JP2014093901A

JP2014093901A - Inverter device

Info

Publication number: JP2014093901A
Application number: JP2012244457A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Oyori; 仁大依; Hirotaka Isoda; 博孝磯田
Original assignee: IHI Aerospace Co Ltd; Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: IHI Aerospace Co Ltd; Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: JP6059958B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect which one of a plurality of transistors that constitute an inverter has a short circuit when the inverter is shorted by a failure.SOLUTION: A short-circuit detection section 15 is provided for transistors 9 that constitute an inverter. The short-circuit detection section 15 detects whether or not any of the transistors 9 has a short circuit when an off signal of the corresponding transistor 9 is output and, upon detection of the short circuit in the transistor 9, outputs a short-circuit detection signal.

Description

本発明は、直流電力源から供給される電力を交流に変換して負荷へ供給するインバータ装置に関する。 The present invention relates to an inverter device that converts electric power supplied from a DC power source into AC and supplies it to a load.

インバータ装置は、例えば、ブラシレスモータに交流電力を供給するために設けられる。このようなインバータ装置は、特許文献１に記載されている。図１は、特許文献１のインバータ装置の構成を示す。以下において、図１のインバータ装置を説明する。 The inverter device is provided for supplying AC power to a brushless motor, for example. Such an inverter device is described in Patent Document 1. FIG. 1 shows the configuration of the inverter device of Patent Document 1. In the following, the inverter device of FIG. 1 will be described.

インバータ装置は、図１では、３相のブラシレスモータを駆動する。また、このモータは、図１では、第１系と第２系の巻線４１ａ，４１ｂを有する。 In FIG. 1, the inverter device drives a three-phase brushless motor. Further, in FIG. 1, this motor has first and second windings 41a and 41b.

インバータ装置は、第１系のインバータ４３ａと、第２系のインバータ４３ｂと、制御部４７とを備える。 The inverter device includes a first system inverter 43 a, a second system inverter 43 b, and a control unit 47.

第１系と第２系のインバータ４３ａ，４３ｂは、それぞれ、直流電力源５１から供給される直流電力を、交流に変換して第１系と第２系の巻線４１ａ，４１ｂに供給する。
制御部４７には、各巻線４１ａ，４１ｂに流れる電流の検出値がフィードバックされる。フィードバックされた検出値と予め定めた電力供給パターンとに基づいて、制御部４７は、各インバータ４３ａ，４３ｂを制御する。これにより、電力供給パターンに従って、各巻線４１ａ，４１ｂのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に電力が供給され、モータの動作が制御される。 The first and second system inverters 43a and 43b respectively convert the DC power supplied from the DC power source 51 into AC and supply it to the first and second system windings 41a and 41b.
The detected value of the current flowing through each of the windings 41a and 41b is fed back to the control unit 47. Based on the detected value fed back and a predetermined power supply pattern, the control unit 47 controls the inverters 43a and 43b. Thus, according to the power supply pattern, power is supplied to the U phase, V phase, and W phase of the windings 41a and 41b, and the operation of the motor is controlled.

図１では、第１系の巻線４１ａにおける中性点Ｐ_ｎと、第２系の巻線４１ｂにおける中性点Ｐ_ｎとには、中性線４９が接続されている。中性線４９は、直流電力源５１の中間電位の部分に接続されている。すなわち、直流電力源５１は、直列に接続された２つの直流電源からなり、中性線４９は、これらの直流電源を直列に接続している部分に接続されている。 In Figure 1, the neutral point P _n in the first system of coils 41a, in the neutral point P _n in the second system of coils 41b are neutral line 49 is connected. The neutral wire 49 is connected to the intermediate potential portion of the DC power source 51. That is, the DC power source 51 is composed of two DC power supplies connected in series, and the neutral wire 49 is connected to a portion where these DC power supplies are connected in series.

この構成により、いずれかのトランジスタが故障により短絡しても、モータの駆動を継続することができる。例えば、第１系のインバータ４３ａにおいてＵ相（トランジスタ４５ｂ）が短絡した場合、第２系のインバータ４３ｂのＵ相に２倍の電流を流すことにより、モータ出力の低下を抑えることができる。すなわち、第１系のインバータ４３ａにおいて、トランジスタ４５ｂが短絡した場合に、第１系のインバータ４３ａからＵ相の巻線４１ａには電流が流れなくなるので、第２系のインバータ４３ｂからＵ相の巻線４１ｂに２倍の電流を流す。 With this configuration, even if any of the transistors is short-circuited due to a failure, the driving of the motor can be continued. For example, when the U-phase (transistor 45b) is short-circuited in the first-system inverter 43a, a decrease in motor output can be suppressed by flowing twice the current in the U-phase of the second-system inverter 43b. That is, in the first inverter 43a, when the transistor 45b is short-circuited, no current flows from the first inverter 43a to the U-phase winding 41a. A double current is passed through the line 41b.

特開２００２−３６９５８６号公報JP 2002-369586 A

ところで、図１において、いずれかのトランジスタが短絡すると、過電流が流れる。例えば、第１系のインバータ４３ａにおいて、トランジスタ４５ａが故障で短絡している場合に、正常なトランジスタ４５ｂが導通状態に制御されると、過大な短絡電流がトランジスタ４５ａ，４５ｂに流れる。 By the way, in FIG. 1, when any of the transistors is short-circuited, an overcurrent flows. For example, in the first inverter 43a, when the transistor 45a is short-circuited due to a failure, if the normal transistor 45b is controlled to be in a conductive state, an excessive short-circuit current flows through the transistors 45a and 45b.

（１）このような過電流を止めるために、例えば、直流電力源５１と各系のインバータ４３ａ，４３ｂとの間に、過電流遮断器を設けることができる。この過電流遮断器は、直流電力源５１から各系のインバータ４３ａ，４３ｂへ、しきい値より大きい電流が流れた時に、これを検出して、この電流を遮断する。この場合、過電流が流れたインバータを構成するすべてのトランジスタが使用されなくなる。したがって、これらのトランジスタが無駄になってしまう。 (1) In order to stop such overcurrent, for example, an overcurrent circuit breaker can be provided between the DC power source 51 and the inverters 43a and 43b of each system. This overcurrent breaker detects when a current larger than the threshold value flows from the DC power source 51 to the inverters 43a and 43b of each system, and interrupts this current. In this case, all the transistors constituting the inverter in which the overcurrent flows are not used. Therefore, these transistors are wasted.

（２）一方、各トランジスタ４５ａ〜４５ｆに過電流遮断器を設けることもできる。この場合、トランジスタ４５ａが故障により短絡した状態で、トランジスタ４５ｂが導通状態に制御されると、トランジスタ４５ａ，４５ｂに過電流が流れる。この場合、トランジスタ４５ａの遮断器と、トランジスタ４５ｂの遮断器のうち、早く動作した方が電流を遮断し、他方は電流を遮断しない可能性がある。そのため、正常なトランジスタ４５ｂの遮断器が先に電流を遮断することもある。すなわち、短絡しているトランジスタ４５ａの電流を遮断できない可能性がある。 (2) On the other hand, an overcurrent circuit breaker can be provided in each of the transistors 45a to 45f. In this case, if the transistor 45b is controlled to be conductive while the transistor 45a is short-circuited due to a failure, an overcurrent flows through the transistors 45a and 45b. In this case, of the circuit breaker of the transistor 45a and the circuit breaker of the transistor 45b, the one that operates earlier may interrupt the current, and the other may not interrupt the current. Therefore, the normal circuit breaker of the transistor 45b may interrupt the current first. That is, the current of the shorted transistor 45a may not be cut off.

