DE112016003879B4 - Invertersteuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Invertersteuervorrichtung mit:einer Recheneinheit (51), die ein PWM-Signal zum Steuern eines Motors (3) ausgibt,einer Treibereinheit (6), die das von der Recheneinheit (51) ausgegebene PWM-Signal über eine Puffereinheit (52) empfängt und eine Invertereinheit basierend auf dem empfangenen PWM-Signal treibt, undeiner Rückkopplungseinheit (55), die das von der Puffereinheit (52) ausgegebene PWM-Signal empfängt und das empfangene PWM-Signal an die Recheneinheit (51) rückkoppelt,wobei die Recheneinheit (51) das PWM-Signal an die Treibereinheit (6) über die Rückkopplungseinheit (55) ausgibt, wenn die Puffereinheit (52) einen Fehler aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Invertersteuervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Ein Motor wird durch eine Inverterschaltung angetrieben, die eine von einer Energiequelle gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt. Ein von einer Recheneinheit erzeugtes PWM-Signal wird über eine Puffereinheit in die Inverterschaltung eingegeben. Die Recheneinheit liefert das von der Puffereinheit ausgegebene PWM-Signal an die Recheneinheit zurück und erfasst einen Fehler in der Puffereinheit.
  • Die JP 2014-45549 A beschreibt eine Schaltung, die so aufgeteilt ist, dass ein Fehler in einer Phase einer Inverterschaltung andere Phasen nicht beeinträchtigt, und die durch Setzen eines Operationsmodus eine gleiche Funktion als phasenübergreifende gemeinsame Funktion schaltet.
  • Die US 2010/0127680 A1 beschreibt einen PWM-gesteuerten DC-DC-Wandler. Aus der US 2014/0092655 A1 ist eine Inverterschaltung bekannt, welche ein PWM-Signal von einer Motorsteuereinheit empfängt. Die Inverterschaltung umfasst eine Puffereinheit. Schließlich ist aus der JP 2012-32 359 A ein Gerät zur Erfassung von Leitungsbrüchen und Kurzschlüssen in einer Inverterschaltung bekannt.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Wenn bei der herkömmlichen Technik ein Fehler in der Puffereinheit auftritt, durch die das PWM-Signal ausgegeben wird, kann von der Puffereinheit ein anomales PWM-Signal ausgegeben werden.
  • Lösung des Problems
  • Eine Invertersteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Recheneinheit, die ein PWM-Signal zum Steuern eines Motors ausgibt, eine Treibereinheit, die das von der Recheneinheit ausgegebene PWM-Signal über eine Puffereinheit empfängt und eine Invertereinheit basierend auf dem empfangenen PWM-Signal treibt, und eine Rückkopplungseinheit, die das von der Puffeeinheit ausgegebene PWM-Signal empfängt und das empfangene PWM-Signal an die Recheneinheit rückkoppelt, wobei die Recheneinheit das PWM-Signal an die Treibereinheit über die Rückkopplungseinheit ausgibt, wenn die Puffereinheit einen Fehler aufweist.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine zuverlässigere Invertersteuervorrichtung geschaffen werden, auch wenn ein Fehler in der Puffereinheit auftritt, die das PWM-Signal ausgibt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist ein Diagramm, das die Gesamtsystemkonfiguration zeigt.
    • 2 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm einer Invertersteuereinheit.
    • 3 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer zweiten Puffereinheit.
    • 4 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Fehlererfassungseinheit.
    • 5 ist ein Diagramm, das einen Zustand der Invertersteuereinheit zur Zeit eines Fehlers zeigt.
  • Beschreibung der Ausgestaltungen
  • 1 ist ein Diagramm, das die Gesamtsystemkonfiguration gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Energie einer Gleichspannungsenergiequelle 1 wird einer Inverterschaltung 2 zugeführt, und die Inverterschaltung 2 wandelt die Energie der Gleichspannungsenergiequelle 1 von Gleichspannung in Wechselspannung um und führt diese einem Motor 3 zu. Die Inverterschaltung 2 enthält Leistungshalbleiterelemente und Dioden; ein von einer Invertersteuereinheit 5 ausgegebenes PWM-Signal wird in ein Treibersignal durch eine Treibereinheit 6 umgewandelt, und die Leistungshalbleiterelemente werden von diesem Treibersignal getrieben. Ein Kondensator 4 unterdrückt die Schwankung der Gleichspannung, die durch diese Schaltoperation der Leistungshalbleiterelemente der Inverterschaltung 2 verursacht wird.
