JP6921279B1

JP6921279B1 - Power converter

Info

Publication number: JP6921279B1
Application number: JP2020106751A
Authority: JP
Inventors: 友博木村; 将造神▲崎▼; 雄二圖子
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2040-06-22
Also published as: JP2022002441A

Abstract

【課題】スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視でき、異常が発生した駆動用電源を特定できる電圧監視部を備えた電力変換装置を提供する。【解決手段】上アーム駆動用電源（５０Ｈ）の電圧と下アーム駆動用電源（５０Ｌ）の電圧を選択して出力する電圧選択出力部（２０）と、電圧選択出力部（２０）が選択して出力する駆動用電源を指定するとともに、選択出力された電圧を監視する電圧監視部（１０）とを備え、上アーム駆動用電源（５０Ｈ）を選択出力するとき、上アーム用スイッチング素子（７０Ｈ）をオフとし、上アーム用スイッチング素子（７０Ｈ）に直列接続された下アーム用スイッチング素子（７０Ｌ）をオンとするように構成された電力変換装置。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device provided with a voltage monitoring unit capable of monitoring the voltage of a drive power supply for driving a switching element with high accuracy and identifying a drive power supply in which an abnormality has occurred. SOLUTION: A voltage selection output unit (20) and a voltage selection output unit (20) select and output a voltage of an upper arm driving power supply (50H) and a voltage of a lower arm driving power supply (50L). It is equipped with a voltage monitoring unit (10) that monitors the selected output voltage while designating the drive power supply to be output, and when the upper arm drive power supply (50H) is selectively output, the upper arm switching element (70H) is provided. ) Is turned off, and the lower arm switching element (70L) connected in series with the upper arm switching element (70H) is turned on. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本願は、電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a power converter.

一般に、三相モータを駆動する電力変換装置は、直列接続された上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子を三相の相ごとに備え、相ごとに上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子を交互にスイッチングさせることで、直流電圧を三相交流電圧に変換して三相モータに供給するように構成されている。 Generally, a power conversion device that drives a three-phase motor includes an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series for each of the three phases, and the upper arm switching element and the lower arm switching for each phase. By alternately switching the elements, the DC voltage is converted into a three-phase AC voltage and supplied to the three-phase motor.

ここで、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子とを適切に駆動するため、それぞれのスイッチング素子を駆動するための駆動用電源の電圧は高精度な値であることが求められるとともに、その電圧の値があらかじめ定められた範囲内に存在しているか否かを監視することが求められる。 Here, in order to appropriately drive the upper arm switching element and the lower arm switching element, the voltage of the drive power supply for driving each switching element is required to be a highly accurate value, and the voltage thereof is required to be high. It is required to monitor whether the voltage value is within a predetermined range.

一般に、前述の電力変換装置は、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子との直列接続点を基準電圧として出力電圧が生成されることから、何らかの対策を講じなければ、低電位側である下アーム用スイッチング素子の接地点の電位（以下、ＧＮＤと称する）を基準電圧として動作する電源監視回路を使用することができない。 Generally, in the above-mentioned power conversion device, an output voltage is generated with the series connection point of the upper arm switching element and the lower arm switching element as a reference voltage, so that the power conversion device is on the low potential side unless some measures are taken. It is not possible to use a power supply monitoring circuit that operates with the potential of the grounding point of the lower arm switching element (hereinafter referred to as GND) as the reference voltage.

そこで、特許文献１に開示された従来の電源監視回路では、図４の「状態（３）」において、上アーム用スイッチング素子としての高電位側電界効果トランジスタＱ１をオフ、下アーム用スイッチング素子としての低電位側電界効果トランジスタＱ２をオン、とすることにより、高電位側電界効果トランジスタＱ１と低電位側電界効果トランジスタＱ２との接続点の電圧ｖ１を接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）とし、ＧＮＤ（０［Ｖ］）を基準電位として動作する電源監視回路ＶＰを用いて、被監視電源である高電位側電源ＶＨ１もしくは低電位側電源ＶＬ１、又はそれらの双方が、電圧の低下による異常状態にあることを検出できるように構成されている。 Therefore, in the conventional power supply monitoring circuit disclosed in Patent Document 1, in the “state (3)” of FIG. 4, the high potential side electric potential effect transistor Q1 as the switching element for the upper arm is turned off, and the switching element for the lower arm is used. By turning on the low potential side electric potential effect transistor Q2, the voltage v1 at the connection point between the high potential side electric potential effect transistor Q1 and the low potential side electric potential effect transistor Q2 is set to the ground potential GND (0V), and GND (0) is set. Using the power supply monitoring circuit VP that operates with [V]) as the reference potential, the high potential side power supply VH1 and / or the low potential side power supply VL1 that are the monitored power supplies are in an abnormal state due to a decrease in voltage. Is configured to detect.

特許第４９１７９６０号公報Japanese Patent No. 4917960

特許文献１に開示された従来の電源監視回路によれば、高電位側電源ＶＨ１、ＶＨ２、ＶＨ３に対して一本の経路により電圧監視を行うように構成されているため、何れかの相の電源に異常が発生していることは検出できても、何れの相の電源に異常が発生しているのかを特定することができない。さらに、電源電圧の回り込みを防止するためにダイオードを設けることが必須であり、そのダイオードに電圧降下が発生するため、電源監視回路による電圧の監視精度が低下する。 According to the conventional power supply monitoring circuit disclosed in Patent Document 1, since the high potential side power supplies VH1, VH2, and VH3 are configured to monitor the voltage by one path, any of the phases Although it is possible to detect that an abnormality has occurred in the power supply, it is not possible to identify which phase of the power supply has an abnormality. Further, it is essential to provide a diode in order to prevent the power supply voltage from sneaking around, and a voltage drop occurs in the diode, so that the accuracy of voltage monitoring by the power supply monitoring circuit is lowered.

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視することができ、かつ異常が発生した駆動用電源を特定することができる電圧監視部を備えた電力変換装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and can monitor the voltage of the drive power supply for driving the switching element with high accuracy, and can monitor the drive power supply in which an abnormality has occurred. It is an object of the present invention to provide a power conversion device provided with a voltage monitoring unit that can be specified.

