JP3397620B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

Info

Publication number
JP3397620B2
JP3397620B2 JP06073397A JP6073397A JP3397620B2 JP 3397620 B2 JP3397620 B2 JP 3397620B2 JP 06073397 A JP06073397 A JP 06073397A JP 6073397 A JP6073397 A JP 6073397A JP 3397620 B2 JP3397620 B2 JP 3397620B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
circuit
output
short
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06073397A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10257777A (ja
Inventor
善宏 岩崎
貴裕 石上
仁 谷藤
芳彦 吉川
宏昭 鈴木
誠 谷川
真人 森
功 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP06073397A priority Critical patent/JP3397620B2/ja
Publication of JPH10257777A publication Critical patent/JPH10257777A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3397620B2 publication Critical patent/JP3397620B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁ゲート入力
を持つ電力スイッチング素子により構成されたインバー
タ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力スイッチング素子により構成された
インバータ装置は、スイッチング素子をパルス幅変調
(PWM)制御することにより、直流入力を交流出力に
変換することは周知である。図4は例えば特開平5−1
37349号公報に示された従来のインバータ装置を示
す回路図である。
【0003】図において、3〜5は絶縁ゲート入力を持
つ上アームの電力スイッチング素子、6〜8は同じく下
アームのスイッチング素子で、上下アームで互いに直列
に接続され、直流電源1に対してブリッジ状に接続さ
れ、各スイッチング素子3〜8には駆動回路9〜14が
接続されている。29は駆動回路9〜14に接続されパ
ルス幅変調(PWM)信号UP〜WP,UN〜WNを出
力する制御回路である。
【0004】従来のインバータ装置は上記のように構成
され、制御装置29は出力開始と判断すると、下アーム
の駆動回路12を介してスイッチング素子6をオンさせ
る。スイッチング素子6がオンになると、上アームの駆
動回路9の負側電源線22の電位は、直流電源1の負側
電位とほぼ同レベルまで降下する。このとき、駆動回路
用電源15からダイオード19を経て、コンデンサ25
は駆動回路用電源15とほぼ同電位に充電される。
【0005】コンデンサ25の充電が完了すると、スイ
ッチング素子6はオフとなるが、ダイオード19は逆阻
止状態となり、コンデンサ25の電荷は保持され、駆動
回路9に電源を供給し続ける。以下同様にしてスイッチ
ング素子7,8がオンされ、それぞれコンデンサ26,
27が充電され、コンデンサ25〜27の充電が完了す
れば、出力端子31からインバータ三相交流が出力され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のイ
ンバータ装置では、下アームのスイッチング素子6〜8
をオンしてコンデンサ25〜27を充電するようにして
いるため、コンデンサ25〜27の充電時に上アームの
スイッチング素子3〜5がオン故障した場合、下アーム
のスイッチング素子6〜8のオン時間が長過ぎると、ア
ーム短絡の保護動作ができないという問題点がある。逆
に、オン時間が短いと、短絡保護はできるが正常時にコ
ンデンサ25〜27の充電不足となるので、断続充電す
る必要があり、そのため、制御回路29のマイコン(図
示しない)の処理負荷が増大して、他の処理に影響を与
えるなどの問題点がある。
【0007】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、確実なアーム短絡保護及びマイコン負荷
低減ができるとともに、コンデンサの充電電圧を安定さ
せることができるようにしたインバータ装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の第1発明に係
るインバータ装置は、絶縁ゲート入力を持つスイッチン
グ素子が直流電源に対してブリッジ状に接続された回路
において、直流電源の負極側に接続されたスイッチング
素子を、各相順次に出力開始初期に第1のオン状態にし
て正負極間のスイッチング素子の短絡を確認した後、第
1のオン状態よりも長い時間の第2のオン状態にし、出
力開始処理の終期に、直流電源の負極側に接続されたす
べてのスイッチング素子を各相同時にオン状態にするよ
うにしたものである
【0009】た、第発明に係るインバータ装置は、
1発明のものにおいて、直流電源の負極側に接続され
たスイッチング素子を出力開始初期に短い時間オン状態
にしたとき、直流電源の短絡状態が検出されると、スイ
ッチング素子をオフにするようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】実施の形態1. 図1〜図3はこの発明の第1及び発明の一実施の形
態を示す図で、図1は回路図、図2は動作フローチャー
ト、図3はタイミングチャートである。
【0011】図1において、1は直流電源、2はパワー
モジュール、3〜5はIGBT等の絶縁ゲート入力を持
つ上アームの電力スイッチング素子、6〜8は同じく下
アームのスイッチング素子で、スイッチング素子3,
6、スイッチング素子4,7及びスイッチング素子5,
8はそれぞれ直列に接続されて直流電源1に対してブリ
ッジ状に接続されている。9〜14はそれぞれスイッチ
ング素子3〜8を駆動する駆動回路で、下アーム駆動回
路用電源15に接続されている。
【0012】16〜18はそれぞれ下アーム駆動回路用
電源15に接続されたダイオード19〜21及びダイオ
ード19〜21と上アーム駆動回路9〜11の負側電源
線22〜24に接続されたコンデンサ25〜27で構成
されたチャージポンプ回路、28は例えば直流電源1の
電流を検出してスイッチング素子3〜8のアーム短絡を
検出してこれを保護する短絡電流保護回路、29はマイ
クロコンピュータ(以下マイコンという)30を有し、
駆動回路9〜14及び短絡電流保護回路28に接続され
た制御回路、31は上下アームのスイッチング素子3〜
