JPH04102477U - 過大電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電流経路に抵抗器を設け、この抵抗器に
発生する電圧から該直流電流経路の過大電流を検出する
場合、抵抗器の電力損失を軽減し、かつ、周囲温度に影
響を受け難い過大電流検出装置を得る。 【構成】 直流電流経路に設けられた抵抗器Ｒ₁ と、温
度特性が略同一の発光素子ＥＤを互いに逆極性で直列接
続してなる発光素子直列回路が、抵抗器Ｒ₁ に並列接続
された一対のホトカプラ８，９と、この一対のホトカプ
ラのうちいずれか一方のホトカプラ９の発光素子ＥＤに
順方向電流を流して略一定の直流電圧を発生させる直流
電源Ｖ_DDとを備え、一対のホトカプラのうちいずれか他
方のホトカプラ８の受光素子ＰＴの抵抗値の変化によっ
て直流電流経路の過大電流を検出するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、直流電流経路に抵抗器を設け、この抵抗器に発生する電圧をホト カプラの発光素子に印加し、このホトカプラの受光素子の抵抗値の変化によって 前記直流電流経路の過大電流を検出する過大電流検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２はこの種の過大電流検出装置を含んでなる空気調和装置の概略構成図であ る。同図において、交流電源１の交流は整流回路２で整流され、平滑コンデンサ ３で平滑された後、インバータ主回路４に加えられる。インバータ主回路４は大 電力トランジスタＧＴ₁ 〜ＧＴ₆ を三相ブリッジ接続したものでなり、このうち 、２個づつ直列接続した回路の両端に直流電圧が印加され、この回路の中間から 交流電圧が取出されて圧縮機モータ５に供給される。この場合、室温の検出値と 設定値との偏差に対応して決定された周波数指令が制御回路６に加えられ、この 周波数指令に応じて制御回路６がオン、オフ信号を生成する。また、このオン、 オフ信号に従ってドライブ回路７が大電力トランジスタタＧＴ₁ 〜ＧＴ₆ を制御 するようになっている。これによって、圧縮機が室温の検出値と設定値との偏差 に対応して能力制御運転される。

【０００３】 この場合、インバータ主回路４を構成する大電力トランジスタＧＴ₁ 〜ＧＴ₆ にはそれぞれ図３に示すように、還流用のダイオードＤ₁ 〜Ｄ₆ が逆並列接続さ れている。また、大電力トランジスタタＧＴ₁ 〜ＧＴ₆ を駆動するドライブ回路 ７のうち、例えば、大電力トランジスタタＧＴ₂ を駆動する部分は直列接続トラ ンジスタの相互接合点が大電力トランジスタタＧＴ₂ のベースに接続され、直列 接続トランジスタの負側と大電力トランジスタタＧＴ₂ のエミッタとの間に、コ ンデンサＣ₁₁とダイオード直列回路Ｄ₁₁とを並列接続してなる逆バイアス回路が 設けられている。

【０００４】 一方、インバータ主回路４に過大電流が流れることを検出するために、その負 側の直流電流経路に抵抗器Ｒ₁ が設けられると共に、ホトカプラ８を構成する発 光素子ＥＤがこの抵抗器Ｒ₁ に並列接続され、さらに、このホトカプラ８を構成 する受光素子ＰＴには、抵抗器Ｒ₂ を介して、直流電源電圧Ｖ_DDが印加されてい る。そして、これらが過大電圧検出装置を構成している。

【０００５】 ここで、インバータ主回路４に流れる電流が、過大であるか否かを判定するし きい値を超えると、ホトカプラ８の発光素子ＥＤが発光し、受光素子ＰＴの抵抗 値は格段に低くなる。これにより、受光素子ＰＴと抵抗器Ｒ₂ との相互接合点電 位が「Ｌ」レベルに降下し、インバータ主回路４を保護するための保護信号が制 御回路６に加えられる。制御回路６はこの保護信号が加えられる毎に、出力を低 下させたり、大電力トランジスタタＧＴ₁ 〜ＧＴ₆ を全しゃ断させたりする。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の過大電流検出装置において、ホトカプラ８の発光素子ＥＤの発 光限界電圧が1.0 ［Ｖ］で、過大電流か否かを判定するしきい値が14.5［Ａ］で あったとすれば、抵抗器Ｒ₁ として次式を満たす抵抗値のものを用いなければな らない。 1.0÷14.5＝0.069 ［Ω］ …(1) この時の電力損失は 14.5² ×0.069 ＝14.5［Ｗ］ …(2) となる。

