JPH024009A - 切換トランジスタの保護用回路装置 - Google Patents

切換トランジスタの保護用回路装置

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JPH024009A
JPH024009A JP63323814A JP32381488A JPH024009A JP H024009 A JPH024009 A JP H024009A JP 63323814 A JP63323814 A JP 63323814A JP 32381488 A JP32381488 A JP 32381488A JP H024009 A JPH024009 A JP H024009A
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voltage
switching transistor
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width modulator
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JP63323814A
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Heinz-Dietmar Karl
ハインツ‐デイートマル・カール
Manfred Tinebor
マンフレート・テイネボール
Josef Lackhove
ヨーゼフ・ラツクホーフエ
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Lenze GmbH and Co Kg
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
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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】 産業上の利用分野 本発明は請求範囲１の上位概念に詳細に示す形式の切換
トランジスタの保護用回路装置に関する。
従来技術 切換トランジスタの場合、その降伏電圧は次のような大
きさ洗選定されている、即ち、通常時にて線路−及びも
れインダクタンスにより生じる切換電圧と印加給電電圧
とを加えたものが、上記降伏電圧を越えないような大き
さに選定されている。但し、そのつど生じる最高の過電
圧が、なお当該降伏電圧を下回るような大きさの値に、
切換トランジスタの降伏電圧を選定するのは経済性の点
で好ましくない。従って、次のような保護回路を設ける
必要性がある、即ちそれを介して、降伏電圧より犬の発
生過電圧を放出して、切換トランジスタを、そのような
時折発生する過電圧に対して保護し得る保護回路を設け
る必要性がある。
更に、切換トランジスタに並列に、バリスタとかツェナ
ーダイオードのような電圧制限素子を接続することも公
知である。そのような電圧制限素子はエネルギの大きな
過電圧パルスを受取り吸収し発生損失電力を放出し得る
ほど大に選定設計されねばならない。
保護回路の構成部分の設計選定の大きさに鑑みてトラン
ジスタを、過電圧発生の際ツェナーダイオード又はバリ
スタを用いてトランジスタを投入接続すると一層好適で
ある。それというのは、たんに小さな電圧制限素子が必
要なだけであるからである、すなわち過電圧パルスのエ
ネルギがトランジスタ自体により吸収されるからである
。切換トランジスタは概して、電圧制限素子により吸収
され得るよシも大きな損失電力を放出し得るのである。
更に、切換トランジスタも、過電圧の原生じる損失電力
を放出し得る能力は限られている。
而して、例えば給電電圧が直接的に電源電圧に依存する
場合比較的に長時間にわたり過電圧が生じると、切換ト
ランジスタの破壊を惹起するおそれがある。
過電圧によるそのような継続的負荷によるトランジスタ
の破壊を回避するため、過電圧を測定装置により検出す
ることが公知である。最大電圧レベルを越えるとパルス
幅変調器のパルスブロッキング（阻止作用）がトリガさ
れ、しかる後切換トランジスタはもはや制御されず、ト
ランジスタのあらたな投入接続が阻止される。
その結果切換トランジスタにおける電圧が、切換電圧だ
け低減される。成程、上記の付加手段により、比較的長
時間継続する過大の給電電圧の際の切換トランジスタの
過負荷（このことは切換電圧の常時の能動的制限によシ
発生するおそれがある）が確実に回避されるが、欠点と
なるのはそのような障害によって完全な遮断が惹起され
るからである。例えば切換トランジスタを介して直流モ