  • 2 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm der Invertersteuereinheit 5.
  • Eine Recheneinheit 51 ist ein Mikroprozessor oder dergleichen, der ein PWM-Signal erzeugt. Die Recheneinheit 51 umfasst einen PWM-Ausgabeanschluss 511, einen Stoppsignalausgabeanschluss 512, einen Fehlersignaleingabeanschluss 513, einen PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 und einen Schaltsignalausgabeanschluss 515.
  • Das von der Recheneinheit 51 erzeugte PWM-Signal wird vom PWM-Ausgabeanschluss 511 an eine erste Puffereinheit 52 ausgegeben. Diverse Fehlersignale werden von einer (nicht dargestellten) Steuerschaltung in die erste Puffereinheit 52 eingegeben. Die erste Puffereinheit 52 gibt in einem Normalzustand, in dem diverse Fehlersignale nicht eingegeben werden, das empfangene PWM-Signal an eine zweite Puffereinheit 53 aus. Die zweite Puffereinheit 53 gibt das empfangene PWM-Signal an die Treibereinheit 6 aus. Alternativ gibt die erste Puffereinheit 52, wenn diverse Fehlersignale eingegeben werden, ein Schutzbetriebs-PWM-Signal an die zweite Puffereinheit 53 anstelle des PWM-Signals von der Airthmetikeinheit 51 aus.
  • Die erste Puffereinheit 52 gibt ein Puffereinheits-Fehlersignal an die zweite Puffereinheit 53 aus, wenn ihre Ausgabefunktion einen Fehler aufweist. Der Fehler in der Ausgabefunktion ist ein Fehler aufgrund eines Kontakts vom Ausgabeanschluss der ersten Puffereinheit 52 zur Energiequelle oder ein Fehler aufgrund eines Kontakts zur Masse. Wenn das PWM-Signal an die Treibereinheit 6 mit einem solchen Fehler ausgegeben wird, ist das an die Treibereinheit 6 ausgegebene PWM-Signal auf einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel fixiert, sodass davon ausgegangen werden kann, dass die Inverterschaltung 2 die Leistungshalbleiterelemente in einem Einschaltzustand fixiert. Wenn die Leistungshalbleiterelemente im Einschaltzustand fixiert sind, tritt in einem Fall, in dem ein Einschaltsignal an den oberen oder den unteren Arm eines Paares ausgegeben wird, ein oberer und unterer Kurzschluss auf, der zu einem Überstromfehler führt.
  • Wenn sie das Puffereinheits-Fehlersignal von der ersten Puffereinheit 52 empfängt, erzeugt die zweite Puffereinheit 53 das Schutzbetriebs-PWM-Signal und gibt dieses an die Treibereinheit 6 aus. So ist es auch dann, wenn die erste Puffereinheit 52 einen Fehler aufweist, möglich zu verhindern, dass fehlerhafte PWM-Signale direkt ausgegeben werden. Man beachte, dass die zweite Puffereinheit 53 durch eine Schaltung mit einer niedrigeren Fehlerrate als die erste Puffereinheit 52 konfiguriert ist. Außerdem wird die Erzeugung des Schutzbetriebs-PWM-Signals in der zweiten Puffereinheit 53 später mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • Wenn von der Recheneinheit 51 ein Stoppsignal eingegeben wird, erzeugt die zweite Puffereinheit 53 das Schutzbetriebs-PWM-Signal und gibt dieses an die Treibereinheit 6 aus. Ferner erzeugt die zweite Puffereinheit 53 das Schutzbetriebs-PWM-Signal und gibt es an die Treibereinheit 6 aus, wenn das PWM-Fehlersignal von einer Fehlererfassungseinheit 54 eingegeben wird.
