JPH02106158A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH02106158A JPH02106158A JP25974188A JP25974188A JPH02106158A JP H02106158 A JPH02106158 A JP H02106158A JP 25974188 A JP25974188 A JP 25974188A JP 25974188 A JP25974188 A JP 25974188A JP H02106158 A JPH02106158 A JP H02106158A
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 101100449816 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GTO1 gene Proteins 0.000 description 3
- 240000007182 Ochroma pyramidale Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は複数の自己消孤形半導体素子を直列接続して
なる回路を用いて構成され、故障素子数が所定範囲内で
あれば、運転を継続する電力変換装置に関する。
なる回路を用いて構成され、故障素子数が所定範囲内で
あれば、運転を継続する電力変換装置に関する。
［従来の技術〕
例えば、インバータ装置の主回路の各アームを複数の自
己消孤形半導体素子を直列接続して構成する場合、１も
しくは複数の素子を冗長性を持たせて使用する場合があ
る。このような場合、故障した素子にゲート電流を供給
し続けるのは不経済であるので、例えば、特公昭６３−
３７５７５号公報に開示されているように、故障した素
子へのオフゲート信号を停止する手段を設けるようにす
る。
己消孤形半導体素子を直列接続して構成する場合、１も
しくは複数の素子を冗長性を持たせて使用する場合があ
る。このような場合、故障した素子にゲート電流を供給
し続けるのは不経済であるので、例えば、特公昭６３−
３７５７５号公報に開示されているように、故障した素
子へのオフゲート信号を停止する手段を設けるようにす
る。
第３図は従来のこの種の手段を示したもので、直列接続
される自己消孤形半導体素子（以下、ＧＴＯという）の
各々に対して設けられる。２０は故障検出回路であって
、光結合素子Ｔｒ、抵抗Ｒ１、プルアップ抵抗Ｒ２とダ
イオードＤを備え、ＧＴＯのアノードＡ−カソードに間
の電圧ＶＡＫを監視する。３０はゲート駆動回路であっ
て、符号反転器３１、フリップフロップ３２、アンド素
子３３、遅延回路３４及び増幅回路３５を備えている。
される自己消孤形半導体素子（以下、ＧＴＯという）の
各々に対して設けられる。２０は故障検出回路であって
、光結合素子Ｔｒ、抵抗Ｒ１、プルアップ抵抗Ｒ２とダ
イオードＤを備え、ＧＴＯのアノードＡ−カソードに間
の電圧ＶＡＫを監視する。３０はゲート駆動回路であっ
て、符号反転器３１、フリップフロップ３２、アンド素
子３３、遅延回路３４及び増幅回路３５を備えている。
次に、この装置の動作を第４図を参照して説明する。
ＧＴＯが正常である時に、ＧＴＯに順方向電圧が印加さ
れると、ＧＴＯのアノード・カソード間に高−レヘルの
電圧ＶＡＫが現れ、光結合素子Ｔｒのフォトトランジス
タのコレクタ電位がＬレベルとなる。ＧＴＯがオンゲー
ト信号を受けて導通し、或いは、短絡故障状態にあると
、上記フォトトランジスタのコレクタ電位はＨレベルと
なる。この故障検出回路２０の検出信号はゲート駆動回
路３０に供給され、符号反転器３１で反転され信号ａと
なる。従って、ＶＡＫの論理値と信号ａの論理値とは、
第４図に示すように一致する。信号ａはフリップフロッ
プ３２のセット端子Ｓに入力される。この出力ｑは外部
制御装置（図示しない）からの制御信号Ａとともにアン
ド素子３３に入力される。この制御信号ＡはＨレベルで
あるとき、オフ指令信号となる。アンド素子３３の出力
