JP2841531B2 - 電力変換器のアーム短絡検知回路 - Google Patents
電力変換器のアーム短絡検知回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電力変換器のアーム短絡検知回路に関する
ものである。
ものである。
（従来の技術） 電力変換システムにおいては、過電流等からスイッチ
ング素子や電力変換器自体を保護するため、各種の保護
手段が採用されている。
ング素子や電力変換器自体を保護するため、各種の保護
手段が採用されている。
従来、負荷短絡に関しては負荷電流が所定の値を越え
た場合にはトランジスタ等のスイッチング素子をオフす
る等の手段によりインバータ等の電力変換器を過電流か
ら保護している例が多い。しかし、アーム短絡について
は電力変換器内部の問題であるとして保護しない例も多
く、これを保護する場合にはリプル吸収用コンデンサの
回路またはトランジスタの回路に電流検出用変流器（C
T）を設け、このCTで検出した電流値が所定の値を越え
たことでアーム短絡を検知していた。
た場合にはトランジスタ等のスイッチング素子をオフす
る等の手段によりインバータ等の電力変換器を過電流か
ら保護している例が多い。しかし、アーム短絡について
は電力変換器内部の問題であるとして保護しない例も多
く、これを保護する場合にはリプル吸収用コンデンサの
回路またはトランジスタの回路に電流検出用変流器（C
T）を設け、このCTで検出した電流値が所定の値を越え
たことでアーム短絡を検知していた。
第８図は従来のアーム短絡検知回路を備えた電圧形イ
ンバータシステムを示している。同図において、三相交
流電源21の電圧は整流器22により整流され、その出力側
に接続されたリプル吸収用コンデンサ23を介してインバ
ータ24に印加される。各アームがトランジスタQ1〜Q4に
より構成されたインバータ24は、制御回路26からのオン
／オフ指令により逆変換動作を行い、負荷25には交流電
力が供給されることとなる。
ンバータシステムを示している。同図において、三相交
流電源21の電圧は整流器22により整流され、その出力側
に接続されたリプル吸収用コンデンサ23を介してインバ
ータ24に印加される。各アームがトランジスタQ1〜Q4に
より構成されたインバータ24は、制御回路26からのオン
／オフ指令により逆変換動作を行い、負荷25には交流電
力が供給されることとなる。
このようなインバータシステムにおいて、例えばQ1,Q
2が同時にオンとなってアーム短絡が生じた場合には、
トランジスタの破壊等が生ずる。
2が同時にオンとなってアーム短絡が生じた場合には、
トランジスタの破壊等が生ずる。
この不都合を防止するため、従来では、第８図に示す
ようにリプル吸収用コンデンサ23の回路またはトランジ
スタQ1〜Q4を構成する回路に電流検出用CT28を設け、こ
のCT28により検出した電流値が所定の値を越えたことを
アーム短絡検知回路29により検知して制御回路26に指令
を送り、トランジスタQ1〜Q4をオフさせていた。
ようにリプル吸収用コンデンサ23の回路またはトランジ
スタQ1〜Q4を構成する回路に電流検出用CT28を設け、こ
のCT28により検出した電流値が所定の値を越えたことを
アーム短絡検知回路29により検知して制御回路26に指令
を送り、トランジスタQ1〜Q4をオフさせていた。
（発明が解決しようとする課題） ところが、現実には上記のようなアーム短絡の検知方
式には以下の問題点があり、あまり使用されない傾向に
ある。
式には以下の問題点があり、あまり使用されない傾向に
ある。
１）CT28は鉄心と巻線で構成されるので重くなり価格も
高い。
高い。
２）OT28を挿入するにはインバータ側配線の電線も数cm
余分に必要とし、該配線のインダクタンスが増加してイ
ンバータのスイッチング動作に悪影響を及ぼす。
余分に必要とし、該配線のインダクタンスが増加してイ
ンバータのスイッチング動作に悪影響を及ぼす。
３）最近では、この配線のインダクタンスをごく小さく
するため、銅帯と絶縁フィルムとを重ねたラミネートバ
ー配線等が適用されているため、CT28を挿入する余地が
なくなりつつある。
するため、銅帯と絶縁フィルムとを重ねたラミネートバ
ー配線等が適用されているため、CT28を挿入する余地が
なくなりつつある。
このように従来では、アーム短絡検知のためにCTを用
いるため、これに伴う上述のような種々の問題を生じて
いた。
いるため、これに伴う上述のような種々の問題を生じて
いた。
本発明は上記問題点を解決するために提案されたもの
であって、アーム短絡が生じた場合にCTを用いることな
くこれを確実に検知してスイッチング素子や電力変換器
の破壊、焼損等を防止するようにした電力変換器のアー
ム短絡検知回路を提供することを目的とする。
であって、アーム短絡が生じた場合にCTを用いることな
くこれを確実に検知してスイッチング素子や電力変換器
の破壊、焼損等を防止するようにした電力変換器のアー
ム短絡検知回路を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 発明者等、上記問題点についての検討を重ねた結果、
リプル吸収用コンデンサの端子電圧は、正常時でも大き
なリプル電圧を含んでいるが、アーム短絡時には、急激
に大きな短絡電流が流れるのでコンデンサの電圧が大き
く急降下することに着目した。そして、このリプル吸収
用コンデンサの端子電圧に注目すれば従来の如くCTを使
用しなくても、アーム短絡を検知できるとの知見を得
た。
リプル吸収用コンデンサの端子電圧は、正常時でも大き
なリプル電圧を含んでいるが、アーム短絡時には、急激
に大きな短絡電流が流れるのでコンデンサの電圧が大き
く急降下することに着目した。そして、このリプル吸収
用コンデンサの端子電圧に注目すれば従来の如くCTを使
用しなくても、アーム短絡を検知できるとの知見を得
た。
即ち第１の発明は、直流電源の両端に接続されたリプ
ル吸収用コンデンサを有し、少なくとも上下２アーム以
上の半導体スイッチング素子を設けてなる電力変換器に
用いるアーム短絡検知回路であって、前記リプル吸収用
コンデンサの端子間電圧の急降下を検出し、該電圧に応
じた信号を出力する電圧急降下検出手段と、前記電圧急
降下検出手段の出力信号と所定の比較レベルに応じた信
号との比較結果を検知信号として出力する比較手段とを
備え、前記検知信号により、前記リプル吸収用コンデン
サの端子間電圧の急降下を検出してアーム短絡の発生を
検知するアーム短絡検知回路において、前記電圧急降下
検出手段は、微分コンデンサと抵抗との並列回路の一端
が前記直流電源の正極端子に接続され、前記並列回路の
他端が、互いに同極性で接続された２個のクランプダイ
オードの直列回路の中点を介して前記比較手段の入力端
子に接続され、かつ、逆方向に接続されている一方のク
ランプダイオードを介して前記直流電源の負極端子に接
続されていることを特徴とする。
ル吸収用コンデンサを有し、少なくとも上下２アーム以
上の半導体スイッチング素子を設けてなる電力変換器に
用いるアーム短絡検知回路であって、前記リプル吸収用
コンデンサの端子間電圧の急降下を検出し、該電圧に応
じた信号を出力する電圧急降下検出手段と、前記電圧急
降下検出手段の出力信号と所定の比較レベルに応じた信
号との比較結果を検知信号として出力する比較手段とを
備え、前記検知信号により、前記リプル吸収用コンデン
サの端子間電圧の急降下を検出してアーム短絡の発生を
検知するアーム短絡検知回路において、前記電圧急降下
検出手段は、微分コンデンサと抵抗との並列回路の一端
が前記直流電源の正極端子に接続され、前記並列回路の
他端が、互いに同極性で接続された２個のクランプダイ
オードの直列回路の中点を介して前記比較手段の入力端
子に接続され、かつ、逆方向に接続されている一方のク
ランプダイオードを介して前記直流電源の負極端子に接
続されていることを特徴とする。
また、第２の発明は、前記アーム短絡検知回路が、少
なくとも上下２アーム以上の半導体スイッチング素子を
それぞれ備えてなる上アーム部及び下アーム部に対応し
てそれぞれ上アーム部短絡検知回路及び下アーム部短絡
検知回路として設けられると共に、これら各検知回路の
電源回路が、前記上アーム部及び下アーム部の接続点の
電位を基準電位とする一系統の正負電源にて構成されて
いるものである。
なくとも上下２アーム以上の半導体スイッチング素子を
それぞれ備えてなる上アーム部及び下アーム部に対応し
てそれぞれ上アーム部短絡検知回路及び下アーム部短絡
検知回路として設けられると共に、これら各検知回路の
電源回路が、前記上アーム部及び下アーム部の接続点の
電位を基準電位とする一系統の正負電源にて構成されて
いるものである。
（作用） 第１の発明において、直流電源側の電圧はリプル吸収
用コンデンサの電圧として電圧急降下検出手段に取り込
まれ、微分コンデンサ及び抵抗からなる並列回路と２個
のクランプダイオードからなる直列回路の中点を介して
リプル吸収用コンデンサの電圧に応じた検出信号に変換
されて比較手段に出力される。比較手段は、上記検出信
号とレベル設定器により定められる所定の比較レベルと
を比較してその比較結果を出力する。
用コンデンサの電圧として電圧急降下検出手段に取り込
まれ、微分コンデンサ及び抵抗からなる並列回路と２個
のクランプダイオードからなる直列回路の中点を介して
リプル吸収用コンデンサの電圧に応じた検出信号に変換
されて比較手段に出力される。比較手段は、上記検出信
号とレベル設定器により定められる所定の比較レベルと
を比較してその比較結果を出力する。