上記（１）（２）では、どのトランジスタが短絡故障したかを検出できないので、遮断器により機能させなくする正常なトランジスタの数が増えてしまう。
言い換えると、短絡故障したトランジスタのみの電流を遮断することができれば、次のように、引き続き機能させる正常なトランジスタの数を多くすることができる。例えば、第１系のインバータ４３ａにおいて、トランジスタ４５ａが故障により短絡した場合に、このトランジスタ４５ａへの電流だけでなく、トランジスタ４５ａと同列のトランジスタ４５ｂへの電流も遮断してトランジスタ４５ａ，４５ｂが機能しないようにし、
他列のすべての正常なトランジスタ４５ｃ〜４５ｆを機能させることができる。同様に、第１系のインバータ４３ａにおいて、トランジスタ４５ｂが故障により短絡した場合に、このトランジスタ４５ｂへの電流だけでなく、トランジスタ４５ｂと同列のトランジスタ４５ａへの電流も遮断してトランジスタ４５ａ，４５ｂが機能しないようにし、他列のすべての正常なトランジスタ４５ｃ〜４５ｆを機能させることができる。 In the above (1) and (2), it is impossible to detect which transistor has a short-circuit failure, so that the number of normal transistors that are disabled by the circuit breaker increases.
In other words, if the current of only the short-circuited transistor can be cut off, the number of normal transistors that continue to function can be increased as follows. For example, in the first system inverter 43a, when the transistor 45a is short-circuited due to a failure, not only the current to the transistor 45a but also the current to the transistor 45b in the same row as the transistor 45a is cut off so that the transistors 45a and 45b function. Do not
All the normal transistors 45c to 45f in the other columns can function. Similarly, in the first system inverter 43a, when the transistor 45b is short-circuited due to a failure, not only the current to the transistor 45b but also the current to the transistor 45a in the same row as the transistor 45b is cut off, so that the transistors 45a and 45b The normal transistors 45c to 45f in the other columns can be made to function without functioning.

なお、このように、短絡故障したトランジスタのみの電流を遮断することにより、引き続き機能させる正常なトランジスタの数を多くすることができる点は、図１以外のインバータ装置にも当てはまる。例えば、この点は、図１において中性線４９を省略した構成にも当てはまる。 It should be noted that the fact that the number of normal transistors that can continue to function can be increased by interrupting the current of only the short-circuited transistors in this way also applies to inverter devices other than those in FIG. For example, this point also applies to a configuration in which the neutral line 49 is omitted in FIG.

そこで、本発明の目的は、インバータが故障により短絡した場合に、インバータを構成する複数のトランジスタのうち、どのトランジスタが短絡したかを検出できるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to enable detection of which of a plurality of transistors constituting an inverter is short-circuited when the inverter is short-circuited due to a failure.

本発明によると、直流電力源から供給される電力を交流に変換して負荷へ供給するインバータ装置であって、
直列に接続された複数のトランジスタを１つのトランジスタ列として、複数のトランジスタ列が互いに並列に接続されており、かつ、各トランジスタ列は、直流電力源に並列に接続されており、
各トランジスタにおける複数のトランジスタの間に位置する接点は、他のトランジスタにおける複数のトランジスタの間に位置する接点と負荷を介して接続されており、
各トランジスタに対してゲート駆動部が設けられ、ゲート駆動部は、対応するトランジスタのオン信号に反応して当該トランジスタを導通状態にし、対応するトランジスタのオフ信号に反応して当該トランジスタを非導通状態にし、
トランジスタに対して、短絡検出部が設けられ、
短絡検出部は、対応するトランジスタのオフ信号が出力された時に、当該トランジスタが短絡しているかを検出し、当該トランジスタの短絡を検出した場合に、短絡検出信号を出力する、ことを特徴とするインバータ装置が提供される。 According to the present invention, an inverter device that converts power supplied from a DC power source into AC and supplies it to a load,
A plurality of transistors connected in series as one transistor row, the plurality of transistor rows are connected in parallel to each other, and each transistor row is connected in parallel to a DC power source,
A contact located between a plurality of transistors in each transistor is connected to a contact located between the plurality of transistors in another transistor via a load,
A gate driver is provided for each transistor. The gate driver turns on the transistor in response to the ON signal of the corresponding transistor, and turns off the transistor in response to the OFF signal of the corresponding transistor. West,
A short circuit detector is provided for the transistor,
The short circuit detection unit detects whether the transistor is short-circuited when an off signal of the corresponding transistor is output, and outputs a short-circuit detection signal when the short circuit of the transistor is detected. An inverter device is provided.

また、本発明の好ましい実施形態によると、短絡検出部は、
トランジスタ駆動用電源の正極と、対応するトランジスタのコレクタとの間に設けられた電流検出部と、
対応するトランジスタのオフ信号が出力された時に、電流検出部を通して、トランジスタ駆動用電源の正極と、当該トランジスタのコレクタとを導通させるスイッチ部と、
電流検出部に電流が流れると短絡検出信号を出力する信号出力部と、を有する。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the short-circuit detection unit is
A current detector provided between the positive electrode of the transistor driving power supply and the collector of the corresponding transistor;
When a corresponding transistor OFF signal is output, a switch unit for conducting the positive electrode of the transistor driving power source and the collector of the transistor through the current detection unit,
And a signal output unit that outputs a short-circuit detection signal when a current flows through the current detection unit.

本発明の好ましい実施形態によると、トランジスタに対して、過電流検出部が設けられ、
過電流検出部は、対応するトランジスタのオン信号が出力された時に、当該トランジスタに過電流が流れているかを検出し、当該トランジスタを流れる過電流を検出した場合に、過電流検出信号を出力する。 According to a preferred embodiment of the present invention, an overcurrent detector is provided for the transistor,
The overcurrent detection unit detects whether an overcurrent flows through the transistor when an ON signal of the corresponding transistor is output, and outputs an overcurrent detection signal when detecting an overcurrent flowing through the transistor. .

本発明の好ましい実施形態によると、過電流検出部は、対応するトランジスタのオン信号が出力された時に、当該トランジスタにおけるコレクタとエミッタとの電位差をしきい値と比べ、この電位差がしきい値より大きい場合には、当該トランジスタのゲート駆動部に過電流検出信号を出力し、
当該ゲート駆動部は、過電流検出信号を受けた場合に、対応するトランジスタのオン信号が出力されても、当該トランジスタを非導通状態に維持する。 According to a preferred embodiment of the present invention, when an ON signal of a corresponding transistor is output, the overcurrent detection unit compares the potential difference between the collector and the emitter of the transistor with a threshold value, and the potential difference is less than the threshold value. If larger, output an overcurrent detection signal to the gate drive of the transistor,
When receiving an overcurrent detection signal, the gate driver maintains the transistor in a non-conductive state even if an ON signal of the corresponding transistor is output.

