JPH01259714A

JPH01259714A - 電力変換装置の保護装置

Info

Publication number: JPH01259714A
Application number: JP63083144A
Authority: JP
Inventors: Tadao Moze; 茂瀬　忠男
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1988-04-06
Publication date: 1989-10-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体素子により主回路を構成した電力変換
装置に関する。

（従来の技術）半導体デバイスを使用した電力変換装置Ａでは、その保
護用として保護ヒユーズが用いられている。

これらの保護ヒユーズは、例えば第４図及び第５図に示
すように、それぞれ必要とする箇所に設けられている。

第４図は、半導体デバイス１〜６された３相ブリツジで
保護ヒユーズ７交流電源８側の３相に挿入されている。

仮に、半導体デバイス１〜６が破壊する事故があった場
合、交流電源８側のインピーダンスで決まる電流が流れ
、その電流が保護ヒユーズ７をしゃ断するエネルギーま
で流れ、最終的に保護ヒユーズ７はしゃ断して回路を切
り放す。このとき、保護ヒユーズ７に流れた電流を電流
二乗時間積（以下Ｉ２ｔと称す）で表わし、この値が半
導体デバイス１〜６の許容Ｉ”ｔ（半導体デバイスが破
損しない許容できる値）より小さくなるように保護ヒユ
ーズ７を選定している。

第５図も回路方式は異なるが、事故電流を保護ヒユーズ
７に流し、そのとき保護ヒユーズ７を通過した通過Ｉ”
ｔと半導体デバイス１〜６の許容Ｉ”ｔの関係を上記の
ように、通過Ｉ”ｔ≦許容Ｉ２ｔとして保護ヒユーズ７
を選定している。

（発明が解決しようとする課Ｍ）しかし、上記従来の電力変換装置の保護については、次
のような問題がある。

すなわち、保護ヒユーズに事故電流が流れることにより
、初めて保護動作として保護ヒユーズはしゃ断動作に入
る。これは結果的に事故電流が回路に流れてしまうこと
を意味している。

また、上記したように、保護するためには保護ヒユーズ
の通過Ｉ”ｔと半導体デバイスの許容Ｉ”ｔの間には、
通過Ｉ”ｔ≦許容Ｉ２ｔの関係が成り立っていなければ
ならない。しかし、許容Ｉ２ｔが非常に小さい半導体デ
バイスではこの関係を満足できない場合が生じる。この
ような場合、保護ヒユーズによって保護できない場合が
生じる。さらに、事故電流が流れない事故、例えば電圧
的な要素では保護ヒユーズは動作しないため保護できな
い。

したがって、本発明の目的は、上記問題点を鑑み、事故
電流を回路に流さず、小さな許容Ｉ”ｔを有する半導体
デバイスをも保護し、事故電流が流れないような事故が
発生した場合においても、電力変換装置を保護する電力
変換装置の保護装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）そこで、本発明においては、上記目的を達成するために
、半導体素子により主回路を構成された電力変換装置に
おいて、事故が発生した場合、少なくとも事故部分を含
んだ回路を他の回路から切放す保護手段と、この保護手
段に並列接続され、コンデンサと半導体スイッチを直列
接続して構成する放電手段と、事故が発生したことを検
出する事故検出手段とを備えた電力変換装置の保護装置
を提供する。

（作　用）このような構成したものにおいては、事故が発生し、事
故検出手段が動作し、サイリスタが点弧すると、コンデ
ンサが放電し、その電流は保護手段を通して流れる。よ
って、保護手段には事故電流とコンデンサからの放電電
流が加算され、結果的には通過Ｉ２ｔが大きくなり、切
放す。そして。