いま、直流電源側の電圧が急降下すると、電圧急降下
検出手段及び比較手段は、その電圧急降下がアーム短絡
によるものか或いは他の原因によるものかを判断し、ア
ーム短絡による場合にのみ検知信号を出力し、この検知
信号によって最終的に電力変換器のスイッチング素子を
オフさせるべく作用する。
検出手段及び比較手段は、その電圧急降下がアーム短絡
によるものか或いは他の原因によるものかを判断し、ア
ーム短絡による場合にのみ検知信号を出力し、この検知
信号によって最終的に電力変換器のスイッチング素子を
オフさせるべく作用する。
また、第２の発明において、電力変換器の上アーム部
及び下アーム部にそれぞれ対応して設けられた上アーム
部短絡検知回路及び下アーム部短絡検知回路は、基準電
位が共通する一系統の正負電源にて動作するため、電力
変換器のアーム部が多段化した場合にも電源回路の構成
の複雑化を招くことがない。
及び下アーム部にそれぞれ対応して設けられた上アーム
部短絡検知回路及び下アーム部短絡検知回路は、基準電
位が共通する一系統の正負電源にて動作するため、電力
変換器のアーム部が多段化した場合にも電源回路の構成
の複雑化を招くことがない。
（実施例） 以下、図に沿って本発明の実施例を説明する。
第１図は第１の発明の一実施例が適用される典型的な
インバータシステムの構成例を示すものである。交流電
源21の交流電力を整流器22で整流し、この整流器22を直
流電源として各アームがトランジスタQ1〜Q4により構成
されたインバータ24に供給する。そして、トランジスタ
Q1〜Q4は制御回路26からのオン／オフ信号により動作
し、インバータ24は負荷25に高周波電流を供給する。
インバータシステムの構成例を示すものである。交流電
源21の交流電力を整流器22で整流し、この整流器22を直
流電源として各アームがトランジスタQ1〜Q4により構成
されたインバータ24に供給する。そして、トランジスタ
Q1〜Q4は制御回路26からのオン／オフ信号により動作
し、インバータ24は負荷25に高周波電流を供給する。
また、インバータ24の入力側直近には、インバータ24
に入る高周波のリプル電流を吸収するためにリプル吸収
用コンデンサ23が設けられている。そして、このコンデ
ンサ23の端子電圧をアーム短絡検知回路27に導き、この
アーム短絡検知回路27から制御回路26に指令が送られる
ようになっている。
に入る高周波のリプル電流を吸収するためにリプル吸収
用コンデンサ23が設けられている。そして、このコンデ
ンサ23の端子電圧をアーム短絡検知回路27に導き、この
アーム短絡検知回路27から制御回路26に指令が送られる
ようになっている。
第２図は、このアーム短絡検知回路27をブロック図に
より示すものである。同図において、インバータ24の入
力電圧VD（コンデンサ23の端子間電圧、即ち直流電源電
圧）は電圧急降下検出手段１に入力される。この電圧急
降下検出手段１はVDの変化を検知し、その検出出力e1を
比較手段２に出力する。比較手段２は、上記検出出力e1
と所定のレベル設定器３により定められる比較レベルe2
とを比較し、比較結果を検知信号e3として検知信号出力
・保持手段４に出力する。ここで、e1がe2より小さくな
ったときに、比較手段２は検知信号出力・保持手段４に
検知信号e3を出力し、検知信号出力・保持手段４は全ト
ランジスタのオフ指令e4を出力する。
より示すものである。同図において、インバータ24の入
力電圧VD（コンデンサ23の端子間電圧、即ち直流電源電
圧）は電圧急降下検出手段１に入力される。この電圧急
降下検出手段１はVDの変化を検知し、その検出出力e1を
比較手段２に出力する。比較手段２は、上記検出出力e1
と所定のレベル設定器３により定められる比較レベルe2
とを比較し、比較結果を検知信号e3として検知信号出力
・保持手段４に出力する。ここで、e1がe2より小さくな
ったときに、比較手段２は検知信号出力・保持手段４に
検知信号e3を出力し、検知信号出力・保持手段４は全ト
ランジスタのオフ指令e4を出力する。
第３図はこのアーム短絡検知回路27の一具体例を詳細
に示す回路図である。
に示す回路図である。
同図において、微分コンデンサ11とつり上げ抵抗12と
の並列回路13及び同極性で接続されたクランプダイオー
ド14a,14bの直列回路14とが第２図における電圧急降下
検出手段１を構成している。前記並列回路13の一端子は
インバータ24の直流電源の＋端子側に、他端子はクラン
プダイオード14a,14b間の一点Ａに接続されている。ま
た、クランプダイオード14bのアノード側は前記直流電
源の−端子側に接続されている。
の並列回路13及び同極性で接続されたクランプダイオー
ド14a,14bの直列回路14とが第２図における電圧急降下
検出手段１を構成している。前記並列回路13の一端子は