本発明によると、インバータが短絡故障した場合に、インバータを構成する複数のトランジスタのうち、どのトランジスタが短絡したかを以下のように検出できる。 According to the present invention, when a short circuit failure occurs in an inverter, which transistor is short-circuited among a plurality of transistors constituting the inverter can be detected as follows.

短絡検出部は、対応するトランジスタのオフ信号に反応して、当該トランジスタが短絡しているかを検出する。すなわち、オフ信号により非導通状態にされるトランジスタが導通状態にある場合には、このトランジスタは短絡故障していることが分かる。したがって、短絡故障しているトランジスタを検出できる。
この場合、例えば、短絡を検出したトランジスタと同じ列にある他のトランジスタを適切な手段で非導通状態にして機能させなくすることにより、過電流が流れることを防止できる。 The short-circuit detection unit detects whether the transistor is short-circuited in response to the off signal of the corresponding transistor. That is, when a transistor that is turned off by an off signal is turned on, it can be seen that this transistor has a short circuit fault. Therefore, it is possible to detect a transistor having a short circuit failure.
In this case, for example, it is possible to prevent an overcurrent from flowing by causing other transistors in the same column as the transistor in which the short circuit is detected to be in a non-conducting state by an appropriate means so as not to function.

よって、インバータにおいて、トランジスタが故障により短絡した場合に、短絡したトランジスタを検出でき、短絡による過電流を止めることを可能となる。 Therefore, in the inverter, when a transistor is short-circuited due to a failure, the short-circuited transistor can be detected, and an overcurrent due to the short-circuit can be stopped.

特許文献１のインバータ装置を示す。The inverter apparatus of patent document 1 is shown. 本発明の実施形態によるインバータ装置を示す。1 shows an inverter device according to an embodiment of the present invention. 図２の各トランジスタに対する構成を示す。The structure with respect to each transistor of FIG. 2 is shown.

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図２は、本発明の実施形態によるインバータ装置１０の構成を示す。インバータ装置１０は、直流電力源２から供給される電力を交流に変換して負荷３ａ，３ｂへ供給する。図２では、負荷３ａ，３ｂは、同じブラシレスモータの回転シャフトに同軸に配置された２つの巻線である。 FIG. 2 shows a configuration of the inverter device 10 according to the embodiment of the present invention. The inverter device 10 converts the power supplied from the DC power source 2 into AC and supplies it to the loads 3a and 3b. In FIG. 2, the loads 3a and 3b are two windings arranged coaxially on the rotation shaft of the same brushless motor.

インバータ装置１０は、図２では、第１系のインバータ５ａと、第２系のインバータ５ｂと、制御部７とを備える。 In FIG. 2, the inverter device 10 includes a first system inverter 5 a, a second system inverter 5 b, and a control unit 7.

第１系と第２系のインバータ５ａ，５ｂは、それぞれ、直流電力源２から供給される直流電力を、交流に変換して巻線３ａ，３ｂに供給する。各インバータ５ａ，５ｂは、制御部７に制御されることにより、対応する巻線３ａ，３ｂの同じ相（Ｕ相、Ｖ相またはＷ相）に同じタイミングで電力を供給する。 The first and second inverters 5a and 5b respectively convert the DC power supplied from the DC power source 2 into AC and supply it to the windings 3a and 3b. Each inverter 5a, 5b supplies power to the same phase (U phase, V phase, or W phase) of the corresponding winding 3a, 3b at the same timing by being controlled by the control unit 7.

各インバータ５ａ，５ｂは、複数のトランジスタ９により構成される。各インバータ５ａ，５ｂにおいて、直列に接続された複数の（図２では４つの）トランジスタ９を１つのトランジスタ列として、複数の（図２では３つの）トランジスタ列が互いに並列に接続されており、かつ、各トランジスタ列は、直流電力源２に並列に接続されている。
各トランジスタ列における複数のトランジスタ９の間に位置する接点Ｐ_ｃ１は、他のトランジスタ列における複数のトランジスタ９の間に位置する接点Ｐ_ｃ１と負荷３ａ，３ｂを介して接続されている。 Each inverter 5a, 5b is composed of a plurality of transistors 9. In each of the inverters 5a and 5b, a plurality of (four in FIG. 2) transistors 9 connected in series are used as one transistor row, and a plurality of (three in FIG. 2) transistor rows are connected in parallel to each other. Each transistor array is connected to the DC power source 2 in parallel.
Contact P _c1 located between the plurality of transistors 9 in each transistor column are connected via the contact P _c1 located between the plurality of transistors 9 load 3a, and 3b in the other transistor array.

なお、図２の例において、各インバータ５ａ，５ｂは、３レベルインバータである。ただし、本発明のインバータ装置は、３レベルインバータに限定されない。
また、図２の例では、トランジスタ９は、ＩＧＢＴであるが、本発明によると、トランジスタ９として、例えばＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラトランジスタを用いてもよい。 In the example of FIG. 2, each of the inverters 5a and 5b is a three-level inverter. However, the inverter device of the present invention is not limited to a three-level inverter.
In the example of FIG. 2, the transistor 9 is an IGBT. However, according to the present invention, for example, a MOSFET or a bipolar transistor may be used as the transistor 9.

制御部７は、各インバータ５ａ，５ｂを制御することにより、負荷３ａ，３ｂへの電力供給を制御する。制御部７には、各相に流れる電流の検出値がフィードバックされる。フィードバックされた検出値と、予め設定された電力供給パターンと基づいて、制御部７は、各インバータ５ａ，５ｂの各トランジスタ９に対してオン信号またはオフ信号（以下、単にトランジスタ９のオン信号またはオフ信号という）を出力する。これにより、各インバータ５ａ，５ｂは、オン信号またはオフ信号に従って、負荷３ａ，３ｂに電力を供給する。
なお、図２の例では、３レベルインバータである各インバータ５ａ，５ｂにおいて、その論理に従ったオン信号またはオフ信号が、各トランジスタ９に対して出力される。 The control unit 7 controls power supply to the loads 3a and 3b by controlling the inverters 5a and 5b. The control unit 7 is fed back to the detected value of the current flowing in each phase. Based on the detected value fed back and the preset power supply pattern, the control unit 7 turns on or off signals (hereinafter simply referred to as the on signal or the on / off signal of the transistor 9) for the transistors 9 of the inverters 5a and 5b. Off signal). Thereby, each inverter 5a, 5b supplies electric power to load 3a, 3b according to an ON signal or an OFF signal.
In the example of FIG. 2, in each of the inverters 5 a and 5 b that are three-level inverters, an on signal or an off signal according to the logic is output to each transistor 9.

図３は、図２の部分詳細図である。図３では、１つのトランジスタ９に対する構成を示しているが、図２の各トランジスタ９に対して図３の構成が設けられる。すなわち、図３に示すように、インバータ装置１０は、各インバータ５ａ，５ｂの各トランジスタ９に対して設けられたゲート駆動部１１と過電流検出部１３と短絡検出部１５を有する。 FIG. 3 is a partial detail view of FIG. Although FIG. 3 shows a configuration for one transistor 9, the configuration of FIG. 3 is provided for each transistor 9 of FIG. That is, as shown in FIG. 3, the inverter device 10 includes a gate drive unit 11, an overcurrent detection unit 13, and a short circuit detection unit 15 provided for each transistor 9 of each inverter 5 a and 5 b.

