JP2002247865A - 交流チョッパ装置 - Google Patents
交流チョッパ装置Info
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- JP2002247865A JP2002247865A JP2001041264A JP2001041264A JP2002247865A JP 2002247865 A JP2002247865 A JP 2002247865A JP 2001041264 A JP2001041264 A JP 2001041264A JP 2001041264 A JP2001041264 A JP 2001041264A JP 2002247865 A JP2002247865 A JP 2002247865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アーム短絡保護回路の構成が単純で信頼性が高
く、装置を小型化することができる交流チョッパ装置を
提供する。 【解決手段】交流チョッパ装置１は、トーテムポール回
路８，９と並列に接続したスナバコンデンサＣ１，Ｃ２
の放電電流が流れる共通の電路にシャント抵抗Ｒ１を設
け、アーム短絡により発生した放電電流をシャント抵抗
Ｒ１により検出し、制御回路によりトーテムポール回路
８，９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をすべてオフにす
る。
く、装置を小型化することができる交流チョッパ装置を
提供する。 【解決手段】交流チョッパ装置１は、トーテムポール回
路８，９と並列に接続したスナバコンデンサＣ１，Ｃ２
の放電電流が流れる共通の電路にシャント抵抗Ｒ１を設
け、アーム短絡により発生した放電電流をシャント抵抗
Ｒ１により検出し、制御回路によりトーテムポール回路
８，９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をすべてオフにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧調整装置
等に用いられる交流チョッパ装置の改良に関する。
等に用いられる交流チョッパ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の交流チョッパ装置は、特開平７−
１０７７５１号公報に開示のように、スイッチング素子
（ＳＷ１）〜（ＳＷ４）の両端にダイオード（Ｄ１）〜
（Ｄ４）を逆並列に接続した２個のトーテムポール回路
により交流チョッパ装置が構成されている。交流チョッ
パ装置は、制御回路の故障やノイズによる制御回路の誤
動作等によってスイッチング素子（ＳＷ１）と（ＳＷ
２）又は（ＳＷ３）と（ＳＷ４）が同時にオンしてアー
ム短絡する場合がある。アーム短絡するとスイッチング
素子（ＳＷ１）〜（ＳＷ４）が破壊され、装置が故障す
るため、交流チョッパ装置にはアーム短絡を防ぐ構造が
設けられている。この交流チョッパ装置では、負荷に流
れる電流を検出する変流器（ＣＴａ）と、トーテムポー
ル回路に流れる電流を検出する変流器（ＣＴｂ），（Ｃ
Ｔｃ）が設けられ、これらの変流器（ＣＴａ）〜（ＣＴ
ｃ）によって短絡電流を検出すると、制御回路がトーテ
ムポール回路のスイッチング素子（ＳＷ１）〜（ＳＷ
４）をオフして装置を保護していた。
１０７７５１号公報に開示のように、スイッチング素子
（ＳＷ１）〜（ＳＷ４）の両端にダイオード（Ｄ１）〜
（Ｄ４）を逆並列に接続した２個のトーテムポール回路
により交流チョッパ装置が構成されている。交流チョッ
パ装置は、制御回路の故障やノイズによる制御回路の誤
動作等によってスイッチング素子（ＳＷ１）と（ＳＷ
２）又は（ＳＷ３）と（ＳＷ４）が同時にオンしてアー
ム短絡する場合がある。アーム短絡するとスイッチング
素子（ＳＷ１）〜（ＳＷ４）が破壊され、装置が故障す
るため、交流チョッパ装置にはアーム短絡を防ぐ構造が
設けられている。この交流チョッパ装置では、負荷に流
れる電流を検出する変流器（ＣＴａ）と、トーテムポー
ル回路に流れる電流を検出する変流器（ＣＴｂ），（Ｃ
Ｔｃ）が設けられ、これらの変流器（ＣＴａ）〜（ＣＴ
ｃ）によって短絡電流を検出すると、制御回路がトーテ
ムポール回路のスイッチング素子（ＳＷ１）〜（ＳＷ
４）をオフして装置を保護していた。
【０００３】また、特開平９−１８２４６３号公報に開
示のものは、トーテムポール回路を構成する２個のスイ
ッチング素子（１１），（１４）の夫々に短絡検知回路
（２１），（２４）を並列に接続してスイッチング素子
（１１），（１４）の電圧を検出し、両方の短絡検知回
路（２１），（２４）が同時にオンすると故障判別回路
（２７）がアーム短絡と判断して制御回路からスイッチ
ング素子（１１），（１４）をオフして装置を保護して
いた。
示のものは、トーテムポール回路を構成する２個のスイ
ッチング素子（１１），（１４）の夫々に短絡検知回路
（２１），（２４）を並列に接続してスイッチング素子
（１１），（１４）の電圧を検出し、両方の短絡検知回
路（２１），（２４）が同時にオンすると故障判別回路
（２７）がアーム短絡と判断して制御回路からスイッチ
ング素子（１１），（１４）をオフして装置を保護して
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
交流チョッパ装置は、負荷に流れる電流を検出するため
の変流器に加えてトーテムポール回路毎に変流器を必要
とし、後者の交流チョッパ装置は、スイッチング素子毎
に短絡検知回路を必要とするため、トーテムポール回路
が多くなるといずれも構成が複雑になり、大型化すると
いう欠点があった。
交流チョッパ装置は、負荷に流れる電流を検出するため