事故電流はその分だけ小さくなるので、保護対象である
半導体素子には小さい電流しか流れない。

よって、通過Ｉ２ｔ≦許容Ｉ”ｔの関係を満足でき、保
護可能となる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図に示すように、直流電源１０と負荷９の無効電力
処理用のコンデンサ１１によって電圧源が構成され、ト
ランジスタやＧＴＯなどの半導体デバイスで構成された
電力変換装置の主回路Ａによって、電圧形自励式インバ
ータが構成され、負荷９へ電力を供給している。主回路
Ａの保護のために保護ヒユーズ７が電圧源と主回路Ａの
間に挿入されている。保護ヒユーズ７に並列にコンデン
サ１２とサイリスタ１３の直列回路が接続され、コンデ
ンサ１２とサイリスタ１３の中間と直流電源の一方との
間にコンデンサ１２の充電用抵抗器１４が接続されてい
る。

サイリスタ１３の点弧用ゲートには事故検出器１５が接
続されている。事故検出器１５は電流検出器１６で検出
した電流が設定レベル以上に達したら事故と判断してサ
イリスタ１３のゲートを点弧してサイリスタ１３をオン
させる。

このように構成された本実施例では、主回路Ａで短絡な
どの事故が発生し、事故電流が流れると、電流検出器１
６で検出した電流によって事故検出器１５が動作しサイ
リスタ１３が点弧する。

コンデンサ１２は、予め充電用抵抗器１４を介して充電
させているため、サイリスタ１３が点弧すると第１図に
示すＩＣの如くコンデンサ１２の放電電流が流れる。こ
の放電電流■ｃは、保護ヒユーズ７に事故電流工ｓと加
算されて流れるので、事故電流工ｓが小さい値でも保護
ヒユーズ７は保護ヒユーズ７のもつ自己の通過Ｉ”ｔに
達するとしゃ断する。

以上述べたように、本実施例によれば、主回路Ａには保
護ヒユーズ７の通過Ｉ２ｔよりも小さなＩ”ｔしか流入
しないため、主回路Ａを構成する半導体デバイスを保護
でき、かつ事故電流を回路に流すことなく、比較的小さ
な事故電流のうちに回路をしゃ断できる。

次に、本発明の他の実施例を図面を用いて説明する。

第２図に示すように保護ヒューズ７並列にコンデンサ１
２とサイリスタ１３及びリアクトル１７を直列にして接
続したものである。本実施例は、サイリスタ１３が点弧
し、コンデンサ１２の放電電流をリアクトル１７で制限
する。

また、リアクトル１７の代わりに抵抗器などの他のイン
ピーダンスでも同様の効果が得られる。

さらに、コンデンサ１２の充電には、先の実施例では充
電用抵抗器１４を用いたが、第３図に示すように別に充
電用回路１８を設けても、同様の効果が得られる。また
、電流検出器１６の代わりに他の検出器を設けることに
より、例えば過電圧検出器などにより、電流要素以外の
事故でもヒユーズで回路を分離でき保護できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、事故電流を小さな
値のうちに、その事故電流をしゃ断できる。また、許容
Ｉ２ｔの小さな半導体デバイスも保護協調をとって保護
できる。

さらに、電流要素以外の他の事故に対してもヒユーズを
しゃ断できるので、信頼性の高い電力変換装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図
及び第３図は、本発明の他の実施例を示す部分構成図、
第４図及び第５図は、従来の電力変換装置の保護装置を
示す概要構成図である。１〜６・・・半導体デバイス　　　７・・・保護ヒユー
ズ１２・・・コンデンサ　　　　　　１３・・・サイリ
スタ１５・・・事故検出器　　　　　　１６・・・電流
検出器１７・・・リアクトル　　　　　　１８・・・充
電用回路Ａ・・・主回路（電力変換装置）代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　第子丸　　　健第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

半導体素子により主回路を構成された電力変換装置にお
いて、事故が発生した場合、少なくとも事故部分を含ん
だ回路を他の回路から切放す保護手段と、この保護手段
に並列接続され、コンデンサと半導体スイッチを直列接
続して構成する放電手段と、事故が発生したことを検出
する事故検出手段とを具備し、予め充電された前記コン
デンサが前記事故検出手段からの検出信号を基に、前記
半導体スイッチを導通させ、前記コンデンサの放電電流
を前記保護手段に流すことにより、前記保護手段の遮断
を実行させることを特徴とする電力変換装置の保護装置
。