JP2008061339A - インバータ回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】インテリジェントパワーモジュール周辺回路のブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合、高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加され、電源電位とＧＮＤ電位で短絡電流が流れる。この時、短絡電流検出回路を有する低圧側駆動回路が破壊しているため、シャント抵抗を含むインバータ回路の広範囲な連鎖破壊に繋がるという課題があった。
【解決手段】インテリジェントパワーモジュール１周辺回路のブートストラップダイオード１０３、１０４が短絡破壊に至った場合においても、ブートストラップダイオード１０３、１０４と高圧側制御電源端子７および低圧側制御電源端子８とのライン上に過電圧保護用ダイオード１００を挿入することによりに過電圧が印加されず、インバータ回路の広範囲な連鎖破壊を防ぐことができる。
【選択図】図１
【解決手段】インテリジェントパワーモジュール１周辺回路のブートストラップダイオード１０３、１０４が短絡破壊に至った場合においても、ブートストラップダイオード１０３、１０４と高圧側制御電源端子７および低圧側制御電源端子８とのライン上に過電圧保護用ダイオード１００を挿入することによりに過電圧が印加されず、インバータ回路の広範囲な連鎖破壊を防ぐことができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、エアコン等に搭載されている圧縮機を駆動させるインバータ回路に関するものである。
従来のインバータ回路としては、電源電位とＧＮＤ電位との間で直列に接続された、高圧側スイッチング素子及び低圧側スイッチング素子と、前記高圧側スイッチング素子を駆動する高圧駆動回路と、前記低圧側スイッチング素子を駆動する低圧駆動回路を有するインテリジェントパワーモジュールと、短絡電流を検出するためのシャント抵抗で構成されており、ブートストラップダイオードと制御電源端子とのライン上に過電圧保護用ダイオードが挿入されていないインバータ回路を構成していた（例えば、特許文献1参照）。
特開２００５−１６０２６８号公報
しかしながら、上記従来の構成ではインテリジェントパワーモジュール周辺回路の部品、特にブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合、高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加され、高圧側スイッチング素子及び低圧側スイッチング素子のゲートを破壊し、電源電位とＧＮＤ電位で短絡電流が流れる。この時、短絡電流検出回路を有する低圧側駆動回路が破壊しているため、短絡電流を検出しスイッチングを停止させることが出来ないためシャント抵抗を含むインバータ回路の広範囲な連鎖破壊に繋がるという課題があった。
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合、高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加されないインバータ回路を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、電源電位とＧＮＤ電位との間で直列に接続された、高圧側スイッチング素子及び低圧側スイッチング素子と、前記高圧側スイッチング素子を駆動する駆動回路と、ブートストラップダイオードを介して前記高圧側スイッチング素子の電流流出端子に接続されたＶＢ端子を有する高圧側駆動回路と、前記低圧側スイッチング素子を駆動する駆動回路および短絡電流検出回路を有する低圧側駆動回路と、前記高圧側駆動回路の制御電源端子と前記低圧側駆動回路の制御電源端子が分離している構成を有するインテリジェントパワーモジュールと、前記インテリジェントパワーモジュールのＶＢ端子にブートストラップダイオード短絡破壊時に制御電源端子に過電圧印加を保護する過電圧保護用ダイオードと、短絡電流を検出するためのシャント抵抗とを備えたものである。
上記構成によって、ブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合においても、高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加されず、インバータ周辺回路の破壊をなくすことができる。
本発明のインバータ回路は、インテリジェントパワーモジュール周辺回路、ブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合においても、高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加されず、インバータ回路の広範囲な連
鎖破壊を防ぐことができる。
鎖破壊を防ぐことができる。
