JP2712871B2 - インバータ装置の出力電流極性検出回路 - Google Patents
インバータ装置の出力電流極性検出回路Info
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- JP2712871B2 JP2712871B2 JP3106207A JP10620791A JP2712871B2 JP 2712871 B2 JP2712871 B2 JP 2712871B2 JP 3106207 A JP3106207 A JP 3106207A JP 10620791 A JP10620791 A JP 10620791A JP 2712871 B2 JP2712871 B2 JP 2712871B2
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- Japan
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- voltage
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- power transistor
- motor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ装置、特
にインバータ装置の出力電流極性検出回路に関するもの
である。
にインバータ装置の出力電流極性検出回路に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特開昭６３−３１４１７８
号公報に示された従来のインバータ装置の出力電流極性
検出回路であり、図において、１はフルブリッジ構成の
電流駆動形パワートランジスタＴ１〜Ｔ６及びパワート
ランジスタＴ１〜Ｔ６に並列接続された還流用ダイオー
ドＤ１〜Ｄ６から成るインバータ回路部、２は正弦波パ
ルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号と称す）をインバー
タ回路部１のパワートランジスタＴ１〜Ｔ６に供給する
ドライブ回路部、３はインバータ回路部１から出力され
る疑似正弦波交流により駆動される交流電動機である。
ドライブ回路部２において、４はベース電流供給用のト
ランジスタ、５はトランジスタ４のコレクタに接続され
たベース電流制限抵抗、６はトランジスタ４のコレクタ
と電源の正極間にツェナーダイオード７及び電流制限抵
抗８を介して接続された発光ダイオード、９、１０は逆
バイアス用のダイオードとコンデンサ、１１、１２はフ
ィルタ用のコンデンサと抵抗、１３はホトトランジスタ
であり、発光ダイオード６と対をなしホトカプラ１４を
構成している。
号公報に示された従来のインバータ装置の出力電流極性
検出回路であり、図において、１はフルブリッジ構成の
電流駆動形パワートランジスタＴ１〜Ｔ６及びパワート
ランジスタＴ１〜Ｔ６に並列接続された還流用ダイオー
ドＤ１〜Ｄ６から成るインバータ回路部、２は正弦波パ
ルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号と称す）をインバー
タ回路部１のパワートランジスタＴ１〜Ｔ６に供給する
ドライブ回路部、３はインバータ回路部１から出力され
る疑似正弦波交流により駆動される交流電動機である。
ドライブ回路部２において、４はベース電流供給用のト
ランジスタ、５はトランジスタ４のコレクタに接続され
たベース電流制限抵抗、６はトランジスタ４のコレクタ
と電源の正極間にツェナーダイオード７及び電流制限抵
抗８を介して接続された発光ダイオード、９、１０は逆
バイアス用のダイオードとコンデンサ、１１、１２はフ
ィルタ用のコンデンサと抵抗、１３はホトトランジスタ
であり、発光ダイオード６と対をなしホトカプラ１４を
構成している。
【０００３】次に動作について図５の各部動作波形によ
り説明する。図５のＥU は相電圧を示しているが、実際
にはＰＷＭ波形であり、電圧の高い部分ではデューティ
が高く、電圧の低い部分ではデューティが低くなってい
る。これに対して、電動機のような誘導性負荷での相電
流は図５のＩに示すように位相がφだけ遅れることにな
る。そして、相電流Ｉの正の区間では、図４の例えばパ
ワートランジスタＴ１にベース電流ＩB がベースからエ
ミッタ方向に流れる。逆に相電流Ｉが負の区間では、パ
ワートランジスタＴ１に流れるベース電流ＩB は負荷電
流に引かれてベースからコレクタ方向に流れ、ダイオー
ドＤ１の順方向電圧の分だけ図５に示すようにベース電
流ＩB に差が生じることになる。よって、ベース電流制
限抵抗５の両端電圧も同様な変化が起こる。
り説明する。図５のＥU は相電圧を示しているが、実際
にはＰＷＭ波形であり、電圧の高い部分ではデューティ
が高く、電圧の低い部分ではデューティが低くなってい
