JP2003348856A

JP2003348856A - 電源装置

Info

Publication number: JP2003348856A
Application number: JP2002154503A
Authority: JP
Inventors: Takakimi Asai; 孝公浅井; Ryuichi Ishii; 隆一石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: JP3572058B2

Abstract

(57)【要約】【課題】主電源の遮断時に、放電用抵抗や放電専用回
路を用いずに、平滑コンデンサに蓄積された電荷を短時
間で、かつスイッチングトランジスタを熱破壊させるこ
となく、消費することができる電源装置を提供する。【解決手段】直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１４
と、平滑された電圧が入力され、一対のスイッチングト
ランジスタ１，２を直列接続して少なくとも一相のアー
ムを構成し、上記各スイッチングトランジスタをオンオ
フ制御することにより、所定の交流電圧を出力するイン
バータ装置１１とを有する電源装置において、少なくと
も一相のアームの各スイッチングトランジスタを同時に
オンさせるドライブ手段８を備え、直流電圧遮断時に、
上記ドライブ手段によってオンさせたスイッチングトラ
ンジスタにアーム短絡電流を流して平滑コンデンサの蓄
積電荷を消費させる回路構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電源装置、特に
主電源からの直流電圧を平滑コンデンサにより平滑して
インバータ装置に供給し、インバータ装置から所定の交
流電圧を出力すると共に、主電源の遮断時に平滑コンデ
ンサの蓄積電荷を消費するようにした電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車などにおいては、バッ
テリからの直流電圧をインバータ装置で所定の交流電圧
に変換する電源装置を用いてモータを駆動している。こ
の電源装置は、アクセル操作等に応じて、インバータ装
置内のスイッチングトランジスタをオンオフ制御し、上
記モータの出力トルクを制御している。このような制御
を行なうためには、インバータ装置に供給される直流電
圧の変動を抑制することが必要であるため、通常平滑コ
ンデンサを利用して、主電源（バッテリ）から供給され
る直流電圧の変動を抑制するようにしている。

【０００３】一方、点検整備などで主電源を遮断する場
合には、平滑コンデンサに蓄積電荷が残留しているのは
好ましくないので、実開平３−１１３９３号公報に示さ
れるように、ホーロー抵抗等の大きな体積を持つ耐熱性
の放電用抵抗を設け、この放電用抵抗を主電源の遮断時
に平滑コンデンサの両電極間に接続して上記平滑コンデ
ンサに蓄積された電荷を消費するようにしている。ま
た、特開平９−２０１０６５号公報に示されたものは、
インバータ装置内に放電専用回路を設けて、平滑コンデ
ンサに蓄積された電荷をスイッチング用のトランジスタ
に流して消費するようにしたものである。その内容を図
４に示し、簡単に説明する。

【０００４】図４は、インバータ装置の一相分のアーム
を示すもので、２０、２１はインバータ装置の直流入力
端子、１４は直流入力端子に印加される直流電圧を平滑
するコンデンサ、１、２は一相分のアーム、例えばＵ相
のアームを構成する一対のスイッチングトランジスタ、
７は各スイッチングトランジスタのコレクタ−エミッタ
間に接続され、逆起電流を流すためのフライホイールダ
イオード、２３、２４は他の相への接続端子、２５はＵ
相の交流出力端子、１８は電流センサで、出力信号端子
２２が図示しない制御装置に接続されている。Ｒ１、Ｒ
２はスイッチングトランジスタ１のゲート回路に接続さ
れた抵抗で、抵抗値はＲ１＜Ｒ２とされている。Ｓは抵
抗Ｒ１とＲ２とを切り替えるためのスイッチ、Ｔr1、Ｔ
r2は上記抵抗Ｒ１、Ｒ２、スイッチＳと共にスイッチン
グトランジスタ１のドライブ回路を構成する制御用トラ
ンジスタで、端子２６に上述した制御装置から制御信号
が与えられる。Ｒ３はスイッチングトランジスタ２のゲ
ート回路に接続された抵抗、Ｔr3、Ｔr4は上記抵抗Ｒ３
と共にスイッチングトランジスタ２のドライブ回路を構
成する制御用トランジスタで、端子２７に上述した制御
装置から制御信号が与えられる。