Ｃは増幅回路１５を通してＧＴＯのゲートにオフゲート
信号として与えられる。オフ指令信号Ａは、また、遅延
回路（ＧＴ○ターンオフ時間程度の設定時間Ｔを持つ）
３４に与えられ、この遅延回路３４の出力すはフリップ
フロップ３２のリセット端子Ｒに入力される。
れると、ＧＴＯのアノード・カソード間に高−レヘルの
電圧ＶＡＫが現れ、光結合素子Ｔｒのフォトトランジス
タのコレクタ電位がＬレベルとなる。ＧＴＯがオンゲー
ト信号を受けて導通し、或いは、短絡故障状態にあると
、上記フォトトランジスタのコレクタ電位はＨレベルと
なる。この故障検出回路２０の検出信号はゲート駆動回
路３０に供給され、符号反転器３１で反転され信号ａと
なる。従って、ＶＡＫの論理値と信号ａの論理値とは、
第４図に示すように一致する。信号ａはフリップフロッ
プ３２のセット端子Ｓに入力される。この出力ｑは外部
制御装置（図示しない）からの制御信号Ａとともにアン
ド素子３３に入力される。この制御信号ＡはＨレベルで
あるとき、オフ指令信号となる。アンド素子３３の出力
Ｃは増幅回路１５を通してＧＴＯのゲートにオフゲート
信号として与えられる。オフ指令信号Ａは、また、遅延
回路（ＧＴ○ターンオフ時間程度の設定時間Ｔを持つ）
３４に与えられ、この遅延回路３４の出力すはフリップ
フロップ３２のリセット端子Ｒに入力される。
従って、ＧＴＯが正常である場合には、オフ指令信号Ａ
がゲート駆動回路３０に供給されると、ＧＹＯ自体が持
つある時間遅れΔＴａで、かつ、信号すが発生する前に
電圧ＶＡＫが高レベルとなるので、フリップフロップ３
２はリセットされないが、ＧＴＯが故障した場合には、
オフ指令信号Ａが発生したのちΔＴ経過後の時刻む、に
なっても電圧ＶＡＫが低レベルであり、信号すが発生し
た時点で、フリップフロップ３２がリセットされて出力
ｑが低レベルに変化する。従って、以後は、オフ指令信
号Ａが入力されても、アンド素子３３で阻止され、以後
は、オフゲート信号Ｃは送出されない。
がゲート駆動回路３０に供給されると、ＧＹＯ自体が持
つある時間遅れΔＴａで、かつ、信号すが発生する前に
電圧ＶＡＫが高レベルとなるので、フリップフロップ３
２はリセットされないが、ＧＴＯが故障した場合には、
オフ指令信号Ａが発生したのちΔＴ経過後の時刻む、に
なっても電圧ＶＡＫが低レベルであり、信号すが発生し
た時点で、フリップフロップ３２がリセットされて出力
ｑが低レベルに変化する。従って、以後は、オフ指令信
号Ａが入力されても、アンド素子３３で阻止され、以後
は、オフゲート信号Ｃは送出されない。
この従来のものは、ＧＴＯが故障したのち入力される第
１番目のオフ指令信号ＡでＧＴＯの故障を検出し、第２
番目以後のオフ指令信号Ａを永久に阻止するので、この
故障の検出が誤検出であっても、直列接続されたＧＴＯ
の冗長数を確実に減らすことになるため、電力変換装置
の寿命を、いたずらに１宿める恐れがある。
１番目のオフ指令信号ＡでＧＴＯの故障を検出し、第２
番目以後のオフ指令信号Ａを永久に阻止するので、この
故障の検出が誤検出であっても、直列接続されたＧＴＯ
の冗長数を確実に減らすことになるため、電力変換装置
の寿命を、いたずらに１宿める恐れがある。
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
誤ってしゃ断失敗しても、ＧＴＯの以後の不動作を防止
し、故障によるしゃ断不能時にはオフゲート電流が過大
になるのを防止することができる電力変換装置を提供す
ることを目的とする。
誤ってしゃ断失敗しても、ＧＴＯの以後の不動作を防止
し、故障によるしゃ断不能時にはオフゲート電流が過大
になるのを防止することができる電力変換装置を提供す
ることを目的とする。
この発明は上記目的を達成するため、各自己消孤形半導
体素子に対し、しゃ断失敗もしくはしゃ断不能を検出す
る手段と、この手段に応動してオフゲート電流を絞り込
む手段とを設けたものである。
体素子に対し、しゃ断失敗もしくはしゃ断不能を検出す
る手段と、この手段に応動してオフゲート電流を絞り込
む手段とを設けたものである。
この発明では、ＧＴＯがしゃ断失敗した場合、オフゲー
