JP2003324968A - インバータ保護回路及び電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路構成で確実に過電流に
対して保護動作するインバータ保護回路を得る。 【解決手段】 負荷に交流電圧を供給するために
相アームを構成するスイッチング素子７を備えたインバ
ータ回路１に対し、スイッチング素子７と直列にＰＴＣ
サーミスタを接続する。また、負荷に交流電圧を供給す
るために相アームを構成するスイッチング素子を備えた
インバータ回路に対し、スイッチング素子と直列に電流
ヒューズ又はヒューズを接続する。さらには、インバー
タ回路の出力線に負荷と直列にＰＴＣサーミスタを接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路の
過電流による過電流の電流経路における部品の発熱や故
障を防止するインバータ保護回路及びインバータ保護回
路を搭載した電気機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インバータ回路には、従来からスイッチ
ング素子の故障や誤作動等による過電流を抑制するイン
バータ保護回路が組込まれている。従来のインバータ保
護回路は、図４に示すような構成が採られている。即
ち、インバータ回路における上アームを構成するスイッ
チング素子２０と、下アームを構成するスイッチング素
子２１とに直列に通電電流を検出するためのシャント抵
抗２２が挿入されている。シャント抵抗２２で検出され
る電流値はコンパレータ２３に入力され、コンパレータ
２３において基準入力値と比較される。シャント抵抗２
２を流れる電流値が基準入力値を越えた場合には、コン
パレータ２３がゲート遮断回路２４に出力信号を発し、
ゲート遮断回路２４がドライブ回路２５にスイッチング
素子２０，２１をオフさせる信号を出力して、スイッチ
ング素子２０，２１を開放させて過電流を遮断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のインバ
ータ保護回路においては、シャント抵抗２２やコンパレ
ータ２３並びにゲート遮断回路２４が必要なため、回路
基板の面積も大きくなり、製造コストが嵩むうえ、搭載
機器のコンパクト化を阻む要因ともなっている。また、
過電流を検出した場合には即座にゲート遮断信号を出力
させなくてはならないため、高い応答性が要求され、ノ
イズ等による誤作動し易い回路構成となっている。

【０００４】本発明は、係る従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その課題とするところは、
簡単な回路構成で確実に過電流に対して保護動作するイ
ンバータ保護回路を得ることであり、低コストで小型の
インバータ保護回路を搭載した電気機器を得ることであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、負荷に交流電圧を供給するために
相アームを構成するスイッチング素子を備えたインバー
タ回路に対し、そのスイッチング素子と直列に正特性サ
ーミスタを接続する手段を採用する。

【０００６】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、負荷に交流電圧を供給するために相アームを構成す
るスイッチング素子を備えたインバータ回路に対し、そ
のスイッチング素子と直列に電流ヒューズ又はヒューズ
を接続する手段を採用する。

【０００７】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、負荷に交流電圧を供給するために相アームを構成す
るスイッチング素子を備えたインバータ回路に対し、そ
のスイッチング素子と直列に正特性サーミスタを接続
し、正特性サーミスタに直列に電流ヒューズ又はヒュー
ズを接続する手段を採用する。

【０００８】前記課題を達成するために請求項４の発明
は、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記手段
におけるインバータ回路の出力線に負荷と直列に正特性
サーミスタを接続する手段を採用する。

【０００９】前記課題を達成するために請求項５の発明
は、モーター等に交流電圧を供給するために相アームを
構成するスイッチング素子を備え、そのスイッチング素
子と直列に正特性サーミスタを接続したインバータ保護
回路を機器に搭載する手段を採用する。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１と図２によっ
て示す本実施の形態は、インバータ回路１を搭載した換
気装置に関するものである。換気装置の羽根車２を回す
モーター３はインバータ回路１により可変速駆動され
る。インバータ回路１は、商用電源を直流に変換するコ
ンバータ部４と、コンバータ部４で生成される直流を交
流に変換し、モーター３に交流電圧を供給するインバー
タ部５と、インバータ部５を制御する制御回路６から構
成されている。インバータ部５は相アームを構成するス
イッチング素子７で構成され、相アームの各スイッチン
グ素子７は制御回路６によってオン／オフ制御される。
インバータ部５にはそのスイッチング素子７を過電流か
ら保護するインバータ保護回路が設けられている。イン
バータ保護回路は、スイッチング素子７に直列に正特性
のＰＴＣサーミスタ８を挿入して構成されている。ま
た、インバータ部５の出力線９には、モーター３に直列
に正特性のＰＴＣサーミスタ１０が接続されている。

【００１１】インバータ部５の相アームを構成するスイ
ッチング素子７は、通常においては同時にオンすること
はないが、ノイズや相アームのいずれかのスイッチング
素子７の故障等により双方がオン状態になることが起き
うる。相アームを構成するスイッチング素子７の双方が
オン状態になると、コンバータ部４の直流電圧を短絡す
る状態になり、過電流がスイッチング素子７に流れ、イ
ンバータ部５を破損してしまう。しかしながら、本実施
の形態では、スイッチング素子７に直列に接続されたＰ
ＴＣサーミスタ８が過電流により自己発熱してその抵抗
値を上昇させ、流れる電流値を減少させるため、インバ
ータ部５のスイッチング素子７は保護される。また、負
荷であるモーター３側の短絡等によって過電流が流れて
も、モーター３に直列に接続されたＰＴＣサーミスタ１
０が過電流により自己発熱してその抵抗値を上昇させ、
流れる電流値を減少させるため、インバータ部５のスイ
ッチング素子７は保護される。

【００１２】過電流の流れる要因が解消されれば、ＰＴ
Ｃサーミスタ８，１０の抵抗値は減少し正常なインバー
タ回路１の動作に復帰する。このように、本実施の形態
の換気装置では、シャント抵抗やコンパレータ並びにゲ
ート遮断回路といった、ノイズ等による誤作動し易い回
路構成を採らずに、ＰＴＣサーミスタ８を挿入するだけ
の簡単な回路構成で確実に過電流に対してインバータ回
路１のスイッチング素子７を保護でき、インバータ回路
１に関する低コスト化と小型化が達成できる。

【００１３】実施の形態２．図３によって示す本実施の
形態は、実施の形態１で示したインバータ回路１に電流
ヒューズ又はヒューズ１１によるインバータ保護回路を
構成したものであり、インバータ回路１の構成について
は実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形
態１のものと同じ部分については実施の形態１のものと
同じ符号を用いそれらについての説明は省略する。

【００１４】本実施の形態のインバータ保護回路は、イ
ンバータ部５の相アームを構成するスイッチング素子７
に直列に電流ヒューズ又はヒューズ１１を挿入して構成
されている。また、インバータ部５の出力線９にも、モ
ーター３に直列に電流ヒューズ又はヒューズ１２が接続
されている。ノイズや相アームのいずれかのスイッチン
グ素子７の故障等によりスイッチング素子７の双方がオ
ン状態になると、コンバータ部４の直流電圧を短絡する
状態になり、過電流がスイッチング素子７に流れ、イン
バータ部５を破損してしまう。しかしながら、本実施の
形態では、スイッチング素子７に直列に接続された電流
ヒューズ又はヒューズ１１が溶断し、電流を遮断するた
め、インバータ部５のスイッチング素子７は保護され
る。

【００１５】また、負荷であるモーター３側の短絡等に
よって過電流が流れても、モーター３に直列に接続され
た電流ヒューズ又はヒューズ１２が過電流により溶断し
電流を遮断するため、インバータ部５のスイッチング素
子７は保護される。電流ヒューズ又はヒューズ１１，１
２の溶断によって機器そのものは動作しなくなるが、電
流ヒューズ又はヒューズ１１，１２を交換することによ
って復旧させることができる。インバータ回路１のスイ
ッチング素子７の故障により過電流が流れた場合、電流
ヒューズ又はヒューズ１１を交換しても再度電流ヒュー
ズ又はヒューズ１１が溶断することになるため、スイッ
チング素子７が故障していることが判断でき、スイッチ
ング素子７の交換修理を行うことができる。この意味
で、実施の形態１で示したインバータ保護回路のＰＴＣ
サーミスタ８に直列に電流ヒューズ又はヒューズ１１を
設ければ、ノイズ等、一過性の要因で過電流が流れた場
合と、スイッチング素子７の故障で過電流が流れた場合
の判定ができ、事後処理がし易くなる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、簡単な回路構
成で確実に過電流に対して保護動作するインバータ保護
回路が得られる。

【００１７】請求項２の発明によれば、簡単な回路構成
で確実に過電流に対して保護動作するインバータ保護回
路が得られる。

【００１８】請求項３の発明によれば、簡単な回路構成
で確実に過電流に対して保護動作するインバータ保護回
路が得られる。

【００１９】請求項４の発明によれば、請求項１〜請求
項３までのいずれかに係る前記効果とともに負荷の短絡
等による過電流に対してスイッチング素子を保護するこ
とができる。

【００２０】請求項５の発明によれば、低コストで小型
のインバータ保護回路を搭載した電気機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の換気装置の構成図である。

【図２】 実施の形態１の換気装置のインバータ回路を
示す回路図である。

【図３】 実施の形態２のインバータ回路を示す回路図
である。

【図４】 従来のインバータ回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ インバータ回路、 ３ モーター、 ４ コンバー
タ部、 ５ インバータ部、 ７ スイッチング素子、
８ ＰＴＣサーミスタ、 ９ 出力線、 １０ ＰＴ
Ｃサーミスタ、 １１ ヒューズ、 １２ ヒューズ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に交流電圧を供給するために相アー
   ムを構成するスイッチング素子を備えたインバータ回路
   に対し、そのスイッチング素子と直列に正特性サーミス
   タを接続したインバータ保護回路。
2. 【請求項２】 負荷に交流電圧を供給するために相アー
   ムを構成するスイッチング素子を備えたインバータ回路
   に対し、そのスイッチング素子と直列に電流ヒューズ又
   はヒューズを接続したインバータ保護回路。
3. 【請求項３】 負荷に交流電圧を供給するために相アー
   ムを構成するスイッチング素子を備えたインバータ回路
   に対し、そのスイッチング素子と直列に正特性サーミス
   タを接続し、この正特性サーミスタに直列に電流ヒュー
   ズ又はヒューズを接続したインバータ保護回路。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３までのいずれかに記
   載のインバータ保護回路であって、インバータ回路の出
   力線に負荷と直列に正特性サーミスタを接続したインバ
   ータ保護回路。
5. 【請求項５】 モーター等に交流電圧を供給するために
   相アームを構成するスイッチング素子を備え、そのスイ
   ッチング素子と直列に正特性サーミスタを接続したイン
   バータ保護回路を搭載した電機機器。