JP4590859B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置に関し、例えば空調機等に適用することができる。   The present invention relates to a power converter and can be applied to an air conditioner, for example.

電力変換装置は、例えば、入力される交流電圧を整流するコンバータと、コンバータで整流された電圧を3相交流電圧等の交流電圧に変換するインバータとを備えている。従来の電力変換装置では、コンバータは、例えば倍電圧整流と全波整流のどちらか一方のみを行っていた。特に倍電圧整流を行う場合には、電圧が高くなり過ぎる等の異常を発生する可能性があった。   The power conversion device includes, for example, a converter that rectifies an input AC voltage, and an inverter that converts a voltage rectified by the converter into an AC voltage such as a three-phase AC voltage. In a conventional power converter, the converter performs only one of voltage doubler rectification and full wave rectification, for example. In particular, when voltage doubler rectification is performed, an abnormality such as a voltage becoming too high may occur.

そこで最近では、倍電圧整流と全波整流の切り換えを可能にしたコンバータが開発されている。このコンバータでは、整流の切り換えを制御することで、コンバータから出力される電圧が制御される。なお、このようなコンバータ及びそれを制御する技術が、特許文献1に開示されている。   Therefore, recently, converters that enable switching between voltage doubler rectification and full-wave rectification have been developed. In this converter, the voltage output from the converter is controlled by controlling switching of rectification. Patent Document 1 discloses such a converter and a technique for controlling the converter.

また、全波整流のみを行うコンバータと、インバータとを備えた電力変換装置において、コンバータ若しくはインバータを制御して、インバータ若しくはコンバータを保護する技術が、特許文献2に開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for controlling a converter or an inverter to protect the inverter or the converter in a power conversion device including a converter that performs only full-wave rectification and an inverter.

特許3422218号公報Japanese Patent No. 3422218 特開平11−275869号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-275869

従来のコンバータを制御する技術では、出力電圧を制御することができるが、必ずしも精度良く制御できるとは限らず、出力電圧に異常が発生する可能性があった。コンバータの出力側にインバータを接続した電力変換装置を考えると、コンバータから出力される電圧が異常に高くなることは、インバータに過剰な電流が流れてインバータが故障する原因となる。   In the conventional technique for controlling the converter, the output voltage can be controlled. However, the output voltage is not always accurately controlled, and an abnormality may occur in the output voltage. Considering a power conversion device in which an inverter is connected to the output side of the converter, an abnormally high voltage output from the converter causes an excessive current to flow through the inverter and cause the inverter to fail.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、インバータに故障が生じたと推定される場合に、インバータに与えられるダメージの軽減を図る。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to reduce damage to an inverter when it is estimated that a failure has occurred in the inverter.

この発明の請求項1にかかる電力変換装置は、交流を整流するコンバータ(2,C11,C12,S1)と、前記コンバータの出力を交流に変換するインバータ(4)と、前記インバータに流れる電流の異常を検出して第1異常検出信号を出力するインバータ異常検出部(102)とを備え、前記コンバータは全波整流と倍電圧整流とを切り換えて整流可能であり、前記第1異常検出信号が活性化した場合には前記コンバータが全波整流を行い、前記コンバータは、前記交流が供給される一対の入力端と、一対の出力端とを有するダイオードブリッジ(2)と、前記ダイオードブリッジの前記一対の出力端の間で接続点(J2)を介して直列に接続される一対のコンデンサ(C11,C12)と、前記ダイオードブリッジの前記一対の入力端の一方(J1)と前記接続点の間に接続される双方向スイッチ(S1)と前記双方向スイッチに流れる電流の異常を検出して第2異常検出信号を出力するコンバータ電流異常検出部(101)を更に備え、前記第2異常検出信号が非活性の場合には前記コンバータは前記交流の半周期(T/2)において全波整流と倍電圧整流とを交互に採用して整流し、前記第2異常検出信号が活性化した後(t2)、前記第2異常検出信号が活性化する直前において前記倍電圧整流が開始した時点(t1)から前記交流の半周期が経過する時点(t3)までの間は、前記コンバータは全波整流を採用するThe power converter according to claim 1 of the present invention includes a converter (2, C11, C12, S1) that rectifies alternating current, an inverter (4) that converts the output of the converter into alternating current, and a current flowing through the inverter. An inverter abnormality detection unit (102) for detecting an abnormality and outputting a first abnormality detection signal, wherein the converter can switch between full-wave rectification and voltage doubler rectification, and the first abnormality detection signal is There lines the converter full-wave rectification when activated, the converter has a pair of input terminals, wherein the alternating current is supplied, a diode bridge having a pair of output ends (2), of the diode bridge A pair of capacitors (C11, C12) connected in series between the pair of output ends via a connection point (J2), and the pair of input ends of the diode bridge On the other hand, a bidirectional switch (S1) connected between (J1) and the connection point, and a converter current abnormality detection unit (101) for detecting an abnormality of a current flowing through the bidirectional switch and outputting a second abnormality detection signal When the second abnormality detection signal is inactive, the converter rectifies by alternately adopting full-wave rectification and voltage doubler rectification in the half cycle (T / 2) of the alternating current, 2 After the activation of the abnormality detection signal (t2), from the time (t1) when the voltage doubler rectification starts immediately before the activation of the second abnormality detection signal to the time (t3) when the half cycle of the alternating current elapses In the meantime, the converter employs full-wave rectification .

