JP2712938B2 - Current source inverter - Google Patents

Current source inverter

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JP2712938B2
JP2712938B2 JP3259114A JP25911491A JP2712938B2 JP 2712938 B2 JP2712938 B2 JP 2712938B2 JP 3259114 A JP3259114 A JP 3259114A JP 25911491 A JP25911491 A JP 25911491A JP 2712938 B2 JP2712938 B2 JP 2712938B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は誘導加熱装置の高周波
電源等として用いられる電流形インバータに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current source inverter used as a high frequency power supply for an induction heating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は例えば特開昭60−148338号公報に
開示されたこの種従来の電流形インバータの主回路構成
図である。図において、1は変換器用変圧器、2は順変
換回路、3は直流リアクトル、4はブリッジ接続された
逆変換回路で、その各アームはスイッチング素子として
のトランジスタ41a〜41dとダイオード42a〜42bとの
直列体で構成されている。5はコンデンサ51とコイル52
とからなる単相負荷で、逆変換回路4からの出力周波数
で並列共振状態になるようそれらの定数が設定されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a main circuit configuration diagram of a conventional current-type inverter disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-148338. In the figure, 1 is a transformer for a converter, 2 is a forward conversion circuit, 3 is a DC reactor, 4 is a reverse conversion circuit connected in a bridge, and each arm has a transistor 41a to 41d as a switching element and diodes 42a to 42b. It is composed of a series body. 5 is a capacitor 51 and a coil 52
And their constants are set so that they are in a parallel resonance state at the output frequency from the inverse conversion circuit 4.

【0003】次に動作について説明する。順変換回路2
は図示しない順変換制御回路からの点弧パルスで動作
し、変換器用変圧器1から3相交流の電源供給を受け
て、6相全波整流の指令された値の直流電圧を発生す
る。直流リアクトル3は逆変換回路4に対して一定値の
電流を供給するよう電流の脈動を抑制し平滑化する。逆
変換回路4は、図示しない逆変換タイミング制御回路か
らのタイミング信号によりそのトランジスタ41a,41d
および41b,41cがオン、オフのスイッチング動作を行
い、単相負荷5の共振周波数に一致した周波数の単相交
流を出力する。そして、交流出力電圧Vaの平均値が所
定の指令値と一致するよう、その検出値を順変換制御回
路にフィードバックし順変換回路2の点弧パルスが制御
される。
Next, the operation will be described. Forward conversion circuit 2
Operates with a firing pulse from a forward conversion control circuit (not shown), receives a three-phase AC power supply from the converter transformer 1, and generates a DC voltage having a commanded value of six-phase full-wave rectification. The DC reactor 3 suppresses and smoothes the pulsation of the current so as to supply a constant current to the inverse conversion circuit 4. The inverse conversion circuit 4 receives the transistors 41a and 41d according to a timing signal from a not-shown inverse conversion timing control circuit.
And 41b and 41c perform an on / off switching operation, and output a single-phase alternating current having a frequency corresponding to the resonance frequency of the single-phase load 5. Then, the detected value is fed back to the forward conversion control circuit so that the firing pulse of the forward conversion circuit 2 is controlled so that the average value of the AC output voltage Va matches the predetermined command value.

【0004】図5は、特に逆変換回路4のスイッチング
動作を説明するため、各アームの直流モードと出力電圧
Vaおよび出力電流Iaの波形を示したものである。図
5(A)は波形を示す同図(D)の期間(a)における
通流モードで、トランジスタ41a,41dおよびダイオー
ド42a,42dに電流が流れる。図5(B)は同じく同図
(D)の期間(b)における通流モードで、全トランジ
スタ41a〜41dおよびダイオード42a〜42dに電流が流
れる。この期間は、期間(a)から後述する期間(c)
への転流動作の期間である。図5(C)は同図(D)の
期間(c)における通流モードで、トランジスタ41b,
41cおよびダイオード42b,42cに電流が流れる。図5
(D)の期間(b′)は期間(c)から期間(a)への
転流動作の期間である。
FIG. 5 shows the DC mode of each arm and the waveforms of the output voltage Va and the output current Ia in order to particularly explain the switching operation of the inverter circuit 4. FIG. 5A shows a conduction mode in a period (a) of FIG. 5D showing a waveform, and a current flows through the transistors 41a and 41d and the diodes 42a and 42d. FIG. 5B shows a conduction mode in a period (b) of FIG. 5D, in which a current flows through all the transistors 41a to 41d and the diodes 42a to 42d. This period is from period (a) to period (c) described later.
During the commutation operation. FIG. 5C shows a conduction mode in a period (c) of FIG.
A current flows through 41c and diodes 42b and 42c. FIG.
The period (b ') of (D) is a period of the commutation operation from the period (c) to the period (a).

