JP2003061363A - Boot capacitor charging method and load driving device - Google Patents

Boot capacitor charging method and load driving device

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JP2003061363A
JP2003061363A JP2001243659A JP2001243659A JP2003061363A JP 2003061363 A JP2003061363 A JP 2003061363A JP 2001243659 A JP2001243659 A JP 2001243659A JP 2001243659 A JP2001243659 A JP 2001243659A JP 2003061363 A JP2003061363 A JP 2003061363A
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JP
Japan
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switching element
side switching
arm side
boot
period
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Application number
JP2001243659A
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Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Hashimoto
雅文 橋本
Toshiaki Sato
俊彰 佐藤
Masanobu Tomoe
正信 巴
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To charge a boot capacitor properly in controlling an inverter. SOLUTION: A high-arm controlling circuit 33 controls a transistor 42, a high-arm-side switching element, provided in an inverter 4U. The controlling circuit 33 operates by a charging voltage supplied from the boot capacitor 32. The boot capacitor 32 is charged in a pre-charging period prior to an ordinary operation period for driving a load 6. In the pre-charging period, while the transistor 42 is left in an 'off' state, a transistor 41, a low-arm side switching element, is turned on and off repeatedly. This structure enables a controlling power circuit 30 to charge the boot capacitor 32 prior to the ordinary operation period without causing a heavy load to be put on the controlling power circuit 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、相互に直列に接
続されたローアーム側スイッチング素子及びハイアーム
側スイッチング素子を備えたインバータの制御技術に関
する。特に当該インバータを制御する回路に動作電源を
与えるブートコンデンサを充電するブート技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control technique for an inverter having a low arm side switching element and a high arm side switching element connected in series with each other. In particular, the present invention relates to a boot technique for charging a boot capacitor that supplies operating power to a circuit that controls the inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータは、出力線を介して相互に直
列に接続されたローアーム側スイッチング素子及びハイ
アーム側スイッチング素子を備える。このインバータを
制御する技術には、ブートコンデンサを用いるものがあ
る。出力線に対して高電位を生成してハイアーム側スイ
ッチング素子を制御する回路(以下「ハイアーム制御回
路」と称す)の電源を得るために、出力線に一端が接続
されたブートコンデンサを充電する。このブートコンデ
ンサが充電された状態で、ハイアーム制御回路が正常に
動作する。ブートコンデンサの充電は直流電源を用いて
行われる。
2. Description of the Related Art An inverter includes a low arm side switching element and a high arm side switching element connected in series with each other via an output line. Some techniques for controlling this inverter use a boot capacitor. In order to obtain a power source for a circuit that generates a high potential on the output line and controls the high-arm side switching element (hereinafter, referred to as a “high arm control circuit”), a boot capacitor whose one end is connected to the output line is charged. With this boot capacitor charged, the high arm control circuit operates normally. The boot capacitor is charged by using a DC power supply.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】インバータを制御する
初期ではブートコンデンサを充電するのに大きな電流が
流れるので、直流電源の出力電圧が低下する場合があ
る。その場合にはブートコンデンサの充電が遅れ、イン
バータを制御する初期においてハイアーム制御回路が正
常に動作しない期間が長引いてしまう。これに起因して
ローアーム側スイッチング素子の損失が増大し、破壊に
至る可能性もある。
Since a large current flows to charge the boot capacitor in the initial stage of controlling the inverter, the output voltage of the DC power supply may decrease. In that case, the charging of the boot capacitor is delayed, and the period during which the high-arm control circuit does not operate normally in the initial stage of controlling the inverter is prolonged. Due to this, the loss of the switching element on the low arm side increases, which may lead to destruction.

【0004】この発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、ブートコンデンサを、インバータの制御に
おいて適切に充電する技術を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for appropriately charging a boot capacitor in controlling an inverter.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項1
にかかるものは、ローアーム側スイッチング素子(4
1)に直列に接続されてインバータ(4U)に設けられ
たハイアーム側スイッチング素子(42)の動作を制御
するハイアーム制御回路(33)に対して動作電源を与
えるブートコンデンサ(32)を電源回路(30)で充
電する、ブートコンデンサの充電方法である。そして前
記インバータにおいて前記ローアーム側スイッチング素
子及び前記ハイアーム側スイッチング素子が通常のスイ
ッチングを行う通常動作期間よりも前の前置充電期間に
おいて、前記ハイアーム側スイッチング素子を常にオフ
し、前記ローアーム側スイッチング素子を介して前記電
源回路によって前記ブートコンデンサを充電する。
[Means for Solving the Problems] Claim 1 of the present invention
Is the switching element (4
A boot capacitor (32) that supplies operating power to a high arm control circuit (33) that is connected in series to 1) and controls the operation of a high arm side switching element (42) provided in an inverter (4U). It is a method of charging the boot capacitor, which is charged in 30). In the inverter, in the pre-charge period before the normal operation period in which the low-arm side switching element and the high-arm side switching element perform normal switching, the high-arm side switching element is always turned off and the low-arm side switching element is turned on. The boot capacitor is charged by the power supply circuit via.

【0006】この発明のうち請求項2にかかるものは、
請求項1記載のブートコンデンサの充電方法であって、
前記前置充電期間において、前記ローアーム側スイッチ
ング素子はオン/オフを繰り返す。
According to claim 2 of the present invention,
A method of charging a boot capacitor according to claim 1, wherein
During the precharge period, the low arm side switching element repeats on / off.

【0007】この発明のうち請求項3にかかるものは、
請求項2記載のブートコンデンサの充電方法であって、
前記ローアーム側スイッチング素子がオンする期間は、
前記インバータの負荷(6)の短絡に際して前記インバ
ータを保護するのに必要な検出最低時間(Twmin)以上
である。
According to claim 3 of the present invention,
A method of charging a boot capacitor according to claim 2, wherein
The period during which the low arm side switching element is turned on is
It is at least the minimum detection time (T wmin ) necessary to protect the inverter when the load (6) of the inverter is short-circuited.

【0008】この発明のうち請求項4にかかるものは、
請求項2及び請求項3のいずれか一つに記載のブートコ
ンデンサの充電方法であって、前記ローアーム側スイッ
チング素子がオンする期間は、前記インバータの負荷
(6)のインダクタンス(L)と、前記ローアーム側ス
イッチング素子の出力許容電流値(IL)との積で前記
インバータの負荷の線間誘導起電圧(V2)を除した値
未満である。
According to claim 4 of the present invention,
The boot capacitor charging method according to any one of claims 2 and 3, wherein during a period in which the low-arm side switching element is turned on, the inductance (L) of the load (6) of the inverter and the It is less than the value obtained by dividing the line induced electromotive force (V2) of the load of the inverter by the product of the output allowable current value (I L ) of the low arm side switching element.

【0009】この発明のうち請求項5にかかるものは、
請求項2乃至請求項4のいずれか一つに記載のブートコ
ンデンサの充電方法であって、前記電源回路との間で前
記ブートコンデンサ(32)には直列にブート抵抗(3
6)が接続される。そして、前記電源回路の出力電圧
(V1)を前記ブート抵抗の抵抗値(R1)で除した電
流値と前記ブート抵抗の抵抗値と前記ブートコンデンサ
の容量値(C2)との積を、前記電源回路(30)の最
大出力可能電流(I1M)で除した値を、前記充電期間
における前記ブートコンデンサの実効的な充電時定数
(τ)として求め、前記電源回路の前記出力電圧に対す
る前記ブートコンデンサに充電すべき電圧(Vb)の最
低値(Vbm)の比(Vbm/V1)を1から引いた値
の逆数の自然対数に、前記ブートコンデンサの前記実効
的な充電時定数に乗じた値(T)を、前記前置充電期間
として採用する。
According to claim 5 of the present invention,
The method of charging a boot capacitor according to any one of claims 2 to 4, wherein a boot resistor (3) is connected in series to the boot capacitor (32) with the power supply circuit.
6) is connected. Then, the product of the current value obtained by dividing the output voltage (V1) of the power supply circuit by the resistance value (R1) of the boot resistor, the resistance value of the boot resistor, and the capacitance value (C2) of the boot capacitor is used as the power source. A value obtained by dividing the maximum outputtable current (I1M) of the circuit (30) is obtained as an effective charging time constant (τ) of the boot capacitor during the charging period, and is set to the boot capacitor for the output voltage of the power supply circuit. A value (T) obtained by multiplying the effective charging time constant of the boot capacitor by the natural logarithm of the reciprocal of the value obtained by subtracting the ratio (Vbm / V1) of the minimum value (Vbm) of the voltage (Vb) to be charged from 1. ) Is adopted as the pre-charge period.

【0010】この発明のうち請求項6にかかるものは、
請求項5記載のブートコンデンサの充電方法であって、
前記電源回路の出力電圧(V1)を前記ブート抵抗の抵
抗値(R1)で除した値は、前記電源回路(30)の最
大出力可能電流(I1M)よりも大きい。
According to claim 6 of the present invention,
A method of charging a boot capacitor according to claim 5, wherein
A value obtained by dividing the output voltage (V1) of the power supply circuit by the resistance value (R1) of the boot resistor is larger than the maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30).

【0011】この発明のうち請求項7にかかるものは、
請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載のブートコ
ンデンサの充電方法であって、前記インバータは、複数
の相に対応して前記ローアーム側スイッチング素子(4
1)及び前記ハイアーム側スイッチング素子(42)の
直列接続を複数備え、前記複数の相に対応して前記ブー
トコンデンサ(32)が複数存在し、前記複数のブート
コンデンサに対応する前記前置充電期間(TU,TV,
TW)が排他的である。
According to claim 7 of the present invention,
The boot capacitor charging method according to any one of claims 1 to 6, wherein the inverter corresponds to a plurality of phases and the low arm side switching element (4).
1) and a plurality of high-arm side switching elements (42) connected in series, and there are a plurality of boot capacitors (32) corresponding to the plurality of phases, and the pre-charge period corresponding to the plurality of boot capacitors. (TU, TV,
TW) is exclusive.

【0012】この発明のうち請求項8にかかるものは、
請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載のブートコ
ンデンサの充電方法であって、前記前置充電期間と前記
通常動作期間との間に、前記ローアーム側スイッチング
素子(41)及び前記ハイアーム側スイッチング素子
(42)のいずれもがオフする休止期間を設ける。
According to claim 8 of the present invention,
The boot capacitor charging method according to any one of claims 1 to 7, wherein the low-arm side switching element (41) and the high arm are provided between the pre-charge period and the normal operation period. A pause period is provided in which all of the side switching elements (42) are turned off.

【0013】この発明のうち請求項9にかかるものは、
相互に直列に接続されたローアーム側スイッチング素子
(41)及びハイアーム側スイッチング素子(42)を
備えて負荷(6)が接続されるインバータ(4U)と、
前記ハイアーム側スイッチング素子の動作を制御するハ
イアーム制御回路(33)及び、前記ハイアーム制御回
路の動作電源を与えるブートコンデンサ(32)とを有
するインバータ制御回路(3U)と、前記ブートコンデ
ンサ(32)を充電する電源回路(30)とを備える負
荷の駆動装置である。そして前記インバータにおいて前
記ローアーム側スイッチング素子及び前記ハイアーム側
スイッチング素子が通常のスイッチングを行う通常動作
期間よりも前の前置充電期間において、前記ハイアーム
側スイッチング素子を常にオフし、前記ローアーム側ス
イッチング素子を介して前記電源回路によって前記ブー
トコンデンサを充電する。
According to claim 9 of the present invention,
An inverter (4U) including a low arm side switching element (41) and a high arm side switching element (42) connected in series to each other, to which a load (6) is connected;
An inverter control circuit (3U) having a high arm control circuit (33) for controlling the operation of the high arm side switching element and a boot capacitor (32) for supplying an operating power source of the high arm control circuit; and the boot capacitor (32). It is a load drive device including a power supply circuit (30) for charging. In the inverter, in the pre-charge period before the normal operation period in which the low-arm side switching element and the high-arm side switching element perform normal switching, the high-arm side switching element is always turned off and the low-arm side switching element is turned on. The boot capacitor is charged by the power supply circuit via.

【0014】この発明のうち請求項10にかかるもの
は、請求項9記載の負荷の駆動装置であって、前記前置
充電期間において、前記ローアーム側スイッチング素子
はオン/オフを繰り返す。
According to a tenth aspect of the present invention, in the load drive device according to the ninth aspect, the low-arm side switching element repeats on / off during the pre-charging period.

【0015】この発明のうち請求項11にかかるもの
は、請求項10記載の負荷の駆動装置であって、前記ロ
ーアーム側スイッチング素子がオンする期間は、前記負
荷(6)の短絡に際して前記インバータを保護するのに
必要な検出最低時間(Twmin)以上である。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the load driving device according to the tenth aspect, the inverter is turned on when the load (6) is short-circuited while the low arm side switching element is on. It is longer than the minimum detection time (T wmin ) necessary for protection.

【0016】この発明のうち請求項12にかかるもの
は、請求項10及び請求項11のいずれか一つに記載の
負荷の駆動装置であって、前記ローアーム側スイッチン
グ素子がオンする期間は、前記インバータの負荷(6)
のインダクタンス(L)と、前記ローアーム側スイッチ
ング素子の出力許容電流値(IL)との積で前記インバ
ータの負荷の線間誘導起電圧(V2)を除した値未満で
ある。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the load driving device according to any one of the tenth and eleventh aspects, wherein the low-arm side switching element is turned on during the period. Inverter load (6)
Is less than the value obtained by dividing the line induced electromotive voltage (V2) of the load of the inverter by the product of the inductance (L) and the output allowable current value (I L ) of the low-arm side switching element.

【0017】この発明のうち請求項13にかかるもの
は、請求項10乃至請求項12のいずれか一つに記載の
負荷の駆動装置であって、前記電源回路との間で前記ブ
ートコンデンサ(32)には直列にブート抵抗(36)
が接続される。そして、前記電源回路の出力電圧(V
1)を前記ブート抵抗の抵抗値(R1)で除した電流値
と前記ブート抵抗の抵抗値と前記ブートコンデンサの容
量値(C2)との積を、前記電源回路(30)の最大出
力可能電流(I1M)で除した値を、前記充電期間にお
ける前記ブートコンデンサの実効的な充電時定数(τ)
として求め、前記電源回路の前記出力電圧に対する前記
ブートコンデンサに充電すべき電圧(Vb)の最低値
(Vbm)の比(Vbm/V1)を1から引いた値の逆
数の自然対数に、前記ブートコンデンサの前記実効的な
充電時定数に乗じた値(T)を、前記前置充電期間とし
て採用する。
A thirteenth aspect of the present invention is the load driving apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, wherein the boot capacitor (32) is connected to the power supply circuit. ) In series with a boot resistor (36)
Are connected. Then, the output voltage (V
1) divided by the resistance value (R1) of the boot resistor, the product of the current value of the boot resistor and the capacitance value (C2) of the boot resistor, the maximum outputtable current of the power supply circuit (30). A value obtained by dividing by (I1M) is an effective charging time constant (τ) of the boot capacitor during the charging period.
And the ratio of the minimum value (Vbm) of the voltage (Vb) to be charged in the boot capacitor to the output voltage of the power supply circuit (Vbm / V1) is subtracted from 1 to obtain the natural logarithm of the inverse of the boot value. A value (T) obtained by multiplying the effective charging time constant of the capacitor is adopted as the pre-charging period.

【0018】この発明のうち請求項14にかかるもの
は、請求項13記載の負荷の駆動装置であって、前記電
源回路の出力電圧(V1)を前記ブート抵抗の抵抗値
(R1)で除した値は、前記電源回路(30)の最大出
力可能電流(I1M)よりも大きい。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the load driving apparatus according to the thirteenth aspect, the output voltage (V1) of the power supply circuit is divided by the resistance value (R1) of the boot resistor. The value is larger than the maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30).