本願に開示される電力変換装置は、
上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子との直列体を複数有し、前記上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換するように構成された電力変換装置であって、
前記上アーム用スイッチング素子を駆動する上アーム駆動用電源と、
前記下アーム用スイッチング素子を駆動する下アーム駆動用電源と、
前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とのうちの何れか一つの電圧を選択し、前記選択した電圧に基づく電気信号を出力する電圧選択出力部と、
前記何れか一つの電圧を指定して前記電圧選択出力部に選択させ、前記指定されて選択した電圧に基づいて前記電圧選択出力部から出力された前記電気信号を監視し、前記監視された前記電気信号の値があらかじめ設定された範囲から外れた場合に、前記選択された電圧が異常であると判定する電圧監視部と、
を備え、
前記電圧監視部は、
前記電圧選択出力部が前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とを順次選択するように前記指定を行なうように構成されるとともに、前記電圧選択出力部が前記指定により前記上アーム駆動用電源の電圧を選択したときは、前記上アーム用スイッチング素子をオフにした後、前記上アーム用スイッチング素子に直列に接続された前記下アーム用スイッチング素子をオンにして、前記監視を行なうように構成されている、
ことを特徴とする。 The power converter disclosed in the present application is
It has a plurality of series of upper arm switching element and lower arm switching element, and converts the DC voltage supplied from the DC power supply into AC voltage by the switching operation of the upper arm switching element and the lower arm switching element. A power converter configured to
The upper arm driving power supply for driving the upper arm switching element and
A power supply for driving the lower arm that drives the switching element for the lower arm,
A voltage selection output unit that selects one of the voltage of the upper arm driving power supply and the voltage of the lower arm driving power supply and outputs an electric signal based on the selected voltage.
The voltage selection output unit selects any one of the voltages, monitors the electric signal output from the voltage selection output unit based on the specified and selected voltage, and monitors the monitored voltage. A voltage monitoring unit that determines that the selected voltage is abnormal when the value of the electrical signal deviates from the preset range.
With
The voltage monitoring unit
The voltage selection output unit is configured to sequentially select the voltage of the upper arm drive power supply and the voltage of the lower arm drive power supply, and the voltage selection output unit is configured by the designation. When the voltage of the upper arm driving power supply is selected, the upper arm switching element is turned off, and then the lower arm switching element connected in series with the upper arm switching element is turned on. It is configured to monitor,
It is characterized by that.

本願に開示される電力変換装置によれば、スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視することができ、かつ異常が発生した駆動用電源を特定することができる電圧監視部を備えた電力変換装置が得られる。 According to the power conversion device disclosed in the present application, a voltage monitoring unit capable of monitoring the voltage of the drive power supply for driving the switching element with high accuracy and identifying the drive power supply in which an abnormality has occurred is provided. A equipped power converter can be obtained.

実施の形態１による電力変換装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. 実施の形態１による電力変換装置における、第一分圧回路の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a first voltage divider circuit in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態２による電力変換装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power conversion apparatus according to Embodiment 2.

実施の形態１．
以下、実施の形態１による電力変換装置について、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による電力変換装置の概略構成図である。図１において、電力変換装置１００は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈと、上アーム用スイッチング素子７０Ｈに直列接続された下アーム用スイッチング素子７０Ｌと、上アーム用スイッチング素子７０Ｈを駆動する上アーム用駆動回路６０Ｈと、下アーム用スイッチング素子７０Ｌを駆動する下アーム用駆動回路６０Ｌと、上アーム用駆動回路６０Ｈの電源となる上アーム駆動用電源５０Ｈと、下アーム用駆動回路６０Ｌの電源となる下アーム駆動用電源５０Ｌと、電圧選択出力部２０と、第一分圧回路３０と、第二分圧回路４０と、電圧監視部１０と、を主体として構成されている。 Embodiment 1.
Hereinafter, the power conversion device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the power conversion device according to the first embodiment. In FIG. 1, the power conversion device 100 is a drive for an upper arm that drives an upper arm switching element 70H, a lower arm switching element 70L connected in series with the upper arm switching element 70H, and an upper arm switching element 70H. The lower arm drive circuit 60L that drives the circuit 60H, the lower arm switching element 70L, the upper arm drive power supply 50H that is the power supply for the upper arm drive circuit 60H, and the lower arm drive circuit 60L that is the power supply for the lower arm drive circuit 60L. It is mainly composed of an arm driving power supply 50L, a voltage selective output unit 20, a first voltage dividing circuit 30, a second voltage dividing circuit 40, and a voltage monitoring unit 10.

電圧監視部１０は、例えば、マイコン、もしくはＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）により構成され、電圧選択出力部２０が選択する上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃを指定するための信号を出力する出力端子Ａ、Ｂ、Ｃと、後述の第二分圧回路４０からのアナログ信号が入力される入力端子Ｄと、を備えている。 The voltage monitoring unit 10 is composed of, for example, a microcomputer or an LSI (Large Analog Integration), and is the voltage of the upper arm driving power supply 50H selected by the voltage selection output unit 20, or the voltage of the lower arm driving power supply 50L, or the power supply. It includes output terminals A, B, and C for outputting a signal for designating a voltage Vcc, and an input terminal D for inputting an analog signal from a second voltage dividing circuit 40, which will be described later.

電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０から第二分圧回路４０を介して出力されたアナログ信号である電気信号を監視し、監視する電気信号の値があらかじめ設定された範囲から外れた場合に、電圧選択出力部２０により選択された電圧が異常であると判定するように構成されている。すなわち、電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０が選択する上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃを監視し、監視する電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れた場合に、電圧選択出力部２０により選択された上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃが異常であると判定する。なお、あらかじめ設定された電圧範囲は、ソフトウェアにより変更が可能であり、汎用性のある異常判定が行えるように構成されている。 The voltage monitoring unit 10 monitors an electric signal which is an analog signal output from the voltage selection output unit 20 via the second voltage dividing circuit 40, and when the value of the monitored electric signal deviates from a preset range. In addition, it is configured to determine that the voltage selected by the voltage selection output unit 20 is abnormal. That is, the voltage monitoring unit 10 monitors and presets the voltage of the upper arm driving power supply 50H selected by the voltage selection output unit 20, the voltage of the lower arm driving power supply 50L, or the power supply voltage Vcc. When the voltage is out of the voltage range, it is determined that the voltage of the upper arm driving power supply 50H selected by the voltage selection output unit 20, the voltage of the lower arm driving power supply 50L, or the power supply voltage Vcc is abnormal. The preset voltage range can be changed by software, and is configured so that a versatile abnormality determination can be performed.