の変流器に加えてトーテムポール回路毎に変流器を必要
とし、後者の交流チョッパ装置は、スイッチング素子毎
に短絡検知回路を必要とするため、トーテムポール回路
が多くなるといずれも構成が複雑になり、大型化すると
いう欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記従来の交流チョッパ
装置の問題点に鑑み、本発明の目的は、アーム短絡保護
回路の構成が単純で信頼性が高く、装置を小型化するこ
とができる交流チョッパ装置を提供するもので、その構
造は、交流電源に接続したフィルタと、フィルタと接続
されスイッチング素子の両端にダイオードを逆並列に接
続した２個のスイッチング装置を直列接続した複数のト
ーテムポール回路と、トーテムポール回路と並列に接続
したスナバコンデンサと、トーテムポール回路の出力端
子と負荷との間に接続されたローパスフィルタから成る
交流チョッパ装置において、トーテムポール回路のアー
ム短絡によってスナバコンデンサの放電電流が流れる電
路に電流検出手段を設け、電流検出手段の出力によりト
ーテムポール回路のスイッチング素子をオフする制御手
段を設けたことである。
装置の問題点に鑑み、本発明の目的は、アーム短絡保護
回路の構成が単純で信頼性が高く、装置を小型化するこ
とができる交流チョッパ装置を提供するもので、その構
造は、交流電源に接続したフィルタと、フィルタと接続
されスイッチング素子の両端にダイオードを逆並列に接
続した２個のスイッチング装置を直列接続した複数のト
ーテムポール回路と、トーテムポール回路と並列に接続
したスナバコンデンサと、トーテムポール回路の出力端
子と負荷との間に接続されたローパスフィルタから成る
交流チョッパ装置において、トーテムポール回路のアー
ム短絡によってスナバコンデンサの放電電流が流れる電
路に電流検出手段を設け、電流検出手段の出力によりト
ーテムポール回路のスイッチング素子をオフする制御手
段を設けたことである。
【０００６】
【発明の実施の形態】交流チョッパ装置は、装置から発
生するノイズが交流電源に流出するのを防止するための
フィルタを交流電源に接続し、スイッチング素子の両端
にダイオードを逆並列に接続した２個のスイッチング装
置を直列接続した複数のトーテムポール回路をフィルタ
に接続し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路として
トーテムポール回路と並列にスナバコンデンサを接続
し、トーテムポール回路の出力端子と負荷との間にリア
クトルとコンデンサから成るローパスフィルタを接続
し、スナバコンデンサの放電電流が流れる電路に電流検
出手段を設け、電流検出手段の出力によりトーテムポー
ル回路のスイッチング素子をオフする制御手段を設け
る。
生するノイズが交流電源に流出するのを防止するための
フィルタを交流電源に接続し、スイッチング素子の両端
にダイオードを逆並列に接続した２個のスイッチング装
置を直列接続した複数のトーテムポール回路をフィルタ
に接続し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路として
トーテムポール回路と並列にスナバコンデンサを接続
し、トーテムポール回路の出力端子と負荷との間にリア
クトルとコンデンサから成るローパスフィルタを接続
し、スナバコンデンサの放電電流が流れる電路に電流検
出手段を設け、電流検出手段の出力によりトーテムポー
ル回路のスイッチング素子をオフする制御手段を設け
る。
【０００７】
【実施例】本発明に係る交流チョッパ装置の第１実施例
を図１〜図３の添付図面に基づいて説明する。
を図１〜図３の添付図面に基づいて説明する。
【０００８】交流チョッパ装置１は、装置から発生する
ノイズが交流電源２に流出するのを防止するためのフィ
ルタ３であるリアクトルＬ１を交流電源２に接続し、Ｉ
ＧＢＴ等のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の
両端にダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を逆並列に接
続した２個のスイッチング装置４と５及び６と７を直列
接続した２個のトーテムポール回路８，９をフィルタ３
に接続し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路として
トーテムポール回路８，９と並列にスナバコンデンサＣ
１，Ｃ２を接続し、トーテムポール回路８，９の出力端
子１０，１１と負荷１２との間にはリアクトルＬ２とコ
ンデンサＣ３から成るローパスフィルタ１３が設けられ
ている。
ノイズが交流電源２に流出するのを防止するためのフィ
ルタ３であるリアクトルＬ１を交流電源２に接続し、Ｉ
ＧＢＴ等のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の
両端にダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を逆並列に接
続した２個のスイッチング装置４と５及び６と７を直列
接続した２個のトーテムポール回路８，９をフィルタ３
に接続し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路として
トーテムポール回路８，９と並列にスナバコンデンサＣ
１，Ｃ２を接続し、トーテムポール回路８，９の出力端
子１０，１１と負荷１２との間にはリアクトルＬ２とコ
ンデンサＣ３から成るローパスフィルタ１３が設けられ
ている。
【０００９】スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、交流電源
２が正の半サイクルの間は制御回路１４によってスイッ
チング素子Ｑ３，Ｑ４がオンし、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２が交互に高速でオン・オフして交流電圧を裁断
波形にして出力している。このとき、スナバコンデンサ
Ｃ１は交流電源２によって充電され、スナバコンデンサ
Ｃ２はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４により短絡されてい
る。
２が正の半サイクルの間は制御回路１４によってスイッ
チング素子Ｑ３，Ｑ４がオンし、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２が交互に高速でオン・オフして交流電圧を裁断
波形にして出力している。このとき、スナバコンデンサ
Ｃ１は交流電源２によって充電され、スナバコンデンサ
Ｃ２はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４により短絡されてい
る。
【００１０】また、交流電源２が負の半サイクルの間は
制御回路１４によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオ
ンし、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が交互に高速でオン
・オフして交流電圧を裁断波形にして出力している。こ
のとき、スナバコンデンサＣ１はスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２により短絡され、スナバコンデンサＣ２は交流
電源２によって充電されている。
制御回路１４によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオ
ンし、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が交互に高速でオン
・オフして交流電圧を裁断波形にして出力している。こ
のとき、スナバコンデンサＣ１はスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２により短絡され、スナバコンデンサＣ２は交流
電源２によって充電されている。
【００１１】裁断された交流電圧はローパスフィルタ１
３によって元の交流波形に形成され、電圧を変えて負荷
１２に供給している。
３によって元の交流波形に形成され、電圧を変えて負荷
１２に供給している。
【００１２】図２に示すように、通常、スイッチング素
子Ｑ１〜Ｑ４の制御回路１４は、制御信号がトランジス
タＴＲ１に入力されると制御信号に応じてトランジスタ
ＴＲ１がオン・オフし、続いてゲートドライブ用集積回
路ＩＣ１のフォトカプラＰＣ１がオン・オフし、ゲート
ドライブ用集積回路ＩＣ１からスイッチング素子Ｑ１〜
Ｑ４にオン・オフ信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１
〜Ｑ４はオン・オフしている。
子Ｑ１〜Ｑ４の制御回路１４は、制御信号がトランジス
タＴＲ１に入力されると制御信号に応じてトランジスタ
ＴＲ１がオン・オフし、続いてゲートドライブ用集積回
路ＩＣ１のフォトカプラＰＣ１がオン・オフし、ゲート
ドライブ用集積回路ＩＣ１からスイッチング素子Ｑ１〜
Ｑ４にオン・オフ信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１
〜Ｑ４はオン・オフしている。
【００１３】ここで、例えば、何らかの原因により交流
電源２が正の半サイクルの間にスイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２が同時にオンしてアーム短絡が発生すると、スナバ
コンデンサＣ１に充電された電荷がスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を介して一気に放電され、このとき流れる大電
流によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が破壊される。
尚、交流電源２からの電流流入はフィルタ３によって立
ち上がりが制限されるため、アーム短絡発生直後は小さ
い。
電源２が正の半サイクルの間にスイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２が同時にオンしてアーム短絡が発生すると、スナバ
コンデンサＣ１に充電された電荷がスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を介して一気に放電され、このとき流れる大電
流によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が破壊される。
尚、交流電源２からの電流流入はフィルタ３によって立
ち上がりが制限されるため、アーム短絡発生直後は小さ
い。
【００１４】このアーム短絡を防ぐために、交流チョッ
パ装置１はスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流を検
出する電流検出手段とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制
御する制御手段が設けられている。
パ装置１はスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流を検
出する電流検出手段とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制
御する制御手段が設けられている。
【００１５】図３に示すように電流検出手段としてスナ
バコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流が流れる共通の電路
にシャント抵抗Ｒ１が設けられている。シャント抵抗Ｒ
１はシリコン双方向スイッチＳＢＳ１とフォトカプラＰ
Ｃ２の発光ダイオードと抵抗Ｒ２が並列に接続され、フ
ォトカプラＰＣ２の発光ダイオードと逆並列にダイオー
ドＤ５が接続されている。フォトカプラＰＣ２の発光ダ
イオードはスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流が流
れる極性に接続されている。抵抗Ｒ２はフォトカプラＰ
Ｃ２の発光ダイオードに流れる電流を制限するために設
けられ、ダイオードＤ５はフォトカプラＰＣ２の発光ダ
イオードに逆電圧が印加しないように設けられている。
バコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流が流れる共通の電路
にシャント抵抗Ｒ１が設けられている。シャント抵抗Ｒ
１はシリコン双方向スイッチＳＢＳ１とフォトカプラＰ
Ｃ２の発光ダイオードと抵抗Ｒ２が並列に接続され、フ
ォトカプラＰＣ２の発光ダイオードと逆並列にダイオー
ドＤ５が接続されている。フォトカプラＰＣ２の発光ダ
イオードはスナバコンデンサＣ１，Ｃ２の放電電流が流
れる極性に接続されている。抵抗Ｒ２はフォトカプラＰ
Ｃ２の発光ダイオードに流れる電流を制限するために設
けられ、ダイオードＤ５はフォトカプラＰＣ２の発光ダ
イオードに逆電圧が印加しないように設けられている。
【００１６】アーム短絡が発生し、スナバコンデンサＣ
１，Ｃ２から放電電流が流れ始め、シャント抵抗Ｒ１の
両端電圧がシリコン双方向スイッチＳＢＳ１のブレーク
オーバ電圧を越えると、シリコン双方向スイッチＳＢＳ
１がオンし、フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードに電
流が流れ、フォトカプラＰＣ２のトランジスタがオンす
る。トランジスタのオンによりトランジスタＴＲ２がオ
ンし、これによりサイリスタＳＣＲ１がオンし、サイリ
スタＳＣＲ１のオンによりトランジスタＴＲ３がオンし
て制御回路１４にアーム短絡検出信号が出力される。
１，Ｃ２から放電電流が流れ始め、シャント抵抗Ｒ１の
両端電圧がシリコン双方向スイッチＳＢＳ１のブレーク
オーバ電圧を越えると、シリコン双方向スイッチＳＢＳ
１がオンし、フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードに電
流が流れ、フォトカプラＰＣ２のトランジスタがオンす
る。トランジスタのオンによりトランジスタＴＲ２がオ
ンし、これによりサイリスタＳＣＲ１がオンし、サイリ
スタＳＣＲ１のオンによりトランジスタＴＲ３がオンし
て制御回路１４にアーム短絡検出信号が出力される。
【００１７】尚、電源投入時にスナバコンデンサＣ１，
Ｃ２に流入する充電電流は、スナバコンデンサＣ１，Ｃ
２からシャント抵抗Ｒ１を設けた電路を経由し、スイッ
チング素子Ｑ４又はＱ２方向に流れるが、この充電電流
によりシリコン双方向スイッチＳＢＳ１がオンしても充
電電流はフォトカプラＰＣ２の発光ダイオードに流れ
ず、ダイオードＤ５に流れる。従って、充電電流により
誤動作することはない。
Ｃ２に流入する充電電流は、スナバコンデンサＣ１，Ｃ
２からシャント抵抗Ｒ１を設けた電路を経由し、スイッ
チング素子Ｑ４又はＱ２方向に流れるが、この充電電流
によりシリコン双方向スイッチＳＢＳ１がオンしても充
電電流はフォトカプラＰＣ２の発光ダイオードに流れ
ず、ダイオードＤ５に流れる。従って、充電電流により
誤動作することはない。
【００１８】制御回路１４にアーム短絡検出信号が入力
されると、トランジスタＴＲ４がオンし、これによりト
ランジスタＴＲ１はオフし、ゲートドライブ用集積回路
ＩＣ１に制御信号が入力されないのでスイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４はオフする。
されると、トランジスタＴＲ４がオンし、これによりト
ランジスタＴＲ１はオフし、ゲートドライブ用集積回路
ＩＣ１に制御信号が入力されないのでスイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４はオフする。
【００１９】また、通常運転に復帰させる場合は、リセ
ット用トランジスタＴＲ５をオンし、サイリスタＳＣＲ
１をオフさせることにより、アーム短絡検出信号が出力
されないので制御回路１４のトランジスタＴＲ４がオフ
し、通常運転に復帰する。
ット用トランジスタＴＲ５をオンし、サイリスタＳＣＲ
１をオフさせることにより、アーム短絡検出信号が出力
されないので制御回路１４のトランジスタＴＲ４がオフ
し、通常運転に復帰する。
【００２０】本実施例においては、フォトカプラＰＣ２
により電気的に絶縁して信号を出力しているため、回路
構成を単純にできる。また、精度の高いシャント抵抗を
使用し、ブレークオーバ電圧のバラツキが小さいシリコ
ン双方向スイッチＳＢＳ１を使用することにより、精度
の高い装置を構成することができる。
により電気的に絶縁して信号を出力しているため、回路
構成を単純にできる。また、精度の高いシャント抵抗を
使用し、ブレークオーバ電圧のバラツキが小さいシリコ
ン双方向スイッチＳＢＳ１を使用することにより、精度
の高い装置を構成することができる。
【００２１】本発明に係る交流チョッパ装置の第２実施
例を図４〜図６の添付図面に基づいて説明する。
例を図４〜図６の添付図面に基づいて説明する。
【００２２】交流チョッパ装置２１は、装置から発生す
るノイズが交流電源２２に流出するのを防止するための
フィルタ２３であるリアクトルＬ１１を交流電源２２に