（ゲート駆動部）
ゲート駆動部１１は、対応するトランジスタ９のオン信号に反応して当該トランジスタ９を導通状態にする。すなわち、当該トランジスタ９のコレクタ９ａとエミッタ９ｂを導通状態にする。ゲート駆動部１１は、制御部７から出力されるオフ信号に反応して当該トランジスタ９を非導通状態にする。すなわち、当該トランジスタ９のコレクタ９ａとエミッタ９ｂを非導通状態にする。 (Gate drive unit)
The gate drive unit 11 makes the transistor 9 conductive in response to the ON signal of the corresponding transistor 9. That is, the collector 9a and the emitter 9b of the transistor 9 are brought into conduction. The gate drive unit 11 makes the transistor 9 non-conductive in response to an off signal output from the control unit 7. That is, the collector 9a and the emitter 9b of the transistor 9 are turned off.

図３の例では、オン信号は、ゲート信号線１７を流れる電流である。この場合、ゲート信号線１７に設けられた発光ダイオード１９ａが、オン信号により発光し、この発光をフォトトランジスタ１９ｂが検出する。この検出により、ゲート駆動部１１は、対応するトランジスタ９を導通状態にする。オフ信号は、ゲート信号線１７に電流が流れていない状態に相当する。この場合、オフ信号（すなわち、ゲート信号線１７に電流が流れていないこと）により発光ダイオード１９ａが発光していないことをフォトトランジスタ１９ｂが検出する。この検出により、ゲート駆動部１１は、対応するトランジスタ９を非導通状態にする。このように、ゲート駆動部１１により、トランジスタ９を、導通状態と非導通状態との間で切り換えることに要する電力は、トランジスタ駆動用電源２１からゲート駆動部１１に供給される。 In the example of FIG. 3, the ON signal is a current flowing through the gate signal line 17. In this case, the light emitting diode 19a provided on the gate signal line 17 emits light in response to the ON signal, and this light emission is detected by the phototransistor 19b. By this detection, the gate driver 11 brings the corresponding transistor 9 into a conductive state. The off signal corresponds to a state in which no current flows through the gate signal line 17. In this case, the phototransistor 19b detects that the light emitting diode 19a is not emitting light by an off signal (that is, no current is flowing through the gate signal line 17). By this detection, the gate driver 11 brings the corresponding transistor 9 into a non-conducting state. As described above, the power required for switching the transistor 9 between the conductive state and the non-conductive state by the gate driving unit 11 is supplied from the transistor driving power source 21 to the gate driving unit 11.

（過電流検出部）
過電流検出部１３は、対応するトランジスタ９のオン信号が制御部７から出力された時に、当該トランジスタ９に過電流が流れているかを検出し、当該トランジスタ９に過電流が流れていることを検出した場合に、過電流検出信号を出力する。本実施形態では、過電流検出部１３は、対応するトランジスタ９のオン信号に反応して、当該トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差をしきい値と比べ、この電位差がしきい値より大きい場合には、当該トランジスタ９のゲート駆動部１１に過電流検出信号を出力する（後で詳しく説明する）。当該ゲート駆動部１１は、過電流検出信号を受けた場合、対応するトランジスタ９のオン信号が制御部７から出力されても、当該トランジスタ９を非導通状態に維持する。 (Overcurrent detector)
When the ON signal of the corresponding transistor 9 is output from the control unit 7, the overcurrent detection unit 13 detects whether an overcurrent flows through the transistor 9, and detects that the overcurrent flows through the transistor 9. When detected, an overcurrent detection signal is output. In the present embodiment, the overcurrent detector 13 compares the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the transistor 9 with a threshold value in response to the ON signal of the corresponding transistor 9, and this potential difference is greater than the threshold value. If it is larger, an overcurrent detection signal is output to the gate drive unit 11 of the transistor 9 (described in detail later). When receiving an overcurrent detection signal, the gate driving unit 11 maintains the transistor 9 in a non-conductive state even when an ON signal of the corresponding transistor 9 is output from the control unit 7.

図３の例では、発光ダイオード２３ａがオン信号により発光し、この発光をフォトトランジスタ２３ｂが検出する。この検出により、過電流検出部１３は、上述のように、対応するトランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差をしきい値と比べ、この電位差がしきい値より大きい場合には、上述の過電流検出信号を出力する。このように過電流検出部１３は作動する。一方、過電流検出部１３は、対応するトランジスタ９のオフ信号が出力されている時には作動しない。 In the example of FIG. 3, the light emitting diode 23a emits light by an ON signal, and this light emission is detected by the phototransistor 23b. By this detection, the overcurrent detection unit 13 compares the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the corresponding transistor 9 with the threshold value as described above, and when this potential difference is larger than the threshold value, Outputs an overcurrent detection signal. In this way, the overcurrent detection unit 13 operates. On the other hand, the overcurrent detection unit 13 does not operate when the off signal of the corresponding transistor 9 is output.

好ましくは、過電流検出部１３には、これに対応するトランジスタ９のオン信号が制御部７から出力された時に、トランジスタ駆動用電源２１から電力が供給される。この電力により、過電流検出部１３は、トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差をしきい値と比べ、この電位差がしきい値より大きい場合には、当該トランジスタ９のゲート駆動部１１に過電流検出信号を出力する。この場合、好ましくは、過電流検出部１３には、これに対応するトランジスタ９のオフ信号が制御部７から出力された時には、トランジスタ駆動用電源２１から電力が供給されない。これにより、消費電力を抑えることができる。 Preferably, power is supplied to the overcurrent detection unit 13 from the transistor drive power supply 21 when the corresponding ON signal of the transistor 9 is output from the control unit 7. With this power, the overcurrent detection unit 13 compares the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the transistor 9 with a threshold value, and if this potential difference is greater than the threshold value, the overcurrent detection unit 13 causes the gate drive unit 11 of the transistor 9 to Outputs an overcurrent detection signal. In this case, preferably, the overcurrent detection unit 13 is not supplied with power from the transistor drive power source 21 when the corresponding off signal of the transistor 9 is output from the control unit 7. Thereby, power consumption can be suppressed.

（短絡検出部）
短絡検出部１５は、対応するトランジスタ９のオフ信号が制御部７から出力された時に、当該トランジスタ９が短絡しているかを検出し、当該トランジスタ９が短絡していることを検出した場合に、短絡検出信号を出力する。本実施形態では、短絡検出部１５は、電流検出部１５ａとスイッチ部１５ｂと信号出力部１５ｃとを有する。
電流検出部１５ａは、トランジスタ駆動用電源２１の正極と、トランジスタ９のコレクタ９ａとの間に設けられている。図３の例では、電流検出部１５ａは、発光ダイオードである。
スイッチ部１５ｂは、対応するトランジスタ９に対するオフ信号に反応して、電流検出部１５ａを通して、トランジスタ駆動用電源２１の正極と、当該トランジスタ９のコレクタ９ａとを導通状態にする。図３の例では、スイッチ部１５ｂは、発光ダイオード２５ａとフォトトランジスタ２５ｂにより構成されている。フォトトランジスタ２５ｂは、図３のように、発光ダイオード１５ａと並列に接続されている。
なお、トランジスタ駆動用電源２１の負極は、対応するトランジスタ９のエミッタ９ｂに接続されている。 (Short-circuit detector)
When the short-circuit detection unit 15 detects that the transistor 9 is short-circuited when an off signal of the corresponding transistor 9 is output from the control unit 7, and detects that the transistor 9 is short-circuited, Outputs a short circuit detection signal. In the present embodiment, the short circuit detection unit 15 includes a current detection unit 15a, a switch unit 15b, and a signal output unit 15c.
The current detection unit 15 a is provided between the positive electrode of the transistor driving power supply 21 and the collector 9 a of the transistor 9. In the example of FIG. 3, the current detection unit 15a is a light emitting diode.
In response to the OFF signal for the corresponding transistor 9, the switch unit 15 b brings the positive electrode of the transistor drive power supply 21 and the collector 9 a of the transistor 9 into a conductive state through the current detection unit 15 a. In the example of FIG. 3, the switch unit 15b includes a light emitting diode 25a and a phototransistor 25b. As shown in FIG. 3, the phototransistor 25b is connected in parallel with the light emitting diode 15a.
Note that the negative electrode of the transistor drive power supply 21 is connected to the emitter 9 b of the corresponding transistor 9.