インバータ24の直流電源の＋端子側に、他端子はクラン
プダイオード14a,14b間の一点Ａに接続されている。ま
た、クランプダイオード14bのアノード側は前記直流電
源の−端子側に接続されている。
また、コンパレータ15は第２図の比較手段２に対応す
るものであり、前記Ａ点はこのコンパレータ15の反転入
力端子に接続され、その非反転入力端子は第２図のレベ
ル設定器３としての可変抵抗器16に接続されている。更
に、コンパレータ15の出力端子は第２図の検知信号出力
・保持手段４としてのフリップフロップ回路18の入力端
子に接続され、その出力端子が第１図の制御回路26に接
続されている。
るものであり、前記Ａ点はこのコンパレータ15の反転入
力端子に接続され、その非反転入力端子は第２図のレベ
ル設定器３としての可変抵抗器16に接続されている。更
に、コンパレータ15の出力端子は第２図の検知信号出力
・保持手段４としてのフリップフロップ回路18の入力端
子に接続され、その出力端子が第１図の制御回路26に接
続されている。
なお、前記直列回路14及び可変抵抗器16の両端、コン
パレータ15,フリップフロップ回路18の各電源端子間に
は検出用電源17（電圧e5）が接続されており、第１図に
おける直流電源としての整流器22及び検出用電源17のそ
れぞれの負極性側端子が相互に接続されている。
パレータ15,フリップフロップ回路18の各電源端子間に
は検出用電源17（電圧e5）が接続されており、第１図に
おける直流電源としての整流器22及び検出用電源17のそ
れぞれの負極性側端子が相互に接続されている。
第４図は第３図に示すアーム短絡検知回路27の動作例
を示すタイムチャートである。同図において、IDはイン
バータ24に流入する電流であり、期間Ｉにおいては正常
な電流が数μｓ周期で繰返し発生していることを示し、
また、期間IIにおいてはアーム短絡による大きな異常電
流が発生した例を示している。
を示すタイムチャートである。同図において、IDはイン
バータ24に流入する電流であり、期間Ｉにおいては正常
な電流が数μｓ周期で繰返し発生していることを示し、
また、期間IIにおいてはアーム短絡による大きな異常電
流が発生した例を示している。
また、直流電源電圧VD（リプル吸収用コンデンサ23の
電圧）は、期間Ｉでは正常な負荷電流による正常なリプ
ル電圧Vrが生じており、期間IIではVDがアーム短絡によ
り急降下した様子を示している。更に、同図のe1,e3,e4
は第３図のe1,e3,e4に対応している。そして、直流電源
電圧VDは通常数十〜数百Ｖの高い電圧であり、検出用電
流17の電圧e5は10V前後の低い定電圧となっている。
電圧）は、期間Ｉでは正常な負荷電流による正常なリプ
ル電圧Vrが生じており、期間IIではVDがアーム短絡によ
り急降下した様子を示している。更に、同図のe1,e3,e4
は第３図のe1,e3,e4に対応している。そして、直流電源
電圧VDは通常数十〜数百Ｖの高い電圧であり、検出用電
流17の電圧e5は10V前後の低い定電圧となっている。
以下、各部の動作を詳細に説明する。
直流電源電圧VDは並列回路13を介してＡ点に印加さ
れ、e1の電位はVDの変化と微分コンデンサ11の効果で常
時正側に引き上げられている。そして、e1は更にクラン
プダイオード14a、14bの効果で検出用電源17の電圧e5の
範囲内となるようにクランプされる。従って、e1は正常
時（期間Ｉ）においては、つり上げ抵抗12の効果でe5の
上側にへばりついた波形を示し、直流電源電圧VDの変化
が急峻なVDリプルの下端部のみが伝達されている。
れ、e1の電位はVDの変化と微分コンデンサ11の効果で常
時正側に引き上げられている。そして、e1は更にクラン
プダイオード14a、14bの効果で検出用電源17の電圧e5の
範囲内となるようにクランプされる。従って、e1は正常
時（期間Ｉ）においては、つり上げ抵抗12の効果でe5の
上側にへばりついた波形を示し、直流電源電圧VDの変化
が急峻なVDリプルの下端部のみが伝達されている。
この様な状態でアーム短絡によりVDが急降下すると、
e1も一瞬にして下降する。そして、e1に値が比較レベル
e2を下まわるとコンパレータ15が作動して検知信号e3が
立上り、アーム短絡を検知する。これをフリップフロッ
プ回路18で記憶してe4として制御回路26に送出し、イン
バータ24の全トランジスタQ1〜Q4にオフ指令を与える。
e1も一瞬にして下降する。そして、e1に値が比較レベル
e2を下まわるとコンパレータ15が作動して検知信号e3が
立上り、アーム短絡を検知する。これをフリップフロッ
プ回路18で記憶してe4として制御回路26に送出し、イン
バータ24の全トランジスタQ1〜Q4にオフ指令を与える。
ところで、トランジスタがターンオフしてアーム短絡
電流がゼロになると、e1が上昇して検知信号e3は出力さ
れなくなる。しかし、再びトランジスタオン指令が出て
トランジスタが破壊されるおそれがあるので、フリップ
フロップ回路18による検知信号の保持は重要なものとな
っている。
電流がゼロになると、e1が上昇して検知信号e3は出力さ
れなくなる。しかし、再びトランジスタオン指令が出て
トランジスタが破壊されるおそれがあるので、フリップ
フロップ回路18による検知信号の保持は重要なものとな
っている。
なお、第３図に示す回路においては、例えば、微分コ
ンデンサ11は100pF程度、つり上げ抵抗12は1MΩ,0.1W程
度の微小部品で構成できるので、小形、軽量で低コスト
のアーム短絡検知回路27の製造及び提供が可能となる。
ンデンサ11は100pF程度、つり上げ抵抗12は1MΩ,0.1W程
度の微小部品で構成できるので、小形、軽量で低コスト
のアーム短絡検知回路27の製造及び提供が可能となる。
また、第５図に示す如く直流電源電圧VDの変動は正常
なインバータ動作によるリプルVrのみでなく、ゆっくり
した電源電圧の大幅な変動（同図（イ））、電源として
の整流器22によるリプル等の他に瞬時停電による急降下
（同図（ロ））も正常とみなし、アーム短絡による急降
下（同図（ハ））のみを異常として検出する必要があ
る。このような微妙な電圧急降下の検出レベルの設定
は、微分コンデンサ11、つり上げ抵抗12及び可変抵抗器
16をそれぞれ調整することで自由に行うことができる。
なインバータ動作によるリプルVrのみでなく、ゆっくり
した電源電圧の大幅な変動（同図（イ））、電源として
の整流器22によるリプル等の他に瞬時停電による急降下
（同図（ロ））も正常とみなし、アーム短絡による急降
下（同図（ハ））のみを異常として検出する必要があ
る。このような微妙な電圧急降下の検出レベルの設定
は、微分コンデンサ11、つり上げ抵抗12及び可変抵抗器
16をそれぞれ調整することで自由に行うことができる。
なお、上記実施例では、アナログ方式によるアーム短
絡検知回路について説明したが、電圧急降下検出手段
１、比較手段２、レベル設定器３、検知信号出力・保持
手段４等の一部または全部をディジタル回路により構成
してもよい。
絡検知回路について説明したが、電圧急降下検出手段
１、比較手段２、レベル設定器３、検知信号出力・保持
手段４等の一部または全部をディジタル回路により構成
してもよい。
次に、第６図及び第７図に基づき第２の発明の実施例
を説明する。
を説明する。
まず、第１の発明にかかるアーム短絡検知回路によれ
ば、アーム短絡が生じた場合にCTを用いることなくこれ
を確実に検知してスイッチング素子や電力変換器の破
壊、焼損等を防止することが可能になった。
ば、アーム短絡が生じた場合にCTを用いることなくこれ
を確実に検知してスイッチング素子や電力変換器の破
壊、焼損等を防止することが可能になった。
しかるに、例えば第６図（Ａ）に示す如く、上下２段
のアーム部100,200を有する電力変換器に上記アーム短
絡検知回路を適用した場合、上アーム部100に対して上
アーム部短絡検知回路271を、また、下アーム部200に対
して下アーム部短絡検知回路272をそれぞれ接続する必
要がある。ここで、各短絡検知回路271,272の構成は、
第３図に示したものと実質的に同一である。
のアーム部100,200を有する電力変換器に上記アーム短
絡検知回路を適用した場合、上アーム部100に対して上
アーム部短絡検知回路271を、また、下アーム部200に対
して下アーム部短絡検知回路272をそれぞれ接続する必
要がある。ここで、各短絡検知回路271,272の構成は、
第３図に示したものと実質的に同一である。
この場合、アーム短絡を検知するための基準電位とし
ては、上アーム部短絡検知回路271については各アーム
部100,200の接続点MDの電位M1、下アーム部短絡検知回
路272については下アーム部200の一端NDの電位M2という
ように異なるため、各アーム部短絡検知回路271,272用
の電源として、第６図（Ｂ），（Ｃ）に示すように絶縁
された二系統の電源171,172が必要になる。なお、第６
図（Ｂ），（Ｃ）における各電源171,172の電位（端
子）P1,M1,P2,M2は、それぞれ同図（Ａ）における各ア
ーム部短絡検知回路271,272内の各電位（端子）に対応
している。
ては、上アーム部短絡検知回路271については各アーム
部100,200の接続点MDの電位M1、下アーム部短絡検知回
路272については下アーム部200の一端NDの電位M2という
ように異なるため、各アーム部短絡検知回路271,272用
の電源として、第６図（Ｂ），（Ｃ）に示すように絶縁
された二系統の電源171,172が必要になる。なお、第６
図（Ｂ），（Ｃ）における各電源171,172の電位（端
子）P1,M1,P2,M2は、それぞれ同図（Ａ）における各ア
ーム部短絡検知回路271,272内の各電位（端子）に対応
している。
このような構成により、上下２段のアーム部を有する
電力変換器においてはアーム短絡検知のために電源回路
が複雑になり、コストの上昇や装置の大型化を招くとい
う問題が新たに生じることになる。
電力変換器においてはアーム短絡検知のために電源回路
が複雑になり、コストの上昇や装置の大型化を招くとい
う問題が新たに生じることになる。
そこで第２の発明は、アーム部が多段化されている電
力変換器に適用されるアーム短絡検知回路において、電
源回路の構成の簡略化を図ったものである。以下、この
第２の発明の一実施例を第７図を参照しつつ説明する。
力変換器に適用されるアーム短絡検知回路において、電
源回路の構成の簡略化を図ったものである。以下、この
第２の発明の一実施例を第７図を参照しつつ説明する。
第７図（Ａ）において、上アーム部短絡検知回路271
は第６図の場合と同様の構成であり、上アーム部100及
び下アーム部200の接続点MDの電位M1を基準とした、第
７図（Ｂ）の電源170内の正電源170A（M1〜P1間）がそ
の電源となっている。また、第７図（Ａ）において、下
アーム部短絡検知回路272′は、第１の発明の実施例に
て説明した並列回路13の一端が下アーム部200の一端ND
に接続されていると共に、上アーム部短絡検知回路271
と同様に電位M1を基準とした、第７図（Ｂ）の電源170
内の負電源170B（M1〜N1間）がその電源となっている。
は第６図の場合と同様の構成であり、上アーム部100及
び下アーム部200の接続点MDの電位M1を基準とした、第
７図（Ｂ）の電源170内の正電源170A（M1〜P1間）がそ
の電源となっている。また、第７図（Ａ）において、下
アーム部短絡検知回路272′は、第１の発明の実施例に
て説明した並列回路13の一端が下アーム部200の一端ND
に接続されていると共に、上アーム部短絡検知回路271
と同様に電位M1を基準とした、第７図（Ｂ）の電源170
内の負電源170B（M1〜N1間）がその電源となっている。
すなわち、電源170について着目すると、この電源170
は、電位M1を基準とした正電170A及び負電源170Bからな
る一系統の電源となっている。これにより、上下アーム
部短絡検知回路271,272の電源回路としては一系統の直
流電源を二分して用いればよいから、第６図の場合に比
べて電源回路の簡略化を図ることができる。
は、電位M1を基準とした正電170A及び負電源170Bからな
る一系統の電源となっている。これにより、上下アーム
部短絡検知回路271,272の電源回路としては一系統の直
流電源を二分して用いればよいから、第６図の場合に比
べて電源回路の簡略化を図ることができる。
なお、この実施例における上下アーム部短絡検知回路
271,272の動作は、第１の発明におけるアーム短絡検知
回路27の動作と実質的に同一であり、この実施例でもCT
の省略により種々の利点を得ることが可能である。
271,272の動作は、第１の発明におけるアーム短絡検知
回路27の動作と実質的に同一であり、この実施例でもCT
の省略により種々の利点を得ることが可能である。
なお、上記各実施例では、スイッチング素子としてト
ランジスタを使用したインバータに本発明を適用する場
合について説明したが、スイッチング素子として他の半
導体素子を使用したものについても適用できるのみなら
ず、少なくとも上下に２以上の半導体スイッチング素子
を設けてなる電力変換器であれば、チョッパやコンバー
タ等の電力変換器についても本発明を適用できることは
いうまでもない。
ランジスタを使用したインバータに本発明を適用する場
合について説明したが、スイッチング素子として他の半
導体素子を使用したものについても適用できるのみなら
ず、少なくとも上下に２以上の半導体スイッチング素子
を設けてなる電力変換器であれば、チョッパやコンバー
タ等の電力変換器についても本発明を適用できることは
いうまでもない。
（発明の効果） 以上のように第１または第２の発明によれば、アーム
短絡時に急激に低下するリプル吸収用コンデンサの端子
電圧を検出してアーム短絡を検知することにしたので、
従来のようにCTを用いる必要がなく、これにより、小型
軽量かつ配線インダクタンスのないアーム短絡検知回路
の提供が可能となる。また、最近のラミネートバー配線
等が使用されている電力変換器にも適用できるという利
点を有する。
短絡時に急激に低下するリプル吸収用コンデンサの端子
電圧を検出してアーム短絡を検知することにしたので、
従来のようにCTを用いる必要がなく、これにより、小型
軽量かつ配線インダクタンスのないアーム短絡検知回路
の提供が可能となる。また、最近のラミネートバー配線