電圧選択出力部２０は、コレクタ端子同士が接続された複数、例えば３個、のＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより構成されており、それらのうちオフしているＰＮＰ型トランジスタが、その内部構成によりダイオードとして振舞い、オンしているＰＮＰ型トランジスタから、オフしているＰＮＰ型トランジスタへの電流の回り込みを防止する。また、電圧選択出力部２０は、電圧監視部１０の複数の出力端子Ａ、Ｂ、Ｃから入力される信号のうちの一つにより、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうちの一つが選択され、その選択されたＰＮＰ型トランジスタのコレクタを介して電圧を出力するように構成されている。 The voltage selection output unit 20 is composed of a plurality of, for example, three PNP type transistors 21a, 21b, 21c in which collector terminals are connected to each other, and the off PNP type transistor is the internal configuration thereof. Acts as a diode to prevent the current from sneaking from the on PNP transistor to the off PNP transistor. Further, in the voltage selection output unit 20, one of the PNP type transistors 21a, 21b, 21c is selected by one of the signals input from the plurality of output terminals A, B, and C of the voltage monitoring unit 10. , It is configured to output a voltage through the collector of the selected PNP transistor.

電圧選択出力部２０は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのコレクタ同士が接続されて形成された一つの出力部と、複数のＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれのエミッタ端子からなる複数の入力部と、を備えている。 The voltage selection output unit 20 includes a single output unit formed by connecting collectors of PNP-type transistors 21a, 21b, and 21c, and a plurality of emitter terminals of each of the plurality of PNP-type transistors 21a, 21b, and 21c. It has an input unit.

なお、電圧選択出力部２０は、複数の入力信号に基づいて一つの信号を選択し出力するものであれば、マルチプレクサなどの他の構成であってもよく、このことは、後述する実施の形態２においても同様である。 The voltage selection output unit 20 may have another configuration such as a multiplexer as long as it selects and outputs one signal based on a plurality of input signals, and this will be described in the embodiment described later. The same applies to 2.

図２は、実施の形態１による電力変換装置における、第一分圧回路の概略構成図である。第一分圧回路３０は、例えば、図２に示すように、抵抗３２と抵抗３３との直列体と、オペアンプ３１と、により構成されており、たとえば入力電圧として入力された電源電圧Ｖｃｃを、抵抗３２と抵抗３３とで分圧された電圧がオペアンプ３１によりインピーダンス変換され、入力電圧に比例した電圧を出力する。第一分圧回路３０から出力された電圧は、電圧選択出力部２０の入力部を構成するＰＮＰ型トランジスタ２１ａのエミッタへ入力される。なお、抵抗３２と抵抗３３との分圧比に関しては後述するが、その分圧比は、下アーム電源電圧ＶＬ１と上アーム電源電圧ＶＨ１とは異なる電圧範囲の電圧を出力する分圧比となっている。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a first voltage divider circuit in the power conversion device according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the first voltage divider circuit 30 is composed of, for example, a series of a resistor 32 and a resistor 33, an operational amplifier 31, and, for example, a power supply voltage Vcc input as an input voltage. The voltage divided by the resistor 32 and the resistor 33 is impedance-converted by the operational amplifier 31, and a voltage proportional to the input voltage is output. The voltage output from the first voltage dividing circuit 30 is input to the emitter of the PNP type transistor 21a constituting the input unit of the voltage selection output unit 20. The voltage division ratio between the resistor 32 and the resistor 33 will be described later, but the voltage division ratio is a voltage division ratio that outputs a voltage in a voltage range different from that of the lower arm power supply voltage VL1 and the upper arm power supply voltage VH1.

図１において、第二分圧回路４０は、複数の抵抗の直列体で構成されており、入力された電圧に比例した電圧を出力するように構成されている。なお、第二分圧回路４０は、第一分圧回路３０と同様にオペアンプを追加し、インピーダンス変換を行なうように構成されてもよい。このことは、後述の実施の形態２においても同様である。 In FIG. 1, the second voltage dividing circuit 40 is composed of a series of a plurality of resistors, and is configured to output a voltage proportional to the input voltage. The second voltage divider circuit 40 may be configured to perform impedance conversion by adding an operational amplifier in the same manner as the first voltage divider circuit 30. This also applies to the second embodiment described later.

上アーム駆動用電源５０Ｈは、例えば、絶縁型ＤＣ-ＤＣコンバータにより構成され、上アーム用駆動回路６０Ｈに対する電力供給源であり、上アーム電源電圧ＶＨ１を出力する。下アーム駆動用電源５０Ｌは、例えば、絶縁型ＤＣ-ＤＣコンバータにより構成され、下アーム用駆動回路６０Ｌに対する電力供給源であり、下アーム電源電圧ＶＬ１を出力する。 The upper arm drive power supply 50H is composed of, for example, an isolated DC-DC converter, is a power supply source for the upper arm drive circuit 60H, and outputs an upper arm power supply voltage VH1. The lower arm drive power supply 50L is composed of, for example, an isolated DC-DC converter, is a power supply source for the lower arm drive circuit 60L, and outputs the lower arm power supply voltage VL1.

上アーム用駆動回路６０Ｈは、例えば、ゲートドライバＩＣにより構成され、図示していない制御回路からの指示により、上アーム用スイッチング素子７０Ｈを駆動するように構成されている。下アーム用駆動回路６０Ｌは、例えば、ゲートドライバＩＣにより構成され、図示していない制御回路からの指示により、下アーム用スイッチング素子７０Ｌを駆動するように構成されている。 The upper arm drive circuit 60H is configured by, for example, a gate driver IC, and is configured to drive the upper arm switching element 70H according to an instruction from a control circuit (not shown). The lower arm drive circuit 60L is configured by, for example, a gate driver IC, and is configured to drive the lower arm switching element 70L according to an instruction from a control circuit (not shown).

上アーム用スイッチング素子７０Ｈは、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ（ＭＥＴＡＬＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成され、上アーム用駆動回路６０Ｈからの駆動信号によりオン、オフ動作を行うよう構成されている。下アーム用スイッチング素子７０Ｌは、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴにより構成され、下アーム用駆動回路６０Ｌからの駆動信号によりオン、オフ動作を行うよう構成されている。 The upper arm switching element 70H is composed of, for example, an N-type MOSFET (METAL Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and is configured to perform on / off operation by a drive signal from the upper arm drive circuit 60H. The lower arm switching element 70L is composed of, for example, an N-type MOSFET, and is configured to perform on / off operation by a drive signal from the lower arm drive circuit 60L.

つぎに、電力変換装置１００の内部の電気的接続構成について説明する。電圧監視部１０の出力端子Ａは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベース端子に接続されている。電圧監視部１０の出力端子Ｂは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベース端子に接続されている。また、電圧監視部１０の出力端子Ｃは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベース端子に接続されている。さらに、電圧監視部１０の入力端子Ｄは、第二分圧回路４０の出力端子に接続されている。 Next, the internal electrical connection configuration of the power converter 100 will be described. The output terminal A of the voltage monitoring unit 10 is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21a. The output terminal B of the voltage monitoring unit 10 is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21b. Further, the output terminal C of the voltage monitoring unit 10 is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21c. Further, the input terminal D of the voltage monitoring unit 10 is connected to the output terminal of the second voltage dividing circuit 40.

第一分圧回路３０の入力端子は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのドレイン端子に接続されている。第二分圧回路４０の入力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのコレクタ端子と、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのコレクタ端子と、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのコレクタ端子と、に接続されている。 The input terminal of the first voltage divider circuit 30 is connected to the drain terminal of the upper arm switching element 70H. The input terminal of the second voltage dividing circuit 40 is connected to the collector terminal of the PNP type transistor 21a, the collector terminal of the PNP type transistor 21b, and the collector terminal of the PNP type transistor 21c.

ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのエミッタ端子は、第一分圧回路３０の出力端子に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのエミッタ端子は、上アーム駆動用電源５０Ｈの高電位側端子と、上アーム用駆動回路６０Ｈの電源端子と、に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのエミッタ端子は、下アーム駆動用電源５０Ｌの高電位側端子と、下アーム用駆動回路６０Ｌの電源端子と、に接続されている。 The emitter terminal of the PNP type transistor 21a is connected to the output terminal of the first voltage divider circuit 30. The emitter terminal of the PNP type transistor 21b is connected to the high potential side terminal of the upper arm driving power supply 50H and the power supply terminal of the upper arm driving circuit 60H. The emitter terminal of the PNP type transistor 21c is connected to the high potential side terminal of the lower arm driving power supply 50L and the power supply terminal of the lower arm driving circuit 60L.

上アーム駆動用電源５０Ｈの低電位側端子は、上アーム用駆動回路６０ＨのＧＮＤ端子と、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのソース端子と、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのドレイン端子と、に接続されている。 The low potential side terminal of the upper arm drive power supply 50H is connected to the GND terminal of the upper arm drive circuit 60H, the source terminal of the upper arm switching element 70H, and the drain terminal of the lower arm switching element 70L. There is.

下アーム駆動用電源５０Ｌの低電位側端子は、下アーム用駆動回路６０ＬのＧＮＤ端子と、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのソース端子と、電圧監視部１０のＧＮＤ端子と、第一分圧回路３０のＧＮＤ端子と、第二分圧回路４０のＧＮＤ端子と、に接続されている。 The low potential side terminals of the lower arm drive power supply 50L are the GND terminal of the lower arm drive circuit 60L, the source terminal of the lower arm switching element 70L, the GND terminal of the voltage monitoring unit 10, and the first voltage divider circuit 30. Is connected to the GND terminal of the second voltage dividing circuit 40 and the GND terminal of the second voltage dividing circuit 40.

上アーム用駆動回路６０Ｈの出力端子は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのゲート端子に接続されている。下アーム用駆動回路６０Ｌの出力端子は、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのゲート端子に接続されている。 The output terminal of the upper arm drive circuit 60H is connected to the gate terminal of the upper arm switching element 70H. The output terminal of the lower arm drive circuit 60L is connected to the gate terminal of the lower arm switching element 70L.

なお、図１では、図示を省略しているが、上アーム用スイッチング素子７０Ｈ、下アーム用スイッチング素子７０Ｌ、上アーム用駆動回路６０Ｈ、下アーム用駆動回路６０Ｌ、上アーム駆動用電源５０Ｈ、および下アーム駆動用電源５０Ｌは、それぞれ複数備えられており、例えば、三相交流モータを駆動する電力変換装置の場合、三相のそれぞれの相ごとに、図１に示す構成が設けられる。 Although not shown in FIG. 1, the upper arm switching element 70H, the lower arm switching element 70L, the upper arm drive circuit 60H, the lower arm drive circuit 60L, the upper arm drive power supply 50H, and A plurality of lower arm driving power supplies 50L are provided. For example, in the case of a power conversion device for driving a three-phase AC motor, the configuration shown in FIG. 1 is provided for each of the three phases.

つぎに、図２における第一分圧回路３０の接続について説明する。図２において、抵抗３２と、抵抗３３の直列体は、抵抗３２と抵抗３３との接続点が、オペアンプ３１の非反転入力端子に接続されるとともに、抵抗３３の他端が接地されている。抵抗３２の他端が第一分圧回路３０の入力端子に接続されている。オペアンプ３１の出力端子は、オペアンプ３１の反転入力端子に接続されるとともに、第一分圧回路３０の出力端子に接続されている。 Next, the connection of the first voltage divider circuit 30 in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, in a series of the resistor 32 and the resistor 33, the connection point between the resistor 32 and the resistor 33 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31, and the other end of the resistor 33 is grounded. The other end of the resistor 32 is connected to the input terminal of the first voltage divider circuit 30. The output terminal of the operational amplifier 31 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 31 and is also connected to the output terminal of the first voltage divider circuit 30.

