DE19501373A1 - Semiconductor composite element and method for detecting fault states in an inverter device containing the element - Google Patents
Semiconductor composite element and method for detecting fault states in an inverter device containing the elementInfo
- Publication number
- DE19501373A1 DE19501373A1 DE19501373A DE19501373A DE19501373A1 DE 19501373 A1 DE19501373 A1 DE 19501373A1 DE 19501373 A DE19501373 A DE 19501373A DE 19501373 A DE19501373 A DE 19501373A DE 19501373 A1 DE19501373 A1 DE 19501373A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- error
- error signal
- composite element
- semiconductor composite
- supply voltage
- 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.)
- Withdrawn
Links
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
- H02H7/12—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 for static converters or rectifiers
- H02H7/122—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 for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
-
- 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
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0828—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in composite switches
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K2017/0806—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Verbundelement, das in einem Gerät wie etwa einer Wechselrichtereinrichtung ver wendet wird, und bei dem Fehlerzustände wie Überstrom, Steuerspannungsabnahme und Überhitzung detektiert und ver schiedene Fehlersignale nach Maßgabe der jeweiligen so detektierten Fehlerzustände abgegeben werden, und ein Ver fahren zum Detektieren von Fehlerzuständen in einer Wechsel richtereinrichtung, die das Halbleiter-Verbundelement auf weist.The invention relates to a semiconductor composite element, which in a device such as an inverter device is used, and when fault conditions such as overcurrent, Control voltage decrease and overheating detected and ver different error signals according to the respective so detected error states are given, and a Ver drive to detect fault conditions in a change judge device on the semiconductor composite element points.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die interne Anordnung eines herkömmlichen Halbleiter-Verbundelements zeigt. Dabei bezeichnet 20 das Halbleiter-Verbundelement; 21a ist ein Steuerstromquellenanschluß der positiven Seite; 21b ist ein Steuerstromquellenanschluß der negativen Seite; 22a ist ein gemeinsamer Steueranschluß der positiven Seite; 23a ist ein Steuersignaleingang der positiven Seite; 23b ist ein Steuer signaleingang der negativen Seite; 24a ist ein Fehlersignal ausgang der positiven Seite; 24b ist ein Fehlersignalausgang der negativen Seite; 25a ist ein Gleichstromeingang der po sitiven Seite; 25b ist ein Gleichstromeingang der negativen Seite; 26 ist ein Wechselstromausgang; 27a ist ein Halb leiter-Schaltelement der positiven Seite, das ein Transistor ist; und 27b ist ein Halbleiter-Schaltelement der negativen Seite, das ebenfalls ein Transistor ist. Fig. 5 zeigt außer dem mit 28a eine Diode der positiven Seite; 28b ist eine Diode der negativen Seite; 29a ist ein Transistorstrom detektor der positiven Seite; 29b ist ein Transistorstrom detektor der negativen Seite; 30a ist ein Transistortreiber kreis der positiven Seite; 30b ist ein Transistortreiber kreis der negativen Seite; 31a ist eine Transistorüberstrom schutzschaltung der positiven Seite; 31b ist eine Transi storüberstromschutzschaltung der negativen Seite; 32a ist eine Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung der positiven Seite; 32b ist eine Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung der negativen Seite; 33 ist ein Temperatur sensor zur Erfassung einer Temperatur des Halbleiter-Ver bundelements 20; 34 ist eine Überhitzungsschutzschaltung; 35 ist ein erstes logisches ODER-Glied, das bei Erhalt irgend eines der Ausgangssignale der Transistorüberstromschutz schaltung 31a der positiven Seite und der Steuerspeisespan nungsabnahme-Schutzschaltung 32a der positiven Seite ein Ausgangssignal erzeugt; und 36 ist ein zweites logisches ODER-Glied, das bei Empfang eines der Ausgangssignale der Transistorüberstromschutzschaltung 31b der negativen Seite oder der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite ein Ausgangssignal erzeugt. Fig. 5 is a block diagram showing the internal arrangement of a conventional semiconductor composite. 20 denotes the semiconductor composite element; 21 a is a control power source connection of the positive side; 21 b is a negative side control power source terminal; 22 a is a common control connection of the positive side; 23 a is a control signal input of the positive side; 23 b is a control signal input of the negative side; 24 a is an error signal output of the positive side; 24 b is a negative side error signal output; 25 a is a DC input of the positive side; 25 b is a negative side DC input; 26 is an AC output; 27 a is a semiconductor switching element of the positive side, which is a transistor; and 27 b is a negative side semiconductor switching element which is also a transistor. Fig. 5 shows besides that with 28 a a diode of the positive side; 28 b is a negative side diode; 29 a is a transistor current detector of the positive side; 29 b is a transistor current detector of the negative side; 30 a is a transistor driver circle the positive side; 30 b is a transistor driver circuit of the negative side; 31 a is a transistor overcurrent protection circuit of the positive side; 31 b is a transistor overcurrent protection circuit of the negative side; 32 a is a control supply voltage decrease protection circuit of the positive side; 32 b is a control supply voltage decrease protection circuit of the negative side; 33 is a temperature sensor for detecting a temperature of the semiconductor composite element 20 ; 34 is an overheat protection circuit; 35 is a first logical OR gate, the circuit upon receipt of any of the output signals of the transistor overcurrent protection 31 a of the positive side and the control supply voltage decrease clamping protection circuit 32 a to the positive side of an output signal; and 36 a second logical OR gate which, upon receipt of the output signals of the transistor overcurrent protection circuit 31 of the negative side or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b b the negative side is generated an output signal.
Bei dem so aufgebauten herkömmlichen Halbleiter-Verbund element 20 werden Steuersignale, die nicht gleichzeitig den Transistor 27a der positiven Seite und den Transistor 27b der negativen Seite einschalten, an die Steuersignaleingänge 23a bzw. 23b der positiven bzw. der negativen Seite angelegt, so daß die Transistoren 27a und 27b durch den Transistortreiberkreis 30a der positiven Seite und den Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, um Wechselstrom an dem Wech selstromausgang 26 zur Verfügung zu stellen, wobei in den Transistoren Wechselstrom fließt.In the thus constructed conventional semiconductor composite element 20 are control signals which are not at the same time the transistor 27 a of the positive side and the transistor 27 to the negative side b turn, to the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive or the negative side is applied , so that the transistors 27 a and 27 b by the transistor driver circuit 30 a of the positive side and the transistor driver circuit 30 b of the negative side are alternately switched on and off in order to provide alternating current at the alternating current output 26 , with alternating current in the transistors flows.
Bei diesem Betrieb werden die in dem Transistor 27a der positiven Seite und dem Transistor 27b der negativen Seite fließenden Ströme von dem Stromdetektor 29a der positiven Seite und dem Stromdetektor 29b der negativen Seite detek tiert. Die Überstromschutzschaltung 31a der positiven Seite und die Überstromschutzschaltung 31b der negativen Seite stellen fest, ob die so detektierten Ströme fehlerhaft, d. h. größer als ein vorbestimmter Wert, sind. Wenn ein Überstromfehler detektiert wird, liefert die Überstrom schutzschaltung 31a der positiven Seite (oder die Überstrom schutzschaltung 31b der negativen Seite) ein Fehlersignal an den Transistortreiberkreis 30a der positiven Seite (oder an den Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite), der damit verbunden ist. Bei Erhalt des Fehlersignals schaltet der Transistortreiberkreis 30a der positiven Seite (oder der Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite) den Tran sistor 27a der positiven Seite (oder den Transistor 27b der negativen Seite) aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuersignals, das an dem Steuersignaleingang 23a der positiven Seite (oder 23b der negativen Seite) an liegt. Gleichzeitig liefert die Überstromschutzschaltung 31a der positiven Seite (oder die Überstromschutzschaltung 31b der negativen Seite) das Fehlersignal durch das erste logi sche ODER-Glied 35 (oder das zweite logische ODER-Glied 36) an den Fehlersignalausgang 24a der positiven Seite (oder den Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite).In this operation, the currents flowing in the transistor 27 a on the positive side and the transistor 27 b on the negative side are detected by the current detector 29 a on the positive side and the current detector 29 b on the negative side. The overcurrent protection circuit 31 a to the positive side and the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side determine if the thus detected flows, that is greater than a predetermined value, are faulty. If an overcurrent error is detected, the overcurrent provides protection circuit 31 a to the positive side (or the overcurrent protection circuit 31 of the negative side b) an error signal to the transistor driving circuit 30 a to the positive side (or b to the transistor driving circuit 30 of the negative side), the resulting connected is. Upon receipt of the error signal, the transistor drive circuit 30 turns on a positive side (or the transistor driving circuit 30 b of the negative side) the Tran sistor 27 a of the positive side (or the transistor 27 b of the negative side), to turn off the current, notwithstanding of the control signal which is at the control signal input 23 a of the positive side (or 23 b of the negative side). At the same time, the overcurrent protection circuit 31 provides a positive side (or the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side) the error signal by the first logi cal OR gate 35 (or the second logical OR gate 36) to the error signal output 24 a of the positive side (or the error signal output 24 b of the negative side).
Andererseits werden eine Steuerspeisespannung, die zwischen dem Steuerstromquellenanschluß 21a der positiven Seite und dem gemeinsamen Steueranschluß 22a der positiven Seite auf gebracht wird, und eine Steuerspeisespannung, die zwischen dem Steuerstromquellenanschluß 21b der negativen Seite und dem gemeinsamen Steueranschluß 22b der negativen Seite auf gebracht wird, von der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutz schaltung 32a der positiven Seite bzw. der Steuerspeisespan nungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite abge lesen, so daß festgestellt wird, ob die Steuerspeisespan nungen fehlerhaft sind, indem sie einen vorbestimmten Wert unterschreiten. Wenn ein Fehler vorliegt, der eine Abnahme der Steuerspeisespannung bedingt, wird auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen Überstromdetektierung von der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der posi tiven Seite (oder von der Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung 32b der negativen Seite) ein Fehlersignal an den Transistortreiberkreis 30a der positiven Seite (oder den Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite) abgegeben. Bei Empfang des Fehlersignals schaltet der Transistortrei berkreis 30a der positiven Seite (oder der Transistortrei berkreis 30b der negativen Seite) den Transistor 27a der positiven Seite (oder den Transistor 27b der negativen Seite) aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuersignals, das an dem Steuersignaleingang 23a der positiven Seite (oder 23b der negativen Seite) anliegt. Gleichzeitig liefert die Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung 32a der positiven Seite (oder die Steuer speisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite) das Fehlersignal durch das erste logische ODER-Glied 35 (oder das zweite logische ODER-Glied 36) an den Fehler signalausgang 24a der positiven Seite (oder den Fehlersi gnalausgang 24b der negativen Seite).On the other hand, a control supply voltage, which is brought up between the control current source connection 21 a on the positive side and the common control connection 22 a on the positive side, and a control supply voltage that between the control current source connection 21 b on the negative side and the common control connection 22 b on the negative side is brought from the control supply voltage decrease protection circuit 32 a of the positive side or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b of the negative side, so that it is determined whether the control supply voltages are faulty by falling below a predetermined value. If there is an error that causes a decrease in the control supply voltage, an error signal is sent to the transistor driver circuit in a manner similar to the overcurrent detection described above by the control supply voltage decrease protection circuit 32 a on the positive side (or by the control supply voltage decrease protection circuit 32 b on the negative side) 30 a of the positive side (or the transistor driver circuit 30 b of the negative side). Upon receipt of the error signal, the transistor driver circuit 30 a of the positive side (or the transistor driver circuit 30 b of the negative side) turns off the transistor 27 a of the positive side (or the transistor 27 b of the negative side) in order to switch off the current, specifically regardless of the control signal which is present at the control signal input 23 a of the positive side (or 23 b of the negative side). At the same time, the control supply voltage decrease protection circuit 32 a of the positive side (or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b of the negative side) supplies the error signal through the first logic OR gate 35 (or the second logic OR gate 36 ) to the error signal output 24 a positive side (or the error signal output 24 b of the negative side).
Die Temperatur des Halbleiter-Verbundelements 20 wird von dem Temperatursensor 33 erfaßt. Die Überhitzungsschutzschal tung 34 entscheidet, ob die so erfaßte Temperatur fehlerhaft ist, indem sie einen vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn ein Überhitzungsfehler detektiert wird, gibt die Überhit zungsschutzschaltung 34 ein Fehlersignal an den Transistor treiberkreis 30b der ,negativen Seite ab. Bei Empfang des Fehlersignals schaltet der Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite den Transistor 27b der negativen Seite aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuer signals, das an dem Steuersignaleingang 23b der negativen Seite anliegt. Gleichzeitig gibt die Überhitzungsschutz schaltung 34 das Fehlersignal durch das zweite logische ODER-Glied 36 an den Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite ab.The temperature of the semiconductor composite element 20 is detected by the temperature sensor 33 . The overheating protection circuit 34 decides whether the temperature thus detected is incorrect by exceeding a predetermined value. If an overheating error is detected, the overheating protection circuit 34 outputs an error signal to the transistor driver circuit 30 b of the negative side. Upon receipt of the error signal, the transistor driver circuit 30 b of the negative side turns off the transistor 27 b of the negative side in order to switch off the current, regardless of the control signal which is present at the control signal input 23 b of the negative side. Simultaneously, the overheating protection circuit is 34, the error signal by the second logic OR gate 36 b to the error signal output 24 of the negative side.
Bei dem herkömmlichen Halbleiter-Verbundelement werden, wie oben beschrieben, zur Detektierung von drei Fehlerzuständen eines Überstroms, einer Steuerspeisespannungsabnahme und einer Überhitzung der detektierte Strom, die detektierte Spannung und die erfaßte Temperatur mit den jeweiligen vorbestimmten Werten verglichen, um festzustellen, ob sie fehlerhaft sind; und wenn festgestellt wird, daß der Strom oder die Spannung oder die Temperatur abnormal ist, wird das Fehlersignal abgegeben, um den Fehlerzustand zu beseitigen. Bei dem Halbleiter-Verbundelement besteht jedoch das Pro blem, daß aus dem so abgegebenen Fehlersignal der spezielle jeweilige Fehlerzustand nicht erkannt werden kann.In the conventional semiconductor composite element, how described above, for the detection of three fault conditions an overcurrent, a control supply voltage decrease and overheating the detected current, the detected Voltage and the detected temperature with the respective predetermined values to determine if they are are faulty; and if it is found that the current or the voltage or the temperature is abnormal, it will Error signal issued to eliminate the error condition. The pro is the semiconductor composite element blem that the special error signal emitted respective error status cannot be recognized.
Die Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Pro blem, das bei dem herkömmlichen Halbleiter-Verbundelement auftritt, zu beseitigen.The invention was made to the Pro described above blem that in the conventional semiconductor composite element occurs.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Halblei ter-Verbundelements, bei dem drei Fehlerzustände, und zwar ein Überstrom, eine Steuerspeisespannungsabnahme und eine Überhitzung, detektiert werden und je nach den drei Fehler zuständen verschiedene Fehlersignale abgegeben werden, um die betroffene Vorrichtung zu schützen.The object of the invention is to provide a half lead ter composite element, in which three error states, namely an overcurrent, a control supply voltage decrease and one Overheating, can be detected and depending on the three errors different error signals are given to protect the affected device.
Ein Vorteil der Erfindung ist dabei die Bereitstellung eines Verfahrens zum Detektieren von Fehlerzuständen in einer Wechselrichtereinrichtung, die ein solches Halbleiter-Ver bundelement aufweist.An advantage of the invention is the provision of a Method for detecting fault conditions in a Inverter device that such a semiconductor Ver has bund element.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Halbleiter-Verbundelements, das gekennzeichnet ist durch: eine Fehlerzustands-Detektiereinrichtung zum Detek tieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespannungs abnahme von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiter schaltelementen und zum Detektieren einer Überhitzung des Halbleiter-Verbundelements; und eine Fehlersignalerzeugungs einrichtung zum Erzeugen von verschiedenen Fehlersignalen nach Maßgabe der jeweiligen von der Fehlerzustands-Detek tiereinrichtung detektierten Fehlerzustände.This task is solved by the provision a semiconductor composite element, which is characterized by: a fault condition detection device for detection animals of an overcurrent and a control supply voltage Acceptance of one or all of the variety of semiconductors switching elements and for detecting overheating of the Semiconductor composite element; and error signal generation device for generating various error signals according to the respective of the fault condition detection animal device detected fault conditions.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ein Halb leiter-Verbundelement angegeben, das gekennzeichnet ist durch: eine erste Fehlerzustands-Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespan nungsabnahme des ersten Halbleiter-Schaltelements; eine zweite Fehlerzustands-Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespannungsabnahme des zweiten Halbleiter-Schaltelements und einer Überhitzung des Halbleiter-Verbundelements; eine erste Fehlersignalerzeu gungseinrichtung zum Erzeugen verschiedener Fehlersignale nach Maßgabe der von der ersten Fehlerzustands-Detektier einrichtung detektierten jeweiligen Fehlerzustände; und eine zweite Fehlersignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen ver schiedener Fehlersignale nach Maßgabe der von der zweiten Fehlerzustands-Detektiereinrichtung detektierten Fehler zustände.In an advantageous development of the invention, a half specified conductor composite element, which is marked by: a first fault condition detection device for Detecting an overcurrent and a control supply voltage decrease in voltage of the first semiconductor switching element; a second fault condition detection device for detection an overcurrent and a control supply voltage decrease of the second semiconductor switching element and overheating of the Semiconductor composite element; a first error signal generator supply device for generating various error signals according to that of the first fault condition detector device detected respective error states; and a second error signal generating device for generating ver different error signals in accordance with that of the second Fault condition detection device detects faults conditions.
Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren angegeben zum Detektieren von Fehlerzuständen in einer Wechselrichterein richtung, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß, wenn ein Überstrom von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiter-Schaltelementen detektiert wird, ein dem entsprechendes erstes Fehlersignal abgegeben wird, daß, wenn eine Steuerspeisespannungsabnahme von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiter-Schaltelementen detektiert wird, ein dementsprechendes zweites Fehlersignal abgegeben wird, und daß, wenn eine Überhitzung des Halbleiter-Verbundelements detektiert wird, ein dementsprechendes drittes Fehlersignal abgegeben wird, wobei jedes von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Fehlersignal in bezug auf die übrigen Fehler signale unverwechselbar ist.The invention also provides a method for Detect fault conditions in an inverter direction, the method being characterized in that when an overcurrent of one or all of the multitude is detected by semiconductor switching elements, a corresponding first error signal is given that if a control supply voltage decrease from one or all of the Variety of semiconductor switching elements is detected, a corresponding second error signal is emitted, and that if the semiconductor composite element overheats is detected, a corresponding third error signal is delivered, each of the first, second and the third error signal with respect to the other errors signals is distinctive.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:The invention is also described below with respect to further Features and advantages based on the description of exec example and with reference to the enclosed Drawings explained in more detail. The drawings show in:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die innere Anordnung eines Halbleiter-Verbundelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 1 is a block diagram of a semiconductor composite member showing the internal arrangement according to an embodiment of the invention;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die Anordnung einer Wechselrichtereinrichtung zeigt, die die Halb leiter-Verbundelemente gemäß der Erfindung auf weist; Fig. 2 is a block diagram showing the arrangement of an inverter device having the semiconductor composite elements according to the invention;
Fig. 3(a) bis 3(c) Diagramme von verschiedenen Fehlersignalen, die an den Fehlersignalausgängen des Halbleiter- Verbundelements erzeugt werden, wenn Fehlerzu stände darin auftreten; Fig. 3 (a) (c) are diagrams of various error signals are generated at the error signal outputs of the semiconductor composite element when Fehlerzu stands therein occur to 3;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Betrieb einer Fehler signalerzeugungseinrichtung beschreibt, die für die Erfindung besonders charakteristisch ist; und Fig. 4 is a flowchart describing the operation of an error signal generating device which is particularly characteristic of the invention; and
Fig. 5 ein Blockschaltbild, das die innere Anordnung eines herkömmlichen Halbleiter-Verbundelements zeigt. Fig. 5 is a block diagram showing the internal arrangement of a conventional semiconductor composite element.
Das Blockdiagramm von Fig. 1 zeigt die innere Anordnung eines Halbleiter-Verbundelements gemäß der ersten Ausfüh rungsform. Dabei bezeichnet 50 das Halbleiter-Verbundele ment; 51 ist eine erste Fehlerzustands-Detektiereinrichtung, die eine Überstromschutzschaltung 31a der positiven Seite und eine Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der positiven Seite aufweist; 52 ist eine zweite Fehlerzu stands-Detektiereinrichtung, die eine Überstromschutz schaltung 31b der negativen Seite, eine Steuerspeisespan nungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite und eine Überhitzungsschutzzuschaltung 34 aufweist; 53 ist eine erste Fehlersignalerzeugungseinrichtung, die die Ausgangs signale der Überstromschutzschaltung 31a der positiven Seite und der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der positiven Seite empfängt, um Ausgangssignale zu erzeugen, wie noch beschrieben wird; und 54 ist eine zweite Fehlersi gnalerzeugungseinrichtung, die eines der besonderen Merkmale der Erfindung darstellt. Die Einrichtung 54 empfängt die Ausgangssignale der Überstromschutzschaltung 31b der nega tiven Seite, der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschal tung 32b und der Überhitzungsschutzschaltung 34, um Aus gangssignale zu erzeugen, wie noch beschrieben wird. Die übrigen Komponenten sind die gleichen wie bei dem herkömm lichen Halbleiter-Verbundelement von Fig. 5 und werden nicht nochmals beschrieben.The block diagram of FIG. 1 shows the internal arrangement of a semiconductor composite element according to the first embodiment. 50 denotes the semiconductor composite element; 51 is a first fault condition detection device which has an overcurrent protection circuit 31a on the positive side and a control supply voltage decrease protection circuit 32a on the positive side; 52 is a second Fehlerzu stands detecting means, the circuit, an overcurrent protection 31 b b has the negative side, a control supply voltage clamping protection circuit 32 decreases the negative side and overheating protection switching 34; 53 is a positive side receives a first error signal generating means, the signals from the output of the overcurrent protection circuit 31 a to the positive side and the control supply voltage decrease protection circuit 32, to generate output signals, as will be described; and 54 is a second error signal generator which is one of the particular features of the invention. The device 54 receives the output signals of the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side, the control supply voltage decrease protection circuit 32 b and the overheating protection circuit 34 to generate output signals, as will be described. The other components are the same as in the conventional semiconductor composite element of FIG. 5 and will not be described again.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Überhitzungsschutz schaltung 34 ein Teil der zweiten Fehlerzustands-Detektier einrichtung 52. Sie kann aber statt dessen ein Teil der ersten Fehlerzustands-Detektiereinrichtung 51 sein, oder sie kann sowohl in der ersten als auch in der zweiten Fehlerzu stands-Detektiereinrichtung 51 und 52 vorgesehen sein.In the first embodiment, the overheating protection circuit 34 is part of the second fault condition detection device 52 . However, it can instead be part of the first fault condition detection device 51 , or it can be provided both in the first and in the second fault condition detection device 51 and 52 .
Das Blockschaltbild von Fig. 2 zeigt die Anordnung einer Wechselrichtereinrichtung, die die obigen Halbleiter-Ver bundelemente aufweist. Dabei sind 10a, 10b und 10c Stromein gänge der Wechselrichtereinrichtung; 11 ist eine Dioden brücke, die als Umrichter dient; 12 ist ein Glättungskonden sator; 50a, 50b und 50c sind die Halbleiter-Verbundelemente, die im einzelnen in Fig. 1 gezeigt sind; 26a, 26b und 26c sind Wechselstromausgänge der Wechselrichtereinrichtung; 13 ist ein in der Wechselrichtereinrichtung vorgesehener Mikro computer; 14a bis 14b sind Trennverstärker; und 15 ist eine Abgabeeinrichtung, beispielsweise elektrische Anschlüsse oder eine Anzeigeeinrichtung wie etwa ein LED-Monitor, um die Fehlersignale von der Wechselrichtereinrichtung abzu geben.The block diagram of FIG. 2 shows the arrangement of an inverter device which has the above semiconductor composite elements. 10 a, 10 b and 10 c are current inputs of the inverter device; 11 is a diode bridge that serves as an inverter; 12 is a smoothing capacitor; 50 a, 50 b and 50 c are the semiconductor composite elements, which are shown in detail in Fig. 1; 26 a, 26 b and 26 c are AC outputs of the inverter device; 13 is a microcomputer provided in the inverter device; 14 a to 14 b are isolation amplifiers; and 15 is a delivery device, for example electrical connections or a display device such as an LED monitor, for delivering the error signals from the inverter device.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Wechselrichtereinrichtung wird den Stromeingängen 10a bis 10c zugeführter Wechselstrom von der Diodenbrücke 11 zu Gleichstrom gleichgerichtet und von dem Glättungskondensator 12 geglättet. Der Mikrocomputer 13 liefert Steuersignale durch die Trennverstärker 14a bis 14f an die Steuersignaleingänge 23a und 23b der positiven und der negativen Seite der drei Halbleiter-Verbundelemente 50a, 50b und 50c. Infolgedessen werden in diesen Halbleiter-Ver bundelementen sechs Halbleiterschaltelemente (bei dieser Ausführungsform Transistoren, die nicht gezeigt sind) ge schaltet, so daß der genannte Gleichstrom zu Wechselstrom einer gewünschten Frequenz und einer gewünschten Spannung umgerichtet wird. Der Wechselstrom wird an den Ausgängen 26a, 26b und 26c abgegeben.In the inverter device shown in FIG. 2, alternating current supplied to the current inputs 10 a to 10 c is rectified by the diode bridge 11 to direct current and smoothed by the smoothing capacitor 12 . The microcomputer 13 supplies control signals through the isolating amplifiers 14 a to 14 f to the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive and the negative side of the three semiconductor composite elements 50 a, 50 b and 50 c. As a result, six semiconductor switching elements (transistors, which are not shown in this embodiment) are switched in these semiconductor composite elements, so that the said direct current is converted to alternating current of a desired frequency and a desired voltage. The alternating current is delivered at the outputs 26 a, 26 b and 26 c.
Bei diesem Betrieb ist jedes der Halbleiter-Verbundelemente 50a, 50b und 50c wie folgt wirksam. Die Halbleiter-Verbund elemente 50a bis 50c sind jeweils wie in Fig. 1 gezeigt ausgelegt. Daher schalten die Transistortreiberkreise 30a und 30b der positiven und der negativen Seite die Transisto ren 27a und 27b der positiven und der negativen Seite nach Maßgabe der Steuersignale, die dem Steuersignaleingang 23a bzw. 23b der positiven bzw. der negativen Seite zugeführt werden, und dadurch wird an dem Wechselstromausgang 26 Wechselstrom erzeugt.In this operation, each of the semiconductor composite elements 50 a, 50 b and 50 c is effective as follows. The semiconductor composite elements 50 a to 50 c are each designed as shown in Fig. 1. Therefore, the transistor driver circuits 30 a and 30 b of the positive and the negative side, the Transisto ren 27 a and 27 b of the positive and the negative side in accordance with the control signals, the control signal input 23 a and 23 b of the positive and the negative side are supplied, and thereby alternating current is generated at the AC output 26 .
Der in dem Transistor 27a der positiven Seite und in dem Transistor 27b der negativen Seite fließende Strom wird von dem Stromdetektor 29a der positiven Seite bzw. dem Strom detektor 29b der negativen Seite detektiert. Die Überstrom schutzschaltung 31a der positiven Seite und die Überstrom schutzschaltung 31b der negativen Seite beurteilen, ob die so detektierten Ströme fehlerhaft sind, d. h. ob sie größer als ein vorbestimmter Wert sind. Wenn ein Fehlerzustand detektiert wird, liefert die Überstromschutzschaltung 31a der positiven Seite (oder die Überstromschutzschaltung 31b der negativen Seite) ein Fehlersignal an den Transistortrei berkreis 30a der positiven Seite (oder den Transistortrei berkreis 30b der negativen Seite). Bei Empfang des Fehler signals schaltet der Transistortreiberkreis 30a der posi tiven Seite (oder der Transistortreiberkreis 30b der nega tiven Seite) den Transistor 27a der positiven Seite (oder den Transistor 27b der negativen Seite) aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuersignals, das an dem Steuersignaleingang 23a der positiven Seite (oder 23b der negativen Seite) anliegt, um dadurch einen Schutz vor Überstrom zu bewirken. Gleichzeitig liefert die Überstrom schutzschaltung 31a der positiven Seite (oder die Überstrom schutzschaltung 31b der negativen Seite) das Fehlersignal an die erste Fehlersignalerzeugungseinrichtung, d. h. an den Fehlersignalerzeugungskreis 53 der positiven Seite (oder an die zweite Fehlersignalerzeugungseinrichtung, d. h. an den Fehlersignalerzeugungskreis 54 der negativen Seite). In den Fehlersignalerzeugungskreisen 53 oder 54 wird ein Impulssi gnal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 1 ms, wie Fig. 3(a) zeigt, als ein Signal erzeugt, das einen Überstrom fehler anzeigt. Das Impulssignal wird dem Fehlersignalaus gang 24a der positiven Seite (oder dem Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite) zugeführt. The current flowing in the transistor 27 a on the positive side and in the transistor 27 b on the negative side is detected by the current detector 29 a on the positive side and the current detector 29 b on the negative side. The overcurrent protection circuit 31 a of the positive side and the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side judge whether the currents thus detected are faulty, that is, whether they are larger than a predetermined value. When a fault condition is detected, the overcurrent protection circuit 31 provides a positive side (or the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side), an error signal to the Transistortrei berkreis 30 a of the positive side (or the Transistortrei berkreis 30 b of the negative side). Upon receipt of the error signal, the transistor driving circuit 30 switches a the posi tive side (or the transistor driving circuit 30 b of the nega tive side) the transistor 27 a of the positive side (or the transistor 27 b of the negative side), to turn off the current, and regardless of the control signal that is present at the control signal input 23 a of the positive side (or 23 b of the negative side), to thereby provide protection against overcurrent. At the same time, the overcurrent protection circuit 31 a of the positive side (or the overcurrent protection circuit 31 b of the negative side) supplies the error signal to the first error signal generating device, ie to the error signal generating circuit 53 of the positive side (or to the second error signal generating device, ie to the error signal generating circuit 54 of the negative Page). In the error signal generating circuits 53 or 54 , a pulse signal with a pulse (on) duration of 1 ms, as shown in FIG. 3 (a), is generated as a signal indicating an overcurrent error. The pulse signal is supplied to the error signal output 24 a on the positive side (or the error signal output 24 b on the negative side).
Andererseits werden eine Steuerspeisespannung, die zwischen dem Steuerstromquellenanschluß 21a der positiven Seite und dem gemeinsamen Steueranschluß 22a der positiven Seite anliegt, und eine Steuerspeisespannung, die zwischen dem Steuerstromquellenanschluß 21b der negativen Seite und dem gemeinsamen Steueranschluß 22b der negativen Seite anliegt, von der Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der positiven Seite bzw. der Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung 32b der negativen Seite abgelesen. Infolge dessen wird festgestellt, ob die Steuerspeisespannungen fehlerhaft, d. h. kleiner als ein vorbestimmter Wert sind. Wenn die Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der positiven Seite (oder die Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung 32b der negativen Seite) beurteilt, daß die Steuerspeisespannung fehlerhaft ist, liefert ähnlich wie im Fall des oben beschriebenen Überstromfehlers die Steuer speisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32a der negativen Seite (oder die Steuerspeisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite) ein Signal an den Transistortrei berkreis 30a der positiven Seite (oder an den Transistor treiberkreis 30b der negativen Seite). Bei Empfang des Feh lersignals schaltet der Transistortreiberkreis 30a der posi tiven Seite (oder der Transistortreiberkreis 30b der nega tiven Seite) den Transistor 27a der positiven Seite (oder den Transistor 27b der negativen Seite) aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuersignals, das dem Steuersignaleingang 23a (oder 23b) der positiven Seite (oder der negativen Seite) zugeführt wird, um dadurch einen Schutz vor einer Steuerspeisespannungsabnahme vorzusehen.On the other hand, a control supply voltage which is present between the control current source connection 21 a on the positive side and the common control connection 22 a on the positive side, and a control supply voltage which is present between the control current source connection 21 b on the negative side and the common control connection 22 b on the negative side the control supply voltage decrease protection circuit 32 a to the positive side and the control supply voltage decrease protection circuit 32 of the negative side b read. As a result, it is determined whether the control supply voltages are faulty, that is to say less than a predetermined value. When the supply voltage decrease protection circuit 32 a to the positive side (or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b of the negative side) is judged that the control supply voltage is incorrect, provides similarly to the case of an overcurrent fault described above, the control supply voltage decrease protection circuit 32 a of the negative side (or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b of the negative side) a signal to the transistor driver circuit 30 a of the positive side (or to the transistor driver circuit 30 b of the negative side). Upon receipt of the Def lersignals the transistor drive circuit 30 switches a the posi tive side (or the transistor driving circuit 30 b of the nega tive side) the transistor 27 a of the positive side (or the transistor 27 b of the negative side) to the power off, and regardless of the control signal that is fed to the control signal input 23 a (or 23 b) of the positive side (or the negative side), thereby providing protection against a control supply voltage decrease.
Gleichzeitig liefert die Steuerspeisespannungsabnahme schutzschaltung 32a der positiven Seite (oder die Steuer speisespannungsabnahme-Schutzschaltung 32b der negativen Seite) das Fehlersignal an den Fehlersignalerzeugungskreis 53 der positiven Seite (oder den Fehlersignalerzeugungskreis 54 der negativen Seite). In dem Fehlersignalerzeugungskreis 53 oder 54 wird ein Impulssignal mit einer Impuls(ein schalt)dauer von 2 ms gemäß Fig. 3(b) als ein Signal er zeugt, das eine Steuerspeisespannungsabnahme anzeigt. Das Impulssignal wird dem Fehlersignalausgang 24a der positiven Seite (oder dem Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite) zugeführt.At the same time, the control supply voltage decrease protection circuit 32 a of the positive side (or the control supply voltage decrease protection circuit 32 b of the negative side) supplies the error signal to the error signal generation circuit 53 of the positive side (or the error signal generation circuit 54 of the negative side). In the error signal generating circuit 53 or 54 , a pulse signal with a pulse (on) duration of 2 ms as shown in FIG. 3 (b) is generated as a signal indicating a control supply voltage decrease. The pulse signal is fed to the error signal output 24 a on the positive side (or the error signal output 24 b on the negative side).
Die Temperatur jedes Halbleiter-Verbundelements 50 wird von dem Temperatursensor 33 erfaßt. Die Überhitzungsschutz schaltung 34 bestimmt; ob die so erfaßte Temperatur fehler haft, d. h. höher als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn festgestellt wird, daß die Temperatur fehlerhaft ist, lie fert die Überhitzungsschutzschaltung 34 ein Fehlersignal an den Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite. Aufgrund des Fehlersignals schaltet der Transistortreiberkreis 30b der negativen Seite den Transistor 27b der negativen Seite aus, um den Strom abzuschalten, und zwar ungeachtet des Steuersignals, das an dem Steuersignaleingang 23b der nega tiven Seite anliegt, um dadurch einen Überhitzungsschutz zu bewirken.The temperature of each semiconductor composite element 50 is detected by the temperature sensor 33 . The overheating protection circuit 34 determines; whether the temperature thus detected is erroneous, that is, higher than a predetermined value. If it is determined that the temperature is faulty, the overheating protection circuit 34 delivers an error signal to the transistor driver circuit 30 b of the negative side. Due to the error signal, the transistor driver circuit 30 b of the negative side turns off the transistor 27 b of the negative side in order to switch off the current, regardless of the control signal which is present at the control signal input 23 b of the negative side, to thereby provide overheating protection.
Gleichzeitig liefert die Überhitzungsschutzschaltung 34 das Fehlersignal an den Fehlersignalerzeugungskreis 54 der negativen Seite. Dieser gibt ein Impulssignal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 3 ms ab, wie Fig. 3(c) zeigt. Dieses Signal bezeichnet einen Überhitzungsfehler und wird dem Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite zugeführt.At the same time, the overheating protection circuit 34 supplies the error signal to the error signal generating circuit 54 on the negative side. This emits a pulse signal with a pulse (on) duration of 3 ms, as shown in Fig. 3 (c). This signal denotes an overheating error and is fed to the error signal output 24 b on the negative side.
Die Fehlersignalausgänge 24a und 24b der positiven bzw. der negativen Seite der Halbleiter-Verbundelemente 50a, 50b und 50c sind durch die Trennverstärker 14g bis 14l mit dem Mikrocomputer 13 der Wechselrichtereinrichtung verbunden. Bei Empfang des Fehlersignals von den Halbleiter-Verbund elementen 50a bis 50c wird der Mikrocomputer 13 daher wirk sam, um zum Schutz der Wechselrichtereinrichtung die Abgabe der Steuersignale zu unterbrechen, die sonst durch die Trennverstärker 14a bis 14f den Steuersignaleingängen 23a und 23b der positiven und negativen Seite der drei Halb leiter-Verbundelemente 50a bis 50c zugeführt werden würden, um so die Transistoren 27a und 27b der positiven und nega tiven Seite zu schalten.The error signal outputs 24 a and 24 b of the positive and negative sides of the semiconductor composite elements 50 a, 50 b and 50 c are connected to the microcomputer 13 of the inverter device by the isolating amplifiers 14 g to 14 l. Upon receipt of the error signal from the semiconductor composite elements 50 a to 50 c, the microcomputer 13 is effective sam to interrupt the protection of the inverter device, the delivery of the control signals, which otherwise through the isolation amplifier 14 a to 14 f the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive and negative side of the three semiconductor composite elements 50 a to 50 c would be supplied so as to switch the transistors 27 a and 27 b of the positive and negative side.
Gleichzeitig identifiziert der Mikrocomputer 3 den Fehler zustand aufgrund des Fehlersignals. Beispielsweise wird, wie Fig. 3(a) zeigt, der Überstromfehler aus dem Impulssignal erkannt, das eine Impuls(einschalt)dauer von 1 ms hat. Fer ner wird, wie Fig. 3(b) zeigt, der Unterstromfehler aus der Impuls(einschalt)Dauer von 2 ms erkannt. Der Überhitzungszu stand wurde in bezug auf das Signal 3(c) bereits beschrie ben. Der Inhalt des so erkannten Fehlers wird zu der Abga beeinrichtung 15 übertragen, so daß er von der Wechsel richtereinrichtung durch die Abgabeeinrichtung 15, d. h. elektrische Anschlüsse oder eine Anzeigeeinheit wie etwa einen LiED-Monitor, abgegeben wird.At the same time, the microcomputer 3 identifies the error state based on the error signal. For example, as shown in Fig. 3 (a), the overcurrent error is recognized from the pulse signal which has a pulse (on) duration of 1 ms. Furthermore, as shown in FIG. 3 (b), the undercurrent error is recognized from the pulse (on) duration of 2 ms. The overheating condition has already been described with respect to signal 3 (c). The content of the error thus detected is transmitted to the output device 15 so that it is output by the inverter device through the output device 15 , ie electrical connections or a display unit such as a LiED monitor.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird der obige Betrieb außerdem für den Fall der Fehlerzustandsdetektierung durch die zweite Fehlersignalerzeugungseinrichtung, d. h. den Fehlersignal erzeugungskreis 54 der negativen Seite, beschrieben. Wenn der Fehlersignalerzeugungskreis 54 der negativen Seite einen Fehlerzustand detektiert (S1), werden die Transistoren 27a und 27b der positiven und der negativen Seite in jedem der Halbleiter-Verbundelemente 50a, 50b und 50c ausgeschaltet (S2). Dann wird abgefragt, ob der detektierte Fehlerzustand Überstrom ist (S3). Wenn beurteilt wird, daß der detektierte Fehlerzustand Überstrom ist, wird das Fehlersignal, das das Impulssignal mit der Impuls(einschalt)dauer von 1 ms ist, dem Fehlersignalausgang 24b zugeführt (S4). Aufgrund des an dem Fehlersignalausgang 24b abgegebenen Fehlersignals wird die Zuführung der Steuersignale zu den Steuersignaleingängen 23a und 23b der positiven und der negativen Seite durch den Mikrocomputer 13 unterbrochen, um dadurch den Betrieb der Transistoren 27a und 27b der positiven und der negativen Seite abzustellen, während gleichzeitig auf der Anzeige einheit der Überstromfehler angezeigt wird (S5). With reference to FIG. 4, the above operation will also be described in the case of the failure condition detection by the second failure signal generating means, that is, the negative side error signal generating circuit 54 . If the error signal generation circuit 54 of the negative side detects an error state (S1), the transistors 27 a and 27 b of the positive and the negative side in each of the semiconductor composite elements 50 a, 50 b and 50 c are switched off (S2). Then it is queried whether the detected fault state is overcurrent (S3). When it is judged that the detected error condition is excess current, the error signal, which is the pulse signal having the pulse (start) time of 1 ms, the error signal output 24 is supplied to b (S4). Due to the error signal output at the error signal output 24 b, the supply of the control signals to the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive and the negative side is interrupted by the microcomputer 13 , thereby the operation of the transistors 27 a and 27 b of the positive and the negative Turn off the side while the overcurrent fault is displayed on the display unit (S5).
Wenn der detektierte Fehlerzustand nicht Überstrom ist, wird abgefragt, ob der Fehlerzustand eine Steuerspeisespannungs abnahme ist (S6). Wenn beurteilt wird, daß der Fehlerzustand eine Steuerspeisespannungsabnahme ist, wird das Fehlersi gnal, das das Impulssignal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 2 ms ist, dem Fehlersignalausgang 24b zugeführt (S7). Aufgrund des an dem Fehlersignalausgang 24b abgegebenen Fehlersignals unterbricht der Mikrocomputer 13 die Zuführung der Steuersignale zu den Steuersignaleingängen 23a und 23b der positiven und der negativen Seite, um dadurch den Be trieb der Transistoren 27a und 27b der positiven und der negativen Seite abzustellen, während gleichzeitig der Steuerspeisespannungsabnahme-Fehler auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird (S8).If the detected fault state is not overcurrent, a query is made as to whether the fault state is a control supply voltage decrease (S6). If it is judged that the error condition is a control supply voltage decrease, the error signal, which is the pulse signal with a pulse (on) duration of 2 ms, is supplied to the error signal output 24 b (S7). Due to the error signal output at the error signal output 24 b, the microcomputer 13 interrupts the supply of the control signals to the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive and negative sides, thereby operating the transistors 27 a and 27 b of the positive and negative sides turn off while the control supply voltage decrease error is displayed on the display unit (S8).
Wenn der detektierte Fehlerzustand nicht die Steuerspeise spannungsabnahme ist, handelt es sich um Überhitzung. Daher wird das Fehlersignal, das das Impulssignal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 3 ms ist, dem Fehlersignalausgang 24b der negativen Seite zugeführt (S9). Aufgrund des an dem Fehlersignalausgang 24b abgegebenen Fehlersignals unter bricht der Mikrocomputer 13 die Zuführung der Steuersignale zu den Steuersignaleingängen 23a und 23b der positiven und der negativen Seite, um dadurch den Betrieb der Transistoren 27a und 27b der positiven und der negativen Seite abzustel len, während gleichzeitig der Überhitzungsfehler auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird (S10). Der Fehlersignalerzeu gungskreis 54 der negativen Seite arbeitet auf die oben beschriebene Weise.If the detected fault condition is not the control supply voltage decrease, it is overheating. Therefore, the error signal, which is the pulse signal with a pulse (on) duration of 3 ms, is supplied to the error signal output 24 b on the negative side (S9). Due to the error signal output at the error signal output 24 b, the microcomputer 13 interrupts the supply of the control signals to the control signal inputs 23 a and 23 b of the positive and the negative side, thereby the operation of the transistors 27 a and 27 b of the positive and the negative side stop while the overheating error is displayed on the display unit (S10). The negative side error signal generation circuit 54 operates in the manner described above.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird für den Überstromfehlerzustand das Impulssignal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 1 ms als das Fehlersignal ab gegeben; für den Steuerspeisespannungsabnahme-Fehler wird das Impulssignal mit einer Impuls(einschalt)dauer von 2 ms als das Fehlersignal abgegeben; und für den Überhitzungs fehler wird das Impulssignal mit einer Impuls(einschalt) dauer von 3 ms als das Fehlersignal abgegeben. Die Erfindung ist aber nicht dadurch oder darauf beschränkt. Alle Signale, die voneinander unterscheidbar sind, um die jeweiligen Fehlerzustände zu bezeichnen, beispielsweise verschiedene Amplituden, Frequenzen, Phasen oder dergleichen, können als die Fehlersignale genutzt werden.In the first embodiment described above, for the overcurrent fault condition the pulse signal with a Pulse (on) lasts from 1 ms as the error signal given; for the control supply voltage decrease error the pulse signal with a pulse (switch-on) duration of 2 ms given as the error signal; and for overheating error is the pulse signal with a pulse (switch on) duration of 3 ms as the error signal. The invention but is not limited to or by this. All signals, which are distinguishable from each other by the respective Identify error conditions, for example different ones Amplitudes, frequencies, phases or the like can be used as the error signals are used.
Ferner ist zwar bei der oben beschriebenen ersten Aus führungsform für jeden Transistor ein Fehlersignalausgang vorgesehen, aber das stellt ebenfalls keine Einschränkung dar. Es kann eine Vielzahl von Fehlersignalausgängen vor gesehen sein, so daß die Fehlersignale voneinander durch eine bestimmte Bitzahl unterscheidbar sind.Furthermore, although the first described above is off an error signal output for each transistor provided, but this is not a limitation either There can be a variety of error signal outputs be seen so that the error signals from each other a certain number of bits can be distinguished.
Außerdem hat zwar bei der oben beschriebenen ersten Ausfüh rungsform das Halbleiter-Verbundelement zwei Transistoren, aber die Zahl der Transistoren ist nicht darauf beschränkt.In addition, in the first embodiment described above form the semiconductor composite element two transistors, but the number of transistors is not limited to this.
Da also die Fehlersignalerzeugungseinrichtungen verschiedene Fehlersignale je nach den entsprechenden Fehlerzuständen wie Überstrom, Abnahme der Steuerspeisespannung und Überhitzung erzeugen, können die Fehlerzustände in dem Halbleiter-Ver bundelement exakt erkannt werden, so daß die Fehlerzustände rasch beseitigt werden können.So since the error signal generating devices are different Error signals depending on the corresponding error conditions such as Overcurrent, decrease in control supply voltage and overheating can generate the error conditions in the semiconductor Ver bundle element can be recognized exactly, so that the error conditions can be eliminated quickly.
Außerdem erzeugen bei dem Halbleiter-Verbundelement die erste und die zweite Fehlersignalerzeugungseinrichtung ver schiedene Fehlersignale nach Maßgabe der jeweiligen Fehler zustände wie Überstrom, Abnahme der Steuerspeisespannung und Überhitzung, was es ermöglicht, die Fehlerzustände schneller zu erkennen und zu beseitigen.In addition, in the semiconductor composite element first and second error signal generating devices ver different error signals in accordance with the respective errors conditions such as overcurrent, decrease in control supply voltage and Overheating, which allows the fault conditions to be reached more quickly to recognize and eliminate.
Bei dem Verfahren zur Detektierung von Fehlerzuständen in einer Wechselrichtereinrichtung werden dadurch, daß der Überstrom der Fehlerzustände in der Wechselrichtereinrichtung exakt identifiziert und rasch beseitigt werden kann, nach teilige Auswirkungen auf die betroffene Vorrichtung vermie den oder minimiert.In the method for detecting fault conditions in an inverter device are characterized in that the Overcurrent of the fault conditions in the inverter device can be identified exactly and quickly eliminated Avoid partial effects on the affected device the or minimized.
Claims (9)
Fehlerzustands-Detektiereinrichtungen (51, 52) zum Detek tieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespannungsab nahme von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiter schaltelementen (27a, 27b) und einer Überhitzung des Halb leiter-Verbundelements (50); und
Fehlersignalerzeugungseinrichtungen (53, 54) zum Erzeugen von verschiedenen Fehlersignalen nach Maßgabe der von den Fehlerzustands-Detektiereinrichtungen detektierten jeweili gen Fehlerzustände.1. A semiconductor composite element ( 50 ) with a plurality of semiconductor switching elements ( 27 a, 27 b) for controlling an inverter, characterized by
Fault condition detection means ( 51 , 52 ) for detecting an overcurrent and a control supply voltage decrease from one or all of the plurality of semiconductor switching elements ( 27 a, 27 b) and overheating of the semiconductor composite element ( 50 ); and
Fault signal generating devices ( 53 , 54 ) for generating different fault signals in accordance with the respective fault states detected by the fault state detection devices.
eine erste Fehlerzustands-Detektiereinrichtung (51) zum Detektieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespan nungsabnahme des ersten Halbleiterschaltelements;
eine zweite Fehlerzustands-Detektiereinrichtung (52) zum Detektieren eines Überstroms und einer Steuerspeisespan nungsabnahme des zweiten Halbleiterschaltelements und einer Überhitzung des Halbleiter-Verbundelements;
eine erste Fehlersignalerzeugungseinrichtung (53) zum Erzeugen von verschiedenen Fehlersignalen nach Maßgabe der von der ersten Fehlerzustands-Detektiereinrichtung detek tierten jeweiligen Fehlerzustände; und
eine zweite Fehlersignalerzeugungseinrichtung (54) zum Erzeugen von verschiedenen Fehlersignalen nach Maßgabe der von der zweiten Fehlerzustands-Detektiereinrichtung detek tierten jeweiligen Fehlerzustände.4. Semiconductor composite element with at least a first and a second semiconductor switching element for controlling an inverter, characterized by
first fault condition detecting means ( 51 ) for detecting an overcurrent and a control supply voltage decrease of the first semiconductor switching element;
second fault condition detection means ( 52 ) for detecting an overcurrent and a control supply voltage decrease of the second semiconductor switching element and overheating of the semiconductor composite element;
a first error signal generating device ( 53 ) for generating various error signals in accordance with the respective error states detected by the first error condition detection device; and
a second error signal generating device ( 54 ) for generating different error signals in accordance with the respective error states detected by the second error condition detection device.
daß, wenn ein Überstrom von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen detektiert wird, ein dement sprechendes erstes Fehlersignal abgegeben wird,
daß, wenn eine Steuerspeisespannungsabnahme von einem oder allen der Vielzahl von Halbleiterschaltelementen detek tiert wird, ein dementsprechendes zweites Fehlersignal abge geben wird, und
daß, wenn eine Überhitzung des Halbleiter-Verbundelements detektiert wird, ein dementsprechendes drittes Fehlersignal abgegeben wird,
wobei jedes von dem ersten, zweiten und dritten Fehlersi gnal in bezug auf die übrigen Fehlersignale unverwechselbar ist.7. A method for detecting fault conditions in an inverter device having a semiconductor composite element with a plurality of semiconductor switching elements to control a device, wherein overcurrent and control supply voltage decrease from one or all of the plurality of semiconductor switching elements and overheating of the semiconductor composite element are detected , characterized,
that when an overcurrent is detected by one or all of the plurality of semiconductor switching elements, a corresponding first error signal is emitted,
that when a control supply voltage decrease is detected by one or all of the plurality of semiconductor switching elements, a corresponding second error signal is given, and
that if an overheating of the semiconductor composite element is detected, a corresponding third error signal is emitted,
each of the first, second and third error signals being distinctive with respect to the remaining error signals.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224791A JPH0898505A (en) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | Semiconductor compound element and method for detecting failure of inverter device with semiconductor compound element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19501373A1 true DE19501373A1 (en) | 1996-03-28 |
Family
ID=16819262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19501373A Withdrawn DE19501373A1 (en) | 1994-09-20 | 1995-01-18 | Semiconductor composite element and method for detecting fault states in an inverter device containing the element |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0898505A (en) |
| KR (1) | KR100193949B1 (en) |
| CN (1) | CN1039269C (en) |
| DE (1) | DE19501373A1 (en) |
| GB (1) | GB2293505B (en) |
| HK (1) | HK1010003A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006655A2 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Protection circuit for a power semiconductor |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5712802A (en) * | 1996-04-16 | 1998-01-27 | General Electric Company | Thermal protection of traction inverters |
| JP3635988B2 (en) * | 1999-05-27 | 2005-04-06 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | Semiconductor device |
| 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 |
| DE60025324D1 (en) * | 2000-03-17 | 2006-03-30 | St Microelectronics Srl | Self-deactivating and self-reacting arrangement for DC-DC converters |
| JP4344542B2 (en) * | 2003-05-30 | 2009-10-14 | 田淵電機株式会社 | Inverter power control circuit for high frequency heating equipment |
| JP4701052B2 (en) * | 2005-09-21 | 2011-06-15 | 矢崎総業株式会社 | Overcurrent detection device |
| CN101382585B (en) * | 2007-09-07 | 2011-01-26 | 比亚迪股份有限公司 | Test method, apparatus and generator for inverter in generator |
| US8344801B2 (en) | 2010-04-02 | 2013-01-01 | Mks Instruments, Inc. | Variable class characteristic amplifier |
| US8400739B2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-03-19 | General Electric Company | System and method for operating inverters |
| CN102751856B (en) * | 2012-07-19 | 2015-04-08 | 成都芯源系统有限公司 | Multiphase switching converter with overcurrent protection function and control method thereof |
| CN109143109A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 蔚来汽车有限公司 | Electric vehicle inverter fault detection and processing method, device and storage medium |
| JP6824142B2 (en) | 2017-11-22 | 2021-02-03 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor modules and power converters |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD271404A1 (en) * | 1988-03-31 | 1989-08-30 | Numerik Karl Marx Karlmarx Sta | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE COMPLETE OVERLOAD PROTECTION OF SHUT-OFF SEMICONDUCTOR COMPONENTS IN CONTROL UNITS FOR ELECTRICAL DRIVES |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3646398A (en) * | 1970-07-16 | 1972-02-29 | Gen Electric | Static switch protective circuit activated by shorted commutation thyrister |
| US4052659A (en) * | 1976-11-15 | 1977-10-04 | Nasa | Overload protection system for power inverter |
| JP2782601B2 (en) * | 1986-06-24 | 1998-08-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Power control fault isolation indicator |
| GB2225909B (en) * | 1988-11-17 | 1993-11-24 | Honda Motor Co Ltd | DC resistance welding apparatus |
| JPH0494956A (en) * | 1990-08-13 | 1992-03-27 | Brother Ind Ltd | Indicator for recording device |
| GB2267190A (en) * | 1992-05-15 | 1993-11-24 | Ind Tech Res Inst | Circuit breaker with current range indicator |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP6224791A patent/JPH0898505A/en active Pending
- 1994-12-23 GB GB9426168A patent/GB2293505B/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-17 KR KR1019950000696A patent/KR100193949B1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-01-18 DE DE19501373A patent/DE19501373A1/en not_active Withdrawn
- 1995-01-20 CN CN95100274A patent/CN1039269C/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-17 HK HK98110678A patent/HK1010003A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD271404A1 (en) * | 1988-03-31 | 1989-08-30 | Numerik Karl Marx Karlmarx Sta | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE COMPLETE OVERLOAD PROTECTION OF SHUT-OFF SEMICONDUCTOR COMPONENTS IN CONTROL UNITS FOR ELECTRICAL DRIVES |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006655A2 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Protection circuit for a power semiconductor |
| EP1006655A3 (en) * | 1998-12-01 | 2004-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Protection circuit for a power semiconductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9426168D0 (en) | 1995-02-22 |
| GB2293505B (en) | 1998-11-11 |
| KR960012647A (en) | 1996-04-20 |
| HK1010003A1 (en) | 1999-06-11 |
| JPH0898505A (en) | 1996-04-12 |
| CN1039269C (en) | 1998-07-22 |
| GB2293505A (en) | 1996-03-27 |
| KR100193949B1 (en) | 1999-06-15 |
| CN1119359A (en) | 1996-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102014107561B4 (en) | Current measurement and overcurrent detection | |
| DE112004003035B4 (en) | Method for detecting earth fault conditions in a motor controller | |
| DE19702134A1 (en) | Protection circuit for high-performance switch components | |
| DE19614354C2 (en) | Control circuit for a MOS gate-controlled power semiconductor circuit | |
| DE102015205627B4 (en) | Load drive device | |
| DE19501373A1 (en) | Semiconductor composite element and method for detecting fault states in an inverter device containing the element | |
| DE10032321A1 (en) | Measurement circuit for inverter dead time compensation has semiconducting switch element per inverter arm, P-channel FET, stage for measuring resistance clamp voltage | |
| DE3640546C2 (en) | ||
| DE112017003161B4 (en) | Power conversion device and logic circuit | |
| EP0268930B1 (en) | Circuit arrangement with a self-protecting power switch | |
| DE112013001471T5 (en) | Power converter control device | |
| DE112006003353T5 (en) | inverter | |
| DE112016003102T5 (en) | driving | |
| DE102019205048A1 (en) | Drive device for a semiconductor element | |
| EP1182762B1 (en) | Electrical tool and method of its use | |
| DE2601252A1 (en) | DC current measurement without conducting connection - has current flowing through winding on ferromagnetic core with second winding | |
| DE2228834A1 (en) | DETECTOR FOR DETERMINING A CIRCUIT ROUTE ACCORDING TO MEASUREMENT FOR A DC BUBBING LINE | |
| DE112016002572T5 (en) | SIGNAL TRANSMISSION SWITCHING AND ENERGY TRANSFORMER | |
| DE3840806A1 (en) | Circuit arrangement for parallel connection of any chosen number of pulse invertors | |
| DE2930371A1 (en) | ARRANGEMENT FOR DETECTING DEFECTIVE DIODES IN RECTIFIER BRIDGES WITH SEVERAL DIODES | |
| DE2333930C3 (en) | Mains protection device for fault detection for a three-phase network | |
| DE3826284A1 (en) | Overcurrent protection with status message in a floating drive circuit of an insulated-gate transistor | |
| DE3541549A1 (en) | Method and device for protecting signals in traffic lights | |
| DE2228924A1 (en) | Monitoring device for the cells of a power converter | |
| EP1478071A2 (en) | Method for monitoring a power output stage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |