JP2656370B2 - 過大電流検出装置 - Google Patents

過大電流検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、直流電流経路に抵抗器を設け、この抵抗
器に発生する電圧をホトカプラの発光素子に印加し、こ
のホトカプラの受光素子の抵抗値の変化によって前記直
流電流経路の過大電流を検出する過大電流検出装置に関
する。
（従来の技術） 第２図はこの種の過大電流検出装置を含んでなる空気
調和装置の概略構成図である。同図において、交流電源
１の交流は整流回路２で整流され、平滑コンデンサ３で
平滑された後、インバータ主回路４に加えられる。イン
バータ主回路４は大電力トランジスタGT1〜GT6を三相ブ
リッジ接続したものでなり、このうち、２個づつ直列接
続した回路の両端に直流電圧が印加され、この回路の中
間から交流電圧が取出されて圧縮機モータ５に供給され
る。この場合、室温の検出値と設定値との偏差に対応し
て決定された周波数指令が制御回路６に加えられ、この
周波数指令に応じて制御回路６がオン、オフ信号を生成
する。また、このオン、オフ信号に従ってドライブ回路
７が大電力トランジスタタGT1〜GT6を制御するようにな
っている。
これによって、圧縮機が室温の検出値と設定値との偏
差に対応して能力制御運転される。
この場合、インバータ主回路４を構成する大電力トラ
ンジスタGT1〜GT6にはそれぞれ第３図に示すように、還
流用のダイオードD1〜D6が逆並列接続されている。ま
た、大電力トランジスタタGT1〜GT6を駆動するドライブ
回路７のうち、例えば、大電力トランジスタタGT2を駆
動する部分は直列接続トランジスタの相互接合点が大電
力トランジスタタGT2のベースに接続され、直列接続ト
ランジスタの負側と大電力トランジスタタGT2のエミッ
タとの間に、コンデンサC11とダイオード直列回路D11と
を並列接続してなる逆バイアス回路が設けられている。
一方、インバータ主回路４に過大電流が流れることを
検出するために、その負側の直流電流経路に抵抗器R1が
設けられると共に、ホトカプラ８を構成する発光ダイオ
ードEDがこの抵抗器R1に並列接続され、さらに、このホ
トカプラ８を構成するホトトランジスタPTには、抵抗器
R2を介して、直流電源電圧VDDが印加されている。そし
て、これらが過大電圧検出装置を構成している。
ここで、インバータ主回路４に流れる電流が、過大で
あるか否かを判定するしきい値を超えると、ホトカプラ
８の発光ダイオードEDが発光し、ホトトランジスタPTの
抵抗値は格段に低くなる。これにより、ホトトランジス
タPTと抵抗器R2との相互接合点電位が「Ｌ」レベルに降
下し、インバータ主回路４を保護するための保護信号が
制御回路６に加えられる。制御回路６はこの保護信号が
加えられる毎に、出力を低下させたり、大電力トランジ
スタGT1〜GT6を全しゃ断させたりする。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の過大電流検出装置において、ホトカプ
ラ８の発光ダイオードEDの発光限界電圧が1.0［Ｖ］
で、過大電流か否かを判定するしきい値が14.5［Ａ］で
あったとすれば、抵抗器R1として次式を満たす抵抗値の
ものを用いなければならない。
1.0÷14.5＝0.069［Ω］ ……（１） また、この時の電力損失は 14.52×0.069＝14.5［Ｗ］ ……（２） となる。
この電力損失14.5［Ｗ］によってかなりの発熱を伴う
ことは明らかであり、通常運転時にこのように過大な電
流は流れていないけれども、これに近い電力損失を生じ
ると共に、その分だけ運転効率が低下し、さらに、発熱
に対して特別の対策を講じなければならなかった。
この発明は上記の問題点を解決するためになされたも
ので、直流電流経路に設けられる抵抗器の電力損失を軽
減し、これによって運転効率の向上および発熱に対する
特別な対策を不要化することのできる過大電流検出装置
を得ることを目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明は、直流電流経路に抵抗器を設け、この抵抗器
に発生する電圧をホトカプラの発光素子に印加し、この
ホトカプラの受光素子の抵抗値の変化によって前記直流
電流経路の過大電流を検出する過大電流検出装置におい
て、略一定の直流電圧を発生させ、この直流電圧を前記
抵抗器に発生する電圧と重畳させて前記ホトカプラの発
光素子に印加するバイアス手段を備えたもので、バイア
ス手段としては、発光素子の発光により受光素子に電圧
を発生させる光結合電圧発生素子と、この光結合電圧発
生素子の受光素子に逆並列接続されたツェナーダイオー
ドと、前記光結合電圧発生素子の発光素子に順方向電流
を流す電源とを含んでなり、前記光結合電圧発生素子の
受光素子に発生した電圧を前記ツェナーダイオードで制
限して前記抵抗器に発生した電圧に重畳させるものを用
いる。
（作 用） この発明においては、ホトカプラの発光素子と直列に
接続した抵抗素子に、直流電流経路の抵抗器に発生する
電圧と同一の極性の電圧を発生させ、その電圧を前記抵
抗器に発生する電圧と重畳させてホトカプラの発光素子
に印加することにより、ホトカプラの発光素子を発光さ
せるに必要とする抵抗器自体の電圧を下げるようにした
もので、これによって、抵抗値の少ない抵抗器の使用が
可能になると共に、電力損失の軽減および発熱の抑制が
可能になり、さらに、ホトカプラの発光素子に印加する
電圧を発生させるために、発光素子の発光により受光素
子に電圧を発生させる光結合電圧発生素子のと、この光
結合電圧発生素子受光素子に逆並列接続されたツェナー
ダイオードとを用いることにより、主回路とは電気的に
絶縁した形で光結合電圧発生素子の発光素子に電力を供
給できるという効果が得られる。
（実施例） 第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図であ
り、図中、第３図と同一の符号を付したものはそれぞれ
同一の要素を示している。ここで、ホトカプラ８を構成
する発光ダイオードEDと直列に光結合電圧発生素子とし
てのホトボルカプラ９を接続し、さらに、このホトボル
カプラ９の受光ダイオードRDに、抵抗器R22を介して、
コンデンサC21およびツェナーダイオードZDを並列接続
したものである。
周知の如く、ホトボルカプラ９は光結合される発光ダ
イオードEDと受光ダイオードRDとを備え、このうち、発
光ダイオードEDを抵抗器R21を介して直流電源VDDに接続
して発光させると、受光ダイオードRDには光の強さに応
じた電圧が発生する。ツェナーダイオードZDはこの電圧
を制限するものであり、コンデンサC21はこの電圧を安
定化させる。
ここで、抵抗器R1から見てその電源側のＡ点の電位を
VAとし、ホトカプラ８の発光ダイオードEDのカソードが
接続されるＢ点の電位をVBとし、さらに、抵抗器R1から
見てそのインバータ主回路４側のＣ点の電位をVCとす
る。
今、ホトボルカプラ９の発光ダイオードEDに所定の電
流を流したとすると、Ｂ点に対してＡ点の電位が正極と
なるような起電力を生じる。すなわち、Ｂ点から見たＡ
点の電圧VABは VAB＝VA−VB＞Ｏ ……（３） となる。このため、ホトカプラ８の発光ダイオードEDに
印加される電圧VCBは VCB＝VAB＋VCA ……（４） となる。つまり、ホトカプラ８の発光ダイオードEDに印
加される電圧は、抵抗器R1に発生する電圧と、ホトボル
カプラ９の発生する電圧とを重畳したものが印加され
る。
因みに、ホトボルカプラ９の出力電圧を0.5［Ｖ］と
すると、14.5［Ａ］の主回路電流を検出する抵抗器R1の
抵抗値は 0.5÷14.5＝0.034［Ω］ ……（５） でよいことになり、この時の電力損失は 14.52×0.034＝7.3［Ｗ］ ……（６） となり、従来装置に比べて、抵抗器R1による損失および
発熱量を半分に抑えることができる。
特に、この実施例においては、ホトカプラ８のバイア
ス電圧を発生させるために、ホトボルカプラ９を用いて
いるので、ホトボルカプラ９の発光ダイオードEDの電源
を主回路とは電気的に絶縁させることができ、この特徴
を有効に利用することができる。
なお、上記実施例においては、空気調和装置のインバ
ータ主回路の過電流検出について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、直流電流経路に抵抗器
を設け、この抵抗器に発生する電圧をホトカプラの発光
素子に印加し、このホトカプラの受光素子の抵抗値の変
化によって前記直流電流経路の過大電流を検出する構成
の殆どの過大電流検出装置に適用できる。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかなように、この発明によれ
ば、バイアス手段に発生する電圧を抵抗器に発生する電
圧に重畳させてホトカプラの発光素子に印加するように
したので、ホトカプラの発光素子を発光させるに必要と
する抵抗器自体の電圧を下げることができ、これによっ
て、抵抗値の少ない抵抗器を使用できると共に、電力損
失の軽減および発熱の抑制が可能となり、さらに、バイ
アス手段として、発光素子の発光により受光素子に電圧
を発生させる光結合電圧発生素子と、この光結合電圧発
生素子の発光素子に逆並列接続されたツェナーダイオー
ドとを用いることにより、検出電流回路とは電気的に絶
縁した形で電力を供給することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は従来の過電流検出装置を用いた空気調和装置の概略
構成図、第３図はこの空気調和非装置の主要部の構成を
示す回路図である。 ２……整流回路、３……平滑コンデンサ、４……インバ
ータ主回路、７……ドライブ回路、８……ホトカプラ、
９……ホトボルカプラ、R1,R2,R21,R22……抵抗器、ED
……発光ダイオード、PT……ホトトランジスタ、RD……
受光ダイオード、D11……ダイオード、ZD……ツェナー
タイオード、C21……コンデンサ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】直流電流経路に抵抗器を設け、この抵抗器
    に発生する電圧をホトカプラの発光素子に印加し、この
    ホトカプラの受光素子の抵抗値の変化によって前記直流
    電流経路の過大電流を検出する過大電流検出装置におい
    て、 略一定の直流電圧を発生させ、この直流電圧を前記抵抗
    器に発生する電圧と重畳させて前記ホトカプラの発光素
    子に印加するバイアス手段を備え、 前記バイアス手段は、発光素子の発光により受光素子に
    電圧を発生させる光結合電圧発生素子と、この光結合電
    圧発生素子の受光素子に逆並列接続されたツェナーダイ
    オードと、前記光結合電圧発生素子の発光素子に順方向
    電流を流す電源とを含んでなり、前記光結合電圧発生素
    子の受光素子に発生した電圧を前記ツェナーダイオード
    で制限して前記抵抗器に発生した電圧に重畳させる、 ことを特徴とする過大電流検出装置。
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