【0019】この発明のうち請求項15にかかるもの
は、請求項9乃至請求項14のいずれか一つに記載の負
荷の駆動装置であって、前記インバータは、複数の相に
対応して前記ローアーム側スイッチング素子(41)及
び前記ハイアーム側スイッチング素子(42)の直列接
続を複数備え、前記複数の相に対応して前記ブートコン
デンサ(32)が複数存在し、前記複数のブートコンデ
ンサに対応する前記前置充電期間(TU,TV,TW)
が排他的である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the load driving device according to any one of the ninth to fourteenth aspects, in which the inverter corresponds to a plurality of phases. A plurality of low arm side switching elements (41) and a plurality of high arm side switching elements (42) are connected in series, and there are a plurality of boot capacitors (32) corresponding to the plurality of phases, which correspond to the plurality of boot capacitors. Pre-charge period (TU, TV, TW)
Is exclusive.

【0020】この発明のうち請求項16にかかるもの
は、請求項9乃至請求項15のいずれか一つに記載の負
荷の駆動装置であって、前記前置充電期間と前記通常動
作期間との間に、前記ローアーム側スイッチング素子
(41)及び前記ハイアーム側スイッチング素子(4
2)のいずれもがオフする休止期間を設ける。
A sixteenth aspect of the present invention is the load driving apparatus according to any one of the ninth to fifteenth aspects, wherein the precharge period and the normal operation period are In between, the low arm side switching element (41) and the high arm side switching element (4
A rest period is provided in which both of 2) are turned off.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、インバータ制御を用いて
負荷を駆動する装置の構成を例示する回路図である。当
該構成において本発明を適用することができる。交流電
源1は単相で示されているが多相であってもよい。ダイ
オードブリッジ2は交流電源1を全波整流し、その高電
位端(図中「+」と付記)と低電位端(図中「−」と付
記)との間に直流電圧を出力する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram illustrating the configuration of an apparatus for driving a load using inverter control. The present invention can be applied to the structure. Although the AC power supply 1 is shown as a single phase, it may be multi-phase. The diode bridge 2 full-wave rectifies the AC power supply 1 and outputs a DC voltage between its high potential end (denoted by “+” in the figure) and low potential end (denoted by “−” in the figure).

【0022】ダイオードブリッジ2の高電位端と低電位
端との間には相互に並列にインテリジェントパワー回路
5U,5V,5Wが接続されている。インテリジェント
パワー回路5U,5V,5Wはそれぞれ出力線7U,7
V,7Wを備えており、これらは三相の負荷6に接続さ
れている。勿論、負荷6の相数に応じてインテリジェン
トパワー回路の数を適宜に増減することができる。ここ
ではインテリジェントパワー回路5U,5V,5Wはそ
れぞれU相、V相、W相に対応して動作する。
Intelligent power circuits 5U, 5V and 5W are connected in parallel between the high potential end and the low potential end of the diode bridge 2. Intelligent power circuits 5U, 5V, 5W are output lines 7U, 7 respectively.
V, 7 W, which are connected to a three-phase load 6. Of course, the number of intelligent power circuits can be appropriately increased or decreased according to the number of phases of the load 6. Here, the intelligent power circuits 5U, 5V, and 5W operate corresponding to the U phase, V phase, and W phase, respectively.

【0023】図1ではインテリジェントパワー回路5U
についてのみその内部が開示されているが、インテリジ
ェントパワー回路5V,5Wについてもこれと同様に構
成されている。インテリジェントパワー回路5U,5
V,5Wは、例えばインテリジェントパワーデバイスと
してモジュール化される場合がある。
In FIG. 1, the intelligent power circuit 5U
However, the intelligent power circuits 5V and 5W have the same structure. Intelligent power circuit 5U, 5
V and 5W may be modularized as an intelligent power device, for example.

【0024】インテリジェントパワー回路5Uは、イン
バータ4Uと、インバータ4Uの動作制御するインバー
タ制御回路3Uとを備える。インバータ4Uはローアー
ム側スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタ(本発明においては単に「トランジスタ」と
称す)41と、ハイアーム側スイッチング素子であるN
PN型トランジスタ42と、フリーホイールダイオード
43,44を備えている。トランジスタ41のコレクタ
とフリーホイールダイオード43のカソードとが、トラ
ンジスタ41のエミッタとフリーホイールダイオード4
3のアノードとが、トランジスタ42のコレクタとフリ
ーホイールダイオード44のカソードとが、トランジス
タ42のエミッタとフリーホイールダイオード44のア
ノードとが、それぞれ接続されている。そしてトランジ
スタ41,42は出力線7Uを介してダイオードブリッ
ジ2の高電位端と低電位端との間で相互に直列に接続さ
れている。より詳細には、トランジスタ41のコレクタ
及びトランジスタ42のエミッタが共通に出力線7Uに
接続されている。トランジスタ41,42ではコレクタ
側からエミッタ側へと電流が流れる。
The intelligent power circuit 5U includes an inverter 4U and an inverter control circuit 3U for controlling the operation of the inverter 4U. The inverter 4U includes an insulated gate bipolar transistor (which is simply referred to as a "transistor" in the present invention) 41 which is a low arm side switching element, and an N which is a high arm side switching element.
A PN transistor 42 and freewheel diodes 43 and 44 are provided. The collector of the transistor 41 and the cathode of the freewheel diode 43 are the emitter of the transistor 41 and the freewheel diode 4
The anode of the transistor 3 is connected to the collector of the transistor 42 and the cathode of the freewheel diode 44, and the emitter of the transistor 42 is connected to the anode of the freewheel diode 44. The transistors 41 and 42 are connected in series with each other between the high potential end and the low potential end of the diode bridge 2 via the output line 7U. More specifically, the collector of the transistor 41 and the emitter of the transistor 42 are commonly connected to the output line 7U. In the transistors 41 and 42, current flows from the collector side to the emitter side.

【0025】インバータ制御回路3Uには、制御電源回
路30及びこれに並列に接続された平滑コンデンサ31
から、直流電圧V1、直流電流I1が供給される。制御
電源回路30は高電位端(図中「+」と付記)と低電位
端(図中「−」と付記)とを備える。図示を省略する
が、インテリジェントパワー回路5V,5Wにおいてイ
ンバータ制御回路3Uに対応して設けられたインバータ
制御回路に対しても、制御電源回路30の高電位端と低
電位端が接続される。
The inverter control circuit 3U includes a control power supply circuit 30 and a smoothing capacitor 31 connected in parallel with the control power supply circuit 30.
Are supplied with a DC voltage V1 and a DC current I1. The control power supply circuit 30 has a high potential end (denoted by “+” in the figure) and a low potential end (denoted by “−” in the figure). Although illustration is omitted, the high-potential end and the low-potential end of the control power supply circuit 30 are also connected to the inverter control circuit provided corresponding to the inverter control circuit 3U in the intelligent power circuits 5V and 5W.

【0026】インバータ制御回路3Uはハイアーム制御
回路33及びこれの動作電源を与えるブートコンデンサ
32を備えている。ハイアーム制御回路33はトランジ
スタ42のゲートに制御信号を与える。なお、トランジ
スタ41のゲートに制御信号を与えるローアーム制御回
路34もインバータ制御回路3Uに備えられている。但
しその動作電源については本発明と関係が薄いので、省
いている。
The inverter control circuit 3U comprises a high arm control circuit 33 and a boot capacitor 32 for supplying the operating power source for the high arm control circuit 33. The high arm control circuit 33 gives a control signal to the gate of the transistor 42. The low-arm control circuit 34 that gives a control signal to the gate of the transistor 41 is also included in the inverter control circuit 3U. However, the operating power source is omitted because it has little relation to the present invention.