【０００７】 この電力損失14.5［Ｗ］によってかなりの発熱を伴うことは明らかであり、通 常運転時にこのように過大な電流は流れていないけれども、これに近い電力損失 を生じると共に、その分だけ運転効率が低下し、さらに、発熱に対して特別の対 策を講じなければならなかった。

【０００８】 また、上述した従来の過大電流検出装置は、ホトカプラ８の発光素子ＥＤの順 方向電圧特性が、周囲温度によって比較的大きく変動するため、保護動作点も周 囲温度によって変動することがあった。 この考案は上記の問題点を解決するためになされたもので、直流電流経路に設 けられる抵抗器の電力損失を軽減し、かつ、周囲温度の影響を受け難い過大電流 検出装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、直流電流経路に設けられた抵抗器と、温度特性が略同一の発光素子 を互いに逆極性で直列接続してなる発光素子直列回路が、前記抵抗器に並列接続 された一対のホトカプラと、この一対のホトカプラのうちいずれか一方の発光素 子に順方向電流を流して略一定の直流電圧を発生させる直流電源とを備え、前記 一対のホトカプラのうちいずれか他方の受光素子の抵抗値の変化によって前記直 流電流経路の過大電流を検出することを特徴としている。

【００１０】

【作用】

この考案においては、一対のホトカプラのうちいずれか一方の発光素子に順方 向電流を流して略一定の直流電圧を発生させ、この直流電圧と直流電流経路の抵 抗器に発生する電圧との重畳電圧を一対のホトカプラのうちいずれか他方の発光 素子に印加するようにしたので、ホトカプラの発光素子を発光させるに必要とす る抵抗器自体の電圧を下げることができ、これによって、抵抗値の少ない抵抗器 の使用が可能になると共に、電力損失の軽減および発熱の抑制が可能となる。

【００１１】 また、発光素子の温度特性が略同一のホトカプラを用い、各発光素子の直列接 続回路が抵抗器に並列接続されているため、電圧検出用のホトカプラの発光限界 電圧が変動しても、略これに見合う値だけ重畳電圧発生用のホトカプラが電圧を 補償するので、周囲温度の影響を受け難い。

【００１２】

【実施例】

図１はこの考案の一実施例の構成を示す回路図であり、図中、図３と同一の符 号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。そして、ドライブ回路７中 の直流電源Ｖ_DDと、インバータ主回路４を構成する大電力トランジスタＧＴ₂ ， ＧＴ₄ ，ＧＴ₆ の各エミッタを共通接続する負電源線との間に、抵抗器Ｒ₁₁と、 温度特性がホトカプラ８と略同一のホトカプラ９の発光素子ＥＤとの直列接続回 路を付加した点、ホトカプラ８の発光素子ＥＤのアノードを抵抗器Ｒ₁₁およびホ トカプラ８の発光素子ＥＤのアノードの相互接合点に接続した点が図３と異なっ ている。

【００１３】 この場合、直流電源Ｖ_DDに対して、抵抗器Ｒ₁₁、ホトカプラ９の発光素子ＥＤ ，ダイオード直列回路Ｄ₁₁が直列接続された形となっている。また抵抗器Ｒ₁ か ら見れば、ホトカプラ８の発光素子ＥＤとホトカプラ９の発光素子ＥＤとが逆極 性で直列接続された回路が並列接続された形となっている。しかし、抵抗器Ｒ₁₁ および発光素子ＥＤを付加したとしても、ダイオード直列回路Ｄ₁₁の両端電圧は 変わらないように、抵抗器Ｒ₁₁の値が選定されている。これにより、発光素子Ｅ Ｄには一定の電圧、例えば、0.6 ［Ｖ］の電圧を常時発生させることができる。