ータが給電される場合、上述の過電圧が起ると駆動装置
の停止が生せしめられることとなる。大抵の場合はこの
ことは受容、認容され得ないものである。
発明の目的 本発明の目的ないし課題とするところは一万では切換ト
ランジスタを能動的かつ確実に（高いは軸度で）過電圧
に対して切換トランジスタを保護しかつ他方では過電圧
発生の際に完全な遮断を回避する冒頭に述べた形式の回
路装置を提供することにある。
発明の構成 上記課題は請求範囲１の構成要件により解決される。
要するに、給電電圧の過電圧状態が継続したとき切換ト
ランジスタをひきつづいてスイッチング動作させ、しか
も、生じる切換電圧を低減するという着想に基〈。切換
電圧の高さは一定の切換時間のもとで、線路−ないしも
れインダクタンスを流れる電流に依存するので、切換電
圧は当該電流の低減により減少される。このことはパル
ス幅変調器への作用を及ぼすことにより行なわれ得、そ
の際そのパルス幅変調器は障害の場合付加的に得られる
制御信号により次のように制御される、即ち、切換トラ
ンジスタを制御するパルスのオン・オ・７比が低減され
るように制御される。
次に実施例を用いて本発明を説明する。
実施例 第１図はスイッチング電源部にて用いられ得るような切
換トランジスタの保護回路装置の実施例を示す。切換ト
ランジスタ２の入力分岐には電圧制限素子としてのツェ
ナーダイオード１のカソードが接続されており、それの
アノード側はダイオード４を介してコンデンサ７と接続
されている。コンデンサ７とダイオ−）”　４　トＯ間
には放電抵抗８を有する線路分岐が接続されており、こ
の放電抵抗は電流制御器１０の入力側における加算点に
接続されている。この加算点は抵抗９を介して設定値発
生器と接続されている。設定値信号と、放電抵抗８を介
して加算点に現われる電圧とから差電圧が形成されこの
差電圧は電流制御器に供給される。電流制御器１０は出
力側がパルス幅変調器１１の制御入力側と接続されてお
り、上記変調器１１は出力側が切換トランジスタ２の制
御入力側に接続されている。
更に、ツェナーダイオード１はそのアノードがダイオー
ド３と第２のツェナーダイオード６とを介して直接的に
切換トランジスタ２の制御入力側に接続されておりその
接続路のバイパスにはパルス幅変調器が設けられている
。切換トランジスタ２の制御入力側は別のツェナーダイ
オード５を介してアース電位と接続されている。
過電圧発生の際電圧制限ダイオードとしてのツェナーダ
イオード１は導通状態になる。電圧制限ダイオードを流
れる電流はダイオード４を介してコンデンサ７を充電す
る。放電抵抗８を介してコンデンサの放電電流によりパ
ルス幅変調器１１のパルスのオン・オフ比が低減される
。
これにより、後続のクロックサイクルにより、切換トラ
ンジスタ２を流れる切換電流、ひいては切換電圧が低減
される。コンデンサＴの放電時定数がクロック周期期間
に比して著しく大に選定される場合、スタチックな供給
過電圧の高さに相応して安定した動作点が調整される。
エネルギの豊かな短かい過電圧パルスの際、コンデンサ
７はパルスのオン・オフ比の変化により負荷における電
流を低減させ得るより迅速に充電される。この場合切換
トランジスタはダイオード３とツェナーダイオード６を
介して制御される。過電圧は被制御状態にて導通状態に
おかれる切換トランジスタ２自体により制限される。ツ
ェナーダイオード６は次のような値に選定されている、
すなわちダイナミックな過電圧制限のため切換トランジ
スタが投入接続される際コンデンサ７はパルス幅変調器
１１のパルスのオン・オフ比が零になるまで充電される
ような値に選定されている。コンデンサ７の長い放電時
定数により、過電圧制限の際起った損失電力を放出する
ための回復時間が切換トランジスタ２に与えられる。
第２図は２０　ＫＨ２−モータ電流制御器における類似
の回路装置を示す。この回路装置の基本構成及び作用（
機能）は第１図のそれと同じである。モータ１４は電源
か・ら整流器ブリッジ２０と切換トランジスタ２とを介
して給電される。電流測定抵抗１３を介して、モータ電
流が測定され、電流制御器１０により所定の設定値へ制
御される。電源電圧が過電圧の場合制限ダイオード１と
ダイオード４を介してコンデンサγを用いて制御信号が
形成されこの制御信号は放電抵抗８を介して電流制御器
の加算点に供給される。それにより電流制御器はモータ
電流を丁度次のような程度に低減する、即ち、切換トラ
ンジスタ２にて最大電圧を越えない程度に低減する。
第６図は第２図の回路装置にて生じるスタチックな電源
電圧とモータ電流との関係を示す。
制限ダイオードとしては４４０■の降伏電圧を有するダ