【0027】ブートコンデンサ32は出力線7Uにその
一端が接続されており、その他端はブート抵抗36とダ
イオード35との直列接続を介して制御電源回路30の
高電位端に接続されている。ダイオード35のアノード
及びカソードは、それぞれ制御電源回路30の高電位端
側、ブートコンデンサ32側に接続されている。図1で
はダイオード35のアノードはブート抵抗36を介して
制御電源回路30の高電位端に接続される態様が示され
ているが、ブート抵抗36とダイオード35との直列接
続の順序を入れ替えても良い。
The boot capacitor 32 has one end connected to the output line 7U, and the other end connected to the high potential end of the control power supply circuit 30 through the series connection of the boot resistor 36 and the diode 35. The anode and cathode of the diode 35 are connected to the high potential end side of the control power supply circuit 30 and the boot capacitor 32 side, respectively. Although the anode of the diode 35 is connected to the high potential terminal of the control power supply circuit 30 via the boot resistor 36 in FIG. 1, the order of the series connection of the boot resistor 36 and the diode 35 may be changed. good.

【0028】このような構成において、トランジスタ4
2のエミッタは出力線7Uに接続されており、出力線7
Uにはトランジスタ42によってダイオードブリッジ2
の高電位端の電圧が伝達されるので、トランジスタ42
のベースに与えるべき制御信号としては、ダイオードブ
リッジ2の高電位端の電圧よりも高い電圧を与える必要
がある。そこでハイアーム制御回路33へと出力線7U
の電位に対して高電位を供給するために、ブートコンデ
ンサ32を制御電源回路30を用いて充電する。
In such a configuration, the transistor 4
The emitter of 2 is connected to the output line 7U.
A diode bridge 2 is connected to U by a transistor 42.
Since the voltage at the high potential end of
As a control signal to be applied to the base of, the voltage higher than the voltage at the high potential end of the diode bridge 2 must be applied. Therefore, the output line 7U is connected to the high arm control circuit 33.
The boot capacitor 32 is charged by using the control power supply circuit 30 in order to supply a high potential with respect to the potential.

【0029】ブートコンデンサ32の充電の際に制御電
源回路30の出力する直流電圧V1を低下させないため
には、ブート抵抗36の抵抗値R1を増大させることも
考えられる。しかしその場合にはブートコンデンサ32
を充電する時定数が大きくなり、正常動作を行うために
必要な電圧をブートコンデンサ32に充電するまでの時
間が長くなってしまう。また、平滑コンデンサ31の容
量値C1を大きくすると、却って直流電圧V1の変動が
大きくなり、また平滑コンデンサ31の寸法が大きくな
るという問題もある。
In order to prevent the DC voltage V1 output from the control power supply circuit 30 from being lowered when the boot capacitor 32 is charged, it is possible to increase the resistance value R1 of the boot resistor 36. However, in that case, the boot capacitor 32
The time constant for charging is increased, and it takes a long time to charge the boot capacitor 32 with a voltage required for normal operation. Further, when the capacitance value C1 of the smoothing capacitor 31 is increased, there is a problem that the fluctuation of the DC voltage V1 is increased and the size of the smoothing capacitor 31 is increased.

【0030】本発明では、インバータ4Uにおいてトラ
ンジスタ41,42が、負荷6の駆動、例えば負荷がモ
ータであった場合にはその回転のためのスイッチング
(本発明で「通常のスイッチング」と称す)を行う通常
動作期間よりも前に前置充電期間を設ける。前置充電期
間においては、トランジスタ42を常にオフし、トラン
ジスタ41を介して制御電源回路30によってブートコ
ンデンサ32を充電する。
In the present invention, the transistors 41 and 42 in the inverter 4U perform switching for driving the load 6, for example, rotation thereof when the load is a motor (referred to as "normal switching" in the present invention). The pre-charge period is provided before the normal operation period to be performed. In the precharge period, the transistor 42 is always turned off, and the boot capacitor 32 is charged by the control power supply circuit 30 via the transistor 41.

【0031】トランジスタ42はハイアーム制御回路3
3が正常に動作しない限りオフしたままである。一方、
トランジスタ41はそのエミッタがダイオードブリッジ
2の低電位端に接続されているので、ローアーム制御回
路34を動作させるためにブートコンデンサを用いる必
要もない。よって前置充電期間においてはその初期から
トランジスタ41のスイッチングを任意に制御すること
ができる。つまり前置充電期間においては、ハイアーム
制御回路33が正常に動作しない状態で、上記充電を行
うことができる。
The transistor 42 is the high arm control circuit 3
3 will remain off unless it works properly. on the other hand,
Since the emitter of the transistor 41 is connected to the low potential end of the diode bridge 2, it is not necessary to use a boot capacitor for operating the low arm control circuit 34. Therefore, during the precharge period, the switching of the transistor 41 can be controlled arbitrarily from the initial stage. That is, during the pre-charge period, the above-mentioned charge can be performed while the high arm control circuit 33 does not operate normally.

【0032】通常動作期間よりも前に、前置充電期間に
おいてブートコンデンサを充電するので、通常動作期間
の当初からインバータ制御回路3Uを正常に動作させる
ことが容易である。また前置充電期間において、トラン
ジスタ42が常にオフしているので、負荷6が動作する
ことなくブートコンデンサ32を充電することができ
る。
Since the boot capacitor is charged in the pre-charge period before the normal operation period, it is easy to operate the inverter control circuit 3U normally from the beginning of the normal operation period. Further, during the precharge period, the transistor 42 is always off, so that the boot capacitor 32 can be charged without the load 6 operating.

【0033】図2はトランジスタ41,42のスイッチ
ングを例示するグラフである。前置充電期間において、
トランジスタ42はオフのままである一方、トランジス
タ41はオン/オフを繰り返す。トランジスタ41がオ
ンするオン期間TONにおいて制御電源回路30からブー
トコンデンサ32に電流が供給される。よって制御電源
回路30から流れる電流を低く抑えてブートコンデンサ
32を充電することができ、制御電源回路30に負担を
掛けにくく、またトランジスタ41の破壊を防ぎやす
い。制御電源回路30の負担を軽減する点については後
にも詳述する。
FIG. 2 is a graph illustrating switching of the transistors 41 and 42. In the precharge period,
The transistor 42 remains off, while the transistor 41 repeats on / off. A current is supplied from the control power supply circuit 30 to the boot capacitor 32 during the ON period T ON when the transistor 41 is turned on. Therefore, the boot capacitor 32 can be charged with the current flowing from the control power supply circuit 30 kept low, the control power supply circuit 30 is less likely to be burdened, and the transistor 41 is easily prevented from being destroyed. The point of reducing the load on the control power supply circuit 30 will be described later in detail.

【0034】通常動作期間では負荷6の駆動のための通
常のスイッチングが行われる。なお、前置充電期間と通
常動作期間との間において図示される休止期間は省略す
ることもできる。しかし、前置充電期間の最後において
トランジスタ41がオンして通常動作期間の最初におい
てトランジスタ42がオンする場合には、両時期の間に
マージンを取らないと、インバータ4Uに多大な電流が
流れて破壊される可能性もある。よって、トランジスタ
41,42のいずれもがオフする休止期間を設けること
が望ましい。
In the normal operation period, normal switching for driving the load 6 is performed. Note that the illustrated pause period between the pre-charge period and the normal operation period may be omitted. However, when the transistor 41 is turned on at the end of the precharge period and the transistor 42 is turned on at the beginning of the normal operation period, a large current flows in the inverter 4U unless a margin is provided between the two periods. It may be destroyed. Therefore, it is desirable to provide a pause period in which both the transistors 41 and 42 are turned off.

【0035】また、インバータ4Uに多大な電流が流れ
て破壊されることを防ぐため、負荷6の短絡に際してイ
ンバータ4Uを保護する技術が採用される場合もある。
その場合、負荷6の短絡を検出するのに必要な最低時間
wminよりもオン期間TONを長くすることが望ましい。
負荷6が短絡した状態でブートコンデンサ32の充電が
行われた場合であっても、インバータ4Uを保護するこ
とができる。
In addition, in order to prevent a large current from flowing into the inverter 4U and destroying it, a technique of protecting the inverter 4U when the load 6 is short-circuited may be adopted.
In that case, it is desirable to make the ON period T ON longer than the minimum time T wmin required to detect the short circuit of the load 6.
Even when the boot capacitor 32 is charged with the load 6 short-circuited, the inverter 4U can be protected.

【0036】また、負荷6の駆動中にブートコンデンサ
32の充電が行われる際、負荷6の線間誘導起電圧によ
って生じ得る過電流からインバータ4Uを保護すべきで
ある。当該線間誘導起電圧は、例えば出力線7U,7W
の間に生じ得る。そしてインバータ4Uのトランジスタ
41がオンしている場合には、フリーホイールダイオー
ド43に相当してインテリジェントパワー回路5Wに備
えられたフリーホイールダイオードを介して、トランジ
スタ41に過電流が生じる場合がある。そこで、負荷6
のインダクタンスLと、トランジスタ41の出力許容電
流値ILと、線間誘導起電圧V2とを導入して、下式を
満足することが望ましい。
Further, when the boot capacitor 32 is charged while the load 6 is being driven, the inverter 4U should be protected from the overcurrent which may be generated by the line induced electromotive voltage of the load 6. The line induced electromotive voltage is, for example, the output lines 7U and 7W.
Can occur during. When the transistor 41 of the inverter 4U is on, an overcurrent may occur in the transistor 41 via the freewheel diode corresponding to the freewheel diode 43 and provided in the intelligent power circuit 5W. Therefore, load 6
And the inductance L of the output allowable current value I L of the transistor 41, by introducing a line-to-line induced electromotive voltage V2, it is desirable to satisfy the following equation.

【0037】[0037]

【数1】 [Equation 1]

【0038】トランジスタ41がオンすると、制御電源
回路30の高電位端と低電位端との間にはブートコンデ
ンサ32とブート抵抗36とが直列に接続される。よっ
てブートコンデンサ32の充電は、その容量値C2と、
ブート抵抗36の抵抗値R1との積R1・C2を時定数
τ’として行われる。制御電源回路30の出力する前置
充電期間においてトランジスタ41がオフしている際の
ブートコンデンサ32の放電を無視すると、ブートコン
デンサ32の両端電圧Vbは下式で計算される。
When the transistor 41 is turned on, the boot capacitor 32 and the boot resistor 36 are connected in series between the high potential end and the low potential end of the control power supply circuit 30. Therefore, the charging of the boot capacitor 32 requires the capacitance value C2 and
The time constant τ ′ is determined by the product R1 · C2 of the boot resistor 36 and the resistance value R1. If the discharge of the boot capacitor 32 when the transistor 41 is off during the precharge period output from the control power supply circuit 30 is ignored, the voltage Vb across the boot capacitor 32 is calculated by the following equation.

【0039】[0039]

【数2】 [Equation 2]

【0040】但しT’はオン期間TONの前置充電期間の
開始からの積算時間であり、eは自然対数の底である。
However, T'is the cumulative time from the start of the pre-charging period of the ON period T ON , and e is the base of the natural logarithm.

【0041】ブートコンデンサ32に充電すべき電圧の
最低値Vbmを導入して、積算時間T’は下式で計算さ
れる。但しln(x)はxの自然対数を示す。
By introducing the minimum value Vbm of the voltage to be charged in the boot capacitor 32, the integrated time T'is calculated by the following equation. However, ln (x) shows the natural logarithm of x.

【0042】[0042]

【数3】 [Equation 3]

【0043】ブートコンデンサ32の充電においてブー
トコンデンサ32に流れ得る電流の最大値はV1/R1
となる。一方、制御電源回路30の出力する直流電流I
1の大きさには上限たる最大値I1Mが存在する。最大
値I1MがV1/R1よりも小さければ、前置充電期間
においてトランジスタ42がオフする期間を定める必要
がある。換言すればトランジスタ42のオン期間TON
デューティDを定める必要がある。さもないと、制御電
源回路30に多大な電流負荷が掛かり、オン期間TON
おいて充分な電流が制御電源回路30から得られず、あ
るいは出力電圧V1が低下する可能性があるからであ
る。デューティDは下式で計算される。
When charging the boot capacitor 32, the maximum value of the current that can flow in the boot capacitor 32 is V1 / R1.
Becomes On the other hand, the direct current I output from the control power supply circuit 30
There is a maximum value I1M that is the upper limit in the magnitude of 1. If the maximum value I1M is smaller than V1 / R1, it is necessary to determine the period during which the transistor 42 is turned off in the precharge period. In other words, it is necessary to determine the duty D of the ON period T ON of the transistor 42. Otherwise, a large current load is applied to the control power supply circuit 30, a sufficient current may not be obtained from the control power supply circuit 30 in the ON period T ON , or the output voltage V1 may decrease. The duty D is calculated by the following formula.

【0044】[0044]

【数4】 [Equation 4]

【0045】よって前置充電期間の長さTは下式で計算
される。
Therefore, the length T of the precharge period is calculated by the following equation.

【0046】[0046]

【数5】 [Equation 5]

【0047】数式(2)〜(5)から下式のように表現
することもできる。
Expressions (2) to (5) can also be expressed as the following expressions.

【0048】[0048]

【数6】 [Equation 6]

【0049】即ち、制御電源回路30の出力電圧V1を
ブート抵抗36の抵抗値R1で除した値とブート抵抗の
抵抗値R1とブートコンデンサ32の容量値C2との積
τ’・(V1/R1)を、制御電源回路30の最大出力
可能電流I1Mで除した値を実効的な充電時定数τとし
て求める。ブートコンデンサ32に充電すべき電圧Vb
の最低値Vbmの、制御電源回路30の出力電圧V1に
対する比(Vbm/V1)を、1から引いて値(1−V
bm/V1)を求める。その逆数(1−Vbm/V1)
-1の自然対数に、実効的な充電時定数τを乗じて、前置
充電期間の長さTが求められる。
That is, the product of the output voltage V1 of the control power supply circuit 30 divided by the resistance value R1 of the boot resistor 36, the resistance value R1 of the boot resistor and the capacitance value C2 of the boot capacitor 32, τ '. (V1 / R1 ) Is divided by the maximum outputtable current I1M of the control power supply circuit 30 to obtain an effective charging time constant τ. Voltage Vb to charge the boot capacitor 32
Of the minimum value Vbm of the control power supply circuit 30 to the output voltage V1 (Vbm / V1) is subtracted from 1 to obtain a value (1-V
bm / V1) is calculated. The reciprocal (1-Vbm / V1)
The length T of the pre-charging period is obtained by multiplying the natural logarithm of -1 by the effective charging time constant τ.

【0050】なお、制御電源回路30の出力する直流電
流I1の最大値I1Mが値(V1/R1)よりも大きけ
れば、制御電源回路30の負担が過大とならず、よって
直流電圧V1の低下の可能性も低い。よって本発明を適
用することなくブートコンデンサ32を適切に充電する
ことができる。
If the maximum value I1M of the DC current I1 output from the control power supply circuit 30 is larger than the value (V1 / R1), the control power supply circuit 30 will not be overloaded, and the DC voltage V1 will not drop. Possibility is low. Therefore, the boot capacitor 32 can be appropriately charged without applying the present invention.

【0051】例えば、制御電源回路30の出力する直流
電圧V1が15ボルトであり、直流電流I1の最大値I
1Mが0.1アンペアである場合を想定する。ブート抵
抗36の抵抗値R1が15オーム、ブートコンデンサ3
2の容量値C2が10マイクロファラッドとすると、式
(4)からデューティD=0.1となる。充電時定数
τ’は1.5×10-4(秒)であるので、充電時定数τ
は1.5ミリ秒である。ブートコンデンサ32を14ボ
ルトまで充電した場合には前置充電期間の長さTは充電
時定数τの−ln(1−14/15)倍となり、4.0
6ミリ秒となる。
For example, the DC voltage V1 output from the control power supply circuit 30 is 15 volts, and the maximum value I of the DC current I1 is I.
Suppose 1 M is 0.1 amps. The resistance value R1 of the boot resistor 36 is 15 ohms, the boot capacitor 3
Assuming that the capacitance value C2 of 2 is 10 microfarads, the duty D = 0.1 from the equation (4). Since the charging time constant τ ′ is 1.5 × 10 −4 (second), the charging time constant τ
Is 1.5 milliseconds. When the boot capacitor 32 is charged to 14 volts, the length T of the pre-charging period becomes -ln (1-14 / 15) times the charging time constant τ 4.0.
It will be 6 milliseconds.