つぎに、実施の形態１による電力変換装置１００の動作について説明する。図１および図２において、電圧監視部１０は、下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときには、出力端子Ｃから指示信号をＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベースに与え、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃをオンとすることで、下アーム電源電圧ＶＬ１を、第二分圧回路４０の入力端子に印加する。 Next, the operation of the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described. In FIGS. 1 and 2, when monitoring the lower arm power supply voltage VL1, the voltage monitoring unit 10 gives an instruction signal from the output terminal C to the base of the PNP transistor 21c to turn on the PNP transistor 21c. , The lower arm power supply voltage VL1 is applied to the input terminal of the second voltage dividing circuit 40.

第二分圧回路４０は、入力端子に印加された下アーム電源電圧ＶＬ１を分圧して、電圧監視部１０の入力端子Ｄに印加する。第二分圧回路４０は、電圧監視部１０により監視する電圧の測定範囲を拡大するために、入力端子に印加される電圧を分圧して電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力する。電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力された電圧は、電圧監視部１０によりＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧が異常であると判定する。 The second voltage dividing circuit 40 divides the lower arm power supply voltage VL1 applied to the input terminal and applies it to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10. The second voltage dividing circuit 40 divides the voltage applied to the input terminal and inputs it to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10 in order to expand the measurement range of the voltage monitored by the voltage monitoring unit 10. The voltage input to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10 is A / D converted by the voltage monitoring unit 10, and is monitored by software as to whether or not it is within a preset voltage range. As a result of the monitoring, when the voltage input to the input terminal D is out of the preset voltage range, it is determined that the voltage of the lower arm power supply voltage VL1, that is, the voltage of the lower arm driving power supply 50L is abnormal.

上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧の監視を行うときには、上アーム用駆動回路６０Ｈの指示信号により、上アーム用スイッチング素子７０Ｈをオフとした後に、下アーム用駆動回路６０Ｌの指示信号により、下アーム用スイッチング素子７０Ｌをオンとする。ここで、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのオン時における、上アーム駆動用電源５０Ｈの低電位側とＧＮＤ電位との電位差がより小さくなるように、下アーム用スイッチング素子７０ＬをＮ型ＭＯＳＦＥＴにより構成することが望ましい。 When monitoring the voltage of the upper arm power supply voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm drive power supply 50H, after turning off the upper arm switching element 70H by the instruction signal of the upper arm drive circuit 60H, the lower arm drive circuit 60L The lower arm switching element 70L is turned on by the instruction signal. Here, the lower arm switching element 70L is configured by an N-type MOSFET so that the potential difference between the low potential side of the upper arm driving power supply 50H and the GND potential when the lower arm switching element 70L is turned on is smaller. Is desirable.

つぎに、電圧監視部１０の出力端子Ｂからの指示信号により、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂをオンとし、上アーム電源電圧ＶＨ１を第二分圧回路４０の入力端子へ印加する。第二分圧回路４０の入力端子に印加された電圧は、下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときと同様に、第二分圧回路４０によって分圧され、電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力される。電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力された電圧は、電圧監視部１０によりＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧が異常であると判定する。 Next, the PNP type transistor 21b is turned on by the instruction signal from the output terminal B of the voltage monitoring unit 10, and the upper arm power supply voltage VH1 is applied to the input terminal of the second voltage dividing circuit 40. The voltage applied to the input terminal of the second voltage dividing circuit 40 is divided by the second voltage dividing circuit 40 and is divided into the input terminal D of the voltage monitoring unit 10 in the same manner as when monitoring the lower arm power supply voltage VL1. Entered. The voltage input to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10 is A / D converted by the voltage monitoring unit 10, and is monitored by software as to whether or not it is within a preset voltage range. As a result of the monitoring, when the voltage input to the input terminal D is out of the preset voltage range, it is determined that the voltage of the upper arm power supply voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm driving power supply 50H is abnormal.

電源電圧Ｖｃｃの監視を行うときには、電圧監視部１０の出力端子Ａからの指示信号により、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａをオンとし、第一分圧回路３０により分圧された電源電圧Ｖｃｃが、オンされたＰＮＰ型トランジスタ２１ａを介して、第二分圧回路４０の入力端子に印加される。第二分圧回路４０の入力端子に印加された電圧は、前述の下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときと同様に、第二分圧回路４０により分圧されて電圧監視部１０の入力端子Ｄに印加され、電圧監視部１０にてＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、電源電圧Ｖｃｃが異常であると判定する。 When monitoring the power supply voltage Vcc, the PNP transistor 21a was turned on by the instruction signal from the output terminal A of the voltage monitoring unit 10, and the power supply voltage Vcc divided by the first voltage divider circuit 30 was turned on. It is applied to the input terminal of the second voltage divider circuit 40 via the PNP type transistor 21a. The voltage applied to the input terminal of the second voltage divider circuit 40 is divided by the second voltage divider circuit 40 and the input terminal of the voltage monitoring unit 10 is divided in the same manner as when monitoring the lower arm power supply voltage VL1 described above. It is applied to D, A / D converted by the voltage monitoring unit 10, and monitored by software as to whether or not it is within a preset voltage range. As a result of the monitoring, when the voltage input to the input terminal D is out of the preset voltage range, it is determined that the power supply voltage Vcc is abnormal.

また、電圧監視部１０は、たとえば、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧の監視を行ない、つぎに電源電圧Ｖｃｃの監視を行ない、つぎに上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧の監視を行ない、つぎに電源電圧Ｖｃｃの監視を行なう、という順序で繰り返して監視を行ない、異なる電圧を順次繰り返して監視を行なうことで、電圧選択出力部２０を構成するＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが、特定の入力電圧を出力し続けた場合に固着異常であるとして固着異常を検出できるように構成されている。 Further, the voltage monitoring unit 10 monitors, for example, the voltage of the lower arm power supply voltage VL1, that is, the lower arm driving power supply 50L, then monitors the power supply voltage Vcc, and then monitors the upper arm power supply voltage VH1, that is, the upper arm driving. The voltage of the power supply 50H is monitored, then the power supply voltage Vcc is monitored, and so on. The PNPs constituting the voltage selection output unit 20 are repeatedly monitored in this order, and different voltages are sequentially repeated. The type transistors 21a, 21b, and 21c are configured so that when a specific input voltage is continuously output, the sticking abnormality can be detected as a sticking abnormality.