【0005】従って、トランジスタ41a,41dは期間
(b′)+(a)+(b)の間通電し、トランジスタ41
b,41cは期間(b)+(c)+(b′)の間通電する
ように制御される。そして、この転流開始のタイミング
で逆電圧時間が定まるので、電圧の零点を基準にしたタ
イミング制御で転流を行わせ、トランジスタの逆電圧時
間を検出してその値が一定値となるよう制御される。結
果として、単相負荷5に加わる出力電圧Vaは正弦波、
出力電流Iaは台形波で、転流余裕角に相当する分出力
電流が出力電圧に対して進み位相となるよう制御され
る。
Therefore, the transistors 41a and 41d are energized for the period (b ') + (a) + (b),
b and 41c are controlled so as to be energized for a period (b) + (c) + (b '). Then, since the reverse voltage time is determined at the timing of commutation start, commutation is performed by timing control based on the zero point of the voltage, the reverse voltage time of the transistor is detected, and control is performed so that the value becomes a constant value. Is done. As a result, the output voltage Va applied to the single-phase load 5 is a sine wave,
The output current Ia is a trapezoidal wave, and is controlled so that the output current is advanced in phase with respect to the output voltage by an amount corresponding to the commutation margin angle.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の電流形インバー
タは以上のように構成されているので、例えばこの電流
形インバータを鍛造用誘導加熱装置の電源として使用し
ているような場合、加熱コイルが経年劣化等によりその
出力端子間で短絡等の事故を発生するケースが生じ得
る。この場合、その並列共振の周波数が急変するため逆
変換タイミング制御回路における逆電圧時間一定の制御
応答が追従できず、トランジスタが遅れ力率でオフ動作
を行う状態に至ると該トランジスタに非常に高い逆電圧
が加わる結果電圧破壊を起す等の問題点があった。
Since the conventional current-source inverter is configured as described above, for example, when this current-source inverter is used as a power source of an induction heating device for forging, a heating coil is not used. In some cases, an accident such as a short circuit may occur between the output terminals due to aging or the like. In this case, since the frequency of the parallel resonance changes abruptly, the control response in the reverse conversion timing control circuit with a constant reverse voltage time cannot follow, and when the transistor reaches a state in which the transistor performs an off operation with a delayed power factor, the transistor becomes very high. There is a problem that a reverse voltage is applied to cause a voltage breakdown.

【0007】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、負荷の事故等に起因し、電流位
相との関係で正常時と異なるタイミングでオフ動作の信
号がトランジスタに送出されることになっても、トラン
ジスタを破壊することなく安全に装置が停止する電流形
インバータを得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a signal of an off operation is transmitted to a transistor at a timing different from a normal state due to a current phase due to a load accident or the like. It is an object of the present invention to obtain a current-source inverter that can safely stop the device without destroying the transistor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電流形インバータは、交流出力の電流を検出する出力
電流検出手段、検出した上記出力電流からスイッチング
素子の通電期間を検出する通電期間検出手段、および
記各スイッチング素子の通電期間中に当該スイッチング
素子をオフさせるタイミング信号が出力された場合、当
該スイッチング素子への当該タイミング信号の入力を阻
するタイミング信号入力阻止手段を備えたものであ
る。
Means for Solving the Problems] current source inverter according to claim 1 of the present invention, the output current detecting means for detecting a current of the AC output, energization to detect the conduction period of the switching element from the output current has detected period detection hand stage, and if the upper <br/> Symbol timing signal for turning off the switching element during the conduction period of the switching element is output, the timing signal input to block the input of the timing signal to the switching element It has blocking means .

【0009】同じく請求項2に係る電流形インバータで
は、上記負荷は、逆変換回路出力の所定周波数で並列共
振にある単相負荷で、タイミング信号は上記逆変換回路
の出力電圧に対して出力電流が所定の進み位相となるよ
う設定されている。
According to another aspect of the present invention, the load is a single-phase load which is in parallel resonance at a predetermined frequency of the output of the inverter circuit, and the timing signal is an output current with respect to an output voltage of the inverter circuit. Is set to have a predetermined advance phase.

【0010】同じく請求項3に係る電流形インバータで
は、上記通電期間検出手段は、検出した出力電流の定常
値を所定量減じた値を半波毎に記憶する記憶器、および
上記出力電流の値が当該時点より半波前に記憶された
記記憶器の値より大きくなる期間を判別し当該期間から
通電期間を演算し通電信号として出力する判別器からな
るものである。
[0010] In the current source inverter according to the third aspect of the present invention, the energization period detecting means may detect a steady state of the detected output current.
Storage unit for storing a predetermined amount subtracted value a value for each half-wave, and determines the period which the value of the output current is greater than the value of the upper <br/> Symbol storage device stored in the half-wave before the point And a discriminator that calculates an energization period from the period and outputs it as an energization signal.