【0052】インテリジェントパワー回路5Uにおける
トランジスタ41,42の上述の動作は、他のインテリ
ジェントパワー回路5V,5Wにおいても採用すること
ができる。但し、異なる相に対応して設けられた、即ち
インテリジェントパワー回路5Uのブートコンデンサ3
2、及びこれに相当してインテリジェントパワー回路5
V,5Wに設けられるブートコンデンサに関しては、前
置充電期間が排他的であることが望ましい。
The above-described operation of the transistors 41 and 42 in the intelligent power circuit 5U can be adopted in other intelligent power circuits 5V and 5W. However, the boot capacitors 3 provided corresponding to different phases, that is, the intelligent power circuit 5U
2, and correspondingly, intelligent power circuit 5
For the boot capacitors provided at V and 5 W, it is desirable that the precharge period be exclusive.

【0053】既述のように、制御電源回路30はインテ
リジェントパワー回路5Uのみならず、インテリジェン
トパワー回路5V,5Wにも接続されている。そしてこ
れらの備えるブートコンデンサの充電電流を供給するの
で、制御電源回路30の出力する直流電流I1を抑制
し、出力する直流電圧V1の低下を回避し易いからであ
る。
As described above, the control power supply circuit 30 is connected not only to the intelligent power circuit 5U but also to the intelligent power circuits 5V and 5W. Then, since the charging current of the boot capacitor provided in these is supplied, the DC current I1 output by the control power supply circuit 30 is suppressed, and the decrease of the DC voltage V1 output is easily avoided.

【0054】図3はインテリジェントパワー回路5U,
5V,5Wにおけるローアーム側スイッチング素子及び
ハイアーム側スイッチング素子のスイッチングを例示す
るグラフである。インテリジェントパワー回路5Uのロ
ーアーム側スイッチング素子及びハイアーム側スイッチ
ング素子はそれぞれトランジスタ41,42に相当す
る。
FIG. 3 shows an intelligent power circuit 5U,
It is a graph which illustrates switching of a low arm side switching element and a high arm side switching element in 5V and 5W. The low arm side switching element and the high arm side switching element of the intelligent power circuit 5U correspond to the transistors 41 and 42, respectively.

【0055】インテリジェントパワー回路5U,5V,
5Wについての前置充電期間TU,TV,TWをそれぞ
れ排他的に設けることにより、直流電圧V1の低下を回
避しつつ、それぞれに設けられたブートコンデンサを通
常動作期間前に充電する。よって通常動作期間の当初か
らインバータ制御回路3Uを正常に動作させることが容
易である。
Intelligent power circuit 5U, 5V,
By exclusively providing the pre-charge periods TU, TV, and TW for 5 W, the boot capacitors provided in each are charged before the normal operation period while avoiding a decrease in the DC voltage V1. Therefore, it is easy to operate the inverter control circuit 3U normally from the beginning of the normal operation period.

【0056】なお、前置充電期間TV,TWはインテリ
ジェントパワー回路5Uにとっての休止期間であると把
握することもできるし、前置充電期間TWはインテリジ
ェントパワー回路5Vにとっての休止期間であると把握
することもできる。
The pre-charge period TV, TW can be understood as a rest period for the intelligent power circuit 5U, and the pre-charge period TW is understood as a rest period for the intelligent power circuit 5V. You can also

【0057】[0057]

【発明の効果】この発明のうち請求項1にかかるブート
コンデンサの充電方法、請求項9にかかる負荷の駆動装
置によれば、通常動作期間よりも前に、前置充電期間に
おいてブートコンデンサを充電するので、通常動作期間
の当初からインバータ制御回路を正常に動作させること
が容易である。また前置充電期間において、ハイアーム
側スイッチング素子を常にオフしているので、インバー
タの負荷が動作することなくブートコンデンサを充電す
ることができる。
According to the method for charging the boot capacitor according to claim 1 and the device for driving the load according to claim 9 of the present invention, the boot capacitor is charged in the pre-charging period before the normal operation period. Therefore, it is easy to normally operate the inverter control circuit from the beginning of the normal operation period. Further, since the high-arm side switching element is always turned off during the precharge period, the boot capacitor can be charged without the load of the inverter operating.

【0058】この発明のうち請求項2にかかるブートコ
ンデンサの充電方法、請求項10にかかる負荷の駆動装
置によれば、電源回路から流れる電流を低く抑えてブー
トコンデンサを充電するので、電源回路に負担を掛けに
くく、ローアーム側スイッチング素子の破壊も防ぎやす
い。
According to the second aspect of the present invention, the boot capacitor charging method and the load driving apparatus according to the tenth aspect of the present invention charge the boot capacitor while suppressing the current flowing from the power circuit to a low level. The load is hard to apply and damage to the switching element on the low arm side is easy to prevent.

【0059】この発明のうち請求項3にかかるブートコ
ンデンサの充電方法、請求項11にかかる負荷の駆動装
置によれば、インバータの負荷が短絡した状態でブート
コンデンサの充電を行う場合にも、インバータの保護を
行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, the method of charging a boot capacitor and the eleventh aspect of the load driving apparatus according to the present invention, even when the boot capacitor is charged when the load of the inverter is short-circuited, Can be protected.

【0060】この発明のうち請求項4にかかるブートコ
ンデンサの充電方法、請求項12にかかる負荷の駆動装
置によれば、負荷の駆動停止後に直ちに再起動する場
合、負荷から流れ込む回生電流からインバータを保護す
ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the method of charging a boot capacitor and the load driving apparatus according to the twelfth aspect of the invention, when the load is restarted immediately after the drive is stopped, the inverter is driven from the regenerative current flowing from the load. Can be protected.

【0061】この発明のうち請求項5,請求項6にかか
るブートコンデンサの充電方法、請求項13,請求項1
4にかかる負荷の駆動装置によれば、電源回路から流れ
る電流を低く抑えてブートコンデンサを充電するので、
電源回路に負担を掛けにくい。
The method of charging the boot capacitor according to claims 5 and 6 of the present invention, claim 13 and claim 1
According to the drive device of the load applied to 4, the current flowing from the power supply circuit is suppressed to be low, and the boot capacitor is charged.
It is hard to overload the power circuit.

【0062】この発明のうち請求項7にかかるブートコ
ンデンサの充電方法、請求項15にかかる負荷の駆動装
置によれば、電源回路からの出力電流を抑制し、その出
力電圧の低下を回避し易い。
According to the boot capacitor charging method of the seventh aspect and the load driving device of the fifteenth aspect of the present invention, the output current from the power supply circuit is suppressed, and the decrease of the output voltage is easily avoided. .

【0063】この発明のうち請求項8にかかるブートコ
ンデンサの充電方法、請求項16にかかる負荷の駆動装
置によれば、前置充電期間と通常動作期間との境界にお
いて、ローアーム側スイッチング素子及びハイアーム側
スイッチング素子のいずれもがオンすることを防止す
る。これによりインバータに多大な電流が流れて破壊さ
れる可能性を回避する。
According to the boot capacitor charging method of the eighth aspect and the load driving device of the sixteenth aspect of the present invention, at the boundary between the pre-charging period and the normal operation period, the low-arm side switching element and the high arm are provided. It prevents any of the side switching elements from turning on. This avoids the possibility that a large amount of current will flow through the inverter and destroy it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用することができる、インバータ制
御による負荷の運転に用いられる構成を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration to which the present invention can be applied and which is used for operating a load under inverter control.

