JP4872652B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
以下、この発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。図1はこの発明をU相アームに適用した場合の例を示しているが、V相、W相も同様に構成されているものである。
図1において、1u、1xはヒューズ、2uは正極側IGBT素子、2xは負極側IGBT素子、3uは主回路平滑コンデンサである。10はこの発明による回路を備えた負極(N極)側IGBT素子2xのゲートドライブ回路であり、その接続方法を示しているが、その内部は図2に示すように構成されている。
図2において、ゲートドライブ回路10は、ゲート駆動回路11と異常検出回路12から構成されている。ゲート駆動回路11は一般的な回路構成を示した図であって、順バイアスゲート電圧源13(E_P)と逆バイアスゲート電圧源14(E_N)があり、IGBT素子2xをオンする場合は、半導体スイッチ15(QP)をオンして順バイアス電圧を負極側IGBT素子2xのゲート(G)、エミッタ(E)に与え、オフする場合は半導体スイッチ16(QN)をオンして逆バイアス電圧を与え、負極側IGBT素子2xをオン、オフするように動作する。次に、この発明に係わる異常検出回路12について説明する。正極側IGBT素子2uのコレクタ電位であるCPとゲート駆動回路11の逆バイアス電位(GN)間を抵抗R1、抵抗R2で分圧し、出力がワイヤードオア接続された第1比較器17および第2比較器18に入力する。ここで抵抗R2には並列にコンデンサC1を接続しノイズ除去用フィルタを構成している。次に、第1比較器17は平滑コンデンサ3uの電圧耐量以下のレベル(OVレベル)と抵抗R1、R2で分圧された電圧検出値を比較し、電圧検出値がOVレベルよりも高くなった場合は、フォトカプラ19(PC)に順電流を流し、異常信号(Err)を制御装置へ情報として送出する。同様に、第2比較器18はIGBT素子のアーム短絡により平滑コンデンサ3uは電圧が急減するため、PWMコンバータとして通常想定される電圧変動レベルよりも低くしたレベル(UVレベル)を閾値として電圧検出値と比較し、電圧検出値がUVレベルよりも下がった場合に同様にフォトカプラ19(PC)に順電流を流し、異常信号(Err)を制御装置へ情報として送出する。なお、検出レベルの基準電位は逆バイアス電位GNとしているが、逆バイアス電圧は通常10V前後でありIGBTアームに印加される電圧に比較し十分低く基準電位としては何ら支障はない。
2u、2V、2w 正極側IGBT素子
2x、2y、2z 負極側IGBT素子
3u〜3z 平滑コンデンサ
4 ヒューズ溶断検出器
4u、4x 溶断検出用マイクロスイッチ
10 ゲートドライブ回路
11 ゲート駆動回路
12 異常検出回路
13 順バイアスゲート電圧源(E_P)
14 逆バイアスゲート電圧源(E_N)
15 半導体スイッチ(QP)
16 半導体スイッチ(QN)
17 第1比較器
18 第2比較器
19 フォトカプラ(PC)
Claims (2)
- 自己消弧可能な電力半導体を直列に接続してアーム対を構成し、アーム対と主回路平滑コンデンサが直接接続され、かつ主回路平滑コンデンサと直流電圧源との間にそれぞれヒューズを設けてなる電力変換装置において、
負極(N極)側の電力半導体を駆動するゲート駆動回路の電位を基準としてアーム対に印加される電圧を検出する手段と、検出された電圧と正常範囲のレベルを比較する手段と、正常範囲を逸脱した場合に異常信号を送出する機能とを備えたゲートドライブ回路を設けたことを特徴とする電力変換装置。 - 検出レベルの基準電位は逆バイアス電位であり、電力半導体に印加される電圧に比較して低いことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
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