図３において、接点Ｐ_ｃ２と接点Ｐ_ｃ３の間にはダイオード２９が設けられている。なお、図３では、トランジスタ駆動用電源２１の正極と接点Ｐ_ｃ４との間に抵抗３１が設けられているが、代わりに、接点Ｐ_ｃ２と接点Ｐ_ｃ３との間においてダイオード２９と直列に抵抗を設けてもよい。
信号出力部１５ｃは、電流検出部１５ａに電流が流れると短絡検出信号を出力する。図３の例では、信号出力部１５ｃは、フォトトランジスタである。発光ダイオード１５ａが発光すると、フォトトランジスタ１５ｃに電流が流れるようにし、この電流を短絡検出信号とすることができる。 In FIG. 3, a diode 29 is provided between the contact P _c2 and the contact P _c3 . In FIG. 3, the resistor 31 is provided between the positive electrode of the transistor drive power supply 21 and the contact _Pc4 . Instead, the resistor 31 is connected in series with the diode 29 between the contact _Pc2 and the contact _Pc3. May be provided.
The signal output unit 15c outputs a short circuit detection signal when a current flows through the current detection unit 15a. In the example of FIG. 3, the signal output unit 15c is a phototransistor. When the light emitting diode 15a emits light, a current flows through the phototransistor 15c, and this current can be used as a short circuit detection signal.

図３の構成により、短絡検出部１５は、対応するトランジスタ９が短絡しているかを、次のように検出する。
ゲート信号線１７に、オン信号としての電流が流れている時には、発光ダイオード２５ａが発光する。この発光により、フォトトランジスタ２５ｂは導通状態になる。この状態では、発光ダイオード１５ａに印加される電圧は小さいので、発光ダイオード１５ａには電流が流れず、発光ダイオード１５ａは発光しない。代わりに、フォトトランジスタ２５ｂの導通状態により、電流が、トランジスタ駆動用電源２１の正極から、フォトトランジスタ２５ｂを流れ、さらに、対応するトランジスタ９を流れてトランジスタ駆動用電源２１の負極へ至る。
ゲート信号線１７に電流が流れないオフ信号により、発光ダイオード２５ａは発光しなくなる。これにより、フォトトランジスタ２５ｂは非導通状態になる。この状態では、対応するトランジスタ９が故障で短絡している場合に、発光ダイオード１５ａに印加される電圧は所定値より大きくなるので、電流が、トランジスタ駆動用電源２１の正極から、フォトトランジスタ２５ｂには流れず、発光ダイオード１５ａとトランジスタ９を流れてトランジスタ駆動用電源２１の負極へ至る。この電流を、発光ダイオード１５ａとフォトトランジスタ１５ｃで検出することにより、トランジスタ９が短絡している旨の短絡検出信号が出力される。 With the configuration of FIG. 3, the short-circuit detector 15 detects whether the corresponding transistor 9 is short-circuited as follows.
When a current as an ON signal flows through the gate signal line 17, the light emitting diode 25a emits light. This light emission makes the phototransistor 25b conductive. In this state, since the voltage applied to the light emitting diode 15a is small, no current flows through the light emitting diode 15a, and the light emitting diode 15a does not emit light. Instead, due to the conductive state of the phototransistor 25b, current flows from the positive electrode of the transistor drive power supply 21 through the phototransistor 25b, and further flows through the corresponding transistor 9 to the negative electrode of the transistor drive power supply 21.
The light emitting diode 25a stops emitting light due to an off signal in which no current flows through the gate signal line 17. As a result, the phototransistor 25b is turned off. In this state, when the corresponding transistor 9 is short-circuited due to a failure, the voltage applied to the light-emitting diode 15a becomes larger than a predetermined value, so that the current flows from the positive electrode of the transistor drive power supply 21 to the phototransistor 25b. Does not flow, flows through the light emitting diode 15a and the transistor 9, and reaches the negative electrode of the transistor driving power source 21. By detecting this current with the light emitting diode 15a and the phototransistor 15c, a short-circuit detection signal indicating that the transistor 9 is short-circuited is output.

次に、過電流検出部１３の作用を詳しく述べる。なお、以下は、１つのインバータ５ａまたは５ｂについての説明である。 Next, the operation of the overcurrent detection unit 13 will be described in detail. The following is a description of one inverter 5a or 5b.