【図2】本発明の実施の形態にかかるブートコンデンサ
の充電を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing charging of a boot capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態にかかるブートコンデンサ
の充電を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing charging of a boot capacitor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3U インバータ制御回路 4U インバータ 6 負荷 30 制御電源回路 32 ブートコンデンサ 33 ハイアーム制御回路 36 ブート抵抗 41,42 絶縁ゲート型トランジスタ TU,TV,TW 前置充電期間 3U inverter control circuit 4U inverter 6 load 30 Control power circuit 32 boot capacitor 33 High Arm Control Circuit 36 Boot resistor 41, 42 insulated gate transistor TU, TV, TW Pre-charging period

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 巴 正信 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 株式会社ダイキン空調技術研究所内 Fターム(参考) 5H007 AA06 CA01 CB05 DB03 DB09   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masanobu Tomoe             2 of 1000 Otani, Okamoto-cho, Kusatsu-shi, Shiga             Daikin Air Conditioning Technology Laboratory Co., Ltd. F-term (reference) 5H007 AA06 CA01 CB05 DB03 DB09

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ローアーム側スイッチング素子(41)
に直列に接続されてインバータ(4U)に設けられたハ
イアーム側スイッチング素子(42)の動作を制御する
ハイアーム制御回路(33)に対して動作電源を与える
ブートコンデンサ(32)を電源回路(30)で充電す
るブート方法であって、 前記インバータにおいて前記ローアーム側スイッチング
素子及び前記ハイアーム側スイッチング素子が通常のス
イッチングを行う通常動作期間よりも前の前置充電期間
において、前記ハイアーム側スイッチング素子を常にオ
フし、前記ローアーム側スイッチング素子を介して前記
電源回路によって前記ブートコンデンサを充電する、ブ
ートコンデンサの充電方法。
1. A low arm side switching element (41)
A power supply circuit (30) that includes a boot capacitor (32) that is connected in series to the high arm control circuit (33) that controls the operation of the high arm side switching element (42) provided in the inverter (4U). In the pre-charge period before the normal operation period in which the low arm side switching element and the high arm side switching element perform normal switching in the inverter, the high arm side switching element is always turned off. Then, the boot capacitor is charged by the power supply circuit via the low arm side switching element.
【請求項2】 前記前置充電期間において、前記ローア
ーム側スイッチング素子はオン/オフを繰り返す、請求
項1記載のブートコンデンサの充電方法。
2. The method of charging a boot capacitor according to claim 1, wherein the low-arm side switching element is repeatedly turned on and off during the pre-charge period.
【請求項3】 前記ローアーム側スイッチング素子がオ
ンする期間は、前記インバータの負荷(6)の短絡に際
して前記インバータを保護するのに必要な検出最低時間
(Twmin)以上である、請求項2記載のブートコンデン
サの充電方法。
3. The low arm side switching element is turned on for a period equal to or longer than a minimum detection time (T wmin ) necessary for protecting the inverter when the load (6) of the inverter is short-circuited. How to charge the boot capacitor.
【請求項4】 前記ローアーム側スイッチング素子がオ
ンする期間は、前記インバータの負荷(6)のインダク
タンス(L)と、前記ローアーム側スイッチング素子の
出力許容電流値(IL)との積で前記インバータの負荷
の線間誘導起電圧(V2)を除した値未満である、請求
項2及び請求項3のいずれか一つに記載のブートコンデ
ンサの充電方法。
4. The inverter is a product of an inductance (L) of a load (6) of the inverter and an allowable output current value (I L ) of the low arm side switching element during a period in which the low arm side switching element is turned on. The boot capacitor charging method according to claim 2, wherein the boot capacitor is less than a value obtained by dividing the line induced electromotive voltage (V2) of the load.
【請求項5】 前記電源回路との間で前記ブートコンデ
ンサ(32)には直列にブート抵抗(36)が接続さ
れ、 前記電源回路の出力電圧(V1)を前記ブート抵抗の抵
抗値(R1)で除した電流値と前記ブート抵抗の抵抗値
と前記ブートコンデンサの容量値(C2)との積を、前
記電源回路(30)の最大出力可能電流(I1M)で除
した値を、前記充電期間における前記ブートコンデンサ
の実効的な充電時定数(τ)として求め、 前記電源回路の前記出力電圧に対する前記ブートコンデ
ンサに充電すべき電圧(Vb)の最低値(Vbm)の比
(Vbm/V1)を1から引いた値の逆数の自然対数
に、前記ブートコンデンサの前記実効的な充電時定数に
乗じた値(T)を、前記前置充電期間として採用する、
請求項2乃至請求項4のいずれか一つに記載のブートコ
ンデンサの充電方法。
5. A boot resistor (36) is connected in series to the boot capacitor (32) between the power circuit and the output voltage (V1) of the power circuit and a resistance value (R1) of the boot resistor. The value obtained by dividing the product of the current value divided by, the resistance value of the boot resistor, and the capacitance value (C2) of the boot capacitor by the maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30) is the charging period. And the ratio (Vbm / V1) of the minimum value (Vbm) of the voltage (Vb) to be charged to the boot capacitor with respect to the output voltage of the power supply circuit. A value (T) obtained by multiplying the natural logarithm of the reciprocal of the value subtracted from 1 by the effective charging time constant of the boot capacitor is adopted as the pre-charging period,
The charging method for a boot capacitor according to claim 2.
【請求項6】 前記電源回路の出力電圧(V1)を前記
ブート抵抗の抵抗値(R1)で除した値は、前記電源回
路(30)の最大出力可能電流(I1M)よりも大き
い、請求項5記載のブートコンデンサの充電方法。
6. The value obtained by dividing the output voltage (V1) of the power supply circuit by the resistance value (R1) of the boot resistor is larger than the maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30). 5. The method for charging the boot capacitor described in 5.
【請求項7】 前記インバータは、複数の相に対応して
前記ローアーム側スイッチング素子(41)及び前記ハ
イアーム側スイッチング素子(42)の直列接続を複数
備え、 前記複数の相に対応して前記ブートコンデンサ(32)
が複数存在し、 前記複数のブートコンデンサに対応する前記前置充電期
間(TU,TV,TW)が排他的である、請求項1乃至
請求項6のいずれか一つに記載のブートコンデンサの充
電方法。
7. The inverter comprises a plurality of series connections of the low arm side switching element (41) and the high arm side switching element (42) corresponding to a plurality of phases, and the boot corresponding to the plurality of phases. Capacitor (32)
7. The charging of the boot capacitor according to any one of claims 1 to 6, wherein there are a plurality of, and the pre-charge period (TU, TV, TW) corresponding to the plurality of boot capacitors is exclusive. Method.
【請求項8】 前記前置充電期間と前記通常動作期間と
の間に、前記ローアーム側スイッチング素子(41)及
び前記ハイアーム側スイッチング素子(42)のいずれ
もがオフする休止期間を設ける、請求項1乃至請求項7
のいずれか一つに記載のブートコンデンサの充電方法。
8. The idle period in which both the low-arm side switching element (41) and the high-arm side switching element (42) are turned off is provided between the pre-charge period and the normal operation period. 1 to claim 7
The method for charging a boot capacitor according to any one of 1.
【請求項9】 相互に直列に接続されたローアーム側ス
イッチング素子(41)及びハイアーム側スイッチング
素子(42)を備えて負荷(6)が接続されるインバー
タ(4U)と、 前記ハイアーム側スイッチング素子の動作を制御するハ
イアーム制御回路(33)及び、前記ハイアーム制御回
路の動作電源を与えるブートコンデンサ(32)とを有
するインバータ制御回路(3U)と、 前記ブートコンデンサ(32)を充電する電源回路(3
0)とを備え、 前記インバータにおいて前記ローアーム側スイッチング
素子及び前記ハイアーム側スイッチング素子が通常のス
イッチングを行う通常動作期間よりも前の前置充電期間
において、前記ハイアーム側スイッチング素子を常にオ
フし、前記ローアーム側スイッチング素子を介して前記
電源回路によって前記ブートコンデンサを充電する、負
荷の駆動装置。
9. An inverter (4U) having a low arm side switching element (41) and a high arm side switching element (42) connected in series to each other, to which a load (6) is connected, and a high arm side switching element. An inverter control circuit (3U) having a high arm control circuit (33) for controlling the operation and a boot capacitor (32) for supplying the operating power of the high arm control circuit, and a power supply circuit (3 for charging the boot capacitor (32)
0), the high arm side switching element is always turned off in a precharge period before a normal operation period in which the low arm side switching element and the high arm side switching element perform normal switching in the inverter, A drive device for a load, wherein the boot capacitor is charged by the power supply circuit via a low-arm side switching element.
【請求項10】 前記前置充電期間において、前記ロー
アーム側スイッチング素子はオン/オフを繰り返す、請
求項9記載の負荷の駆動装置。
10. The load driving device according to claim 9, wherein the low-arm side switching element is repeatedly turned on and off during the pre-charge period.
【請求項11】 前記ローアーム側スイッチング素子が
オンする期間は、前記負荷(6)の短絡に際して前記イ
ンバータを保護するのに必要な検出最低時間(Twmin
以上である、請求項10記載の負荷の駆動装置。
11. A minimum detection time (T wmin ) necessary for protecting the inverter when the load (6) is short-circuited during a period when the low-arm side switching element is turned on.
The load driving device according to claim 10, which is the above.
【請求項12】 前記ローアーム側スイッチング素子が
オンする期間は、前記インバータの負荷(6)のインダ
クタンス(L)と、前記ローアーム側スイッチング素子
の出力許容電流値(IL)との積で前記インバータの負
荷の線間誘導起電圧(V2)を除した値未満である、請
求項10及び請求項11のいずれか一つに記載の負荷の
駆動装置。
12. The inverter is a product of an inductance (L) of a load (6) of the inverter and an allowable output current value (I L ) of the low arm side switching element during a period when the low arm side switching element is turned on. The drive device for a load according to any one of claims 10 and 11, which is less than a value obtained by dividing the line induced electromotive voltage (V2) of the load.
【請求項13】 前記電源回路との間で前記ブートコン
デンサ(32)には直列にブート抵抗(36)が接続さ
れ、 前記電源回路の出力電圧(V1)を前記ブート抵抗の抵
抗値(R1)で除した電流値と前記ブート抵抗の抵抗値
と前記ブートコンデンサの容量値(C2)との積を、前
記電源回路(30)の最大出力可能電流(I1M)で除
した値を、前記充電期間における前記ブートコンデンサ
の実効的な充電時定数(τ)として求め、 前記電源回路の前記出力電圧に対する前記ブートコンデ
ンサに充電すべき電圧(Vb)の最低値(Vbm)の比
(Vbm/V1)を1から引いた値の逆数の自然対数
に、前記ブートコンデンサの前記実効的な充電時定数に
乗じた値(T)を、前記前置充電期間として採用する、
請求項10乃至請求項12のいずれか一つに記載の負荷
の駆動装置。
13. A boot resistor (36) is connected in series to the boot capacitor (32) between the power supply circuit and an output voltage (V1) of the power supply circuit and a resistance value (R1) of the boot resistor. The value obtained by dividing the product of the current value divided by, the resistance value of the boot resistor, and the capacitance value (C2) of the boot capacitor by the maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30) is the charging period. And the ratio (Vbm / V1) of the minimum value (Vbm) of the voltage (Vb) to be charged to the boot capacitor with respect to the output voltage of the power supply circuit. A value (T) obtained by multiplying the natural logarithm of the reciprocal of the value subtracted from 1 by the effective charging time constant of the boot capacitor is adopted as the pre-charging period,
The drive device for a load according to any one of claims 10 to 12.
【請求項14】 前記電源回路の出力電圧(V1)を前
記ブート抵抗の抵抗値(R1)で除した値は、前記電源
回路(30)の最大出力可能電流(I1M)よりも大き
い、請求項13記載の負荷の駆動装置。
14. A value obtained by dividing an output voltage (V1) of the power supply circuit by a resistance value (R1) of the boot resistor is larger than a maximum outputtable current (I1M) of the power supply circuit (30). 13. The load driving device according to item 13.
【請求項15】 前記インバータは、複数の相に対応し
て前記ローアーム側スイッチング素子(41)及び前記
ハイアーム側スイッチング素子(42)の直列接続を複
数備え、 前記複数の相に対応して前記ブートコンデンサ(32)
が複数存在し、 前記複数のブートコンデンサに対応する前記前置充電期
間(TU,TV,TW)が排他的である、請求項9乃至
請求項14のいずれか一つに記載の負荷の駆動装置。
15. The inverter comprises a plurality of serial connections of the low arm side switching element (41) and the high arm side switching element (42) corresponding to a plurality of phases, and the boot corresponding to the plurality of phases. Capacitor (32)
15. The load driving device according to any one of claims 9 to 14, wherein there are a plurality of, and the pre-charge period (TU, TV, TW) corresponding to the plurality of boot capacitors is exclusive. .
【請求項16】 前記前置充電期間と前記通常動作期間
との間に、前記ローアーム側スイッチング素子(41)
及び前記ハイアーム側スイッチング素子(42)のいず
れもがオフする休止期間を設ける、請求項9乃至請求項
15のいずれか一つに記載の負荷の駆動装置。
16. The low-arm side switching element (41) between the pre-charge period and the normal operation period.
16. The load driving device according to claim 9, further comprising a rest period in which both the high-arm side switching element (42) is turned off.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007116826A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Daikin Ind Ltd Method for charging boot capacitor
WO2008084775A1 (en) * 2007-01-09 2008-07-17 Daikin Industries, Ltd. Inverter compressor operation method and compressor drive device
JP2008170017A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Daikin Ind Ltd Operating method of invertor compressor and compressor driving device
JP2008169699A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Daikin Ind Ltd Operation method of inverter compressor and compressor driving device
JP2012143097A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Daikin Ind Ltd Method of charging boot capacitor
JP2012196065A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Sanden Corp Inverter device
WO2017126103A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 三菱電機株式会社 Control circuit
US20190341854A1 (en) * 2018-05-07 2019-11-07 Omron Corporation Switching power supply device
CN113890427A (en) * 2021-09-29 2022-01-04 珠海格力电器股份有限公司 Protection device and method for bootstrap circuit in motor and motor