第一分圧回路３０と第二分圧回路４０とのうち少なくとも一方は、電圧監視部１０が、上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧に基づく電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、直流電源である電源電圧Ｖｃｃの直流電圧又はその昇圧電圧に基づく電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、が重複しない分圧電圧を出力するように構成されている。 In at least one of the first voltage dividing circuit 30 and the second voltage dividing circuit 40, the voltage monitoring unit 10 has a normal electric signal based on the voltage of the upper arm driving power supply 50H or the voltage of the lower arm driving power supply 50L. A voltage divider voltage that does not overlap between the normal output range that is determined to be present and the normal output range that is determined to be normal based on the DC voltage of the power supply voltage Vcc, which is the DC power supply, or its boosted voltage. It is configured.

なお、電源電圧Ｖｃｃ、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧に加え、電源電圧Ｖｃｃを昇圧した電圧を電圧選択出力部２０により、選択出力するよう構成してもよい。このことは、後述の実施の形態２においても同様である。 In addition to the power supply voltage Vcc, the upper arm power supply voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm driving power supply 50H, the lower arm power supply voltage VL1, that is, the voltage of the lower arm driving power supply 50L, the voltage obtained by boosting the power supply voltage Vcc is applied to the voltage selection output unit. 20 may be configured to selectively output. This also applies to the second embodiment described later.

以上の通り、実施の形態１による電力変換装置１００によれば、電圧監視部１０から出力される指示信号に応動して、電圧選択出力部２０から、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧と、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧と、電源電圧Ｖｃｃと、を順次選択して出力し、電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０から出力された電圧に基づいて、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧と、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧と、電源電圧Ｖｃｃと、を順次監視するように構成され、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を選択するときは、上アーム用スイッチング素子７０Ｈをオフにした後、下アーム用スイッチング素子７０Ｌをオンにして、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの基準電位をＧＮＤに引き下げるように構成されているので、下アーム用スイッチング素子７０Ｌの低電位側に接続されるＧＮＤを基準電位とした電圧監視部１０により、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を監視することが可能になり、かつ、一つの電圧監視部１０で、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧監視を個別に行うことができ、異常がある電源を特定することができる。 As described above, according to the power conversion device 100 according to the first embodiment, in response to the instruction signal output from the voltage monitoring unit 10, the voltage selection output unit 20 sends the upper arm power supply voltage VH1, that is, the upper arm driving power supply. The voltage of 50H, the voltage of the lower arm power supply voltage VL1, that is, the voltage of the lower arm driving power supply 50L, and the power supply voltage Vcc are sequentially selected and output, and the voltage monitoring unit 10 outputs the voltage output from the voltage selection output unit 20. Based on the above, the voltage of the upper arm power supply voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm driving power supply 50H, the voltage of the lower arm power supply voltage VL1, that is, the voltage of the lower arm driving power supply 50L, and the power supply voltage Vcc are sequentially monitored. When selecting the voltage of the upper arm power supply voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm driving power supply 50H, after turning off the upper arm switching element 70H, turn on the lower arm switching element 70L, and then turn on the upper arm switching element 70H. Since the reference potential of the upper arm drive power supply 50H is lowered to GND, the upper arm power supply is provided by the voltage monitoring unit 10 connected to the low potential side of the lower arm switching element 70L and using GND as the reference potential. The voltage VH1, that is, the voltage of the upper arm driving power supply 50H can be monitored, and one voltage monitoring unit 10 individually monitors the voltage of the upper arm driving power supply 50H of the upper arm switching element 70H. It is possible to identify the power supply with an abnormality.

実施の形態２．
つぎに、実施の形態２による電力変換装置について、図に基づいて説明する。図３は、実施の形態２による電力変換装置の概略構成図であって、図１と同一符号は同一、または相当部分を示す。図３において、実施の形態２による電力変換装置１００は、電圧選択出力部２０及び第二分圧回路４０と、電圧監視部１０との間が、電気的に絶縁されるとともに、その電気的に絶縁された絶縁境界部には、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、が設けられている点で、前述の実施の形態１による電力変換装置と相違する。 Embodiment 2.
Next, the power conversion device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the power conversion device according to the second embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 3, in the power conversion device 100 according to the second embodiment, the voltage selection output unit 20, the second voltage dividing circuit 40, and the voltage monitoring unit 10 are electrically insulated from each other and electrically. The insulated boundary portion is different from the power conversion device according to the first embodiment in that the insulated communication portions 80a, 80b, 80c and the insulated voltage transmission portion 90 are provided.

つぎに、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の構成について説明する。絶縁通信部８０ａと、絶縁通信部８０ｂと、絶縁通信部８０ｃとは、例えば、フォトカプラにより構成され、入力と出力とを電気的に絶縁し、入力から出力へ指示信号を伝達するように構成されている。なお、入力と出力とを電気的に絶縁し、かつ、入力から出力へ指示信号を伝達できる構成であれば、フォトカプラ以外の手段により構成されていてもよい。 Next, the configurations of the insulated communication units 80a, 80b, 80c and the insulated voltage transmission unit 90 will be described. The insulated communication unit 80a, the insulated communication unit 80b, and the insulated communication unit 80c are configured by, for example, a photocoupler so as to electrically insulate the input and the output and transmit an instruction signal from the input to the output. Has been done. As long as the input and the output are electrically isolated and the instruction signal can be transmitted from the input to the output, the input and the output may be configured by means other than the photocoupler.

絶縁電圧伝達部９０は、例えば、絶縁型ＬＳＩにより構成され、入力と出力とを電気的に絶縁し、入力された電圧に応じたデューティ比のＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するように構成されている。 The isolated voltage transmission unit 90 is composed of, for example, an isolated LSI, electrically insulates the input and the output, and is configured to output a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a duty ratio corresponding to the input voltage. Has been done.

