ist. The configuration described so far is such that, so that the safety diagnostic unit 30 and the security unit 40 perform the original functions thereof without causing an overvoltage to the subsequent power supply diagnostic unit 20 or the like, even if an overvoltage exceeding the expectation due to a fault of the control power supply unit 10 occurs, the circuits of the safety diagnostic unit 30 and the security unit 40 are able to tolerate overvoltage when the circuits of the safety diagnostic unit 30 and the security unit 40 be designed, or means for reliably interrupting the surge is necessary.
Beim Auslegen einer Schaltung, die eine Überspannung tolerieren kann, ist ein Design mit niedriger Durchschlagspannung und unter Verwendung von integrierten Allzweckschaltungsteilen (arithmetische Verarbeitungseinrichtung, Vergleicher und dergleichen) und Halbleiterelementen (Transistor, FET und dergleichen) schwierig und es entstehen erhebliche Kosten.In designing a circuit capable of tolerating an overvoltage, a low breakdown voltage design using general purpose integrated circuit parts (arithmetic processing means, comparators and the like) and semiconductor elements (transistor, FET and the like) is difficult and incurs considerable cost.
Deshalb wurde, wie zuvor beschrieben, ein Verfahren bisher verwendet, wodurch eine durch einen Fehler der Steuerstromversorgungseinheit 10 generierte Überspannung durch einen Vergleicher oder dergleichen in der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20 detektiert wird und jede nachfolgende Einheit geschützt wird, indem bewirkt wird, dass ein Unterbrechungsschalter arbeitet.Therefore, as described above, a method has hitherto been used, whereby an error caused by the control power supply unit 10 generated overvoltage by a comparator or the like in the power supply diagnostic unit 20 is detected and each subsequent unit is protected by causing a breaker to operate.
Wenn jedoch diese Art von Verfahren verwendet wird, können die nachfolgende Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und die Sicherheitseinheit 40 nicht länger in dem Augenblick vor einer Überspannung geschützt werden, wo ein Kurzschlussfehler in dem Unterbrechungsschalter in der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20 auftritt, und es wird für die Sicherheitseinheit 40 und dergleichen schwierig, die Sicherheitsfunktionen auszuführen.However, if this type of method is used, the following safety diagnostic unit may 30 and the security unit 40 no longer be protected from overvoltage the moment a short circuit fault occurs in the breaker switch in the power diagnostic unit 20 occurs, and it is for the security unit 40 and the like, difficult to perform the security functions.
Deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer Leistungsumwandlungseinrichtung, die eine Funktion des Diagnostizierens des Zustands von Unterbrechungsmitteln zum Unterbrechen von Überspannung oder dergleichen enthält, wenn ein Fehler einer Steuerstromversorgungseinheit auftritt, wobei die Einrichtung sicher gestoppt werden kann, während eine nachfolgende Schaltung geschützt wird, selbst wenn ein Fehler der Steuerstromversorgungseinheit und ein Fehler der Unterbrechungsmittel gleichzeitig auftreten.Therefore, it is an object of the invention to provide a power conversion device that includes a function of diagnosing the state of interruption means for interrupting overvoltage or the like when a failure of a control power supply unit occurs, and the device can be surely stopped while protecting a subsequent circuit Even if an error of the control power supply unit and an error of the interruption means occur simultaneously.