  • Das von der ersten Puffereinheit 52 ausgegebene PWM-Signal wird in die Fehlererfassungseinheit 54 über die zweite Puffereinheit 53 eingegeben. Wenn der PWM-Ausgabeanschluss 511 oder die erste Puffereinheit 52 einen Fehler aufweist, erfasst die Fehlererfassungseinheit 54 den Fehler basierend auf dem eingegebenen PWM-Signal. Zusätzlich wird ein redundantes PWM-Signal, das von einer Rückkopplungseinheit 55 ausgegeben wird, in die Fehlererfassungseinheit 54 eingegeben. Wenn der PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 oder die Rückkopplungseinheit 55 einen Fehler aufweist, erfasst die Fehlererfassungseinheit 54 den Fehler basierend auf dem eingegebenen redundanten PWM-Signal. Wenn irgendeiner von diesen Fehlern erfasst wird, gibt die Fehlererfassungseinheit 54 ein PWM-Fehlersignal an die Recheneinheit 51 über den Fehlersignaleingabeanschluss 513 sowie an die zweite Puffereinheit 53 und die Rückkopplungseinheit 55 aus. Man beachte, dass die Fehlererfassungseinheit 54 keinen Fehler in Bezug auf das von der zweiten Puffereinheit 53 ausgegebene Schutzbetriebs-PWM-Signal erfasst.
  • In die Rückkopplungseinheit 55 wird ein Schaltsignal von der Recheneinheit 51 über den Schaltsignalausgabeanschluss 515 eingegeben. In einem Normalzustand, in dem das Schaltsignal nicht eingegeben wird, wird das von der zweiten Puffereinheit 53 ausgegebene PWM-Signal in die Rückkopplungseinheit 55 eingegeben, und die Rückkopplungseinheit 55 überträgt das eingegebene PWM-Signal an die Recheneinheit 51 über den PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514. Wenn hingegen ein Schaltsignal eingegeben wird, überträgt die Rückkopplungseinheit 55 das vom PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 der Recheneinheit 51 ausgegebene redundante PWM-Signal an die Treibereinheit 6. Das redundante PWM-Signal ist ein Signal zum Treiben der Leistungshalbleiter, genauso wie das vom PWM-Ausgabeanschluss 511 ausgegebene PWM-Signal. Da es jedoch unmöglich ist, durch diverse Fehlersignale, die die erste Puffereinheit 52 verwenden, auf Sicherheitsbetrieb umzuschalten, können die Ausgabebedingungen des redundanten PWM-Signals eingeschränkt sein.
  • Zum Beispiel ist in einer Konfiguration mit einem Überspannungsdetektor, der ein Überspannungsfehlersignal bei Erfassung einer Überspannung der Gleichspannungsenergiequelle 1 erzeugt, die Ausgabe des redundanten PWM-Signals in einem Bereich unterhalb der als normal festgelegten Gleichspannungsenergiequellenspannung durch die Recheneinheit 51 erlaubt, oder ein Ausgabestrom wird begrenzt. Dabei wird die Beziehung „Überspannungsdetektor-Betriebsspannung > von der Recheneinheit 51 bestimmte Normalspannung > Ausgabebegrenzungsspannung des redundanten PWM-Signals“ aufgestellt. Das Vorzeichen der Überspannung der Gleichspannungsenergiequelle 1 wird zuvor erfasst, und die Ausgabe wird so eingeschränkt, dass kein Fehler aufgrund der Überspannung verursacht wird. Man beachte, dass das genannte PWM-Signal auf eine höhere Priorität gesetzt ist als das Schutzbetriebs-PWM-Signal, das von der zweiten Puffereinheit 53 ausgegeben wird. Die Rückkopplungseinheit 55 blockiert das redundante PWM-Signal, wenn das PWM-Fehlersignal von der Fehlererfassungseinheit 54 eingegeben wird.
  • Die Recheneinheit 51 empfängt über den PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 das von der Rückkopplungseinheit 55 ausgegebene PWM-Signal und beurteilt, ob das PWM-Signal anomal ist oder nicht. Wenn das PWM Signal als anomal beurteilt wird, gibt die Recheneinheit 51 ein Stoppsignal an die zweite Puffereinheit 53 vom Stoppsignalausgabeanschluss 512 aus.
  • 3 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der zweiten Puffereinheit 53. Ein Dreizustandspuffer 531 ist für jede von der ersten Puffereinheit 52 kommende Ausgabeleitung vorgesehen. Pull-Up-Widerstände 532 sind für die Ausgabeleitungen der Dreizustandspuffer 531 vorgesehen. Das Stoppsignal, das PWM-Fehlersignal und das Puffereinheits-Fehlersignal sind ODER-verknüpft und werden in einen Steueranschluss eines jeden Dreizustandspuffers 531 eingegeben. In einem Normalzustand übertragen die Dreizustandspuffer 531 das PWM-Signal von der ersten Puffereinheit 52 an die Treibereinheit 6. Wenn von Stoppsignal, PWM-Fehlersignal und Puffereinheits-Fehlersignal eines in die Steueranschlüsse der Dreizustandspuffer 531 eingegeben wird, nehmen die Ausgänge der Dreizustandspuffer 531 hohe Impedanz an. Da die Ausgänge der Dreizustandspuffer 531 sich in einem Hoch-Zustand (ausgeschaltet) befinden, schaltet der Motor 3 auf Schutzbetrieb in einem Dreiphasen-Offenzustand. Das PWM-Signal zum Durchführen des Schutzbetriebs des Motors 3 wird hier als Schutzbetriebs-PWM-Signal bezeichnet.