る。これに対して、電動機のような誘導性負荷での相電
流は図５のＩに示すように位相がφだけ遅れることにな
る。そして、相電流Ｉの正の区間では、図４の例えばパ
ワートランジスタＴ１にベース電流ＩB がベースからエ
ミッタ方向に流れる。逆に相電流Ｉが負の区間では、パ
ワートランジスタＴ１に流れるベース電流ＩB は負荷電
流に引かれてベースからコレクタ方向に流れ、ダイオー
ドＤ１の順方向電圧の分だけ図５に示すようにベース電
流ＩB に差が生じることになる。よって、ベース電流制
限抵抗５の両端電圧も同様な変化が起こる。
【０００４】次にベース電流制限抵抗５の両端電圧が上
昇すると、ツェナーダイオード７がブレイクダウンす
る。ツェナーダイオード７がブレイクダウンすると、発
光ダイオード６に図５に示す順方向電流ＩF が流れて発
光し、この発光がホトトランジスタ１３により検出され
たホトカプラ１４から出力が送出される。そして、前出
力信号はコンデンサ１１と抵抗１２で構成されるフィル
タを介し、出力電流極性信号として出力される。
昇すると、ツェナーダイオード７がブレイクダウンす
る。ツェナーダイオード７がブレイクダウンすると、発
光ダイオード６に図５に示す順方向電流ＩF が流れて発
光し、この発光がホトトランジスタ１３により検出され
たホトカプラ１４から出力が送出される。そして、前出
力信号はコンデンサ１１と抵抗１２で構成されるフィル
タを介し、出力電流極性信号として出力される。
【０００５】上記従来例では、パワートランジスタに電
流駆動形素子を用いているため、ベース電流として最低
でも数百ｍＡは必要であり、駆動電源回路を小形化する
妨げとなっている。これを解決するためには、パワート
ランジスタに電圧駆動形素子（ＭＯＳ ＦＥＴ及びＩＧ
ＢＴなど）を使用すればよいが、図４の従来回路におい
て電圧駆動形のパワートランジスタに変更した場合、相
電流Ｉが負の区間において、ベース（ゲート）電流ＩB
（ＩG ）があまり負荷電流に引かれなくなり、相電流Ｉ
が正の区間との差が生じなくなるため出力電流極性信号
が得られない。
流駆動形素子を用いているため、ベース電流として最低
でも数百ｍＡは必要であり、駆動電源回路を小形化する
妨げとなっている。これを解決するためには、パワート
ランジスタに電圧駆動形素子（ＭＯＳ ＦＥＴ及びＩＧ
ＢＴなど）を使用すればよいが、図４の従来回路におい
て電圧駆動形のパワートランジスタに変更した場合、相
電流Ｉが負の区間において、ベース（ゲート）電流ＩB
（ＩG ）があまり負荷電流に引かれなくなり、相電流Ｉ
が正の区間との差が生じなくなるため出力電流極性信号
が得られない。
【０００６】したがって、出力電流極性を検出できる回
路として例えば特開平２−４６１７６号公報に図６のよ
うな回路が示されている。図において、３は交流電動
機、１５は電圧駆動形のパワートランジスタＴ１１〜Ｔ
１６及び還流用ダイオードＤ１１〜Ｄ１６で構成された
インバータ回路部、１６は発光ダイオード部が直流電源
の負極側と交流電動機３の一相（Ｕ相）間に電流制限抵
抗１７を介して接続されたホトカプラ、１８はホトカプ
ラ１６の出力電流制限用抵抗である。
路として例えば特開平２−４６１７６号公報に図６のよ
うな回路が示されている。図において、３は交流電動
機、１５は電圧駆動形のパワートランジスタＴ１１〜Ｔ
１６及び還流用ダイオードＤ１１〜Ｄ１６で構成された
インバータ回路部、１６は発光ダイオード部が直流電源
の負極側と交流電動機３の一相（Ｕ相）間に電流制限抵
抗１７を介して接続されたホトカプラ、１８はホトカプ
ラ１６の出力電流制限用抵抗である。
【０００７】この従来例の動作を図７の各部波形により
説明する。図７のＥU は基本波となる相電圧を示してお
り、これに対して上下パワートランジスタ、例えばＴ１
１、Ｔ１４を駆動するためのＰＷＭ信号を模式的に表す
と、図７のＵＰ、ＵＮのようになる。また、図７のＵ
Ｐ、ＵＮのデューティ５０％付近を拡大した詳細なタイ
ミングを図８に示す。図８に示すようにＵＰとＵＮのオ
ン期間の間に上下パワートランジスタの短絡破壊を防ぐ
ためにデッドタイム（Ｔｄ）が設けられている。
説明する。図７のＥU は基本波となる相電圧を示してお
り、これに対して上下パワートランジスタ、例えばＴ１
１、Ｔ１４を駆動するためのＰＷＭ信号を模式的に表す
と、図７のＵＰ、ＵＮのようになる。また、図７のＵ
Ｐ、ＵＮのデューティ５０％付近を拡大した詳細なタイ
ミングを図８に示す。図８に示すようにＵＰとＵＮのオ
ン期間の間に上下パワートランジスタの短絡破壊を防ぐ
ためにデッドタイム（Ｔｄ）が設けられている。
【０００８】以上のようなＰＷＭ信号で駆動すると、交
流電動機３のＵ相と直流電源の負極側間の電圧は図７の
ＥUOとなり、ＰＷＭ信号を含んだ波形となる。ここで、
図７の電圧ＥUOには、上下パワートランジスタがオフし
ているデッドタイム期間中に相電流ＩU の状態が分かる