Zum Lösen des oben beschriebenen Problems ist die Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Leistungsumwandlungseinrichtung, die Folgendes enthält: eine Ansteuereinheit, die eine Last ansteuert durch Ausführen einer Leistungsumwandlung unter Verwendung einer Operation eines Halbleiterschaltelements, eine arithmetische Verarbeitungseinheit, die ein Steuersignal zum Steuern des Halbleiterschaltelements generiert, eine Sicherheitseinheit zum Aufrechterhalten der Sicherheit durch Bewirken einer Operation der Einrichtung zum Stoppen, wenn ein Fehler auftritt, eine Steuerstromversorgungseinheit, die Steuerstromversorgungsspannung an mindestens die arithmetische Verarbeitungseinheit und die Sicherheitseinheit liefert, und eine Stromversorgungsdiagnoseeinheit, die die Zufuhr der Steuerstromversorgungsspannung unterbricht durch Bewirken, dass interne Unterbrechungsmittel arbeiten, wenn eine Anomalität der Steuerstromversorgungsspannung aufgrund eines Fehlers der Steuerstromversorgungseinheit auftritt, wobei die Stromversorgungsdiagnoseeinheit so konfiguriert ist, dass sie das Öffnen und Schließen der Unterbrechungsmittel unter Verwendung eines von der arithmetischen Verarbeitungseinheit ausgegebenen Diagnosesignals und einer von der Stromversorgungsdiagnoseeinheit ausgegebenen überwachten Spannung, und wobei die arithmetische Verarbeitungseinheit eine Anwesenheit oder anderweitig eines Fehlers der Unterbrechungsmittel auf der Basis einer Logik des Diagnosesignals und einer Logik eines Sichere-Stromversorgung-Signals gemäß einem Pegel der überwachten Spannung diagnostiziert und eine Operation der Ansteuereinheit bewirkt durch das Steuersignal zum Stoppen, wenn ein Fehler der Unterbrechungsmittel diagnostiziert wird.To solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a power conversion device including: a drive unit that drives a load by performing power conversion using an operation of a semiconductor switching element, an arithmetic processing unit that generates a control signal for controlling the semiconductor switching element, a safety unit for maintaining the safety by effecting an operation of the device to stop when a fault occurs, a control power supply unit that supplies control power supply voltage to at least the arithmetic processing unit and the safety unit, and a power supply diagnosis unit that interrupts the supply of the control power supply voltage by causing internal power Interrupt means operate when an abnormality of the control power supply voltage occurs due to a failure of the control power supply unit tt, wherein the power supply diagnostic unit is configured to control the opening and closing of the interrupt means using a diagnostic signal output from the arithmetic processing unit and a monitored voltage output from the power diagnostic unit, and wherein the arithmetic processing unit detects a presence or otherwise of an error of the interrupt means on the Based on a logic of the diagnostic signal and a logic of a secure power supply signal according to a level of the monitored voltage diagnosed and an operation of the drive unit caused by the control signal to stop when an error of the interruption means is diagnosed.
Die Erfindung nach Anspruch 2 ist derart, dass die Stromversorgungsdiagnoseeinheit der Leistungsumwandlungseinrichtung gemäß Anspruch 1 Folgendes enthält: einen Unterbrechungsschalter, der als die Unterbrechungsmittel wirkt, in Reihe mit einem Steuerstromversorgungspfad geschaltet, die Sicherheitseinheitsseite von der Steuerstromversorgungseinheit aus erreichend, einen Vergleicher, der das Öffnen und Schließen des Unterbrechungsschalters mit der überwachten Spannung und einer vorbestimmten Referenzspannung als Eingaben steuert, und einen die Referenzspannung schaltenden Schalter, der einen Pegel der Referenzspannung gemäß der Logik des Diagnosesignals schaltet.The invention according to claim 2 is such that the power supply diagnosis unit of the power conversion apparatus according to claim 1 includes: an interruption switch acting as the interrupting means, connected in series with a control power supply path, reaching the safety unit side from the control power supply unit, a comparator opening and Closing the interruption switch with the monitored voltage and a predetermined reference voltage controls as inputs, and a reference voltage switching switch that switches a level of the reference voltage according to the logic of the diagnostic signal.
Die Erfindung nach Anspruch 3 ist derart, dass in der Leistungsumwandlungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 die Sicherheitseinheit die Sicherheit aufrechterhält durch Bewirken, dass die Operation der Einrichtung stoppt, wenn ein Fehler an einem anderen Platz als der Steuerstromversorgungseinheit auftritt. The invention according to claim 3 is such that in the power conversion device according to claim 1 or 2, the security unit maintains the security by causing the operation of the device to stop when a fault occurs in a place other than the control power supply unit.
Die Erfindung nach Anspruch 4 ist derart, dass die Leistungsumwandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 weiterhin Folgendes enthält: eine Sicherheitsdiagnoseeinheit, die einen Zustand der Sicherheitseinheit diagnostiziert, wobei eine Steuerstromversorgung der Sicherheitsdiagnoseeinheit von der Steuerstromversorgungseinheit aus versorgt wird.The invention of claim 4 is such that the power conversion device of any of claims 1 to 3 further includes: a safety diagnostic unit that diagnoses a state of the safety unit, wherein a control power supply of the safety diagnostic unit is powered from the control power supply unit.
Gemäß der Erfindung kann durch eine Funktion des Diagnostizierens des Zustands von Unterbrechungsmitteln in einer Steuerstromversorgungsdiagnoseeinheit, die zusätzlich zu einer Funktion des Diagnostizierens eines Fehlers einer Steuerstromversorgungseinheit enthalten ist, eine Einrichtung sicher gestoppt werden, während eine nachfolgende Schaltung geschützt wird, selbst wenn ein Fehler der Steuerstromversorgungseinheit und ein Fehler der Unterbrechungsmittel gleichzeitig auftreten.According to the invention, by a function of diagnosing the state of disconnection means in a control power diagnosis unit included in addition to a function of diagnosing a fault of a control power supply unit, one device can be surely stopped while a subsequent circuit is protected even if a fault of the control power supply unit and an error of the interruption means occur simultaneously.
