JP2007259563A - 電力変換装置の保護方式 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1段目のゲート駆動回路15には過電流保護回路11と、IGBTに流れる電流を検出する電流検出器19とを接続し、1段目以外のゲート駆動回路16〜18には過電流保護回路12〜14と、電圧検出回路8〜10とをそれぞれ接続して構成し、電流検出器19で検出される電流が過電流の場合は、ゲート駆動回路15に保護信号を出力してIGBT1にゲート電流を流し、その結果IGBT2にもゲート電流を流して両IGBT1,2のゲート電圧を下げ、ソフト遮断動作を開始させ保護を図る。
【選択図】図1
Description
図6において、25は三相交流入力電源、26はダイオードブリッジ回路などの整流回路、27は平滑用コンデンサ、28〜33は複数個直列接続された電圧駆動型半導体素子、34はモータ等の負荷である。
図7において、1〜4(Q1〜Q4)はダイオードが逆並列に接続されたIGBT、11〜14は過電流保護回路、15〜18はソフト遮断機能を有するゲート駆動回路、35〜38は電流検出器である。つまり、この回路では各IGBT1〜4にはそれぞれゲート駆動回路15〜18が接続され、各ゲート駆動回路15〜18には、過電流保護回路11〜14を介して電流検出器35〜38が接続されている。
図8において、アーム短絡などによりIGBT1,2に過電流が流れると、電流検出器35,36がそのことを検出し、過電流保護回路11,12に検出信号が入力される。過電流保護回路11,12に検出信号が入力されると、過電流保護回路11,12は過電流かどうかを判別し、過電流と判断すると保護信号をゲート駆動回路15,16に出力するので、ゲート駆動回路15,16はソフト遮断モードに切り替わり、これによってIGBT1,2は破壊すること無く遮断される。
したがって、この発明の課題は、電圧駆動型半導体素子の破壊を回避し得る保護方式を提供することにある。
各電圧駆動型半導体素子には過電流検出時に電圧駆動型半導体素子を緩やかにオフさせる機能を有するゲート駆動回路をそれぞれ設け、電圧駆動型半導体素子とゲート駆動回路を接続するゲート線をそれぞれ互いに磁気結合回路により接続し、m(m=1〜n)段目のゲート駆動回路には、m段目の電圧駆動型半導体素子に流れる電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の検出結果に応じて保護信号を出力する過電流保護回路とを接続し、m段目以外のゲート駆動回路には、前記磁気結合回路に基づいて発生する電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の検出結果に応じて保護信号を出力する過電流保護回路とをそれぞれ接続したことを特徴とする。
いま、図2のIGBT1,2に過電流が流れると、電流検出器19がそれを検出し、過電流保護回路11に検出信号が入力される。過電流保護回路11に検出信号が入力され、過電流保護回路11が過電流と判別すると、ゲート駆動回路15へ保護信号を出力するので、ゲート駆動回路15がソフト遮断モードに切り替わり、ゲート駆動回路15→IGBT1のエミッタ→IGBT1ゲート→磁気結合回路5→ゲート駆動回路15の経路で、IGBT1のゲート電流が流れる。
以上のように、過電流検出時にIGBT1とIGBT2を同時にソフト遮断できるため、電圧分担が不平衡となる問題を解決することが可能となる。
図1では1段目のゲート駆動回路15には過電流保護回路11と、IGBTに流れる電流を検出する電流検出器19を接続し、1段目以外のゲート駆動回路16〜18には過電流保護回路12〜14と、電圧検出回路8〜10を接続したのに対し、図4では4段目のゲート駆動回路18には過電流保護回路14と、IGBTに流れる電流を検出する電流検出器23を接続し、4段目以外のゲート駆動回路15〜17には過電流保護回路11〜13と、電圧検出回路20〜22をそれぞれ接続した他は図1と全く同様であるので、詳細は省略する。
図1では1段目のゲート駆動回路15には過電流保護回路11と、IGBTに流れる電流を検出する電流検出器19を接続し、1段目以外のゲート駆動回路16〜18には過電流保護回路12〜14と、電圧検出回路8〜10を接続したのに対し、図5では2段目のゲート駆動回路16には過電流保護回路12と、IGBTに流れる電流を検出する電流検出器24を接続し、2段目以外のゲート駆動回路15,17,18には過電流保護回路11,13,14と、電圧検出回路20,9,10をそれぞれ接続した他は図1と全く同様なので、詳細は省略する。
Claims (1)
- 最も低圧側に接続された電圧駆動型半導体素子を1段目とし、最も高圧側に接続された電圧駆動型半導体素子をn段目(nは整数)として、各アームに電圧駆動型半導体素子がn個直列接続された電力変換装置に対し、
各電圧駆動型半導体素子には過電流検出時に電圧駆動型半導体素子を緩やかにオフさせる機能を有するゲート駆動回路をそれぞれ設け、電圧駆動型半導体素子とゲート駆動回路を接続するゲート線をそれぞれ互いに磁気結合回路により接続し、m(m=1〜n)段目のゲート駆動回路には、m段目の電圧駆動型半導体素子に流れる電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の検出結果に応じて保護信号を出力する過電流保護回路とを接続し、m段目以外のゲート駆動回路には、前記磁気結合回路に基づいて発生する電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の検出結果に応じて保護信号を出力する過電流保護回路とをそれぞれ接続したことを特徴とする電力変換装置の保護方式。
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JP2006079111A JP4742313B2 (ja) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | 電力変換装置の保護方式 |
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CN102148494A (zh) * | 2010-02-10 | 2011-08-10 | 艾默生网络能源系统北美公司 | 一种桥臂直通保护电路及整流电路 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0479759A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-13 | Fuji Electric Co Ltd | 電圧駆動形半導体素子の駆動回路 |
JPH05308717A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Toshiba Corp | 短絡保護回路 |
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