  • 4 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Fehlererfassungseinheit 54. Jede Ausgangsleitung eines oberen Arms einer jeden Phase des PWM-Signals von der zweiten Puffereinheit 53 wird in die entsprechenden Dreizustandspuffer 541 eingegeben. Außerdem wird jede Ausgangsleitung eines unteren Arms einer jeden Phase des PWM-Signals von der zweiten Puffereinheit 53 in die entsprechenden Steueranschlüsse der Dreizustandspuffer 541 eingegeben. Die Ausgangsleitungen der Dreizustandspuffer 541 sind mit den jeweiligen Kathoden von Dioden 542 verbunden. Eine Anode einer jeden Diode 542 ist an eine Leitung gekoppelt und gibt das PWM-Fehlersignal an die Recheneinheit 51, die zweite Puffereinheit 53 und die Rückkopplungseinheit 55 aus. Um die Spannung des PWM-Fehlersignals zu stabilisieren, sind die Ausgangsleitungen des PWM-Fehlersignals mit einem Pull-Up-Widerstand 543 verbunden.
  • Wenn wenigstens einer der Ausgänge der drei Dreizustandspuffer 541 durch die von den Dreizustandspuffern 541 und den Dioden 542 gebildete Schaltung niedrig wird, wird das PWM-Fehlersignal niedrig. In der Inverterschaltung 2 werden dem jeweiligen PWM-Signal entsprechende Treibersignale in die oberen und unteren Arme einer jeden Phase eingegeben. Mit dem Treibersignal, das ausgegeben wird, wenn das PWM-Signal niedrig ist, werden die Leistungshalbleiterelemente in den Einschaltzustand versetzt, und mit dem bei hohem PWM-Signal ausgegebenen Treibersignal werden die Halbleiterelemente in den Ausschaltzustand versetzt. In einem normalen Zustand sind das PWM-Signal des unteren Arms und das des damit gepaarten oberen Arms einer jeden Phase nicht gleichzeitig niedrig. Dies liegt daran, dass, wenn oberer und unterer Arm gleichzeitig eingeschaltet sind, ein Überstrom erzeugt wird.
  • Die Fehlererfassungsschaltung 54 erfasst das PWM-Signal, das oberen und unteren Arm gleichzeitig einschaltet. Wenn das PWM-Signal für den oberen Arm von U-Phase, V-Phase oder W-Phase und das PWM-Signal für die unteren Arme gleichzeitig niedrig (eingeschaltet) werden, wird das PWM-Fehlersignal niedrig. Wenn das PWM-Fehlersignal niedrig ist, ist ein Fehler erfasst worden.
  • Wenn der obere Arm der U-Phase hoch und der untere Arm der U-Phase niedrig ist, werden die Ausgänge der Dreizustandspuffer 541 hoch. Wenn der obere Arm der U-Phase niedrig und der untere Arm der U-Phase hoch ist, nehmen die Ausgänge der Dreizustandspuffer 541 hohe Impedanz an. Die Dreizustandspuffer 541 der V-Phase und der W-Phase, in die PWM-Signale eingegeben werden, arbeiten in gleicher Weise. Wenn alle Ausgänge der drei Dreizustandspuffer 541 hoch oder im Hochimpedanzzustand sind, wird das PWM-Fehlersignal hoch. Wenn der Ausgang eines beliebigen der drei Dreizustandspuffer 541 niedrig wird, wird das PWM-Fehlersignal niedrig.
  • 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Signalflusses der Invertersteuereinheit, wenn die erste Puffereinheit 52 einen Fehler aufweist. Die Blockkonfiguration der Invertersteuereinheit ist genau dieselbe wie in 2, sodass die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und die Beschreibung fortgelassen wird.