等が使用されている電力変換器にも適用できるという利
点を有する。
更に、設定器の検出レベル或いは電圧急降下の検出レ
ベルの設定はレベル設定器、電圧急降下検出手段等をそ
れぞれ適度に調節することにより、アーム短絡と瞬時停
電等の他の電圧降下要因との峻別を行うことができるの
で、アーム短絡のみを正確に高精度で検知できるという
効果がある。
ベルの設定はレベル設定器、電圧急降下検出手段等をそ
れぞれ適度に調節することにより、アーム短絡と瞬時停
電等の他の電圧降下要因との峻別を行うことができるの
で、アーム短絡のみを正確に高精度で検知できるという
効果がある。
加えて第２の発明によれば、電源回路の構成を簡略化
することができ、コストの低減及び装置の小型化を図る
ことができる。
することができ、コストの低減及び装置の小型化を図る
ことができる。
第１図は第１の発明の一実施例をインバータシステムに
適用した場合の回路図、第２図は上記実施例の構成を示
すブロック図、第３図は上記実施例をアナログ方式によ
り構成した場合の具体的回路図、第４図は第３図に示す
回路の各部の動作を示す波形図、第５図は第４図に示す
波形図を補足するための図、第６図は第２の発明の解決
課題を説明するための回路図、第７図は第２の発明の一
実施例を示す回路図、第８図は従来技術を説明するため
の回路図である。 １……電圧急降下検出手段、２……比較手段 ３……レベル設定器 ４……検知信号出力・保持手段 11……微分コンデンサ、12……つり上げ抵抗 14a,14b……クランプダイオード 15……コンパレータ 16……可変抵抗器、17……検出用電源 18……フリップフロップ回路 23……リプル吸収用コンデンサ 27……アーム短絡検知回路 170……電源、170A……正電源、170B……負電源 271……上アーム部短絡検知回路 272′……下アーム部短絡検知回路
適用した場合の回路図、第２図は上記実施例の構成を示
すブロック図、第３図は上記実施例をアナログ方式によ
り構成した場合の具体的回路図、第４図は第３図に示す
回路の各部の動作を示す波形図、第５図は第４図に示す
波形図を補足するための図、第６図は第２の発明の解決
課題を説明するための回路図、第７図は第２の発明の一
実施例を示す回路図、第８図は従来技術を説明するため
の回路図である。 １……電圧急降下検出手段、２……比較手段 ３……レベル設定器 ４……検知信号出力・保持手段 11……微分コンデンサ、12……つり上げ抵抗 14a,14b……クランプダイオード 15……コンパレータ 16……可変抵抗器、17……検出用電源 18……フリップフロップ回路 23……リプル吸収用コンデンサ 27……アーム短絡検知回路 170……電源、170A……正電源、170B……負電源 271……上アーム部短絡検知回路 272′……下アーム部短絡検知回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船元 孝二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−82338（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−68689（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−61879（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−38951（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02H 7/12 - 7/122 H02M 7/48 - 7/5387
Claims (2)
- 【請求項１】直流電源の両端に接続されたリプル吸収用
コンデンサを有し、少なくとも２アーム以上の半導体ス
イッチング素子を設けてなる電力変換器に用いるアーム
短絡検知回路であって、前記リプル吸収用コンデンサの
端子間電圧の急降下を検出し、該電圧に応じた信号を出
力する電圧急降下検出手段と、前記電圧急降下検出手段
の出力信号と所定の比較レベルに応じた信号との比較結
果を検知信号として出力する比較手段とを備え、前記検
知信号により、前記リプル吸収用コンデンサの端子間電
圧の急降下を検出してアーム短絡の発生を検知するアー
ム短絡検知回路において、 前記電圧急降下検出手段は、微分コンデンサと抵抗との
並列回路の一端が前記直流電源の正極端子に接続され、
前記並列回路の他端が、互いに同極性で接続された２個
のクランプダイオードの直列回路の中点を介して前記比
較手段の入力端子に接続され、かつ、逆方向に接続され
ている一方のクランプダイオードを介して前記直流電源
の負極端子に接続されていることを特徴とする電力変換
器のアーム短絡検知回路。 - 【請求項２】直流電流の両端に接続されたリプル吸収用