5,6〜8の接続点から引き出された出力端子である。
【0013】次にこの実施の形態の出力開始前動作を、
図2及び図3を参照して説明する。まず、ステップS1
でマイコン30がアーム短絡の有無を判断する。少なく
とも最初の1回(初期)はアーム短絡を確認する必要が
あるので、ステップS2へ進み、短いオン時間を設定す
る。そして、ステップS4へ進み設定されたオン時間に
より、制御回路29は下アームの駆動回路12へPWM
信号UNを出力してスイッチング素子6をオンさせる。
【0014】スイッチング素子6がオンになると上アー
ムの駆動回路9の負側電源線22の電位は、直流電源1
の負側電位とほぼ同レベルまで降下する。このとき、駆
動回路用電源15からダイオード19を経て、コンデン
サ25は駆動回路用電源15とほぼ同電圧に充電され
る。設定されたオン時間が終了すると、下アームのスイ
ッチング素子6はオフとなるが、ダイオード19は逆阻
止状態となり、コンデンサ25の電荷は保持され、駆動
回路9に電源を供給し続ける。
【0015】次に、ステップS5でステップS4と同様
に、設定されたオン時間だけ下アームの駆動回路13は
スイッチング素子7をオンさせ、コンデンサ26が充電
される。また、ステップS6でスイッチング素子8をオ
ンさせ、コンデンサ27が充電される。このステップS
2,S4〜S6の動作で不具合があった場合は、短絡電
流保護回路28が動作し、スイッチング素子6〜8はオ
フとなってアーム短絡は保護される。ステップS7で短
いオン時間が設定されているかを判断する。今は短いオ
ン時間が設定されているので、ステップS1へ戻る。
【0016】ここで、アーム短絡の確認は終了している
ので、ステップS1からステップS3へ進み長いオン時
間を設定する。そして、短いオン時間設定後と同様に、
ステップS4〜S6でスイッチング素子6〜8を順次オ
ンする。これで、スイッチング素子25〜27は十分充
電される。ステップS7で短いオン時間が設定されてい
るかを判断するが、現在長いオン時間が設定されている
ので最終処理と判断してステップS8へ進む。ステップ
S8では下アームのすべてのスイッチング素子6〜8を
同時にオンする。これで、コンデンサ25〜27の充電
電圧を安定させ、出力開始前動作を終了する。ここで、
ステップS1〜S7は出力開始前処理手段を構成してい
る。
【0017】上記動作を示したのが図3である。図には
時間に対応する下アームの駆動回路12〜14のPWM
信号UN〜WNの状態、換言すればスイッチング素子6
〜8のオン/オフ状態を示している。出力開始前の初期
1には短いオン時間が設定された信号Aが順次出力さ
れ、中期T2には長いオン時間が設定された信号Bが順
次出力され、終期T3には所定のオン時間が設定された
信号Cが同時に出力される。上記処理が終了すると、周
知のパルス間変調による三相交流が出力端子31から出
力される。
【0018】このようにして、出力開始前の初期T1
は、短い時間下アームのスイッチング素子6〜8がオン
するため、異常は直ちに検出され、上アームのスイッチ
ング素子3〜5がオン故障し、下アームのスイッチング
素子6〜8のオン時間が長過ぎるような不具合があって
も、アーム短絡の保護は可能である。また、中期T2
は、長い時間下アームのスイッチング素子6〜8がオン
するため、コンデンサ25〜27は十分充電され、断続
充電したりする必要はなく、マイコン30の処理負荷が
低減され、また、安価な低速マイコンが使用可能とな
る。
【0019】更に、終期T3には、下アームのスイッチ
ング素子6〜8が同時にオンするため、コンデンサ25
〜27の充電電圧は安定し、出力波形を円滑なものとす
ることが可能となる。ここで、ステップS8は出力安定
化手段を構成している。
【0020】他の実施の形態. 実施の形態1では、スイッチング素子6〜8の順にオン
にするものとしたが、その順序は任意でよい。また、短
いオン時間によるアーム短絡の確認、及び長いオン時間
によるコンデンサ25〜27の充電は1回だけでなく、
繰り返して充電するようにしてもよい。また、実施の形
態1では、三相ブリッジ構成のインバータモジュールの
場合について説明したが、単相や多相であってもよく、
上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第1発明
では、絶縁ゲート入力を持つスイッチング素子が直流電
源に対してブリッジ状に接続された回路において、直流
電源の負極側に接続されたスイッチング素子を、各相順
次に出力開始初期に第1のオン状態にして正負極間のス
イッチング素子の短絡を確認した後、第1のオン状態よ
りも長い時間の第2のオン状態にするようにしたため、
上アームのスイッチング素子がオン故障していたとして
も、短時間のアーム短絡で検出することができるととも
に、コンデンサは十分充電され、断続充電したりする必
要はなく、マイコンの負荷が低減でき、安価な低速マイ
コンを使用することができる。また、出力開始処理の終
期に、直流電源の負極側に接続されたすべてのスイッチ
ング素子を各相同時にオン状態にするようにしたため、
コンデンサの充電電圧は安定し、出力波形を円滑なもの
とすることができる。
【0022】た、第発明では、直流電源の負極側に
接続されたスイッチング素子を出力開始初期に短い時間
オン状態にしたとき、直流電源の短絡状態が検出される
と、スイッチング素子をオフするようにしたため、確実
なアーム短絡保護ができ信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す回路図。
【図2】 この発明の実施の形態1を示す動作フローチ
ャート。
【図3】 この発明の実施の形態1を示すタイミングチ
ャート。
【図4】 従来のインバータ装置を示す回路図。
【符号の説明】
1 直流電源、3〜5 上アームの電力スイッチング素
子、6〜8 下アームの電力スイッチング素子、9〜1
4 駆動回路、16〜18 チャージポンプ回路、19
〜21 ダイオード、25〜27 コンデンサ、28
短絡電流保護回路、29 制御回路、S1〜S7 出力
開始前処理手段、S8 出力安定化手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 芳彦 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 宏昭 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 谷川 誠 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森 真人 東京都千代田区丸ノ内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 川崎 功 東京都千代田区丸ノ内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−21363(JP,A) 特開 平8−84494(JP,A) 特開 平8−308244(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 7/5387