（検出対象のトランジスタが接点Ｐ_ｃ１よりも上流にある場合）
・正常時
１つのトランジスタ列において接点Ｐ_ｃ１より上流（直流電力源２の正極側）に位置するトランジスタ９であって、過電流検出部１３による検出対象のトランジスタ９（以下、単に対象トランジスタ９という）が、オン信号により導通状態にされた時には、対象トランジスタ９と同じ列において接点Ｐ_ｃ１より下流（直流電力源２の負極側）に位置するトランジスタ９（以下、下流トランジスタ９という）はオフ信号により非導通状態に制御される。これにより、対象トランジスタ９から負荷３ａ，３ｂに電流が流れる。したがって、直流電力源２による印加電圧は、導通状態の対象トランジスタ９にはほとんどかからず、そのほとんどが負荷３ａ，３ｂにかかる。その結果、対象トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差はしきい値よりも小さくなる。したがって、過電流検出部１３は、過電流検出信号を出力しない。
・故障時
対象トランジスタ９がオン信号により導通状態にされた時に、下流トランジスタ９が、故障により、非導通状態に制御されず短絡している場合を想定する。この場合、直流電力源２からの電流は、対象トランジスタ９を流れた後、抵抗の大きい負荷３ａ，３ｂに流れず、短絡した下流トランジスタ９（図２の例では、２つの下流トランジスタ９）に流れる。したがって、直流電力源２による印加電圧は、対象トランジスタ９と下流トランジスタ９とにかかる。その結果、対象トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差はしきい値よりも大きくなる（例えば直流電力源２による総印加電圧の半分になる）。過電流検出部１３は、このような電位差を検出して、この旨を示す過電流検出信号を出力する。過電流検出信号に反応して、ゲート駆動部１１は、対象トランジスタ９のオン信号が出力されても、対象トランジスタ９を非導通状態に維持する。これにより、過電流が、対象トランジスタ９に流れることを防止できる。 (When the transistor to be detected is upstream of the contact point P _c1 )
Normal When the transistor 9 is located upstream of the contact point P _c1 (on the positive electrode side of the DC power source 2) in one transistor row and is to be detected by the overcurrent detection unit 13 (hereinafter simply referred to as the target transistor 9). ) Is turned on by the ON signal, the transistor 9 (hereinafter referred to as the downstream transistor 9) located downstream of the contact _Pc1 (the negative side of the DC power source 2) in the same column as the target transistor 9 is turned off. Is controlled to a non-conductive state. Thereby, a current flows from the target transistor 9 to the loads 3a and 3b. Therefore, the voltage applied by the DC power source 2 is hardly applied to the target transistor 9 in the conductive state, and most of the voltage is applied to the loads 3a and 3b. As a result, the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the target transistor 9 becomes smaller than the threshold value. Therefore, the overcurrent detection unit 13 does not output an overcurrent detection signal.
· At failure When the target transistor 9 is turned on by an ON signal, a case is assumed in which the downstream transistor 9 is short-circuited due to a failure without being controlled to a non-conductive state. In this case, after the current from the DC power source 2 flows through the target transistor 9, it does not flow into the loads 3a and 3b having a large resistance, but flows into the short-circuited downstream transistors 9 (two downstream transistors 9 in the example of FIG. 2). Flowing. Therefore, the voltage applied by the DC power source 2 is applied to the target transistor 9 and the downstream transistor 9. As a result, the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the target transistor 9 becomes larger than the threshold value (for example, half of the total applied voltage by the DC power source 2). The overcurrent detection unit 13 detects such a potential difference and outputs an overcurrent detection signal indicating this. In response to the overcurrent detection signal, the gate driver 11 maintains the target transistor 9 in a non-conductive state even when the ON signal of the target transistor 9 is output. Thereby, it is possible to prevent an overcurrent from flowing to the target transistor 9.

（対象トランジスタが接点Ｐ_ｃ１よりも下流にある場合）
・正常時
１つのトランジスタ列において接点Ｐ_ｃ１より下流に位置するトランジスタ９であって、過電流検出部１３による検出対象のトランジスタ９（以下、単に対象トランジスタ９という）が、オン信号により導通状態にされた時には、対象トランジスタ９と同じ列において接点Ｐ_ｃ１より上流（直流電力源２の正極側）に位置するトランジスタ９（以下、上流トランジスタ９という）はオフ信号により非導通状態に制御され、かつ、対象トランジスタ９には、他のトランジスタ列の接点Ｐ_ｃ１から負荷３ａ，３ｂを通った電流が流れる。したがって、直流電力源２による印加電圧は、導通状態の対象トランジスタ９にはほとんどかからず、そのほとんどが当該負荷３ａ，３ｂにかかる。その結果、対象トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差はしきい値よりも小さくなる。
・故障時
対象トランジスタ９がオン信号により導通状態にされた時に、上流トランジスタ９が、故障により、非導通状態に制御されず短絡している場合を想定する。この場合、直流電力源２からの電流は、短絡している上流トランジスタ９（図２の例では、２つの上流トランジスタ９）を流れた後、対象トランジスタ９に流れる。したがって、直流電力源２による印加電圧は、上流トランジスタ９と対象トランジスタ９とにかかる。その結果、対象トランジスタ９におけるコレクタ９ａとエミッタ９ｂとの電位差はしきい値よりも大きくなる（例えば直流電力源２による総印加電圧の半分になる）。過電流検出部１３は、このような電位差を検出して、この旨を示す過電流検出信号を出力する。過電流検出信号に反応して、ゲート駆動部１１は、対象トランジスタ９のオン信号が出力されても、対象トランジスタ９を非導通状態に維持する。これにより、過電流が対象トランジスタ９に流れることを防止できる。
この場合には、さらに、適宜の手段により、短絡している上流トランジスタ９を含むトランジスタ列へ直流電力源２から電流を流さないようにして、他の２つのトランジスタ列を用いて、負荷３ａ，３ｂへ２相の交流電力を供給するようにしてもよい。 (When the target transistor is downstream of the contact _Pc1 )
Normal When the transistor 9 is located downstream of the contact point P _c1 in one transistor row and is detected by the overcurrent detection unit 13 (hereinafter simply referred to as the target transistor 9), the transistor 9 is turned on by an ON signal. When this is done, the transistor 9 (hereinafter referred to as the upstream transistor 9) located upstream of the contact point P _c1 in the same column as the target transistor 9 (hereinafter referred to as the upstream transistor 9) is controlled to be non-conductive by the off signal, and In the target transistor 9, a current flows through the loads 3a and 3b from the contact _Pc1 of another transistor row. Therefore, the voltage applied by the DC power source 2 hardly applies to the target transistor 9 in the conductive state, and most of the voltage is applied to the loads 3a and 3b. As a result, the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the target transistor 9 becomes smaller than the threshold value.
-At the time of failure When the target transistor 9 is turned on by an ON signal, it is assumed that the upstream transistor 9 is short-circuited due to a failure without being controlled to a non-conductive state. In this case, the current from the DC power source 2 flows through the short-circuited upstream transistor 9 (two upstream transistors 9 in the example of FIG. 2) and then flows to the target transistor 9. Therefore, the voltage applied by the DC power source 2 is applied to the upstream transistor 9 and the target transistor 9. As a result, the potential difference between the collector 9a and the emitter 9b in the target transistor 9 becomes larger than the threshold value (for example, half of the total applied voltage by the DC power source 2). The overcurrent detection unit 13 detects such a potential difference and outputs an overcurrent detection signal indicating this. In response to the overcurrent detection signal, the gate driver 11 maintains the target transistor 9 in a non-conductive state even when the ON signal of the target transistor 9 is output. Thereby, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the target transistor 9.
In this case, the load 3a, the load 3a, and the other two transistor rows are further prevented by an appropriate means so that no current flows from the DC power source 2 to the transistor row including the upstream transistor 9 that is short-circuited. You may make it supply 2 phase alternating current power to 3b.

次に、短絡検出部１５の作用を詳しく述べる。なお、以下は、１つのインバータ５ａまたは５ｂについての説明である。 Next, the operation of the short circuit detector 15 will be described in detail. The following is a description of one inverter 5a or 5b.