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4609277B2 (en) * 2005-10-20 2011-01-12 ダイキン工業株式会社 How to charge the boot capacitor
JP2007116826A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Daikin Ind Ltd Method for charging boot capacitor
EP2119914A4 (en) * 2007-01-09 2017-01-25 Daikin Industries, Ltd. Inverter compressor operation method and compressor drive device
WO2008084775A1 (en) * 2007-01-09 2008-07-17 Daikin Industries, Ltd. Inverter compressor operation method and compressor drive device
JP2008170017A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Daikin Ind Ltd Operating method of invertor compressor and compressor driving device
JP2008169699A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Daikin Ind Ltd Operation method of inverter compressor and compressor driving device
AU2008204184B2 (en) * 2007-01-09 2010-05-27 Daikin Industries, Ltd. Inverter compressor operation method and compressor drive device
KR100978171B1 (en) * 2007-01-09 2010-08-25 다이킨 고교 가부시키가이샤 Inverter compressor operation method and compressor drive device
US8182245B2 (en) 2007-01-09 2012-05-22 Daikin Industries, Ltd. Inverter driven compressor operation method and compressor drive device
JP2012143097A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Daikin Ind Ltd Method of charging boot capacitor
JP2012196065A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Sanden Corp Inverter device
WO2017126103A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 三菱電機株式会社 Control circuit
JPWO2017126103A1 (en) * 2016-01-22 2018-08-30 三菱電機株式会社 Control circuit
CN108575108A (en) * 2016-01-22 2018-09-25 三菱电机株式会社 Control circuit
CN108575108B (en) * 2016-01-22 2020-06-16 三菱电机株式会社 Control circuit
US20190341854A1 (en) * 2018-05-07 2019-11-07 Omron Corporation Switching power supply device
CN110460226A (en) * 2018-05-07 2019-11-15 欧姆龙株式会社 Switching power unit
CN113890427A (en) * 2021-09-29 2022-01-04 珠海格力电器股份有限公司 Protection device and method for bootstrap circuit in motor and motor
CN113890427B (en) * 2021-09-29 2024-04-19 珠海格力电器股份有限公司 Protection device and method for bootstrap circuit in motor and motor

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