この発明の請求項2にかかる電力変換装置は、請求項1に記載の電力変換装置であって、前記コンバータの前記出力電圧の異常を検出して第異常検出信号を出力するコンバータ電圧異常検出部(201,202,G1)を更に備え、前記第異常検出信号が活性化した場合にも前記コンバータが全波整流を行う。 A power converter according to a second aspect of the present invention is the power converter according to the first aspect, wherein a converter voltage abnormality detection that detects a abnormality of the output voltage of the converter and outputs a third abnormality detection signal is provided. (201, 202, G1), and the converter performs full-wave rectification even when the third abnormality detection signal is activated.

この発明の請求項にかかる電力変換装置は、請求項2に記載の電力変換装置であって、前記コンバータ電圧異常検出部は、一対のコンデンサのそれぞれの両端電圧の異常を検出する一対の電圧異常検出器(201,202)と、前記一対の電圧異常検出器の少なくともいずれか一方が異常を検出した場合に前記第異常検出信号を活性化する論理素子(G1)とを有する。 A power conversion device according to claim 3 of the present invention is the power conversion device according to claim 2 , wherein the converter voltage abnormality detection unit detects a pair of voltages at both ends of the pair of capacitors. An abnormality detector (201, 202) and a logic element (G1) that activates the third abnormality detection signal when at least one of the pair of voltage abnormality detectors detects an abnormality.

この発明の請求項にかかる電力変換装置は、請求項2及び請求項のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、前記第2異常検出信号が活性化した場合には前記インバータが停止される。 A power converter according to a fourth aspect of the present invention is the power converter according to any one of the second and third aspects, wherein the inverter is activated when the second abnormality detection signal is activated. Is stopped.

この発明の請求項1にかかる電力変換装置によれば、インバータに故障が生じたと推定される場合には、コンバータの出力電圧を下げることにより、インバータに与えられるダメージの軽減を図る。またコンバータに入力される交流を遮断する必要がないので、当該交流の遮断の可否を別個に制御することができ、設計の自由度が高い。またコンバータを停止させずに連続運転を行いつつ、過電流からコンバータを保護する。またコンバータは、双方向スイッチがオンの場合に倍電圧整流を行い、双方向スイッチがオフの場合に全波整流を行う。 According to the power conversion device of the first aspect of the present invention, when it is estimated that a failure has occurred in the inverter, the converter is reduced in output voltage to reduce damage to the inverter. Further, since it is not necessary to cut off the alternating current input to the converter, it is possible to separately control whether or not the alternating current is cut off, and the degree of freedom in design is high. In addition, the converter is protected from overcurrent while performing continuous operation without stopping the converter. The converter also performs voltage doubler rectification when the bidirectional switch is on, and full-wave rectification when the bidirectional switch is off.

この発明の請求項2にかかる電力変換装置によれば、コンバータに故障が生じたと推定される場合にも、コンバータの出力電圧を下げることにより、コンバータに与えられるダメージの軽減を図る。   According to the power conversion device of the second aspect of the present invention, even when it is estimated that a failure has occurred in the converter, the damage given to the converter is reduced by reducing the output voltage of the converter.

この発明の請求項にかかる電力変換装置によれば、一対のコンデンサにかかる電圧のバランスが崩れる場合にも、コンバータの異常を検出する。 According to the power conversion device of the third aspect of the present invention, the abnormality of the converter is detected even when the voltage applied to the pair of capacitors is lost.

この発明の請求項にかかる電力変換装置によれば、コンバータ若しくはインバータに故障が生じた場合に、インバータに与えられるダメージを防止する。またコンバータに入力される交流を遮断する必要がないので、当該交流の遮断の可否を別個に制御することができ、設計の自由度が高い。
According to the power conversion device of the fourth aspect of the present invention, when a failure occurs in the converter or the inverter, damage to the inverter is prevented. Further, since it is not necessary to cut off the alternating current input to the converter, it is possible to separately control whether or not the alternating current is cut off, and the degree of freedom in design is high.

図1は、本発明にかかる電圧変換装置を示す概念的なブロック図である。電圧変換装置は、主回路スイッチS0とリアクトル10、コンバータ、インバータ4、インバータ異常検出部102、コンバータ電圧異常検出部、コンバータ電流異常検出部101、制御部3とを備える。   FIG. 1 is a conceptual block diagram showing a voltage converter according to the present invention. The voltage converter includes a main circuit switch S0, a reactor 10, a converter, an inverter 4, an inverter abnormality detection unit 102, a converter voltage abnormality detection unit, a converter current abnormality detection unit 101, and a control unit 3.

コンバータは、ダイオードブリッジ2とコンデンサC11,C12,C2、双方向スイッチS1とを有する。ダイオードブリッジ2は、電源1から交流が供給される一対の入力端と、一対の出力端とを有する。ダイオードブリッジ2の一対の出力端は、コンバータの出力端と把握することもできる。コンデンサC11,C12は、ダイオードブリッジ2の一対の出力端の間で接続点J2を介して直列に接続される。コンデンサC2は、ダイオードブリッジ2の一対の出力端の間でコンデンサC11,C12と並列に接続される。双方向スイッチS1は、ダイオードブリッジ2の入力端の一方が接続される接続点J1と、接続点J2との間に接続される。   The converter includes a diode bridge 2, capacitors C11, C12, C2, and a bidirectional switch S1. The diode bridge 2 has a pair of input ends to which alternating current is supplied from the power source 1 and a pair of output ends. The pair of output ends of the diode bridge 2 can also be grasped as the output ends of the converter. The capacitors C11 and C12 are connected in series between the pair of output ends of the diode bridge 2 via the connection point J2. The capacitor C <b> 2 is connected in parallel with the capacitors C <b> 11 and C <b> 12 between the pair of output terminals of the diode bridge 2. The bidirectional switch S1 is connected between the connection point J1 to which one of the input ends of the diode bridge 2 is connected and the connection point J2.

上記コンバータは、電源1から入力される交流を整流する。双方向スイッチS1がオンの状態にある場合には、交流電圧が倍電圧整流される。すなわち、ダイオードブリッジ2により交流電圧が全波整流され、かつコンデンサC11,C12により電圧が倍電圧になる。倍電圧整流された電圧は、コンデンサC2により電圧の変化が平滑化される。双方向スイッチS1がオフの状態にある場合には、ダイオードブリッジ2により交流電圧が全波整流される。全波整流された電圧は、コンデンサC2だけでなく、コンデンサC11,C12によっても電圧の変化が平滑化される。このとき、コンデンサC11,C12,C2は一つの平滑用コンデンサ5として把握することができる。   The converter rectifies the alternating current input from the power supply 1. When the bidirectional switch S1 is in the ON state, the AC voltage is voltage doubled rectified. That is, the AC voltage is full-wave rectified by the diode bridge 2, and the voltage is doubled by the capacitors C11 and C12. The voltage rectified voltage is smoothed by the capacitor C2. When the bidirectional switch S1 is in an OFF state, the AC voltage is full-wave rectified by the diode bridge 2. The full-wave rectified voltage is smoothed not only by the capacitor C2 but also by the capacitors C11 and C12. At this time, the capacitors C11, C12, and C2 can be grasped as one smoothing capacitor 5.

コンバータは、全波整流と倍電圧整流とを切り換えて整流することが可能である。この切り換えは、後述する制御部3が有するハード出力回路3bが双方向スイッチS1をオン/オフに制御することにより行われる。   The converter can rectify by switching between full-wave rectification and voltage doubler rectification. This switching is performed when a hardware output circuit 3b included in the control unit 3 described later controls the bidirectional switch S1 to be turned on / off.

主回路スイッチS0とリアクトル10は、接続点J1と電源1との間で直列に接続される。   The main circuit switch S0 and the reactor 10 are connected in series between the connection point J1 and the power source 1.

インバータ4は、インバータ4の入力端がコンバータの出力端に接続され、インバータ4の出力端が例えばモータMに接続される。インバータ4は、コンバータ側から入力される電圧を交流電圧に変換し、モータMへ出力する。図1では、3相交流電圧がインバータ4から出力されている。   In the inverter 4, the input end of the inverter 4 is connected to the output end of the converter, and the output end of the inverter 4 is connected to the motor M, for example. The inverter 4 converts the voltage input from the converter side into an AC voltage and outputs it to the motor M. In FIG. 1, a three-phase AC voltage is output from the inverter 4.

インバータ異常検出部102は、インバータ4の一対の入力端の一方に接続される。また、コンバータ電流異常検出部101は、接続点J2と双方向スイッチS1との間に接続される。   The inverter abnormality detection unit 102 is connected to one of the pair of input terminals of the inverter 4. Further, converter current abnormality detection unit 101 is connected between node J2 and bidirectional switch S1.

コンバータ電圧異常検出部は、電圧異常検出部201,202と論理素子G1とを有する。一対の電圧異常検出部201,202は、一対のコンデンサC11,C12のそれぞれに並列に接続される。   The converter voltage abnormality detection unit includes voltage abnormality detection units 201 and 202 and a logic element G1. The pair of voltage abnormality detectors 201 and 202 are connected in parallel to the pair of capacitors C11 and C12.

制御部3は、コンバータソフト制御部301とインバータソフト制御部302、論理素子G2、ハード出力回路3b,3cとを有する。論理素子G2は、ハード出力回路3bを介してコンバータソフト制御部301に接続され、またハード出力回路3cを介してインバータソフト制御部302に接続される。   The control unit 3 includes a converter software control unit 301, an inverter software control unit 302, a logic element G2, and hardware output circuits 3b and 3c. The logic element G2 is connected to the converter software control unit 301 via the hardware output circuit 3b, and is connected to the inverter software control unit 302 via the hardware output circuit 3c.

制御部3の外部との接続に関しては、論理端子G2は、論理端子G1を介して電圧異常検出部201,202と接続され、またインバータ異常検出部102とも接続される。コンバータソフト制御部301は、コンバータ電流異常検出部101と接続される。ハード出力回路3bは双方向スイッチS1と、ハード出力回路3cはインバータ4と、それぞれ接続される。   Regarding the connection with the outside of the control unit 3, the logic terminal G2 is connected to the voltage abnormality detection units 201 and 202 via the logic terminal G1, and is also connected to the inverter abnormality detection unit 102. Converter software control unit 301 is connected to converter current abnormality detection unit 101. The hardware output circuit 3b is connected to the bidirectional switch S1, and the hardware output circuit 3c is connected to the inverter 4.

便宜上、制御部3の構造を機能別にブロック毎に示したが、必ずしも全てをハードウェアで構成する必要はなく、コンピュータによって実行可能なプログラムでその実質的な機能を果たしても良い。その場合、制御部3の内外を接続するためのインターフェースがあることが望ましい。   For convenience, the structure of the control unit 3 is shown for each block for each function, but it is not always necessary to configure all of them by hardware, and the substantial function may be achieved by a program executable by a computer. In that case, it is desirable to have an interface for connecting the inside and outside of the control unit 3.

図2は、双方向スイッチに流れる電流と、双方向スイッチのオン/オフとの関係、更にはコンバータ電流異常検出101から出力される信号の活性/非活性の状態との関係が、概念的に示された図である。コンバータ若しくはインバータが正常に動作している場合、すなわち異常検出部101,102、201,202のそれぞれが出力する異常検出信号のいずれもが非活性である場合、コンバータは、電源1から供給される交流の半周期T/2において全波整流と倍電圧整流とを交互に採用して整流する。例えば図2では、倍電圧整流と全波整流に対応する双方向スイッチのオン/オフが半周期T/2において交互に切り換えられる場合が示される。ここでは図示された最初の2周期が経過するまでは、コンバータ若しくはインバータが正常に動作している場合が示されている。   FIG. 2 conceptually shows the relationship between the current flowing through the bidirectional switch and the ON / OFF state of the bidirectional switch, and the relationship between the active / inactive state of the signal output from the converter current abnormality detection 101. FIG. When the converter or inverter is operating normally, that is, when all of the abnormality detection signals output from the abnormality detection units 101, 102, 201, and 202 are inactive, the converter is supplied from the power supply 1. Rectification is performed by alternately adopting full-wave rectification and voltage doubler rectification in an AC half cycle T / 2. For example, FIG. 2 shows a case where on / off of the bidirectional switch corresponding to voltage doubler rectification and full-wave rectification is alternately switched in a half cycle T / 2. Here, the case where the converter or the inverter is operating normally is shown until the first two cycles shown in FIG.

この制御は、例えばコンバータソフト制御部301が、半周期T/2中のΔTの期間は活性化した信号を、それ以外の期間は非活性の信号を、それぞれハード出力回路3bへ与えることで行われる。ハード出力回路3bは、双方向スイッチS1を、活性化した信号を受けた場合にはオフに、非活性な信号を受けた場合にはオンに、それぞれ制御する。双方向スイッチS1がオンしている場合、コンバータは倍電圧整流を行うので、双方向スイッチS1に流れる電流の絶対値が上昇する。   This control is performed, for example, by the converter software control unit 301 giving an activated signal to the hardware output circuit 3b during the period ΔT in the half cycle T / 2 and an inactive signal during the other periods. Is called. The hardware output circuit 3b controls the bidirectional switch S1 to be turned off when it receives an activated signal and to be turned on when it receives an inactive signal. When the bidirectional switch S1 is on, the converter performs voltage doubler rectification, so that the absolute value of the current flowing through the bidirectional switch S1 increases.

コンバータが倍電圧整流することにより高い電圧を得る場合、コンバータ若しくはインバータにおいて故障が発生する可能性がある。以下では、実施の形態ごとに故障の原因とそれに対する制御動作が示される。   When the converter obtains a high voltage by voltage double rectification, a failure may occur in the converter or the inverter. Below, the cause of a failure and the control operation | movement with respect to it are shown for every embodiment.

第1の実施の形態.
本実施の形態では、インバータ4に流れる電流に過電流等の異常が発生した場合について、上述した電力変換装置の制御動作が説明される。
First embodiment.
In the present embodiment, the control operation of the above-described power conversion device will be described in the case where an abnormality such as an overcurrent has occurred in the current flowing through inverter 4.

インバータ異常検出部102は、インバータ4に流れる電流の異常を検出し、異常検出信号を活性化して出力する。異常検出信号は論理素子G2に与えられる。論理素子G2は、少なくとも一つの異常検出信号が入力されると、活性化した信号を出力する。このため、インバータ異常検出部102から論理素子G2へ入力される異常検出信号が活性化している限りは、論理素子G1側から与えられる信号の活性の如何によらず、論理素子G2は活性化した信号を出力する。   The inverter abnormality detection unit 102 detects an abnormality in the current flowing through the inverter 4 and activates and outputs an abnormality detection signal. The abnormality detection signal is given to the logic element G2. When at least one abnormality detection signal is input, the logic element G2 outputs an activated signal. For this reason, as long as the abnormality detection signal input from the inverter abnormality detection unit 102 to the logic element G2 is activated, the logic element G2 is activated regardless of the activation of the signal supplied from the logic element G1 side. Output a signal.

活性化した信号はハード出力回路3bに与えられる。ハード出力回路3bは、活性化した信号を受けると双方向スイッチS1をオフに制御する。これにより、コンバータの動作は倍電圧整流から全波整流へ切り換わる。   The activated signal is given to the hardware output circuit 3b. When receiving the activated signal, the hardware output circuit 3b controls the bidirectional switch S1 to turn off. Thereby, the operation of the converter is switched from double voltage rectification to full wave rectification.

全波整流された電圧は倍電圧整流された電圧よりも電圧が低いため、コンバータの出力電圧が低下してインバータへ流れる電流も低下する。よって、インバータに与えられるダメージの軽減を図ることができる。   Since the full-wave rectified voltage is lower than the double-voltage rectified voltage, the output voltage of the converter decreases and the current flowing to the inverter also decreases. Therefore, damage to the inverter can be reduced.

また、上述したコンバータの制御は、コンバータに入力される交流を遮断することなく行われる。よって、当該交流の遮断の可否を別個に制御することができ、設計の自由度が高くなる。   Moreover, the control of the converter mentioned above is performed without interrupting the alternating current input to the converter. Therefore, it is possible to separately control whether or not the AC is interrupted, and the degree of freedom in design is increased.

本実施の形態の内容は、例えば図3で示される電力変換装置によっても得ることができる。図3で示される電力変換装置は、図1に示される電力変換装置から、コンバータ電圧異常検出部及びコンバータ電流異常検出部101並びに論理素子G2が省かれている。   The contents of the present embodiment can also be obtained, for example, by the power conversion device shown in FIG. The power conversion device shown in FIG. 3 omits the converter voltage abnormality detection unit, the converter current abnormality detection unit 101, and the logic element G2 from the power conversion device shown in FIG.

第2の実施の形態.
本実施の形態では、コンバータの出力電圧に異常が発生した場合について、図1に示される電力変換装置の制御動作が説明される。出力電圧の異常は、例えば一対のコンデンサC11,C12のそれぞれにかかる電圧のバランスが崩れる場合等に発生する。
Second embodiment.
In the present embodiment, the control operation of the power conversion device shown in FIG. 1 will be described when an abnormality occurs in the output voltage of the converter. An abnormality in the output voltage occurs, for example, when the voltage applied to each of the pair of capacitors C11 and C12 is unbalanced.

コンバータ電圧異常検出部は、コンバータの出力電圧の異常を検出し、異常検出信号を活性化して出力する。コンバータ電圧異常検出部では、一対の電圧異常検出部201,202が、それぞれに並列に接続されるコンデンサの両端の電圧の異常を検出し、検出信号を出力する。検出信号は論理素子G1に与えられる。論理素子G1は、一対の電圧異常検出部201,202の少なくともいずれか一方が検出信号を出力した場合に、異常検出信号を活性化して出力する。   The converter voltage abnormality detection unit detects an abnormality in the output voltage of the converter, activates the abnormality detection signal, and outputs it. In the converter voltage abnormality detection unit, the pair of voltage abnormality detection units 201 and 202 detect abnormality of the voltage at both ends of the capacitors connected in parallel to each other, and output a detection signal. The detection signal is given to the logic element G1. The logic element G1 activates and outputs an abnormality detection signal when at least one of the pair of voltage abnormality detection units 201 and 202 outputs a detection signal.

異常検出信号は論理素子G2に与えられる。論理素子G1から活性化した異常検出信号が与えられる限りは、インバータ異常検出部102から与えられる異常検出信号の活性の如何によらず、論理素子G2は活性化した信号を出力する。   The abnormality detection signal is given to the logic element G2. As long as the activated abnormality detection signal is provided from the logic element G1, the logic element G2 outputs the activated signal regardless of the activation of the abnormality detection signal provided from the inverter abnormality detection unit 102.

活性化した信号はハード出力回路3bに与えられる。ハード出力回路3bは、活性化した信号を受けると双方向スイッチS1をオフに制御する。これにより、コンバータの動作は倍電圧整流から全波整流へ切り換わる。   The activated signal is given to the hardware output circuit 3b. When receiving the activated signal, the hardware output circuit 3b controls the bidirectional switch S1 to turn off. Thereby, the operation of the converter is switched from double voltage rectification to full wave rectification.

全波整流された電圧は倍電圧整流された電圧よりも電圧が低いため、コンバータの出力電圧が低下する。よって、コンバータに与えられるダメージの軽減を図ることができる。   Since the full-wave rectified voltage is lower than the double-voltage rectified voltage, the output voltage of the converter decreases. Therefore, the damage given to the converter can be reduced.

例えば、一対のコンデンサC11,C12のそれぞれにかかる電圧のバランスが崩れた場合には、どちらか一方のコンデンサへの負荷が大きくなる。このとき、上述した制御を行うことは、コンデンサへの負荷を低減するので特に有効である。   For example, when the balance of the voltage applied to each of the pair of capacitors C11 and C12 is lost, the load on one of the capacitors increases. At this time, performing the above-described control is particularly effective because the load on the capacitor is reduced.

本実施の形態の内容は、例えば図4で示される電力変換装置によっても得ることができる。図4に示される電力変換装置は、図1に示される電力変換装置から、コンバータ電流異常検出部101が省かれている。   The contents of the present embodiment can also be obtained by, for example, the power conversion device shown in FIG. In the power conversion device shown in FIG. 4, the converter current abnormality detection unit 101 is omitted from the power conversion device shown in FIG. 1.

第3の実施の形態.
本実施の形態では、コンバータに流れる電流に過電流等の異常が発生した場合について、図1に示される電力変換装置の制御動作が説明される。
Third embodiment.
In the present embodiment, the control operation of the power converter shown in FIG. 1 will be described in the case where an abnormality such as an overcurrent has occurred in the current flowing through the converter.

コンバータ電流異常検出部101は、コンバータ、特に双方向スイッチS1、に流れる電流の異常を検出し、異常検出信号を出力する。例えば、図2に示される時点t2で現れているように、双方向スイッチS1に流れる電流が、過電流制限値の上限もしくは下限に達すると、コンバータ電流異常検出部101は異常検出信号を活性化して出力する。異常検出信号はコンバータソフト制御部301に与えられる。   Converter current abnormality detection unit 101 detects an abnormality of the current flowing through the converter, particularly bidirectional switch S1, and outputs an abnormality detection signal. For example, as shown at time t2 shown in FIG. 2, when the current flowing through the bidirectional switch S1 reaches the upper limit or lower limit of the overcurrent limit value, the converter current abnormality detection unit 101 activates the abnormality detection signal. Output. The abnormality detection signal is given to the converter software control unit 301.

活性化した異常検出信号がコンバータソフト制御部301に与えられた時点t2の後、当該異常検出信号が与えられる直前において倍電圧整流が開始した時点t1から交流の半周期T/2が経過する時点t3までの間は、コンバータソフト制御部301は活性化した信号を出力する。活性化した信号はハード出力回路3bに与えられる。ハード出力回路3bは、活性化した信号を受けると双方向スイッチS1をオフに制御する。これにより、コンバータは全波整流を採用する。双方向スイッチS1のオン/オフを示す波形(図2)のうち、破線はコンバータに流れる電流に異常が生じなかった場合の動作を示す。   After a time point t2 when the activated abnormality detection signal is given to the converter software control unit 301, a time point when an AC half cycle T / 2 elapses from a time point t1 when voltage doubler rectification starts immediately before the abnormality detection signal is given. The converter software control unit 301 outputs the activated signal until t3. The activated signal is given to the hardware output circuit 3b. When receiving the activated signal, the hardware output circuit 3b controls the bidirectional switch S1 to turn off. Thereby, the converter employs full-wave rectification. Of the waveform (FIG. 2) indicating the on / off of the bidirectional switch S1, the broken line indicates the operation when no abnormality occurs in the current flowing through the converter.

活性化した信号が出力される時点は、コンバータ若しくはインバータが正常に動作している場合において非活性な信号が出力される期間内に位置する。このときコンバータソフト制御部301は、正常動作では非活性な信号を出力する期間であるにもかかわらず、活性化した信号をハード出力回路3bに与える。   The time when the activated signal is output is within the period in which the inactive signal is output when the converter or inverter is operating normally. At this time, the converter software control unit 301 supplies the activated signal to the hardware output circuit 3b even though it is a period during which a signal that is inactive in normal operation is output.

全波整流された電圧は倍電圧整流された電圧よりも電圧が低いため、コンバータの出力電圧が低下してコンバータへ流れる電流も低下する。よって、コンバータに与えられる過電流によるダメージの軽減を図ることができる。   Since the full-wave rectified voltage is lower than the double-voltage rectified voltage, the output voltage of the converter decreases and the current flowing to the converter also decreases. Therefore, it is possible to reduce damage caused by overcurrent applied to the converter.

本実施の形態の内容は、例えば図5で示される電力変換装置によっても得ることができる。図5で示される電力変換装置は、図1に示される電力変換装置から、コンバータ電圧異常検出部及び論理素子G2が省かれている。   The contents of the present embodiment can also be obtained by, for example, the power conversion device shown in FIG. The power conversion device shown in FIG. 5 omits the converter voltage abnormality detection unit and the logic element G2 from the power conversion device shown in FIG.

上述したいずれの実施の形態においても、論理素子G2から出力される活性化した信号は、更にハード出力回路3cへ与えられてもよい。活性化した信号を受けたハード出力回路3cは、インバータ4を停止させる。これによりコンバータから出力された電圧がインバータ4へ入力されなくなるため、インバータ4に与えられるダメージを防止することができる。   In any of the above-described embodiments, the activated signal output from the logic element G2 may be further supplied to the hardware output circuit 3c. The hardware output circuit 3 c that has received the activated signal stops the inverter 4. As a result, the voltage output from the converter is not input to the inverter 4, and damage to the inverter 4 can be prevented.

また、上述したインバータの制御は、コンバータに入力される交流を遮断することなく行われる。よって、当該交流の遮断の可否を別個に制御することができ、設計の自由度が高くなる。   Moreover, the control of the inverter described above is performed without interrupting the AC input to the converter. Therefore, it is possible to separately control whether or not the AC is interrupted, and the degree of freedom in design is increased.

本発明にかかる電力変換装置を概念的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows notionally the power converter device concerning this invention. 双方向スイッチに流れる電流と、双方向スイッチのオン/オフとの関係を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the relationship between the electric current which flows into a bidirectional switch, and ON / OFF of a bidirectional switch. 第1の実施の形態で説明される、電力変換装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power converter device demonstrated by 1st Embodiment. 第2の実施の形態で説明される、電力変換装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power converter device demonstrated by 2nd Embodiment. 第3の実施の形態で説明される、電力変換装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power converter device demonstrated by 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 ダイオードブリッジ
4 インバータ
S1 双方向スイッチ
C11,C12 コンデンサ
G1 論理素子
J1,J2 接続点
t1,t2,t3 時点
T/2 半周期
2 Diode bridge 4 Inverter S1 Bidirectional switch C11, C12 Capacitor G1 Logic element J1, J2 Connection point t1, t2, t3 Time point T / 2 Half cycle

Claims (4)

交流を整流するコンバータ(2,C11,C12,S1)と、
前記コンバータの出力を交流に変換するインバータ(4)と、
前記インバータに流れる電流の異常を検出して第1異常検出信号を出力するインバータ異常検出部(102)と
を備え、
前記コンバータは全波整流と倍電圧整流とを切り換えて整流可能であり、
前記第1異常検出信号が活性化した場合には前記コンバータが全波整流を行い、
前記コンバータは、
前記交流が供給される一対の入力端と、一対の出力端とを有するダイオードブリッジ(2)と、
前記ダイオードブリッジの前記一対の出力端の間で接続点(J2)を介して直列に接続される一対のコンデンサ(C11,C12)と、
前記ダイオードブリッジの前記一対の入力端の一方(J1)と前記接続点の間に接続される双方向スイッチ(S1)と
前記双方向スイッチに流れる電流の異常を検出して第2異常検出信号を出力するコンバータ電流異常検出部(101)
を更に備え、
前記第2異常検出信号が非活性の場合には前記コンバータは前記交流の半周期(T/2)において全波整流と倍電圧整流とを交互に採用して整流し、
前記第2異常検出信号が活性化した後(t2)、前記第2異常検出信号が活性化する直前において前記倍電圧整流が開始した時点(t1)から前記交流の半周期が経過する時点(t3)までの間は、前記コンバータは全波整流を採用する、電力変換装置。
Converters (2, C11, C12, S1) for rectifying alternating current;
An inverter (4) for converting the output of the converter into alternating current;
An inverter abnormality detection unit (102) for detecting an abnormality in the current flowing through the inverter and outputting a first abnormality detection signal;
The converter can rectify by switching between full-wave rectification and voltage doubler rectification,
There lines the converter full-wave rectification when the first abnormality detection signal is activated,
The converter is
A diode bridge (2) having a pair of input ends to which the alternating current is supplied and a pair of output ends;
A pair of capacitors (C11, C12) connected in series via a connection point (J2) between the pair of output ends of the diode bridge;
A bidirectional switch (S1) connected between one of the pair of input ends (J1) of the diode bridge and the connection point;
Converter current abnormality detection part (101) which detects abnormality of the current flowing through the bidirectional switch and outputs a second abnormality detection signal
Further comprising
When the second abnormality detection signal is inactive, the converter rectifies by alternately adopting full-wave rectification and voltage doubler rectification in the half cycle (T / 2) of the alternating current,
After the second abnormality detection signal is activated (t2), the time when the half cycle of the alternating current elapses from the time (t1) when the voltage doubler rectification starts immediately before the activation of the second abnormality detection signal (t3) In the meantime, the converter adopts full-wave rectification .
前記コンバータの前記出力電圧の異常を検出して第異常検出信号を出力するコンバータ電圧異常検出部(201,202,G1)
を更に備え、
前記第異常検出信号が活性化した場合にも前記コンバータが全波整流を行う、請求項1記載の電力変換装置。
Converter voltage abnormality detection unit (201, 202, G1) that detects abnormality of the output voltage of the converter and outputs a third abnormality detection signal
Further comprising
The power conversion device according to claim 1, wherein the converter performs full-wave rectification even when the third abnormality detection signal is activated.
前記コンバータ電圧異常検出部は、
一対のコンデンサのそれぞれの両端電圧の異常を検出する一対の電圧異常検出器(201,202)と、
前記一対の電圧異常検出器の少なくともいずれか一方が異常を検出した場合に前記第3異常検出信号を活性化する論理素子(G1)と
を有する、請求項2に記載の電力変換装置。
The converter voltage abnormality detection unit is
A pair of voltage anomaly detectors (201, 202) for detecting an anomaly in the voltage across each of the pair of capacitors;
A logic element (G1) that activates the third abnormality detection signal when at least one of the pair of voltage abnormality detectors detects an abnormality;
The power conversion device according to claim 2, comprising:
前記第3異常検出信号が活性化した場合には前記インバータが停止される、請求項2及び請求項3のいずれか一つに記載の電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 2 and 3 , wherein the inverter is stopped when the third abnormality detection signal is activated .
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