【0011】同じく請求項4に係る電流形インバータ
は、上記タイミング信号入力阻止手段は、上記逆変換タ
イミング制御回路からのタイミング信号と判別器からの
通電信号とを入力信号として動作するオア回路からなる
ものである。
[0011] Also <br/> a current type inverter according to claim 4, the timing signal input blocking means, operates the energization signal from the timing signal and the discriminator from the inverse conversion timing control circuit as an input signal it is <br/> made from the OR circuit.

【0012】同じく請求項5に係る電流形インバータ
は、上記出力電流の各極性毎の通電期間を判別器の通電
信号から求め、これら通電期間の互いに重なり合う期間
を判別し当該期間を転流期間とみなしてこの期間が所定
の設定値を越えたとき異常と判定して保護動作を行う転
流異常検出保護回路を備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the current source inverter determines an energizing period for each polarity of the output current from an energizing signal of a discriminator, determines a period in which these energizing periods overlap with each other, and determines the period as a commutation period. A commutation abnormality detection and protection circuit that performs a protection operation by determining that an abnormality has occurred when this period exceeds a predetermined set value.

【0013】同じく請求項6に係る電流形インバータ
は、上記駆動回路に、オフのタイミング信号の入力に対
し、所定の期間その動作をさせないオフ信号不感時間要
素を備えたものである。
[0013] A current source inverter according to a sixth aspect of the present invention comprises the drive circuit having an off signal dead time element that does not operate for a predetermined period in response to the input of an off timing signal.

【0014】[0014]

【作用】この発明に係る電流形インバータでは、交流出
力の電流を検出し、更にその出力電流からスイッチング
素子の通電期間を検出する。そして、この通電期間中に
オフ動作のタイミング信号が出力されても当該信号を無
効として直流入力を停止させる。また、逆変換回路には
その出力周波数で並列共振状態にある単相負荷を接続
し、所定の進み位相で運転される。更に、出力電流の定
常値を所定量減じた値を半波毎に記憶し、それと出力電
流とから通電期間が求められ通電信号として出力され
る。そして、この通電信号が“H”レベルである限り、
オフ動作の信号が出力されても、即ち、タイミング信号
が“L”レベルとなってもスイッチング素子は従前のオ
ン動作を継続する。また、各極性毎の通電期間が重なり
合う期間を検出してこれを転流期間とみなし、この期間
が設定値を越えたとき保護動作を行う。また、ノイズの
侵入等により駆動回路へのタイミング信号が短時間オフ
動作の“L”レベルになっても、オフ信号不感時間要素
により、スイッチング素子はオン動作を継続する。
In the current source inverter according to the present invention, the AC output current is detected, and the conduction period of the switching element is detected from the output current. Then, even if a timing signal of the OFF operation is output during this energization period, the signal is invalidated and the DC input is stopped. Further, a single-phase load in a parallel resonance state at the output frequency is connected to the inverse conversion circuit, and the inverter is operated at a predetermined advance phase. Moreover, the constant output current
A value obtained by subtracting the normal value by a predetermined amount is stored for each half-wave, an energization period is obtained from the half-wave and an output current, and is output as an energization signal. Then, as long as this energization signal is at the “H” level,
Even if the signal of the OFF operation is output, that is, even if the timing signal becomes the “L” level, the switching element continues the previous ON operation. Further, a period in which the energization periods of the respective polarities overlap is detected, and this period is regarded as a commutation period. When this period exceeds a set value, a protection operation is performed. Further, even if the timing signal to the drive circuit becomes the “L” level of the off operation for a short time due to noise penetration or the like, the switching element continues the on operation due to the off signal dead time element.

【0015】[0015]

【実施例】実施例1.図1はこの発明の一実施例による
電流形インバータを示す回路構成図である。図におい
て、1〜3,5は従来と全く同一のもので説明は省略す
る。逆変換回路4もその主回路構成は従来の図4に示し
たものと同様であるので、以下、トランジスタの駆動回
路系を中心にこの発明で追加した部分を詳細に説明す
る。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a circuit diagram showing a current source inverter according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numerals 1 to 3 and 5 are exactly the same as those in the related art, and a description thereof will be omitted. The main circuit configuration of the inverse conversion circuit 4 is also the same as that shown in FIG. 4, so that the parts added in the present invention will be described in detail focusing on the transistor drive circuit system.