  • Wenn in der ersten Puffereinheit 52 ein Fehler auftritt, erfasst die Fehlererfassungseinheit 54 den Fehler in der ersten Puffereinheit 52 basierend auf dem PWM-Signal, das über die zweite Puffereinheit 53 eingegeben wird. Wenn der Fehler in der ersten Puffereinheit 52 erfasst wird, gibt die Fehlererfassungsschaltung 54 das PWM-Fehlersignal an die Recheneinheit 51, die zweite Puffereinheit 53 und die Rückkopplungseinheit 55 aus. In Reaktion auf die Eingabe des PWM-Fehlersignals setzt die zweite Puffereinheit 53 deren Ausgang auf hohe Impedanz und treibt die Inverterschaltung 2 durch das Schutzbetriebs-PWM-Signal, um den Schutzbetrieb des Motors durchzuführen. Man beachte, dass die zweite Puffereinheit 53 auch die Inverterschaltung 2 über das Schutzbetriebs-PWM-Signal treibt, um den Schutzbetrieb des Motors 3 durchzuführen, wenn das Puffereinheits-Fehlersignal von der ersten Puffereinheit 52 eingegeben wird oder wenn das Stoppsignal von der Recheneinheit 51 eingegeben wird.
  • In Reaktion auf die Eingabe des PWM-Fehlersignals erzeugt die Recheneinheit 51 das redundante PWM-Signal und gibt dieses über den PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 aus. Dann gibt die Recheneinheit 51 das Schaltsignal an die Rückkopplungseinheit 55 aus. In Reaktion auf das Schaltsignal gibt die Rückkopplungseinheit 55 das von der Recheneinheit 51 eingegebene redundante PWM-Signal aus. Das von der Recheneinheit 51 über die Rückkopplungseinheit 55 ausgegebene redundante PWM-Signal wird an die Treibereinheit 6 vorrangig gegenüber dem von der zweiten Puffereinheit 53 ausgegebenen Schutzbetriebs-PWM-Signal ausgegeben. Anschließend empfängt die Fehlererfassungseinheit 54 das über die Rückkopplungseinheit 55 ausgegebene redundante PWM-Signal und erfasst, basierend auf dem redundanten PWM-Signal, einen Fehler, wenn der PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 oder die Rückkopplungseinheit 55 einen Fehler aufweist.
  • Wenn also ein Fehler in der ersten Puffereinheit 52 auftritt, treibt die Invertersteuereinheit 55 die Inverterschaltung 2 mit dem Schutzbetriebs-PWM-Signal, um den Schutzbetrieb des Motors 3 durchzuführen, und treibt dann die Inverterschaltung 2 durch das redundante PWM-Signal. Dies bewirkt eine verbesserte Sicherheit.
  • Wenn, basierend auf einer Anomalität des redundanten PWM-Signals, ein Fehler im PWM-Ein-/Ausgabe-Anschluss 514 oder der Rückkopplungseinheit 55 durch die Fehlererfassungseinheit 54 erfasst wird, gibt außerdem die Fehlererfassungseinheit 54 das PWM-Fehlersignal an die Recheneinheit 51, die zweite Puffereinheit 53 und die Rückkopplungseinheit 55 aus, genau wie in dem Fall, bei dem der Fehler in der ersten Puffereinheit 52 erfasst wird. In Reaktion auf die Eingabe des PWM-Fehlersignals blockiert die Rückkopplungseinheit 55 das redundante PWM-Signal von der Recheneinheit 51. So wird das von der zweiten Puffereinheit 53 ausgegebene Schutzbetriebs-PWM-Signal wirksam, und der Schutzbetrieb des Motors 3 wird durchgeführt.
  • So blockiert die Invertersteuereinheit 5, wenn das redundante PWM-Signal anomal wird, das redundante PWM-Signal, und treibt die Inverterschaltung 2 durch das Schutzbetriebs-PWM-Signal, um den Schutzbetrieb des Motors 3 durchzuführen. Dies bewirkt eine verbesserte Sicherheit.
  • Gemäß den oben beschriebenen Ausgestaltungen können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
  • (1) Die Invertersteuereinheit 5 umfasst: die Recheneinheit 51, die das PWM-Signal zur Steuerung des Motors 3 ausgibt, die Treibereinheit 6, die das von der Recheneinheit 51 ausgegebene PWM-Signal über die erste Puffereinheit 52 empfängt und die Inverterschaltung 2 basierend auf dem empfangenen PWM-Signal treibt, und die Rückkopplungseinheit 55, die das von der ersten Puffereinheit 52 ausgegebene PWM-Signal empfängt und das empfangene PWM-Signal an die Recheneinheit 51 rückkoppelt, wobei die Recheneinheit 51 ein redundantes PWM-Signal an die Treibereinheit 6 über die Rückkopplungseinheit 55 ausgibt, wenn die erste Puffereinheit 52 einen Fehler aufweist. So kann eine zuverlässigere Invertersteuervorrichtung geschaffen werden, auch wenn ein Fehler in der ersten Puffereinheit 52 auftritt, die das PWM-Signal ausgibt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, und andere Formen, die als im Rahmen des Umfangs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden können, sind im Umfang der Erfindung mit umfasst, sofern die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gleichspannungsenergiequelle
    2
    Inverterschaltung
    3
    Motor
    4
    Kondensator
    5
    Invertersteuereinheit
    6
    Treibereinheit
    51
    Recheneinheit
    52
    erste Puffereinheit
    53
    zweite Puffereinheit
    54
    Fehlererfassungseinheit
    55
    Rückkopplungseinheit

Claims (3)

  1. Invertersteuervorrichtung mit: einer Recheneinheit (51), die ein PWM-Signal zum Steuern eines Motors (3) ausgibt, einer Treibereinheit (6), die das von der Recheneinheit (51) ausgegebene PWM-Signal über eine Puffereinheit (52) empfängt und eine Invertereinheit basierend auf dem empfangenen PWM-Signal treibt, und einer Rückkopplungseinheit (55), die das von der Puffereinheit (52) ausgegebene PWM-Signal empfängt und das empfangene PWM-Signal an die Recheneinheit (51) rückkoppelt, wobei die Recheneinheit (51) das PWM-Signal an die Treibereinheit (6) über die Rückkopplungseinheit (55) ausgibt, wenn die Puffereinheit (52) einen Fehler aufweist.
  2. Invertersteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Fehlererfassungseinheit, die das von der Puffereinheit (52) ausgegebene PWM-Signal empfängt und den Fehler in der Puffereinheit (52) erfasst, wobei die Recheneinheit (51) das PWM-Signal an die Treibereinheit (6) über die Rückkopplungseinheit (55) ausgibt, wenn der Fehler in der Puffereinheit (52) von der Fehlererfassungseinheit erfasst wird.
  3. Invertersteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der, wenn die Puffereinheit (52) den Fehler aufweist, die Fehlererfassungseinheit das über die Rückkopplungseinheit (55) ausgegebene PWM-Signal empfängt und einen Fehler in der Rückkopplungseinheit (55) erfasst.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017114526A1 (de) * 2017-06-29 2019-01-03 Hanon Systems Verfahren zur Ansteuerung von Leistungshalbleitern in einem Inverter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100127680A1 (en) 2008-11-20 2010-05-27 Intersil Americas Inc. Pwm voltage converter with transient and permanent fault immunity through redundancy and feedback adjustment
JP2012032359A (ja) 2010-08-03 2012-02-16 Honda Motor Co Ltd 配線状態検出回路及び制御装置
JP2014045549A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Hitachi Automotive Systems Ltd モータ駆動回路、モータ駆動システム、電動パワーステアリングシステム、電動ブレーキシステム、車両駆動システム
US20140092655A1 (en) 2010-12-07 2014-04-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power Converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5122104B2 (ja) * 2006-09-26 2013-01-16 東芝三菱電機産業システム株式会社 電圧形自励式変換器のゲート回路方式
JP4649489B2 (ja) * 2008-03-27 2011-03-09 株式会社日立製作所 組電池の総電圧検出回路
JP5094797B2 (ja) * 2009-08-07 2012-12-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 直流電源平滑用コンデンサーの放電回路
DE102010024128A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Wechselspannungssteller
US20180138694A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-17 Ford Global Technologies, Llc Short detection and prevention for inverter sensor inputs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100127680A1 (en) 2008-11-20 2010-05-27 Intersil Americas Inc. Pwm voltage converter with transient and permanent fault immunity through redundancy and feedback adjustment
JP2012032359A (ja) 2010-08-03 2012-02-16 Honda Motor Co Ltd 配線状態検出回路及び制御装置
US20140092655A1 (en) 2010-12-07 2014-04-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power Converter
JP2014045549A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Hitachi Automotive Systems Ltd モータ駆動回路、モータ駆動システム、電動パワーステアリングシステム、電動ブレーキシステム、車両駆動システム

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