【００１４】 今、ホトカプラ８を構成する発光素子ＥＤのカソードが接続されたＡ点の電位 、すなわち、抵抗器Ｒ₁ から見てその電源側の電位をＶ_A とし、ホトカプラ８を 構成する発光素子ＥＤのアノードが接続されるＢ点の電位、すなわち、抵抗器Ｒ₁₁ とホトカプラ９を構成する発光素子ＥＤの相互接合点電位をＶ_B とし、さらに 、抵抗器Ｒ₁ から見てそのインバータ主回路４側のＣ点の電位をＶ_C とする。こ こで、Ｂ点の電位Ｖ_B はＣ点の電位Ｖ_C に比べて、ホトカプラ９の発光素子ＥＤ の順方向電圧0.6 ［Ｖ］だけ高くなっている。また、ホトカプラ８の発光素子Ｅ Ｄの発光限界電圧が前述したように1.0 ［Ｖ］とすれば、主回路上の過電流14.5 ［Ａ］を検出するに必要な抵抗値は、 (1.0-0.6)÷14.5＝0.028 ［Ω］ …(3) となる。 また、この時の電力損失は 14.5² ×0.028 ＝5.8 ［Ｗ］ …(4) となる。 しかして、従来の過電流検出装置の電力損失、すなわち、(2) 式に示した15.8 ［Ｗ］に比べて電力損失を約1/3 に抑えることができる。

【００１５】 一方、ホトカプラ８とホトカプラ９とは、発光素子の温度特性が略同一のもの を用いているため、例えば、周囲温度が下がりホトカプラ８を構成する発光素子 の順方向電圧が高くなったとしても、ホトカプラ９を構成する発光素子の順方向 電圧も高くなる。従って、周囲温度が変化してホトカプラ８の発光素子ＥＤの発 光限界電圧が増大してもそれに見合う分だけホトカプラ９の電圧も増大するので 、主回路の抵抗器に発生する電圧に対応させてホトカプラ８が点灯し、これによ り周囲温度の変化に対して温度補償がなされる。 この結果、空気調和装置の運転効率を高めることができると共に、発熱量を低 く抑えることができる。また、周囲温度の影響を受け難くなる。

【００１６】 一方、発熱量が低くなれば、15［Ａ］用の大電力トランジスタと、20［Ａ］用 の大電力トランジスタとでそれぞれ別に設定していた過電流検出のしきい値を、 どちらも14.5［Ａ］に設定でき、サービス用基板を共通にできるという効果もあ る。 なお、上記実施例においては、空気調和装置のインバータ主回路の過電流検出 について説明したが、本考案はこれに用途を限定されるものではなく、直流電流 経路に抵抗器を設け、この抵抗器に発生する電圧をホトカプラの発光素子に印加 し、このホトカプラの受光素子の抵抗値の変化によって前記直流電流経路の過大 電流を検出する構成の殆どの過大電流検出装置に適用できる。

【００１７】

【考案の効果】

以上の説明によって明らかなように、この考案によれば、一対のホトカプラの うちいずれか一方の発光素子に順方向電流を流して略一定の直流電圧を発生させ 、この直流電圧と直流電流経路の抵抗器に発生する電圧との重畳電圧を一対のホ トカプラのうちいずれか他方の発光素子に印加するようにしたので、抵抗値の少 ない抵抗器の使用が可能になると共に、電力損失の軽減および発熱の抑制が可能 となる。

【００１８】 また、一対のホトカプラとして発光素子の温度特性が同一ものを用いたことに より、一方のホトカプラが温度補償作用をするため、周囲温度の影響を受け難い ものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の構成を示す回路図。

【図２】従来の過大電流検出装置を用いた空気調和装置
の概略構成図。

【図３】従来の過大電流検出装置の主要部の構成を示す
回路図。

【符号の説明】

２ 整流回路 ３ 平滑コンデンサ ４ インバータ主回路 ７ ドライブ回路 ８ ホトカプラ ９ ホトカプラ Ｒ₁ 抵抗器 ＥＤ 発光素子 ＰＴ 受光素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電流経路に設けられた抵抗器と、温度
   特性が略同一の発光素子を互いに逆極性で直列接続して
   なる発光素子直列回路が、前記抵抗器に並列接続された
   一対のホトカプラと、この一対のホトカプラのうちいず
   れか一方の発光素子に順方向電流を流して略一定の直流
   電圧を発生させる直流電源とを備え、前記一対のホトカ
   プラのうちいずれか他方の受光素子の抵抗値の変化によ
   って前記直流電流経路の過大電流を検出することを特徴
   とする過大電流検出装置。