接続し、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１
２，Ｑ１３，Ｑ１４の両端にダイオードＤ１１，Ｄ１
２，Ｄ１３，Ｄ１４を逆並列に接続した２個のスイッチ
ング装置２４と２５及び２６と２７を直列接続した２個
のトーテムポール回路２８，２９をフィルタ２３に接続
し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路としてトーテ
ムポール回路２８，２９と並列にスナバコンデンサＣ１
１，Ｃ１２を接続し、トーテムポール回路２８，２９の
出力端子３０，３１と負荷３２との間にはリアクトルＬ
１２とコンデンサＣ１３から成るローパスフィルタ３３
が設けられている。
るノイズが交流電源２２に流出するのを防止するための
フィルタ２３であるリアクトルＬ１１を交流電源２２に
接続し、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１
２，Ｑ１３，Ｑ１４の両端にダイオードＤ１１，Ｄ１
２，Ｄ１３，Ｄ１４を逆並列に接続した２個のスイッチ
ング装置２４と２５及び２６と２７を直列接続した２個
のトーテムポール回路２８，２９をフィルタ２３に接続
し、過大電圧ノイズを吸収するスナバ回路としてトーテ
ムポール回路２８，２９と並列にスナバコンデンサＣ１
１，Ｃ１２を接続し、トーテムポール回路２８，２９の
出力端子３０，３１と負荷３２との間にはリアクトルＬ
１２とコンデンサＣ１３から成るローパスフィルタ３３
が設けられている。
【００２３】スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、交流
電源２２が正の半サイクルの間は制御回路３４によって
スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４がオンし、スイッチン
グ素子Ｑ１１，Ｑ１２が交互に高速でオン・オフして交
流電圧を裁断波形にして出力している。このとき、スナ
バコンデンサＣ１１は交流電源２２によって充電され、
スナバコンデンサＣ１２はスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ
１４により短絡されている。
電源２２が正の半サイクルの間は制御回路３４によって
スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４がオンし、スイッチン
グ素子Ｑ１１，Ｑ１２が交互に高速でオン・オフして交
流電圧を裁断波形にして出力している。このとき、スナ
バコンデンサＣ１１は交流電源２２によって充電され、
スナバコンデンサＣ１２はスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ
１４により短絡されている。
【００２４】また、交流電源２２が負の半サイクルの間
は制御回路３４によってスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１
２がオンし、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４が交互に
高速でオン・オフして交流電圧を裁断波形にして出力し
ている。このとき、スナバコンデンサＣ１１はスイッチ
ング素子Ｑ１１，Ｑ１２により短絡され、スナバコンデ
ンサＣ１２は交流電源２２によって充電されている。
は制御回路３４によってスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１
２がオンし、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４が交互に
高速でオン・オフして交流電圧を裁断波形にして出力し
ている。このとき、スナバコンデンサＣ１１はスイッチ
ング素子Ｑ１１，Ｑ１２により短絡され、スナバコンデ
ンサＣ１２は交流電源２２によって充電されている。
【００２５】裁断された交流電圧はローパスフィルタ３
３によって元の交流波形に形成され、電圧を変えて負荷
３２に供給している。
３によって元の交流波形に形成され、電圧を変えて負荷
３２に供給している。
【００２６】図５に示すように、通常、スイッチング素
子Ｑ１１〜Ｑ１４の制御回路３４は、制御信号がトラン
ジスタＴＲ１１に入力されると制御信号に応じてトラン
ジスタＴＲ１１がオン・オフし、続いてゲートドライブ
用集積回路ＩＣ１１のフォトカプラＰＣ１１がオン・オ
フし、ゲートドライブ用集積回路ＩＣ１１からスイッチ
ング素子Ｑ１１〜Ｑ１４にオン・オフ信号を出力し、ス
イッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４はオン・オフしている。
子Ｑ１１〜Ｑ１４の制御回路３４は、制御信号がトラン
ジスタＴＲ１１に入力されると制御信号に応じてトラン
ジスタＴＲ１１がオン・オフし、続いてゲートドライブ
用集積回路ＩＣ１１のフォトカプラＰＣ１１がオン・オ
フし、ゲートドライブ用集積回路ＩＣ１１からスイッチ
ング素子Ｑ１１〜Ｑ１４にオン・オフ信号を出力し、ス
イッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４はオン・オフしている。
【００２７】ここで、例えば、何らかの原因により交流
電源２２が正の半サイクルの間にスイッチング素子Ｑ１
１，Ｑ１２が同時にオンしてアーム短絡が発生すると、
スナバコンデンサＣ１１に充電された電荷がスイッチン
グ素子Ｑ１１，Ｑ１２を介して一気に放電され、このと
き流れる大電流によりスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２
が破壊される。尚、交流電源２２からの電流流入はフィ
ルタ２３によって立ち上がりが制限されるため、アーム
短絡発生直後は小さい。
電源２２が正の半サイクルの間にスイッチング素子Ｑ１
１，Ｑ１２が同時にオンしてアーム短絡が発生すると、
スナバコンデンサＣ１１に充電された電荷がスイッチン
グ素子Ｑ１１，Ｑ１２を介して一気に放電され、このと
き流れる大電流によりスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２
が破壊される。尚、交流電源２２からの電流流入はフィ
ルタ２３によって立ち上がりが制限されるため、アーム
短絡発生直後は小さい。
【００２８】このアーム短絡を防ぐために、交流チョッ
パ装置２１はスナバコンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電電
流を検出する電流検出手段とスイッチング素子Ｑ１１〜
Ｑ１４を制御する制御手段が設けられている。
パ装置２１はスナバコンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電電
流を検出する電流検出手段とスイッチング素子Ｑ１１〜
Ｑ１４を制御する制御手段が設けられている。
【００２９】図６に示すように電流検出手段としてスナ
バコンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電電流が流れる共通の
電路に変流器ＣＴが設けられている。変流器ＣＴの出力
間にスナバコンデンサＣ１１，Ｃ１２の充電電流を短絡
するためのダイオードＤ１５と検出電流値を設定するた
めの抵抗Ｒ１１が接続されている。
バコンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電電流が流れる共通の
電路に変流器ＣＴが設けられている。変流器ＣＴの出力
間にスナバコンデンサＣ１１，Ｃ１２の充電電流を短絡
するためのダイオードＤ１５と検出電流値を設定するた
めの抵抗Ｒ１１が接続されている。
【００３０】アーム短絡が発生し、スナバコンデンサＣ
１１，Ｃ１２の放電２次電流により抵抗Ｒ１１の両端電
圧がシリコン双方向スイッチＳＢＳ１１のブレークオー
バ電圧を越えると、シリコン双方向スイッチＳＢＳ１１
がオンし、変流器ＣＴからの放電２次電流がサイリスタ
ＳＣＲ１１のゲートに流れ、サイリスタＳＣＲ１１がオ
ンし、これによりトランジスタＴＲ１２がオンして制御
回路３４にアーム短絡検出信号が出力される。
１１，Ｃ１２の放電２次電流により抵抗Ｒ１１の両端電
圧がシリコン双方向スイッチＳＢＳ１１のブレークオー
バ電圧を越えると、シリコン双方向スイッチＳＢＳ１１
がオンし、変流器ＣＴからの放電２次電流がサイリスタ
ＳＣＲ１１のゲートに流れ、サイリスタＳＣＲ１１がオ
ンし、これによりトランジスタＴＲ１２がオンして制御
回路３４にアーム短絡検出信号が出力される。
【００３１】尚、電源投入時にスナバコンデンサＣ１
１，Ｃ１２に流入する充電電流は、スナバコンデンサＣ
１１，Ｃ１２から変流器ＣＴを設けた電路を経由し、ス
イッチング素子Ｑ１４又はＱ１２方向に流れるため、変
流器ＣＴからの充電電流はダイオードＤ１５により短絡
される。従って、充電電流により誤動作することはな
い。
１，Ｃ１２に流入する充電電流は、スナバコンデンサＣ
１１，Ｃ１２から変流器ＣＴを設けた電路を経由し、ス
イッチング素子Ｑ１４又はＱ１２方向に流れるため、変
流器ＣＴからの充電電流はダイオードＤ１５により短絡
される。従って、充電電流により誤動作することはな
い。
【００３２】制御回路３４にアーム短絡検出信号が入力
されると、トランジスタＴＲ１３がオンし、これにより
トランジスタＴＲ１１はオフし、ゲートドライブ用集積
回路ＩＣ１１に制御信号が入力されないのでスイッチン
グ素子Ｑ１１〜Ｑ１４はオフする。
されると、トランジスタＴＲ１３がオンし、これにより
トランジスタＴＲ１１はオフし、ゲートドライブ用集積
回路ＩＣ１１に制御信号が入力されないのでスイッチン
グ素子Ｑ１１〜Ｑ１４はオフする。
【００３３】また、通常運転に復帰させる場合は、リセ
ット用トランジスタＴＲ１４をオンし、サイリスタＳＣ
Ｒ１１をオフさせることにより、アーム短絡検出信号が
出力されないので制御回路３４のトランジスタＴＲ１３
がオフし、通常運転に復帰する。
ット用トランジスタＴＲ１４をオンし、サイリスタＳＣ
Ｒ１１をオフさせることにより、アーム短絡検出信号が
出力されないので制御回路３４のトランジスタＴＲ１３
がオフし、通常運転に復帰する。
【００３４】本実施例においては、電流検出手段として
絶縁型センサである変流器を使用しているため、回路構
成を単純にできる。また、変流器は電流変換精度が高
く、ブレークオーバ電圧のバラツキが小さいシリコン双
方向スイッチＳＢＳ１１を使用することにより、精度の
高い装置を構成することができる。
絶縁型センサである変流器を使用しているため、回路構
成を単純にできる。また、変流器は電流変換精度が高
く、ブレークオーバ電圧のバラツキが小さいシリコン双
方向スイッチＳＢＳ１１を使用することにより、精度の
高い装置を構成することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明に係る交流チョッパ
装置は、交流電源に接続したフィルタと、フィルタと接
続されスイッチング素子の両端にダイオードを逆並列に
接続した２個のスイッチング装置を直列接続した複数の
トーテムポール回路と、トーテムポール回路と並列に接
続したスナバコンデンサと、トーテムポール回路の出力
端子と負荷との間に接続されたローパスフィルタから成
る交流チョッパ装置において、トーテムポール回路のア
ーム短絡によってスナバコンデンサの放電電流が流れる