（検出対象のトランジスタが接点Ｐ_ｃ１よりも上流にある場合）
・正常時
１つのトランジスタ列において接点Ｐ_ｃ１より上流に位置するトランジスタ９であって、短絡検出部１５による検出対象のトランジスタ９（以下、対象トランジスタ９という）が、オフ信号により非導通状態にされた時には、トランジスタ駆動用電源２１から電流検出部１５ａには電流が流れないので、短絡検出信号は出力されない。また、この時、電流検出部１５ａには電流が流れないので、無駄な電力消費が避けられる。
・故障時
対象トランジスタ９のオフ信号が出力された時に、対象トランジスタ９が、故障により短絡している場合を想定する。この場合、対象トランジスタ９は、短絡（導通）した状態のままであるため、トランジスタ駆動用電源２１の正極から、電流が、上述のように電流検出部１５ａを流れ、その後、対象トランジスタ９を流れる。この電流は、トランジスタ駆動用電源２１の負極へ至る。
したがって、電流が電流検出部１５ａを流れるので、信号出力部１５ｃは短絡検出信号を出力する。この短絡検出信号に基づいて、制御部７は、例えば、短絡が検出された対象トランジスタ９と同じ列にある他のトランジスタ９を（好ましくは、ゲート駆動部１１により）非導通状態に維持する制御をする。または、適宜の手段により、短絡している対象トランジスタ９を含むトランジスタ列へ直流電力源２から電流を流さないようにしてよい。このような場合、他の２つのトランジスタ列を用いて、負荷３ａ，３ｂへ２相の交流電力を供給するようにしてもよい。 (When the transistor to be detected is upstream of the contact point P _c1 )
Normal When the transistor 9 is located upstream of the contact P _c1 in one transistor row and is detected by the short-circuit detection unit 15, the transistor 9 (hereinafter referred to as the target transistor 9) is made non-conductive by an OFF signal. In this case, no current flows from the transistor drive power source 21 to the current detection unit 15a, so that no short circuit detection signal is output. At this time, no current flows through the current detector 15a, so that wasteful power consumption can be avoided.
-At the time of failure It is assumed that the target transistor 9 is short-circuited due to a failure when the off signal of the target transistor 9 is output. In this case, since the target transistor 9 remains in a short-circuited (conducting) state, current flows from the positive electrode of the transistor drive power supply 21 through the current detection unit 15a as described above, and then flows through the target transistor 9. . This current reaches the negative electrode of the transistor drive power supply 21.
Therefore, since the current flows through the current detection unit 15a, the signal output unit 15c outputs a short circuit detection signal. On the basis of this short circuit detection signal, the control unit 7 controls, for example, to maintain the other transistor 9 in the same column as the target transistor 9 in which the short circuit is detected (preferably by the gate driving unit 11) in a non-conductive state. do. Alternatively, current may be prevented from flowing from the DC power source 2 to the transistor array including the shorted target transistor 9 by appropriate means. In such a case, two-phase AC power may be supplied to the loads 3a and 3b using the other two transistor arrays.

（対象トランジスタが接点Ｐ_ｃ１よりも下流にある場合）
・正常時
１つのトランジスタ列において接点Ｐ_ｃ１より下流に位置するトランジスタ９であって、短絡検出部１５による検出対象のトランジスタ９（以下、対象トランジスタ９という）が、オフ信号により非導通状態にされた時には、上述のように、トランジスタ駆動用電源２１から電流検出部１５ａには電流が流れないので、短絡検出信号は出力されない。また、この時、電流検出部１５ａには電流が流れないので、無駄な電力消費が避けられる。
・故障時
対象トランジスタ９のオフ信号が出力された時に、対象トランジスタ９が、故障している場合を想定する。この場合、対象トランジスタ９は、短絡（導通）した状態のままであるため、トランジスタ駆動用電源２１の正極から、電流が、上述のように電流検出部１５ａを流れ、その後、対象トランジスタ９を流れる。この電流は、トランジスタ駆動用電源２１の負極へ至る。
したがって、電流が電流検出部１５ａを流れるので、信号出力部１５ｃは短絡検出信号を出力する。この短絡検出信号に基づいて、制御部７は、例えば、短絡が検出された対象トランジスタ９と同じ列にある他のトランジスタ９を（好ましくは、ゲート駆動部１１により）非導通状態に維持する制御をする。これにより、過電流が流れなくなる。 (When the target transistor is downstream of the contact _Pc1 )
Normal When the transistor 9 is located downstream of the contact P _c1 in one transistor row and is detected by the short-circuit detection unit 15 (hereinafter referred to as the target transistor 9), the transistor 9 is turned off by an off signal. As described above, since no current flows from the transistor drive power supply 21 to the current detector 15a, no short circuit detection signal is output. At this time, no current flows through the current detector 15a, so that wasteful power consumption can be avoided.
-At the time of failure Assume that the target transistor 9 is in failure when the off signal of the target transistor 9 is output. In this case, since the target transistor 9 remains in a short-circuited (conducting) state, current flows from the positive electrode of the transistor drive power supply 21 through the current detection unit 15a as described above, and then flows through the target transistor 9. . This current reaches the negative electrode of the transistor drive power supply 21.
Therefore, since the current flows through the current detection unit 15a, the signal output unit 15c outputs a short circuit detection signal. On the basis of this short circuit detection signal, the control unit 7 controls, for example, to maintain the other transistor 9 in the same column as the target transistor 9 in which the short circuit is detected (preferably by the gate driving unit 11) in a non-conductive state. do. As a result, no overcurrent flows.

上述した本発明の実施形態によると、以下の効果が得られる。 According to the embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.

トランジスタ９のオン信号が出力された時に、当該トランジスタ９に過電流が流れていることを検出した場合には、当該トランジスタ９と同じ列の他のトランジスタ９が短絡故障していることになる。したがって、トランジスタ９のオン信号の出力時に、過電流検出部１３は、当該トランジスタ９に過電流が流れているかを検出することにより、当該トランジスタ９と同じ列の他のトランジスタ９が短絡しているかを検出できる。 When it is detected that an overcurrent flows through the transistor 9 when the ON signal of the transistor 9 is output, another transistor 9 in the same column as the transistor 9 has a short circuit failure. Therefore, at the time of outputting the ON signal of the transistor 9, the overcurrent detection unit 13 detects whether an overcurrent flows through the transistor 9, so that another transistor 9 in the same column as the transistor 9 is short-circuited. Can be detected.

この場合、例えば、オン信号により導通状態にされ、過電流が流れていると検出されたトランジスタ９を、ゲート駆動部１１が非導通状態にして機能させなくすることにより、過電流が流れることが防止できる。 In this case, for example, the transistor 9 that is turned on by the ON signal and is detected to be overcurrent may cause the overcurrent to flow due to the gate driver 11 becoming non-conductive and not functioning. Can be prevented.

短絡検出部１５は、対応するトランジスタ９のオフ信号に反応して、当該トランジスタ９が短絡しているかを検出する。すなわち、オフ信号により非導通状態にされるトランジスタ９が導通状態にある場合には、このトランジスタ９は短絡故障していることが分かる。したがって、短絡故障しているトランジスタ９を検出できる。
この場合、例えば、短絡を検出したトランジスタ９と同じ列にある他のトランジスタ９を適切な手段で非導通状態にして機能させなくすることにより、過電流が流れることを防止できる。 The short-circuit detecting unit 15 detects whether the transistor 9 is short-circuited in response to the off signal of the corresponding transistor 9. That is, when the transistor 9 that is turned off by the off signal is turned on, it can be seen that the transistor 9 has a short circuit failure. Therefore, it is possible to detect the transistor 9 that is short-circuited.
In this case, for example, it is possible to prevent an overcurrent from flowing by making other transistors 9 in the same column as the transistor 9 that detects a short circuit non-conductive by an appropriate means so as not to function.

よって、インバータ５ａ，５ｂにおいて、トランジスタ９が故障により短絡した場合に、短絡したトランジスタ９を検出でき、短絡による過電流を止めることが可能となる。 Therefore, in the inverters 5a and 5b, when the transistor 9 is short-circuited due to a failure, the short-circuited transistor 9 can be detected and an overcurrent due to the short-circuit can be stopped.

