JP5101001B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
請求項2に係る発明のインバータ装置は、それぞれが還流ダイオードを有し且つ電圧の印加方向に沿って上流側および下流側となる2つのスイッチング素子で、少なくとも一方の素子がMOSFETからなる直列回路を備え、各スイッチング素子の相互接続点が誘導性負荷に接続されるスイッチング回路と、上記各スイッチング素子を交互にオン,オフ駆動する制御部と、上記MOSFETと対となるスイッチング素子のオンに先立ち、上記MOSFETの還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路と、上記直列回路への通電路に設けた電流検出用の抵抗と、上記電流検出用の抵抗に生じる電圧のレベルと上記各スイッチング素子に対するオン,オフ制御のタイミングとに基づき、上記逆電圧印加回路の異常を判定する判定手段と、を備えている。
図1において、Mは空気調和機のコンプレッサモータとして使用されるブラシレスDCモータ(負荷)で、中性点Cを中心に星形結線された3つの相巻線Lu,Lv,Lwを有する固定子、および永久磁石を有する回転子により構成されている。相巻線Lu,Lv,Lwに電流が流れることにより生じる磁界と永久磁石が作る磁界との相互作用により、回転子が回転する。このブラシレスDCモータMに、本発明のインバータ装置1が接続されている。
制御部10は、MOSFET3u,3v,3w,4u,4v,4wに対するオン,オフ制御のタイミング、および差動増幅回路8u,8v,8wの出力電圧レベルに応じて、逆電圧印加回路5u,5v,5w,6u,6v,6wの破壊や特性劣化等の異常を判定する(判定手段)。
MOSFET3uおよびMOSFET4vが共にオンのとき、図2に実線で示すように、入力端子P、MOSFET3u、相巻線Lu,Lv、MOSFET4v、および入力端子Nの経路で電流が流れる。MOSFET3uがオフしてMOSFET4vがオンのとき、図2に破線で示すように、相巻線Lu,Lvに蓄えられたエネルギに基づく電流が、相巻線Lu,LvからMOSFET4vを経てMOSFET4u側の還流ダイオードDu−を順方向に流れる。こうして、還流ダイオードDu−に順方向電流(還流電流)が流れている状態において、上流側のMOSFET3uがオンすると、MOSFET3uを通して還流ダイオードDu−に端子P,N間の電圧(=280V)が加わる。このとき、還流ダイオードDu−に短絡電流のような大きな逆方向電流(スパイク電流ともいう)Irrが流れてしまう。この逆方向電流Irrは大きな電力損失を招いてしまうものであり、それを抑制するために、逆電圧印加回路6uが設けられている。
図3に示すように、三相正弦波電圧Euと三角波信号Eoとが電圧比較される。三相正弦波電圧Euは、ブラシレスDCモータMの速度に比例して周波数が変化する。この電圧比較により、MOSFET3uをオン,オフ駆動するための上素子駆動信号およびMOSFET4vをオン,オフ駆動するための下素子駆動信号が作成される。
図4に示すように、スイッチング回路2の各直列回路への通電路、たとえば平滑コンデンサ32と端子Nとの間の通電路に、電流検出用の抵抗50が挿接されている。そして、抵抗50に生じる電圧が、検出回路51に接続されている。
制御部10は、MOSFET3u,3v,3w,4u,4v,4wに対するオン,オフ制御のタイミング、および検出回路51の検出結果に応じて、逆電圧印加回路5u,5v,5w,6u,6v,6wの破壊や特性劣化等の異常を判定する(判定手段)。
図5に要部を示すように、各逆電圧印加回路における抵抗41の両端に、検出回路47が接続されている。
スイッチング回路2における各MOSFETの放熱用ヒートシンク(図示しない)に対し、それぞれ温度センサが取付けられている。そして、これら温度センサの検知温度データが制御部10に供給される。
図6に示すように、インバータ装置1の筐体内に、整流回路31、平滑コンデンサ32、スイッチング回路2などが搭載される回路基板60が設けられている。この回路基板60における各MOSFETの近傍に、温度センサ61が取付けられている。温度センサ61は、各MOSFETの周辺温度を検地する。この検知温度データが制御部10に供給される。
Claims (3)
- それぞれが還流ダイオードを有し且つ電圧の印加方向に沿って上流側および下流側となる2つのスイッチング素子で、少なくとも一方の素子がMOSFETからなる直列回路を備え、各スイッチング素子の相互接続点が誘導性負荷に接続されるスイッチング回路と、
前記各スイッチング素子を交互にオン,オフ駆動する制御部と、
前記MOSFETと対となるスイッチング素子のオンに先立ち、前記MOSFETの還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路と、
前記下流側のスイッチング素子を通して流れる電流の経路に設けた電流検出用の抵抗と、
前記電流検出用の抵抗に生じる電圧のレベルと前記各スイッチング素子に対するオン,オフ制御のタイミングとに基づき、前記逆電圧印加回路の異常を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とするインバータ装置。 - それぞれが還流ダイオードを有し且つ電圧の印加方向に沿って上流側および下流側となる2つのスイッチング素子で、少なくとも一方の素子がMOSFETからなる直列回路を備え、各スイッチング素子の相互接続点が誘導性負荷に接続されるスイッチング回路と、
前記各スイッチング素子を交互にオン,オフ駆動する制御部と、
前記MOSFETと対となるスイッチング素子のオンに先立ち、前記MOSFETの還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路と、
前記直列回路への通電路に設けた電流検出用の抵抗と、
前記電流検出用の抵抗に生じる電圧のレベルと前記各スイッチング素子に対するオン,オフ制御のタイミングとに基づき、前記逆電圧印加回路の異常を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とするインバータ装置。 - 前記逆電圧印加回路に異常が生じたことを前記判定手段が判定した場合に、前記各スイッチング素子に対するオン,オフ駆動を停止する制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載のインバータ装置。
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