JPH0479760A - 転流失敗検出装置 - Google Patents

転流失敗検出装置

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JPH0479760A
JPH0479760A JP2193122A JP19312290A JPH0479760A JP H0479760 A JPH0479760 A JP H0479760A JP 2193122 A JP2193122 A JP 2193122A JP 19312290 A JP19312290 A JP 19312290A JP H0479760 A JPH0479760 A JP H0479760A
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commutation failure
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gto
circuit
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赤尾 佳三
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は主スイッチング素子としてゲートタンオフサイ
リスタ(以下単にGTOと記す)を使用した電圧型イン
バータの転流失敗検出装置に関する。
(従来の技術) 電圧型インバータでは、一般に上下アームのスイッチン
グ素子か所定時間以上同時オンする現象は転流失敗と呼
ばれている。転流失敗が発生するとインバータの入力側
のコンデンサ及び直流電源から過大な故障電流が上下ア
ーム同時オンしたスイッチング素子に流れこむので、保
護動作がなければスイッチング素子は破壊してしまう。
そこで従来より電圧型インバータでは転流失敗検出回路
を設け、転流失敗が発生した場合、故障電流かスイッチ
ング素子の最大しゃ断電流を越える前に、転流失敗検出
回路の出力信号により所定の保護シーケンスを動作させ
、スイッチング素子のGTOを自己しゃ断し保護するよ
うにしている。
第5図は従来の転流失敗検出回路の一例を示すブロック
図である。第5図において、1は直流電源、2はコンデ
ンサ、5U〜5YはGTo、80〜6Yはフィードバッ
クダイオード、7はG T O50と5Xのベアまたは
GTO5Vと5Yのベアで転流失敗が発生した場合にG
TOに流れる故障電流を限流するためのりアクドル、8
はダイオード、9はリアクトル7に蓄えられたエネルギ
ーを消費するための抵抗、10は負荷、15X 、 1
5Yは電流検出器、18A 。
IBBはそれぞれ電流検出器15X 、 15Yの出力
が所定の転流失敗検出レベルより高いか低いかを判定す
る比較器、17A〜17Bは所定の時限tdlで動作す
るオンディレィ回路であり、電流検出器15X〜15Y
と、比較器16A〜16B及びオンディレィ回路17A
〜17Bとて転流失敗検出回路を構成する。
第6図は従来の転流失敗検出回路の動作を説明するため
の図である。第6図に示したtdlはオンディレィ回路
17Aまたは17Bの時限であり、次記の理由により時
限tdlを設けている。すなわち、一般に電圧型GTO
インバータでは、通常の動作モードにおいて抵抗負荷で
なく、リアクトル又は容量性負荷の場合上アームと下ア
ームか数10μsee程度の期間(主回路定数等による
決まる期間)同時にオンとなる期間(以下単に微小同時
オン期間と記す)が存在し、この期間コンデンサ2から
転流失敗検出レベルを越える電流か流れることかあり、
該電流で転流失敗検出回路が誤動作しないために時限t
dlを設けるものである。
次に第5図と第6図を用いて従来の転流失敗検出回路の
動作を説明する。第S図において、電圧型GTOインバ
ータの動作は公知であるのでその説明は省略する。今、
何らかの原因でG T O51jと5xか所定時間以上
同時オンしたと仮定すると、コンデンサ2及び直流電源
1はリアクトル7を介してGTO5Llと5Xの短絡パ
スか形成され、故障電流が短絡パスを流れる。直流電源
1の電圧をEd、リアクトル7のインダクタンスをLd
とすると、故障電流はおおむねEd/Ldの傾きて増加
していく。故障電流は電流検出器15Xにより検出され
、第6図に示すように電流検出器15Xの出力か転流失
敗検出レベルを越えると比較器16Aが動作(本説明で
は論理1で動作とする)し、続いて所定の時限tdlO
後オンディレィ回路17Aが動作(本説明では論理1で
動作とする)t、転流失敗が検出されたことになる。
(発明が解決しようとする課題) 従来の転流失敗検出回路では、転流失敗を検出するため
に電流検出器を必要とするが電流検出器は直流電源電圧
Edが高くなればなる程高絶縁にする必要があり、また
インバータブリッジ数が増加すればインバータブリッジ
数に比例して電流検出器の数を増加する必要がある。従
って、電流検出器を使用した転流失敗検出装置は高価で
外形も大きくなるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、安価で小形化をはかった転流失敗検出装置を提供
することを目的とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明は、電圧型GTOイ
ンバータにおいて、GTOのGK間に負バイアス電圧が
所定値より高いか低いかを検出する負バイアス電圧検出
器及び該負バイアス電圧検出器の出力側に所定の時限で
動作するオンディレィ回路を設け、上下アームのGTO
に対応した複数の前記オンディレィ回路出力間で、論理
積をとるAND回路を具備したことを特徴とするもので
ある。
(作 用) 転流失敗が発生した場合、転流失敗した上下アームの全
てのGTOはGK間雷電圧数ボルト以下となるので、前
記手段を具備することにより容易に転流失敗を検出する
ことができる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を第1図、第2図及び第3図を参
照して説明する。第1図において、第4図と同一符号を
付した部分の名称とその動作機能は同一であり、説明を
省略する。
第1図において、20U〜20YはそれぞれGTO5U
〜5YのGK間負負バイアス電圧所定値より高いか低い