ト電流を絞り込み、オフゲート信号の送出を以後停止し
てしまうのではないから、しゃ断失敗が一時的なもので
あった場合は、以後も、ＧＴＯのゲート駆動が可能とな
る。
ト電流を絞り込み、オフゲート信号の送出を以後停止し
てしまうのではないから、しゃ断失敗が一時的なもので
あった場合は、以後も、ＧＴＯのゲート駆動が可能とな
る。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図において、■は直列接続されたＧＴＯの１つを示
している。２はコンデンサであって、直流型＃３により
所定電圧まで充電される。４は補助ＧＴＯ１５は補助Ｇ
ＴＯ４のゲートパルスユニットＧＰＵ、６はＧＴＯ１の
ゲートＧ−カソードに開電流を取り出す変流器であって
、その検出電流は抵抗７により、対応する大きさの電圧
信号ｄに変換される。８は基準信号源であって、基準信
号ｅはレベルトリガーバルサ９で電圧信号ｄと比較され
る。レベルトリガーバルサ９は、ｄ＞ｅである場合に、
一定時間幅τ２のパルス（Ｈレベルオフ指令信号へのパ
ルス幅τ１より長い）ｆを送出する。この信号ｒはオア
素子１２を通してＧＰＵ５のオフ入力端子に供給される
とともに、反転器１１で反転されて信号ｇとなり、オフ
指令信号へを供給されるアンド素子１３に人力される。
している。２はコンデンサであって、直流型＃３により
所定電圧まで充電される。４は補助ＧＴＯ１５は補助Ｇ
ＴＯ４のゲートパルスユニットＧＰＵ、６はＧＴＯ１の
ゲートＧ−カソードに開電流を取り出す変流器であって
、その検出電流は抵抗７により、対応する大きさの電圧
信号ｄに変換される。８は基準信号源であって、基準信
号ｅはレベルトリガーバルサ９で電圧信号ｄと比較され
る。レベルトリガーバルサ９は、ｄ＞ｅである場合に、
一定時間幅τ２のパルス（Ｈレベルオフ指令信号へのパ
ルス幅τ１より長い）ｆを送出する。この信号ｒはオア
素子１２を通してＧＰＵ５のオフ入力端子に供給される
とともに、反転器１１で反転されて信号ｇとなり、オフ
指令信号へを供給されるアンド素子１３に人力される。
このアンド素子１３の出力はＧＰＵ５のオン入力端子に
供給される。Ｂは前記図示しない外部制御装置から与え
られるオン指令信号である。なお、基準信号ｆは、ＧＴ
Ｏｌが正常である場合の電圧信号ｄのピーク値より若干
大きいレベルに設定される。
供給される。Ｂは前記図示しない外部制御装置から与え
られるオン指令信号である。なお、基準信号ｆは、ＧＴ
Ｏｌが正常である場合の電圧信号ｄのピーク値より若干
大きいレベルに設定される。
以下、この実施例の動作を第２図を参照して説明する。
ＧＴＯ１が正常に動作している時は、Ｇ−に開電流に対
応する電圧信号ｄは基準信号ｅを超えることはないので
、レベルトリガパルサー９の出力信号ｆはＬレベルにあ
る。従って、信号ｇはＨレベルに変化し、オフ指令信号
Ａが与えられると、アンド素子１３の出力信号りはＨレ
ベルとなり、ＧＰＵ５が補助ＧＴＯ４を点弧させる。こ
れにより、コンデンサ２が放電し、蓄積されていた電荷
がＧＴＯＩのＧ−に間を通して流れ、ＧＴＯＩの消弧が
終了する。オン指令信号Ｂとオフ指令信号Ａは重なって
発生しないから、補助ＧＴＯ４の点弧期間は所定の期間
τＩ （〈τ２）を確保することができる。
応する電圧信号ｄは基準信号ｅを超えることはないので
、レベルトリガパルサー９の出力信号ｆはＬレベルにあ
る。従って、信号ｇはＨレベルに変化し、オフ指令信号
Ａが与えられると、アンド素子１３の出力信号りはＨレ
ベルとなり、ＧＰＵ５が補助ＧＴＯ４を点弧させる。こ
れにより、コンデンサ２が放電し、蓄積されていた電荷
がＧＴＯＩのＧ−に間を通して流れ、ＧＴＯＩの消弧が
終了する。オン指令信号Ｂとオフ指令信号Ａは重なって
発生しないから、補助ＧＴＯ４の点弧期間は所定の期間
τＩ （〈τ２）を確保することができる。
ＧＴＯは一般的に導通時のＧ−に間の電圧は、その絶対
値は１ボルト以下であり、しゃ断動作により、Ａ−に間
電圧ＶＡＫが上昇し始めると同時に、Ｇ−に間には、は
ぼ階段状にツェナ特性電圧（２０〜−３０ボルト）が現