情報が含まれていることになり、この期間中の電圧ＥUO
の状態が、”Ｈ”ならば上側のダイオードＤ１１が還流
中であるのでＩU は負（図６の）、”Ｌ”ならば下側
のダイオードＤ１４が還流中であるのでＩU は正（図６
の）であり、相電流ＩU の極性が分かることになる。
よって、電圧ＥUOをホトカプラ１６により絶縁して検出
すると、出力は図７の電圧ＶU となる。
流電動機３のＵ相と直流電源の負極側間の電圧は図７の
ＥUOとなり、ＰＷＭ信号を含んだ波形となる。ここで、
図７の電圧ＥUOには、上下パワートランジスタがオフし
ているデッドタイム期間中に相電流ＩU の状態が分かる
情報が含まれていることになり、この期間中の電圧ＥUO
の状態が、”Ｈ”ならば上側のダイオードＤ１１が還流
中であるのでＩU は負（図６の）、”Ｌ”ならば下側
のダイオードＤ１４が還流中であるのでＩU は正（図６
の）であり、相電流ＩU の極性が分かることになる。
よって、電圧ＥUOをホトカプラ１６により絶縁して検出
すると、出力は図７の電圧ＶU となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ装置
の出力電流極性検出回路は以上のように構成されている
ので、出力電圧ＶU にはまだパワートランジスタのスイ
ッチング情報も含まれており、所望の出力電流極性信号
が得られないという問題点があった。
の出力電流極性検出回路は以上のように構成されている
ので、出力電圧ＶU にはまだパワートランジスタのスイ
ッチング情報も含まれており、所望の出力電流極性信号
が得られないという問題点があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、パワートランジスタに電圧駆動
形素子を用いても出力電流極性信号が検出できるととも
に、省スペース性に優れたインバータ装置の出力電流極
性検出回路を得ることを目的とする。
ためになされたもので、パワートランジスタに電圧駆動
形素子を用いても出力電流極性信号が検出できるととも
に、省スペース性に優れたインバータ装置の出力電流極
性検出回路を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るインバー
タ装置の出力電流極性検出回路は、ブリッジ構成のパワ
ートランジスタと前記パワートランジスタに並列接続さ
れた還流用ダイオードとを備え、正弦波パルス幅変調信
号を前記パワートランジスタに供給し、直流電源を疑似
正弦波交流に変換し電動機を駆動するインバータ装置に
おいて、前記電動機の一相と前記直流電源間の電圧を検
出する手段と、前記電動機の一相に接続されたパワート
ランジスタがオフしている期間における前記検出電圧を
保持する手段とを備える。
タ装置の出力電流極性検出回路は、ブリッジ構成のパワ
ートランジスタと前記パワートランジスタに並列接続さ
れた還流用ダイオードとを備え、正弦波パルス幅変調信
号を前記パワートランジスタに供給し、直流電源を疑似
正弦波交流に変換し電動機を駆動するインバータ装置に
おいて、前記電動機の一相と前記直流電源間の電圧を検
出する手段と、前記電動機の一相に接続されたパワート
ランジスタがオフしている期間における前記検出電圧を
保持する手段とを備える。
【００１２】
【作用】この発明におけるインバータ装置の出力電流極
性検出回路は、電動機の一相と直流電源間の電圧を電動
機の一相に接続されたパワートランジスタがオフしてい
る期間だけ保持し、その結果を出力電流の極性信号とす
る。
性検出回路は、電動機の一相と直流電源間の電圧を電動
機の一相に接続されたパワートランジスタがオフしてい
る期間だけ保持し、その結果を出力電流の極性信号とす
る。
【００１３】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、３は交流電動機、１５は電圧駆動
形パワートランジスタで構成されたインバータ回路部、
１６は発光ダイオード部が直流電源の一極（負極）と交
流電動機３の一相（Ｕ相）間に電流制限抵抗１７を介し
て接続されたホトカプラ、１８はホトカプラ１６の出力
電流制限用抵抗であり、これらは図６に示す従来回路と
同様の部分である。また、１９はＰＷＭ信号をインバー
タ回路部１５のパワートランジスタＴ１１〜Ｔ１６に供
給するドライブ回路部、２０はＰＷＭ信号を生成してド
ライブ回路部１９に送出する制御回路部、２１はホトカ
プラ１６の出力状態を制御回路部２０から送出されるＰ
ＷＭ信号（ＵＰ）をトリガとして保持し、制御回路部２
０にその出力を送るラッチ回路部である。
する。図１において、３は交流電動機、１５は電圧駆動
形パワートランジスタで構成されたインバータ回路部、
１６は発光ダイオード部が直流電源の一極（負極）と交
流電動機３の一相（Ｕ相）間に電流制限抵抗１７を介し
て接続されたホトカプラ、１８はホトカプラ１６の出力
電流制限用抵抗であり、これらは図６に示す従来回路と
同様の部分である。また、１９はＰＷＭ信号をインバー
タ回路部１５のパワートランジスタＴ１１〜Ｔ１６に供
給するドライブ回路部、２０はＰＷＭ信号を生成してド
ライブ回路部１９に送出する制御回路部、２１はホトカ
プラ１６の出力状態を制御回路部２０から送出されるＰ
ＷＭ信号（ＵＰ）をトリガとして保持し、制御回路部２
０にその出力を送るラッチ回路部である。
【００１４】次に動作について図２及び図３の各部動作
波形により説明する。図２のＥU 及びＵＰ、ＵＮは、図
７と同じく相電圧及びＰＷＭ信号を示している。また、
図３は図２のＵＰ、ＵＮのデューティ５０％付近を拡大
した図である。以上のようなＰＷＭ信号を制御回路部２
０よりドライブ回路部１９を介してインバータ回路部１
５に供給し、交流電動機３を駆動すると相電流ＩU は図
２のようにやはり位相φだけ遅れる。そして、この時の
交流電動機３のＵ相と直流電源の負極側間の電圧ＥUOは
図２のようになり、ホトカプラ１６の出力は図２の電圧
ＶU のようなパワートランジスタのスイッチングを含ん
だ波形となる。したがって、ラッチ回路部２１におい
て、電圧ＶU を入力とし、制御回路部２０から送出され
るＰＷＭ信号（ＵＰ）のＯＦＦからＯＮに切換わるオン
エッジ（図３のＵＰの矢印のタイミング毎）をトリガと
することによりデッドタイム（Ｔｄ）期間中の状態だけ
を保持し、出力は図２の電圧ＶOUT となる。例えば、相
電流Ｉ U が正の区間では、デットタイム期間中の電圧Ｖ
u は”Ｌ”であり、この状態をオンエッジのタイミング
毎に保持すると、”Ｌ”の連続状態が得られ、また、相
電流Ｉ U が負の区間では”Ｈ”の連続状態が同様に得ら
れる。そして、この電圧ＶOUT を出力電流極性信号とし
て制御回路部２０に送出する。
波形により説明する。図２のＥU 及びＵＰ、ＵＮは、図
７と同じく相電圧及びＰＷＭ信号を示している。また、
図３は図２のＵＰ、ＵＮのデューティ５０％付近を拡大
した図である。以上のようなＰＷＭ信号を制御回路部２
０よりドライブ回路部１９を介してインバータ回路部１
５に供給し、交流電動機３を駆動すると相電流ＩU は図
２のようにやはり位相φだけ遅れる。そして、この時の
交流電動機３のＵ相と直流電源の負極側間の電圧ＥUOは
図２のようになり、ホトカプラ１６の出力は図２の電圧
ＶU のようなパワートランジスタのスイッチングを含ん
だ波形となる。したがって、ラッチ回路部２１におい
て、電圧ＶU を入力とし、制御回路部２０から送出され
るＰＷＭ信号（ＵＰ）のＯＦＦからＯＮに切換わるオン
エッジ（図３のＵＰの矢印のタイミング毎）をトリガと
することによりデッドタイム（Ｔｄ）期間中の状態だけ
を保持し、出力は図２の電圧ＶOUT となる。例えば、相
電流Ｉ U が正の区間では、デットタイム期間中の電圧Ｖ
u は”Ｌ”であり、この状態をオンエッジのタイミング
毎に保持すると、”Ｌ”の連続状態が得られ、また、相
電流Ｉ U が負の区間では”Ｈ”の連続状態が同様に得ら
れる。そして、この電圧ＶOUT を出力電流極性信号とし
て制御回路部２０に送出する。
【００１５】上記実施例ではＵ相と直流電源の負極側間
より出力電流極性信号を得ているが、他相（Ｖ、Ｗ）と
正極の組合わせでも同様な動作で極性信号を得ることが
できる。
より出力電流極性信号を得ているが、他相（Ｖ、Ｗ）と
正極の組合わせでも同様な動作で極性信号を得ることが
できる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ブリ
ッジ構成のパワートランジスタと前記パワートランジス
タに並列接続された還流用ダイオードとを備え、正弦波
パルス幅変調信号を前記パワートランジスタに供給し、
直流電源を疑似正弦波交流に変換し電動機を駆動するイ
ンバータ装置において、前記電動機の一相と前記直流電
源間の電圧を検出する手段と、前記電動機の一相に接続
されたパワートランジスタがオフしている期間における
前記検出電圧を保持する手段とを備えた構成にしたの
で、パワートランジスタに電圧駆動形素子を用いても出
力電流極性検出信号が検出でき、駆動電源回路の小形化
が図れる。
ッジ構成のパワートランジスタと前記パワートランジス
タに並列接続された還流用ダイオードとを備え、正弦波
パルス幅変調信号を前記パワートランジスタに供給し、
直流電源を疑似正弦波交流に変換し電動機を駆動するイ
ンバータ装置において、前記電動機の一相と前記直流電
源間の電圧を検出する手段と、前記電動機の一相に接続
されたパワートランジスタがオフしている期間における
前記検出電圧を保持する手段とを備えた構成にしたの
で、パワートランジスタに電圧駆動形素子を用いても出
力電流極性検出信号が検出でき、駆動電源回路の小形化
が図れる。
【図１】この発明の一実施例によるインバータ装置の出
力電流検出回路の回路図である。
力電流検出回路の回路図である。
【図２】この発明の一実施例によるインバータ装置の出
力電流検出回路の動作を説明する波形図である。
力電流検出回路の動作を説明する波形図である。
【図３】この発明の一実施例によるインバータ装置の出
力電流検出回路の動作説明図である。
力電流検出回路の動作説明図である。
【図４】従来のインバータ装置の出力電流検出回路の回
路図である。
路図である。
【図５】従来のインバータ装置の出力電流検出回路の動
作を説明する波形図である。
作を説明する波形図である。
【図６】従来のインバータ装置の出力電流検出回路の出
力電流極性検出回路図である。
力電流極性検出回路図である。
【図７】従来のインバータ装置の出力電流検出回路の出
力電流極性検出回路の動作を説明する波形図である。
力電流極性検出回路の動作を説明する波形図である。
【図８】従来のインバータ装置の出力電流検出回路の動
作説明図である。
作説明図である。
３ 電動機（交流電動機） １５ インバータ回路部 １６ ホトカプラ １７ 抵抗 ２０ 制御回路部 ２１ ラッチ回路部 Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５、Ｔ１６ パ
ワートランジスタ
ワートランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−314178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157676（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ブリッジ構成のパワートランジスタと前
記パワートランジスタに並列接続された還流用ダイオー
ドとを備え、正弦波パルス幅変調信号を前記パワートラ
ンジスタに供給し、直流電源を疑似正弦波交流に変換し
電動機を駆動するインバータ装置において、前記電動機
の一相と前記直流電源間の電圧を検出する手段と、前記
電動機の一相に接続されたパワートランジスタがオフし
ている期間における前記検出電圧を保持する手段とを備
えたことを特徴とするインバータ装置の出力電流極性検
出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106207A JP2712871B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | インバータ装置の出力電流極性検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106207A JP2712871B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | インバータ装置の出力電流極性検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334978A JPH04334978A (ja) | 1992-11-24 |
| JP2712871B2 true JP2712871B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=14427716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3106207A Expired - Lifetime JP2712871B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | インバータ装置の出力電流極性検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712871B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10461671B2 (en) * | 2017-03-29 | 2019-10-29 | Qm Power, Inc. | Multispeed alternating current motor |
| WO2019058671A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 日本電産株式会社 | 故障診断方法、モータ制御方法、電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置 |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP3106207A patent/JP2712871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04334978A (ja) | 1992-11-24 |
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