【0016】43は各トランジスタ41a〜41dをオンオフ
させるためのタイミング信号を出力する逆変換タイミン
グ制御回路で、これ自体は従来のものと同一のものであ
る。44は逆変換回路の出力電流Iaを検出するCT、45
a,45bは出力電流Iaの値を半波毎に記憶する記憶器
で、その詳細は後述する。46a,46bは記憶器45a,45
bの出力から各トランジスタの通電期間を検出して通電
信号として出力する判別器で、その詳細は後述する。47
a〜47dはオア回路、48a〜48dはタイミング信号に基
づき各トランジスタにベース駆動電流を送出するベース
駆動回路である。
Reference numeral 43 denotes an inverse conversion timing control circuit for outputting a timing signal for turning on / off each of the transistors 41a to 41d, which is the same as a conventional one. 44 is a CT for detecting the output current Ia of the inverse conversion circuit;
Reference numerals a and 45b denote storages for storing the value of the output current Ia for each half-wave, the details of which will be described later. 46a and 46b are storage devices 45a and 45
A discriminator that detects the energization period of each transistor from the output of b and outputs it as an energization signal, the details of which will be described later. 47
Reference numerals a to 47d denote OR circuits, and reference numerals 48a to 48d denote base drive circuits for sending a base drive current to each transistor based on a timing signal.

【0017】次に、記憶器45および判別器46の構成の詳
細、あわせてそれらの動作につき図2を参照して説明す
る。図2(1) は回路の構成を、また同図(2) 〜(5) はタ
イムチャートを示す。固定抵抗器44aおよび44bは制御
回路零電位点とCT44のそれぞれk端子およびl端子と
に接続されている。この結果、同図(2) に示す出力電流
Iaに対し、上記両端子k,lには同図(3) にそれぞれ
1およびv2 で示す検出電圧が得られる。
Next, details of the configuration of the storage unit 45 and the discriminator 46 and their operations will be described with reference to FIG. FIG. 2 (1) shows the circuit configuration, and FIGS. 2 (2) to (5) show time charts. Fixed resistors 44a and 44b are connected to the control circuit zero potential point and the k and l terminals of CT44, respectively. As a result, with respect to the output current Ia shown in FIG. (2), the both terminals k, the l detection voltage indicated by v 1 and v 2 respectively in FIG. 2 (3) is obtained.

【0018】また、記憶器45aは図2(1)に示すよう
に、ダイオード81a、固定抵抗器82a,83a、およびコ
ンデンサ84aから構成されており、コンデンサ84aには
検出電圧v2の充放電波形となる電圧v21が得られる。
ここで、CR要素83a,84aの放電時定数は逆変換回路
4の発振周波数の周期の数倍に設定されている。従っ
て、電圧v21は、検出電圧v2からダイオード81aの順
方向降下分を差し引いた値を更に固定抵抗器82a,83a
で分圧した値となり、図2(4)に示す波形のものとな
る。従って、この記憶される電圧v 21 は、検出電圧v 2
(出力電流Iaの定常値に相当する)を若干(所定量)
減じた値となる。記憶器45bも同様の構成で、そのコン
デンサ84bには検出電圧v1充放電波形となる電圧v11
が得られる。
[0018] The storage unit 45a, as shown in FIG. 2 (1), the diode 81a, the fixed resistors 82a, 83a, and is composed of a capacitor 84a, the charge-discharge waveform of the detection voltage v 2 is the capacitor 84a voltage v 21 to be obtained.
Here, the discharge time constant of the CR elements 83a and 84a is set to several times the period of the oscillation frequency of the inverse conversion circuit 4. Therefore, the voltage v 21 is the detected voltage v 2 from the diode 81a of the forward drop further a value obtained by subtracting a fixed resistor 82a, 83a
, And has a waveform shown in FIG. 2 (4). Therefore, the stored voltage v 21 is equal to the detected voltage v 2
(Corresponding to the steady value of the output current Ia) slightly (a predetermined amount)
It is the value that was subtracted. Storage device 45b in the same configuration, the voltage v 11 as a detection voltage v 1 charge and discharge waveform to the capacitor 84b
Is obtained.