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各相に絶縁ゲート入力を持ち直流電源に
    対してブリッジ状に接続されたスイッチング素子と、こ
    のスイッチング素子を駆動する駆動回路と、上記直流電
    源の負極側に接続されたスイッチング素子がオン状態の
    間、上記直流電源の正極側に接続されたスイッチング素
    子の上記駆動回路の電源となるコンデンサを充電するチ
    ャージポンプ回路とを備え、上記直流電源の負極側に接
    続されたスイッチング素子を出力開始初期に第1のオン
    状態にして上記正負極間のスイッチング素子の短絡を確
    認した後、上記第1のオン状態よりも長い時間の第2の
    オン状態にする出力開始前処理手段と、この出力開始前
    処理手段の終期に、直流電源の負極側に接続されたすべ
    てのスイッチング素子をオン状態にする出力安定化手段
    とを設け、上記出力開始前処理手段の第1及び第2のオ
    ン時間は各相順次に設定し、上記出力安定化手段のオン
    状態は各相同時に設定するものとしたインバータ装置
  2. 【請求項2】力開始前処理手段により、直流電源の
    負極側に接続されたスイッチング素子を出力開始初期に
    短い時間オン状態にしたとき、直流電源の短絡状態が検
    出されると上記スイッチング素子をオフ状態にする短絡
    防止保護回路を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    インバータ装置。
JP06073397A 1997-03-14 1997-03-14 インバータ装置 Expired - Fee Related JP3397620B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06073397A JP3397620B2 (ja) 1997-03-14 1997-03-14 インバータ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06073397A JP3397620B2 (ja) 1997-03-14 1997-03-14 インバータ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10257777A JPH10257777A (ja) 1998-09-25
JP3397620B2 true JP3397620B2 (ja) 2003-04-21

Family

ID=13150778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06073397A Expired - Fee Related JP3397620B2 (ja) 1997-03-14 1997-03-14 インバータ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3397620B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021255928A1 (ja) * 2020-06-19 2021-12-23

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4609277B2 (ja) * 2005-10-20 2011-01-12 ダイキン工業株式会社 ブートコンデンサの充電方法
JP5126306B2 (ja) * 2010-07-05 2013-01-23 ダイキン工業株式会社 ブートコンデンサの充電方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021255928A1 (ja) * 2020-06-19 2021-12-23
WO2021255928A1 (ja) 2020-06-19 2021-12-23 三菱電機株式会社 スイッチング素子の短絡検出方法、インバータ装置及び手乾燥装置
EP4170886A4 (en) * 2020-06-19 2023-07-26 Mitsubishi Electric Corporation SWITCH SHORT-CIRCUIT DETECTION METHOD, INVERTER DEVICE AND HAND DRYING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10257777A (ja) 1998-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4353222B2 (ja) 電力供給装置及びその制御方法
US7113380B2 (en) Power supply device and control method thereof
EP2149896B1 (en) Relay driving circuit and battery pack using same
KR0182305B1 (ko) 교류 발전기의 제어 시스템
JPH0624432B2 (ja) 電界効果トランジスタを利用する電気装置
US20170288385A1 (en) Short-circuit protection circuit for self-arc-extinguishing type semiconductor element
JP4595670B2 (ja) 電圧駆動型スイッチング素子の駆動装置
JP2634306B2 (ja) インバータ装置の駆動回路
JP2019527027A (ja) 電流コンバータの駆動方法およびその方法で駆動される電流コンバータ
US7369391B2 (en) Drive circuit of direct-current voltage-driven magnetic contactor and power converter
CN114421759A (zh) 转换电路及其自举电压控制方法
JP3397620B2 (ja) インバータ装置
JP4532875B2 (ja) 電力変換装置
CN113711481B (zh) 驱动电路
JP2747911B2 (ja) 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路及び静電誘導形自己消弧素子を有するインバータ装置
JP3412828B2 (ja) 電力変換装置
JP2001045740A (ja) パワー半導体素子の駆動回路
JP4192427B2 (ja) 車両用発電制御装置
CN112350550B (zh) 开关驱动电路和开关驱动装置
JP3515359B2 (ja) インバータ回路
JPH0744847B2 (ja) インバータ装置の駆動回路
WO1998007229A1 (fr) Procede de commande pour onduleur
JP2001309670A (ja) インバータ装置の駆動回路
JP2791049B2 (ja) 半導体駆動回路
JP3284526B2 (ja) 瞬時電圧低下補償装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110214

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120214

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140214

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees