JP2005094938A - Inverter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送波を用いたパルス幅変調信号でスイッチング駆動するインバータ装置に関し、特に過電流保護を目的とした過電流保護装置を備えたものに関する。 The present invention relates to an inverter device that is switched and driven by a pulse width modulation signal using a carrier wave, and more particularly to an inverter device that includes an overcurrent protection device for the purpose of overcurrent protection.
図11に従来の過電流保護装置を備えたインバータ装置を示し、動作を簡単に説明する。1端(P側)が直流電源1に接続され、他端(N側)が電流検出抵抗(シャント抵抗)100を介してGNDに接続された3相ブリッジ構成の電力供給器20は、駆動回路400からの制御信号によるスイッチング動作により、モータ5に交流電力を供給し駆動させる。この電力供給器20に流れる電流は前記電流検出抵抗100の両端電圧から検出する。
FIG. 11 shows an inverter device provided with a conventional overcurrent protection device, and its operation will be briefly described. A
検出した電流検出信号は、抵抗61および容量62で構成されたフィルタによりフィルタ処理されてから比較器65の比較入力端子に入力され、その比較器65の基準入力端子には基準電圧Vrefを抵抗63,64により分圧した分圧値が入力される。フィルタ出力が前記分圧値以上になると過電流保護回路70により、下側スイッチング素子(25,26,27)および上側スイッチング素子(21,22,23)をオフにして出力を遮断することにより過電流保護動作を行う。このように、電流検出抵抗により検出した信号をフィルタ処理し、基準電圧と比較することにより過電流保護動作を行う技術は、例えば特許文献1で開示されている。
The detected current detection signal is filtered by a filter composed of a resistor 61 and a capacitor 62 and then input to the comparison input terminal of the
図12にさらに別の従来の過電流保護装置を示し、動作を簡単に説明する。電力供給器20に流れる電流は図11の回路と同様に、電流検出抵抗100により検出される。その検出信号は、S&H(サンプル&ホールド)回路110に入力され、後述するサンプルホールド信号によってサンプルホールド処理される。そのサンプルホールド処理された信号はA/D変換器120によりA/D変換される。PWM制御回路130は、A/D変換された信号を基に電力供給器20のスイッチング制御を行うPWM信号を出力すると共に、PWM信号に同期したサンプルホールド信号をS&H回路110にも出力する。
FIG. 12 shows still another conventional overcurrent protection device, and its operation will be briefly described. The current flowing through the
また、前記サンプルホールド信号は誤検出回路140にも出力る。この誤検出回路140は、S&H回路110においてサンプルホールドされた信号が誤検出していないかどうかの判断を行う。つまり、高周波スイッチング動作により発生する高周波ノイズの影響を考慮し、サンプルホールド処理を行う。過電流保護回路150は誤検出回路140の出力に応動し、過電流と判断された場合に過電流保護動作を行う。このように電流検出抵抗(シャント抵抗)により検出した信号をサンプルホールド処理し、また、高周波ノイズによる影響を考慮した過電流保護動作を行う技術は、例えば特許文献2で開示されている。
しかしながら、特許文献1の構成では次のような課題があった。
前記電流検出信号には高周波スイッチングによる高周波ノイズが含まれており、フィルタを用いた上記従来の構成では、フィルタ処理を行うことで高周波ノイズは処理可能であるが、ノイズ以外で瞬間的な過電流が流れた場合、フィルタ処理を行う結果、前記電流検出信号から過電流の信号成分を検出できなくなり、過電流検出精度の低下が懸念される。また、フィルタを構成する抵抗や容量といった追加的な部品も必要である。さらに、過電流検出時に下側および上側スイッチング素子をオフにすることにより過電流保護動作を行う保護回路では、過電流状態からの回復が遅く、過電流保護動作と正常動作が高周波で繰り返される場合には、スイッチングロスが大きく、繰り返される周波数が可聴領域内の場合は騒音を発するといった課題がある。
However, the configuration of
The current detection signal includes high-frequency noise due to high-frequency switching. In the above-described conventional configuration using a filter, high-frequency noise can be processed by performing filter processing, but instantaneous overcurrent other than noise can be processed. As a result of performing the filtering process, the signal component of the overcurrent cannot be detected from the current detection signal, and there is a concern that the overcurrent detection accuracy may be reduced. Further, additional components such as a resistor and a capacitor constituting the filter are also required. Furthermore, in a protection circuit that performs overcurrent protection by turning off the lower and upper switching elements when overcurrent is detected, recovery from an overcurrent state is slow, and overcurrent protection and normal operation are repeated at high frequencies. However, there is a problem that noise is generated when the switching loss is large and the repeated frequency is in the audible range.