【0019】次に、判別器46aは検出電圧v1半波前
に電圧v 2 によって記憶された電圧v21とを入力として
動作するコンパレータ61aおよびこのコンパレータ61a
の出力側に接続されたインバータ62aから構成されてい
る。判別器46bも同様に、コンパレータ61bとインバー
タ62bとから構成されている。コンパレータ61aは検出
電圧v1が電圧v21より大のときのみ“H”レベルとな
る信号を出力する。電圧v 21 は検出電圧v 1 より若干低
い値を保持しているので、コンパレータ61aの出力が
“H”レベルとなる期間は、図2から判るように、トラ
ンジスタ41a、41dのみが通電している期間に相当し、
1サイクル中の残りの期間が、転流期間を含むトランジ
スタ41b、41cの通電期間となる。従って、コンパレー
タ61aからの信号をインバータ62aで反転して得られる
信号Aは図2(5)に示す通りとなり、トランジスタ41
b、41cの通電期間のみ“H”レベルとなる信号とほぼ
みなし得る。従って、この信号Aをトランジスタ41b,
41cの通電信号として後段のオア回路47b(47c)に送
出する。同様にして、コンパレータ61bおよびインバー
タ62bから得られる信号Bは、同じく図2(5)に示すよ
うに、トランジスタ41a,41dの通電期間のみ“H”レ
ベルとなる信号とみなし、これをトランジスタ41a,41
dの通電信号として後段のオア回路47a(47d)に送出
する。
Next, the discriminator 46a detects the detection voltage v 1 and the half-wave before.
Operating the voltage v 21 stored by the voltage v 2 as an input to the comparator 61a and the comparator 61a
And an inverter 62a connected to the output side of. Similarly, the discriminator 46b includes a comparator 61b and an inverter 62b. Comparator 61a outputs a signal the detection voltage v 1 becomes "H" level only when the voltage v 21 large. Voltage v 21 is slightly lower than the detection voltage v 1
Output value of the comparator 61a
The period during which the signal is at the “H” level is, as can be seen from FIG.
The period when only the transistors 41a and 41d are energized,
The remaining period in one cycle is the transit period including the commutation period.
The energization period of the stars 41b and 41c is reached. Therefore, the comparison
The signal A obtained by inverting the signal from the inverter 61a by the inverter 62a is as shown in FIG.
It can be regarded as a signal which becomes "H" level only during the energization period of b and 41c. Therefore, this signal A is applied to the transistor 41b,
It is sent to the subsequent OR circuit 47b (47c) as an energization signal of 41c. Similarly, the signal B obtained from the comparator 61b and the inverter 62b is regarded as a signal which is at "H" level only during the energizing period of the transistors 41a and 41d, as shown in FIG. 41
It is sent to the subsequent OR circuit 47a (47d) as an energization signal of d.

【0020】このように、この実施例では通電信号A,
Bを作成し、これらをその一方の入力として動作するオ
ア回路47a等を設けたので、既述したように、単相負荷
5に生じた短絡等のために過渡的に遅れ力率でトランジ
スタ41をオフさせるタイミング信号が送出されても、即
ち、逆変換タイミング制御回路43からオア回路47への信
号が“L”レベルになっても、通電信号が“H”レベル
である限り、オア回路47からの出力信号は“H”レベル
を継続する。従って、トランジスタ41は無理なオフ動作
をしないため従来のような破壊の恐れがなくなる。そし
て、この場合、逆変換回路4の転流失敗と同様な状態と
なり、図示しない保護回路によりこれを検出して順変換
回路2を過電流ゲート遮断して逆変換回路4への直流入
力を断ち、装置を安全に停止させることができる。
Thus, in this embodiment, the energizing signals A,
B, and an OR circuit 47a or the like operating these as one input thereof is provided. As described above, the transistor 41 has a transient delay power factor due to a short circuit or the like occurring in the single-phase load 5. Is turned off, that is, even if the signal from the inverse conversion timing control circuit 43 to the OR circuit 47 becomes "L" level, as long as the energizing signal is at "H" level, the OR circuit 47 The output signal from the device continues at "H" level. Therefore, since the transistor 41 does not perform an unreasonable off operation, there is no fear of destruction as in the related art. In this case, a state similar to the commutation failure of the inverse conversion circuit 4 is detected. This is detected by a protection circuit (not shown), the forward conversion circuit 2 is shut off by an overcurrent gate, and the DC input to the inverse conversion circuit 4 is cut off. The device can be safely stopped.