れ、この電圧によりＧ−に間電圧が絞り込まれる。とこ
ろが、ＧＴＯがしゃ断失敗した時は、ゲート電流の絞り
込みが行われないので、ゲート電流のピーク値が大きく
なり、電圧信号ｄ＞基準信号ｅとなる。オフ指令信号Ａ
が与えられて、時刻ｔ２で、上記しゃ断失敗が起こり、
ｄ＞ｅとなると、レベルトリガパルサー９の出力信号ｆ
がＨレヘルに変化する。これにより、オア素子１２の出
力ｉがＨレベル、アンド素子１３の出力りがＬレベルに
変化するので、補助ＧＴＯ４は時刻ｔ２でしゃ断動作を
行う。
値は１ボルト以下であり、しゃ断動作により、Ａ−に間
電圧ＶＡＫが上昇し始めると同時に、Ｇ−に間には、は
ぼ階段状にツェナ特性電圧（２０〜−３０ボルト）が現
れ、この電圧によりＧ−に間電圧が絞り込まれる。とこ
ろが、ＧＴＯがしゃ断失敗した時は、ゲート電流の絞り
込みが行われないので、ゲート電流のピーク値が大きく
なり、電圧信号ｄ＞基準信号ｅとなる。オフ指令信号Ａ
が与えられて、時刻ｔ２で、上記しゃ断失敗が起こり、
ｄ＞ｅとなると、レベルトリガパルサー９の出力信号ｆ
がＨレヘルに変化する。これにより、オア素子１２の出
力ｉがＨレベル、アンド素子１３の出力りがＬレベルに
変化するので、補助ＧＴＯ４は時刻ｔ２でしゃ断動作を
行う。
従って、本実施例では、このしゃ断失敗がＧＴｏｌの故
障に原因せず、−時的なものであった時は、次のオン指
令信号Ａが与えられた時に、しゃ断失敗することなくオ
フとなり、ＧＴＯ１は正常に動作する。また、このしゃ
断失敗がＧＴＯＩの故障に原因する時は、オン指令信号
へが与えられる毎に上記動作を行うが、ゲート電流は補
助ＧＴＯ１のオフによりしゃ断される。
障に原因せず、−時的なものであった時は、次のオン指
令信号Ａが与えられた時に、しゃ断失敗することなくオ
フとなり、ＧＴＯ１は正常に動作する。また、このしゃ
断失敗がＧＴＯＩの故障に原因する時は、オン指令信号
へが与えられる毎に上記動作を行うが、ゲート電流は補
助ＧＴＯ１のオフによりしゃ断される。
なお、上記実施例では、しゃ断失敗をＧ−に開電流のピ
ーク値が大きくなることを利用して検出するようにして
いるが、しゃ断動作時、Ｇ−に間に、階段状のツェナ特
性電圧が現れたか否かにより検出するようにしてもよい
。
ーク値が大きくなることを利用して検出するようにして
いるが、しゃ断動作時、Ｇ−に間に、階段状のツェナ特
性電圧が現れたか否かにより検出するようにしてもよい
。
また、ＧＴＯには、一般に、しゃ断時のＡ−に電圧上昇
の立上り峻度を抑制するために、コンデンサと抵抗およ
びダイオードからなるスナバ回路を設けるが、このコン
デンサの電圧や抵抗を流れる電流の大きさからしゃ断失
敗を検出することもできる。
の立上り峻度を抑制するために、コンデンサと抵抗およ
びダイオードからなるスナバ回路を設けるが、このコン
デンサの電圧や抵抗を流れる電流の大きさからしゃ断失
敗を検出することもできる。
また、直列接続したＧＴＯには、電圧分担を均一にする
ため、並列に分圧抵抗等の分圧回路を設けるが、この分
圧回路の電圧からしゃ断失敗を検出してもよい。
ため、並列に分圧抵抗等の分圧回路を設けるが、この分
圧回路の電圧からしゃ断失敗を検出してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、ＧＴＯがしゃ断失敗した
場合、以後、オフゲート信号を阻止するのではなく、そ
の都度、Ｇ−に開電流を絞り込むようにしたことにより
、しゃ断失敗が一時的であった場合は、以後も、そのＧ
ＴＯをゲート駆動することができるので、ＧＴＯの冗長
数がいたずらに減ることを防止することができ、従来に
比し、装置寿命を長くすることができ、また信頼性を高
めることができる。
場合、以後、オフゲート信号を阻止するのではなく、そ
の都度、Ｇ−に開電流を絞り込むようにしたことにより
、しゃ断失敗が一時的であった場合は、以後も、そのＧ
ＴＯをゲート駆動することができるので、ＧＴＯの冗長
数がいたずらに減ることを防止することができ、従来に
比し、装置寿命を長くすることができ、また信頼性を高
めることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の動作を説明するための波形タイムチャート、第
３図は従来の故障検出手段とこれに応動するゲー信号停
止手段を示す図、第４図はこの従来例の動作を示す図で
ある。 図において、１−Ｇ Ｔ ０１３−直流電源、４補助Ｇ
ＴＯ１８−基準電源、９−レベルトリガパルサー、Ａ−
・オフ指令信号、Ｂ−オン指令信号。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
実施例の動作を説明するための波形タイムチャート、第
３図は従来の故障検出手段とこれに応動するゲー信号停
止手段を示す図、第４図はこの従来例の動作を示す図で
ある。 図において、１−Ｇ Ｔ ０１３−直流電源、４補助Ｇ
ＴＯ１８−基準電源、９−レベルトリガパルサー、Ａ−
・オフ指令信号、Ｂ−オン指令信号。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 複数の自己消孤形半導体素子を直列接続してなる回路を
用いて構成される電力変換装置において、各自己消孤形
半導体素子に対し、しゃ断失敗もしくはしゃ断不能を検
出する手段と、この手段に応動してオフゲート電流を絞
り込む手段とを設けたことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25974188A JPH02106158A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25974188A JPH02106158A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106158A true JPH02106158A (ja) | 1990-04-18 |
Family
ID=17338304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25974188A Pending JPH02106158A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106158A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200106205A (ko) | 2018-11-21 | 2020-09-11 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 전원 장치 |
| KR20230042109A (ko) | 2021-06-02 | 2023-03-27 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 전원 장치 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP25974188A patent/JPH02106158A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200106205A (ko) | 2018-11-21 | 2020-09-11 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 전원 장치 |
| US11245337B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-02-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power supply device |
| KR20230042109A (ko) | 2021-06-02 | 2023-03-27 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 전원 장치 |
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