また、サンプルホールドを用いた特許文献2の構成では、誤検出回路により高周波スイッチングによる高周波ノイズによる影響を考慮しているが、サンプルホールド動作を行っているため、ノイズ以外で瞬間的な過電流が流れた場合、サンプルホールドが間に合わなくなり、やはり過電流検出精度の低下が懸念される。また、サンプルホールド回路を構成する容量や、誤検出回路も必要である。
Further, in the configuration of
本発明は上記問題に鑑みたもので、簡単な(安価な)構成で高周波ノイズによる影響がなく、瞬間的な過電流も高精度で検出でき、さらに、過電流状態からの回復を早くすることにより、スイッチングロスが少なく、過電流保護動作と通常動作との繰り返し動作をなくして騒音の発生を抑制した過電流保護装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, has a simple (inexpensive) configuration, is not affected by high-frequency noise, can detect instantaneous overcurrent with high accuracy, and further speeds up recovery from an overcurrent state. Accordingly, an object of the present invention is to provide an overcurrent protection device that suppresses noise generation by reducing the switching loss and eliminating the repeated operation of the overcurrent protection operation and the normal operation.
本発明のインバータ装置は、スイッチング素子群からなる電力供給器と、前記スイッチング素子群をパルス幅変調信号を用いてスイッチング駆動させる駆動回路と、前記電力供給器に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器で検出した電流値が基準値を上回った時、過電流保護のために、前記駆動回路に過電流検出信号を供給する過電流検出回路とを備え、前記過電流検出回路は、各パルス幅変調信号のエッジに同期して、所定時間、ローレベルとしたPWMマスク信号を作成し、このPWMマスク信号を用いて、過電流検出信号に含まれるノイズをマスクするために、当該PWMマスク信号と前記過電流検出信号との論理積信号を作成し、その論理積信号を過電流検出信号として前記駆動回路に供給している。 An inverter device according to the present invention includes a power supply comprising a switching element group, a drive circuit for switching the switching element group using a pulse width modulation signal, and a current detector for detecting a current flowing through the power supply. An overcurrent detection circuit for supplying an overcurrent detection signal to the drive circuit for overcurrent protection when a current value detected by the current detector exceeds a reference value, the overcurrent detection circuit comprising: In order to mask the noise included in the overcurrent detection signal using this PWM mask signal, a PWM mask signal having a low level for a predetermined time is generated in synchronization with the edge of each pulse width modulation signal. A logical product signal of the PWM mask signal and the overcurrent detection signal is created, and the logical product signal is supplied to the drive circuit as an overcurrent detection signal.
過電流検出信号が入力されると、前記駆動回路は、前記電力供給器を構成する上側スイッチング素子群と下側スイッチング素子群のいずれか一方をオンさせ、他方をオフさせてもよい(請求項2)。 When an overcurrent detection signal is input, the drive circuit may turn on one of the upper switching element group and the lower switching element group constituting the power supply and turn off the other (claims). 2).
過電流検出回路で作成した過電流検出信号を駆動回路に直接入力してもよいが、その過電流検出信号をラッチするラッチ手段を備え、そのラッチ手段でラッチさせた前記過電流検出信号を前記駆動回路に供給してもよい(請求項3)。 The overcurrent detection signal created by the overcurrent detection circuit may be directly input to the drive circuit, but it is provided with latch means for latching the overcurrent detection signal, and the overcurrent detection signal latched by the latch means is You may supply to a drive circuit (Claim 3).