【0021】なお、正常動作時にも上述したオア回路47
等は同様に動作するので、転流開始時点で、それ迄通電
中のトランジスタ41に送出されるオフのタイミング信号
もオア回路47により阻止されることになるが、全く支障
にはならない。即ち、転流動作は、それ迄オフ中のトラ
ンジスタ41に送出されるオンのタイミング信号で開始さ
れ、単相負荷5からの電流でそれ迄通電中であったトラ
ンジスタ41の電流が減少し、やがて零となって転流が完
了する。従って、この転流完了時点で通電信号が“L”
レベルとなるので、上記したオア回路47による阻止状態
が解除され、本来のオフのタイミング信号がトランジス
タに送出されることになる。
It should be noted that even during normal operation, the above-described OR circuit 47 is used.
And the like operate similarly, so that at the start of commutation, the off-timing signal sent to the transistor 41 that is currently energized is also blocked by the OR circuit 47, but this does not cause any problem. That is, the commutation operation is started by the ON timing signal sent to the transistor 41 which has been turned off, and the current of the transistor 41 which has been energized by the current from the single-phase load 5 decreases before long. It becomes zero and commutation is completed. Therefore, when the commutation is completed, the energization signal becomes “L”.
Since the level becomes the level, the above-mentioned blocking state by the OR circuit 47 is released, and the original OFF timing signal is sent to the transistor.

【0022】実施例2.図2(1) の6は転流異常検出保
護回路で、更に新たな機能を付加するものである。図に
おいて、判別器46aのコンパレータ61aと判別器46bの
コンパレータ61bとの両出力がオア回路47eに送出さ
れ、その出力は更にインバータ62cで反転して信号Cと
なる。信号Cは図2(5) に示すように、転流期間とみな
し得る期間のみ“H”レベルとなる信号となる。従っ
て、この期間が異常に長くなり、ラッチ回路65のセット
端子Sの電圧が可変抵抗63とコンデンサ64とで決まる時
定数で上昇してスレッシホールド電圧に達すると、ラッ
チ回路65はセットされ、その出力が転流異常の警報を出
すとともに、インバータ運転の緊急停止を指令する等、
一連の保護動作を行い事故の拡大を確実に防止する。前
述した遅れ力率モードになった時は必ずこの転流異常検
出を行うことになる。また、逆電圧時間の余裕内で時間
設定を行うよう可変抵抗63を調整することにより、例え
ば並列共振負荷の異常発生をその前触れ段階で検出する
ことも可能となる。
Embodiment 2 FIG. Reference numeral 6 in FIG. 2A denotes a commutation abnormality detection protection circuit to which a new function is added. In the figure, both outputs of the comparator 61a of the discriminator 46a and the comparator 61b of the discriminator 46b are sent to the OR circuit 47e, and the output is further inverted by the inverter 62c to become the signal C. As shown in FIG. 2 (5), the signal C is a signal which becomes "H" level only during a period that can be regarded as a commutation period. Therefore, when this period becomes abnormally long and the voltage of the set terminal S of the latch circuit 65 rises at a time constant determined by the variable resistor 63 and the capacitor 64 and reaches the threshold voltage, the latch circuit 65 is set, The output gives a commutation abnormality alarm, and commands an emergency stop of inverter operation.
Perform a series of protective actions to prevent accidents from spreading. This commutation abnormality detection is always performed when the delay power factor mode is set. Further, by adjusting the variable resistor 63 so that the time is set within the margin of the reverse voltage time, it becomes possible to detect, for example, the occurrence of an abnormality in the parallel resonance load at the preceding stage.

【0023】実施例3.図3はこの発明の更に他の実施
例を示すもので、図1、図2(1) におけるベース駆動回
路48に相当するものの内部構成図である。図において、
11,12はオア回路47を経たタイミング信号が入力される
端子、71はフォトカプラ、72は信号増幅器、73は固定抵
抗、74はコンデンサ、75はオア回路、76はベース駆動増
幅器、13,14はベース駆動電流をトランジスタ41へ送出
する端子である。なお、信号増幅器72やベース駆動増幅
器76のための駆動用電源は、交流電源を端子15,16、更
に変圧器77を介して取り込む直流電源回路78から供給さ
れる。
Embodiment 3 FIG. FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, and is an internal configuration diagram of a base driving circuit 48 corresponding to FIGS. 1 and 2 (1). In the figure,
11, 12 are terminals to which a timing signal passed through the OR circuit 47 is input, 71 is a photocoupler, 72 is a signal amplifier, 73 is a fixed resistor, 74 is a capacitor, 75 is an OR circuit, 76 is a base drive amplifier, 13, 14 Is a terminal for sending a base drive current to the transistor 41. The drive power supply for the signal amplifier 72 and the base drive amplifier 76 is supplied from a DC power supply circuit 78 that receives AC power through terminals 15 and 16 and a transformer 77.

