JP2018093620A - Chopper circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chopper circuit capable of suppressing expansion of a failure after a short-circuit failure of a first rectifier or a second rectifier.SOLUTION: This chopper circuit 100 is provided with: a reactor 2; a DC output circuit 1; a capacitor circuit 3; a reverse blocking IGBT 4a which is connected with a positive pole of the capacitor circuit 3, and connected with a positive pole of the DC output circuit 1; a bidirectional IGBT module 6a which is connected in series with the reverse blocking IGBT 4a; a reverse blocking IGBT 4b which is connected with a negative pole of the capacitor circuit 3, and connected with a negative pole of the DC output circuit 1; a bidirectional IGBT module 6b which is connected in series with the reverse blocking IGBT 4b; and a control part 9 which controls on/off of the reverse blocking IGBT 4b when short-circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, and controls on/off of the reverse blocking IGBT 4a when short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、チョッパ回路に関し、特に、逆阻止通電制御素子を備えるチョッパ回路に関する。   The present invention relates to a chopper circuit, and more particularly, to a chopper circuit including a reverse blocking conduction control element.

従来、逆阻止通電制御素子を備えるチョッパ回路が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, a chopper circuit including a reverse blocking energization control element is known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献1に記載のチョッパ回路には、互いに直列に接続された第1双方向通電制御素子モジュールおよび第2双方向通電制御素子モジュールが設けられている。第1双方向通電制御素子モジュールは、第1逆阻止通電制御素子と、第1逆阻止通電制御素子に逆並列に接続された第1逆並列逆阻止通電制御素子とからなる。また、第2双方向通電制御素子モジュールは、第2逆阻止通電制御素子と、第2逆阻止通電制御素子に逆並列に接続された第2逆並列逆阻止通電制御素子とからなる。また、このチョッパ回路には、互いに直列に接続された第1コンデンサおよび第2コンデンサが設けられている。第1コンデンサおよび第2コンデンサの各々は、第1双方向通電制御素子モジュールと第2双方向通電制御素子モジュールとの両端に、第1整流素子および第2整流素子を介して接続されている。また、第1双方向通電制御素子モジュールと第2双方向通電制御素子モジュールとの接続点と、第1コンデンサと第2コンデンサとの接続点とが互いに接続されている。また、チョッパ回路には、平滑リアクトルが設けられ、直流電源が、平滑リアクトルを介して、第1双方向通電制御素子モジュールおよび第2双方向通電制御素子モジュールに接続されている。そして、このチョッパ回路は、平滑リアクトルを用いて、直流電源の電圧を昇圧して、負荷に電力を供給するように構成されている。   The chopper circuit described in Patent Document 1 includes a first bidirectional energization control element module and a second bidirectional energization control element module connected in series with each other. The first bidirectional energization control element module includes a first reverse blocking energization control element and a first reverse parallel reverse blocking energization control element connected in antiparallel to the first reverse blocking energization control element. The second bidirectional energization control element module includes a second reverse blocking energization control element and a second reverse parallel reverse blocking energization control element connected in antiparallel to the second reverse blocking energization control element. Further, the chopper circuit is provided with a first capacitor and a second capacitor connected in series with each other. Each of the first capacitor and the second capacitor is connected to both ends of the first bidirectional conduction control element module and the second bidirectional conduction control element module via the first rectification element and the second rectification element. A connection point between the first bidirectional conduction control element module and the second bidirectional conduction control element module and a connection point between the first capacitor and the second capacitor are connected to each other. The chopper circuit is provided with a smoothing reactor, and a DC power source is connected to the first bidirectional energization control element module and the second bidirectional energization control element module via the smoothing reactor. The chopper circuit is configured to boost the voltage of the DC power supply using a smoothing reactor and supply power to the load.

特開2009−284639号公報JP 2009-284439 A

ここで、上記特許文献1に記載のチョッパ回路では、第1整流素子または第2整流素子のうちの一方が逆回復時のサージ電圧(逆回復サージ)等に起因して短絡故障する場合がある。この時、上記特許文献1に記載のチョッパ回路のような従来のチョッパ回路では、第1双方向通電制御素子モジュールおよび第2双方向通電制御素子モジュールは、共に、オフされる制御が行われる。この時、電流の流れに対して順方向側のスイッチである第1逆阻止通電制御素子、および、第2逆阻止通電制御素子にはオフの信号が与えられる。一方、電流の流れに対して逆方向側のスイッチである第1逆並列逆阻止通電制御素子、および、第2逆並列逆阻止通電制御素子には、オンの信号が与えられる。逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流は逆阻止通電制御素子にオンの信号の与えられた状態の方が小さく、逆耐圧は逆阻止通電制御素子にオンの信号の与えられた状態の方が大きいためである。   Here, in the chopper circuit described in Patent Document 1, one of the first rectifying element and the second rectifying element may cause a short circuit failure due to a surge voltage (reverse recovery surge) or the like during reverse recovery. . At this time, in the conventional chopper circuit such as the chopper circuit described in Patent Document 1, both the first bidirectional conduction control element module and the second bidirectional conduction control element module are controlled to be turned off. At this time, an OFF signal is given to the first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element which are switches on the forward direction side with respect to the current flow. On the other hand, an ON signal is given to the first reverse parallel reverse blocking energization control element and the second reverse parallel reverse blocking energization control element which are switches on the reverse side with respect to the current flow. The reverse leakage current of the reverse blocking conduction control element is smaller when the reverse blocking conduction control element is turned on, and the reverse breakdown voltage is larger when the reverse blocking conduction control element is turned on. Because.

しかしながら、上記特許文献1に記載のような従来のチョッパ回路では、たとえば、第1整流素子が短絡故障した場合で、かつ、第1コンデンサの電圧値が直流電源の電圧値よりも大きい場合には、第1双方向通電制御素子モジュールおよび第2双方向通電制御素子モジュールをオフした場合でも、第1コンデンサからの電流が短絡した第1整流素子を通過して、直流電源に逆流する。そして、直流電源から第2双方向通電制御素子モジュールに電流が逆流して流れる。このように、第1整流素子の短絡故障した箇所に電流を流し続けると、故障が拡大するという問題点がある。   However, in the conventional chopper circuit as described in Patent Document 1, for example, when the first rectifier element is short-circuited and the voltage value of the first capacitor is larger than the voltage value of the DC power supply. Even when the first bidirectional energization control element module and the second bidirectional energization control element module are turned off, the current from the first capacitor passes through the short-circuited first rectification element and flows back to the DC power source. Then, a current flows backward from the DC power source to the second bidirectional energization control element module. As described above, there is a problem that the failure expands when the current continues to flow through the short-circuit failure portion of the first rectifier element.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、第1整流素子または第2整流素子の短絡故障の後の故障の拡大を抑制することが可能なチョッパ回路を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress the expansion of failure after a short-circuit failure of the first rectifying device or the second rectifying device. Is to provide a chopper circuit capable of

この発明の一の局面によるチョッパ回路は、リアクトルと、直流出力回路と、負荷に並列に接続されているコンデンサ回路と、コンデンサ回路の正極に接続されているとともに直流出力回路の正極に接続されている第1逆阻止通電制御素子と、第1逆阻止通電制御素子と直列に接続されている第1整流素子と、コンデンサ回路の負極に接続されているとともに直流出力回路の負極に接続されている第2逆阻止通電制御素子と、第2逆阻止通電制御素子と直列に接続されている第2整流素子と、第1整流素子および第2整流素子の短絡を検出する短絡検出部と、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御することにより、コンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断する制御部と、を備える。なお、「回路」とは、一般的に導体を終端がないように接続したものをいうが、本願明細書では、「回路」を、終端がある場合も含む「電流の通路」を意味する広い概念として記載している。また、「オンする」とは、第1逆阻止通電制御素子、第1逆並列逆阻止通電制御素子、第2逆阻止通電制御素子または第2逆並列逆阻止通電制御素子を順導通状態にすることを意味し、逆電圧がかかる場合には逆漏れ電流を小さくし逆耐圧が高くなるようにするものとして記載している。   A chopper circuit according to one aspect of the present invention includes a reactor, a DC output circuit, a capacitor circuit connected in parallel to a load, a positive electrode of the capacitor circuit, and a positive electrode of the DC output circuit. The first reverse blocking energization control element, the first rectifying element connected in series with the first reverse blocking energization control element, and the negative electrode of the capacitor circuit and the negative electrode of the DC output circuit A second reverse blocking energization control element, a second rectifying element connected in series with the second reverse blocking energization control element, a short circuit detecting unit for detecting a short circuit between the first rectifying element and the second rectifying element, and a short circuit detecting When the short circuit of the first rectifying element is detected by the control unit, on / off of the second reverse blocking current control element is controlled, and when the short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detecting unit, By controlling the on-off of the control device, and a control unit to cut off the path of current flow back to the DC output circuit side from the capacitor circuit. “Circuit” generally refers to a conductor connected without termination, but in this specification, “circuit” is a broad term that means “current path” including the presence of termination. It is described as a concept. “ON” means that the first reverse blocking energization control element, the first reverse parallel reverse blocking energization control element, the second reverse blocking energization control element, or the second reverse parallel reverse blocking energization control element is in a forward conduction state. This means that when reverse voltage is applied, the reverse leakage current is reduced to increase the reverse breakdown voltage.

この発明の一の局面によるチョッパ回路では、上記のように、第1整流素子または第2整流素子の短絡が検出された場合、制御部によりコンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断することによって、整流素子の短絡故障した箇所に電流が流れることを抑制することができる。その結果、第1整流素子または第2整流素子の故障の後の故障の拡大を抑制することができる。   In the chopper circuit according to one aspect of the present invention, as described above, when a short circuit of the first rectifying element or the second rectifying element is detected, a path of current flowing backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side is detected by the control unit. By shutting off, it is possible to suppress a current from flowing to a location where the short circuit failure of the rectifying element. As a result, the expansion of the failure after the failure of the first rectifying device or the second rectifying device can be suppressed.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている。ここで、コンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、コンデンサ回路から直流出力回路側に電流が逆流する。したがって、コンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、第1逆阻止通電制御素子または第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御部により制御することによって、電流の逆流を適切に切断することができる。   The chopper circuit according to the above aspect preferably further includes a voltage detection unit that detects a voltage value of the capacitor circuit, and the control unit is a case where a short circuit of the first rectifier element is detected by the short circuit detection unit and a voltage detection When the voltage value of the capacitor circuit detected by the unit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the on / off of the second reverse blocking conduction control element is controlled, and the short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detection unit When the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the first reverse blocking energization control element is controlled to be turned on / off. . Here, when the voltage value of the capacitor circuit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current flows backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side. Therefore, when the voltage value of the capacitor circuit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the control unit controls on / off of the first reverse blocking energization control element or the second reverse blocking energization control element, thereby The reverse flow can be appropriately cut.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、短絡検出部は、コンデンサ回路と直流出力回路との間の電流の値および向きを検出する電流検出部を含み、制御部は、電流検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、電流検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている。このように構成すれば、電流の向きが反転したことに基づいて、第1逆阻止通電制御素子または第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御することによって、電流の逆流を直接的に検知して制御を行うことができるので、電流の逆流をより適切に切断することができる。   In the chopper circuit according to the above aspect, the short-circuit detection unit preferably includes a current detection unit that detects a value and direction of a current between the capacitor circuit and the DC output circuit, and the control unit is When the short circuit of one rectifying element is detected and the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the direction of the current detected by the current detection unit is Based on the inversion, the on / off of the second reverse blocking energization control element is controlled, and the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit when the short circuit of the second rectifying element is detected by the current detection unit is When the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit is larger than the positive voltage value, the on / off of the first reverse blocking energization control element is controlled based on the reverse direction of the current detected by the current detection unit. It is configured so that. According to this configuration, on the basis of the fact that the direction of the current is reversed, the on / off of the first reverse blocking energization control element or the second reverse blocking energization control element is controlled to directly detect the reverse current flow. Therefore, the reverse current flow can be more appropriately cut off.

この場合、好ましくは、制御部は、電流検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部により検出された電流の向きが、コンデンサ回路を充電する向きからコンデンサ回路を放電する向きに反転したことに基づいて、第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、電流検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部により検出された電流の向きが、コンデンサ回路を充電する向きからコンデンサ回路を放電する向きに反転したことに基づいて、第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている。このように構成すれば、コンデンサ回路から直流出力回路側への電流の逆流を直接的に検知して制御を行うことができるので、コンデンサ回路から直流出力回路側への電流の逆流をより適切に切断することができる。   In this case, preferably, the control unit detects the short-circuit of the first rectifying element by the current detection unit, and the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is higher than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit. When the current is detected, the direction of the current detected by the current detection unit is reversed from the direction of charging the capacitor circuit to the direction of discharging the capacitor circuit. When the short circuit of the second rectifying element is detected by the current detection unit and the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current detection unit detects On the basis of the fact that the current direction is reversed from the charging direction of the capacitor circuit to the discharging direction of the capacitor circuit, the on / off of the first reverse blocking conduction control element is controlled. It is configured to. With this configuration, it is possible to directly detect and control the backflow of current from the capacitor circuit to the DC output circuit side, so that the backflow of current from the capacitor circuit to the DC output circuit side can be controlled more appropriately. Can be cut.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、チョッパ回路は昇圧チョッパ回路であり、第1逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第1逆並列逆阻止通電制御素子と、第2逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第2逆並列逆阻止通電制御素子とをさらに備え、リアクトルは、直流出力回路と直列に接続されており、第1逆阻止通電制御素子および第2逆阻止通電制御素子は、リアクトルを介して直流出力回路の両端に接続されており、コンデンサ回路は、正極が第1整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が第1逆阻止通電制御素子と第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されている第1コンデンサと、正極が第1逆阻止通電制御素子と第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されているとともに、負極が第2整流素子のアノードに接続されている第2コンデンサとを含み、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることにより、コンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている。このように構成すれば、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることによって、第1コンデンサから直流出力回路側への電流の逆流が、第2逆並列逆阻止通電制御素子によって遮断される。この時、第2逆阻止通電制御素子をオンすることによって、逆電圧のかかる第2逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。また、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることによって、第2コンデンサから直流出力回路側への電流の逆流が、第1逆並列逆阻止通電制御素子によって遮断される。この時、第1逆阻止通電制御素子をオンすることによって、逆電圧のかかる第1逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。   In the chopper circuit according to the above aspect, the chopper circuit is preferably a step-up chopper circuit, and includes a first reverse parallel reverse blocking energization control element connected in reverse parallel to the first reverse blocking energization control element, and a second reverse blocking. And a second reverse parallel reverse blocking energization control element connected in reverse parallel to the energization control element, the reactor being connected in series with the DC output circuit, the first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking The energization control element is connected to both ends of the DC output circuit via the reactor, and the capacitor circuit has a positive electrode connected to the cathode of the first rectifying element and a negative electrode connected to the first reverse blocking energization control element and the first. 2 The first capacitor connected to the connection point with the reverse blocking conduction control element and the positive electrode are connected to the connection point between the first reverse blocking conduction control element and the second reverse blocking conduction control element, and negative Includes a second capacitor connected to the anode of the second rectifying element, and the control unit turns on the second reverse blocking energization control element when a short circuit of the first rectifying element is detected by the short circuit detecting unit. When the second reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off and the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element, the first reverse blocking energization control element is turned on and the first reverse parallel reverse blocking energization control is performed. By turning off the element, the path of the current that flows backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side is cut off. If comprised in this way, when the short circuit of a 1st rectifier is detected by the short circuit detection part, the electric current from a 1st capacitor to a direct-current output circuit side will be carried out by turning off the 2nd reverse parallel reverse blocking electricity control element. Is reversely interrupted by the second reverse parallel reverse blocking energization control element. At this time, by turning on the second reverse blocking energization control element, the reverse leakage current of the second reverse blocking energization control element to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Further, when a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detection unit, the reverse flow of the current from the second capacitor to the DC output circuit side is reduced by turning off the first reverse parallel reverse blocking conduction control element. 1 is blocked by the reverse parallel reverse blocking energization control element. At this time, by turning on the first reverse blocking energization control element, the reverse leakage current of the first reverse blocking energization control element to which the reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed.

この場合、好ましくは、コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出された第1コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出された第2コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている。このように構成すれば、第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ第1コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンすることにより、第2逆並列逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、第1コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合は、直流出力回路に電流は逆流しないので、第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンしても、第1整流素子の故障の拡大を抑制することができる。また、第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ第2コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンすることにより、第1逆並列逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、第2コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合は、直流出力回路に電流は逆流しないので、第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンしても、第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。   In this case, preferably, a voltage detection unit that detects the voltage value of the capacitor circuit is further provided, and the control unit detects the short circuit of the first rectifying element by the short circuit detection unit and detects the first value detected by the voltage detection unit. When the voltage value of one capacitor is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the second reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on, and the short circuit detecting unit detects the short circuit of the second rectifying element and the voltage When the voltage value of the second capacitor detected by the detection unit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the first reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on. With this configuration, when the short circuit of the first rectifying element is detected and the voltage value of the first capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the second reverse parallel reverse voltage applied with the reverse voltage is applied. By turning on the blocking energization control element, the reverse leakage current of the second reverse parallel reverse blocking energization control element can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. When the voltage value of the first capacitor is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current does not flow backward through the DC output circuit. Therefore, even if the second reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned on, the first rectification is performed. The expansion of device failure can be suppressed. Further, when a short circuit of the second rectifying element is detected and the voltage value of the second capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the first reverse parallel reverse blocking energization control element to which the reverse voltage is applied is By turning on, the reverse leakage current of the first reverse parallel reverse blocking energization control element can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Note that when the voltage value of the second capacitor is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current does not reversely flow through the DC output circuit. Therefore, even if the first reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned on, the second rectification is performed. The expansion of device failure can be suppressed.

上記第1整流素子の短絡時は第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、第2整流素子の短絡時は第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフするチョッパ回路において、好ましくは、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合、第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは第2逆阻止通電制御素子をオフするとともに、第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは第2逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合、第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは第1逆阻止通電制御素子をオフするとともに、第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは第1逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている。このように構成すれば、第1(第2)逆阻止通電制御素子および第1(第2)逆並列逆阻止通電制御素子のうちの一方をオフすることにより電流の流れを遮断することによって、短絡箇所の故障の拡大を抑制することができるとともに、他方をオンすることにより逆漏れ電流を小さくすることができる。   When the first rectifying element is short-circuited, the second reverse blocking conduction control element is turned on and the second reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned off. When the second rectifying element is short-circuited, the first reverse blocking conduction control element is turned on. In the chopper circuit that turns off the first reverse parallel reverse blocking energization control element, preferably, the control unit detects the second reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element. The second reverse blocking energization control element is turned off when turning on the second reverse blocking energization control element when turning off the second reverse parallel reverse blocking energization control element. When the first reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on, the first reverse blocking energization control element is turned off, and when the first reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off, the first reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off. Reverse blocking current control element It is configured to turn on. If comprised in this way, by interrupting | blocking the flow of an electric current by turning off one of a 1st (2nd) reverse blocking energization control element and a 1st (2nd) reverse parallel reverse blocking energization control element, While expanding the failure of the short circuit location can be suppressed, the reverse leakage current can be reduced by turning on the other.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、チョッパ回路は昇圧チョッパ回路であり、リアクトルは、直流出力回路と直列に接続されており、第1逆阻止通電制御素子および第2逆阻止通電制御素子は、リアクトルを介して直流出力回路の両端に接続されており、コンデンサ回路は、正極が第1整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が第1逆阻止通電制御素子と第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されている第3コンデンサと、正極が第1逆阻止通電制御素子と第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されているとともに、負極が第2整流素子のアノードに接続されている第4コンデンサとを含み、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆阻止通電制御素子をオンすることにより、コンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている。このように構成すれば、第1整流素子が短絡故障して、第3コンデンサから直流出力回路に電流が逆流して流れようとし、第2逆阻止通電制御素子に逆電圧がかかる場合でも、第2逆阻止通電制御素子をオンすることで逆漏れ電流が小さくなって逆耐圧が高くなるので、第1整流素子の短絡故障した箇所に電流が流れることが抑制される。また、第2整流素子が短絡故障して、第4コンデンサから直流出力回路に電流が逆流しようとして第1逆阻止通電制御素子に逆電圧がかかる場合でも、第1逆阻止通電制御素子はオンされるので、第1整流素子と同様に、逆漏れ電流が小さくなり逆耐圧が高くなる。これらにより、第1整流素子または第2整流素子の故障の拡大が抑制される。   In the chopper circuit according to the above aspect, the chopper circuit is preferably a step-up chopper circuit, the reactor is connected in series with the DC output circuit, and the first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element Is connected to both ends of the DC output circuit via a reactor, and the capacitor circuit has a positive electrode connected to the cathode of the first rectifying element and a negative electrode connected to the first reverse blocking conduction control element and the second reverse blocking. The third capacitor connected to the connection point with the energization control element, the positive electrode is connected to the connection point between the first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element, and the negative electrode is the second rectification A fourth capacitor connected to the anode of the element, and the control unit turns on the second reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element. When a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detection unit, the first reverse blocking energization control element is turned on to cut off the path of the current flowing backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side. ing. With this configuration, even if the first rectifying element is short-circuited and the current is going to flow backward from the third capacitor to the DC output circuit, and the reverse voltage is applied to the second reverse blocking conduction control element, (2) Since the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is increased by turning on the reverse blocking energization control element, it is possible to suppress the current from flowing to the location where the first rectifying element is short-circuited. Further, even when the second rectifying element is short-circuited and a reverse voltage is applied to the first reverse blocking energization control element as a result of the current flowing from the fourth capacitor to the DC output circuit, the first reverse blocking energization control element is turned on. Therefore, similarly to the first rectifying element, the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is increased. As a result, the expansion of the failure of the first rectifying element or the second rectifying element is suppressed.

この場合、好ましくは、制御部は、コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出された第3コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、第2逆阻止通電制御素子をオフし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出された第4コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、第1逆阻止通電制御素子をオフするように構成されている。このように構成すれば、第3コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、第2逆阻止通電制御素子をオフすることにより、直流出力回路から第3コンデンサのみ充電する向きに電流が流れて第1整流素子の故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することができる。なお、第1整流素子が短絡故障した場合に、第3コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、直流出力回路に電流は逆流しないので、第2逆阻止通電制御素子をオフしても、第1整流素子の故障の拡大を抑制することができる。また、第4コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、第1逆阻止通電制御素子をオフすることにより、直流出力回路から第4コンデンサのみ充電する向きに電流が流れて第2整流素子の故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することができる。なお、第2整流素子が短絡故障した場合に、第4コンデンサの電圧値が直流出力回路の正極の電圧値以下の場合には、直流出力回路に電流は逆流しないので、第1逆阻止通電制御素子をオフしても、第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。   In this case, preferably, the control unit further includes a voltage detection unit that detects a voltage value of the capacitor circuit, and the first detection unit detected by the voltage detection unit when the short circuit detection unit detects a short circuit of the first rectifier element. When the voltage value of the three capacitors is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the second reverse blocking energization control element is turned off, and the short-circuit detection unit detects a short circuit of the second rectifier element and the voltage detection unit When the voltage value of the fourth capacitor detected by the above is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the first reverse blocking conduction control element is turned off. With this configuration, when the voltage value of the third capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, only the third capacitor is charged from the DC output circuit by turning off the second reverse blocking conduction control element. Therefore, it is possible to suppress a current from flowing in the direction in which the large current flows to the failure portion of the first rectifier element. When the first rectifier element is short-circuited and the voltage value of the third capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current does not flow back to the DC output circuit. Even if the element is turned off, the expansion of the failure of the first rectifying element can be suppressed. Further, when the voltage value of the fourth capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the first reverse blocking conduction control element is turned off, so that the current flows in the direction of charging only the fourth capacitor from the DC output circuit. It can suppress that a big electric current flows and flows into the fault location of a 2nd rectifier. When the second rectifier element is short-circuited and the voltage value of the fourth capacitor is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the current does not flow back to the DC output circuit. Even if the element is turned off, the expansion of the failure of the second rectifying element can be suppressed.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、チョッパ回路は降圧チョッパ回路であり、第1逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第3逆並列逆阻止通電制御素子と、第2逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第4逆並列逆阻止通電制御素子とをさらに備え、リアクトルは、コンデンサ回路と直列に接続されており、第1整流素子および第2整流素子は、リアクトルを介してコンデンサ回路の両端に接続されており、直流出力回路は、正極が第1逆阻止通電制御素子に接続されているとともに、負極が第1整流素子のアノードに接続されている第1直流電源と、正極が第1直流電源の負極および第2整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が第2逆阻止通電制御素子に接続されている第2直流電源とを含み、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることにより、コンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている。このように構成すれば、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることによって、コンデンサ回路から第2直流電源への電流の逆流が、第4逆並列逆阻止通電制御素子によって遮断される。この時、第2逆阻止通電制御素子をオンすることによって、逆電圧のかかる第2逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。また、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることによって、コンデンサ回路から第1直流電源への電流の逆流が、第3逆並列逆阻止通電制御素子によって遮断される。この時、第1逆阻止通電制御素子をオンすることによって、逆電圧のかかる第3逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。   In the chopper circuit according to the above aspect, the chopper circuit is preferably a step-down chopper circuit, and a third reverse parallel reverse blocking energization control element connected in reverse parallel to the first reverse blocking energization control element, and a second reverse blocking A fourth anti-parallel reverse blocking energization control element connected in anti-parallel to the energization control element, the reactor is connected in series with the capacitor circuit, and the first rectification element and the second rectification element include the reactor The DC output circuit includes a first DC power supply having a positive electrode connected to the first reverse blocking energization control element and a negative electrode connected to the anode of the first rectifier element. And a second DC power source in which the positive electrode is connected to the negative electrode of the first DC power source and the cathode of the second rectifying element, and the negative electrode is connected to the second reverse blocking conduction control element, The control unit turns on the second reverse blocking energization control element and turns off the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element. When a short circuit of the two rectifying elements is detected, the first reverse blocking energization control element is turned on and the third reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off, so that the current flowing backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side is reduced. It is configured to block the route. If comprised in this way, when the short circuit of a 1st rectification element is detected by the short circuit detection part, by turning off a 4th reverse parallel reverse blocking electricity control element, the electric current from a capacitor circuit to a 2nd DC power supply The reverse flow is interrupted by the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element. At this time, by turning on the second reverse blocking energization control element, the reverse leakage current of the second reverse blocking energization control element to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Further, when a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detection unit, turning off the third reverse parallel reverse blocking energization control element causes a reverse current flow from the capacitor circuit to the first DC power source. It is interrupted by the reverse parallel reverse blocking energization control element. At this time, by turning on the first reverse blocking energization control element, the reverse leakage current of the third reverse blocking energization control element to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed.

この場合、好ましくは、コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が第2直流電源の正極の電圧値以下の場合に、第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が第1直流電源の正極の電圧値以下の場合に、第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている。このように構成すれば、第1整流素子の短絡が検出された場合でかつコンデンサ回路の電圧値が第2直流電源の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンすることにより、第4逆並列逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ回路の電圧値が第2直流電源の正極の電圧値以下の場合は、第2直流電源に電流は逆流しないので、第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンしても、第1整流素子の故障の拡大を抑制することができる。また、第2整流素子の短絡が検出された場合でかつコンデンサ回路の電圧値が第1直流電源の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンすることにより、第3逆並列逆阻止通電制御素子の逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ回路の電圧値が第1直流電源の正極の電圧値以下の場合は、第1直流電源に電流は逆流しないので、第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンしても、第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。   In this case, preferably, a voltage detection unit that detects the voltage value of the capacitor circuit is further provided, and the control unit detects the short circuit of the first rectifying element by the short circuit detection unit and detects the capacitor detected by the voltage detection unit. When the voltage value of the circuit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the second DC power source, the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on, and the short circuit detecting unit detects the short circuit of the second rectifying element and the voltage When the voltage value of the capacitor circuit detected by the detection unit is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the first DC power supply, the third reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on. According to this configuration, when the short circuit of the first rectifying element is detected and the voltage value of the capacitor circuit is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the second DC power supply, the fourth reverse parallel reverse operation is applied. By turning on the blocking energization control element, the reverse leakage current of the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. When the voltage value of the capacitor circuit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the second DC power supply, the current does not flow back to the second DC power supply. Therefore, even if the fourth reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned on, the first The expansion of the failure of the rectifying element can be suppressed. When a short circuit of the second rectifier element is detected and the voltage value of the capacitor circuit is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the first DC power supply, a third reverse parallel reverse blocking energization control element to which a reverse voltage is applied is provided. By turning on, the reverse leakage current of the third reverse parallel reverse blocking energization control element can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. When the voltage value of the capacitor circuit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the first DC power supply, the current does not flow backward to the first DC power supply. Therefore, even if the third reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned on, the second The expansion of the failure of the rectifying element can be suppressed.

上記第1整流素子の短絡時は第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、第2整流素子の短絡時は第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフするチョッパ回路において、好ましくは、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合、第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは第2逆阻止通電制御素子をオフするとともに、第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは第2逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合、第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは第1逆阻止通電制御素子をオフするとともに、第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは第1逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている。このように構成すれば、第1(第2)逆阻止通電制御素子および第3(第4)逆並列逆阻止通電制御素子のうちの一方をオフすることにより電流の流れを遮断することによって、短絡箇所の故障の拡大を抑制することができるとともに、他方をオンすることにより逆漏れ電流を小さくすることができる。   When the first rectifying element is short-circuited, the second reverse blocking conduction control element is turned on and the fourth reverse parallel reverse blocking conduction control element is turned off. When the second rectifying element is short-circuited, the first reverse blocking conduction control element is turned on. In the chopper circuit that turns off the third reverse parallel reverse blocking energization control element, preferably, when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element, the control unit detects the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element. The second reverse blocking energization control element is turned off when turning on, and the second reverse blocking energization control element is turned on when turning off the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element. When the third reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on, the first reverse blocking energization control element is turned off, and when the third reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off, the first reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off. Reverse blocking current control element It is configured to turn on. If comprised in this way, by interrupting | blocking the flow of an electric current by turning off one of a 1st (2nd) reverse blocking energization control element and a 3rd (4th) reverse parallel reverse blocking energization control element, While expanding the failure of the short circuit location can be suppressed, the reverse leakage current can be reduced by turning on the other.

上記一の局面によるチョッパ回路において、好ましくは、チョッパ回路は降圧チョッパ回路であり、リアクトルは、コンデンサ回路と直列に接続されており、第1整流素子および第2整流素子は、リアクトルを介してコンデンサ回路の両端に接続されており、直流出力回路は、正極が第1逆阻止通電制御素子に接続されているとともに、負極が第1整流素子のアノードに接続されている第3直流電源と、正極が第3直流電源の負極および第2整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が第2逆阻止通電制御素子に接続されている第4直流電源とを含み、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合に、第2逆阻止通電制御素子をオンし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合に、第1逆阻止通電制御素子をオンすることにより、コンデンサ回路から直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている。このように構成すれば、第1整流素子が短絡故障して、コンデンサ回路から第4直流電源に電流が逆流して流れようとし、第2逆阻止通電制御素子に逆電圧がかかる場合でも、第2逆阻止通電制御素子をオンすることで逆漏れ電流が小さくなって逆耐圧が高くなるので、第1整流素子の短絡故障した箇所に電流が流れることが抑制される。また、第2整流素子が短絡故障して、コンデンサ回路から第3直流電源に電流が逆流しようとして第1逆阻止通電制御素子に逆電圧がかかる場合でも、第1逆阻止通電制御素子はオンされるので、逆漏れ電流が小さくなり逆耐圧が高くなる。これらにより、第1整流素子または第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。   In the chopper circuit according to the above aspect, preferably, the chopper circuit is a step-down chopper circuit, the reactor is connected in series with the capacitor circuit, and the first rectifier element and the second rectifier element are capacitors via the reactor. The DC output circuit is connected to both ends of the circuit, and includes a third DC power source having a positive electrode connected to the first reverse blocking energization control element and a negative electrode connected to the anode of the first rectifying element, Is connected to the negative electrode of the third DC power source and the cathode of the second rectifier element, and the fourth DC power source is connected to the second reverse blocking conduction control element. When the short circuit of the first rectifying element is detected by the second reverse blocking energization control element is turned on, and when the short circuit detecting unit detects the short circuit of the second rectifying element, the first reverse blocking By turning on the electric control device is configured to block the path of the current flowing back from the capacitor circuit to the DC output circuit side. According to this configuration, even when the first rectifying element is short-circuited and the current tries to flow backward from the capacitor circuit to the fourth DC power source, and the reverse voltage is applied to the second reverse blocking conduction control element, (2) Since the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is increased by turning on the reverse blocking energization control element, it is possible to suppress the current from flowing to the location where the first rectifying element is short-circuited. Further, even when the second rectifying element is short-circuited and a reverse voltage is applied to the first reverse blocking energization control element in order to reverse the current from the capacitor circuit to the third DC power supply, the first reverse blocking energization control element is turned on. Therefore, the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is increased. By these, the expansion of the failure of the 1st rectifier or the 2nd rectifier can be controlled.

この場合、好ましくは、コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、制御部は、短絡検出部により第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が第4直流電源の正極の電圧値以下の場合に、第2逆阻止通電制御素子をオフし、短絡検出部により第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ電圧検出部により検出されたコンデンサ回路の電圧値が第3直流電源の正極の電圧値以下の場合に、第1逆阻止通電制御素子をオフするように構成されている。このように構成すれば、コンデンサ回路の電圧値が第4直流電源の正極の電圧値以下の場合には、第2逆阻止通電制御素子をオフすることにより、第4直流電源からコンデンサ回路を充電することが抑制されるため、第1整流素子の故障の拡大を抑制することができる。なお、この場合、コンデンサ回路から第4直流電源に電流は逆流しないので、第2逆阻止通電制御素子をオフしても、第1整流素子の故障の拡大を抑制することができる。また、コンデンサ回路の電圧値が第3直流電源の正極の電圧値以下の場合には、第1逆阻止通電制御素子をオフすることにより、第3直流電源からコンデンサ回路を充電することが抑制されるため、第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。なお、この場合、コンデンサ回路から第3直流電源に電流は逆流しないので、第1逆阻止通電制御素子をオフしても、第2整流素子の故障の拡大を抑制することができる。   In this case, preferably, a voltage detection unit that detects the voltage value of the capacitor circuit is further provided, and the control unit detects the short circuit of the first rectifying element by the short circuit detection unit and detects the capacitor detected by the voltage detection unit. When the voltage value of the circuit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the fourth DC power supply, the second reverse blocking energization control element is turned off, and the short-circuit detection unit detects a short circuit of the second rectifier element and the voltage detection unit When the voltage value of the capacitor circuit detected by the above is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the third DC power supply, the first reverse blocking conduction control element is turned off. With this configuration, when the voltage value of the capacitor circuit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the fourth DC power supply, the capacitor circuit is charged from the fourth DC power supply by turning off the second reverse blocking conduction control element. Therefore, the expansion of the failure of the first rectifying element can be suppressed. In this case, since the current does not flow backward from the capacitor circuit to the fourth DC power supply, even if the second reverse blocking energization control element is turned off, the expansion of the failure of the first rectifying element can be suppressed. Further, when the voltage value of the capacitor circuit is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the third DC power supply, charging the capacitor circuit from the third DC power supply is suppressed by turning off the first reverse blocking energization control element. Therefore, the expansion of the failure of the second rectifying element can be suppressed. In this case, since the current does not flow backward from the capacitor circuit to the third DC power supply, even if the first reverse blocking conduction control element is turned off, the expansion of the failure of the second rectifying element can be suppressed.

本発明によれば、上記のように、第1整流素子または第2整流素子の短絡故障の後の故障の拡大を抑制することが可能なチョッパ回路を提供することができる。   According to the present invention, as described above, it is possible to provide a chopper circuit capable of suppressing the expansion of a failure after a short-circuit failure of the first rectifying device or the second rectifying device.

本発明の第1実施形態によるチョッパ回路の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the chopper circuit by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるチョッパ回路の動作制御のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of operation control of the chopper circuit by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるチョッパ回路の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the chopper circuit by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるチョッパ回路の動作制御のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of operation control of the chopper circuit by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるチョッパ回路の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the chopper circuit by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるチョッパ回路の動作制御のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of operation control of the chopper circuit by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態によるチョッパ回路の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the chopper circuit by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態によるチョッパ回路の動作制御のフローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of operation control of the chopper circuit by 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、図1および図2を参照して、第1実施形態によるチョッパ回路100の構成について説明する。図1では、チョッパ回路100の電気回路図を示している。
[First Embodiment]
First, the configuration of the chopper circuit 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an electric circuit diagram of the chopper circuit 100.

(第1実施形態のチョッパ回路の構成)
図1に示すように、チョッパ回路100は、直流出力回路1を備えている。チョッパ回路100は、直流出力回路1の電圧を昇圧して負荷101に印加するように構成されている。また、チョッパ回路100は、いわゆる3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。なお、「回路」とは、一般的に導体を終端がないように接続したものをいうが、本願明細書では、「回路」を、終端がある場合も含む「電流の通路」を意味する広い概念として記載している。
(Configuration of Chopper Circuit of First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the chopper circuit 100 includes a DC output circuit 1. The chopper circuit 100 is configured to boost the voltage of the DC output circuit 1 and apply it to the load 101. The chopper circuit 100 is configured as a so-called three-level boost chopper circuit. “Circuit” generally refers to a conductor connected without termination, but in this specification, “circuit” is a broad term that means “current path” including the presence of termination. It is described as a concept.

直流出力回路1は、直流電源またはコンデンサにより構成されている。そして、直流出力回路1がコンデンサにより構成されている場合には、さらに別個に、交流電源または直流電源が設けられていてもよい。たとえば、交流電源として回転電機が設けられている場合には、チョッパ回路100は、回転電機からの電力を負荷101(たとえば、バッテリ等)に回生するように構成されている。   The DC output circuit 1 is constituted by a DC power supply or a capacitor. And when the DC output circuit 1 is comprised with the capacitor | condenser, AC power supply or DC power supply may be provided separately separately. For example, when a rotating electrical machine is provided as an AC power supply, the chopper circuit 100 is configured to regenerate power from the rotating electrical machine to a load 101 (for example, a battery).

負荷101は、たとえば、バッテリー(直流電源)により構成されていてもよいし、複数のスイッチング素子を含むインバータおよび電動機の組み合わせにより構成されていてもよい。負荷101がバッテリーにより構成されている場合には、負荷101は、直流出力回路1からの電力(回生電力)を充電するように構成されている。また、負荷101が電動機を含む場合には、負荷101は、電力を消費して、駆動するように構成されている。   The load 101 may be constituted by, for example, a battery (DC power supply), or may be constituted by a combination of an inverter including a plurality of switching elements and an electric motor. When the load 101 is configured by a battery, the load 101 is configured to charge power (regenerative power) from the DC output circuit 1. When the load 101 includes an electric motor, the load 101 is configured to consume power and drive.

チョッパ回路100は、リアクトル2を備えている。リアクトル2は、直流出力回路1と直列に接続されている。   The chopper circuit 100 includes a reactor 2. The reactor 2 is connected in series with the DC output circuit 1.

チョッパ回路100は、負荷101に並列に接続されているコンデンサ回路3を備えている。コンデンサ回路3は、直列に接続されている、コンデンサ3aとコンデンサ3bとを含む。具体的には、コンデンサ3aとコンデンサ3bとは、負荷101の両端に接続されている。すなわち、コンデンサ3aの正極とコンデンサ3bの負極とがそれぞれ負荷101の両端に接続され、コンデンサ3aの負極とコンデンサ3bの正極とが互いに接続されている。なお、コンデンサ3aおよびコンデンサ3bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1コンデンサ」および「第2コンデンサ」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a capacitor circuit 3 connected in parallel to a load 101. Capacitor circuit 3 includes a capacitor 3a and a capacitor 3b connected in series. Specifically, the capacitor 3 a and the capacitor 3 b are connected to both ends of the load 101. That is, the positive electrode of the capacitor 3a and the negative electrode of the capacitor 3b are respectively connected to both ends of the load 101, and the negative electrode of the capacitor 3a and the positive electrode of the capacitor 3b are connected to each other. The capacitor 3a and the capacitor 3b are examples of the “first capacitor” and the “second capacitor” in the claims, respectively.

チョッパ回路100は、リアクトル2を介して直流出力回路1の両端に接続されている逆阻止IGBT部4を備えている。逆阻止IGBT部4は、コンデンサ3aの正極に接続されているとともに直流出力回路1の正極に接続されている逆阻止IGBT4aを含む。なお、逆阻止IGBT4aは、後述する双方向IGBTモジュール6aを介して、コンデンサ3aの正極に接続されている。また、逆阻止IGBT部4は、コンデンサ3bの負極に接続されているとともに直流出力回路1の負極に接続されている逆阻止IGBT4bを含む。なお、逆阻止IGBT4bは、後述する双方向IGBTモジュール6bを介して、コンデンサ3bの負極に接続されている。なお、逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1逆阻止通電制御素子」および「第2逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a reverse blocking IGBT unit 4 connected to both ends of the DC output circuit 1 via the reactor 2. The reverse blocking IGBT unit 4 includes a reverse blocking IGBT 4 a connected to the positive electrode of the capacitor 3 a and connected to the positive electrode of the DC output circuit 1. The reverse blocking IGBT 4a is connected to the positive electrode of the capacitor 3a via a bidirectional IGBT module 6a described later. The reverse blocking IGBT unit 4 includes a reverse blocking IGBT 4b connected to the negative electrode of the capacitor 3b and connected to the negative electrode of the DC output circuit 1. The reverse blocking IGBT 4b is connected to the negative electrode of the capacitor 3b via a bidirectional IGBT module 6b described later. The reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b are examples of the “first reverse blocking energization control element” and the “second reverse blocking energization control element” in the claims, respectively.

具体的には、リアクトル2の一方端と逆阻止IGBT4aのコレクタとが接続されている。また、逆阻止IGBT4aのエミッタと逆阻止IGBT4bのコレクタとが接続されている。また、逆阻止IGBT4bのエミッタと直流出力回路1の負極とが接続されている。また、直流出力回路1の正極とリアクトル2の他方端とが接続されている。   Specifically, one end of reactor 2 and the collector of reverse blocking IGBT 4a are connected. The emitter of the reverse blocking IGBT 4a is connected to the collector of the reverse blocking IGBT 4b. The emitter of the reverse blocking IGBT 4b and the negative electrode of the DC output circuit 1 are connected. Further, the positive electrode of the DC output circuit 1 and the other end of the reactor 2 are connected.

チョッパ回路100は、逆阻止IGBT部4と逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT部5を備える。逆並列逆阻止IGBT部5は、逆阻止IGBT4aと逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT5aを含む。また、逆並列逆阻止IGBT部5は、逆阻止IGBT4bと逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT5bを含む。なお、逆並列逆阻止IGBT5aおよび逆並列逆阻止IGBT5bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1逆並列逆阻止通電制御素子」および「第2逆並列逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a reverse parallel reverse blocking IGBT unit 5 connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT unit 4. The reverse parallel reverse blocking IGBT unit 5 includes an reverse parallel reverse blocking IGBT 5a connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 4a. The reverse parallel reverse blocking IGBT unit 5 includes an reverse parallel reverse blocking IGBT 5b connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 4b. The reverse parallel reverse blocking IGBT 5a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b are examples of the “first reverse parallel reverse blocking energization control element” and the “second reverse parallel reverse blocking energization control element”, respectively.

チョッパ回路100は、逆阻止IGBT部4および逆並列逆阻止IGBT部5と直列に接続されている整流素子部6を備える。整流素子部6は、逆阻止IGBT4aおよび逆並列逆阻止IGBT5aと直列に接続されている双方向IGBTモジュール6aを含む。双方向IGBTモジュール6aは、逆阻止IGBT4cと、逆阻止IGBT4cに逆並列に接続された逆並列逆阻止IGBT5cとにより構成されている。また、整流素子部6は、逆阻止IGBT4bおよび逆並列逆阻止IGBT5bと直列に接続されている双方向IGBTモジュール6bを含む。双方向IGBTモジュール6bは、逆阻止IGBT4dと、逆阻止IGBT4dに逆並列に接続された逆並列逆阻止IGBT5dとにより構成されている。なお、双方向IGBTモジュール6aおよび双方向IGBTモジュール6bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1整流素子」および「第2整流素子」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a rectifying element unit 6 connected in series with the reverse blocking IGBT unit 4 and the reverse parallel reverse blocking IGBT unit 5. The rectifying element unit 6 includes a bidirectional IGBT module 6a connected in series with the reverse blocking IGBT 4a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a. The bidirectional IGBT module 6a includes a reverse blocking IGBT 4c and an reverse parallel reverse blocking IGBT 5c connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 4c. The rectifying element unit 6 includes a bidirectional IGBT module 6b connected in series with the reverse blocking IGBT 4b and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b. The bidirectional IGBT module 6b includes a reverse blocking IGBT 4d and an antiparallel reverse blocking IGBT 5d connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 4d. The bidirectional IGBT module 6a and the bidirectional IGBT module 6b are examples of the “first rectifying element” and the “second rectifying element” in the claims, respectively.

また、逆阻止IGBT4aと逆並列逆阻止IGBT5aとにより、双方向IGBTモジュール6cが構成されている。また、逆阻止IGBT4bと逆並列逆阻止IGBT5bとにより、双方向IGBTモジュール6dが構成されている。   Further, the reverse blocking IGBT 4a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a constitute a bidirectional IGBT module 6c. Further, the reverse blocking IGBT 4b and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b constitute a bidirectional IGBT module 6d.

コンデンサ3aは、正極が双方向IGBTモジュール6aのカソードに接続されているとともに、負極が逆阻止IGBT4aと逆阻止IGBT4bとの接続点Aに接続されている。具体的には、逆並列逆阻止IGBT5cのエミッタとコンデンサ3aの正極とが接続されている。なお、逆阻止IGBT4aのコレクタと逆並列逆阻止IGBT5cのコレクタとが接続されている。   The capacitor 3a has a positive electrode connected to the cathode of the bidirectional IGBT module 6a and a negative electrode connected to a connection point A between the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b. Specifically, the emitter of the antiparallel reverse blocking IGBT 5c and the positive electrode of the capacitor 3a are connected. The collector of the reverse blocking IGBT 4a and the collector of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5c are connected.

また、コンデンサ3bは、正極が接続点Aに接続されているとともに、負極が双方向IGBTモジュール6bのアノードに接続されている。具体的には、コンデンサ3bの負極と逆並列逆阻止IGBT5dのコレクタとが接続されている。なお、逆並列逆阻止IGBT5dのエミッタは、逆阻止IGBT4bのエミッタに接続されている。   The capacitor 3b has a positive electrode connected to the connection point A and a negative electrode connected to the anode of the bidirectional IGBT module 6b. Specifically, the negative electrode of the capacitor 3b and the collector of the antiparallel reverse blocking IGBT 5d are connected. Note that the emitter of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d is connected to the emitter of the reverse blocking IGBT 4b.

チョッパ回路100は、コンデンサ回路3の電圧値を検出する電圧検出部7を備える。電圧検出部7は、コンデンサ3aの正極、および、コンデンサ3bの正極に接続されており、コンデンサ3aの正極の電圧値Vc1、および、コンデンサ3bの正極の電圧値Vc2を検出するように構成されている。そして、電圧検出部7は、検出した電圧値Vc1およびVc2を後述する制御部9に伝達するように構成されている。   The chopper circuit 100 includes a voltage detection unit 7 that detects the voltage value of the capacitor circuit 3. The voltage detector 7 is connected to the positive electrode of the capacitor 3a and the positive electrode of the capacitor 3b, and is configured to detect the voltage value Vc1 of the positive electrode of the capacitor 3a and the voltage value Vc2 of the positive electrode of the capacitor 3b. Yes. And the voltage detection part 7 is comprised so that the detected voltage value Vc1 and Vc2 may be transmitted to the control part 9 mentioned later.

チョッパ回路100は、コンデンサ回路3と直流出力回路1との間の電流の値および向きを検出する電流検出部8を備える。具体的には、電流検出部8は、リアクトル2に流れる電流の流れる向き(図1の矢印C1方向および矢印C2方向)と、リアクトル2に流れる電流の電流値ILとを検出することが可能に構成されている。そして、電流検出部8は、検出した電流の流れる向きと、電流値ILとを後述する制御部9に伝達するように構成されている。なお、電流検出部8は、特許請求の範囲の「短絡検出部」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a current detection unit 8 that detects the value and direction of the current between the capacitor circuit 3 and the DC output circuit 1. Specifically, the current detection unit 8 can detect the direction in which the current flowing through the reactor 2 flows (the direction of the arrow C1 and the arrow C2 in FIG. 1) and the current value IL of the current flowing through the reactor 2. It is configured. The current detection unit 8 is configured to transmit the detected current flowing direction and the current value IL to the control unit 9 described later. The current detection unit 8 is an example of the “short circuit detection unit” in the claims.

チョッパ回路100は、電圧検出部7および電流検出部8からの信号を受信するとともに、各逆阻止IGBTのオンオフを制御する制御部9を備える。なお、制御部9は、特許請求の範囲の「短絡検出部」の一例である。   The chopper circuit 100 includes a control unit 9 that receives signals from the voltage detection unit 7 and the current detection unit 8 and controls on / off of each reverse blocking IGBT. The control unit 9 is an example of the “short circuit detection unit” in the claims.

〈制御部の構成〉
制御部9は、逆阻止IGBT4a、逆阻止IGBT4b、逆阻止IGBT4c、逆阻止IGBT4d、逆並列逆阻止IGBT5a、逆並列逆阻止IGBT5b、逆並列逆阻止IGBT5c、および、逆並列逆阻止IGBT5dのゲートに接続されており、上記8つのIGBT素子のオンオフを制御するように構成されている。制御部9は、逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bのオンオフ(スイッチング動作)の時比率(デューティ)を制御することにより、チョッパ回路100の負荷101に対する、電圧値(昇圧)および電流値(リアクトル2に流れる電流値IL)が調整(制御)される。また、逆並列逆阻止IGBT5a、および、逆並列逆阻止IGBT5bは、逆阻止IGBT4a、および、逆阻止IGBT4bのオフ時に、逆電圧がかかるため、逆耐圧を高め逆漏れ電流が小さくなるように、オンの状態にされる。また、逆阻止IGBT4cおよび逆阻止IGBT4dはオフの状態にされ、逆並列逆阻止IGBT5cおよび逆並列逆阻止IGBT5dはオンの状態にされることにより、双方向IGBTモジュール6a、および、双方向IGBTモジュール6bは、整流機能を示すようにされている。
<Configuration of control unit>
The control unit 9 is connected to the gates of the reverse blocking IGBT 4a, reverse blocking IGBT 4b, reverse blocking IGBT 4c, reverse blocking IGBT 4d, reverse parallel reverse blocking IGBT 5a, reverse parallel reverse blocking IGBT 5b, reverse parallel reverse blocking IGBT 5c, and reverse parallel reverse blocking IGBT 5d. It is configured to control on / off of the eight IGBT elements. The control unit 9 controls the voltage ratio (boost) and current value (into the reactor 2) with respect to the load 101 of the chopper circuit 100 by controlling the ON / OFF (switching operation) time ratio (duty) of the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b. The flowing current value IL) is adjusted (controlled). Further, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b are turned on so that the reverse breakdown voltage is increased and the reverse leakage current is reduced because a reverse voltage is applied when the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b are turned off. It will be in the state of. Further, the reverse blocking IGBT 4c and the reverse blocking IGBT 4d are turned off, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5c and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d are turned on, whereby the bidirectional IGBT module 6a and the bidirectional IGBT module 6b are turned on. Indicates a rectifying function.

制御部9は、電流検出部8の検出結果に基づいて、双方向IGBTモジュール6aの短絡、および、双方向IGBTモジュール6bの短絡を検出するように構成されている。具体的には、制御部9は、逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bのオンオフ動作に関わらず、リアクトル2に電流が流れている場合に、双方向IGBTモジュール6aまたは双方向IGBTモジュール6bのいずれかにおいて短絡が生じていると判断する制御を行う。   The control unit 9 is configured to detect a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a and a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b based on the detection result of the current detection unit 8. Specifically, the control unit 9 determines whether the bidirectional IGBT module 6a or the bidirectional IGBT module 6b has a current flowing through the reactor 2 regardless of the ON / OFF operation of the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b. Control to determine that a short circuit has occurred.

たとえば、制御部9は、電流値ILと予め記憶された所定のしきい値ILtとを比較して、電流値ILが所定のしきい値ILtを超えた場合を、短絡として検出する。この場合、制御部9は、電流値ILが所定のしきい値ILtを超えた時点と、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dの動作状態とを対応付けて、双方向IGBTモジュール6aまたは双方向IGBTモジュール6bのいずれが短絡したかを検出する(判断する)ように構成されている。なお、所定のしきい値ILtは1つの値に限られず、複数の値設けられていてもよい。   For example, the control unit 9 compares the current value IL with a predetermined threshold value ILt stored in advance, and detects a short circuit when the current value IL exceeds the predetermined threshold value ILt. In this case, the control unit 9 associates the time point when the current value IL exceeds a predetermined threshold value ILt with the operation state of the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d, and determines the bidirectional IGBT module 6a or It is configured to detect (determine) which of the bidirectional IGBT modules 6b is short-circuited. The predetermined threshold value ILt is not limited to one value, and a plurality of values may be provided.

ここで、双方向IGBTモジュール6aが短絡故障した場合でかつコンデンサ3aの電圧値Vc1が直流出力回路1の電圧値Vaよりも大きい場合には、コンデンサ3a、短絡した双方向IGBTモジュール6a、リアクトル2、直流出力回路1、および、双方向IGBTモジュール6dの順に、電流が逆流する。この時、逆並列逆阻止IGBT5bをオンの状態にした場合には、双方向IGBTモジュール6aの短絡故障した箇所を電流が流れることで故障の拡大の原因になる場合がある。また、双方向IGBTモジュール6bが短絡故障した場合も、コンデンサ3bの電圧値Vc2が直流出力回路1の電圧値Vaよりも大きい場合でかつ逆並列逆阻止IGBT5aをオンした場合には、双方向IGBTモジュール6bの故障の拡大の原因になる。なお、電圧値Vaの情報は、チョッパ回路100に予め記憶されていてもよいし、電圧検出部を設けて取得されるように構成してもよい。   Here, when the short-circuit failure of the bidirectional IGBT module 6a and the voltage value Vc1 of the capacitor 3a is larger than the voltage value Va of the DC output circuit 1, the capacitor 3a, the short-circuited bidirectional IGBT module 6a, the reactor 2 The current flows backward in the order of the DC output circuit 1 and the bidirectional IGBT module 6d. At this time, when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on, a current may flow through a short-circuit fault location of the bidirectional IGBT module 6a, which may cause an increase in failure. Further, even when the bidirectional IGBT module 6b is short-circuited, when the voltage value Vc2 of the capacitor 3b is larger than the voltage value Va of the DC output circuit 1 and when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on, the bidirectional IGBT This causes an increase in the failure of the module 6b. The information on the voltage value Va may be stored in the chopper circuit 100 in advance, or may be configured to be acquired by providing a voltage detection unit.

そこで、第1実施形態では、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4bおよび逆並列逆阻止IGBT5bのオンオフを制御する。また、制御部9は、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4aおよび逆並列逆阻止IGBT5aのオンオフを制御する。これらにより、制御部9は、コンデンサ回路3から直流出力回路1側に逆流する電流の経路を遮断する。   Therefore, in the first embodiment, the control unit 9 controls on / off of the reverse blocking IGBT 4b and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected. Moreover, the control part 9 controls ON / OFF of reverse blocking IGBT4a and reverse parallel reverse blocking IGBT5a, when the short circuit of bidirectional | two-way IGBT module 6b is detected. As a result, the control unit 9 interrupts the path of the current that flows backward from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side.

具体的には、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3aの電圧値Vc1が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、逆並列逆阻止IGBT5bをオフする(切断状態にする)とともに、逆阻止IGBT4bをオンする。また、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合で、かつ、電圧検出部7により検出されたコンデンサ3bの電圧値Vc2が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、逆並列逆阻止IGBT5aをオフする(切断状態にする)とともに、逆阻止IGBT4aをオンする。   Specifically, the control unit 9 determines that the voltage value Vc1 of the capacitor 3a detected by the voltage detection unit 7 when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected is greater than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1. Is also turned off (set to the disconnected state), and the reverse blocking IGBT 4b is turned on. On the other hand, when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value Vc2 of the capacitor 3b detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1, The parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off (disconnected), and the reverse blocking IGBT 4a is turned on.

また、第1実施形態では、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT5bをオンするときは逆阻止IGBT4bをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT5bをオフするときは逆阻止IGBT4bをオンする。また、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT5aをオンするときは逆阻止IGBT4aをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT5aをオフするときは逆阻止IGBT4aをオンするように構成されている。すなわち、逆並列逆阻止IGBT5bおよび逆阻止IGBT4bが両方ともオンまたはオフになることはない。また、逆並列逆阻止IGBT5aおよび逆阻止IGBT4aが両方ともオンまたはオフになることはない。   In the first embodiment, when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the control unit 9 turns off the reverse blocking IGBT 4b and turns the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b on when turning the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b on. When turning off, reverse blocking IGBT 4b is turned on. Further, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, the reverse blocking IGBT 4a is turned off when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on, and the reverse blocking IGBT 4a is turned on when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off. It is configured. That is, neither the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b nor the reverse blocking IGBT 4b is turned on or off. Further, neither the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a nor the reverse blocking IGBT 4a is turned on or off.

また、第1実施形態では、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3aの電圧値Vc1が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、逆並列逆阻止IGBT5bをオフするとともに、逆阻止IGBT4bをオンする。また、制御部9は、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3bの電圧値Vc2が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、逆並列逆阻止IGBT5aをオフするとともに、逆阻止IGBT4aをオンする。   In the first embodiment, the control unit 9 determines that the voltage value Vc1 of the capacitor 3a detected by the voltage detection unit 7 when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected is the positive voltage of the DC output circuit 1. When larger than the value Va, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned off and the reverse blocking IGBT 4b is turned on based on the fact that the direction of the current detected by the current detection unit 8 is reversed. Further, the control unit 9 detects that the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value Vc2 of the capacitor 3b detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1. In addition, based on the fact that the direction of the current detected by the current detector 8 is reversed, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off and the reverse blocking IGBT 4a is turned on.

これにより、双方向IGBTモジュール6aが短絡故障した場合に、コンデンサ3aから直流出力回路1に電流が逆流する時点までは、逆並列逆阻止IGBT5bはオンされる。その結果、逆並列逆阻止IGBT5bの逆漏れ電流を小さくすることが可能である。同様に、双方向IGBTモジュール6bが短絡故障した場合には、逆並列逆阻止IGBT5aの逆漏れ電流を小さくすることが可能である。   As a result, when the bidirectional IGBT module 6a is short-circuited, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on until the current flows backward from the capacitor 3a to the DC output circuit 1. As a result, it is possible to reduce the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b. Similarly, when the bidirectional IGBT module 6b is short-circuited, the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a can be reduced.

具体的には、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3aの電圧値Vc1が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、電流検出部8が検出する電流の流れる向きが、コンデンサ3aを充電する向き(図1の矢印C1方向)からコンデンサ3aから放電される向き(図1の矢印C2方向)に反転したことに基づいて(反転する時点に)、逆並列逆阻止IGBT5bをオン(順導通状態)からオフ(切断状態)に切り替えるとともに、逆阻止IGBT4bをオフ(切断状態)からオン(順導通状態)に切り替える制御を行うように構成されている。この時、制御部9は、双方向IGBTモジュール6cを順方向オフの状態(逆阻止IGBT4aはオフ、逆並列逆阻止IGBT5aはオンの状態)にしている。   Specifically, the control unit 9 determines that the voltage value Vc1 of the capacitor 3a detected by the voltage detection unit 7 when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected is greater than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1. Is larger than the direction in which the current detected by the current detector 8 flows from the direction in which the capacitor 3a is charged (in the direction of arrow C1 in FIG. 1) to the direction in which the capacitor 3a is discharged (in the direction of arrow C2 in FIG. 1). Based on the result (at the time of inversion), the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is switched from on (forward conducting state) to off (disconnected state), and the reverse blocking IGBT 4b is switched from off (disconnected state) to on (forward conducting state). It is comprised so that control to switch to may be performed. At this time, the control unit 9 puts the bidirectional IGBT module 6c in the forward direction off state (the reverse blocking IGBT 4a is off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is on).

これにより、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合において、逆並列逆阻止IGBT5bに逆流した電流が流れようとする際には、逆並列逆阻止IGBT5bは、切断状態にされているので、電流が流れることがない。また、コンデンサ3aを充電している間は逆阻止IGBT4bがオフするので、直流出力回路1からコンデンサ3aのみを充電する向きに電流が流れることに起因して双方向IGBTモジュール6aに大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   Thereby, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, when the reverse current flows to the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is in a disconnected state. No current flows. Further, since the reverse blocking IGBT 4b is turned off while the capacitor 3a is being charged, a large current flows through the bidirectional IGBT module 6a due to the current flowing in the direction in which only the capacitor 3a is charged from the DC output circuit 1. It is possible to suppress this.

また、逆並列逆阻止IGBT5bが逆流しようとする電流を阻止しているとき、逆阻止IGBT4bには逆漏れ電流が流れる。逆阻止IGBT4bがオフ状態の時には逆漏れ電流は大きいため、双方向IGBTモジュール6aの短絡故障した箇所を電流が流れることによる故障の拡大につながる可能性がある。また、オフ状態では逆耐圧も小さいため、降伏して電流が流れ、逆阻止IGBT4bの故障や双方向IGBTモジュール6aの故障の拡大の可能性もある。そのため、逆阻止IGBT4bをオンの状態にすることで逆耐圧を高め逆漏れ電流を小さくしている。   Further, when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is blocking the current to flow backward, a reverse leakage current flows through the reverse blocking IGBT 4b. Since the reverse leakage current is large when the reverse blocking IGBT 4b is in the OFF state, there is a possibility that the failure will increase due to the current flowing through the location where the short-circuit failure has occurred in the bidirectional IGBT module 6a. In addition, since the reverse breakdown voltage is small in the off state, the breakdown causes a current to flow, and there is a possibility that the reverse blocking IGBT 4b or the bidirectional IGBT module 6a may expand. Therefore, the reverse blocking voltage is increased and the reverse leakage current is reduced by turning on the reverse blocking IGBT 4b.

また、制御部9は、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3bの電圧値Vc2が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きい場合に、電流検出部8が検出する電流の流れる向きが、コンデンサ3bを充電する向き(図1の矢印C1方向)からコンデンサ3bから放電される向き(図1の矢印C2方向)に反転したことに基づいて(反転する時点に)、逆並列逆阻止IGBT5aをオン(順導通状態)からオフ(切断状態)に切り替えるとともに、逆阻止IGBT4aをオフ(切断状態)からオン(順導通状態)に切り替える制御を行うように構成されている。この時、制御部9は、双方向IGBTモジュール6dを順方向オフの状態(逆阻止IGBT4bはオフ、逆並列逆阻止IGBT5bはオンの状態)にしている。   Further, the control unit 9 detects that the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value Vc2 of the capacitor 3b detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1. In addition, the direction in which the current detected by the current detection unit 8 flows is reversed from the direction in which the capacitor 3b is charged (in the direction of arrow C1 in FIG. 1) to the direction in which the capacitor 3b is discharged (in the direction of arrow C2 in FIG. 1). Based on (at the time of reversal), the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is switched from on (forward conduction state) to off (disconnected state), and the reverse blocking IGBT 4a is switched from off (disconnected state) to on (forward conduction state). Is configured to do. At this time, the control unit 9 puts the bidirectional IGBT module 6d in the forward direction off state (the reverse blocking IGBT 4b is off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is on).

これにより、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合において、逆並列逆阻止IGBT5aに逆流した電流が流れようとする際には、逆並列逆阻止IGBT5aは、切断状態にされているので、電流が流れることがない。また、コンデンサ3bを充電している間は逆阻止IGBT4aがオフするので、直流出力回路1からコンデンサ3bのみ充電する向きに電流が流れることに起因して双方向IGBTモジュール6bに大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   Thereby, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, when the reverse current flows to the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is in a disconnected state. No current flows. Further, since the reverse blocking IGBT 4a is turned off while the capacitor 3b is being charged, a large current flows through the bidirectional IGBT module 6b due to the current flowing in the direction in which only the capacitor 3b is charged from the DC output circuit 1. Can be suppressed.

また、逆並列逆阻止IGBT5aが逆流しようとする電流を阻止しているとき、逆阻止IGBT4aには逆漏れ電流が流れる。そのため、逆阻止IGBT4aをオンの状態にすることで逆耐圧を高め逆漏れ電流を小さくしている。   Further, when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is blocking the current to flow backward, a reverse leakage current flows through the reverse blocking IGBT 4a. For this reason, the reverse blocking IGBT 4a is turned on to increase the reverse breakdown voltage and reduce the reverse leakage current.

また、第1実施形態では、制御部9は、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、コンデンサ3aから電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT5bをオンする。また、この時、逆阻止IGBT4bをオフすることによって、直流出力回路1からコンデンサ3aのみを充電することに起因して双方向IGBTモジュール6aに大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   In the first embodiment, the control unit 9 determines that the voltage value of the capacitor 3 a detected by the voltage detection unit 7 when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6 a is detected is the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1. In the following case, since the current does not flow backward from the capacitor 3a, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on. At this time, by turning off the reverse blocking IGBT 4b, it is possible to suppress a large current from flowing in the bidirectional IGBT module 6a due to charging only the capacitor 3a from the DC output circuit 1.

また、制御部9は、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、コンデンサ3bから電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT5aをオンするように構成されている、また、この時、逆阻止IGBT4aはオフすることによって、直流出力回路1からコンデンサ3bのみを充電することに起因して双方向IGBTモジュール6bに大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   In addition, when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value of the capacitor 3b detected by the voltage detection unit 7 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the control unit 9 Since the current does not flow backward from the capacitor 3b, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on. At this time, the reverse blocking IGBT 4a is turned off to charge only the capacitor 3b from the DC output circuit 1. It is possible to suppress a large current from flowing through the bidirectional IGBT module 6b due to the above.

(昇圧チョッパ回路の動作)
〈通常運転時の動作〉
次に、図1を参照して、第1実施形態によるチョッパ回路100の通常運転時の動作について説明する。チョッパ回路100の動作は、制御部9の制御処理により実行される。
(Operation of boost chopper circuit)
<Operation during normal operation>
Next, with reference to FIG. 1, the operation | movement at the time of normal driving | operation of the chopper circuit 100 by 1st Embodiment is demonstrated. The operation of the chopper circuit 100 is executed by the control process of the control unit 9.

まず、逆阻止IGBT4aがオンされ、かつ、逆阻止IGBT4bがオフされると、直流出力回路1、リアクトル2、逆阻止IGBT4a、コンデンサ3b、逆並列逆阻止IGBT5dの順で電流が流れる。   First, when the reverse blocking IGBT 4a is turned on and the reverse blocking IGBT 4b is turned off, a current flows in the order of the DC output circuit 1, the reactor 2, the reverse blocking IGBT 4a, the capacitor 3b, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d.

そして、逆阻止IGBT4aがオフされ、かつ、逆阻止IGBT4bがオンされると、直流出力回路1、リアクトル2、逆並列逆阻止IGBT5c、コンデンサ3a、逆阻止IGBT4bの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 4a is turned off and the reverse blocking IGBT 4b is turned on, current flows in the order of the DC output circuit 1, the reactor 2, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5c, the capacitor 3a, and the reverse blocking IGBT 4b.

そして、逆阻止IGBT4aがオンされ、かつ、逆阻止IGBT4bがオンされると、直流出力回路1、リアクトル2、逆阻止IGBT4a、逆阻止IGBT4bの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 4a is turned on and the reverse blocking IGBT 4b is turned on, current flows in the order of the DC output circuit 1, the reactor 2, the reverse blocking IGBT 4a, and the reverse blocking IGBT 4b.

そして、逆阻止IGBT4aがオフされ、かつ、逆阻止IGBT4bがオフされると、直流出力回路1、リアクトル2、逆並列逆阻止IGBT5c、コンデンサ3a、コンデンサ3b、逆並列逆阻止IGBT5dの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 4a is turned off and the reverse blocking IGBT 4b is turned off, the current flows in the order of the DC output circuit 1, the reactor 2, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5c, the capacitor 3a, the capacitor 3b, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d. Flowing.

チョッパ回路100では、上記の動作のそれぞれの期間(時比率)が制御部9により制御されるとともに、上記の動作が繰り返されることにより、直流出力回路1の電圧から昇圧された(電力変換された)電力が負荷101に供給される。   In the chopper circuit 100, each period (duty ratio) of the above operation is controlled by the control unit 9, and the above operation is repeated to boost the voltage from the voltage of the DC output circuit 1 (the power is converted). ) Electric power is supplied to the load 101.

〈短絡検出時の動作〉
次に、図1および図2を参照して、第1実施形態によるチョッパ回路100の短絡検出時の動作について説明する。チョッパ回路100の動作は、制御部9の制御処理により実行される。
<Operation when short circuit is detected>
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 100 according to the first embodiment will be described. The operation of the chopper circuit 100 is executed by the control process of the control unit 9.

図2に示すように、まず、ステップS1において、双方向IGBTモジュール6aの短絡を検出したか否かが判断される。双方向IGBTモジュール6aの短絡を検出していない場合、ステップS2に進み、双方向IGBTモジュール6aの短絡を検出した場合、ステップS3に進む。   As shown in FIG. 2, first, in step S1, it is determined whether or not a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is not detected, the process proceeds to step S2, and when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the process proceeds to step S3.

そして、ステップS2において、双方向IGBTモジュール6bの短絡を検出したか否かが判断される。双方向IGBTモジュール6bの短絡を検出した場合、ステップS8に進み、双方向IGBTモジュール6bの短絡を検出していない場合、チョッパ回路100の短絡検出時の動作は終了される。   In step S2, it is determined whether or not a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b has been detected. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, the process proceeds to step S8. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is not detected, the operation of the chopper circuit 100 when the short circuit is detected is terminated.

なお、上記ステップS1およびS2を、上記の通常運転時の動作中に繰り返すことにより、通常運転時の動作中に短絡を検出することが可能である。   In addition, it is possible to detect a short circuit during the operation during the normal operation by repeating the steps S1 and S2 during the operation during the normal operation.

また、ステップS1において双方向IGBTモジュール6aの短絡を検出した場合に進むステップS3において、コンデンサ3aの電圧値Vc1が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きいか否かが判断される。電圧値Vc1が電圧値Vaよりも大きい場合には、ステップS4に進み、電圧値Vc1が電圧値Va以下の場合には、ステップS7に進む。   Further, in step S3 which proceeds when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected in step S1, it is determined whether or not the voltage value Vc1 of the capacitor 3a is larger than the positive voltage value Va of the DC output circuit 1. If the voltage value Vc1 is larger than the voltage value Va, the process proceeds to step S4. If the voltage value Vc1 is equal to or less than the voltage value Va, the process proceeds to step S7.

そして、ステップS4において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きか否かが判断される。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きが、コンデンサ3aを充電する向き(図1の矢印C1方向)か、コンデンサ3aから放電される向き(矢印C2方向)かが判断される。そして、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きの場合、ステップS5に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きでない場合、ステップS6に進む。   In step S4, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor 3a is charged. That is, it is determined whether the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor 3a is charged (in the direction of arrow C1 in FIG. 1) or the direction in which the capacitor 3a is discharged (in the direction of arrow C2). Then, if the direction of the current flowing through the reactor 2 is a direction for charging the capacitor 3a, the process proceeds to step S5. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not a direction for charging the capacitor 3a, the process proceeds to step S6.

そして、ステップS5において、逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bが共にオフにされる。このとき、逆並列逆阻止IGBT5aおよび逆並列逆阻止IGBT5bには逆電圧がかかるため、通常動作時同様に、それぞれオンの状態にされる。これにより、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dは順方向オフの状態にされる。ここで、図1に示すように、双方向IGBTモジュール6aが短絡故障した場合でも、しばらくの間は、コンデンサ3aを充電する向き(直流出力回路1、リアクトル2、短絡故障した双方向IGBTモジュール6a、コンデンサ3a、コンデンサ3b、逆並列逆阻止IGBT5dの順)に電流が流れるので、直流出力回路1、コンデンサ3a、コンデンサ3bとリアクトル2との共振回路となる。逆阻止IGBT4aをオンにすると、コンデンサ3aが短絡し放電してしまって、双方向IGBTモジュール6aの故障箇所に大きな電流が流れる。また、直流出力回路1とコンデンサ3bとリアクトル2との共振回路となり、コンデンサ3bの電圧が通常動作時よりも大きい電圧にまで充電されてしまう。逆阻止IGBT4bをオンにすると、直流出力回路1とコンデンサ3aとリアクトル2との共振回路となり、コンデンサ3aの電圧が通常動作時よりも大きい電圧にまで充電されてしまうとともに、充電の際に双方向IGBTモジュール6aの故障箇所に流れる電流も大きなものとなる。逆阻止IGBT4aと逆阻止IGBT4bを共にオンにすると、コンデンサ3aが短絡し放電するとともに、直流出力回路1がリアクトル2を介して短絡して電流が増大してしまう。そこで、逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bが共にオフにされる。   In step S5, both reverse blocking IGBT 4a and reverse blocking IGBT 4b are turned off. At this time, since reverse voltage is applied to the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b, each is turned on as in the normal operation. As a result, the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d are turned off in the forward direction. Here, as shown in FIG. 1, even when the bidirectional IGBT module 6a has a short circuit failure, the capacitor 3a is charged for a while (DC output circuit 1, reactor 2, bidirectional IGBT module 6a having a short circuit failure). , The capacitor 3a, the capacitor 3b, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d in this order), the resonance circuit of the DC output circuit 1, the capacitor 3a, the capacitor 3b, and the reactor 2 is obtained. When the reverse blocking IGBT 4a is turned on, the capacitor 3a is short-circuited and discharged, and a large current flows through the failed portion of the bidirectional IGBT module 6a. Moreover, it becomes a resonant circuit of the DC output circuit 1, the capacitor 3b, and the reactor 2, and the voltage of the capacitor 3b is charged to a voltage higher than that during normal operation. When the reverse blocking IGBT 4b is turned on, a resonance circuit of the DC output circuit 1, the capacitor 3a, and the reactor 2 is formed, and the voltage of the capacitor 3a is charged to a voltage higher than that during normal operation. The current flowing through the failure location of the IGBT module 6a is also large. When both the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b are turned on, the capacitor 3a is short-circuited and discharged, and the DC output circuit 1 is short-circuited via the reactor 2 to increase the current. Therefore, both the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b are turned off.

なお、ステップS5において、逆並列逆阻止IGBT5dもオフすることで双方向IGBTモジュール6aに流れる電流を止めようとするのは、リアクトル2の電流を切断しようとすることになるため、困難である。そのため、リアクトル2の電流がコンデンサ3aを充電する向きに流れている間は、逆並列逆阻止IGBT5dをオンの状態にしておく。   In step S5, it is difficult to stop the current flowing through the bidirectional IGBT module 6a by turning off the antiparallel reverse blocking IGBT 5d because the current of the reactor 2 is to be cut off. Therefore, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5d is kept on while the current of the reactor 2 flows in the direction of charging the capacitor 3a.

その後、ステップS4に戻る。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きでない状態になるまで、ステップS4およびS5を繰り返し、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きから放電する向きに反転した時点に、ステップS6に進む。なお、コンデンサ3aを充電する向きから放電する向きに反転した時点とは、電流が逆流を開始した時点である。   Then, it returns to step S4. That is, steps S4 and S5 are repeated until the direction of the current flowing through the reactor 2 is not in the direction of charging the capacitor 3a, and the direction of the current flowing through the reactor 2 is reversed from the direction of charging the capacitor 3a to the direction of discharging. At the time, proceed to step S6. The time point when the capacitor 3a is reversed from the charging direction to the discharging direction is a time point when the current starts to flow backward.

そして、ステップS6において、双方向IGBTモジュール6cが順方向オフにされる一方、双方向IGBTモジュール6dは、逆方向オフにされる。すなわち、逆阻止IGBT4bはオン、逆並列逆阻止IGBT5bはオフにされる。これにより、コンデンサ3a、短絡した双方向IGBTモジュール6a、リアクトル2、直流出力回路1の順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路100の短絡検出時の動作が終了される。   In step S6, the bidirectional IGBT module 6c is turned off in the forward direction, while the bidirectional IGBT module 6d is turned off in the reverse direction. That is, the reverse blocking IGBT 4b is turned on and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned off. As a result, the current that tries to reversely flow in the order of the capacitor 3a, the short-circuited bidirectional IGBT module 6a, the reactor 2, and the DC output circuit 1 does not flow. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 100 is terminated.

また、ステップS3において電圧値Vc1が電圧値Va以下の場合に進むステップS7において、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT4aがオフ、逆並列逆阻止IGBT5aがオン、逆阻止IGBT4bがオフ、逆並列逆阻止IGBT5bがオン)にされる。この場合、電流は略逆流しないので、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dが共に順方向オフにされることにより、チョッパ回路100の動作が停止される。その後、チョッパ回路100の短絡検出時の動作が終了される。   In step S7, which proceeds when the voltage value Vc1 is equal to or lower than the voltage value Va in step S3, the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d are both turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 4a is turned off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on). ON, reverse blocking IGBT 4b is OFF, and reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is ON). In this case, since the current does not substantially flow backward, both the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d are turned off in the forward direction, whereby the operation of the chopper circuit 100 is stopped. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 100 is terminated.

そして、ステップS2において双方向IGBTモジュール6bの短絡を検出した場合に進むステップS8において、コンデンサ3bの電圧値Vc2が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きいか否かが判断される。電圧値Vc2が電圧値Vaよりも大きい場合には、ステップS9に進み、電圧値Vc2が電圧値Va以下の場合には、ステップS12に進む。   Then, in step S8 that proceeds when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected in step S2, it is determined whether or not the voltage value Vc2 of the capacitor 3b is larger than the positive voltage value Va of the DC output circuit 1. When the voltage value Vc2 is larger than the voltage value Va, the process proceeds to step S9, and when the voltage value Vc2 is equal to or less than the voltage value Va, the process proceeds to step S12.

そして、ステップS9において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3bを充電する向きか否かが判断される。リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3bを充電する向きの場合、ステップS10に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ3bを充電する向きでない場合、ステップS11に進む。   In step S9, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor 3b is charged. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction for charging the capacitor 3b, the process proceeds to step S10. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not the direction for charging the capacitor 3b, the process proceeds to step S11.

そして、ステップS10において、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT4aがオフ、逆並列逆阻止IGBT5aがオン、逆阻止IGBT4bがオフ、逆並列逆阻止IGBT5bがオン)にされる。その後、ステップS9に戻る。   In step S10, the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d are both forward off (reverse blocking IGBT 4a is off, reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is on, reverse blocking IGBT 4b is off, and reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is on. ). Thereafter, the process returns to step S9.

そして、ステップS11において、双方向IGBTモジュール6cが逆方向オフ(逆阻止IGBT4aがオン、逆並列逆阻止IGBT5aがオフ)にされ、かつ、双方向IGBTモジュール6dが、順方向オフ(逆阻止IGBT4bがオフ、逆並列逆阻止IGBT5bがオン)にされる。これにより、コンデンサ3b、双方向IGBTモジュール6c、リアクトル2、直流出力回路1、短絡した双方向IGBTモジュール6bの順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路100の短絡検出時の動作が終了される。   In step S11, the bidirectional IGBT module 6c is turned off in the reverse direction (the reverse blocking IGBT 4a is turned on and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off), and the bidirectional IGBT module 6d is turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 4b is turned off). Off, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on). As a result, the current that tries to reversely flow in the order of the capacitor 3b, the bidirectional IGBT module 6c, the reactor 2, the DC output circuit 1, and the short-circuited bidirectional IGBT module 6b does not flow. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 100 is terminated.

また、ステップS8において電圧値Vc2が電圧値Va以下の場合に進むステップS12において、双方向IGBTモジュール6cおよび双方向IGBTモジュール6dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT4aがオフ、逆並列逆阻止IGBT5aがオン、逆阻止IGBT4bがオフ、逆並列逆阻止IGBT5bがオン)にされる。その後、チョッパ回路100の短絡検出時の動作が終了される。   Further, in step S12, which proceeds when the voltage value Vc2 is equal to or lower than the voltage value Va in step S8, the bidirectional IGBT module 6c and the bidirectional IGBT module 6d are both turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 4a is turned off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off). ON, reverse blocking IGBT 4b is OFF, and reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is ON). Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 100 is terminated.

(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態では、上記のように、制御部9が、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4bのオンオフを制御し、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4aのオンオフを制御することにより、制御部9によりコンデンサ回路3から直流出力回路1側に逆流する電流の経路を遮断するように、チョッパ回路100を構成する。これにより、双方向IGBTモジュール6aまたは双方向IGBTモジュール6bの短絡故障した箇所に電流が流れることを抑制することができる。その結果、双方向IGBTモジュール6aまたは双方向IGBTモジュール6bの故障の後の故障の拡大を抑制することができる。   In the first embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the control unit 9 controls on / off of the reverse blocking IGBT 4b, and the short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected. In this case, the chopper circuit 100 is configured so that the path of the current flowing backward from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side is blocked by the control unit 9 by controlling the on / off of the reverse blocking IGBT 4a. Thereby, it can suppress that an electric current flows into the location where the short-circuit failure of bidirectional IGBT module 6a or bidirectional IGBT module 6b. As a result, the expansion of the failure after the failure of the bidirectional IGBT module 6a or the bidirectional IGBT module 6b can be suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、逆阻止IGBT4bのオンオフを制御する。そして、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、逆阻止IGBT4aのオンオフを制御するように、チョッパ回路100を構成する。ここで、コンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、コンデンサ回路3から直流出力回路1側に電流が逆流する。したがって、コンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、逆阻止IGBT4aまたは逆阻止IGBT4bのオンオフを制御部9により制御することによって、電流の逆流を適切に切断することができる。   Further, in the first embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected by the control unit 9, the voltage value of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7 is the DC output circuit. When the voltage value of the positive electrode of 1 is larger, the on / off of the reverse blocking IGBT 4b is controlled. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the reverse blocking IGBT 4a Chopper circuit 100 is configured to control on / off. Here, when the voltage value of the capacitor circuit 3 is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the current flows backward from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side. Accordingly, when the voltage value of the capacitor circuit 3 is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the reverse blocking current is appropriately cut off by controlling the reverse blocking IGBT 4a or the reverse blocking IGBT 4b by the control unit 9. can do.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、電流検出部8により双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、逆阻止IGBT4bのオンオフを制御する。そして、電流検出部8により双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、逆阻止IGBT4aのオンオフを制御するように、チョッパ回路100を構成する。これにより、電流の向きが反転したことに基づいて、逆阻止IGBT4aまたは逆阻止IGBT4bのオンオフを制御することによって、電流の逆流を直接的に検知して制御を行うことができるので、電流の逆流をより適切に切断することができる。   In the first embodiment, as described above, when the control unit 9 detects the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6 a by the current detection unit 8 and the voltage of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7. When the value is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, on / off of the reverse blocking IGBT 4b is controlled based on the reverse direction of the current detected by the current detection unit 8. When the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected by the current detection unit 8 and when the voltage value of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1 The chopper circuit 100 is configured to control the on / off of the reverse blocking IGBT 4a based on the fact that the direction of the current detected by the current detection unit 8 is reversed. As a result, by controlling on / off of the reverse blocking IGBT 4a or reverse blocking IGBT 4b based on the reverse of the direction of the current, it is possible to directly detect and control the reverse flow of the current. Can be cut more appropriately.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、電流検出部8により双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが、コンデンサ回路3を充電する向きからコンデンサ回路3を放電する向きに反転したことに基づいて、逆阻止IGBT4bのオンオフを制御する。そして、電流検出部8により双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3の電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値よりも大きい場合に、電流検出部8により検出された電流の向きが、コンデンサ回路3を充電する向きからコンデンサ回路3を放電する向きに反転したことに基づいて、逆阻止IGBT4aのオンオフを制御するように、チョッパ回路100を構成する。これにより、コンデンサ回路3から直流出力回路1側への電流の逆流を直接的に検知して制御を行うことができるので、コンデンサ回路3から直流出力回路1側への電流の逆流をより適切に切断することができる。   In the first embodiment, as described above, when the control unit 9 detects the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6 a by the current detection unit 8 and the voltage of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7. When the value is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the direction of the current detected by the current detection unit 8 is reversed from the direction of charging the capacitor circuit 3 to the direction of discharging the capacitor circuit 3. Based on this, ON / OFF of the reverse blocking IGBT 4b is controlled. When the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected by the current detection unit 8 and when the voltage value of the capacitor circuit 3 detected by the voltage detection unit 7 is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1 The chopper circuit controls the on / off of the reverse blocking IGBT 4a based on the fact that the direction of the current detected by the current detection unit 8 is reversed from the direction of charging the capacitor circuit 3 to the direction of discharging the capacitor circuit 3. 100 is configured. As a result, it is possible to directly detect and control the backflow of current from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side, so that the backflow of current from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side can be controlled more appropriately. Can be cut.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4bをオンするとともに逆並列逆阻止IGBT5bをオフする。そして、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT4aをオンするとともに逆並列逆阻止IGBT5aをオフすることにより、コンデンサ回路3から直流出力回路1側に逆流する電流の経路を遮断するように、チョッパ回路100を構成する。これにより、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合に、逆並列逆阻止IGBT5bをオフすることによって、コンデンサ3aから直流出力回路1側への電流の逆流が、逆並列逆阻止IGBT5bによって遮断される。この時、逆阻止IGBT4bをオンすることによって、逆電圧のかかる逆阻止IGBT4bの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。また、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合に、逆並列逆阻止IGBT5aをオフすることによって、コンデンサ3bから直流出力回路1側への電流の逆流が、逆並列逆阻止IGBT5aによって遮断される。この時、逆阻止IGBT4aをオンすることによって、逆電圧のかかる逆阻止IGBT4aの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。   Further, in the first embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the control unit 9 turns on the reverse blocking IGBT 4b and turns off the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b. When a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, the reverse blocking IGBT 4a is turned on and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off, whereby a current path flowing backward from the capacitor circuit 3 to the DC output circuit 1 side is established. The chopper circuit 100 is configured to cut off. Thereby, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned off, whereby the reverse current flow from the capacitor 3a to the DC output circuit 1 side is blocked by the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b. Is done. At this time, by turning on the reverse blocking IGBT 4b, the reverse leakage current of the reverse blocking IGBT 4b to which the reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Further, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off, whereby the reverse current flow from the capacitor 3b to the DC output circuit 1 is blocked by the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a. The At this time, by turning on the reverse blocking IGBT 4a, the reverse leakage current of the reverse blocking IGBT 4a to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合に、逆並列逆阻止IGBT5bをオンする。そして、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ3bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合に、逆並列逆阻止IGBT5aをオンするように、チョッパ回路100を構成する。   In the first embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6 a is detected by the control unit 9 and the voltage value of the capacitor 3 a detected by the voltage detection unit 7 is the DC output circuit 1. When the voltage value is less than or equal to the positive electrode voltage value, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on. When the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value of the capacitor 3b detected by the voltage detection unit 7 is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is set. The chopper circuit 100 is configured to be turned on.

これにより、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合でかつコンデンサ3aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる逆並列逆阻止IGBT5bをオンすることにより、逆並列逆阻止IGBT5bの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ3aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合は、直流出力回路1に電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT5bをオンしても、双方向IGBTモジュール6aの故障の拡大を抑制することができる。また、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合でかつコンデンサ3bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる逆並列逆阻止IGBT5aをオンすることにより、逆並列逆阻止IGBT5aの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ3bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合は、直流出力回路1に電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT5aをオンしても、双方向IGBTモジュール6bの故障の拡大を抑制することができる。   Thereby, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected and the voltage value of the capacitor 3a is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b to which a reverse voltage is applied is turned on. Thereby, the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. When the voltage value of the capacitor 3a is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, current does not flow back to the DC output circuit 1, so even if the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b is turned on, the bidirectional IGBT module 6a The expansion of failure can be suppressed. When a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected and the voltage value of the capacitor 3b is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a to which a reverse voltage is applied is turned on. Thus, the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Note that when the voltage value of the capacitor 3b is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the current does not flow backward to the DC output circuit 1, so even if the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on, the bidirectional IGBT module 6b The expansion of failure can be suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、制御部9が、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT5bをオンするときは逆阻止IGBT4bをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT5bをオフするときは逆阻止IGBT4bをオンする。そして、双方向IGBTモジュール6bの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT5aをオンするときは逆阻止IGBT4aをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT5aをオフするときは逆阻止IGBT4aをオンするように、チョッパ回路100を構成する。これにより、逆阻止IGBT4a(逆阻止IGBT4b)および逆並列逆阻止IGBT5a(逆並列逆阻止IGBT5b)のうちの一方をオフすることにより電流の流れを遮断することによって、短絡箇所の故障の拡大を抑制することができるとともに、他方をオンすることにより逆漏れ電流を小さくすることができる。   In the first embodiment, as described above, when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected, the control unit 9 turns off the reverse blocking IGBT 4b and turns the reverse blocking IGBT 4b off when turning on the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b. When the parallel reverse blocking IGBT 5b is turned off, the reverse blocking IGBT 4b is turned on. When a short circuit of the bidirectional IGBT module 6b is detected, the reverse blocking IGBT 4a is turned off when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned on, and the reverse blocking IGBT 4a is turned on when the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a is turned off. Next, the chopper circuit 100 is configured. As a result, the current flow is cut off by turning off one of the reverse blocking IGBT 4a (reverse blocking IGBT 4b) and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a (reverse parallel reverse blocking IGBT 5b), thereby suppressing the expansion of the failure at the short circuit location. In addition, the reverse leakage current can be reduced by turning on the other.

[第2実施形態]
次に、図3および図4を参照して、第2実施形態によるチョッパ回路200の構成について説明する。第2実施形態のチョッパ回路200には、第1実施形態のチョッパ回路100の構成から、逆並列逆阻止IGBT5aと、逆並列逆阻止IGBT5bとが省かれている。また、整流素子として双方向IGBTモジュールが設けられていた第1実施形態とは異なり、整流素子としてダイオードが設けられている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the chopper circuit 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the chopper circuit 200 of the second embodiment, the antiparallel reverse blocking IGBT 5a and the antiparallel reverse blocking IGBT 5b are omitted from the configuration of the chopper circuit 100 of the first embodiment. Further, unlike the first embodiment in which the bidirectional IGBT module is provided as the rectifying element, a diode is provided as the rectifying element. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図3を参照して、第2実施形態によるチョッパ回路200の構成について説明する。図3では、チョッパ回路200の電気回路図を示している。   The configuration of the chopper circuit 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an electric circuit diagram of the chopper circuit 200.

(第2実施形態によるチョッパ回路の構成)
図3に示すように、チョッパ回路200は、コンデンサ回路13を備える。コンデンサ回路13は、コンデンサ13aと、コンデンサ13bとを含む。なお、コンデンサ13aおよびコンデンサ13bは、それぞれ、上記第1実施形態のコンデンサ3aおよびコンデンサ3bと同様に構成されている。なお、コンデンサ13aおよびコンデンサ13bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3コンデンサ」および「第4コンデンサ」の一例である。
(Configuration of Chopper Circuit According to Second Embodiment)
As shown in FIG. 3, the chopper circuit 200 includes a capacitor circuit 13. Capacitor circuit 13 includes a capacitor 13a and a capacitor 13b. The capacitor 13a and the capacitor 13b are configured similarly to the capacitor 3a and the capacitor 3b of the first embodiment, respectively. The capacitor 13a and the capacitor 13b are examples of the “third capacitor” and the “fourth capacitor” in the claims, respectively.

チョッパ回路200は、逆阻止IGBT部14を備える。逆阻止IGBT部14は、逆阻止IGBT14aと、逆阻止IGBT14bとを含む。なお、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bは、それぞれ、上記第1実施形態の逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bと同様に構成されている。なお、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1逆阻止通電制御素子」および「第2逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 200 includes a reverse blocking IGBT unit 14. The reverse blocking IGBT unit 14 includes a reverse blocking IGBT 14a and a reverse blocking IGBT 14b. The reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are configured similarly to the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b of the first embodiment, respectively. The reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are examples of the “first reverse blocking energization control element” and the “second reverse blocking energization control element” in the claims, respectively.

また、チョッパ回路200は、逆阻止IGBT部14と直列に接続されている整流素子部16を備える。整流素子部16は、逆阻止IGBT14aと直列に接続されているダイオード16aを含む。また、整流素子部16は、逆阻止IGBT14bと直列に接続されているダイオード16bを含む。なお、ダイオード16aおよびダイオード16bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1整流素子」および「第2整流素子」の一例である。   The chopper circuit 200 includes a rectifying element unit 16 connected in series with the reverse blocking IGBT unit 14. The rectifying element unit 16 includes a diode 16a connected in series with the reverse blocking IGBT 14a. The rectifying element unit 16 includes a diode 16b connected in series with the reverse blocking IGBT 14b. The diode 16a and the diode 16b are examples of the “first rectifying element” and the “second rectifying element” in the claims, respectively.

ダイオード16aのカソードは、コンデンサ回路13のコンデンサ13aの正極に接続されている。また、ダイオード16bのアノードは、コンデンサ回路13のコンデンサ13bの負極に接続されている。   The cathode of the diode 16 a is connected to the positive electrode of the capacitor 13 a of the capacitor circuit 13. The anode of the diode 16 b is connected to the negative electrode of the capacitor 13 b of the capacitor circuit 13.

〈短絡検出時の動作〉
次に、図3および図4を参照して、第2実施形態によるチョッパ回路200の短絡検出時の動作について説明する。チョッパ回路200の動作は、制御部9aの制御処理により実行される。なお、制御部9aは、特許請求の範囲の「短絡検出部」の一例である。
<Operation when short circuit is detected>
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the operation | movement at the time of short circuit detection of the chopper circuit 200 by 2nd Embodiment is demonstrated. The operation of the chopper circuit 200 is executed by the control process of the control unit 9a. The control unit 9a is an example of the “short circuit detection unit” in the claims.

図4に示すように、ステップS21において、ダイオード16aの短絡を検出したか否かが判断される。ダイオード16aの短絡を検出していない場合、ステップS22に進み、ダイオード16aの短絡を検出した場合、ステップS3に進む。   As shown in FIG. 4, it is determined in step S21 whether or not a short circuit of the diode 16a has been detected. If the short circuit of the diode 16a is not detected, the process proceeds to step S22. If the short circuit of the diode 16a is detected, the process proceeds to step S3.

そして、ステップS22において、ダイオード16bの短絡を検出したか否かが判断される。ダイオード16bの短絡を検出した場合、ステップS28に進み、ダイオード16bの短絡を検出していない場合、チョッパ回路200の短絡検出時の動作は終了される。   In step S22, it is determined whether or not a short circuit of the diode 16b has been detected. When the short circuit of the diode 16b is detected, the process proceeds to step S28. When the short circuit of the diode 16b is not detected, the operation of the chopper circuit 200 when the short circuit is detected is terminated.

なお、上記ステップS21およびS22を、上記の通常運転時の動作中に繰り返すことにより、通常運転時の動作中に短絡を検出することが可能である。   In addition, it is possible to detect a short circuit during the operation during the normal operation by repeating the steps S21 and S22 during the operation during the normal operation.

また、ステップS21においてダイオード16aの短絡を検出した場合に進むステップS23において、コンデンサ13aの電圧値Vc1が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きいか否かが判断される。電圧値Vc1が電圧値Vaよりも大きい場合には、ステップS24に進み、電圧値Vc1が電圧値Va以下の場合には、ステップS27に進む。   Further, in step S23 which proceeds when the short circuit of the diode 16a is detected in step S21, it is determined whether or not the voltage value Vc1 of the capacitor 13a is larger than the positive voltage value Va of the DC output circuit 1. When the voltage value Vc1 is larger than the voltage value Va, the process proceeds to step S24, and when the voltage value Vc1 is equal to or less than the voltage value Va, the process proceeds to step S27.

そして、ステップS24において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13aを充電する向きか否かが判断される。そして、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13aを充電する向きの場合、ステップS25に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13aを充電する向きでない場合、ステップS26に進む。   Then, in step S24, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is a direction for charging the capacitor 13a. Then, when the direction of the current flowing through the reactor 2 is a direction for charging the capacitor 13a, the process proceeds to step S25, and when the direction of the current flowing through the reactor 2 is not a direction for charging the capacitor 13a, the process proceeds to step S26.

そして、ステップS25において、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bが共にオフされる。これにより、逆阻止IGBT14bをオフすることにより、直流出力回路1からコンデンサ13aのみを充電する向きに電流が流れることに起因してダイオード16aの故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   In step S25, the reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are both turned off. Thus, by turning off the reverse blocking IGBT 14b, it is possible to suppress a large current from flowing to the failure location of the diode 16a due to the current flowing in the direction in which only the capacitor 13a is charged from the DC output circuit 1. It is.

その後、ステップS24に戻る。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13aを充電する向きでない状態になるまで、ステップS24およびS25を繰り返し、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13aを充電する向きから放電する向きに反転した時点に、ステップS26に進む。   Thereafter, the process returns to step S24. That is, steps S24 and S25 are repeated until the direction of the current flowing through the reactor 2 is not in the direction of charging the capacitor 13a, and the direction of the current flowing through the reactor 2 is reversed from the direction of charging the capacitor 13a to the direction of discharging. At the time, proceed to step S26.

そして、ステップS26において、逆阻止IGBT14bはオンされる。この時、逆阻止IGBT14bの逆耐圧が向上し、逆漏れ電流も略流れない。なお、この時、逆阻止IGBT14aはオフされる。その後、チョッパ回路200の短絡検出時の動作が終了される。   In step S26, the reverse blocking IGBT 14b is turned on. At this time, the reverse breakdown voltage of the reverse blocking IGBT 14b is improved, and the reverse leakage current hardly flows. At this time, the reverse blocking IGBT 14a is turned off. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 200 is terminated.

また、ステップS23において電圧値Vc1が電圧値Va以下の場合に進むステップS27において、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bが共にオフされる。この場合、電流は略逆流しないので、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bが共にオフされることにより、チョッパ回路200の動作が停止される。その後、チョッパ回路200の短絡検出時の動作が終了される。   Further, in step S27 that proceeds when the voltage value Vc1 is equal to or lower than the voltage value Va in step S23, both the reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are turned off. In this case, since the current does not substantially flow backward, both the reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are turned off, and the operation of the chopper circuit 200 is stopped. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 200 is terminated.

そして、ステップS22においてダイオード16bの短絡を検出した場合に進むステップS28において、コンデンサ13bの電圧値Vc2が直流出力回路1の正極の電圧値Vaよりも大きいか否かが判断される。電圧値Vc2が電圧値Vaよりも大きい場合には、ステップS29に進み、電圧値Vc2が電圧値Va以下の場合には、ステップS32に進む。   Then, in step S28 that proceeds when the short circuit of the diode 16b is detected in step S22, it is determined whether or not the voltage value Vc2 of the capacitor 13b is larger than the voltage value Va of the positive electrode of the DC output circuit 1. If the voltage value Vc2 is greater than the voltage value Va, the process proceeds to step S29. If the voltage value Vc2 is equal to or less than the voltage value Va, the process proceeds to step S32.

そして、ステップS29において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13bを充電する向きか否かが判断される。リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13bを充電する向きの場合、ステップS30に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ13bを充電する向きでない場合、ステップS31に進む。   In step S29, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor 13b is charged. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction for charging the capacitor 13b, the process proceeds to step S30. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not the direction for charging the capacitor 13b, the process proceeds to step S31.

そして、ステップS30において、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bが共にオフされる。その後、ステップS29に戻る。これにより、逆阻止IGBT14aをオフすることにより、直流出力回路1からコンデンサ13bのみを充電する向きに電流が流れることに起因してダイオード16bの故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することが可能である。   In step S30, the reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are both turned off. Thereafter, the process returns to step S29. Thereby, by turning off the reverse blocking IGBT 14a, it is possible to suppress a large current from flowing to the failure portion of the diode 16b due to the current flowing in the direction in which only the capacitor 13b is charged from the DC output circuit 1. It is.

そして、ステップS31において、逆阻止IGBT14aがオンされる。この時、逆阻止IGBT14aの逆耐圧が向上し、逆漏れ電流も略流れない。なお、この時、逆阻止IGBT14bはオフされる。これにより、コンデンサ13b、逆阻止IGBT14a、リアクトル2、直流出力回路1、短絡したダイオード16bの順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路200の短絡検出時の動作が終了される。   In step S31, the reverse blocking IGBT 14a is turned on. At this time, the reverse breakdown voltage of the reverse blocking IGBT 14a is improved, and the reverse leakage current hardly flows. At this time, the reverse blocking IGBT 14b is turned off. As a result, the current that tries to reversely flow in the order of the capacitor 13b, the reverse blocking IGBT 14a, the reactor 2, the DC output circuit 1, and the shorted diode 16b does not flow. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 200 is terminated.

また、ステップS28において電圧値Vc2が電圧値Va以下の場合に進むステップS32において、逆阻止IGBT14aおよび逆阻止IGBT14bが共にオフされる。その後、チョッパ回路200の短絡検出時の動作が終了される。   Further, in step S32 which proceeds when the voltage value Vc2 is equal to or lower than the voltage value Va in step S28, both the reverse blocking IGBT 14a and the reverse blocking IGBT 14b are turned off. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 200 is terminated.

また、第2実施形態によるチョッパ回路200のその他の構成は、第1実施形態におけるチョッパ回路100と同様である。   The other configuration of the chopper circuit 200 according to the second embodiment is the same as that of the chopper circuit 100 according to the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第2実施形態では、上記のように、制御部9aが、ダイオード16aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT14bをオンし、ダイオード16bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT14aをオンすることにより、コンデンサ回路13から直流出力回路1側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている。これにより、ダイオード16aが短絡故障して、コンデンサ13aから直流出力回路1に電流が逆流して流れようとし、逆阻止IGBT14bに逆電圧がかかる場合でも、逆阻止IGBT14bをオンすることで逆漏れ電流が小さくなって逆耐圧が高くなるので、ダイオード16aの短絡故障した箇所に電流が流れることが抑制される。また、ダイオード16bが短絡故障して、コンデンサ13bから直流出力回路1に電流が逆流しようとして逆阻止IGBT14aに逆電圧がかかる場合でも、逆阻止IGBT14aはオンされるので逆漏れ電流が小さくなり逆耐圧が高くなる。これらにより、ダイオード16aまたはダイオード16bの故障の拡大を抑制することができる。   In the second embodiment, as described above, the control unit 9a turns on the reverse blocking IGBT 14b when the short circuit of the diode 16a is detected, and turns on the reverse blocking IGBT 14a when the short circuit of the diode 16b is detected. By doing so, the path of the current flowing backward from the capacitor circuit 13 to the DC output circuit 1 side is cut off. As a result, even when the diode 16a is short-circuited and the current is going to flow backward from the capacitor 13a to the DC output circuit 1, and the reverse voltage is applied to the reverse blocking IGBT 14b, the reverse leakage current is turned on by turning on the reverse blocking IGBT 14b. Becomes smaller and the reverse breakdown voltage becomes higher, so that it is possible to suppress the current from flowing to the location where the diode 16a is short-circuited. Even if the diode 16b is short-circuited and a reverse voltage is applied to the reverse blocking IGBT 14a as a result of the current flowing from the capacitor 13b to the DC output circuit 1, the reverse blocking IGBT 14a is turned on, so that the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is reduced. Becomes higher. Accordingly, it is possible to suppress the expansion of the failure of the diode 16a or the diode 16b.

また、第2実施形態では、上記のように、制御部9aが、ダイオード16aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ13aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合に、逆阻止IGBT14bをオフし、ダイオード16bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ13bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合に、逆阻止IGBT14aをオフするように構成されている。これにより、コンデンサ13aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、逆阻止IGBT14bをオフすることにより、直流出力回路1からコンデンサ13aのみを充電する向きに電流が流れることに起因してダイオード16aの故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することができる。なお、ダイオード16aが短絡故障した場合に、コンデンサ13aの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、直流出力回路1に電流は逆流しないので、逆阻止IGBT14bをオフしても、ダイオード16aの故障の拡大を抑制することができる。また、コンデンサ13bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、逆阻止IGBT14aをオフすることにより、直流出力回路1からコンデンサ13bのみを充電する向きに電流が流れることに起因してダイオード16bの故障箇所に大きな電流が流れることを抑制することができる。なお、ダイオード16bが短絡故障した場合に、コンデンサ13bの電圧値が直流出力回路1の正極の電圧値以下の場合には、直流出力回路1に電流は逆流しないので、逆阻止IGBT14aをオフしても、ダイオード16bの故障の拡大を抑制することができる。   Further, in the second embodiment, as described above, when the short circuit of the diode 16a is detected by the control unit 9a and the voltage value of the capacitor 13a detected by the voltage detection unit 7 is the positive polarity of the DC output circuit 1. When the reverse blocking IGBT 14b is turned off when the voltage value is equal to or lower than the voltage value, the voltage value of the capacitor 13b detected by the voltage detection unit 7 when the short circuit of the diode 16b is detected is equal to or lower than the positive voltage value of the DC output circuit 1. In such a case, the reverse blocking IGBT 14a is turned off. As a result, when the voltage value of the capacitor 13a is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, by turning off the reverse blocking IGBT 14b, a current flows from the DC output circuit 1 in the direction of charging only the capacitor 13a. Therefore, it is possible to suppress a large current from flowing through the failure portion of the diode 16a. When the diode 16a is short-circuited and the voltage value of the capacitor 13a is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the current does not flow back to the DC output circuit 1, so the reverse blocking IGBT 14b is turned off. Also, the expansion of the failure of the diode 16a can be suppressed. Further, when the voltage value of the capacitor 13b is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, turning the reverse blocking IGBT 14a causes a current to flow from the DC output circuit 1 in the direction of charging only the capacitor 13b. As a result, it is possible to suppress a large current from flowing through the failure portion of the diode 16b. When the diode 16b is short-circuited and the voltage value of the capacitor 13b is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit 1, the current does not flow back to the DC output circuit 1, so the reverse blocking IGBT 14a is turned off. Also, it is possible to suppress the expansion of the failure of the diode 16b.

また、第2実施形態によるチョッパ回路200のその他の効果は、第1実施形態におけるチョッパ回路100と同様である。   The other effects of the chopper circuit 200 according to the second embodiment are the same as those of the chopper circuit 100 according to the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図5および図6を参照して、第3実施形態によるチョッパ回路300の構成について説明する。第3実施形態のチョッパ回路300は、昇圧チョッパ回路である第1実施形態のチョッパ回路100とは異なり、降圧チョッパ回路を構成している。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, the configuration of the chopper circuit 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. Unlike the chopper circuit 100 of the first embodiment, which is a step-up chopper circuit, the chopper circuit 300 of the third embodiment forms a step-down chopper circuit. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図5を参照して、第3実施形態によるチョッパ回路300の構成について説明する。図5では、チョッパ回路300の電気回路図を示している。   The configuration of the chopper circuit 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an electric circuit diagram of the chopper circuit 300.

図5に示すように、チョッパ回路300は、直流出力回路11を備える。直流出力回路11は、直流電源11aと、直流電源11bとを含む。チョッパ回路300は、互いに直列に接続された直流電源11aおよび直流電源11bの電圧を降圧して負荷101に印加するように構成されている。すなわち、チョッパ回路300は、直流電源11aの正極の電圧値と直流電源11bの正極の電圧値との合計値よりも小さい電圧値を有する電圧を負荷101に印加するように構成されている。また、チョッパ回路300は、いわゆる3レベル降圧チョッパ回路として構成されている。なお、直流電源11aおよび直流電源11bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1直流電源」および「第2直流電源」の一例である。   As shown in FIG. 5, the chopper circuit 300 includes a DC output circuit 11. The DC output circuit 11 includes a DC power supply 11a and a DC power supply 11b. The chopper circuit 300 is configured to step down the voltages of the DC power supply 11a and the DC power supply 11b connected in series with each other and apply them to the load 101. That is, the chopper circuit 300 is configured to apply a voltage having a voltage value smaller than the total value of the positive voltage value of the DC power supply 11a and the positive voltage value of the DC power supply 11b to the load 101. The chopper circuit 300 is configured as a so-called three-level step-down chopper circuit. The DC power supply 11a and the DC power supply 11b are examples of the “first DC power supply” and the “second DC power supply” in the claims, respectively.

チョッパ回路300は、コンデンサ回路23を備える。チョッパ回路300では、リアクトル2は、コンデンサ回路23と直列に接続されている。コンデンサ回路23の正極および負極は、負荷101の両端に接続されている。なお、コンデンサ回路23は、第3実施形態では1つのコンデンサにより構成されているが、複数のコンデンサにより構成されていてもよい。   The chopper circuit 300 includes a capacitor circuit 23. In the chopper circuit 300, the reactor 2 is connected in series with the capacitor circuit 23. A positive electrode and a negative electrode of the capacitor circuit 23 are connected to both ends of the load 101. In addition, although the capacitor circuit 23 is configured by one capacitor in the third embodiment, it may be configured by a plurality of capacitors.

チョッパ回路300は、逆阻止IGBT部24を備える。逆阻止IGBT部24は、逆阻止IGBT24aと、逆阻止IGBT24bとを含む。逆阻止IGBT24aのコレクタは、直流電源11aの正極に接続されている。また、逆阻止IGBT24bのエミッタは、直流電源11bの負極に接続されている。なお、逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGBT24bは、それぞれ、上記第1実施形態の逆阻止IGBT4aおよび逆阻止IGBT4bと同様に構成されている。なお、逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGBT24bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1逆阻止通電制御素子」および「第2逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 300 includes a reverse blocking IGBT unit 24. The reverse blocking IGBT unit 24 includes a reverse blocking IGBT 24a and a reverse blocking IGBT 24b. The collector of the reverse blocking IGBT 24a is connected to the positive electrode of the DC power supply 11a. The emitter of the reverse blocking IGBT 24b is connected to the negative electrode of the DC power supply 11b. The reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b are configured similarly to the reverse blocking IGBT 4a and the reverse blocking IGBT 4b of the first embodiment, respectively. The reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b are examples of the “first reverse blocking energization control element” and the “second reverse blocking energization control element” in the claims, respectively.

チョッパ回路300は、逆阻止IGBT部24と逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT部25を備える。逆並列逆阻止IGBT部25は、逆阻止IGBT24aと逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT25aを含む。また、逆並列逆阻止IGBT部25は、逆阻止IGBT24bと逆並列に接続されている逆並列逆阻止IGBT25bを含む。なお、逆並列逆阻止IGBT25aおよび逆並列逆阻止IGBT25bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3逆並列逆阻止通電制御素子」および「第4逆並列逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 300 includes an antiparallel reverse blocking IGBT unit 25 connected in reverse parallel with the reverse blocking IGBT unit 24. The reverse parallel reverse blocking IGBT unit 25 includes an reverse parallel reverse blocking IGBT 25a connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 24a. The reverse parallel reverse blocking IGBT unit 25 includes an reverse parallel reverse blocking IGBT 25b connected in reverse parallel with the reverse blocking IGBT 24b. The reverse parallel reverse blocking IGBT 25a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b are examples of the “third reverse parallel reverse blocking energization control element” and the “fourth reverse parallel reverse blocking energization control element”, respectively.

チョッパ回路300は、逆阻止IGBT部24および逆並列逆阻止IGBT部25と直列に接続されている整流素子部26を備える。整流素子部26は、逆阻止IGBT24aおよび逆並列逆阻止IGBT25aと直列に接続されている双方向IGBTモジュール26aを含む。双方向IGBTモジュール26aは、逆阻止IGBT24cと、逆阻止IGBT24cに逆並列に接続された逆並列逆阻止IGBT25cとにより構成されている。なお、逆阻止IGBT24aのエミッタと、逆並列逆阻止IGBT25cのエミッタとは接続されている。なお、双方向IGBTモジュール26aは、特許請求の範囲の「第1整流素子」の一例である。   The chopper circuit 300 includes a rectifying element unit 26 connected in series with the reverse blocking IGBT unit 24 and the reverse parallel reverse blocking IGBT unit 25. The rectifying element unit 26 includes a bidirectional IGBT module 26a connected in series with the reverse blocking IGBT 24a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a. The bidirectional IGBT module 26a includes a reverse blocking IGBT 24c and an antiparallel reverse blocking IGBT 25c connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 24c. The emitter of the reverse blocking IGBT 24a and the emitter of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25c are connected. The bidirectional IGBT module 26a is an example of the “first rectifying element” in the claims.

また、整流素子部26は、逆阻止IGBT24bおよび逆並列逆阻止IGBT25bと直列に接続されている双方向IGBTモジュール26bを含む。双方向IGBTモジュール26bは、逆阻止IGBT24dと、逆阻止IGBT24dに逆並列に接続された逆並列逆阻止IGBT25dとにより構成されている。なお、逆阻止IGBT24bのコレクタと、逆並列逆阻止IGBT25dのコレクタとは接続されている。また、双方向IGBTモジュール26aと双方向IGBTモジュール26bとは直列に接続されている。なお、双方向IGBTモジュール26bは、特許請求の範囲の「第2整流素子」の一例である。   The rectifying element unit 26 includes a bidirectional IGBT module 26b connected in series with the reverse blocking IGBT 24b and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b. The bidirectional IGBT module 26b includes a reverse blocking IGBT 24d and an antiparallel reverse blocking IGBT 25d connected in reverse parallel to the reverse blocking IGBT 24d. The collector of the reverse blocking IGBT 24b and the collector of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d are connected. The bidirectional IGBT module 26a and the bidirectional IGBT module 26b are connected in series. The bidirectional IGBT module 26b is an example of the “second rectifier element” in the claims.

また、逆阻止IGBT24aと逆並列逆阻止IGBT25aとにより、双方向IGBTモジュール26cが構成されている。また、逆阻止IGBT24bと逆並列逆阻止IGBT25bとにより、双方向IGBTモジュール26dが構成されている。   Further, the reverse blocking IGBT 24a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a constitute a bidirectional IGBT module 26c. Further, the reverse blocking IGBT 24b and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b constitute a bidirectional IGBT module 26d.

また、双方向IGBTモジュール26aのアノードは、直流電源11aの負極に接続されている。また、双方向IGBTモジュール26bのカソードは、直流電源11bの正極に接続されている。なお、直流電源11aの負極と直流電源11bの正極とは接続されている。具体的には、直流電源11aの負極、および、直流電源11bの正極は、逆並列逆阻止IGBT25cのコレクタと逆並列逆阻止IGBT25dのエミッタとに接続されている。   The anode of the bidirectional IGBT module 26a is connected to the negative electrode of the DC power supply 11a. The cathode of the bidirectional IGBT module 26b is connected to the positive electrode of the DC power supply 11b. Note that the negative electrode of the DC power supply 11a and the positive electrode of the DC power supply 11b are connected. Specifically, the negative electrode of the DC power supply 11a and the positive electrode of the DC power supply 11b are connected to the collector of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25c and the emitter of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d.

また、双方向IGBTモジュール26aおよび双方向IGBTモジュール26bは、リアクトル2を介してコンデンサ回路23の両端に接続されている。   The bidirectional IGBT module 26 a and the bidirectional IGBT module 26 b are connected to both ends of the capacitor circuit 23 via the reactor 2.

具体的には、コンデンサ回路23の正極とリアクトル2の一方端とが接続されている。また、逆並列逆阻止IGBT25cのコレクタと逆並列逆阻止IGBT25dのエミッタとが接続されている。そして、逆並列逆阻止IGBT25cのエミッタとリアクトル2の他方端とが接続されており、逆並列逆阻止IGBT25dのコレクタとコンデンサ回路23の負極とが接続されている。   Specifically, the positive electrode of the capacitor circuit 23 and one end of the reactor 2 are connected. The collector of the antiparallel reverse blocking IGBT 25c is connected to the emitter of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d. The emitter of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25c and the other end of the reactor 2 are connected, and the collector of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d and the negative electrode of the capacitor circuit 23 are connected.

電圧検出部7は、コンデンサ回路23の正極に接続されており、コンデンサ回路23の正極の電圧値Vcを検出するように構成されている。   The voltage detection unit 7 is connected to the positive electrode of the capacitor circuit 23 and is configured to detect the voltage value Vc of the positive electrode of the capacitor circuit 23.

〈制御部の構成〉
制御部19は、逆阻止IGBT24a、逆阻止IGBT24b、逆阻止IGBT24c、逆阻止IGBT24d、逆並列逆阻止IGBT25a、逆並列逆阻止IGBT25b、逆並列逆阻止IGBT25c、および、逆並列逆阻止IGBT25dのゲートに接続されており、上記8つのIGBT素子のオンオフを制御するように構成されている。なお、制御部19は、特許請求の範囲の「短絡検出部」の一例である。
<Configuration of control unit>
The control unit 19 is connected to the gates of the reverse blocking IGBT 24a, reverse blocking IGBT 24b, reverse blocking IGBT 24c, reverse blocking IGBT 24d, reverse parallel reverse blocking IGBT 25a, reverse parallel reverse blocking IGBT 25b, reverse parallel reverse blocking IGBT 25c, and reverse parallel reverse blocking IGBT 25d. It is configured to control on / off of the eight IGBT elements. The control unit 19 is an example of the “short circuit detection unit” in the claims.

ここで、第3実施形態では、制御部19は、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11bの正極の電圧値Va2よりも大きい場合に、電流検出部8が検出する電流の流れる向きが、コンデンサ回路23を充電する向き(図5の矢印C1方向)からコンデンサ回路23から放電される向き(図5の矢印C2方向)に反転したことに基づいて(反転する時点に)、逆並列逆阻止IGBT25bをオン(順導通状態)からオフ(切断状態)に切り替えるとともに、逆阻止IGBT24bをオフ(切断状態)からオン(順導通状態)に切り替える制御を行うように構成されている。この時、制御部19は、双方向IGBTモジュール26cを順方向オフの状態(逆阻止IGBT24aはオフ、逆並列逆阻止IGBT25aはオンの状態)にしている。   Here, in the third embodiment, when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected, the control unit 19 sets the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 to the positive polarity of the DC power supply 11b. When the voltage value is larger than Va2, the direction in which the current detected by the current detector 8 flows is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged (the direction of the arrow C1 in FIG. 5) and the direction in which the capacitor circuit 23 is discharged (in FIG. 5). The reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is switched from ON (forward conduction state) to OFF (disconnected state) and the reverse blocking IGBT 24b is switched from OFF (disconnected state) based on the reverse (in the time of inversion) in the direction of arrow C2. It is configured to perform control to turn on (forward conduction state). At this time, the control unit 19 puts the bidirectional IGBT module 26c in the forward off state (the reverse blocking IGBT 24a is off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is on).

また、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11aの正極の電圧値Va1よりも大きい場合に、電流検出部8が検出する電流の流れる向きが、コンデンサ回路23を充電する向き(図5の矢印C1方向)からコンデンサ回路23から放電される向き(図5の矢印C2方向)に反転したことに基づいて(反転する時点に)、逆並列逆阻止IGBT25aをオン(順導通状態)からオフ(切断状態)に切り替えるとともに、逆阻止IGBT24aをオフ(切断状態)からオン(順導通状態)に切り替える制御を行うように構成されている。この時、制御部19は、双方向IGBTモジュール26dを順方向オフの状態(逆阻止IGBT24bはオフ、逆並列逆阻止IGBT25bはオンの状態)にしている。なお、電圧値Va1および電圧値Va2の情報は、チョッパ回路300に予め記憶されていてもよいし、電圧検出部を設けて取得されるように構成してもよい。   Further, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected and the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is larger than the positive voltage value Va1 of the DC power supply 11a, the current detection unit Based on the fact that the direction in which the current detected by 8 is reversed from the direction in which the capacitor circuit 23 is charged (in the direction of arrow C1 in FIG. 5) to the direction in which the capacitor circuit 23 is discharged (in the direction of arrow C2 in FIG. 5) ( At the time of inversion, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is switched from on (forward conducting state) to off (disconnected state), and the reverse blocking IGBT 24a is switched from off (disconnected state) to on (forward conducting state). It is configured. At this time, the control unit 19 puts the bidirectional IGBT module 26d in the forward direction off state (the reverse blocking IGBT 24b is off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is on). The information on the voltage value Va1 and the voltage value Va2 may be stored in the chopper circuit 300 in advance, or may be configured to be obtained by providing a voltage detection unit.

また、第3実施形態では、制御部19は、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11bの正極の電圧値Va2以下の場合には、コンデンサ回路23から直流電源11bへ電流が逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT25bをオンする。   Further, in the third embodiment, the control unit 19 detects that the short-circuit of the bidirectional IGBT module 26a and the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is the positive voltage of the DC power supply 11b. In the case of the value Va2 or less, since the current does not flow backward from the capacitor circuit 23 to the DC power supply 11b, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned on.

また、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11aの正極の電圧値Va1以下の場合には、コンデンサ回路23から直流電源11aへ電流が逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT25aをオンする。   Further, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected and the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is equal to or lower than the voltage value Va1 of the positive electrode of the DC power supply 11a, the capacitor circuit 23 Since the current does not flow backward from the DC power source 11a, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on.

(降圧チョッパ回路の動作)
〈通常運転時の動作〉
次に、図5を参照して、第3実施形態によるチョッパ回路300の通常運転時の動作について説明する。チョッパ回路300の動作は、制御部19の制御処理により実行される。
(Operation of step-down chopper circuit)
<Operation during normal operation>
Next, with reference to FIG. 5, the operation | movement at the time of normal driving | operation of the chopper circuit 300 by 3rd Embodiment is demonstrated. The operation of the chopper circuit 300 is executed by the control process of the control unit 19.

まず、逆阻止IGBT24aがオンされ、かつ、逆阻止IGBT24bがオフされると、直流電源11a、逆阻止IGBT24a、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆並列逆阻止IGBT25dの順で電流が流れる。   First, when the reverse blocking IGBT 24a is turned on and the reverse blocking IGBT 24b is turned off, a current flows in the order of the DC power supply 11a, the reverse blocking IGBT 24a, the reactor 2, the capacitor circuit 23, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d.

そして、逆阻止IGBT24aがオフされ、かつ、逆阻止IGBT24bがオンされると、直流電源11b、逆並列逆阻止IGBT25c、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆阻止IGBT24bの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 24a is turned off and the reverse blocking IGBT 24b is turned on, a current flows in the order of the DC power supply 11b, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25c, the reactor 2, the capacitor circuit 23, and the reverse blocking IGBT 24b.

そして、逆阻止IGBT24aがオンされ、かつ、逆阻止IGBT24bがオンされると、直流電源11a、逆阻止IGBT24a、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆阻止IGBT24b、直流電源11bの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 24a is turned on and the reverse blocking IGBT 24b is turned on, current flows in the order of the DC power supply 11a, the reverse blocking IGBT 24a, the reactor 2, the capacitor circuit 23, the reverse blocking IGBT 24b, and the DC power supply 11b.

そして、逆阻止IGBT24aがオフされ、かつ、逆阻止IGBT24bがオフされると、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆並列逆阻止IGBT25d、逆並列逆阻止IGBT25cの順で電流が流れる。   When the reverse blocking IGBT 24a is turned off and the reverse blocking IGBT 24b is turned off, a current flows in the order of the reactor 2, the capacitor circuit 23, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25d, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25c.

チョッパ回路300では、上記の動作のそれぞれの期間(時比率)が制御部19により制御されるとともに、上記の動作が繰り返されることにより、直流電源11aおよび直流電源11bの電圧から降圧された(電力変換された)電力が負荷101に供給される。   In the chopper circuit 300, each period (duty ratio) of the above operation is controlled by the control unit 19, and the above operation is repeated to step down the voltage from the voltage of the DC power source 11a and the DC power source 11b (power). The converted power is supplied to the load 101.

〈短絡検出時の動作〉
次に、図5および図6を参照して、第3実施形態によるチョッパ回路300の短絡検出時の動作について説明する。チョッパ回路300の動作は、制御部19の制御処理により実行される。
<Operation when short circuit is detected>
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 300 according to the third embodiment will be described. The operation of the chopper circuit 300 is executed by the control process of the control unit 19.

図6に示すように、ステップS41において、双方向IGBTモジュール26aの短絡を検出したか否かが判断される。双方向IGBTモジュール26aの短絡を検出していない場合、ステップS42に進み、双方向IGBTモジュール26aの短絡を検出した場合、ステップS43に進む。   As shown in FIG. 6, in step S41, it is determined whether or not a short circuit of the bidirectional IGBT module 26a has been detected. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is not detected, the process proceeds to step S42, and when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected, the process proceeds to step S43.

そして、ステップS42において、双方向IGBTモジュール26bの短絡を検出したか否かが判断される。双方向IGBTモジュール26bの短絡を検出した場合、ステップS48に進み、双方向IGBTモジュール26bの短絡を検出していない場合、チョッパ回路300の短絡検出時の動作は終了される。   In step S42, it is determined whether or not a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b has been detected. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected, the process proceeds to step S48. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is not detected, the operation of the chopper circuit 300 when the short circuit is detected is terminated.

なお、上記ステップS41およびS42を、上記の通常運転時の動作中に繰り返すことにより、通常運転時の動作中に短絡を検出することが可能である。   In addition, it is possible to detect a short circuit during operation during normal operation by repeating steps S41 and S42 during operation during normal operation.

また、ステップS41において双方向IGBTモジュール26aの短絡を検出した場合に進むステップS43において、コンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11bの正極の電圧値Va2よりも大きいか否かが判断される。電圧値Vcが電圧値Va2よりも大きい場合には、ステップS44に進み、電圧値Vcが電圧値Va2以下の場合には、ステップS47に進む。   In step S43, which is performed when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected in step S41, it is determined whether or not the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 is larger than the positive voltage value Va2 of the DC power supply 11b. When the voltage value Vc is larger than the voltage value Va2, the process proceeds to step S44, and when the voltage value Vc is equal to or less than the voltage value Va2, the process proceeds to step S47.

そして、ステップS44において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きか否かが判断される。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きが、コンデンサ回路23を充電する向き(図5の矢印C1方向)か、コンデンサ回路23から放電される向き(矢印C2方向)かが判断される。そして、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きの場合、ステップS45に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない場合、ステップS46に進む。   In step S44, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged. That is, it is determined whether the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged (in the direction of arrow C1 in FIG. 5) or the direction in which the capacitor circuit 23 is discharged (in the direction of arrow C2). Then, if the direction of the current flowing through the reactor 2 is a direction for charging the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S45. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not a direction for charging the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S46.

そして、ステップS45において、逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGBT24bが共にオフにされる。このとき、逆並列逆阻止IGBT25aおよび逆並列逆阻止IGBT25bには逆電圧がかかるため、通常動作時同様に、それぞれオンの状態にされる。これにより、双方向IGBTモジュール26cおよび双方向IGBTモジュール26dは順方向オフの状態にされる。逆阻止IGBT24aをオンにすると、直流電源11aの両極が短絡することになり、短絡故障した双方向IGBTモジュール26aに短絡電流が流れ、故障の拡大のおそれがある。逆阻止IGTB24bをオンにすると、直流電源11b、短絡故障した双方向IGBTモジュール26a、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆阻止IGBT24bの順に、直流電源11bから電流が流れるので、短絡故障した双方向IGBTモジュール26aの故障の拡大のおそれがある。そこで、逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGTB24bが共にオフにされると、短絡故障した双方向IGBTモジュール26aには、しばらくの間は、短絡故障した双方向IGBTモジュール26a、リアクトル2、コンデンサ回路23、逆並列逆阻止IGBT25dの順に、コンデンサ回路23を充電する向きに電流が流れるが、逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGTB24bをオンしたときよりも流れる電流は小さなものとなり、故障の拡大の可能性は減じられる。   In step S45, both the reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b are turned off. At this time, since a reverse voltage is applied to the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b, each is turned on as in the normal operation. As a result, the bidirectional IGBT module 26c and the bidirectional IGBT module 26d are turned off in the forward direction. When the reverse blocking IGBT 24a is turned on, both poles of the DC power source 11a are short-circuited, and a short-circuit current flows through the short-circuited bidirectional IGBT module 26a, which may increase the failure. When the reverse blocking IGBT 24b is turned on, a current flows from the DC power supply 11b in the order of the DC power supply 11b, the short-circuited bidirectional IGBT module 26a, the reactor 2, the capacitor circuit 23, and the reverse blocking IGBT 24b. There is a risk of expanding the failure of 26a. Therefore, when the reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b are both turned off, the short-circuited bidirectional IGBT module 26a includes the short-circuited bidirectional IGBT module 26a, the reactor 2, the capacitor circuit 23, the reverse circuit for a while. Although the current flows in the direction of charging the capacitor circuit 23 in the order of the parallel reverse blocking IGBT 25d, the current flowing is smaller than when the reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b are turned on, and the possibility of expanding the failure is reduced.

なお、ステップS45において、逆並列逆阻止IGBT25dもオフすることで双方向IGBTモジュール26aに流れる電流を止めようとするのは、リアクトル2の電流を切断しようとすることになるため、困難である。そのため、リアクトル2の電流がコンデンサ回路23を充電する向きに流れている間は、逆並列逆阻止IGBT25dをオンの状態にしておく。   In step S45, it is difficult to stop the current flowing through the bidirectional IGBT module 26a by turning off the antiparallel reverse blocking IGBT 25d because the current of the reactor 2 is to be cut off. Therefore, the antiparallel reverse blocking IGBT 25d is kept on while the current of the reactor 2 flows in the direction of charging the capacitor circuit 23.

その後、ステップS44に戻る。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない状態になるまで、ステップS44およびS45を繰り返し、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きから放電する向きに反転した時点に、ステップS46に進む。   Thereafter, the process returns to step S44. That is, steps S44 and S45 are repeated until the direction of the current flowing through the reactor 2 is not in the direction of charging the capacitor circuit 23, and the direction of the current flowing through the reactor 2 is changed from the direction of charging the capacitor circuit 23 to the direction of discharging. When it is reversed, the process proceeds to step S46.

そして、ステップS46において、双方向IGBTモジュール26cが順方向オフにされる一方、双方向IGBTモジュール26dは、逆方向オフにされる。すなわち、逆阻止IGBT24bはオン、逆並列逆阻止IGBT25bはオフにされる。これにより、コンデンサ回路23、リアクトル2、短絡した双方向IGBTモジュール26aおよび直流電源11bの順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路300の短絡検出時の動作が終了される。   In step S46, the bidirectional IGBT module 26c is turned off in the forward direction, while the bidirectional IGBT module 26d is turned off in the reverse direction. That is, the reverse blocking IGBT 24b is turned on, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned off. As a result, the current that tries to reversely flow in the order of the capacitor circuit 23, the reactor 2, the short-circuited bidirectional IGBT module 26a, and the DC power supply 11b does not flow. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 300 is ended.

また、ステップS43において電圧値Vcが電圧値Va2以下の場合に進むステップS47において、双方向IGBTモジュール26cおよび双方向IGBTモジュール26dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT24aがオフ、逆並列逆阻止IGBT25aがオン、逆阻止IGBT24bがオフ、逆並列逆阻止IGBT25bがオン)にされる。この場合、電流は略逆流しないので、双方向IGBTモジュール26cおよび双方向IGBTモジュール26dが共に順方向オフにされることにより、チョッパ回路300の動作が停止される。その後、チョッパ回路300の短絡検出時の動作が終了される。   Further, in step S47, which proceeds when the voltage value Vc is equal to or lower than the voltage value Va2 in step S43, the bidirectional IGBT module 26c and the bidirectional IGBT module 26d are both turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 24a is turned off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on). ON, reverse blocking IGBT 24b is OFF, and reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is ON). In this case, since the current does not substantially flow backward, both the bidirectional IGBT module 26c and the bidirectional IGBT module 26d are turned off in the forward direction, whereby the operation of the chopper circuit 300 is stopped. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 300 is ended.

そして、ステップS42において双方向IGBTモジュール26bの短絡を検出した場合に進むステップS48において、コンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源11aの正極の電圧値Va1よりも大きいか否かが判断される。電圧値Vcが電圧値Va1よりも大きい場合には、ステップS49に進み、電圧値Vcが電圧値Va1以下の場合には、ステップS52に進む。   Then, in step S48 that proceeds when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected in step S42, it is determined whether or not the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 is larger than the positive voltage value Va1 of the DC power supply 11a. If the voltage value Vc is greater than the voltage value Va1, the process proceeds to step S49. If the voltage value Vc is equal to or less than the voltage value Va1, the process proceeds to step S52.

そして、ステップS49において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きか否かが判断される。リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きの場合、ステップS50に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない場合、ステップS51に進む。   Then, in step S49, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction to charge the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S50. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not the direction to charge the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S51.

そして、ステップS50において、双方向IGBTモジュール26cおよび双方向IGBTモジュール26dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT24aがオフ、逆並列逆阻止IGBT25aがオン、逆阻止IGBT24bがオフ、逆並列逆阻止IGBT25bがオン)にされる。その後、ステップS49に戻る。   In step S50, the bidirectional IGBT module 26c and the bidirectional IGBT module 26d are both turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 24a is turned off, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on, the reverse blocking IGBT 24b is turned off, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned on. ). Thereafter, the process returns to step S49.

そして、ステップS51において、双方向IGBTモジュール26cが逆方向オフ(逆阻止IGBT24aがオン、逆並列逆阻止IGBT25aがオフ)にされ、かつ、双方向IGBTモジュール26dが、順方向オフ(逆阻止IGBT24bがオフ、逆並列逆阻止IGBT25bがオン)にされる。これにより、コンデンサ回路23、リアクトル2、双方向IGBTモジュール26c、直流電源11a、短絡した双方向IGBTモジュール26bの順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路300の短絡検出時の動作が終了される。   In step S51, the bidirectional IGBT module 26c is turned off in the reverse direction (the reverse blocking IGBT 24a is turned on and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned off), and the bidirectional IGBT module 26d is turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 24b is turned off). Off, and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned on). Thereby, the electric current which tries to reversely flow in the order of the capacitor circuit 23, the reactor 2, the bidirectional IGBT module 26c, the DC power supply 11a, and the short-circuited bidirectional IGBT module 26b does not flow. Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 300 is ended.

また、ステップS48において電圧値Vcが電圧値Va1以下の場合に進むステップS52において、双方向IGBTモジュール26cおよび双方向IGBTモジュール26dが共に順方向オフ(逆阻止IGBT24aがオフ、逆並列逆阻止IGBT25aがオン、逆阻止IGBT24bがオフ、逆並列逆阻止IGBT25bがオン)にされる。その後、チョッパ回路300の短絡検出時の動作が終了される。   Further, in step S52, which proceeds when the voltage value Vc is equal to or lower than the voltage value Va1 in step S48, the bidirectional IGBT module 26c and the bidirectional IGBT module 26d are both turned off in the forward direction (the reverse blocking IGBT 24a is turned off and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on). ON, reverse blocking IGBT 24b is OFF, and reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is ON). Thereafter, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 300 is ended.

また、第3実施形態によるチョッパ回路300のその他の構成は、第1実施形態におけるチョッパ回路100と同様である。   The other configuration of the chopper circuit 300 according to the third embodiment is the same as that of the chopper circuit 100 according to the first embodiment.

(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第3実施形態では、上記のように、制御部19が、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT24bをオンするとともに逆並列逆阻止IGBT25bをオフし、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT24aをオンするとともに逆並列逆阻止IGBT25aをオフすることにより、コンデンサ回路23から直流出力回路11側に逆流する電流の経路を遮断するように、チョッパ回路300を構成する。これにより、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合に、逆並列逆阻止IGBT25bをオフすることによって、コンデンサ回路23から直流電源11bへの電流の逆流が、逆並列逆阻止IGBT25bによって遮断される。この時、逆阻止IGBT24bをオンすることによって、逆電圧のかかる逆阻止IGBT24bの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。また、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合に、逆並列逆阻止IGBT25aをオフすることによって、コンデンサ回路23から直流電源11aへの電流の逆流が、逆並列逆阻止IGBT25aによって遮断される。この時、逆阻止IGBT24aをオンすることによって、逆電圧のかかる逆阻止IGBT24aの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。   In the third embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected, the control unit 19 turns on the reverse blocking IGBT 24b and turns off the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b. When the short circuit 26b is detected, the reverse blocking IGBT 24a is turned on and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned off to cut off the path of the current flowing backward from the capacitor circuit 23 to the DC output circuit 11 side. The circuit 300 is configured. Thereby, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned off, whereby the reverse current flow from the capacitor circuit 23 to the DC power supply 11b is blocked by the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b. The At this time, by turning on the reverse blocking IGBT 24b, the reverse leakage current of the reverse blocking IGBT 24b to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. Further, when a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned off, whereby the reverse flow of the current from the capacitor circuit 23 to the DC power supply 11a is blocked by the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a. . At this time, by turning on the reverse blocking IGBT 24a, the reverse leakage current of the reverse blocking IGBT 24a to which a reverse voltage is applied can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed.

また、第3実施形態では、上記のように、制御部19が、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値が直流電源11bの正極の電圧値以下の場合に、逆並列逆阻止IGBT25bをオンする。そして、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値が直流電源11aの正極の電圧値以下の場合に、逆並列逆阻止IGBT25aをオンするように、チョッパ回路300を構成する。   Further, in the third embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected by the control unit 19, the voltage value of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is the DC power supply 11b. The reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned on when the voltage value is less than or equal to the positive voltage value. When the short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected and the voltage value of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 11a, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is set. The chopper circuit 300 is configured to turn on.

これにより、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合でかつコンデンサ回路23の電圧値が直流電源11bの正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる逆並列逆阻止IGBT25bをオンすることにより、逆並列逆阻止IGBT25bの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ回路23の電圧値が直流電源11bの正極の電圧値以下の場合は、直流電源11bに電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT25bをオンしても、双方向IGBTモジュール26aの故障の拡大を抑制することができる。また、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合でかつコンデンサ回路23の電圧値が直流電源11aの正極の電圧値以下の場合には、逆電圧のかかる逆並列逆阻止IGBT25aをオンすることにより、逆並列逆阻止IGBT25aの逆漏れ電流を小さくし、逆耐圧を向上させ、故障を抑制することができる。なお、コンデンサ回路23の電圧値が直流電源11aの正極の電圧値以下の場合は、直流電源11aに電流は逆流しないので、逆並列逆阻止IGBT25aをオンしても、双方向IGBTモジュール26bの故障の拡大を抑制することができる。   Thereby, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected and the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 11b, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b to which a reverse voltage is applied is turned on. Thereby, the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. If the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 11b, the current does not flow backward to the DC power supply 11b. Therefore, even if the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b is turned on, the bidirectional IGBT module 26a fails. Can be suppressed. When a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected and the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 11a, the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a to which a reverse voltage is applied is turned on. Thus, the reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a can be reduced, the reverse breakdown voltage can be improved, and the failure can be suppressed. If the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 11a, the current does not flow backward to the DC power supply 11a. Therefore, even if the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on, the bidirectional IGBT module 26b fails. Can be suppressed.

また、第3実施形態では、上記のように、制御部19が、双方向IGBTモジュール26aの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT25bをオンするときは逆阻止IGBT24bをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT25bをオフするときは逆阻止IGBT24bをオンする。そして、双方向IGBTモジュール26bの短絡が検出された場合、逆並列逆阻止IGBT25aをオンするときは逆阻止IGBT24aをオフするとともに、逆並列逆阻止IGBT25aをオフするときは逆阻止IGBT24aをオンするように、チョッパ回路300を構成する。これにより、逆阻止IGBT24a(逆阻止IGBT24b)および逆並列逆阻止IGBT25a(逆並列逆阻止IGBT25b)のうちの一方をオフすることにより電流の流れを遮断することによって、短絡箇所の故障の拡大を抑制することができるとともに、他方をオンすることにより逆漏れ電流を小さくすることができる。   In the third embodiment, as described above, when the short circuit of the bidirectional IGBT module 26a is detected, the control unit 19 turns off the reverse blocking IGBT 24b and turns the reverse blocking IGBT 24b off when turning on the reverse parallel reverse blocking IGBT 25b. When turning off the parallel reverse blocking IGBT 25b, the reverse blocking IGBT 24b is turned on. When a short circuit of the bidirectional IGBT module 26b is detected, the reverse blocking IGBT 24a is turned off when the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned on, and the reverse blocking IGBT 24a is turned on when the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a is turned off. In addition, the chopper circuit 300 is configured. As a result, the current flow is interrupted by turning off one of the reverse blocking IGBT 24a (reverse blocking IGBT 24b) and the reverse parallel reverse blocking IGBT 25a (reverse parallel reverse blocking IGBT 25b), thereby suppressing the expansion of the failure at the short circuit location. In addition, the reverse leakage current can be reduced by turning on the other.

また、第3実施形態によるチョッパ回路300のその他の効果は、第1実施形態におけるチョッパ回路100と同様である。   Other effects of the chopper circuit 300 according to the third embodiment are the same as those of the chopper circuit 100 according to the first embodiment.

[第4実施形態]
次に、図7および図8を参照して、第4実施形態によるチョッパ回路400の構成について説明する。第4実施形態のチョッパ回路400には、第3実施形態のチョッパ回路300の構成から、逆並列逆阻止IGBT25aと、逆並列逆阻止IGBT25bとが省かれている。また、整流素子として双方向IGBTモジュールが設けられていた第3実施形態とは異なり、整流素子としてダイオードが設けられている。なお、上記第3実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[Fourth embodiment]
Next, the configuration of the chopper circuit 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the chopper circuit 400 of the fourth embodiment, the antiparallel reverse blocking IGBT 25a and the antiparallel reverse blocking IGBT 25b are omitted from the configuration of the chopper circuit 300 of the third embodiment. Further, unlike the third embodiment in which the bidirectional IGBT module is provided as a rectifying element, a diode is provided as the rectifying element. In addition, about the structure same as the said 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図7を参照して、第4実施形態によるチョッパ回路400の構成について説明する。図7では、チョッパ回路400の電気回路図を示している。   With reference to FIG. 7, the structure of the chopper circuit 400 according to the fourth embodiment will be described. FIG. 7 shows an electric circuit diagram of the chopper circuit 400.

(第4実施形態によるチョッパ回路の構成)
図7に示すように、チョッパ回路400は、直流出力回路21を備える。直流出力回路21は、直流電源21aと、直流電源21bとを含む。なお、直流電源21aおよび直流電源21bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3直流電源」および「第4直流電源」の一例である。
(Configuration of Chopper Circuit According to Fourth Embodiment)
As shown in FIG. 7, the chopper circuit 400 includes a DC output circuit 21. The DC output circuit 21 includes a DC power supply 21a and a DC power supply 21b. The DC power supply 21a and the DC power supply 21b are examples of “third DC power supply” and “fourth DC power supply” in the claims, respectively.

チョッパ回路400は、逆阻止IGBT部34を備える。逆阻止IGBT部34は、逆阻止IGBT34aと、逆阻止IGBT34bとを含む。なお、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bは、それぞれ、上記第3実施形態の逆阻止IGBT24aおよび逆阻止IGBT24bと同様に構成されている。なお、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1逆阻止通電制御素子」および「第2逆阻止通電制御素子」の一例である。   The chopper circuit 400 includes a reverse blocking IGBT unit 34. The reverse blocking IGBT unit 34 includes a reverse blocking IGBT 34a and a reverse blocking IGBT 34b. The reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are configured similarly to the reverse blocking IGBT 24a and the reverse blocking IGBT 24b of the third embodiment, respectively. The reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are examples of the “first reverse blocking energization control element” and the “second reverse blocking energization control element” in the claims, respectively.

図7に示すように、チョッパ回路400は、逆阻止IGBT部34と直列に接続されている整流素子部36を備える。整流素子部36は、逆阻止IGBT34aと直列に接続されているダイオード36aを含む。また、整流素子部36は、逆阻止IGBT34bと直列に接続されているダイオード36bを含む。なお、ダイオード36aおよびダイオード36bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1整流素子」および「第2整流素子」の一例である。   As shown in FIG. 7, the chopper circuit 400 includes a rectifying element unit 36 connected in series with the reverse blocking IGBT unit 34. The rectifying element unit 36 includes a diode 36a connected in series with the reverse blocking IGBT 34a. The rectifying element unit 36 includes a diode 36b connected in series with the reverse blocking IGBT 34b. The diode 36a and the diode 36b are examples of the “first rectifier element” and the “second rectifier element” in the claims, respectively.

〈短絡検出時の動作〉
次に、図7および図8を参照して、第2実施形態によるチョッパ回路400の短絡検出時の動作について説明する。チョッパ回路400の動作は、制御部19aの制御処理により実行される。
<Operation when short circuit is detected>
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, the operation at the time of short circuit detection of the chopper circuit 400 according to the second embodiment will be described. The operation of the chopper circuit 400 is executed by the control process of the control unit 19a.

図4に示すように、ステップS61において、ダイオード36aの短絡を検出したか否かが判断される。ダイオード36aの短絡を検出していない場合、ステップS62に進み、ダイオード36aの短絡を検出した場合、ステップS63に進む。   As shown in FIG. 4, it is determined in step S61 whether or not a short circuit of the diode 36a has been detected. When the short circuit of the diode 36a is not detected, the process proceeds to step S62, and when the short circuit of the diode 36a is detected, the process proceeds to step S63.

そして、ステップS62において、ダイオード36bの短絡を検出したか否かが判断される。ダイオード36bの短絡を検出した場合、ステップS68に進み、ダイオード36bの短絡を検出していない場合、チョッパ回路400の短絡検出時の動作は終了される。   In step S62, it is determined whether or not a short circuit of the diode 36b has been detected. When the short circuit of the diode 36b is detected, the process proceeds to step S68. When the short circuit of the diode 36b is not detected, the operation of the chopper circuit 400 when the short circuit is detected is terminated.

なお、上記ステップS61およびS62を、上記の通常運転時の動作中に繰り返すことにより、通常運転時の動作中に短絡を検出することが可能である。   In addition, it is possible to detect a short circuit during the operation during the normal operation by repeating the steps S61 and S62 during the operation during the normal operation.

また、ステップS61においてダイオード36aの短絡を検出した場合に進むステップS63において、コンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源21bの正極の電圧値Va2よりも大きいか否かが判断される。電圧値Vcが電圧値Va2よりも大きい場合には、ステップS64に進み、電圧値Vcが電圧値Va2以下の場合には、ステップS67に進む。   Further, in step S63 which proceeds when the short circuit of the diode 36a is detected in step S61, it is determined whether or not the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 is larger than the voltage value Va2 of the positive electrode of the DC power supply 21b. When the voltage value Vc is larger than the voltage value Va2, the process proceeds to step S64, and when the voltage value Vc is equal to or less than the voltage value Va2, the process proceeds to step S67.

そして、ステップS64において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きか否かが判断される。そして、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きの場合、ステップS65に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない場合、ステップS66に進む。   Then, in step S64, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged. Then, if the direction of the current flowing through the reactor 2 is a direction for charging the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S65. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not a direction for charging the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S66.

そして、ステップS65において、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bが共にオフされる。逆阻止IGBT34bをオフすることにより、直流電源21bからコンデンサ回路23への充電が抑制される。   In step S65, both the reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are turned off. By turning off the reverse blocking IGBT 34b, charging from the DC power supply 21b to the capacitor circuit 23 is suppressed.

その後、ステップS64に戻る。すなわち、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない状態になるまで、ステップS64およびS65を繰り返し、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きから放電する向きに反転した時点に、ステップS66に進む。   Thereafter, the process returns to step S64. That is, steps S64 and S65 are repeated until the direction of the current flowing through the reactor 2 is not in the direction of charging the capacitor circuit 23, and the direction of the current flowing through the reactor 2 is changed from the direction of charging the capacitor circuit 23 to the direction of discharging. When it is reversed, the process proceeds to step S66.

そして、ステップS66において、逆阻止IGBT34bはオンされる。この時、逆阻止IGBT34bの逆耐圧が向上し、逆漏れ電流も略流れない。なお、この時、逆阻止IGBT34aはオフされる。その後、チョッパ回路400の短絡検出時の動作が終了される。   In step S66, the reverse blocking IGBT 34b is turned on. At this time, the reverse breakdown voltage of the reverse blocking IGBT 34b is improved, and the reverse leakage current hardly flows. At this time, the reverse blocking IGBT 34a is turned off. Thereafter, the operation when the short circuit of the chopper circuit 400 is detected is terminated.

また、ステップS63において電圧値Vcが電圧値Va2以下の場合に進むステップS67において、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bが共にオフされる。この場合、電流は略逆流しないので、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bが共にオフされることにより、チョッパ回路400の動作が停止される。その後、チョッパ回路400の短絡検出時の動作が終了される。   In step S63, which proceeds when the voltage value Vc is equal to or lower than the voltage value Va2, the reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are both turned off. In this case, since the current does not substantially flow backward, both the reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are turned off, and the operation of the chopper circuit 400 is stopped. Thereafter, the operation when the short circuit of the chopper circuit 400 is detected is terminated.

そして、ステップS62においてダイオード36bの短絡を検出した場合に進むステップS68において、コンデンサ回路23の電圧値Vcが直流電源21aの正極の電圧値Va1よりも大きいか否かが判断される。電圧値Vcが電圧値Va1よりも大きい場合には、ステップS69に進み、電圧値Vcが電圧値Va1以下の場合には、ステップS72に進む。   Then, in step S68 which proceeds when the short circuit of the diode 36b is detected in step S62, it is determined whether or not the voltage value Vc of the capacitor circuit 23 is larger than the positive voltage value Va1 of the DC power supply 21a. If the voltage value Vc is greater than the voltage value Va1, the process proceeds to step S69. If the voltage value Vc is equal to or less than the voltage value Va1, the process proceeds to step S72.

そして、ステップS69において、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きか否かが判断される。リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きの場合、ステップS70に進み、リアクトル2に流れる電流の向きがコンデンサ回路23を充電する向きでない場合、ステップS71に進む。   Then, in step S69, it is determined whether or not the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction in which the capacitor circuit 23 is charged. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is the direction to charge the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S70. If the direction of the current flowing through the reactor 2 is not the direction to charge the capacitor circuit 23, the process proceeds to step S71.

そして、ステップS70において、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bが共にオフされる。逆阻止IGBT34aをオフすることにより、直流電源21aからコンデンサ回路23への充電が抑制される。その後、ステップS69に戻る。   In step S70, both the reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are turned off. By turning off the reverse blocking IGBT 34a, charging from the DC power supply 21a to the capacitor circuit 23 is suppressed. Thereafter, the process returns to step S69.

そして、ステップS71において、逆阻止IGBT34aがオンされる。この時、逆阻止IGBT34aの逆耐圧が向上し、逆漏れ電流も略流れない。なお、この時、逆阻止IGBT34bはオフされる。これにより、コンデンサ回路23、リアクトル2、逆阻止IGBT34a、直流電源21a、短絡したダイオード36bの順に逆流しようとする電流が流れなくなる。その後、チョッパ回路400の短絡検出時の動作が終了される。   In step S71, the reverse blocking IGBT 34a is turned on. At this time, the reverse breakdown voltage of the reverse blocking IGBT 34a is improved, and the reverse leakage current hardly flows. At this time, the reverse blocking IGBT 34b is turned off. As a result, the current that tries to reversely flow in the order of the capacitor circuit 23, the reactor 2, the reverse blocking IGBT 34a, the DC power supply 21a, and the shorted diode 36b does not flow. Thereafter, the operation when the short circuit of the chopper circuit 400 is detected is terminated.

また、ステップS68において電圧値Vcが電圧値Va1以下の場合に進むステップS72において、逆阻止IGBT34aおよび逆阻止IGBT34bが共にオフされる。その後、チョッパ回路400の短絡検出時の動作が終了される。   In step S68, which proceeds when the voltage value Vc is equal to or lower than the voltage value Va1, the reverse blocking IGBT 34a and the reverse blocking IGBT 34b are both turned off. Thereafter, the operation when the short circuit of the chopper circuit 400 is detected is terminated.

また、第4実施形態によるチョッパ回路400のその他の構成は、第3実施形態におけるチョッパ回路300と同様である。   The other configuration of the chopper circuit 400 according to the fourth embodiment is the same as that of the chopper circuit 300 according to the third embodiment.

(第4実施形態の効果)
第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 4th Embodiment)
In the fourth embodiment, the following effects can be obtained.

第4実施形態では、上記のように、制御部19aが、ダイオード36aの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT34bをオンし、ダイオード36bの短絡が検出された場合に、逆阻止IGBT34aをオンすることにより、コンデンサ回路23から直流出力回路21側に逆流する電流の経路を遮断するように、チョッパ回路400を構成する。これにより、ダイオード36aが短絡故障して、コンデンサ回路23から直流電源21bに電流が逆流して流れようとし、逆阻止IGBT34bに逆電圧がかかる場合でも、逆阻止IGBT34bをオンすることで逆漏れ電流が小さくなって逆耐圧が高くなるので、ダイオード36aの短絡故障した箇所に電流が流れることが抑制される。また、ダイオード36bが短絡故障して、コンデンサ回路23から直流電源21aに電流が逆流しようとして逆阻止IGBT34aに逆電圧がかかる場合でも、逆阻止IGBT34aはオンされるので逆漏れ電流が小さくなり逆耐圧が高くなる。これらにより、ダイオード36aまたはダイオード36bの故障の拡大を抑制することができる。   In the fourth embodiment, as described above, the control unit 19a turns on the reverse blocking IGBT 34b when the short circuit of the diode 36a is detected, and turns on the reverse blocking IGBT 34a when the short circuit of the diode 36b is detected. By doing so, the chopper circuit 400 is configured so as to cut off the path of the current flowing backward from the capacitor circuit 23 to the DC output circuit 21 side. As a result, even when the diode 36a is short-circuited and current flows from the capacitor circuit 23 to the DC power supply 21b and reverse voltage is applied to the reverse blocking IGBT 34b, the reverse blocking current is turned on by turning on the reverse blocking IGBT 34b. Is reduced and the reverse breakdown voltage is increased, so that the current is suppressed from flowing through the short-circuit fault location of the diode 36a. Further, even when the diode 36b is short-circuited and a reverse voltage is applied to the reverse blocking IGBT 34a due to a reverse current flow from the capacitor circuit 23 to the DC power supply 21a, the reverse blocking IGBT 34a is turned on, so the reverse leakage current is reduced and the reverse breakdown voltage is reduced. Becomes higher. Accordingly, it is possible to suppress the expansion of the failure of the diode 36a or the diode 36b.

また、第4実施形態では、上記のように、制御部19aが、ダイオード36aの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値が直流電源21bの正極の電圧値以下の場合に、逆阻止IGBT34bをオフする。そして、ダイオード36bの短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路23の電圧値が直流電源21aの正極の電圧値以下の場合に、逆阻止IGBT34aをオフするように、チョッパ回路400を構成する。これにより、コンデンサ回路23の電圧値が直流電源21bの正極の電圧値以下の場合には、逆阻止IGBT34bをオフすることにより、直流電源21bからコンデンサ回路23を充電することが抑制されるため、ダイオード36aの故障の拡大を抑制することができる。また、コンデンサ回路23の電圧値が直流電源21aの正極の電圧値以下の場合には、逆阻止IGBT34aをオフすることにより、直流電源21aからコンデンサ回路23を充電することが抑制されるため、ダイオード36bの故障の拡大を抑制することができる。   Further, in the fourth embodiment, as described above, when the short circuit of the diode 36a is detected by the control unit 19a and the voltage value of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is the positive polarity of the DC power supply 21b. When it is equal to or lower than the voltage value, the reverse blocking IGBT 34b is turned off. When the short circuit of the diode 36b is detected and the voltage value of the capacitor circuit 23 detected by the voltage detection unit 7 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 21a, the reverse blocking IGBT 34a is turned off. A chopper circuit 400 is configured. Thereby, when the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 21b, turning off the reverse blocking IGBT 34b suppresses charging of the capacitor circuit 23 from the DC power supply 21b. The expansion of the failure of the diode 36a can be suppressed. In addition, when the voltage value of the capacitor circuit 23 is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC power supply 21a, turning off the reverse blocking IGBT 34a suppresses charging of the capacitor circuit 23 from the DC power supply 21a. The expansion of the failure of 36b can be suppressed.

また、第4実施形態によるチョッパ回路400のその他の効果は、第3実施形態におけるチョッパ回路300と同様である。   The other effects of the chopper circuit 400 according to the fourth embodiment are the same as those of the chopper circuit 300 according to the third embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1〜第4実施形態では、整流素子の短絡の検出を、電流検出部8および制御部9(9a、19、19a)により行う例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明では、短絡検出用の専用の回路を、電流検出部8および制御部9(9a、19、19a)とは別個に設けてもよい。   For example, in the first to fourth embodiments, the example in which the short circuit of the rectifying element is detected by the current detection unit 8 and the control unit 9 (9a, 19, 19a) has been described, but the present invention is not limited to this. Absent. That is, in the present invention, a dedicated circuit for short circuit detection may be provided separately from the current detection unit 8 and the control unit 9 (9a, 19, 19a).

また、上記第1〜第4実施形態では、短絡が検出された場合でかつ電圧検出部7により検出されたコンデンサ回路3(13、23)の電圧値(Vc1、Vc2、Vc)に基づいて、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフを制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、短絡が検出された場合に、電圧検出部7により検出された電圧値を参照することなく、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフを制御するように構成してもよい。たとえば、第1実施形態では、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出されたことのみに基づいて、逆並列逆阻止IGBT6bをオフする制御を行うように構成してもよい。   Moreover, in the said 1st-4th embodiment, based on the voltage value (Vc1, Vc2, Vc) of the capacitor circuit 3 (13, 23) detected by the voltage detection part 7 when a short circuit is detected, Although the example which controls ON / OFF of a reverse blocking IGBT element (antiparallel reverse blocking IGBT element) has been shown, the present invention is not limited to this. For example, when a short circuit is detected, on / off of the reverse blocking IGBT element (reverse parallel reverse blocking IGBT element) may be controlled without referring to the voltage value detected by the voltage detection unit 7. . For example, in the first embodiment, it may be configured to perform the control to turn off the reverse parallel reverse blocking IGBT 6b based only on the detection of the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a.

また、上記第1〜第4実施形態では、短絡が検出された場合に、電圧検出部7の検出値および電流検出部8の検出結果の両方に基づいて、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフを制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電圧検出部7の検出値、または、電流検出部8の検出結果のうちの一方に基づいて、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフの制御を行ってもよい。   Moreover, in the said 1st-4th embodiment, when a short circuit is detected, based on both the detected value of the voltage detection part 7, and the detection result of the electric current detection part 8, a reverse blocking IGBT element (reverse parallel reverse blocking) Although an example of controlling on / off of the IGBT element has been shown, the present invention is not limited to this. For example, on / off control of the reverse blocking IGBT element (reverse parallel reverse blocking IGBT element) may be performed based on one of the detection value of the voltage detection unit 7 or the detection result of the current detection unit 8.

また、上記第1〜第4実施形態では、電流検出部8が検出する電流の流れる向きが反転する時点に、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフを制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、反転したことに基づいて、逆阻止IGBT素子(逆並列逆阻止IGBT素子)のオンオフを制御するように構成してもよい。すなわち、反転する時点とオンオフを制御する時点とが、完全に一致する必要はなく、電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きから反転するより前であってもよい。たとえば、第1実施形態では、逆並列逆阻止IGBT5bの逆耐圧および逆漏れ電流が問題とならなければ、双方向IGBTモジュール6aの短絡が検出されたことのみに基づいて、電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きに流れているときでも、逆並列逆阻止IGBT5bをオフする制御を行うように構成してもよい。また、電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きから反転した時点から遅れていてもよい。なお、電流の向きがコンデンサ3aを充電する向きから反転する時点は、電流検出部8の検出値や双方向IGBTモジュール6aの短絡を検出した時点に基づいて予測することもできる。   Moreover, in the said 1st-4th embodiment, the example which controls ON / OFF of a reverse blocking IGBT element (antiparallel reverse blocking IGBT element) was shown at the time of the direction where the electric current direction which the electric current detection part 8 detects reverses. However, the present invention is not limited to this. For example, on-off control of the reverse blocking IGBT element (reverse parallel reverse blocking IGBT element) may be controlled based on the inversion. That is, the time of inversion and the time of on / off control need not be completely coincident, and may be before the current is reversed from the direction in which the capacitor 3a is charged. For example, in the first embodiment, if the reverse withstand voltage and reverse leakage current of the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b are not a problem, the direction of the current is determined based on the fact that the short circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected. Even when the battery is flowing in the direction of charging, the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b may be controlled to be turned off. Further, the direction of the current may be delayed from the time when the direction of the current is reversed from the direction of charging the capacitor 3a. Note that the time point when the direction of the current is reversed from the direction of charging the capacitor 3a can be predicted based on the detection value of the current detection unit 8 or the time point when the short-circuit of the bidirectional IGBT module 6a is detected.

また、上記第1〜第4実施形態では、逆阻止IGBT4a(14a、24a、34a)、逆阻止IGBT4b(14b、24b、34b)、逆並列逆阻止IGBT5a(25a)、逆並列逆阻止IGBT5b(25b)、双方向IGBTモジュール(6a、6b、26a、26b)、および、ダイオード(16a、16b、36a、36b)を、シリコン、または、ワイドバンドギャップ半導体のいずれから構成してもよい。   In the first to fourth embodiments, the reverse blocking IGBT 4a (14a, 24a, 34a), the reverse blocking IGBT 4b (14b, 24b, 34b), the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a (25a), and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b (25b) ), The bidirectional IGBT module (6a, 6b, 26a, 26b), and the diode (16a, 16b, 36a, 36b) may be made of either silicon or a wide band gap semiconductor.

また、上記第1〜第4実施形態では、逆阻止IGBT4a(14a、24a、34a)、逆阻止IGBT4b(14b、24b、34b)、逆並列逆阻止IGBT5a(25a)、逆並列逆阻止IGBT5b(25b)、および、双方向IGBTモジュール(6a、6b、26a、26b)に代えて、ドレイン電極のショットキー障壁により逆耐圧を有する逆阻止MOSFETを用いてもよい。   In the first to fourth embodiments, the reverse blocking IGBT 4a (14a, 24a, 34a), the reverse blocking IGBT 4b (14b, 24b, 34b), the reverse parallel reverse blocking IGBT 5a (25a), and the reverse parallel reverse blocking IGBT 5b (25b) ) And a reverse blocking MOSFET having a reverse breakdown voltage due to a Schottky barrier of the drain electrode may be used instead of the bidirectional IGBT module (6a, 6b, 26a, 26b).

また、上記第1〜第4実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。   In the first to fourth embodiments, for convenience of explanation, the control processing of the present invention has been described using a flow-driven flowchart in which processing is performed in order along the processing flow. Not limited. In the present invention, the control processing operation may be performed by event-driven (event-driven) processing that executes processing for each event. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.

1、11、21 直流出力回路
2 リアクトル
3、13、23 コンデンサ回路
3a コンデンサ(第1コンデンサ)
3b コンデンサ(第2コンデンサ)
4a、14a、24a、34a 逆阻止IGBT(第1逆阻止通電制御素子)
4b、14b、24b、34b 逆阻止IGBT(第2逆阻止通電制御素子)
5a 逆並列逆阻止IGBT(第1逆並列逆阻止通電制御素子)
5b 逆並列逆阻止IGBT(第2逆並列逆阻止通電制御素子)
6a、26a 双方向IGBTモジュール(第1整流素子)
6b、26b 双方向IGBTモジュール(第2整流素子)
7 電圧検出部
8 電流検出部(短絡検出部)
9、9a、19、19a 制御部(短絡検出部)
11a 直流電源(第1直流電源)
11b 直流電源(第2直流電源)
13a コンデンサ(第3コンデンサ)
13b コンデンサ(第4コンデンサ)
16a、36a ダイオード(第1整流素子)
16b、36b ダイオード(第2整流素子)
21a 直流電源(第3直流電源)
21b 直流電源(第4直流電源)
25a 逆並列逆阻止IGBT(第3逆並列逆阻止通電制御素子)
25b 逆並列逆阻止IGBT(第4逆並列逆阻止通電制御素子)
100、200、300、400 チョッパ回路
101 負荷
1, 11, 21 DC output circuit 2 Reactor 3, 13, 23 Capacitor circuit 3a Capacitor (first capacitor)
3b capacitor (second capacitor)
4a, 14a, 24a, 34a Reverse blocking IGBT (first reverse blocking energization control element)
4b, 14b, 24b, 34b Reverse blocking IGBT (second reverse blocking energization control element)
5a Reverse parallel reverse blocking IGBT (first reverse parallel reverse blocking conduction control element)
5b Reverse parallel reverse blocking IGBT (second reverse parallel reverse blocking conduction control element)
6a, 26a Bidirectional IGBT module (first rectifier)
6b, 26b Bidirectional IGBT module (second rectifier)
7 Voltage detector 8 Current detector (short-circuit detector)
9, 9a, 19, 19a Control unit (short-circuit detection unit)
11a DC power supply (first DC power supply)
11b DC power supply (second DC power supply)
13a capacitor (third capacitor)
13b Capacitor (4th capacitor)
16a, 36a Diode (first rectifier)
16b, 36b Diode (second rectifier)
21a DC power supply (third DC power supply)
21b DC power supply (4th DC power supply)
25a Reverse parallel reverse blocking IGBT (third reverse parallel reverse blocking conduction control element)
25b Reverse parallel reverse blocking IGBT (fourth reverse parallel reverse blocking conduction control element)
100, 200, 300, 400 Chopper circuit 101 Load

Claims (14)

リアクトルと、
直流出力回路と、
負荷に並列に接続されているコンデンサ回路と、
前記コンデンサ回路の正極に接続されているとともに前記直流出力回路の正極に接続されている第1逆阻止通電制御素子と、
前記第1逆阻止通電制御素子と直列に接続されている第1整流素子と、
前記コンデンサ回路の負極に接続されているとともに前記直流出力回路の負極に接続されている第2逆阻止通電制御素子と、
前記第2逆阻止通電制御素子と直列に接続されている第2整流素子と、
前記第1整流素子および前記第2整流素子の短絡を検出する短絡検出部と、
前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合に、前記第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合に、前記第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御することにより、前記コンデンサ回路から前記直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断する制御部と、を備える、チョッパ回路。
Reactor,
DC output circuit,
A capacitor circuit connected in parallel to the load;
A first reverse blocking energization control element connected to the positive electrode of the capacitor circuit and connected to the positive electrode of the DC output circuit;
A first rectifying element connected in series with the first reverse blocking conduction control element;
A second reverse blocking energization control element connected to the negative electrode of the capacitor circuit and connected to the negative electrode of the DC output circuit;
A second rectifying element connected in series with the second reverse blocking conduction control element;
A short-circuit detector for detecting a short circuit between the first rectifier element and the second rectifier element;
When a short circuit of the first rectifying element is detected by the short circuit detecting unit, on / off of the second reverse blocking energization control element is controlled, and when a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detecting unit And a control unit that cuts off a path of a current flowing backward from the capacitor circuit to the DC output circuit side by controlling on / off of the first reverse blocking energization control element.
前記コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている、請求項1に記載のチョッパ回路。
A voltage detection unit for detecting a voltage value of the capacitor circuit;
The controller is configured such that the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detector when the short circuit of the first rectifying element is detected by the short circuit detector is greater than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit. When it is larger, the second reverse blocking energization control element is controlled to be turned on / off, and the voltage of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit when the short circuit detection unit detects a short circuit of the second rectification element. 2. The chopper circuit according to claim 1, wherein the chopper circuit is configured to control on / off of the first reverse blocking conduction control element when a value is larger than a voltage value of a positive electrode of the DC output circuit.
前記短絡検出部は、前記コンデンサ回路と前記直流出力回路との間の電流の値および向きを検出する電流検出部を含み、
前記制御部は、前記電流検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記電流検出部により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、前記第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、前記電流検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記電流検出部により検出された電流の向きが反転したことに基づいて、前記第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている、請求項2に記載のチョッパ回路。
The short circuit detection unit includes a current detection unit that detects a value and direction of a current between the capacitor circuit and the DC output circuit,
The controller is configured such that the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detector when the short-circuit of the first rectifier element is detected by the current detector is higher than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit. On the other hand, on the basis of the fact that the direction of the current detected by the current detection unit is reversed, the second reverse-blocking energization control element is controlled to be turned on / off. When detected, and when the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is larger than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit, the direction of the current detected by the current detection unit is reversed. The chopper circuit according to claim 2, wherein the chopper circuit is configured to control on / off of the first reverse blocking conduction control element based on the above.
前記制御部は、前記電流検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記電流検出部により検出された電流の向きが、前記コンデンサ回路を充電する向きから前記コンデンサ回路を放電する向きに反転したことに基づいて、前記第2逆阻止通電制御素子のオンオフを制御し、前記電流検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値よりも大きい場合に、前記電流検出部により検出された電流の向きが、前記コンデンサ回路を充電する向きから前記コンデンサ回路を放電する向きに反転したことに基づいて、前記第1逆阻止通電制御素子のオンオフを制御するように構成されている、請求項3に記載のチョッパ回路。   The controller is configured such that the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detector when the short-circuit of the first rectifier element is detected by the current detector is higher than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit. On the other hand, the second reverse-blocking energization control element is turned on and off based on the fact that the direction of the current detected by the current detector is reversed from the direction of charging the capacitor circuit to the direction of discharging the capacitor circuit when the current is larger. And the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is greater than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit when the current detection unit detects a short circuit of the second rectifier element. In this case, the direction of the current detected by the current detector is reversed from the direction of charging the capacitor circuit to the direction of discharging the capacitor circuit. Based on the first and is configured to control on and off of reverse blocking conduction control element, the chopper circuit according to claim 3. 前記チョッパ回路は昇圧チョッパ回路であり、
前記第1逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第1逆並列逆阻止通電制御素子と、
前記第2逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第2逆並列逆阻止通電制御素子とをさらに備え、
前記リアクトルは、前記直流出力回路と直列に接続されており、
前記第1逆阻止通電制御素子および前記第2逆阻止通電制御素子は、前記リアクトルを介して前記直流出力回路の両端に接続されており、
前記コンデンサ回路は、正極が前記第1整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が前記第1逆阻止通電制御素子と前記第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されている第1コンデンサと、正極が前記第1逆阻止通電制御素子と前記第2逆阻止通電制御素子との前記接続点に接続されているとともに、負極が前記第2整流素子のアノードに接続されている第2コンデンサとを含み、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに前記第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに前記第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることにより、前記コンデンサ回路から前記直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチョッパ回路。
The chopper circuit is a step-up chopper circuit;
A first reverse parallel reverse blocking energization control element connected in antiparallel to the first reverse blocking energization control element;
A second reverse parallel reverse blocking energization control element connected in reverse parallel to the second reverse blocking energization control element;
The reactor is connected in series with the DC output circuit,
The first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element are connected to both ends of the DC output circuit via the reactor,
The capacitor circuit has a positive electrode connected to a cathode of the first rectifying element and a negative electrode connected to a connection point between the first reverse blocking conduction control element and the second reverse blocking conduction control element. A first capacitor and a positive electrode are connected to the connection point of the first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element, and a negative electrode is connected to the anode of the second rectifying element. 2 capacitors,
The control unit turns on the second reverse blocking energization control element and turns off the second reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element, When the short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detecting unit, the capacitor circuit is turned on by turning on the first reverse blocking conduction control element and turning off the first reverse parallel blocking prevention control element. The chopper circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the chopper circuit is configured to block a path of a current that flows backward to the DC output circuit side.
前記コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記第1コンデンサの電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、前記第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記第2コンデンサの電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、前記第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている、請求項5に記載のチョッパ回路。
A voltage detection unit for detecting a voltage value of the capacitor circuit;
The control unit is configured such that the voltage value of the first capacitor detected by the voltage detection unit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit when the short circuit detection unit detects a short circuit of the first rectifier element. In this case, when the second reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on and a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detector, and the second capacitor detected by the voltage detector 6. The chopper circuit according to claim 5, wherein the chopper circuit is configured to turn on the first reverse-parallel reverse-blocking energization control element when a voltage value is equal to or less than a voltage value of a positive electrode of the DC output circuit.
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合、前記第2逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは前記第2逆阻止通電制御素子をオフするとともに、前記第2逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは前記第2逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合、前記第1逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは前記第1逆阻止通電制御素子をオフするとともに、前記第1逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは前記第1逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている、請求項5または6に記載のチョッパ回路。   The control unit turns off the second reverse blocking energization control element when turning on the second reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element. When the second reverse parallel reverse blocking energization control element is turned off, the second reverse blocking energization control element is turned on. When the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element, the first reverse When turning on the parallel reverse blocking energization control element, the first reverse blocking energization control element is turned off. When turning off the first reverse parallel reverse blocking energization control element, the first reverse blocking energization control element is turned on. The chopper circuit according to claim 5 or 6 constituted as follows. 前記チョッパ回路は昇圧チョッパ回路であり、
前記リアクトルは、前記直流出力回路と直列に接続されており、
前記第1逆阻止通電制御素子および前記第2逆阻止通電制御素子は、前記リアクトルを介して前記直流出力回路の両端に接続されており、
前記コンデンサ回路は、正極が前記第1整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が前記第1逆阻止通電制御素子と前記第2逆阻止通電制御素子との接続点に接続されている第3コンデンサと、正極が前記第1逆阻止通電制御素子と前記第2逆阻止通電制御素子との前記接続点に接続されているとともに、負極が前記第2整流素子のアノードに接続されている第4コンデンサとを含み、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオンすることにより、前記コンデンサ回路から前記直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチョッパ回路。
The chopper circuit is a step-up chopper circuit;
The reactor is connected in series with the DC output circuit,
The first reverse blocking energization control element and the second reverse blocking energization control element are connected to both ends of the DC output circuit via the reactor,
The capacitor circuit has a positive electrode connected to a cathode of the first rectifying element and a negative electrode connected to a connection point between the first reverse blocking conduction control element and the second reverse blocking conduction control element. A third capacitor and a positive electrode are connected to the connection point between the first reverse blocking conduction control element and the second reverse blocking conduction control element, and a negative electrode is connected to the anode of the second rectifying element. 4 capacitors,
The control unit turns on the second reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element, and the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element. When configured, the first reverse-blocking energization control element is turned on to cut off a current path that flows backward from the capacitor circuit to the DC output circuit. The chopper circuit according to any one of claims.
前記コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記第3コンデンサの電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオフし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記第4コンデンサの電圧値が前記直流出力回路の正極の電圧値以下の場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオフするように構成されている、請求項8に記載のチョッパ回路。
A voltage detection unit for detecting a voltage value of the capacitor circuit;
The control unit is configured such that the voltage value of the third capacitor detected by the voltage detection unit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the DC output circuit when the short-circuit detection unit detects a short circuit of the first rectifier element. In this case, the voltage value of the fourth capacitor detected by the voltage detection unit when the second reverse blocking energization control element is turned off and a short circuit of the second rectifying element is detected by the short circuit detection unit. The chopper circuit according to claim 8, wherein the first reverse-blocking energization control element is turned off when is less than or equal to a voltage value of a positive electrode of the DC output circuit.
前記チョッパ回路は降圧チョッパ回路であり、
前記第1逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第3逆並列逆阻止通電制御素子と、
前記第2逆阻止通電制御素子に逆並列に接続される第4逆並列逆阻止通電制御素子とをさらに備え、
前記リアクトルは、前記コンデンサ回路と直列に接続されており、
前記第1整流素子および前記第2整流素子は、前記リアクトルを介して前記コンデンサ回路の両端に接続されており、
前記直流出力回路は、正極が前記第1逆阻止通電制御素子に接続されているとともに、負極が前記第1整流素子のアノードに接続されている第1直流電源と、正極が前記第1直流電源の負極および前記第2整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が前記第2逆阻止通電制御素子に接続されている第2直流電源とを含み、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオンするとともに前記第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオンするとともに前記第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフすることにより、前記コンデンサ回路から前記直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチョッパ回路。
The chopper circuit is a step-down chopper circuit;
A third reverse parallel reverse blocking energization control element connected in antiparallel to the first reverse blocking energization control element;
A fourth reverse parallel reverse blocking energization control element connected in reverse parallel to the second reverse blocking energization control element;
The reactor is connected in series with the capacitor circuit,
The first rectifying element and the second rectifying element are connected to both ends of the capacitor circuit via the reactor,
The DC output circuit includes a first DC power source having a positive electrode connected to the first reverse blocking energization control element, a negative electrode connected to an anode of the first rectifying element, and a positive electrode connected to the first DC power source. And a second DC power source connected to the cathode of the second rectifying element and the negative electrode connected to the second reverse blocking conduction control element,
The control unit turns on the second reverse blocking energization control element and turns off the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element, By turning on the first reverse blocking energization control element and turning off the third reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detection unit detects a short circuit of the second rectifying element, the capacitor circuit The chopper circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the chopper circuit is configured to block a path of a current that flows backward to the DC output circuit side.
前記コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記第2直流電源の正極の電圧値以下の場合に、前記第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記第1直流電源の正極の電圧値以下の場合に、前記第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている、請求項10に記載のチョッパ回路。
A voltage detection unit for detecting a voltage value of the capacitor circuit;
The control unit is configured such that the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is equal to or lower than the voltage value of the positive electrode of the second DC power source when the short circuit detection unit detects a short circuit of the first rectifying element. In this case, when the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element is turned on, and the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element and the voltage of the capacitor circuit detected by the voltage detecting unit 11. The chopper circuit according to claim 10, wherein the chopper circuit is configured to turn on the third reverse parallel reverse blocking energization control element when a value is equal to or less than a voltage value of a positive electrode of the first DC power supply.
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合、前記第4逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは前記第2逆阻止通電制御素子をオフするとともに、前記第4逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは前記第2逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合、前記第3逆並列逆阻止通電制御素子をオンするときは前記第1逆阻止通電制御素子をオフするとともに、前記第3逆並列逆阻止通電制御素子をオフするときは前記第1逆阻止通電制御素子をオンするように構成されている、請求項10または11に記載のチョッパ回路。   The control unit turns off the second reverse blocking energization control element when turning on the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element. When turning off the fourth reverse parallel reverse blocking energization control element, turning on the second reverse blocking energization control element, and when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element, When turning on the parallel reverse blocking energization control element, the first reverse blocking energization control element is turned off. When turning off the third reverse parallel reverse blocking energization control element, the first reverse blocking energization control element is turned on. The chopper circuit according to claim 10 or 11, configured as described above. 前記チョッパ回路は降圧チョッパ回路であり、
前記リアクトルは、前記コンデンサ回路と直列に接続されており、
前記第1整流素子および前記第2整流素子は、前記リアクトルを介して前記コンデンサ回路の両端に接続されており、
前記直流出力回路は、正極が前記第1逆阻止通電制御素子に接続されているとともに、負極が前記第1整流素子のアノードに接続されている第3直流電源と、正極が前記第3直流電源の負極および前記第2整流素子のカソードに接続されているとともに、負極が前記第2逆阻止通電制御素子に接続されている第4直流電源とを含み、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオンし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオンすることにより、前記コンデンサ回路から前記直流出力回路側に逆流する電流の経路を遮断するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチョッパ回路。
The chopper circuit is a step-down chopper circuit;
The reactor is connected in series with the capacitor circuit,
The first rectifying element and the second rectifying element are connected to both ends of the capacitor circuit via the reactor,
The DC output circuit includes a third DC power source having a positive electrode connected to the first reverse blocking energization control element, a negative electrode connected to an anode of the first rectifying element, and a positive electrode connected to the third DC power source. And a fourth direct current power source connected to the cathode of the second rectifying element and the negative electrode connected to the second reverse blocking conduction control element,
The control unit turns on the second reverse blocking energization control element when the short circuit detecting unit detects a short circuit of the first rectifying element, and the short circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element. When configured, the first reverse-blocking energization control element is turned on to cut off a current path that flows backward from the capacitor circuit to the DC output circuit. The chopper circuit according to any one of claims.
前記コンデンサ回路の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記短絡検出部により前記第1整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記第4直流電源の正極の電圧値以下の場合に、前記第2逆阻止通電制御素子をオフし、前記短絡検出部により前記第2整流素子の短絡が検出された場合でかつ前記電圧検出部により検出された前記コンデンサ回路の電圧値が前記第3直流電源の正極の電圧値以下の場合に、前記第1逆阻止通電制御素子をオフするように構成されている、請求項13に記載のチョッパ回路。
A voltage detection unit for detecting a voltage value of the capacitor circuit;
The control unit is configured such that the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detection unit is equal to or less than the voltage value of the positive electrode of the fourth DC power source when the short circuit detection unit detects a short circuit of the first rectifying element. In this case, the second reverse-blocking energization control element is turned off, and the short-circuit detecting unit detects a short circuit of the second rectifying element and the voltage value of the capacitor circuit detected by the voltage detecting unit is 14. The chopper circuit according to claim 13, wherein the chopper circuit is configured to turn off the first reverse blocking conduction control element when the voltage value is equal to or lower than a voltage value of a positive electrode of the third DC power supply.
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