なお、実施の形態２では、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、第二分圧回路４０とは、それぞれ個別の構成としているが、その一部、又はすべてが一体に構成されていてもよい。 In the second embodiment, the insulated communication units 80a, 80b, 80c, the insulated voltage transmission unit 90, and the second voltage dividing circuit 40 have individual configurations, but some or all of them are integrated. It may be configured in.

次に、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の接続関係について説明する。絶縁通信部８０ａの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ａに接続されている。絶縁通信部８０ａの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベース端子に接続されている。絶縁通信部８０ｂの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ｂに接続されている。絶縁通信部８０ｂの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベース端子に接続されている。絶縁通信部８０ｃの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ｃに接続されている。絶縁通信部８０ｃの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベース端子に接続されている。 Next, the connection relationship between the insulated communication units 80a, 80b, 80c and the insulated voltage transmission unit 90 will be described. The input terminal of the insulated communication unit 80a is connected to the output terminal A of the voltage monitoring unit 10. The output terminal of the isolated communication unit 80a is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21a. The input terminal of the insulated communication unit 80b is connected to the output terminal B of the voltage monitoring unit 10. The output terminal of the insulated communication unit 80b is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21b. The input terminal of the insulated communication unit 80c is connected to the output terminal C of the voltage monitoring unit 10. The output terminal of the isolated communication unit 80c is connected to the base terminal of the PNP type transistor 21c.

絶縁電圧伝達部９０の入力端子は、第二分圧回路４０の出力に接続されている。絶縁電圧伝達部９０の出力端子は、電圧監視部１０の入力端子Ｄに接続されている。 The input terminal of the isolated voltage transmission unit 90 is connected to the output of the second voltage dividing circuit 40. The output terminal of the isolated voltage transmission unit 90 is connected to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10.

つぎに、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の動作について説明する。絶縁通信部８０ａは、電圧監視部１０の出力端子Ａからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベースへ伝達する。絶縁通信部８０ｂは、電圧監視部１０の出力端子Ｂからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベースへ伝達する。絶縁通信部８０ｃは、電圧監視部１０の出力端子Ｃからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベースへ伝達する。 Next, the operations of the insulated communication units 80a, 80b, 80c and the insulated voltage transmission unit 90 will be described. The isolated communication unit 80a electrically insulates the instruction signal from the output terminal A of the voltage monitoring unit 10 and transmits it to the base of the PNP type transistor 21a. The insulated communication unit 80b electrically insulates the instruction signal from the output terminal B of the voltage monitoring unit 10 and transmits it to the base of the PNP type transistor 21b. The insulated communication unit 80c electrically insulates the instruction signal from the output terminal C of the voltage monitoring unit 10 and transmits it to the base of the PNP type transistor 21c.

ＰＮＰ型トランジスタ２１ａは、絶縁通信部８０ａから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている第一分圧回路３０により分圧された電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂは、絶縁通信部８０ａから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃは、絶縁通信部８０ｃから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。 The PNP type transistor 21a is turned on in response to the instruction signal transmitted from the isolated communication unit 80a, and the voltage obtained by dividing the power supply voltage Vcc divided by the first voltage dividing circuit 30 connected to the emitter thereof is applied. The voltage is output from the output unit of the voltage selection output unit 20 to the second voltage divider circuit 40 via the collector. The PNP type transistor 21b is turned on by receiving an instruction signal transmitted from the isolated communication unit 80a, and outputs the voltage of the upper arm driving power supply 50H connected to its emitter to the voltage selection output unit 20 via the collector. Output from the unit to the second voltage dividing circuit 40. The PNP type transistor 21c is turned on by receiving an instruction signal transmitted from the isolated communication unit 80c, and outputs the voltage of the lower arm driving power supply 50L connected to its emitter to the voltage selection output unit 20 via the collector. Output from the unit to the second voltage dividing circuit 40.

絶縁電圧伝達部９０は、第二分圧回路４０から入力された電圧に基づいたＰＷＭ信号を、電気的に絶縁して、電圧監視部１０の入力端子Ｄへ伝達する。電圧監視部１０は、伝達されたＰＷＭ信号のデューティ比がソフトウェアによりあらかじめ設定されたデューティ比の範囲であるか否か監視する。 The isolated voltage transmission unit 90 electrically insulates the PWM signal based on the voltage input from the second voltage dividing circuit 40 and transmits it to the input terminal D of the voltage monitoring unit 10. The voltage monitoring unit 10 monitors whether or not the duty ratio of the transmitted PWM signal is within the duty ratio range preset by the software.

なお、実施の形態２では、絶縁電圧伝達部９０は、第二分圧回路４０から入力された電圧に基づきＰＷＭ信号を出力するように構成されている例を示したが、絶縁電圧伝達部９０に入力される電圧に基づき周波数が変化するパルス信号とし、このパルス信号があらかじめ設定された周波数範囲にあるか否かを電圧監視部１０により監視するように構成されていてもよい。 Although the second embodiment shows an example in which the isolated voltage transmission unit 90 is configured to output a PWM signal based on the voltage input from the second voltage dividing circuit 40, the isolated voltage transmission unit 90 is shown. A pulse signal whose frequency changes based on the voltage input to the voltage may be used, and the voltage monitoring unit 10 may monitor whether or not the pulse signal is in a preset frequency range.

また、電圧選択出力部２０から出力された電圧を第二分圧回路４０を介して絶縁電圧伝達部９０により絶縁し、パルス信号により電圧監視部１０へ伝達することにより、電圧選択出力部２０が電圧監視部１０に対して電気的に絶縁されている場合であっても、前述の電圧の監視を行なうことが可能となる。 Further, the voltage output from the voltage selection output unit 20 is insulated by the insulation voltage transmission unit 90 via the second voltage dividing circuit 40, and transmitted to the voltage monitoring unit 10 by a pulse signal, whereby the voltage selection output unit 20 Even when the voltage monitoring unit 10 is electrically isolated, the voltage monitoring described above can be performed.