【0024】次に動作について説明する。端子11,12か
ら入力されたタイミング信号はフォトカプラ71で絶縁さ
れ、更に信号増幅器72により信号増幅される。次の固定
抵抗73、コンデンサ74およびオア回路75からなる回路は
入力信号波形のテール部のみを一定時間遅延させるもの
で、即ちオフ信号不感時間要素7として機能する。この
具体的な遅延時間としては数μsec 程度に設定される。
そして、この処理を加えた信号がベース駆動増幅器76で
増幅されベース駆動電流となって端子13,14からトラン
ジスタ41へ送出される。以上のように、オフ信号不感時
間要素7を設けることにより、ノイズ等により入力信号
が一瞬“L”レベルに落ちる、即ちオフのレベルになる
ようなことが発生しても、この誤まりのオフ信号がトラ
ンジスタ41に送出されないので、ノイズ等によるトラン
ジスタの破壊が確実に防止される。また、この不感時間
の設定を適当に行うことにより、前述した記憶器45や判
別器46における検出電圧v1 とv21、およびv2 とv11
の間で生じるわずかの定常的な時間差や、出力電流が増
加中であるときに生じるわずかの過渡的な時間差に基づ
く信号レベルの不安定性を補償して安定したインバータ
の運転が確保される。
Next, the operation will be described. The timing signals input from the terminals 11 and 12 are insulated by the photocoupler 71 and further amplified by the signal amplifier 72. The following circuit composed of the fixed resistor 73, the capacitor 74 and the OR circuit 75 delays only the tail of the input signal waveform for a fixed time, that is, functions as the OFF signal dead time element 7. The specific delay time is set to about several μsec.
Then, the signal subjected to this processing is amplified by the base drive amplifier 76 and becomes a base drive current, which is transmitted from the terminals 13 and 14 to the transistor 41. As described above, by providing the off signal dead time element 7, even if the input signal momentarily falls to the “L” level due to noise or the like, that is, the input signal goes to the off level, the error is turned off. Since no signal is sent to the transistor 41, destruction of the transistor due to noise or the like is reliably prevented. By appropriately setting the dead time, the detection voltages v 1 and v 21 , v 2 and v 11 in the storage device 45 and the discriminator 46 described above are obtained.
And stable transient operation can be ensured by compensating for a signal level instability based on a slight stationary time difference occurring between the two and a slight transient time difference occurring when the output current is increasing.

【0025】なお、上記各実施例では、逆変換回路4の
スイッチング素子としてバイポーラトランジスタを使用
しているが、GTOやIGBT等を使用した場合でも前
述したと同様の効果を奏する。更に、各トランジスタの
通電期間を検出する方法は、必ずしも前述した記憶器45
および判別器46を使用した方法に限られるものではな
く、例えば信号をディジタル化して論理回路的に求める
ような方式としてもよい。
In each of the above embodiments, a bipolar transistor is used as a switching element of the inverse conversion circuit 4. However, the same effects as described above can be obtained even when GTO, IGBT, or the like is used. Further, the method of detecting the energization period of each transistor is not necessarily the same as that of the storage device 45 described above.
The method is not limited to the method using the discriminator 46, but may be a method in which a signal is digitized and obtained as a logical circuit.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、電流位相との関係で正常時と異なるタイミングで
オフ動作の信号がスイッチング素子に送出されることに
なっても、当該スイッチング素子を破壊することなく安
全に装置を停止させることができる。また、簡単な構成
で素子の通電期間を検出することができ、更に、転流期
間の異常を検出して必要な保護動作を行うことができ
る。更に、オフ信号不感時間要素を備えたので、ノイズ
等によってタイミング信号が短時間、オフ動作のレベル
になっても、スイッチング素子はそれに影響されること
がない。
Since the present invention is configured as described above, even if an off-operation signal is sent to the switching element at a timing different from the normal state in relation to the current phase, the switching element is not affected. The device can be safely stopped without destroying the device. Further, the energization period of the element can be detected with a simple configuration, and furthermore, an abnormality in the commutation period can be detected to perform a necessary protection operation. Furthermore, since the off-signal dead time element is provided, even if the timing signal goes to the off-operation level for a short time due to noise or the like, the switching element is not affected by it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例による電流形インバータを
示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a current source inverter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の記憶器45、判別器46の部分の詳細を示す
回路構成図および動作波形を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing details of a storage unit 45 and a discriminator 46 in FIG. 1 and a time chart showing operation waveforms.

【図3】図1のベース駆動回路48の他の実施例における
内部構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an internal configuration of another embodiment of the base driving circuit 48 of FIG. 1;

【図4】従来の電流形インバータを示す回路構成図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional current source inverter.