前記ラッチ手段のラッチ動作を解除させるためのラッチ解除手段を備え、前記ラッチ手段のラッチ動作を所定時間経過後に解除させてもよい(請求項4)。 Latch release means for releasing the latch operation of the latch means may be provided, and the latch operation of the latch means may be released after a predetermined time has elapsed.
前記ラッチ解除手段は、モータの速度検出信号を取り込み、その速度検出信号に同期して、前記ラッチ手段のラッチ動作を解除させるようにしてもよい(請求項5)。 The latch release means may take in a motor speed detection signal and release the latch operation of the latch means in synchronization with the speed detection signal.
前記速度検出信号は、モータの回転速度を示すFG信号であってもよい(請求項6)。 The speed detection signal may be an FG signal indicating a rotation speed of the motor.
外部入力により、前記基準値を調整可能として過電流の判定基準を調整できるようにしてもよい(請求項7)。 The reference value of the overcurrent may be adjusted by adjusting the reference value by an external input.
外部入力により、前記所定時間を調整可能として、スイッチング時に発生するノイズを効果的に除去できるようにしてもよい(請求項8)。 The predetermined time may be adjusted by an external input, and noise generated during switching may be effectively removed (claim 8).
前記過電流検出手段は、作成した前記過電流検出信号を所定時間もしくは所定回数検出した場合にのみ前記過電流検出信号を出力するようにしてもよい(請求項9)。 The overcurrent detection means may output the overcurrent detection signal only when the generated overcurrent detection signal is detected for a predetermined time or a predetermined number of times.
本発明の過電流保護装置によれば、安価な構成で高周波ノイズによる影響がなく、ノイズ除去用のフィルタを使用しないので瞬間的な過電流も検出可能である。さらに、過電流保護動作時は上側スイッチング素子群と下側スイッチング素子群のどちらか一方をオン動作させ、他方をオフ動作させる、いわゆるショートブレーキ動作で過電流保護動作を行うため、過電流状態からの回復が早くなる。さらに、過電流検出信号をラッチ出力するため、過電流保護動作と通常動作との繰り返し動作をなくし、それにより発生する騒音をなくすことが可能である。しかも、過電流保護動作時はショートブレーキ動作を行うため騒音は発生しない。さらに、速度が速い程ショートブレーキ動作により過電流状態からの回復が早く、速度検出信号に同期してラッチ出力を解除させるため、過電流保護状態から通常動作に素早く回復することが可能である。
これらおよびその他の構成や動作については、実施の形態の説明において詳細に説明する。
According to the overcurrent protection device of the present invention, an inexpensive configuration is not affected by high-frequency noise, and an instantaneous overcurrent can be detected because a noise removing filter is not used. Furthermore, during overcurrent protection operation, either the upper switching element group or the lower switching element group is turned on, and the other is turned off. Recovery is quicker. Further, since the overcurrent detection signal is latched and output, it is possible to eliminate the repeated operation of the overcurrent protection operation and the normal operation, thereby eliminating the noise generated. Moreover, no noise is generated because the short brake operation is performed during the overcurrent protection operation. In addition, the higher the speed, the faster the recovery from the overcurrent state is caused by the short brake operation, and the latch output is released in synchronization with the speed detection signal, so that the normal operation can be quickly recovered from the overcurrent protection state.