かを検出する負バイアス電圧検出器、21U〜21Yは
所定の時限tdl  (従来例で説明したtdlと同じ
意味を持つ)で動作するオンディレィ回路、22A 、
 22Bはそれぞれオンディレィ回路21Uと21Xの
ベア及びオンディレィロ路21Vと21Yのべアの出力
で論理積をとるAND回路である。
第2図は負バイアス電圧検出器20U〜20Yの一実施
例の構成を示す図である。第2図において31、A 、
 31Bは電流制限用の抵抗、32はフォトカプラ、3
3はダイオード、34はツェナダイオード、35はフォ
トカプラ32のフォトトランジスタに電流を供給するだ
めの直流電源であり、@ ■はそれぞれGTOのケート
、カソードに接続されるものとする。
第3図は、本発明の転流失敗検出装置の動作を説明する
ためのタイムチャートである。
第3図において(イ)〜(ト)は第1図中(イ)〜(ト
)で表した点での波形を示している。
第2図において、GTOのGK間電圧の絶対値がツェナ
ダイオード34のツェナ電圧相当で決まるしきい値レベ
ルより大きい場合はフォトカプラ32がオンし、小さい
場合はフォトカプラ32はオフするので、負バイアス電
圧検出器20Uの出力(第2図における0点)は、第3
図(ロ)に示す波形となる。同様に負バイアス電圧検出
器20Xの出力は、第3図(ホ)に示す波形となる。
第3図において、モーF’ Iは転流失敗か発生してい
ないモート、モートIIは転流失敗が発生しているモー
ドを表わしており、T1は、上下アームのGTOか同時
にオンするのを防止するために意図的にGTOのオンタ
イミングを遅らせるための時限で、公知であり短絡防止
期間と呼ばれている。
また第3図において、説明上フォトカプラの動作遅れ時
間は省略、また負荷は抵抗として前述の微小同時オン期
間は零としてタイムチャートを表現している。
次に第3図において、具体的に転流失敗検出動作につい
て説明する。モートIは転流失敗か発生していない期間
であり、オンディレィ回路211Jと21Xの出力はラ
ップしないのでAND回路22A出力は論理Oである。
モードHにおいて、上アームのG T O5Uが本来オ
フであるべきところか何らかの原因でオンしたとすると
、この時数に下アームのG T O5Xは既にオン状態
のため、上下アーム同時オンとなり転流失敗状態になる
。GTO5Llかオンすると負バイアス電圧検出器20
Uの検出は論理0から論理1に変化し、さらに時限td
l後にオンディレィ回路2]、Uの出力は論理Oから論
理1に変化する。オンディレィ回路21Xの出力は、オ
ンディレィ回路211Jの出力か論理1に変化する前に
既に論理1になっているので、AND回路22A出力は
、オンディレィ回路21tJの出力か論理1に変化する
とただちに論理1となり転流失敗が検出される。
以上本発明の説明をアームあたりのGTOの直列接続数
が1のGTOインバータの場合の例として述べたが、本
発明はアームあたりのGTOの直列接続数か1のGTO
インバータに限定するものではなく、アームあたりのG
TOの直列接散が複数のGTOインバータにも適用でき
る。その場合、負バイアス電圧検出器は全てのGTOに
設置するか、または複数のGTOのうちの任意の数のG
TOに設置してもよくどちらでもよい。
また、その場合オンディレィ回路どうしの論理積のとり
方は第4図の一例に示すとおり種々の組合せが考えられ
る。また、直流電源電圧か高い場合、転流失敗検出回路
と図示しない制御回路との絶縁は、負バイアス電圧検出
器20X〜20Y出力側またはAND回路22A〜22
Bの出力側、に電気/光変換回路及び光ファイバを用い
れば容易に実現できる。
[発明の効果] 本発明によれば、電子回路たけの簡単な回路構成なので
安価で小形化をはかった転流失敗検出装置を提供するこ
とかできる。特に直流電源電圧か高い場合従来の方法で
は高絶縁の大型の電流検出器を必要としたか、本発明に
よれば検出器自体を高絶縁にする必要はなく、光絶縁で
対応できるので装置の小形化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明の一構成要素である負バイアス電圧検出器の一実
施例の構成を示す図°、第3図は本発明の転流失敗検出
装置の動作を説明するためのタイムチャート、第4図は
本発明の他の実施例を示す図、第5図は従来の転流失敗
検出回路の一例を示すブロック図、第6図は従来の転流
失敗検出回路の動作を説明するための図である。 1・・・直流電源、     2・・・コンデンサ、5
U〜5y・・・GTOl    6U〜6Y・・・ダイ
オード、7・・・リアクトル、    8・・・ダイオ
ード、9・・・抵抗器、 20U〜20Y・・・負バイアス検出回路、21[J〜
21Y・・・オンディレィ回路、22A 、 22B・
・・AND回路、31A 、 31B・・・抵抗、  
32  フォトカプラ、33・・・ダイオード、 34・・ツェナーダイオード、 35・・・直流電源。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 マ 転i失μU峠 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主スイッチング素子としてゲートターンオフサイリスタ
    を使用した電圧型インバータにおいて、ゲートターンオ
    フサイリスタのゲートとカソード間に負バイアス電圧が
    所定値より高いか低いかを検出する負バイアス電圧検出
    器及び該負バイアス電圧検出器の出力側に所定の時限で
    動作するオンディレィ回路を設け、直列接続関係の上下
    アームのゲートターンオフサイリスタの前記オンディレ
    ィ回路出力間で論理積をとるAND回路を具備してなる
    転流失敗検出装置。
JP2193122A 1990-07-23 1990-07-23 転流失敗検出装置 Expired - Lifetime JP2735364B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010070899A1 (ja) * 2008-12-17 2010-06-24 パナソニック株式会社 電力変換回路

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