【図5】逆変換回路4のスイッチング動作を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a switching operation of the inverse conversion circuit 4;

【符号の説明】 4 逆変換回路 41 スイッチング素子としてのトランジスタ 43 逆変換タイミング制御回路 44 出力電流検出手段としてのCT 45 記憶器 46 判別器 47 オア回路 48 ベース駆動回路 5 単相負荷 6 転流異常検出保護回路 61 コンパレータ 62 インバータ 7 オフ信号不感時間要素[Description of Signs] 4 Inverting circuit 41 Transistor as switching element 43 Inverting timing control circuit 44 CT as output current detecting means 45 Memory 46 Classifier 47 OR circuit 48 Base drive circuit 5 Single-phase load 6 Commutation abnormality Detection protection circuit 61 Comparator 62 Inverter 7 Off signal dead time element

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の自己消弧形のスイッチング素子か
らなり直流入力を所定周波数の交流出力に変換して負荷
に供給する逆変換回路、上記スイッチング素子をオンオ
フさせるためのタイミング信号を出力する逆変換タイミ
ング制御回路、および上記タイミング信号に基づき上記
スイッチング素子に駆動電流を送出する駆動回路を備え
た電流形インバータにおいて、 上記交流出力の電流を検出する出力電流検出手段、検
した上記出力電流から上記スイッチング素子の通電期間
を検出する通電期間検出手段、および上記各スイッチン
グ素子の通電期間中に当該スイッチング素子をオフさせ
るタイミング信号が出力された場合、当該スイッチング
素子への当該タイミング信号の入力を阻止するタイミン
グ信号入力阻止手段を備えたことを特徴とする電流形イ
ンバータ。
1. An inverting circuit comprising a plurality of self-extinguishing type switching elements for converting a DC input into an AC output having a predetermined frequency and supplying the AC output to a load, and an inverter for outputting a timing signal for turning on and off the switching elements. converting the timing control circuit, and the current source inverter including a driving circuit for sending a drive current to the switching element based on the timing signal, the output current detecting means for detecting the current of the AC output from the output current has detected energization period detection means to detect the conducting period of the switching element, and when the timing signal for turning off the switching element during the conduction period of the switching elements is output, the input of the timing signal to the switching element Taimin blocking
A current source inverter comprising a signal input blocking means .
【請求項2】 負荷は、逆変換回路出力の所定周波数で
並列共振にある単相負荷で、タイミング信号は上記逆変
換回路の出力電圧に対して出力電流が所定の進み位相と
なるよう設定されていることを特徴とする請求項1記載
の電流形インバータ。
2. The load is a single-phase load which is in parallel resonance at a predetermined frequency of the output of the inverter circuit, and the timing signal is set so that the output current has a predetermined advance phase with respect to the output voltage of the inverter circuit. 2. The current source inverter according to claim 1, wherein:
【請求項3】 通電期間検出手段は、検出した出力電流
定常値を所定量減じた値を半波毎に記憶する記憶器、
および上記出力電流の値が当該時点より半波前に記憶さ
れた上記記憶器の値より大きくなる期間を判別し当該期
から通電期間を演算し通電信号として出力する判別器
からなることを特徴とする請求項2記載の電流形インバ
ータ。
3. A storage unit for storing, for each half-wave, a value obtained by reducing a steady value of the detected output current by a predetermined amount ,
And the output current value is stored half a wave before the current time.
Current source inverter according to claim 2, characterized in that it consists of classifiers to be output as calculated energization signal energization time period from the storage device of the determined from larger period value the period that.
【請求項4】 タイミング信号入力阻止手段は、逆変換
タイミング制御回路からのタイミング信号と判別器から
の通電信号とを入力信号として動作するオア回路からな
ことを特徴とする請求項3記載の電流形インバータ。
4. A timing signal input blocking means, the OR circuit operates an energizing signal from the timing signal from the inverse conversion timing control circuit and the discriminator as the input signal Tona
Current source inverter according to claim 3, wherein the that.
【請求項5】 出力電流の各極性毎の通電期間を判別器
の通電信号から求め、これら通電期間の互いに重なり合
う期間を判別し当該期間を転流期間とみなしてこの期間
が所定の設定値を越えたとき異常と判定して保護動作を
行う転流異常検出保護回路を備えたことを特徴とする請
求項3または4記載の電流形インバータ。
5. An energizing period for each polarity of an output current is determined from an energizing signal of a discriminator, and a period in which these energizing periods overlap with each other is determined. 5. The current-source inverter according to claim 3, further comprising a commutation abnormality detection protection circuit that performs a protection operation by determining an abnormality when the current value is exceeded.
【請求項6】 駆動回路に、オフのタイミング信号の入
力に対し所定の期間その動作をさせないオフ信号不感時
間要素を備えたことを特徴とする請求項3ないし5のい
ずれかに記載の電流形インバータ。
6. The current source according to claim 3, wherein the drive circuit includes an off signal dead time element that does not operate for a predetermined period in response to the input of the off timing signal. Inverter.
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