コンデンサを有し、少なくとも上下２アーム以上の半導
体スイッチング素子を設けてなる電力変換器に用いるア
ーム短絡検知回路であって、前記リプル吸収用コンデン
サの端子間電圧の急降下を検出し、該電圧に応じた信号
を出力する電圧急降下検出手段と、前記電圧急降下検出
手段の出力信号と所定の比較レベルに応じた信号との比
較結果を検知信号として出力する比較手段とを備え、前
記検知信号により、前記リプル吸収用コンデンサの端子
間電圧の急降下を検出してアーム短絡の発生を検知する
アーム短絡検知回路において、 前記アーム短絡検知回路が、少なくとも上下２アーム以
上の半導体スイッチング素子をそれぞれ備えてなる上ア
ーム部及び下アーム部に対応してそれぞれ上アーム部短
絡検知回路及び下アーム部短絡検知回路として設けられ
ると共に、これら各検知回路の電源回路が、前記上アー
ム部及び下アーム部の接続点の電位を基準電位とする一
系統の正負電源にて構成されていることを特徴とする電
力変換器のアーム短絡検知回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222386A JP2841531B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-08-28 | 電力変換器のアーム短絡検知回路 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-267615 | 1988-10-24 | ||
| JP26761588 | 1988-10-24 | ||
| JP1222386A JP2841531B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-08-28 | 電力変換器のアーム短絡検知回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0398420A JPH0398420A (ja) | 1991-04-24 |
| JP2841531B2 true JP2841531B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=26524854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222386A Expired - Fee Related JP2841531B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-08-28 | 電力変換器のアーム短絡検知回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115051323A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-09-13 | 杭州飞仕得科技有限公司 | 一种功率变换器的桥臂短路保护电路 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004041396A1 (de) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Siemens Ag | Kurzschlussschutzschaltung für einen Umrichter, insbesondere für einen DC/DC-Wandler sowie Umrichter bzw. DC/DC-Wandler mit einer solchen Kurzschlussschutzschaltung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168689U (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-10 |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP1222386A patent/JP2841531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115051323A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-09-13 | 杭州飞仕得科技有限公司 | 一种功率变换器的桥臂短路保护电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0398420A (ja) | 1991-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |