JP5070923B2 - 故障信号伝送システム - Google Patents

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この発明は、電力変換器のゲート駆動回路と制御装置間の故障信号伝送システムに関する。
インバータなどの電力変換器に用いられるゲート駆動回路は、通常は電力変換器の近辺に設置されるが、半導体素子で構成される電力変換器のスイッチングノイズなどの影響を避ける目的からも、制御装置との間には距離を空けることが多くなっている。そのため、ゲート駆動回路と制御装置との間は、各種配線で接続される。
また、ゲート駆動回路では、駆動する半導体素子の短絡などの故障検知を行なう場合があり、検出した故障信号を制御装置へ伝送する必要がある。
図５に、故障信号伝送システムの一般的な例を示す。
制御装置１には、ＩＣなどからなるゲート信号送信回路２があり、ゲート信号線４を介して、ゲート駆動回路６内のフォトカプラやパルストランスなどからなるゲート信号受信回路７に接続される。ゲート信号受信回路７の出力は増幅回路等８を介して、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物電界効果トランジスタ）などの半導体素子１１のゲートに与えられる。
また、ゲート駆動回路６内には、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子１１のゲート・ソース間短絡などの故障検出回路９が設けられ、その出力はＩＣなどからなる故障信号送信回路１０に入力される。故障信号送信回路１０の出力は、故障信号線１４を介して制御装置１のＩＣなどからなる故障信号受信回路３に入力される。
また、制御装置１とゲート駆動回路６との間には、電源線５が接続されている。
ここで、上述のように、ゲート駆動回路６は電力変換器の近辺に設置されるため、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子１１のスイッチングノイズが重畳し易い環境であることが多い。そのため、ゲート信号線４，故障信号線１４，電源線５にノイズが重畳し易く、その影響によりゲート駆動回路６や制御装置１に誤動作が生じることがある。
上記のような故障を検出し、出力するものとして例えば特許文献１に示すものがある。
実開平０６−０１６８８４号公報
しかしながら、上記特許文献１の回路には、故障信号を伝送することに就いては殆ど記載されていない。
この発明は以上のような点に鑑みなされたもので、その課題は故障信号を伝送するに当たり、制御装置と電力変換器のゲート駆動回路間の配線を極力少なくして誤動作防止を図り、信頼性を向上させることにある。
このような課題を解決するため、この発明では、電力変換器のゲート駆動回路と制御装置間の故障信号伝送システムにおいて、
前記電力変換器のゲート駆動回路の故障検出回路からの信号を、電力変換器のゲート駆動回路の電源を開放するか、または電源を短絡し、電力変換器のゲート駆動回路と制御装置間の電源線を介して伝送することを特徴とする。
この発明によれば、制御装置と電力変換器のゲート駆動回路間の故障信号線を省略できるため、故障信号線に重畳するノイズの影響を除去することができ、制御装置や電力変換器のゲート駆動回路の誤動作を防止することが可能となる。その結果、信頼性を向上させることができ、コストの低減化が可能となる。
図１はこの発明の実施の形態を示す回路図である。
図１からも明らかなように、基本的には図５と同様であるが、図５に示す故障信号線１４を省略し、故障信号受信回路３および故障信号送信回路１０を、それぞれゲート信号線４に接続した点が特徴である。そのため、図１ではゲート信号線４を、通常はゲート信号の伝送用として用い、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子１１をオフとする、ゲート信号をオフにするなどのときに、故障信号の伝送用として用いるように（兼用）する。なお、電源線５は従来通りである。
図２はこの発明の別の実施の形態を示す構成図である。
図２からも明らかなように、これは図５に示す故障信号線１４を省略し、故障信号受信回路３および故障信号送信回路１０を、それぞれ電源線５に接続した点が特徴である。この場合は、故障信号は電源に重畳して伝送されるので、伝送がゲート信号をオフにするなどのときに限定されることもない。
図３に図２の第１の変形例を示す。
これは、ゲート駆動回路６内の、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子１１のゲート・ソース間短絡などの故障検出回路９を、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子からなる開放スイッチ１２に接続した点が特徴である。そして、故障検出時には開放スイッチ１２を開く（図３はこのときの様子を示す）ことで、電源線５を介し制御装置１のＩＣなどで構成される故障信号受信回路３が電源異常を検出し、故障信号が伝送される。故障検出時には、ゲート駆動回路６の電源遮断も同時に行なわれることになる。
図４に図２の第２の変形例を示す。
これは、故障検出回路９を図３のように開放スイッチ１２に接続する代わりに、短絡スイッチ１３に接続した点が特徴である。そして、故障検出時には短絡スイッチ１３を閉じる（図４は開放時の様子を示す）ことで、電源線５を介し制御装置１のＩＣなどで構成される故障信号受信回路３が電源異常を検出し、故障信号が伝送されることになる。
この発明の実施の形態を示す構成図 この発明の別の実施の形態を示す構成図 図２の第１の変形例を示す構成図 図２の第２の変形例を示す構成図 故障信号伝送システムの一般的な例を示す構成図
符号の説明
１…制御装置、２…ゲート信号送信回路、３…故障信号受信回路、４…ゲート信号線、５…電源線、６…ゲート駆動回路、７…ゲート信号受信回路、８…増幅回路等、９…故障検出回路、１０…故障信号送信回路、１１…半導体素子、１２…開放スイッチ、１３…短絡スイッチ、１４…故障信号線。

Claims (1)

  1. 電力変換器のゲート駆動回路と制御装置間の故障信号伝送システムにおいて、
    前記電力変換器のゲート駆動回路の故障検出回路からの信号を、電力変換器のゲート駆動回路の電源を開放するか、または電源を短絡し、電力変換器のゲート駆動回路と制御装置間の電源線を介して伝送することを特徴とする故障信号伝送システム。
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