Außerdem ist die Erfindung derart, dass die Schaltungsgröße im Vergleich zu der existierenden Technologie reduziert werden kann, wodurch eine Steuerstromversorgungs-Anomalitätsdetektierungsschaltung und redundante unterbrechende Schalter, wie in 5 gezeigt, weshalb Raum eingespart und Kosten reduziert werden können.Moreover, the invention is such that the circuit size can be reduced as compared with the existing technology, whereby a control power supply abnormality detecting circuit and redundant interrupting switches as shown in FIG 5 why space can be saved and costs reduced.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein Blockdiagramm, das sich auf einen Steuerstromversorgungsspannungs-Versorgungsweg in einer Ausführungsform der Erfindung konzentriert; 1 Fig. 10 is a block diagram focusing on a control power supply voltage supply path in an embodiment of the invention;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Stromversorgungsdiagnoseeinheit in 1; 2 is a configuration diagram of a power diagnostic unit in FIG 1 ;
3 ist ein Diagramm, das eine Diagnosesequenz in der Ausführungsform der Erfindung zeigt; 3 Fig. 10 is a diagram showing a diagnostic sequence in the embodiment of the invention;
4 ist ein Diagramm, das eine Diagnosesequenz in der Ausführungsform der Erfindung zeigt; 4 Fig. 10 is a diagram showing a diagnostic sequence in the embodiment of the invention;
5 ist ein Konfigurationsdiagramm existierender Technologie, in WO 2014/054349 (Absätze [0018] bis [0021]), 1 und dergleichen beschrieben; und 5 is a configuration diagram of existing technology, in WO 2014/054349 (Paragraphs [0018] to [0021]), 1 and the like are described; and
6 ist ein Blockdiagramm, das sich auf einen Steuerstromversorgungsspannungs-Versorgungsweg in einer existierenden Leistungsumwandlungseinrichtung konzentriert. 6 Fig. 10 is a block diagram focusing on a control power supply voltage supply path in an existing power conversion device.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Folgenden wird auf der Basis der Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.Hereinafter, an embodiment of the invention will be described based on the drawings.
1 ist ein Blockdiagramm, das sich auf einen Steuerstromversorgungsspannungs-Versorgungspfad in einer Leistungsumwandlungseinrichtung gemäß der Ausführungsform konzentriert. In 1 sind die gleichen Bezugszeichen Einheiten mit den gleichen Funktionen zugewiesen wie den in 6 gezeigten Einheiten, und im Folgenden werden eine Konfiguration und Funktionen der Ausführungsformen beschrieben, die sich auf Unterschiede von 6 konzentrieren. 1 FIG. 10 is a block diagram focusing on a control power supply voltage supply path in a power conversion device according to the embodiment. FIG. In 1 the same reference numerals are assigned to units having the same functions as those in FIG 6 In the following, a configuration and functions of the embodiments will be described, referring to differences of 6 focus.
In dieser Ausführungsform differieren eine Funktion einer Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A, die zwischen eine Steuerstromversorgungseinheit 10 und eine Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 geschaltet ist, und eine Funktion einer arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A von 6.In this embodiment, a function of a power supply diagnostic unit differs 20A between a control power supply unit 10 and a security diagnostic unit 30 is switched, and a function of an arithmetic processing unit 50A from 6 ,
Das heißt, ein Sichere-Stromversorgung-Signal S2 mit einem Pegel (Logikpegel oder Spannungspegel) gemäß einer ausgegebenen Spannung (überwachten Spannung) der Stromversorgungsdiagnoseinheit 20A wird von der Stromversorgungseinheit 20A in die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A eingegeben, und ein von der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A ausgegebenes Diagnosesignal S1 wird in die Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A eingegeben.That is, a safe power supply signal S 2 having a level (logic level or voltage level) in accordance with an output voltage (monitored voltage) of the power supply diagnosis unit 20A is from the power supply unit 20A into the arithmetic processing unit 50A entered, and one from the arithmetic processing unit 50A output diagnostic signal S 1 is in the power supply diagnostic unit 20A entered.
Das Diagnosesignal S1 ist auf einem hohen Pegel (im Folgenden einfach als H-Pegel bezeichnet) oder einem niedrigen Pegel (im Folgenden einfach als L-Pegel bezeichnet) gemäß der ausgegebenen Logik der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A, und das Sichere-Stromversorgung-Signal S2, das einem Rückkopplungssignal des Diagnosesignals S1 entspricht, ist auf dem L-Pegel oder H-Pegel gemäß einem Zustand der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A (mit anderen Worten einem Zustand eines Unterbrechungsschalters 23, im Folgenden zu beschreiben).The diagnostic signal S 1 is at a high level (hereinafter simply referred to as H level) or a low level (hereinafter simply referred to as an L level) in accordance with the output logic of the arithmetic processing unit 50A , and the secure power signal S 2 , the one Feedback signal corresponding to the diagnostic signal S 1 , is at the L level or H level according to a state of the power supply diagnostic unit 20A (in other words, a state of an interruption switch 23 to describe below).
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A zeigt. 2 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the power diagnosis unit. FIG 20A shows.
In 2 sind ein Emitter und Kollektor eines PNP-Transistors, der als der Unterbrechungsschalter 23 arbeitet, sequenziell zwischen die Steuerstromversorgungseinheit 10 und die Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 geschaltet. Die Kollektorspannung des Unterbrechungsschalters 23 wird als überwachte Spannung in einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss eines Vergleichers 21 eingegeben, während eine Referenzspannung in einen invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 21 eingegeben wird. Außerdem ist ein Ausgangsanschluss des Vergleichers 21 an eine Basis des Unterbrechungsschalters 23 angeschlossen.In 2 are an emitter and collector of a PNP transistor acting as the breaker switch 23 operates sequentially between the control power supply unit 10 and the safety diagnostic unit 30 connected. The collector voltage of the breaker 23 is used as a monitored voltage in a non-inverting input terminal of a comparator 21 while a reference voltage is input to an inverting input terminal of the comparator 21 is entered. There is also an output terminal of the comparator 21 to a base of the breaker 23 connected.
Die Referenzspannung ist äquivalent einem Überspannungseinstellwert der von der Steuerstromversorgungseinheit 10 ausgegebenen Steuerstromversorgungsspannung (überwachten Spannung) und ist in einer derartigen Beziehung, das die überwachte Spannung < Referenzspannung (Überspannungseinstellwert), wenn die Steuerstromversorgungseinheit 10 normal ist.The reference voltage is equivalent to an overvoltage set value of the control power supply unit 10 is in a relationship such that the monitored voltage <reference voltage (overvoltage setpoint) when the control power supply unit 10 is normal.
Dabei wird das von der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A ausgegebene Diagnosesignal S1 an eine Basis eines NPN-Transistors 22 angelegt, ein Kollektor des Transistors 22 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 21 verbunden und ein Emitter des Transistors 22 ist mit Masse verbunden.This is done by the arithmetic processing unit 50A output diagnosis signal S 1 to a base of an NPN transistor 22 applied, a collector of the transistor 22 is with the inverting input terminal of the comparator 21 connected and an emitter of the transistor 22 is connected to ground.
Während der Transistor 22, indem er ein- und ausgeschaltet wird, eine Aktion des Schaltens des Pegels der Referenzspannung durchführt, entspricht der Transistor 22 in den Ansprüchen einem die Referenzspannung schaltenden Schalter.While the transistor 22 By turning it on and off, performing an action of switching the level of the reference voltage, the transistor is equivalent 22 in the claims, a reference voltage switching switch.
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung einer Operation zu einem Zeitpunkt der normalen Operation und einer Schutzoperation (Unterbrechungsoperation), wenn ein Fehler der Steuerstromversorgungseinheit 10 auftritt, in dieser Ausführungsform.Next, a description will be given of an operation at a time of the normal operation and a protection operation (interrupt operation) when an error of the control power supply unit 10 occurs, in this embodiment.
Wenn die Steuerstromversorgungseinheit 10 und der Unterbrechungsschalter 23 normal arbeiten, befindet sich der Unterbrechungsschalter 23 in einem Ein-Zustand, wenn die Leistungsumwandlungseinrichtung normal arbeitet. Zu dieser Zeit ist das von der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A ausgegebene Diagnosesignal S2 auf dem L-Pegel und der Transistor 22 befindet sich in einem Aus-Zustand, weshalb eine über der überwachten Spannung liegende Referenzspannung in den invertierenden Eingangsanschluss des Vergleichers 21 eingegeben wird. Folglich ist der Ausgang des Vergleichers 21 auf dem L-Pegel und der Ein-Zustand des Unterbrechungsschalters 23 wird aufrechterhalten.When the control power supply unit 10 and the breaker 23 working normally, the breaker is located 23 in an on state when the power conversion device is operating normally. At this time, that's from the arithmetic processing unit 50A output diagnostic signal S 2 at the L level and the transistor 22 is in an off state, which is why a reference voltage above the monitored voltage is in the inverting input terminal of the comparator 21 is entered. Consequently, the output of the comparator 21 at the L level and the on state of the breaker switch 23 is maintained.
In diesem Zustand wird eine entsprechende Stromversorgungsspannung an die Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und die Sicherheitseinheit 40 geliefert, weshalb, wenn ein Fehler an einem anderen Platz als der Steuerstromversorgungseinheit 10 auftritt (beispielsweise ein Kurzschlussfehler eines Halbleiterschaltelements in einer Ansteuereinheit 60), die Sicherheitseinheit 40 arbeitet und bewirken kann, dass eine Sicherheitsfunktion, die eine Hauptstromversorgung der Ansteuereinheit 60 unterbricht, arbeitet. Zudem kann auch ein Alarm angezeigt oder nach außen übertragen werden, wie erforderlich.In this state, a corresponding power supply voltage is applied to the safety diagnostic unit 30 and the security unit 40 why, if there is a fault in a place other than the control power supply unit 10 occurs (for example, a short circuit fault of a semiconductor switching element in a drive unit 60 ), the security unit 40 works and can cause a safety function, which is a main power supply to the drive unit 60 interrupts, works. In addition, an alarm may be displayed or transmitted to the outside as required.
Wenn die Steuerstromversorgungsspannung eine Überspannung wird und die überwachte Spannung die Referenzspannung übersteigt, und zwar aufgrund eines Fehlers der Steuerstromversorgungseinheit 10, wird der Ausgang des Vergleichers 21 zu einem H-Pegel invertiert, wodurch der Unterbrechungsschalter 23 ausgeschaltet wird. Das heißt, da ein Stromversorgungspfad in der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A unterbrochen wird, können die Komponenten der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A und der nachfolgenden Sicherheitsdiagnoseeinheit 30 und der Sicherheitseinheit 40 vor der Überspannung geschützt werden. Außerdem kann, nachdem der Unterbrechungsschalter 23 ausgeschaltet ist, die Operation der Steuerstromversorgungseinheit 10 selbst gestoppt werden.When the control power supply voltage becomes an overvoltage and the monitored voltage exceeds the reference voltage due to a fault of the control power supply unit 10 , becomes the output of the comparator 21 inverted to an H level, causing the breaker switch 23 is turned off. That is, there is a power supply path in the power supply diagnostic unit 20A interrupted, the components of the power diagnostic unit 20A and the subsequent safety diagnostic unit 30 and the security unit 40 protected against overvoltage. In addition, after the breaker switch 23 is off, the operation of the control power supply unit 10 yourself be stopped.
In der Konfiguration von 2 existiert kein Schalter zwischen der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A und der Steuerstromversorgungseinheit 10, und die Steuerstromversorgungsspannung wird ständig an die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A geliefert, weshalb es wünschenswert ist, dass in der arithmetischen Verarbeitungseinheit 50A Teile und Elemente mit einer hohen Durchschlagspannung verwendet werden.In the configuration of 2 There is no switch between the arithmetic processing unit 50A and the control power supply unit 10 , and the control power supply voltage is constantly applied to the arithmetic processing unit 50A delivered, which is why it is desirable that in the arithmetic processing unit 50A Parts and elements with a high breakdown voltage can be used.
Als Nächstes wird eine durch die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A ausgeführte Operation des Diagnostizierens der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A, insbesondere einer Operation des Diagnostizierens des Unterbrechungsschalters 23, unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. Diese Zeichnungen sind Diagnosesequenzen, wenn die Leistungsumwandlungseinrichtung hochgefahren wird, wobei 3 einen Fall zeigt, bei dem der Unterbrechungsschalter 23 normal ist, während 4 einen Fall zeigt, bei dem der Unterbrechungsschalter 23 versagt. Next, a through the arithmetic processing unit 50A performed operation of diagnosing the power supply diagnostic unit 20A , in particular, an operation of diagnosing the interruption switch 23 , with reference to 3 and 4 described. These drawings are diagnostic sequences when the power conversion device is booted, wherein 3 shows a case where the breaker switch 23 is normal while 4 shows a case where the breaker switch 23 failed.
Die Art von Leistungsumwandlungseinrichtung ist derart, dass die Hauptstromversorgung manchmal mit dem Ziel unterbrochen wird, Energie zu sparen, wenn der Betrieb des Motors gestoppt wird und nur die Steuerleistung zugeführt wird. Deshalb konzentrieren sich 3 und 4 auf eine Periode, in der sich die Hauptstromversorgung in einem Aus-Zustand befindet, während sich die Steuerstromversorgung in einem Ein-Zustand befindet, und in dieser Periode kann der Motor nicht durch die Ansteuereinheit 60 betrieben werden, weil die Hauptleistung nicht zugeführt wird, aber die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A kann den Zustand der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A regelmäßig diagnostizieren.The type of power conversion device is such that the main power supply is sometimes interrupted with the aim of conserving power when the operation of the motor is stopped and only the control power is supplied. So concentrate 3 and 4 to a period in which the main power supply is in an off-state while the control power supply is in an on-state, and in this period, the motor can not be driven by the drive unit 60 be operated because the main power is not supplied, but the arithmetic processing unit 50A can change the state of the power diagnosis unit 20A diagnose regularly.
Tabelle 1 unten ist eine Tabelle, in der Diagnoseoperationen durch die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A und deren Ergebnisse klassifiziert gezeigt sind, und die Beschreibung wird unter Bezugnahme auf Tabelle 1 fortgesetzt. Tabelle 1 Zustand Diagnosesignal S1 Sichere-Stromversorgung-Signal S2 Diagnoseergebnis Bemerkungen
1 H L Normal Diagnose
2 L H Normal Operation
3 H H Fehler
4 L L Fehler
Table 1 below is a table in which diagnostic operations are performed by the arithmetic processing unit 50A and their results are shown classified, and the description will proceed with reference to Table 1. Table 1 Status Diagnostic signal S 1 Safe power supply signal S 2 diagnostic result Remarks
1 H L normal diagnosis
2 L H normal surgery
3 H H error
4 L L error
Zuerst gibt in 3 in einem Zustand, in dem der Unterbrechungsschalter 23 sich in einem Ein-Zustand befindet, wie zuvor beschrieben, die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A das H-Pegel-Diagnosesignal S1 zu einer Zeit t1 aus. Deshalb wird der Transistor 22 in der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A eingeschaltet, weshalb das Potenzial des invertierenden Eingangsanschlusses des Vergleichers 21 ein Massepotenzial wird. Da sich zu dieser Zeit die überwachte Spannung auf dem H-Pegel befindet, schaltet der Ausgang des Vergleichers 21 zum H-Pegel, der Unterbrechungsschalter 23 wird ausgeschaltet unter der Voraussetzung, dass kein Kurzschlussfehler des Unterbrechungsschalters 23 auftritt, und das Sichere-Stromversorgung-Signal S2 schaltet zum L-Pegel.First in there 3 in a state in which the breaker switch 23 is in an on state as described above, the arithmetic processing unit 50A the high-level diagnostic signal S 1 at a time t 1 off. That is why the transistor becomes 22 in the power supply diagnostic unit 20A turned on, which is why the potential of the inverting input terminal of the comparator 21 becomes a ground potential. Since the monitored voltage is at the H level at this time, the output of the comparator switches 21 to the H level, the breaker switch 23 is turned off on condition that no short circuit fault of the breaker 23 occurs, and the safe power signal S 2 switches to the L level.
Diese Operation entspricht Zustand 1 in Tabelle 1, und da sich das Sichere-Stromversorgung-Signal S2, das ein Rückkopplungssignal von der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A ist, auf dem L-Pegel befindet, wenn sich das Diagnosesignal S1 auf dem H-Pegel befindet, erkennt die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A, dass der Unterbrechungsschalter 23 normal ist, ohne dass ein Kurzschlussfehler auftritt.This operation corresponds to state 1 in Table 1, and because the safe power signal S 2 , which is a feedback signal from the power diagnostic unit 20A is at the L level, when the diagnosis signal S 1 is at the H level, the arithmetic processing unit recognizes 50A that the breaker 23 is normal, without a short circuit error occurs.
Als Nächstes invertiert die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A das Diagnosesignal S1 zu dem L-Pegel zu einer Zeit t2 in 3. Deshalb wird der Transistor 22 ausgeschaltet, weshalb das Potential des invertierenden Eingangsanschlusses des Vergleichers 21 äquivalent zur Referenzspannung wird. Da zu dieser Zeit die überwachte Spannung auf dem L-Pegel bleibt, schaltet der Ausgang des Vergleichers 21 zum L-Pegel um, der Unterbrechungsschalter 23 wird eingeschaltet unter der Voraussetzung, dass kein Leerlauffehler des Unterbrechungsschalters 23 auftritt, und das Sichere-Stromversorgung-Signal S2 schaltet auf den H-Pegel um.Next, the arithmetic processing unit inverts 50A the diagnostic signal S 1 to the L level at a time t 2 in 3 , That is why the transistor becomes 22 turned off, which is why the potential of the inverting input terminal of the comparator 21 becomes equivalent to the reference voltage. Since at this time the monitored voltage remains at the L level, the output of the comparator switches 21 to the L level, the breaker switch 23 is turned on on condition that no idle error of the breaker switch 23 occurs, and the safe power signal S 2 switches to the H level.
Diese Operation entspricht Zustand 2 in Tabelle 1, und da sich das Sichere-Stromversorgung-Signal S2, das ein Rückkopplungssignal von der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A ist, sich auf dem H-Pegel befindet, wenn sich das Diagnosesignal S1 auf dem L-Pegel befindet, erkennt die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A, dass der Unterbrechungsschalter 23 normal ist, ohne dass ein Leerlauffehler auftritt.This operation corresponds to state 2 in Table 1, and because the safe power signal S 2 , which is a feedback signal from the power diagnostic unit 20A is at the H level, when the diagnostic signal S 1 is at the L level, the arithmetic processing unit recognizes 50A that the breaker 23 is normal without an idle error occurs.
Vorausgesetzt, es wird bestätigt, dass der Unterbrechungsschalter 23 normal arbeitet, ohne dass ein Kurzschlussfehler oder ein Leerlauffehler auftritt, wie oben beschrieben, kann die Last durch die Ansteuereinheit 60 betrieben werden, indem die Hauptstromversorgung danach eingeschaltet wird und die Stromversorgungsspannung an die Ansteuereinheit 60 geliefert wird.Provided it is confirmed that the breaker switch 23 operates normally, without a short circuit fault or an idle fault occurs, as described above, the load can by the drive unit 60 are operated by the main power supply is turned on thereafter and the power supply voltage to the drive unit 60 is delivered.
4 ist eine Diagnosesequenz, wenn ein Kurzschlussfehler oder ein Leerlauffehler des Unterbrechungsschalters 23 auftritt. 4 is a diagnostic sequence if there is a short circuit fault or an open circuit fault of the circuit breaker 23 occurs.
Wenn das Sichere-Stromversorgung-Signal S2 auf dem H-Pegel bleibt, obwohl das Diagnosesignal S1 zur Zeit t1 in 4 zum H-Pegel gewechselt hat, wird angenommen, dass der Unterbrechungsschalter 23 in dem Ein-Zustand bleibt, obwohl der Ausgang des Vergleichers 22 auf dem H-Pegel ist. Diese Operation entspricht Zustand 3 in Tabelle 1, und da sich sowohl das Diagnosesignal S1 als auch das Sichere-Stromversorgung-Signal 52 auf dem H-Pegel befinden, kann die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A diagnostizieren, dass ein Kurzschlussfehler des Unterbrechungsschalters 23 auftritt.When the safe power signal S 2 remains at the H level, although the diagnostic signal S 1 at time t 1 in 4 has changed to H level, it is assumed that the breaker switch 23 remains in the on state, although the output of the comparator 22 is at the H level. This operation corresponds to state 3 in Table 1, and because both the diagnostic signal S 1 and the safe power signal 52 can be at the H level, the arithmetic processing unit 50A Diagnose that a short circuit fault of the breaker 23 occurs.
Deshalb genügt es, dass die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A, ohne ein PWM-Signal zu generieren, sofort bewirkt, dass das System in einen Zustand eintritt, in dem die Leistungsumwandlungseinrichtung nicht hochgefahren werden kann, und fordert zur Wartung auf durch Ausführen eines Alarmdisplays oder dergleichen, wie erforderlich.Therefore it is sufficient that the arithmetic processing unit 50A Without generating a PWM signal, it immediately causes the system to enter a state in which the power conversion device can not be powered up and prompts for maintenance by executing an alarm display or the like, as required.
Außerdem wird angenommen, wenn sich auch das Sichere-Stromversorgung-Signal S2 auf dem L-Pegel befindet, wenn das Diagnosesignal S1 zum L-Pegel verändert wird, wie ab der Zeit t2 in 4, dass der Unterbrechungsschalter 23 in dem Aus-Zustand bleibt, obwohl sich der Ausgang des Vergleichers 21 auf dem L-Pegel befindet. Diese Operation entspricht Zustand 4 in Tabelle 1, und da sich sowohl das Diagnosesignal S1 als auch das Sichere-Stromversorgung-Signal 52 auf dem L-Pegel befinden, kann die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A diagnostizieren, dass ein Leerlauffehler des Unterbrechungsschalters 23 auftritt.In addition, it is assumed that even if the safe power signal S 2 is at the L level when the diagnostic signal S 1 is changed to the L level, as from the time t 2 in 4 that the breaker 23 remains in the off state, although the output of the comparator 21 is at the L level. This operation corresponds to state 4 in Table 1, and because both the diagnostic signal S 1 and the safe power signal 52 can be at the L level, the arithmetic processing unit 50A Diagnose that an open circuit fault of the breaker 23 occurs.