電路に電流検出手段を設け、電流検出手段の出力により
トーテムポール回路のスイッチング素子をオフする制御
手段を設けたことにより、スナバコンデンサの放電電流
のみを監視するので回路構成が単純になり、構成が単純
なので信頼性が高く、装置を小型化することができると
いう優れた効果を有するものである。
装置は、交流電源に接続したフィルタと、フィルタと接
続されスイッチング素子の両端にダイオードを逆並列に
接続した２個のスイッチング装置を直列接続した複数の
トーテムポール回路と、トーテムポール回路と並列に接
続したスナバコンデンサと、トーテムポール回路の出力
端子と負荷との間に接続されたローパスフィルタから成
る交流チョッパ装置において、トーテムポール回路のア
ーム短絡によってスナバコンデンサの放電電流が流れる
電路に電流検出手段を設け、電流検出手段の出力により
トーテムポール回路のスイッチング素子をオフする制御
手段を設けたことにより、スナバコンデンサの放電電流
のみを監視するので回路構成が単純になり、構成が単純
なので信頼性が高く、装置を小型化することができると
いう優れた効果を有するものである。
【００３６】また、スイッチング素子を破壊するスナバ
コンデンサの放電電流そのものを検出してスイッチング
素子のゲートブロックをかけるため、アーム短絡の検出
が確実で、スイッチング素子の破壊を余裕を持って防止
することができる。
コンデンサの放電電流そのものを検出してスイッチング
素子のゲートブロックをかけるため、アーム短絡の検出
が確実で、スイッチング素子の破壊を余裕を持って防止
することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る交流チョッパ装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る交流チョッパ装置の
制御回路である。
制御回路である。
【図３】本発明の第１実施例に係る交流チョッパ装置の
アーム短絡時にスナバコンデンサの放電電流を検出する
回路である。
アーム短絡時にスナバコンデンサの放電電流を検出する
回路である。
【図４】本発明の第２実施例に係る交流チョッパ装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る交流チョッパ装置の
制御回路である。
制御回路である。
【図６】本発明の第２実施例に係る交流チョッパ装置の
アーム短絡時にスナバコンデンサの放電電流を検出する
回路である。
アーム短絡時にスナバコンデンサの放電電流を検出する
回路である。
１…交流チョッパ装置 ２…交流電源 ４〜７…スイッチング装置 ８，９…トーテムポール回路 １２…負荷 １５…制御回路 Ｑ１〜Ｑ４…スイッチング素子 Ｄ１〜Ｄ５…ダイオード Ｃ１，Ｃ２…スナバコンデンサ ＴＲ１〜ＴＲ４…トランジスタ ＩＣ１…ゲートドライブ用集積回路 ＰＣ１，ＰＣ２…フォトカプラ ＳＢＳ１…シリコン双方向スイッチ Ｒ１…シャント抵抗 Ｒ２…抵抗 ＳＣＲ１…サイリスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源に接続したフィルタと、該フィ
ルタと接続されスイッチング素子の両端にダイオードを
逆並列に接続した２個のスイッチング装置を直列接続し
た複数のトーテムポール回路と、該トーテムポール回路
と並列に接続したスナバコンデンサと、前記トーテムポ
ール回路の出力端子と負荷との間に接続されたローパス
フィルタから成る交流チョッパ装置において、前記トー
テムポール回路のアーム短絡によって前記スナバコンデ
ンサの放電電流が流れる電路に電流検出手段を設け、該
電流検出手段の出力により前記トーテムポール回路のス
イッチング素子をオフする制御手段を設けたことを特徴
とする交流チョッパ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001041264A JP4739541B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 交流チョッパ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001041264A JP4739541B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 交流チョッパ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002247865A true JP2002247865A (ja) | 2002-08-30 |
| JP4739541B2 JP4739541B2 (ja) | 2011-08-03 |
Family
ID=18903729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001041264A Expired - Fee Related JP4739541B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 交流チョッパ装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4739541B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100713691B1 (ko) | 2003-11-28 | 2007-05-04 | 한빛이디에스(주) | 전압 강하 전용 전압제어장치 |
| CN102237813A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 三菱电机株式会社 | 功率变换电路 |