【０００５】このような構成において、主電源の直流電
圧遮断時にスイッチＳを操作して、アームの一方のスイ
ッチングトランジスタ１のゲートに接続される抵抗を、
小さな抵抗Ｒ１から大きな抵抗Ｒ２に切り替えると共
に、スイッチングトランジスタ１の制御用トランジスタ
Ｔr1と、アームの他方のスイッチングトランジスタ２の
制御用トランジスタＴr3とを共にオン状態として、スイ
ッチングトランジスタ１，２をオン状態とし、平滑コン
デンサ１４の蓄積電荷を、スイッチングトランジスタ
１，２に流して消費するようにしたものである。このと
き、スイッチングトランジスタ１における電流（コレク
タ電流）は、そのゲートに印加される電圧を大きな抵抗
Ｒ２により制限しているので、スイッチングトランジス
タ１を活性領域の所定値に抑制することができる。この
ように、主電源の直流電圧遮断時において、放電用の抵
抗による放電、または放電専用回路による放電によっ
て、平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷を放電するこ
とにより、回路の電源ラインがいつまでも高電圧に維持
されるのを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電源装置は以上
のように構成されているが、電気自動車等においては、
十分な出力トルクを得るために、かなりの高電圧の主電
源（バッテリ）が採用され、この電圧を一定に維持する
ために、平滑コンデンサも大きな容量のものが用いられ
ている。しかし、このような大容量の平滑コンデンサに
蓄積された電荷を短時間で消費するためには、放電用抵
抗を使用する場合には、放電用抵抗の体積が更に大きく
なり、従って、回路が全体として大型になり、製造コス
トも高くなってしまうという問題点があった。また、放
電専用回路を使用する場合には、放電専用回路の占有面
積だけ回路の規模が大きくなり、コストも高くなってし
まうという問題点があった。更に、トランジスタの活性
領域を用いて電流を流す場合には、トランジスタにおけ
る損失が、飽和領域を用いて同じ電流を流す場合に比べ
て相当大きくなるので、放電電流の制御を誤るとトラン
ジスタが熱破壊を起こす可能性があった。反面、放電電
流を制限しすぎると、放電に時間がかかるという問題点
があった。

【０００７】この発明は、上記のような問題点に対処す
るためになされたもので、主電源の直流電圧遮断時に、
放電用抵抗及び放電専用回路を用いずに、スイッチング
トランジスタが熱破壊を起こすことなく、平滑用コンデ
ンサに蓄積された電荷を短時間で消費することができる
電源装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電源装置
は、主電源の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、上
記平滑コンデンサによって平滑された電圧が入力され、
一対のスイッチングトランジスタを直列接続して少なく
とも一相のアームを構成し、上記各スイッチングトラン
ジスタをオンオフ制御することにより、所定の交流電圧
を出力するインバータ装置とを有する電源装置におい
て、上記インバータ装置の少なくとも一相のアームの各
スイッチングトランジスタを同時にオンさせるドライブ
手段を備え、上記主電源の直流電圧遮断時に、上記ドラ
イブ手段によってオンさせたスイッチングトランジスタ
にアーム短絡電流を流すことにより、上記平滑コンデン
サの蓄積電荷を消費させるようにしたものである。

【０００９】請求項２に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によって短絡されたアームのスイッチングト
ランジスタの電流を検出し、検出電流が所定値以上の時
にそのアームの少なくとも一方のスイッチングトランジ
スタをオフさせる過電流保護手段を有し、アーム短絡電
流の最大値を制限するようにしたものである。

【００１０】請求項３に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によってアーム短絡電流が所定値以上となら
ないように、アームの少なくとも一方のスイッチングト
ランジスタのオン時間の幅を制御するようにしたもので
ある。

【００１１】請求項４に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によって短絡されたアームの各スイッチング
トランジスタの温度を検出し、検出温度が所定値以上の
時に検出スイッチングトランジスタをオフさせる過熱保
護手段を有し、スイッチングトランジスタの温度上昇を
抑制するようにしたものである。

【００１２】請求項５に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によってアーム短絡電流を流す時間間隔を制
御して、スイッチングトランジスタの温度上昇を抑制す
るようにしたものである。

【００１３】請求項６に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によって短絡されるインバータ装置のアーム
を、一つまたは複数相とするものである。

【００１４】請求項７に係る電源装置は、また、上記ド
ライブ手段によって短絡されるインバータ装置のアーム
が、所定の順序で切り替えるようにされているものであ
る。

【００１５】請求項８に係る電源装置は、また、主電源
の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、上記平滑コン
デンサによって平滑された電圧が入力され、一対のスイ
ッチングトランジスタを直列接続して少なくとも一相の
アームを構成し、上記各スイッチングトランジスタをオ
ンオフ制御することにより、所定の交流電圧を出力する
インバータ装置とを有する電源装置において、上記イン
バータ装置の少なくとも一相のアームの一方のスイッチ
ングトランジスタを常時オンさせ、他方のスイッチング
トランジスタをオンオフさせるドライブ手段を備え、上
記主電源の直流電圧遮断時に、上記ドライブ手段によっ
て他方のスイッチングトランジスタをオンさせてアーム
短絡電流を流すことにより、上記平滑コンデンサの蓄積
電荷を消費させるようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施
の形態１の構成を示すブロック図で、交流出力端子に三
相モータを接続した場合を示す。この図において、１３
は主電源であるバッテリ、１７はメインスイッチで、電
気自動車のイグニッションスイッチのオン、オフを後述
する制御装置によって検知し、イグニッションスイッチ
のオフ時にオフとなるようにされている。１４は主電源
の端子間に接続された平滑コンデンサで、バッテリ１３
から供給される直流電圧を平滑し、直流電圧の変動を抑
制するものである。１１はバッテリ１３の直流電圧を入
力とするインバータ装置で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のアーム
を有し、各アームは以下のように構成されている。即
ち、１、２はＵ相のアームを構成する一対のスイッチン
グトランジスタで、直列接続されている。また、３、４
は同じく直列接続されてＶ相のアームを構成する一対の
スイッチングトランジスタ、５、６は同じく直列接続さ
れてＷ相のアームを構成する一対のスイッチングトラン
ジスタである。

【００１７】各スイッチングトランジスタ１〜６は、そ
れぞれエミッタ電流検出用端子１Ａ〜６Ａを有するＩＧ
ＢＴ（ Insulated Gate Bipolar Transistor ）によっ
て構成されている。７は各スイッチングトランジスタ１
〜６のコレクターエミッタ間に接続され、逆起電流を流
すためのフライホイールダイオード、８は各スイッチン
グトランジスタのゲート回路に接続されたゲート駆動回
路、１２はゲート駆動回路８を介して各スイッチングト
ランジスタ１〜６のスイッチング動作を制御する制御装
置、１５はインバータ装置１１の交流出力端子に接続さ
れた三相モータ、１６は三相モータの回転センサで、三
相モータの回転数の情報を制御装置１２に与えるもので
ある。また、１８は電流センサで、インバータ装置１１
に流れる電流を検出し、検出結果を制御装置１２に与え
るようにされている。

【００１８】制御装置１２は、トルク指令や回転センサ
１６からのモータ１５の回転数の情報及び電流センサ１
８からのインバータ電流情報にもとづいて、各スイッチ
ングトランジスタ１〜６のスイッチング動作を制御す
る。また、９は各スイッチングトランジスタのエミッタ
電流検出用端子１Ａ〜６Ａに接続された過電流（ＳＣ）
保護回路で、各スイッチングトランジスタに流れる電流
を検出すると共に、検出電流が所定の閾値（ＳＣレベ
ル）を超えると、ゲート駆動回路８にゲート遮断信号を
出力するようにされている。このため、過電流が流れた
スイッチングトランジスタのゲートは強制遮断され、制
御装置１２から次のゲートオン信号が出力されるまで、
遮断状態が継続する。１０は各スイッチングトランジス
タ１〜６の温度を検出する過熱（ＯＴ）保護回路で、抵
抗に温度特性を持つサーミスタやダイオードなどのセン
シング素子を有し、各スイッチングトランジスタの検出
温度が所定の閾値（○Ｔレベル）を超えると、ゲート駆
動回路８にゲート遮断信号を出力するようにされてい
る。このため、過熱したスイッチングトランジスタのゲ
ートは強制遮断され、過熱したスイッチングトランジス
タの温度が、○Ｔレベルより低い値に設定されたゲート
遮断解除閾値（ＯＴｒレベル）を下回るまで、かつ制御
装置１２から次のゲートオン信号が出力されるまで遮断
状態が継続されるようになっている。