Auch in diesem Fall führt die arithmetische Verarbeitungseinheit 50A einen Prozess aus, der sofort bewirkt, dass die Leistungsumwandlungseinrichtung abgeschaltet wird.Also in this case, the arithmetic processing unit performs 50A a process that immediately causes the power conversion device to be turned off.
Die Sequenz von 4 ist derart, dass ein Kurzschlussfehler und ein Leerlauffehler des Unterbrechungsschalters 23 der Zweckmäßigkeit halber auf der gleichen Achse dargestellt sind, und fasst nicht die Art von Situation ins Auge, bei der ein Kurzschlussfehler und ein Leerlauffehler in dem gleichen Unterbrechungsschalter 23 nacheinander auftreten.The sequence of 4 is such that a short circuit fault and an open circuit fault of the interruption switch 23 are shown on the same axis for convenience, and do not envisage the type of situation in which a short circuit fault and an open circuit fault occur in the same breaker switch 23 occur one after the other.
Wie zuvor beschrieben kann gemäß der Ausführungsform nicht nur eine Aktion des Schützens der Schaltung durch Überwachen einer Überspannung der Steuerstromversorgungseinheit 10 und Unterbrechen der Stromversorgung ausgeführt werden, sondern es kann auch der Zustand des Unterbrechungsschalters 23 in der Stromversorgungsdiagnoseeinheit 20A diagnostiziert werden. Deshalb können sogar bei der Art von Fall, wenn das Anlegen einer Überspannung aufgrund eines Fehlers der Steuerstromversorgungseinheit 10 und eines Kurzschlussfehlers oder eines Leerlauffehlers des Unterbrechungsschalters 23 gleichzeitig auftreten, diese mehrfachen Fehler prompt detektiert und die Einrichtung sicher gestoppt werden und ein hoch zuverlässiges System kann bereitgestellt werden.As described above, according to the embodiment, not only an action of protecting the circuit by monitoring an overvoltage of the control power supply unit 10 and interrupting the power supply, but it may also be the state of the interruption switch 23 in the power supply diagnostic unit 20A be diagnosed. Therefore, even in the case of the case where the application of an overvoltage due to a fault of the control power supply unit 10 and a short circuit fault or an open circuit fault of the interruption switch 23 occur simultaneously, these multiple errors are promptly detected and the device safely stopped and a highly reliable system can be provided.
Bei der Ausführungsform wird ein Fehler derart, dass die Stromversorgungsspannung der Steuerstromversorgungseinheit 10 eine Überspannung wird, ins Auge gefasst, doch in einem Fall, in dem auch die Stromversorgungsspannung unzureichend ist, kann eine Leistungsumwandlungseinrichtung, wobei ein Kurzschlussfehler oder ein Leerlauffehler des Unterbrechungsschalters 23 diagnostiziert werden kann, während das Öffnen und Schließen des Unterbrechungsschalters 23 gesteuert werden, auf die gleiche Weise konfiguriert sein, unter der Voraussetzung, dass die Schaltungskonfiguration der Stromversorgungsdiagnoseeinheit, die Logik des Diagnosesignals und des Sichere-Stromversorgung-Signals und dergleichen entsprechend verändert werden.In the embodiment, an error is made such that the power supply voltage of the control power supply unit 10 an overvoltage is contemplated, but in a case where also the power supply voltage is insufficient, a power conversion device may cause a short circuit fault or an open circuit failure of the breaker switch 23 can be diagnosed while opening and closing the breaker switch 23 may be configured in the same manner, provided that the circuit configuration of the power diagnostic unit, the logic of the diagnostic signal and the safe power signal and the like are changed accordingly.
Die Erfindung kann in verschiedenen Arten von Leistungsumwandlungseinrichtung wie etwa einer sogenannten Wechselrichtereinrichtung oder Wandlereinrichtung ungeachtet eines Leistungsumwandlungsaspekts (Wechselstromleistung oder Gleichstromleistung) oder einer Phasenanzahl (Einzelphase oder Mehrphase) genutzt werden.The invention may be used in various types of power conversion device such as a so-called inverter device or converter device regardless of a power conversion aspect (AC power or DC power) or a number of phases (single phase or multi-phase).
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2014/054349 [0006, 0035] WO 2014/054349 [0006, 0035]