These and other configurations and operations will be described in detail in the description of the embodiments.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1から図4に本発明に係る実施の形態1の過電流保護装置に係わる図を示す。図1に全体構成図を示す。1端(P側)が直流電源1に接続され、他端(N側)が電流検出器10を介してGNDに接続された3相ブリッジ構成の電力供給器20は、スイッチング制御器30からの制御信号UU,VU,WU,UL,VL,WLにより、スイッチング駆動が行われ、モータ5に交流電力を供給し駆動させる。この電力供給器20に流れる電流は前記電流検出器10で検出する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIGS. 1 to 4 show diagrams relating to the overcurrent protection device according to
電力供給器20は上側スイッチ素子21,22,23とそれぞれに逆並列接続された上側環流ダイオード21d、22d、23dにより構成される上側スイッチング素子群と、下側スイッチ素子25,26,27とそれぞれに逆並列接続された下側環流ダイオード25d、26d、27dにより構成される下側スイッチング素子群により構成され、上側スイッチング素子群と下側スイッチング素子群の接続点にそれぞれモータ5の3相端子が接続されている。なお、スイッチ素子にはNチャンネル電界効果形トランジスタを用い、環流ダイオードは寄生ダイオードを用いて形成してもよい。
The
スイッチング制御器30は信号波入力端子31,32,33と、搬送波入力端子35と、比較器36,37,38と、ゲート駆動回路40で構成されている。端子31,32,33は図示しない信号波発生回路からの3相信号波が入力され、端子35は図示しない搬送波発生回路からの高周波搬送波(20kHz〜200kHz)が入力される。比較器36,37,38は信号波と搬送波を比較することによりパルス幅変調を行い、3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWをゲート駆動回路40に出力し、また、過電流検出器50にも出力する。
The
ゲート駆動回路40は3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWに応動して、電力供給器20の各スイッチング素子を高周波スイッチング動作させ、PWM駆動を行う。過電流検出器50は電流検出器10からの電流検出信号と3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWにより過電流を検出し、過電流検出信号OCDETをゲート駆動回路40に出力する。過電流検出器50の詳細な動作については後述する。ゲート駆動回路40は過電流検出信号OCDETに応動して、電力供給器20の上側スイッチング素子群をオン動作させ、下側スイッチング素子群をオフにすることにより過電流保護を行う。
In response to the three-phase PWM control signals PWMU, PWMV, and PWMW, the gate drive circuit 40 causes each switching element of the
以下、各部の詳細な説明を行う。図2は過電流検出器50の具体的な構成を示す図である。過電流検出器50はノイズ除去器51と、基準電圧Vrefと、比較器52と、論理積回路53とで構成される。3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWはノイズ除去器51に入力され、高周波スイッチング動作により発生する高周波ノイズによる影響を除去するためのPWMマスク信号PWMMASKを作成して論理積回路53の一方の入力部に供給する。
Hereinafter, each part will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the
前記電流検出器10は例えば抵抗で構成され、電力供給器20に流れる合計電流を検出する。検出した電流検出信号CDETは過電流検出器50の比較器52の一方の入力部(+)に入力され、他方の入力部(−)には基準電圧Vrefが入力される。前記論理積回路53の他方の入力部には、この比較器52の比較出力CPOUTが入力される。
The
図3はノイズ除去器51の動作を示したタイミング図である。3相信号波と高周波搬送波との比較により得られる3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWのエッジ立ち上りに同期し、所定時間Taだけ”L”レベルとするマスク信号PWMUM,PWMVM,PWMWMを出力する。PWMマスク信号PWMMASKはこれらのマスク信号を論理積合成した信号である。つまり、PWMマスク信号PWMMASKは、3相PWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWの各エッジから所定時間Taだけマスクした信号である。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the
図4に過電流検出器50の各部の動作を示すタイミング図を示す。電流検出信号CDETは図4に示すような信号となり、高周波スイッチングにより発生するひげ状のノイズ、または破線円内に示したようなリンギングを含んだ信号となる。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of each part of the
この電流検出信号CDETのピークが電流供給器20を流れる合計電流のピークとなる。つまり、電力供給器20には電流検出信号CDETのピーク値を電流検出器10の抵抗値で除算した値の電流が流れていることになる。
The peak of the current detection signal CDET becomes the peak of the total current flowing through the
したがって、この電流検出信号CDETのピーク値を監視することにより電力供給器20に流れる過電流を検出することが可能となる。よって、基準電圧Vrefを検出したい過電流のレベルと、電流検出器10の抵抗値から算出される電圧値に設定し、比較器52で電流検出信号CDETと基準電圧Vrefを比較することにより過電流の検出が行える。
Therefore, by monitoring the peak value of the current detection signal CDET, it is possible to detect the overcurrent flowing through the
しかし、単純に比較器52で比較しただけの比較器出力CPOUTで過電流の判定を行えば、高周波ノイズによるひげ状のノイズで誤検出が生じる。このひげ状のノイズはPWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWのオンタイミングに同期して出力されるため、前述した所定時間Taを、このひげ状のノイズやリンギングをマスクできる時間に設定すれば、PWMマスク信号PWMMASKにより、ひげ状のノイズやリンギングを除去できる。
However, if the overcurrent is determined based on the comparator output CPOUT which is simply compared by the
尚、前記のひげ状のノイズはPWM制御信号PWMU,PWMV,PWMWのオフタイミングにも出力されるため、前記制御信号のエッジ立下りのタイミングに対してもマスクすることがある。 The whisker-like noise is also output at the OFF timing of the PWM control signals PWMU, PWMV, and PWMW, and may be masked against the edge falling timing of the control signal.
そのために、論理積回路53により比較器出力CPOUTとノイズ除去器51のPWMマスク信号PWMMASKの論理積を行い、これにより、高周波ノイズによる影響を排除した過電流検出信号OCDETを得ることができる。
For this purpose, the AND
このように、電流検出信号をフィルタ処理を行わずにそのまま基準電圧Vrefと比較し、また、PWMマスク信号PWMMASKにより高周波ノイズによる影響を除去しながら過電流検出を行うため、瞬間的な過電流が流れた場合でもその過電流を検出することができる。さらに、フィルタやサンプルホールド回路等を用いないので構成が簡単となり、安価な過電流保護装置を提供できる。 As described above, the current detection signal is directly compared with the reference voltage Vref without performing the filtering process, and the overcurrent detection is performed while removing the influence of the high frequency noise by the PWM mask signal PWMMASK. Even when it flows, the overcurrent can be detected. Furthermore, since no filter, sample hold circuit or the like is used, the configuration is simplified, and an inexpensive overcurrent protection device can be provided.
過電流検出信号OCDETは、ゲート駆動回路40に入力され、電力供給器20の各スイッチ素子の過電流保護動作を行う。具体的には、過電流検出信号が“H”レベルになった場合に電力供給器20の下側スイッチング素子群を全てオフにし、上側スイッチング素子群を全てオンにする。このようにすることで、いわゆるショートブレーキ動作となり、積極的に電力を消費させるので過電流状態から素早く回復することができる。
The overcurrent detection signal OCDET is input to the gate drive circuit 40 and performs an overcurrent protection operation for each switch element of the
以上のように、電流検出器10にて電力供給器20に流れる合計電流を検出し、過電流検出器50において電流検出信号CDETと基準電圧Vrefとの比較を行い、さらに、高周波ノイズによる影響を除去するためのPWMマスク信号PWMMASKにより高周波ノイズのマスク処理がなされ、過電流検出信号OCDETとしてゲート駆動回路40に出力される。ゲート駆動回路40は過電流検出信号OCDETにより、電力供給器20の各スイッチ素子をショートブレーキ動作させるように制御し過電流保護動作を行う。このように構成することにより、瞬間的な過電流も検出でき、また、簡易な構成で高周波ノイズによる影響も考慮し、ショートブレーキ動作として過電流保護を行うため、過電流状態から正常動作へ素早く回復する。
As described above, the
なお、本実施の形態1では、電流検出器10を電力供給器20とGNDとの間に接続し、過電流保護の際には、電力供給器20の下側スイッチング素子群を全てオフにし、上側スイッチング素子群を全てオンにするショートブレーキ動作として過電流保護動作を行ったが、電流検出器10を直流電源1と電力供給器20の間に接続し、過電流保護の際には、電力供給器20の上側スイッチング素子群を全てオフにし、下側スイッチング素子群を全てオンにしたショートブレーキ動作として過電流保護動作を行ってもよい。尚、過電流状態からの回復は遅れるが、従来例のように、上下のスイッチング素子群を同時にオンとしてもよい。
In the first embodiment, the
また、基準電圧Vrefは例えば外部入力により調整可能として動作させてもよく、さらに、PWMマスク信号PWMMASKの所定時間Taも外部入力により調整可能として動作させてもよい。ただし、所定時間Taは高周波ノイズによる影響を除去できる範囲に設定しなければならない。また、電流検出器10を抵抗として説明を行ったが、電流センサ等を用いた場合も同様の効果が得られ、その他、本発明の趣旨を変えることなく種々の変更、変形が可能であり、そのような構成も本発明に含まれることは言うまでもない。
The reference voltage Vref may be operated to be adjustable by an external input, for example, and the predetermined time Ta of the PWM mask signal PWMMASK may be operated to be adjustable by an external input. However, the predetermined time Ta must be set within a range in which the influence of high frequency noise can be removed. Although the
(実施の形態2)
図5から図7に本発明に係る実施の形態2の過電流保護装置に係わる図を示す。図5に全体構成図を示す。図1との相違点は過電流検出信号OCDETを出力する過電流検出器50に替え、図5では、ラッチ信号PROTECT1を出力する過電流検出器50Aを採用したことである。
(Embodiment 2)
5 to 7 show diagrams relating to the overcurrent protection device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an overall configuration diagram. The difference from FIG. 1 is that an
図6にその過電流検出器50Aの具体的な構成を示す。この過電流検出器50Aは、図2の過電流検出器50内の論理積回路53の出力部にラッチ回路54を追加した構成になっている。なお、本発明の実施の形態1と同符号のものは本発明の実施の形態1と同じ動作を行うため、ここでの説明は省略する。
FIG. 6 shows a specific configuration of the
図7にラッチ回路54のタイミング図を示す。論理積回路53の出力である過電流検出信号OCDETはラッチ回路54に入力される。ラッチ回路54は過電流検出信号OCDETのラッチ動作を行いラッチ信号PROTECT1を出力する。過電流検出信号OCDETにより過電流を検出した場合、ラッチ回路54は過電流検出信号OCDETの立ち上がりエッジに同期してラッチ信号PROTECT1を出力する。ラッチ信号PROTECT1はゲート駆動回路40に入力され、ラッチ信号PROTECT1に応動し、本発明の実施の形態1と同様に電力供給器20の下側スイッチング素子群を全てオフにし、上側スイッチング素子群を全てオンにする、ショートブレーキ動作として過電流保護動作を行う。
FIG. 7 shows a timing chart of the
このように、過電流検出信号OCDETをラッチ回路54によりラッチ出力すれば、過電流保護動作と通常動作(過電流保護動作解除)との繰り返し動作がなくなるため、確実な過電流保護動作を行うことが出来る。また、余分なスイッチングを繰り返すことがなくなるため、スイッチングロスによる電力消費も抑えられる。さらには、可聴領域内で過電流保護動作と解除動作の繰り返し動作がなされた場合に発生する騒音も抑えることが可能となる。その際、過電流保護動作は、いわゆるショートブレーキ動作を行うため、騒音は発生しなくなる。なお、ラッチ回路54の解除は確実な過電流保護動作が行われた後にリセット動作を行わせればよい。
In this way, if the overcurrent detection signal OCDET is latched and output by the
さらに、図7の(c)に示すように、過電流検出信号OCDETのラッチタイミングを過電流検出信号OCDETの最初の立ち上がりエッジではなく、数回カウントした後にラッチ動作を行ってもよい。過電流検出信号OCDETは、PWMマスク信号PWMMASKにより高周波ノイズによる影響をマスクしているとはいえ、何らかのノイズによる誤検出等含まれている場合が考えられる。そこで、過電流検出信号OCDETを数回カウントした後にラッチ出力することにより誤検出による過電流保護動作の誤動作を防ぐことが可能となる。 Further, as shown in FIG. 7C, the latch operation may be performed after the latch timing of the overcurrent detection signal OCDET is counted several times instead of the first rising edge of the overcurrent detection signal OCDET. Although the overcurrent detection signal OCDET masks the influence of high-frequency noise by the PWM mask signal PWMMASK, it can be considered that it includes erroneous detection due to some noise. Therefore, it is possible to prevent malfunction of the overcurrent protection operation due to erroneous detection by latching and outputting the overcurrent detection signal OCDET after counting it several times.
またさらに、図7(d),(e)に示すように、過電流検出信号OCDETが所定時間Td続いた場合にのみラッチ出力するようにしてもよい。このように構成することにより、ノイズ等による誤検出ではない確実な過電流の判断が可能で、確実に過電流保護動作を行うことが可能となる。その他、本発明の趣旨を変えることなく種々の変更、変形が可能であり、そのような構成も本発明に含まれることはいうまでもない。 Further, as shown in FIGS. 7D and 7E, latch output may be performed only when the overcurrent detection signal OCDET continues for a predetermined time Td. With this configuration, it is possible to reliably determine an overcurrent that is not erroneous detection due to noise or the like, and it is possible to reliably perform an overcurrent protection operation. In addition, various changes and modifications can be made without changing the gist of the present invention, and it goes without saying that such a configuration is also included in the present invention.
(実施の形態3)
図8から図10に本発明に係る実施の形態3の過電流保護装置に係わる図を示す。図8に全体構成図を示す。図5との相違点はラッチ信号PROTECT1を出力する過電流検出器50Aに替え、図8では、ラッチ信号PROTECT2を出力する過電流検出器50Bを備えたことである。
(Embodiment 3)
8 to 10 show diagrams relating to the overcurrent protection device according to
図9に過電流検出器50Bの具体的な構成を示す。この過電流検出器50Bは、図6の過電流検出器50A内のラッチ回路54の出力部にラッチ解除回路54を追加し、ラッチ解除用信号を入力するための端子56を備えた構成である。なお、本発明の実施の形態2と同符号のものは本発明の実施の形態2と同じ動作を行うため、ここでの説明は省略する。
FIG. 9 shows a specific configuration of the
ラッチ回路54の出力であるラッチ信号PROTECT1はラッチ解除回路55に入力される。ラッチ解除回路55は端子56より入力されるラッチ解除用信号によりラッチ信号PROTECT1のラッチ解除動作を行い、ラッチ解除信号PROTECT2を出力する。ラッチ解除信号PROTECT2はゲート駆動回路40に入力され、ラッチ解除信号PROTECT2に応動し、本発明の実施の形態1もしくは本発明の実施の形態2と同じように電力供給器20の下側スイッチング素子群を全てオフにし、上側スイッチング素子群を全てオンにするショートブレーキ動作として過電流保護動作を行う。
A latch signal PROTECT1, which is an output of the
このように構成すれば、ラッチ解除用信号が入力されるまで過電流保護動作と通常動作(過電流保護動作解除)との繰り返し動作がなくなるため、確実な過電流保護動作を行うことが出来る。また、余分なスイッチングを繰り返すことがなくなるため、スイッチングロスによる電力消費も抑えられる。さらには、可聴領域内で過電流保護動作と解除動作の繰り返し動作がなされた場合に発生する騒音も抑えることが可能となる。その際、過電流保護動作は、ショートブレーキ動作を行うため、騒音も発生しなくなる。 According to this configuration, since the repeated operation of the overcurrent protection operation and the normal operation (overcurrent protection operation release) is eliminated until the latch release signal is input, a reliable overcurrent protection operation can be performed. Further, since unnecessary switching is not repeated, power consumption due to switching loss can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress noise generated when an overcurrent protection operation and a release operation are repeatedly performed in the audible region. At this time, since the overcurrent protection operation performs a short brake operation, no noise is generated.
図10にラッチ解除回路55のタイミング図を示す。図10はラッチ解除用信号としてモータ5の回転速度を示すFG信号を用いた場合の例である。(c)のラッチ解除信号PROTECT2はラッチ信号PROTECT1をFG信号の所定回数のエッジカウント後に解除している。
FIG. 10 shows a timing chart of the
このようにFG信号に同期してラッチ解除動作を行わせると次のような利点がある。ショートブレーキ動作による過電流保護動作中はモータ5の回転速度が速い程消費される電力も大きく、過電流状態からの回復も早い。したがって、FG信号に同期してラッチ解除動作を行わせれば、回転速度が速い程早くラッチ解除動作を行い、回転速度が遅い程遅くラッチ解除動作を行うことができる。つまり、過電流状態から回復しているにもかかわらず過電流保護動作をし続けるという状態をなくせる。 Thus, when the latch release operation is performed in synchronization with the FG signal, there are the following advantages. During the overcurrent protection operation by the short brake operation, the higher the rotation speed of the motor 5, the more power is consumed, and the recovery from the overcurrent state is faster. Therefore, if the latch release operation is performed in synchronization with the FG signal, the latch release operation can be performed faster as the rotation speed is higher, and the latch release operation can be performed later as the rotation speed is slower. That is, it is possible to eliminate the state in which the overcurrent protection operation is continued despite the recovery from the overcurrent state.
また、(d)に示すように、ラッチ解除動作をラッチ動作から所定時間Tt後に行うように構成してもよい。この場合、ラッチ解除動作の所定時間は可聴領域外の周波数で行わせる方がよい。 Further, as shown in (d), the latch release operation may be performed after a predetermined time Tt from the latch operation. In this case, it is better to perform the predetermined time for the latch release operation at a frequency outside the audible range.
さらに、ラッチ解除用信号としてFG信号を用いた説明を行ったが、モータ5の回転速度を検出する速度検出回路を構成し、検出した速度検出信号によりラッチ解除を行ってもよい。なお、ラッチ解除用信号は上記記載に限らず、外部入力により解除させるように構成してもよいし、また、FG信号ではなくその他の制御信号を用いてもよい。 Furthermore, although the description has been given using the FG signal as the latch release signal, a speed detection circuit for detecting the rotation speed of the motor 5 may be configured, and the latch release may be performed by the detected speed detection signal. The latch release signal is not limited to the above description, and may be configured to be released by an external input, or other control signals may be used instead of the FG signal.
その他、本発明の趣旨を変えることなく種々の変更、変形が可能であり、そのような構成も本発明に含まれることはいうまでもない。 In addition, various changes and modifications can be made without changing the gist of the present invention, and it goes without saying that such a configuration is also included in the present invention.
1:直流電源
5:モータ
10:電流検出器
20:電力供給器
30:スイッチング制御器
36,37,38:比較器
40:ゲート駆動回路
50,50A,50B:過電流検出器
70:過電流保護回路
100:電流検出抵抗
110:S&H回路
120:A/D変換器
130:PWM制御回路
140:誤検出回路
150:過電流保護回路
400:駆動回路
1: DC power supply 5: Motor 10: Current detector 20: Power supply 30: Switching controller 36, 37, 38: Comparator 40:
Claims (9)
前記過電流検出回路は、各パルス幅変調信号のエッジに同期して、所定時間、ローレベルとなるPWMマスク信号を作成し、当該PWMマスク信号と前記過電流検出信号との論理積信号を、過電流検出信号として前記駆動回路に供給することを特徴とするインバータ装置。 A power supply comprising a switching element group; a drive circuit for switching and driving the switching element group using a pulse width modulation signal; a current detector for detecting a current flowing through the power supply; and a detection by the current detector An overcurrent detection circuit for supplying an overcurrent detection signal to the drive circuit for overcurrent protection when the current value exceeds a reference value;
The overcurrent detection circuit creates a PWM mask signal that is at a low level for a predetermined time in synchronization with the edge of each pulse width modulation signal, and outputs a logical product signal of the PWM mask signal and the overcurrent detection signal, An inverter device, characterized in that it is supplied to the drive circuit as an overcurrent detection signal.
9. The overcurrent detection unit outputs the overcurrent detection signal only when the generated overcurrent detection signal is detected for a predetermined time or a predetermined number of times. Inverter device.
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