第１の発明は、インテリジェントパワーモジュール周辺回路の部品、特にブートストラップダイオードが短絡破壊に至った場合、過電圧保護ダイオードにより高圧側駆動回路の制御電源端子および低圧側駆動回路の制御電源端子に過電圧が印加されるのを防ぐことにより、高圧側スイッチング素子及び低圧側スイッチング素子のゲートを破壊し、電源電位とＧＮＤ電位で短絡電流が流れることによるシャント抵抗および周辺回路の破壊から発煙発火に至るのを防ぐ効果を奏する。
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明のインバータ回路の一実施形態を適用したブロック図である。図１では、複数相（通常は３相）のインバータ回路のうち２相分の回路構成のみを示している。また、インバータ回路のうち、主に本発明に関連する部分のみを抽出して示している。
図１は、本発明のインバータ回路の一実施形態を適用したブロック図である。図１では、複数相（通常は３相）のインバータ回路のうち２相分の回路構成のみを示している。また、インバータ回路のうち、主に本発明に関連する部分のみを抽出して示している。
図１において、インテリジェントパワーモジュール１は、電源電位３とＧＮＤ電位４との間で直列に接続されたＩＧＢＴ１ａ（Ｕ相高圧側スイッチング素子）、ＩＧＢＴ１ｃ（Ｕ相低圧側スイッチング素子）、ＩＧＢＴ１ｂ（Ｖ相高圧側スイッチング素子）およびＩＧＢＴ１ｄ（Ｖ相低圧側スイッチング素子）と、前記ＩＧＢＴ１ａおよびＩＧＢＴ１ｂを駆動する駆動回路と、ブートストラップダイオード１０３およびブートストラップダイオード１０４を介してＩＧＢＴ１ａおよびＩＧＢＴ１ｂの電流流出端子に接続されたＵ相ＶＢ端子５およびＶ相ＶＢ端子６を有するＨＶＩＣ１ｅと、ＩＧＢＴ１ｃおよびＩＧＢＴ１ｄを駆動する駆動回路および短絡電流検出回路を有するＬＶＩＣ１ｆとを備えている。
また、外部からＵ相を駆動するためのオンオフ信号を入力する高圧側Ｕ相制御入力端子９および低圧側Ｕ相制御入力端子１０、Ｖ相を駆動するためのオンオフ信号を入力する高圧側Ｖ相制御入力端子１１および低圧側Ｖ相制御入力端子１２を備えている。さらに、前記インテリジェントパワーモジュール１は、ＨＶＩＣ１ｅの高圧側制御電源端子７と前記ＬＶＩＣ１ｆの低圧側制御電源端子８が分離している構成を有する。前記インテリジェントパワーモジュール１のＵ相ＶＢ端子５もしくはＶ相ＶＢ端子６に接続されているブートストラップダイオード１０３もしくはブートストラップダイオード１０４が短絡破壊時に高圧側制御電源端子７もしくは低圧側制御電源端子８に過電圧が印加されるのを保護する過電圧保護用ダイオード１００と、高圧側、低圧側ＩＧＢＴ短絡時の短絡電流を検出するためにシャント抵抗２を設けている。
以上のように構成された本実施の形態のインバータ回路について、次にその動作を説明する。
まず始めに、高圧側低圧側それぞれの制御入力端子９〜１２にオンオフ入力信号が印加されると、ＨＶＩＣ１ｅおよびＬＶＩＣ１ｆにより、それぞれの入力信号に対応したＩＧＢＴ１ａ〜１ｄがターンオンオフする。例えば、ＩＧＢＴ１ａがターンオン時にブートストラップダイオード１０３に電源電位が印加されるが、この時、ブートストラップダイオード１０３が短絡破壊に至ると、ＨＶＩＣ１ｅの高圧側制御電源端子７およびＬＶＩＣ１ｆの低圧側制御電源端子８に電源電位つまり過電圧が印加されるが、それを保護するための過電圧保護用ダイオード１００により、ＨＶＩＣ１ｅおよびＬＶＩＣ１ｆの同時破壊を防ぐ（太点線矢印）。
この時過電圧は、ブートストラップダイオード１０４を介してＶ相ＶＢ端子に印加され
、ＩＧＢＴ１ｄがターンオン時に、ＨＶＩＣ１ｅを破壊する（太線矢印）が、ＬＶＩＣ１ｆは、破壊を免れるためＩＧＢＴ１ｂとＩＧＢＴ１ｄの短絡電流によりシャント抵抗両端に発生した電圧により過電流を検出し、入力信号に拘わらずＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのスイッチングを停止させる。ブートストラップダイオード１０４が短絡破壊時も同様の挙動を示す。
、ＩＧＢＴ１ｄがターンオン時に、ＨＶＩＣ１ｅを破壊する（太線矢印）が、ＬＶＩＣ１ｆは、破壊を免れるためＩＧＢＴ１ｂとＩＧＢＴ１ｄの短絡電流によりシャント抵抗両端に発生した電圧により過電流を検出し、入力信号に拘わらずＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのスイッチングを停止させる。ブートストラップダイオード１０４が短絡破壊時も同様の挙動を示す。
以上のように、本発明のインバータ回路は、過電圧保護用ダイオード１００をブートストラップダイオード１０３およびブートストラップダイオード１０４と高圧側制御電源端子７および高圧側制御電源端子８のライン上に挿入することにより、ブートストラップダイオード１０３およびブートストラップダイオード１０４の短絡破壊時に、ＨＶＩＣ１ｅおよびＬＶＩＣ１ｆの同時破壊を発生させ、特に過電流検知回路を有するＬＶＩＣ１ｆが破壊し、ＩＧＢＴ１ａとＩＧＢＴ１ｃもしくはＩＧＢＴ１ｂとＩＧＢＴ１ｄの短絡時の電流によりシャント抵抗および周辺回路の破壊に至るのを防ぐことができる。
以上のように、本発明にかかるインバータ回路は、部品破壊による発煙、発火を防ぐ効果により、エアコン等インバータ制御で圧縮機を駆動させる機器に幅広く適用できる。
１ インテリジェントパワーモジュール
２ シャント抵抗
３ 電源
４ ＧＮＤ
５ Ｕ相ＶＢ端子
６ Ｖ相ＶＢ端子
７ 高圧側制御電源端子
８ 低圧側制御電源端子
９ 高圧側Ｕ相制御入力端子
１０ 高圧側Ｖ相制御入力端子
１１ 低圧側Ｕ相制御入力端子
１２ 低圧側Ｖ相制御入力端子
１３ 過電流検出端子
１ａ ＩＧＢＴ（Ｕ相高圧側スイッチング素子）
１ｂ ＩＧＢＴ（Ｖ相高圧側スイッチング素子）
１ｃ ＩＧＢＴ（Ｕ相低圧側スイッチング素子）
１ｄ ＩＧＢＴ（Ｖ相低圧側スイッチング素子）
１ｅ ＨＶＩＣ（高圧側駆動回路）
１ｆ ＬＶＩＣ（低圧側駆動回路）
１００ 過電圧保護用ダイオード１
１０３ ブートストラップダイオード１
１０４ ブートストラップダイオード２
２ シャント抵抗
３ 電源
４ ＧＮＤ
５ Ｕ相ＶＢ端子
６ Ｖ相ＶＢ端子
７ 高圧側制御電源端子
８ 低圧側制御電源端子
９ 高圧側Ｕ相制御入力端子
１０ 高圧側Ｖ相制御入力端子
１１ 低圧側Ｕ相制御入力端子
１２ 低圧側Ｖ相制御入力端子
１３ 過電流検出端子
１ａ ＩＧＢＴ（Ｕ相高圧側スイッチング素子）
１ｂ ＩＧＢＴ（Ｖ相高圧側スイッチング素子）
１ｃ ＩＧＢＴ（Ｕ相低圧側スイッチング素子）
１ｄ ＩＧＢＴ（Ｖ相低圧側スイッチング素子）
１ｅ ＨＶＩＣ（高圧側駆動回路）
１ｆ ＬＶＩＣ（低圧側駆動回路）
１００ 過電圧保護用ダイオード１
１０３ ブートストラップダイオード１
１０４ ブートストラップダイオード２
Claims (1)
- 電源電位とＧＮＤ電位との間で直列に接続された、高圧側スイッチング素子及び低圧側スイッチング素子と、前記高圧側スイッチング素子を駆動する駆動回路と、ブートストラップダイオードを介して前記高圧側スイッチング素子の電流流出端子に接続されたＶＢ端子を有する高圧側駆動回路と、前記低圧側スイッチング素子を駆動する駆動回路および短絡電流検出回路を有する低圧側駆動回路と、前記高圧側駆動回路の制御電源端子と前記低圧側駆動回路の制御電源端子が分離している構成を有するインテリジェントパワーモジュールと、前記インテリジェントパワーモジュールのＶＢ端子にブートストラップダイオード短絡破壊時に制御電源端子に過電圧印加を保護する過電圧保護用ダイオードと、短絡電流を検出するためのシャント抵抗とを備えるインバータ回路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006233601A JP2008061339A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | インバータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006233601A JP2008061339A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | インバータ回路 |
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|---|---|
| JP2008061339A true JP2008061339A (ja) | 2008-03-13 |
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ID=39243479
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006233601A Pending JP2008061339A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | インバータ回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011036013A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体集積回路の保護装置および保護方法 |
| CN109842091A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-04 | 广东美的制冷设备有限公司 | 驱动控制电路和家电设备 |
| CN109861501A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 智能功率模块和空调器 |
| CN109921619A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率器件和电器 |
| WO2020186738A1 (zh) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率器件和电器 |
| WO2020191848A1 (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | 集成式控制器及其控制方法和制冷设备 |
-
2006
- 2006-08-30 JP JP2006233601A patent/JP2008061339A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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