【００１９】このような構成において、電気自動車のイ
グニッションスイッチ（図示せず）がオフされた場合、
制御装置１２は、メインスイッチ１７をオフし、バッテ
リ１３をインバータ装置１１から遮断する。ここで制御
装置１２のＵＨとＵＬにゲートオン指令を出力すると、
Ｕ相アームの一対のスイッチングトランジスタ１，２が
同時オンし、平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷は、
スイッチングトランジスタ１，２のアーム短絡電流とし
て消費される。アーム短絡電流は時間とともに増大し、
やがて過電流保護回路９が検出したスイッチングトラン
ジスタのコレクタ電流が図２の波形図に示されるよう
に、ＳＣレベルを超えると、過電流保護回路９からゲー
ト駆動回路８にゲート強制遮断信号が出力され、スイッ
チングトランジスタ１，２はゲートの強制遮断によって
共にオフし、アーム短絡電流は流れなくなる。アーム短
絡電流の最大値は、図２に示すように、ゲート強制遮断
の応答時間の分だけＳＣレベルを超える。その後、制御
装置１２のＵＨとＵＬにゲートオフ指令が出力される
と、過電流保護回路９によるゲート強制遮断は解除さ
れ、再び制御装置１２のＵＨとＵＬにゲートオン指令を
出力した時、スイッチングトランジスタ１，２にアーム
短絡電流が流れる。

【００２０】このようなアーム短絡による放電を短い時
間間隔で繰り返し行なうと、アーム短絡時のスイッチン
グトランジスタ１，２の損失による発熱量がスイッチン
グトランジスタオフ時の放熱量を上回り、スイッチング
トランジスタ１，２に熱が蓄積されて温度が上昇する。
スイッチングトランジスタ１，２のどちらか一方でも、
過熱保護回路１０の検出温度が図２に示すように、○Ｔ
レベルを超えると、その過熱保護回路１０からゲート駆
動回路８にゲート強制遮断信号が出力され、対応するス
イッチングトランジスタのゲートが強制遮断される。強
制遮断されると、過熱したスイッチングトランジスタの
検出温度が、図２に示すＯＴｒレベルを下回るまで、か
つ制御装置１２から次のゲートオン信号が出力されるま
で、過熱したスイッチングトランジスタのゲートは強制
遮断され続ける。従って、○Ｔレベルを超えたスイッチ
ングトランジスタが１，２のうちの一方であっても、そ
の間アーム短絡電流は流れない。

【００２１】このように、インバータ装置が一般的に備
えている過電流・過熱保護機能を用いて、アーム短絡電
流の最大値とスイッチングトランジスタの温度を制限し
ながら、アーム短絡電流を繰り返し流すことにより、放
電用抵抗や放電専用回路を用いずに、スイッチングトラ
ンジスタを熱破壊させることなく、平滑コンデンサ１４
に蓄積された電荷を消費することができる。なお、イン
バータ装置１１に流れる電流、即ち、電流センサ１８の
検出電流が所定の閾値以下になった時、もしくは、平滑
コンデンサ１４の両端子間電圧が所定の閾値以下になっ
た時は、所定の放電が終了したものとして、スイッチン
グトランジスタ１〜６をオフし放電処理を終了する。

【００２２】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。この実施の形態は、図１に示す
ブロック図における過熱保護回路１０の機能を必要とし
ない例であり、具体的には図１から過熱保護回路１０を
除去した形の回路構成とするものである。実施の形態１
との相違点は、アーム短絡電流を流す時間間隔を広げる
ことによって、平滑コンデンサの蓄積電荷の放電が終了
するまで、スイッチングトランジスタの温度を熱破壊レ
ベルにまで上昇させないようにした点である。

【００２３】このように、インバータ装置１１が一般的
に備えている過電流保護機能を用いて、アーム短絡電流
の最大値を制限しながら、アーム短絡電流を流す時間間
隔を長くして、スイッチングトランジスタの温度上昇を
制限することにより、放電用抵抗や放電専用回路を用い
ずに、スイッチングトランジスタを熱破壊させることな
く、平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷を消費するこ
とができる。ただし、アーム短絡をさせる間隔を長くす
るため、実施の形態１に比して放電に要する時間が長く
なる。

【００２４】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。この実施の形態は、図１に示す
ブロック図における過電流保護回路９の機能を必要とし
ない例であり、具体的には図１から過電流保護回路９を
除去した形の回路構成とするものである。電気自動車の
イグニッションスイッチ（図示せず）がオフされた場
合、制御装置１２は、メインスイッチ１７をオフし、バ
ッテリ１３は遮断される。ここで制御装置１２のＵＨと
ＵＬに短パルスのゲートオン指令を出力すると、Ｕ相ア
ームの一対のスイッチングトランジスタ１，２は同時オ
ンし、平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷は、スイッ
チングトランジスタ１，２のアーム短絡電流として消費
される。アーム短絡電流は時間とともに増大するが、同
時オンさせる時間が短いため、図３の波形図に示される
ように、過電流保護回路９によって検出される各スイッ
チングトランジスタのコレクタ電流がＳＣレベルを超え
る前に、スイッチングトランジスタ１，２がオフし、ア
ーム短絡電流が流れなくなる。即ち、アーム短絡電流の
最大値は、スイッチングトランジスタ１，２を同時オン
させる時間幅で制御されることになる。その後、再び制
御装置１２のＵＨとＵＬに短パルスのゲートオン指令を
出力すると、スイッチングトランジスタ１，２に同様な
アーム短絡電流が流れる。

【００２５】このように、アーム短絡による放電を短い
時間間隔で繰り返し行なうと、アーム短絡時のスイッチ
ングトランジスタ１，２の損失による発熱量がスイッチ
ングトランジスタオフ時の放熱量を上回り、スイッチン
グトランジスタ１，２に熱が蓄積されて温度が上昇す
る。スイッチングトランジスタ１，２のどちらか一方で
も、過熱保護回路１０の検出温度が図３に示すように、
○Ｔレベルを超えると、その過熱保護回路１０からゲー
ト駆動回路８にゲート遮断信号が出力され、対応するス
イッチングトランジスタのゲートが強制遮断される。強
制遮断されると、図３に示されるように、過熱したスイ
ッチングトランジスタの検出温度が、ＯＴｒレベルを下
回るまで、かつ制御装置１２から次のゲートオン信号が
出力されるまで、過熱したスイッチングトランジスタの
ゲートは遮断され続ける。従って、○Ｔレベルを超えた
スイッチングトランジスタが１，２のうちの一方であっ
ても、その間アーム短絡電流は流れない。

【００２６】このように、スイッチングトランジスタ
１，２を同時オンさせる時間幅でアーム短絡電流の最大
値を制御し、インバータ装置が一般的に備えている過熱
保護機能を用いて、スイッチングトランジスタの温度を
制限しながら、アーム短絡電流を繰り返し流すことによ
り、放電用抵抗や放電専用回路を用いずに、スイッチン
グトランジスタを熱破壊させることなく、平滑コンデン
サ１４に蓄積された電荷を消費することができる。な
お、インバータ装置１１に流れる電流、即ち、電流セン
サ１８の検出電流が所定の閾値以下になった時、もしく
は、平滑コンデンサ１４の両端子間電圧が所定の閾値以
下になった時は、所定の放電が終了したものとして、ス
イッチングトランジスタ１〜６をオフし放電処理を終了
する。

【００２７】実施の形態４．次に、この発明の実施の形
態４について説明する。この実施の形態は、図１に示す
ブロック図において過電流保護回路９と過熱保護回路１
０の機能を必要としない例であり、具体的には図１から
過電流保護回路９と過熱保護回路１０を除去した形の回
路構成とするものである。実施の形態３との相違点は、
アーム短絡電流を流す時間間隔を広げることによって、
平滑コンデンサの蓄積電荷の放電が終了するまで、スイ
ッチングトランジスタの温度を熱破壊レベルにまで上昇
させないようにした点である。このように、スイッチン
グトランジスタ１，２を同時オンさせる時間幅でアーム
短絡電流の最大値を制御すると共に、アーム短絡電流を
流す時間間隔を長くして、スイッチングトランジスタの
温度上昇を制限しながら、アーム短絡電流を繰り返し流
すことにより、放電用抵抗や放電専用回路を用いずに、
スイッチングトランジスタを熱破壊させることなく、平
滑コンデンサ１４に蓄積された電荷を消費することがで
きる。ただし、アーム短絡をさせる間隔を長くするた
め、実施の形態１に比して放電に要する時間が長くな
る。

【００２８】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５について説明する。この実施の形態は、上述した各
実施の形態のようにアーム短絡電流を流して平滑コンデ
ンサの蓄積電流を消費する場合に限らず、特開平９−２
０１０６５号公報に記載されているような手段など、一
般的にインバータ装置のスイッチングトランジスタ１〜
６のいずれかに電流を流して、平滑コンデンサの蓄積電
流を消費する場合に、過熱保護回路１０の機能を併用し
て、スイッチングトランジスタ１〜６が所定の温度以上
にならないように制限しながら、平滑コンデンサの蓄積
電流を消費するようにしたものである。このようにする
ことにより、より確実にスイッチングトランジスタの熱
破壊を防ぎながら、平滑コンデンサ１４に蓄積された電
荷を消費することができる。

【００２９】実施の形態６．上述した各実施の形態で
は、Ｕ相アームの一対のスイッチングトランジスタ１，
２を同時オンさせて、アーム短絡電流を流すようにした
が、Ｕ相アームに代えて、Ｖ相アームのスイッチングト
ランジスタ３，４、またはＷ相アームのスイッチングト
ランジスタ５，６を同時オンさせて短絡電流を流すよう
にしてもよい。更に、アーム短絡させる相を所定の順序
で切り替えたり、複数相のアームを同時に短絡させるよ
うにしてもよい。複数相のアームで同時に放電すれば、
より短時間で平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷を消
費することができる。

【００３０】なお、実施の形態１あるいは２において
は、スイッチングトランジスタ１〜６の過電流検出を、
エミッタ電流検出用端子の電流を用いて行なうようにし
たが、スイッチングトランジスタ１〜６のコレクターエ
ミッタ間の電圧を用いて行なってもよい。または、アー
ムにシャント抵抗を挿入してその両端電圧を用いて行な
ってもよい。これらの場合、もしくは過電流保護回路を
用いない実施の形態３あるいは４においては、エミッタ
電流検出用端子がないＩＧＢＴを使用してもよい。ま
た、上記各実施の形態において、スイッチングトランジ
スタ１〜６のそれぞれに過電流保護回路９を設けるよう
にしたが、アームの一方のスイッチングトランジスタ
１，３，５のみ、もしくはアームの他方のスイッチング
トランジスタ２，４，６のみに過電流保護回路９を設け
るようにしても同様な効果を期待することができる。

【００３１】また、上記各実施の形態においては、スイ
ッチングトランジスタ１、２の両方をオンオフさせるよ
うにしたが、アームの一方のスイッチングトランジスタ
１，３，５またはアームの他方のスイッチングトランジ
スタ２，４，６の片側のスイッチングトランジスタを常
時オンさせ、残りの側のスイッチングトランジスタのみ
をオンオフさせるようにしてもよい。更に、上記各実施
の形態においては、スイッチングトランジスタ１〜６と
してＩＧＢＴを用いているが、ＩＧＢＴに代えてＭＯＳ
ＦＥＴ（ Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tr
ansistor ）等の電力用半導体デバイスを用いても同様
の効果を期待することができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１、２、４、７に記載の発明によ
れば、主電源からの直流電圧遮断時に、インバータ装置
が一般的に備えている過電流・過熱保護機能を用いて、
アーム短絡電流の最大値とスイッチングトランジスタの
温度を制限しながら、アーム短絡電流を繰り返し流すこ
とにより、平滑コンデンサに蓄積された電荷を消費す
る。従って、放電用抵抗や放電専用回路を用いずに、ス
イッチングトランジスタを熱破壊させることなく、平滑
コンデンサに蓄積された電荷を消費することができ、回
路の小型化、低コスト化を達成することができる。ま
た、制御装置が短い時間間隔でアーム短絡させる指令を
出力しても、スイッチングトランジスタが所定の温度を
超えれば過熱保護回路によって強制ゲート遮断されるの
で、アーム短絡させる時間間隔の制御方法が簡単にな
り、かつ短い時間で放電を完了させることができる。

【００３３】請求項１、２、５に記載の発明によれば、
主電源からの直流電圧遮断時に、インバータ装置が一般
的に備えている過電流保護機能を用いて、アーム短絡電
流の最大値を制限しながら、アーム短絡電流を流す時間
間隔を大きくして、スイッチングトランジスタの温度上
昇を制限することにより、平滑コンデンサに蓄積された
電荷を消費する。従って、放電用抵抗や放電専用回路を
用いずに、また、過熱保護機能がなくても、スイッチン
グトランジスタを熱破壊させることなく、平滑コンデン
サに蓄積された電荷を消費することができ、回路の小型
化、低コスト化を達成することができる。

【００３４】請求項１、３、４に記載の発明によれば、
主電源からの直流電圧遮断時に、アームを構成する各ス
イッチングトランジスタを同時オンさせる時間幅でアー
ム短絡電流の最大値を制御し、インバータ装置が一般的
に備えている過熱保護機能を用いて、スイッチングトラ
ンジスタの温度を制限しながら、アーム短絡電流を繰り
返し流すことにより、平滑コンデンサに蓄積された電荷
を消費する。従って、放電用抵抗や放電専用回路を用い
ずに、また、過電流保護機能がなくても、スイッチング
トランジスタを熱破壊させることなく、平滑コンデンサ
に蓄積された電荷を消費することができ、回路の小型
化、低コスト化を達成することができる。また、制御装
置が短い時間間隔でアーム短絡させる指令を出力して
も、スイッチングトランジスタが所定の温度を超えれ
ば、過熱保護回路によって強制ゲート遮断されるので、
アーム短絡させる時間間隔の制御方法が簡単になり、か
つ短い時間で放電を完了させることができる。

【００３５】請求項１、３、５に記載の発明によれば、
主電源からの直流電圧遮断時に、アームを構成する各ス
イッチングトランジスタを同時オンさせる時間幅でアー
ム短絡電流の最大値を制御し、アーム短絡電流を流す時
間間隔を大きくしてスイッチングトランジスタの温度上
昇を制限しながら、アーム短絡電流を繰り返し流すこと
により、平滑コンデンサに蓄積された電荷を消費する。
従って、放電用抵抗や放電専用回路を用いずに、また、
過電流・過熱保護機能がなくても、スイッチングトラン
ジスタを熱破壊させることなく、平滑コンデンサに蓄積
された電荷を消費することができ、回路の小型化、低コ
スト化を達成することができる。

【００３６】請求項５に記載の発明によれば、アーム短
絡電流を流して平滑コンデンサの蓄積電流を消費する場
合に限らず、一般的にスイッチングトランジスタに電流
を流して、平滑コンデンサの蓄積電流を消費する場合
に、過熱保護機能を併用して、スイッチングトランジス
タが所定の温度以上にならないように制限しながら、平
滑コンデンサの蓄積電流を消費する。従って、インバー
タ装置のスイッチングトランジスタに電流を流して放電
を行なうあらゆる手段において、スイッチングトランジ
スタを熱破壊させることなく、平滑コンデンサに蓄積さ
れた電荷を消費することができる。

【００３７】請求項６に記載の発明によれば、短時間に
平滑コンデンサに蓄積された電荷を消費することができ
る。

【００３８】請求項８に記載の発明によれば、放電用抵
抗や放電専用回路を用いずに、スイッチングトランジス
タを熱破壊させることなく、平滑コンデンサに蓄積され
た電荷を消費することができ、回路の小型化、低コスト
化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】実施の形態１における各点の測定波形を示す
波形図である。

【図３】実施の形態３における各点の測定波形を示す
波形図である。

【図４】従来の電源装置における放電専用回路の構成
を示す回路図である。

【符号の説明】

１〜６スイッチングトランジスタ、７フライ
ホイールダイオード、８ゲート駆動回路、９
過電流保護回路、１０過熱保護回路、１１イ
ンバータ装置、１２制御装置、１３バッテ
リ、１４平滑コンデンサ、１５三相モ
ータ、１６回転センサ、１７メインスイッ
チ、１８電流センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H007 AA05 AA06 AA17 BB06 CA01 CB05 CC23 DC02 DC05 DC08 FA03 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主電源の直流電圧を平滑する平滑コンデ
ンサと、上記平滑コンデンサによって平滑された電圧が
入力され、一対のスイッチングトランジスタを直列接続
して少なくとも一相のアームを構成し、上記各スイッチ
ングトランジスタをオンオフ制御することにより、所定
の交流電圧を出力するインバータ装置とを有する電源装
置において、上記インバータ装置の少なくとも一相のア
ームの各スイッチングトランジスタを同時にオンさせる
ドライブ手段を備え、上記主電源の直流電圧遮断時に、
上記ドライブ手段によってオンさせたスイッチングトラ
ンジスタにアーム短絡電流を流すことにより、上記平滑
コンデンサの蓄積電荷を消費させるようにしたことを特
徴とする電源装置。
【請求項２】上記ドライブ手段によって短絡されたア
ームのスイッチングトランジスタの電流を検出し、検出
電流が所定値以上の時にそのアームの少なくとも一方の
スイッチングトランジスタをオフさせる過電流保護手段
を有し、アーム短絡電流の最大値を制限するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】上記ドライブ手段によってアーム短絡電
流が所定値以上とならないように、アームの少なくとも
一方のスイッチングトランジスタのオン時間の幅を制御
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電源装
置。
【請求項４】上記ドライブ手段によって短絡されたア
ームの各スイッチングトランジスタの温度を検出し、検
出温度が所定値以上の時に検出スイッチングトランジス
タをオフさせる過熱保護手段を有し、スイッチングトラ
ンジスタの温度上昇を抑制することを特徴とする請求項
２または請求項３記載の電源装置。
【請求項５】上記ドライブ手段によってアーム短絡電
流を流す時間間隔を制御してスイッチングトランジスタ
の温度上昇を抑制することを特徴とする請求項２または
請求項３記載の電源装置。
【請求項６】上記ドライブ手段によって短絡されるイ
ンバータ装置のアームは、一つまたは複数相とされるこ
とを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項７】上記ドライブ手段によって短絡されるイ
ンバータ装置のアームは、所定の順序で切り替えるよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項８】主電源の直流電圧を平滑する平滑コンデ
ンサと、上記平滑コンデンサによって平滑された電圧が
入力され、一対のスイッチングトランジスタを直列接続
して少なくとも一相のアームを構成し、上記各スイッチ
ングトランジスタをオンオフ制御することにより、所定
の交流電圧を出力するインバータ装置とを有する電源装
置において、上記インバータ装置の少なくとも一相のア
ームの一方のスイッチングトランジスタを常時オンさ
せ、他方のスイッチングトランジスタをオンオフさせる
ドライブ手段を備え、上記主電源の直流電圧遮断時に、
上記ドライブ手段によって他方のスイッチングトランジ
スタをオンさせてアーム短絡電流を流すことにより、上
記平滑コンデンサの蓄積電荷を消費させるようにしたこ
とを特徴とする電源装置。