以上述べた実施の形態２による電力変換装置のその他の構成及び動作は、前述の実施の形態１による電力変換装置と同様である。 Other configurations and operations of the power conversion device according to the second embodiment described above are the same as those of the power conversion device according to the first embodiment described above.

以上述べたように、実施の形態２による電力変換装置１００によれば、電圧監視部１０と、電圧選択出力部２０と第二分圧回路４０と、の間が電気的に絶縁されており、その絶縁境界部に、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０とを備えていることにより、電圧監視部１０から出力される指示信号を絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃを介して伝達することで、絶縁電圧伝達部９０を介して電圧監視部１０による前述の監視が可能になり、下アーム用スイッチング素子７０Ｌの低電位側に接続されるＧＮＤを基準電位とした電圧監視部１０により、上アーム電源電圧を監視することが可能になり、かつ、一つの電圧監視部１０で、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧監視を個別に行うことができ、異常がある電源を特定することができる。 As described above, according to the power conversion device 100 according to the second embodiment, the voltage monitoring unit 10, the voltage selection output unit 20, and the second voltage dividing circuit 40 are electrically insulated from each other. By providing the insulated communication units 80a, 80b, 80c and the insulated voltage transmission unit 90 at the insulating boundary portion, the instruction signal output from the voltage monitoring unit 10 is transmitted via the insulated communication units 80a, 80b, 80c. The voltage monitoring unit 10 enables the above-mentioned monitoring by the voltage monitoring unit 10 via the isolated voltage transmission unit 90, and the voltage monitoring unit using the GND connected to the low potential side of the lower arm switching element 70L as the reference potential is used as the reference potential. 10. The upper arm power supply voltage can be monitored, and one voltage monitoring unit 10 can individually monitor the voltage of the upper arm driving power supply 50H of the upper arm switching element 70H. It is possible to identify the power supply that has an abnormality.

本願は、例示的な実施の形態１及び実施の形態２が記載しているが、これらの実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は、特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes exemplary embodiments 1 and 2, the various features, embodiments, and functions described in these embodiments are limited to the application of a particular embodiment. Rather than being applied, it can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

１０電圧監視部、２０電圧選択出力部、２１ａ、２１ｂ、２１ｃＰＮＰ型トランジスタ、３０第一分圧回路、３１オペアンプ、３２、３３抵抗、４０第二分圧回路、５０Ｈ上アーム駆動用電源、５０Ｌ下アーム駆動用電源、６０Ｈ上アーム用駆動回路、６０Ｌ下アーム用駆動回路、７０Ｈ上アーム用スイッチング素子、７０Ｌ下アーム用スイッチング素子、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ絶縁通信部、９０絶縁電圧伝達部、１００電力変換装置、Ｖｃｃ電源電圧、ＶＨ１上アーム電源電圧、ＶＬ１下アーム電源電圧、Ａ、Ｂ、Ｃ出力端子、Ｄ入力端子 10 Voltage monitoring unit, 20 Voltage selective output unit, 21a, 21b, 21c PNP type transistor, 30 1st voltage dividing circuit, 31 optotype, 32, 33 resistance, 40 2nd voltage dividing circuit, 50H upper arm drive power supply, 50L Lower arm drive power supply, 60H upper arm drive circuit, 60L lower arm drive circuit, 70H upper arm switching element, 70L lower arm switching element, 80a, 80b, 80c insulated communication unit, 90 insulated voltage transmission unit, 100 Power converter, Vcc power supply voltage, VH1 upper arm power supply voltage, VL1 lower arm power supply voltage, A, B, C output terminal, D input terminal

Claims

It has a plurality of series of upper arm switching element and lower arm switching element, and converts the DC voltage supplied from the DC power supply into AC voltage by the switching operation of the upper arm switching element and the lower arm switching element. A power converter configured to
The upper arm driving power supply for driving the upper arm switching element and
A power supply for driving the lower arm that drives the switching element for the lower arm,
A voltage selection output unit that selects one of the voltage of the upper arm driving power supply and the voltage of the lower arm driving power supply and outputs an electric signal based on the selected voltage.
The voltage selection output unit selects any one of the voltages, monitors the electric signal output from the voltage selection output unit based on the specified and selected voltage, and monitors the monitored voltage. A voltage monitoring unit that determines that the selected voltage is abnormal when the value of the electrical signal deviates from the preset range.
With
The voltage monitoring unit
The voltage selection output unit is configured to sequentially select the voltage of the upper arm driving power supply and the voltage of the lower arm driving power supply, and the voltage selection output unit is configured by the designation. When the voltage of the upper arm driving power supply is selected, the upper arm switching element is turned off, and then the lower arm switching element connected in series with the upper arm switching element is turned on. It is configured to monitor,
A power conversion device characterized by the fact that.

The upper arm switching element and the lower arm switching element are composed of MOSFETs.
The power conversion device according to claim 1.

The voltage selection output unit is composed of a plurality of PNP type transistors.
The power conversion device according to claim 1 or 2.

The voltage selection output unit is
The electric signal is selected by selecting at least one of the upper arm driving power supply, the lower arm driving power supply, and a boosted voltage obtained by boosting the DC voltage of the DC power supply or the DC voltage supplied from the DC power supply. It is configured to output,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power conversion device is characterized by the above.

A voltage dividing circuit connected to at least one of an input unit of the voltage selection output unit and an output unit of the voltage selection output unit is provided.
The voltage divider circuit
The normal output range in which the voltage monitoring unit determines that the electric signal based on the voltage of the upper arm driving power supply or the voltage of the lower arm driving power supply is normal, and the DC voltage of the DC power supply or the boosted voltage. It is configured to output a voltage dividing voltage that does not overlap with the normal output range that determines that the electrical signal based on is normal.
The power conversion device according to claim 4, wherein the power conversion device is characterized by the above.

The voltage monitoring unit is configured to perform A / D conversion of the electrical signal output from the voltage selection output unit and perform the monitoring based on the A / D converted signal.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power conversion device is characterized by the above.

The voltage monitoring unit is configured to perform the monitoring based on a pulse signal corresponding to the electric signal output from the voltage selection output unit.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power conversion device is characterized by the above.