また、各トランジスタ９に対して、過電流が流れたら電流を遮断する遮断器を設けた場合において、トランジスタ９の短絡を検出できない可能性がある。トランジスタ９のオン信号とオフ信号は、短時間で切り換わるので、短絡によるトランジスタ９に流れる電流が過電流になる前に、当該電流が、いずれかのトランジスタ９のオフ信号により止められる場合があるからである。このような問題は、本実施形態の短絡検出部１５により解決される。短絡検出部１５は、電流検出部１５ａに流れる電流により短絡を検出するからである。 Further, when a breaker is provided for each transistor 9 that cuts off the current when an overcurrent flows, there is a possibility that a short circuit of the transistor 9 cannot be detected. Since the ON signal and the OFF signal of the transistor 9 are switched in a short time, the current may be stopped by the OFF signal of any transistor 9 before the current flowing through the transistor 9 due to the short circuit becomes an overcurrent. Because. Such a problem is solved by the short circuit detector 15 of the present embodiment. This is because the short circuit detection unit 15 detects a short circuit by the current flowing through the current detection unit 15a.

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜４のいずれかを採用し、または、変更例１〜４の２つ以上を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, any one of the following modification examples 1 to 4 may be adopted, or two or more of modification examples 1 to 4 may be arbitrarily combined and employed. In this case, the other points may be the same as described above.

（変更例１）
上述では、過電流検出部１３と短絡検出部１５は、図２の３レベルインバータ５ａ，５ｂに設けられたが、他のインバータに設けられてもよい。
例えば、図１に示すインバータの各トランジスタに対して、過電流検出部１３と短絡検出部１５を設けてもよい。この場合、図１において、中性線４９を省略してもよい。 (Modification 1)
In the above description, the overcurrent detection unit 13 and the short circuit detection unit 15 are provided in the three-level inverters 5a and 5b in FIG. 2, but may be provided in other inverters.
For example, you may provide the overcurrent detection part 13 and the short circuit detection part 15 with respect to each transistor of the inverter shown in FIG. In this case, the neutral line 49 may be omitted in FIG.

（変更例２）
上述では、２つのインバータ５ａ，５ｂから同じ負荷に電力を供給していたが、本発明は、これに限定されない。例えば、負荷への電力供給を１つのインバータで行う場合に、このインバータの各トランジスタに過電流検出部１３と短絡検出部１５を設けてもよい。 (Modification 2)
In the above description, power is supplied from the two inverters 5a and 5b to the same load, but the present invention is not limited to this. For example, when the power supply to the load is performed by one inverter, the overcurrent detection unit 13 and the short circuit detection unit 15 may be provided in each transistor of the inverter.

（変更例３）
上述では、インバータを構成する各トランジスタに対して過電流検出部１３と短絡検出部１５を設けていたが、本発明は、これに限定されない。例えば、インバータを構成する複数のトランジスタのうち、一部のトランジスタに対して過電流検出部１３と短絡検出部１５を設けてもよい。 (Modification 3)
In the above description, the overcurrent detection unit 13 and the short-circuit detection unit 15 are provided for each transistor constituting the inverter, but the present invention is not limited to this. For example, the overcurrent detection unit 13 and the short circuit detection unit 15 may be provided for some of the plurality of transistors constituting the inverter.

（変更例４）
上述では、インバータを構成するトランジスタに対して過電流検出部１３と短絡検出部１５の両方を設けていたが、過電流検出部１３と短絡検出部１５のうち、短絡検出部１５のみを、インバータを構成するトランジスタに対して設けてもよい。 (Modification 4)
In the above description, both the overcurrent detection unit 13 and the short circuit detection unit 15 are provided for the transistors constituting the inverter. However, of the overcurrent detection unit 13 and the short circuit detection unit 15, only the short circuit detection unit 15 is replaced with the inverter. You may provide with respect to the transistor which comprises.

２直流電力源、３ａ，３ｂ負荷（巻線）、５ａ，５ｂインバータ、７制御部、９トランジスタ、９ａコレクタ、９ｂエミッタ、１０インバータ装置、１１ゲート駆動部、１３過電流検出部、１５短絡検出部、１５ａ電流検出部（発光ダイオード）、１５ｂスイッチ部、１５ｃ信号出力部（フォトトランジスタ）、１７ゲート信号線、１９ａ発光ダイオード、１９ｂフォトトランジスタ、２１トランジスタ駆動用電源、２３ａ発光ダイオード、２３ｂフォトトランジスタ，２５ａ発光ダイオード、２５ｂフォトトランジスタ、２９ダイオード、３１抵抗、４１ａ，４１ｂ巻線、４３ａ，４３ｂインバータ、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆトランジスタ，４７制御部、４９中性線、５１直流電力源

2 DC power source, 3a, 3b Load (winding), 5a, 5b Inverter, 7 Control unit, 9 Transistor, 9a Collector, 9b Emitter, 10 Inverter device, 11 Gate drive unit, 13 Overcurrent detection unit, 15 Short circuit detection 15a current detection unit (light emitting diode), 15b switch unit, 15c signal output unit (phototransistor), 17 gate signal line, 19a light emitting diode, 19b phototransistor, 21 transistor driving power supply, 23a light emitting diode, 23b phototransistor , 25a Light-emitting diode, 25b Phototransistor, 29 Diode, 31 Resistance, 41a, 41b Winding, 43a, 43b Inverter, 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f Transistor, 47 Control unit, 49 Neutral wire, 51 DC Power source

Claims

An inverter device that converts power supplied from a DC power source into AC and supplies it to a load,
A plurality of transistors connected in series as one transistor row, the plurality of transistor rows are connected in parallel to each other, and each transistor row is connected in parallel to a DC power source,
A contact located between a plurality of transistors in each transistor is connected to a contact located between the plurality of transistors in another transistor via a load,
A gate driver is provided for each transistor. The gate driver turns on the transistor in response to the ON signal of the corresponding transistor, and turns off the transistor in response to the OFF signal of the corresponding transistor. West,
A short circuit detector is provided for the transistor,
The short circuit detection unit detects whether the transistor is short-circuited when an off signal of the corresponding transistor is output, and outputs a short-circuit detection signal when the short circuit of the transistor is detected. Inverter device.

The short circuit detector
A current detector provided between the positive electrode of the transistor driving power supply and the collector of the corresponding transistor;
When a corresponding transistor OFF signal is output, a switch unit for conducting the positive electrode of the transistor driving power source and the collector of the transistor through the current detection unit,
The inverter device according to claim 1, further comprising: a signal output unit that outputs a short-circuit detection signal when a current flows through the current detection unit.

An overcurrent detector is provided for the transistor,
The overcurrent detection unit detects whether an overcurrent flows through the transistor when an ON signal of the corresponding transistor is output, and outputs an overcurrent detection signal when detecting an overcurrent flowing through the transistor. The inverter device according to claim 1, wherein

When the ON signal of the corresponding transistor is output, the overcurrent detection unit compares the potential difference between the collector and the emitter of the transistor with a threshold value, and if this potential difference is greater than the threshold value, Output an overcurrent detection signal to the drive unit,
4. The inverter according to claim 3, wherein when receiving an overcurrent detection signal, the gate driver maintains the transistor in a non-conductive state even if an ON signal of the corresponding transistor is output. apparatus.