イオードが用いられている。従って、モータには２６０
ｖの電源電圧まで最大電流を給電できる。それ以上電源
電圧が上昇すると、モータ電流は前述の回路装置により
、低減される。第３図におけるそれぞれの動作点Ａ−Ｄ
Ｋて、それぞれの電源電圧の場合における切換トランジ
スタ２における電圧を第４図に示しである。これから明
かなように、２６０ｖを越える電源電圧の場合モータ電
流は丁度次の程度に低減制御される、すなわち切換トラ
ンジスタにおける電圧が、ツェナーダイオード１の降伏
電圧４４０ＶＫ相応する程度に低減制御される。
要するに、電源電圧が比較的に高くなるときモータ電流
の低減により切換電圧の成分が低減される。切換トラン
ジスタ２における最大電圧が一定値に保たれる。
上述の回路装置の適用の際の重要な利点はモータ電流制
御のとき電源電圧の過電圧の持続時間中たんにモータ電
流、ひいてはモータトルクが低減されることにある。−
万では切換トランジスタ２の過負荷、他方では駆動装置
の停止が本回路装置により回避される。
発明の効果 本発明により、切換トランジスタを能動的かつ高信頼度
で過電圧に対して切換トランジスタを保護しかつ他方で
は過電圧発生の際完全な遮断を回避する回路装置を実現
できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は切換トランジスタの保護用回路装置の第１の簡
単な実施例のブロック接続図、第２図はモータ電流制御
器における上述の形式の回路装置の回路構成図、第６図
は第２図の回路装置（Ｉζおけるスタチックな電源電圧
の高さとモータ電流との関係を示す特性図、第４図は第
５図における動作点Ａ〜Ｄに相応する様に異なる電源電
圧の場合における切換トランジスタの特性を示す波形図
である。 １・・・電圧制限素子としてのツェナーダイオード、２
・・・切換トランジスタ、８・・・放電抵抗、１０・・
・電流制御器、１１・・・パルス幅変調器、ＦＩＯ，１ ＦＩＧ、２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、直流電圧源と誘導負荷との間に設けられた切換トラ
    ンジスタの保護用回路装置であつて、上記切換トランジ
    スタを制御する可制御パルス幅変調器と、電圧制限構成
    素子とを有し該構成素子により過電圧発生の際上記トラ
    ンジスタの投入接続がなされるように構成されているも
    のにおいて、電圧制限構成素子（１）を用いて付加的に
    制御信号が取出され、該制御信号はパルス幅変調器（１
    １）の制御入力側に加えられ、その場合過電圧のとき上
    記パルス幅変調器（１１）のパルスのオン・オフ（メー
    ク−ポーズ）比が減少されるように当該制御信号印加構
    成がなされていることを特徴とする切換トランジスタの
    保護用回路装置。 ２、制御信号は電圧制限素子（１）の動作値を越える電
    圧のピーク値形成により生成される請求項１記載の回路
    装置。 ３、上記制御信号が所定の電圧値を越えるとはじめて上
    記切換トランジスタ（２）は投入接続される請求項１お
    よび２記載の回路装置。 ４、電圧制限素子（１）はツェナーダイオードとして構
    成されこのツェナーダイオードのカソードは切換トラン
    ジスタ（２）の入力分岐に接続され、アノードはコンデ
    ンサ（７）と接続されており、該コンデンサは放電抵抗 （８）を介してパルス幅変調器（１１）の制御入力側と
    接続されている請求項１から３までのいずれか１項記載
    の回路装置。 ５、パルス幅変調器（１１）には電流制御器（１０）が
    前置接続されており、該制御器の入力側には加算点が形
    成されており、この加算点にはコンデンサ（７）の放電
    分岐及び設定値信号発生器が接続されている請求項４記
    載の回路装置。 ６、電圧制限素子（１）のアノードは別のツェナーダイ
    オード（６）を介して切換トランジスタ（２）の制御入
    力側と直接的に接続されている請求項４又は５記載の回
    路装置。 ７、パルス幅変調器（１１）のパルスのオン・オフ比が
    ０の値に達するまでコンデンサ（７）が充電されるよう
    に、電圧制限素子（１）のアノード分岐における別のツ
    ェナーダイオード（６）の降伏電圧の大きさが選定され
    ている請求項６記載の回路装置。
JP63323814A 1987-12-23 1988-12-23 切換トランジスタの保護用回路装置 Pending JPH024009A (ja)

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