| CN102291006A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 上海威曼电气科技发展有限公司 | 一种交流斩波器 |
| CN103078548A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-01 | 南京航空航天大学 | 单级双向升降压逆变器 |
| CN103457506A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-12-18 | 南京航空航天大学 | 一种宽输入单级双向升降压逆变器 |
| KR101752444B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2017-07-04 | 서울반도체 주식회사 | 교류 발광 장치를 위한 조광 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137221A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Matsushita Electric Works Ltd | Counting device for electronic degital weighing scale |
| JPH07107751A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Nissin Electric Co Ltd | インバータ回路 |
| JPH09182461A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Toshiba Corp | Ｎｐｃインバータ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0313770Y2 (ja) * | 1980-03-13 | 1991-03-28 | ||
| JPH0539185U (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-25 | 株式会社明電舎 | 交流ｇｔｏスイツチの過電流保護回路 |
-
2001
- 2001-02-19 JP JP2001041264A patent/JP4739541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137221A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Matsushita Electric Works Ltd | Counting device for electronic degital weighing scale |
| JPH07107751A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Nissin Electric Co Ltd | インバータ回路 |
| JPH09182461A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Toshiba Corp | Ｎｐｃインバータ装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100713691B1 (ko) | 2003-11-28 | 2007-05-04 | 한빛이디에스(주) | 전압 강하 전용 전압제어장치 |
| KR101752444B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2017-07-04 | 서울반도체 주식회사 | 교류 발광 장치를 위한 조광 장치 |
| CN102237813A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 三菱电机株式会社 | 功率变换电路 |
| US8716986B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-05-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion circuit |
| US9065357B2 (en) | 2010-05-07 | 2015-06-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion circuit |
| CN102291006A (zh) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 上海威曼电气科技发展有限公司 | 一种交流斩波器 |
| CN103078548A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-01 | 南京航空航天大学 | 单级双向升降压逆变器 |
| CN103457506A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-12-18 | 南京航空航天大学 | 一种宽输入单级双向升降压逆变器 |
| CN103457506B (zh) * | 2013-08-08 | 2016-08-10 | 南京航空航天大学 | 一种宽输入单级双向升降压逆变器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4739541B2 (ja) | 2011-08-03 |
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