JPH06319267A - インバータ駆動用直流過電流検出装置 - Google Patents
インバータ駆動用直流過電流検出装置Info
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- JPH06319267A JPH06319267A JP5104500A JP10450093A JPH06319267A JP H06319267 A JPH06319267 A JP H06319267A JP 5104500 A JP5104500 A JP 5104500A JP 10450093 A JP10450093 A JP 10450093A JP H06319267 A JPH06319267 A JP H06319267A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧＴＯサイリスタ等のスイッチング素子から
なるインバータ回路における過電流の検出レベルを、ス
イッチング素子の通常スイッチング電流のピーク値に近
いレベルまで下げたインバータ駆動用直流過電流検出装
置の提供。 【構成】 スナバ回路７ａが並列接続されたＧＴＯサイ
リスタ５ａを有するインバータ回路に流れる電流を直流
電流検出器２１で検出し、過電流判定回路２２で過電流
と判定すると、その出力でＧＴＯサイリスタ５ａをオフ
させる装置で、過電流判定回路２２が過電流を検出した
時点から一定時間だけ作動して過電流判定回路２２の出
力を遮断するマスキング回路２３を過電流判定回路２２
に付設する。マスキング回路２３は、ＧＴＯサイリスタ
５ａのオン時にスナバ回路７ａに流れる充電電流が過電
流検出に関与しないだけの時間帯で過電流判定回路２２
の出力を遮断して、過電流検出の電流レベルを下げるこ
とを可能とする。
なるインバータ回路における過電流の検出レベルを、ス
イッチング素子の通常スイッチング電流のピーク値に近
いレベルまで下げたインバータ駆動用直流過電流検出装
置の提供。 【構成】 スナバ回路７ａが並列接続されたＧＴＯサイ
リスタ５ａを有するインバータ回路に流れる電流を直流
電流検出器２１で検出し、過電流判定回路２２で過電流
と判定すると、その出力でＧＴＯサイリスタ５ａをオフ
させる装置で、過電流判定回路２２が過電流を検出した
時点から一定時間だけ作動して過電流判定回路２２の出
力を遮断するマスキング回路２３を過電流判定回路２２
に付設する。マスキング回路２３は、ＧＴＯサイリスタ
５ａのオン時にスナバ回路７ａに流れる充電電流が過電
流検出に関与しないだけの時間帯で過電流判定回路２２
の出力を遮断して、過電流検出の電流レベルを下げるこ
とを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＧＴＯ（ゲートター
ンオフ）サイリスタやパワートランジスタ等のスイッチ
ング素子の複数をブリッジ型に接続したインバータ回路
における直流過電流検出装置に関するものである。
ンオフ）サイリスタやパワートランジスタ等のスイッチ
ング素子の複数をブリッジ型に接続したインバータ回路
における直流過電流検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４にＧＴＯサイリスタのスイッチング
素子を使用した一般的なインバータ回路を示す。図４の
インバータ回路は、第１〜第４の電力変換用ＧＴＯサイ
リスタ５ａ〜５ｂをブリッジ型に接続したブリッジ回路
４と、その直流電源１と、直流電源１からブリッジ回路
４への給電路中に挿入接続された直流短絡電流上昇率抑
制用の限流リアクトル２を備える。直流リアクトル２に
は、還流ダイオード３が逆並列接続される。ブリッジ回
路４は、一対の第１、第２のＧＴＯサイリスタ５ａ、５
ｂの直列回路と、一対の第３、第４のＧＴＯサイリスタ
５ｃ、５ｄの直列回路を並列接続し、その各直列回路の
ＧＴＯサイリスタ接続点間に負荷６を接続して構成され
る。ブリッジ回路４に直流電源１の直流電圧が限流リア
クトル２を通じて供給される。なお、図４の１２ａ〜１
２ｄは、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄのアノードリア
クトルである。
素子を使用した一般的なインバータ回路を示す。図４の
インバータ回路は、第１〜第４の電力変換用ＧＴＯサイ
リスタ５ａ〜５ｂをブリッジ型に接続したブリッジ回路
４と、その直流電源１と、直流電源１からブリッジ回路
４への給電路中に挿入接続された直流短絡電流上昇率抑
制用の限流リアクトル２を備える。直流リアクトル２に
は、還流ダイオード３が逆並列接続される。ブリッジ回
路４は、一対の第１、第２のＧＴＯサイリスタ５ａ、５
ｂの直列回路と、一対の第３、第４のＧＴＯサイリスタ
５ｃ、５ｄの直列回路を並列接続し、その各直列回路の
ＧＴＯサイリスタ接続点間に負荷６を接続して構成され
る。ブリッジ回路４に直流電源１の直流電圧が限流リア
クトル２を通じて供給される。なお、図４の１２ａ〜１
２ｄは、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄのアノードリア
クトルである。
【０００３】各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄには、スナ
バ回路７ａ〜７ｄが並列接続され、還流ダイオード８ａ
〜８ｄが逆並列接続される。各スナバ回路７ａ〜７ｄ
は、例えばスナバコンデンサ９ａ〜９ｄとダイオード１
０ａ〜１０ｄを直列接続し、各ダイオード１０ａ〜１０
ｄに抵抗１１ａ〜１１ｄを並列接続した構成である。
バ回路７ａ〜７ｄが並列接続され、還流ダイオード８ａ
〜８ｄが逆並列接続される。各スナバ回路７ａ〜７ｄ
は、例えばスナバコンデンサ９ａ〜９ｄとダイオード１
０ａ〜１０ｄを直列接続し、各ダイオード１０ａ〜１０
ｄに抵抗１１ａ〜１１ｄを並列接続した構成である。
【０００４】ブリッジ回路４の第１、第２のＧＴＯサイ
リスタ５ａ、５ｂが交互にオンオフし、第３、第４のＧ
ＴＯサイリスタ５ｃ、５ｄが交互にオンオフするよう
に、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄをパルス駆動でスイ
ッチングすることにより、負荷６に交流電力が供給され
る。各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄのスイッチングによ
る電力変換動作は周知ゆえ、詳細な説明は省略する。
リスタ５ａ、５ｂが交互にオンオフし、第３、第４のＧ
ＴＯサイリスタ５ｃ、５ｄが交互にオンオフするよう
に、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄをパルス駆動でスイ
ッチングすることにより、負荷６に交流電力が供給され
る。各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｄのスイッチングによ
る電力変換動作は周知ゆえ、詳細な説明は省略する。
【０００５】図４のインバータ回路のインバータ動作時
に、何らかの原因で、例えば一対のＧＴＯサイリスタ５
ａ、５ｂが同時オンしてインバータ回路に過電流（短絡
電流）が急激に流れると、過電流でＧＴＯサイリスタ５
ａ〜５ｄが破壊される。そこで、かかる過電流に対する
インバータ回路の保護手段として、図５の直流過電流検
出装置２０'が適用されている。直流過電流検出装置２
０'は、インバータ直流回路に流れる電流が過電流と判
定される所定レベルを超えた時点で作動して、各ＧＴＯ
サイリスタ５ａ〜５ｄを強制的にオフさせる。
に、何らかの原因で、例えば一対のＧＴＯサイリスタ５
ａ、５ｂが同時オンしてインバータ回路に過電流（短絡
電流）が急激に流れると、過電流でＧＴＯサイリスタ５
ａ〜５ｄが破壊される。そこで、かかる過電流に対する
インバータ回路の保護手段として、図５の直流過電流検
出装置２０'が適用されている。直流過電流検出装置２
０'は、インバータ直流回路に流れる電流が過電流と判
定される所定レベルを超えた時点で作動して、各ＧＴＯ
サイリスタ５ａ〜５ｄを強制的にオフさせる。
【０００６】図５は直流過電流検出装置２０'と、各Ｇ
ＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオンオフ駆動させる駆動制
御装置３０が示される。駆動制御装置３０は、外部から
の制御信号に基づいてＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのオ
ンオフ信号を出力するインターフェイス回路３１と、各
ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのゲートを駆動するＧＴＯ
サイリスタ駆動回路３２を備える。インターフェイス回
路３１は、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの駆動上の制
約条件を満足させるためのデッドタイム形成回路３３や
ゲートブロック回路３４などで構成される。
ＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオンオフ駆動させる駆動制
御装置３０が示される。駆動制御装置３０は、外部から
の制御信号に基づいてＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのオ
ンオフ信号を出力するインターフェイス回路３１と、各
ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのゲートを駆動するＧＴＯ
サイリスタ駆動回路３２を備える。インターフェイス回
路３１は、各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの駆動上の制
約条件を満足させるためのデッドタイム形成回路３３や
ゲートブロック回路３４などで構成される。
【０００７】図５の直流過電流検出装置２０'は、直流
電流検出器２１と過電流判定回路２２とラッチ回路２４
を備える。直流電流検出器２１は、通常の直流変流器
で、ブリッジ回路４に流れる電流を検出する。過電流判
定回路２２は、直流電流検出器２１で検出された電流が
所定レベル以上の過電流と判定すると、過電流検出信号
をラッチ回路２４に出力する。ラッチ回路２４は、過電
流判定回路２２からの過電流検出信号の立ち上がりをラ
ッチし、インターフェイス回路３１からＧＴＯサイリス
タ駆動回路３２への出力を遮断して、全ＧＴＯサイリス
タ５ａ〜５ｂをオフさせる。
電流検出器２１と過電流判定回路２２とラッチ回路２４
を備える。直流電流検出器２１は、通常の直流変流器
で、ブリッジ回路４に流れる電流を検出する。過電流判
定回路２２は、直流電流検出器２１で検出された電流が
所定レベル以上の過電流と判定すると、過電流検出信号
をラッチ回路２４に出力する。ラッチ回路２４は、過電
流判定回路２２からの過電流検出信号の立ち上がりをラ
ッチし、インターフェイス回路３１からＧＴＯサイリス
タ駆動回路３２への出力を遮断して、全ＧＴＯサイリス
タ５ａ〜５ｂをオフさせる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各ＧＴＯサ
イリスタ５ａ〜５ｂが正常なスイッチング動作でオンす
るときに、対応するスナバ回路７ａ〜７ｄに瞬間的な充
電電流が流れる。例えば、図６（ａ）のインターフェイ
ス回路３１からの駆動制御信号の立ち上がりでＧＴＯサ
イリスタ５ａをオンさせるとき、そのアノードリアクト
ル１２ａ、１２ｂとスナバ回路７ｂのスナバコンデンサ
９ｂのＬＣ直列回路に、図６（ｅ）の波形（イ）に示す
ような半波状の充電電流Ｉ1が流れる。通常、この充電
電流Ｉ1のピーク値は、図６（ｅ）の波形（ロ）に示さ
れるＧＴＯサイリスタ５ａの正常動作時の通常スイッチ
ング電流（負荷電流）Ｉ2のピーク値より大きく、ＧＴ
Ｏサイリスタ５ａに設定されている可制御電流値（トラ
ンジスタにおけるコレクタ電流の最大定格値に相当）に
近いか、それ以上である。
イリスタ５ａ〜５ｂが正常なスイッチング動作でオンす
るときに、対応するスナバ回路７ａ〜７ｄに瞬間的な充
電電流が流れる。例えば、図６（ａ）のインターフェイ
ス回路３１からの駆動制御信号の立ち上がりでＧＴＯサ
イリスタ５ａをオンさせるとき、そのアノードリアクト
ル１２ａ、１２ｂとスナバ回路７ｂのスナバコンデンサ
９ｂのＬＣ直列回路に、図６（ｅ）の波形（イ）に示す
ような半波状の充電電流Ｉ1が流れる。通常、この充電
電流Ｉ1のピーク値は、図６（ｅ）の波形（ロ）に示さ
れるＧＴＯサイリスタ５ａの正常動作時の通常スイッチ
ング電流（負荷電流）Ｉ2のピーク値より大きく、ＧＴ
Ｏサイリスタ５ａに設定されている可制御電流値（トラ
ンジスタにおけるコレクタ電流の最大定格値に相当）に
近いか、それ以上である。
【０００９】そのため、直流過電流検出装置２０'の直
流電流検出器２１で検出された電流を過電流判定回路２
２で過電流と判定するための比較基準の電流レベルは、
図６（ｅ）の過電流設定電流値Ａ3に示すように充電電
流Ｉ1のピーク値より十分に大きく設定する必要があっ
た。つまり、仮に過電流判定回路２２の過電流設定電流
値Ａ3を、図６（ｅ）の鎖線で示される過電流設定電流
値Ａ'3のように充電電流Ｉ1のピーク値より下げると、
ＧＴＯサイリスタ５ａが正常にオンしたときの充電電流
Ｉ1が過電流設定電流値Ａ'3に達した時点で、過電流判
定回路２２が図６（ｂ）の鎖線に示すようにハイレベル
信号を出力してラッチ回路２４が作動し、全ＧＴＯサイ
リスタ５ａ〜５ｂがオフする誤動作が生じる。
流電流検出器２１で検出された電流を過電流判定回路２
２で過電流と判定するための比較基準の電流レベルは、
図６（ｅ）の過電流設定電流値Ａ3に示すように充電電
流Ｉ1のピーク値より十分に大きく設定する必要があっ
た。つまり、仮に過電流判定回路２２の過電流設定電流
値Ａ3を、図６（ｅ）の鎖線で示される過電流設定電流
値Ａ'3のように充電電流Ｉ1のピーク値より下げると、
ＧＴＯサイリスタ５ａが正常にオンしたときの充電電流
Ｉ1が過電流設定電流値Ａ'3に達した時点で、過電流判
定回路２２が図６（ｂ）の鎖線に示すようにハイレベル
信号を出力してラッチ回路２４が作動し、全ＧＴＯサイ
リスタ５ａ〜５ｂがオフする誤動作が生じる。
【００１０】したがって、過電流判定回路２２の過電流
設定電流値Ａ3を、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの通常
スイッチング電流Ｉ2のピーク値より大きく設定する必
要があるため、その電流遮断能力を生かした設定とする
ことができず、限流リアクトルの値を不必要に大きくす
るか、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂに可制御電流値、電
流容量の大きな大型で高コストなものを使用する必要が
あった。
設定電流値Ａ3を、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの通常
スイッチング電流Ｉ2のピーク値より大きく設定する必
要があるため、その電流遮断能力を生かした設定とする
ことができず、限流リアクトルの値を不必要に大きくす
るか、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂに可制御電流値、電
流容量の大きな大型で高コストなものを使用する必要が
あった。
【００１１】また、図示しないがパワートランジスタを
スイッチング素子に使用したインバータ回路において
は、パワートランジスタに逆並列接続されている還流ダ
イオードにパワートランジスタのオン時に瞬間的にリカ
バリー電流が流れる。このリカバリー電流のピーク値
は、上記ＧＴＯサイリスタのスナバコンデンサの充電電
流と同じように高く、これがインバータ直流回路に流れ
る過電流を検出するための過電流検出設定レベルを高く
して、上記同様な問題を引き起こしている。
スイッチング素子に使用したインバータ回路において
は、パワートランジスタに逆並列接続されている還流ダ
イオードにパワートランジスタのオン時に瞬間的にリカ
バリー電流が流れる。このリカバリー電流のピーク値
は、上記ＧＴＯサイリスタのスナバコンデンサの充電電
流と同じように高く、これがインバータ直流回路に流れ
る過電流を検出するための過電流検出設定レベルを高く
して、上記同様な問題を引き起こしている。
【００１２】この発明の目的は、ＧＴＯサイリスタやパ
ワートランジスタ等のスイッチング素子からなるインバ
ータ回路における過電流の検出レベルを、スイッチング
素子の通常スイッチング電流のピーク値に近いレベルま
で下げ得たインバータ駆動用直流過電流検出装置を提供
することにある。
ワートランジスタ等のスイッチング素子からなるインバ
ータ回路における過電流の検出レベルを、スイッチング
素子の通常スイッチング電流のピーク値に近いレベルま
で下げ得たインバータ駆動用直流過電流検出装置を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれに
スナバ回路が並列接続、及び又は、還流ダイオードが逆
並列接続された一対のスイッチング素子の直列回路のス
イッチング素子接続点に負荷を接続して、前記直列回路
を直流電源に限流リアクトルを介して接続したインバー
タ回路に流れる電流を検出する直流電流検出器と、この
直流電流検出器で検出した電流がスイッチング素子の正
常なときの通常スイッチング電流を超える所定レベル以
上の過電流と判定すると、インバータ回路の全スイッチ
ング素子をオフにする過電流検出信号を出力する過電流
判定回路を備えた直流過電流検出装置であって、過電流
判定回路が過電流を検出した時点から一定時間だけ作動
して、過電流判定回路の過電流検出信号出力を遮断し、
過電流判定回路を不応動状態と同等にするマスキング回
路を追加付設したことにより、上記目的を達成するもの
である。
スナバ回路が並列接続、及び又は、還流ダイオードが逆
並列接続された一対のスイッチング素子の直列回路のス
イッチング素子接続点に負荷を接続して、前記直列回路
を直流電源に限流リアクトルを介して接続したインバー
タ回路に流れる電流を検出する直流電流検出器と、この
直流電流検出器で検出した電流がスイッチング素子の正
常なときの通常スイッチング電流を超える所定レベル以
上の過電流と判定すると、インバータ回路の全スイッチ
ング素子をオフにする過電流検出信号を出力する過電流
判定回路を備えた直流過電流検出装置であって、過電流
判定回路が過電流を検出した時点から一定時間だけ作動
して、過電流判定回路の過電流検出信号出力を遮断し、
過電流判定回路を不応動状態と同等にするマスキング回
路を追加付設したことにより、上記目的を達成するもの
である。
【００１４】
【作用】過電流判定回路に付設されたマスキング回路の
マスキング動作時間を、スイッチング素子に接続された
スナバ回路の充電電流や還流ダイオードのリカバリー電
流などのスイッチング素子オン時に瞬間的に流れる過度
的な電流をマスキングするだけの時間に設定することに
より、スナバ回路の充電電流や還流ダイオードのリカバ
リー電流のピーク値に関係無く過電流の検出レベルの設
定が可能となる。このことで過電流検出レベルを、スイ
ッチング素子の通常スイッチング電流のピーク値近くま
で下げることができ、ＧＴＯサイリスタの場合、その電
流遮断能力を生かした過電流検出レベルとすることが出
来る。
マスキング動作時間を、スイッチング素子に接続された
スナバ回路の充電電流や還流ダイオードのリカバリー電
流などのスイッチング素子オン時に瞬間的に流れる過度
的な電流をマスキングするだけの時間に設定することに
より、スナバ回路の充電電流や還流ダイオードのリカバ
リー電流のピーク値に関係無く過電流の検出レベルの設
定が可能となる。このことで過電流検出レベルを、スイ
ッチング素子の通常スイッチング電流のピーク値近くま
で下げることができ、ＧＴＯサイリスタの場合、その電
流遮断能力を生かした過電流検出レベルとすることが出
来る。
【００１５】
【実施例】図５の直流過電流検出装置２０'に適用した
この発明の実施例を図１に、その動作時のタイムチャー
トを図２及び図３に示して、以下説明する。なお、図１
乃至図３の図４乃至図６と同一、または、相当部分には
同一符号を付して、説明は省略する。
この発明の実施例を図１に、その動作時のタイムチャー
トを図２及び図３に示して、以下説明する。なお、図１
乃至図３の図４乃至図６と同一、または、相当部分には
同一符号を付して、説明は省略する。
【００１６】図１の実施例に示されるように、この発明
は、過電流判定回路２２とラッチ回路２４の間にマスキ
ング回路２３を追加付設したことを特徴としている。マ
スキング回路２３は、過電流判定回路２２から出力され
る過電流検出信号の立ち上がりから一定時間作動して、
この一定時間だけ過電流判定回路２２の過電流検出信号
をマスキング、つまり、過電流判定回路２２を不応動状
態と同等にする。マスキング回路２３は、一般的なワン
ショットマルチバイブレータやタイマー回路が適用され
る。マスキング回路２３が作動する一定時間は、ブリッ
ジ回路４の各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂが正常にオン
するときのスナバ回路７ａ〜７ｄの充電時定数に対応し
て設定される。その具体例を図２と図３を参照して説明
する。
は、過電流判定回路２２とラッチ回路２４の間にマスキ
ング回路２３を追加付設したことを特徴としている。マ
スキング回路２３は、過電流判定回路２２から出力され
る過電流検出信号の立ち上がりから一定時間作動して、
この一定時間だけ過電流判定回路２２の過電流検出信号
をマスキング、つまり、過電流判定回路２２を不応動状
態と同等にする。マスキング回路２３は、一般的なワン
ショットマルチバイブレータやタイマー回路が適用され
る。マスキング回路２３が作動する一定時間は、ブリッ
ジ回路４の各ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂが正常にオン
するときのスナバ回路７ａ〜７ｄの充電時定数に対応し
て設定される。その具体例を図２と図３を参照して説明
する。
【００１７】図２は、ブリッジ回路４が過電流の発生無
く正常にスイッチング動作している場合のタイムチャー
トを示す。図２（ａ）に示される駆動制御信号の立ち上
がりでＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの例えばＧＴＯサイ
リスタ５ａがオンすると、そのスナバ回路７ａに図２
（ｅ）の波形（イ）に示すような半波状の充電電流Ｉ1
が流れると同時に、図２（ｅ）の波形（ロ）に示す通常
スイッチング電流（負荷電流）Ｉ2が流れる。これら電
流は直流電流検出器２１で検出され、過電流判定回路２
２で過電流か否かが判定される。ここで過電流判定回路
２２の過電流と判定する基準電流レベルを、図２（ｅ）
の過電流設定電流値Ａ2のように通常スイッチング電流
Ｉ2のピーク値と充電電流Ｉ1のピーク値の間に設定す
る。この過電流設定電流値Ａ2は、通常スイッチング電
流Ｉ2のピーク値の１１０〜１２０％程度が望ましく、
また、かかる過電流設定電流値Ａ2のレベルダウンはマ
スキング回路２３の追加で可能となる。その理由は後述
する。
く正常にスイッチング動作している場合のタイムチャー
トを示す。図２（ａ）に示される駆動制御信号の立ち上
がりでＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの例えばＧＴＯサイ
リスタ５ａがオンすると、そのスナバ回路７ａに図２
（ｅ）の波形（イ）に示すような半波状の充電電流Ｉ1
が流れると同時に、図２（ｅ）の波形（ロ）に示す通常
スイッチング電流（負荷電流）Ｉ2が流れる。これら電
流は直流電流検出器２１で検出され、過電流判定回路２
２で過電流か否かが判定される。ここで過電流判定回路
２２の過電流と判定する基準電流レベルを、図２（ｅ）
の過電流設定電流値Ａ2のように通常スイッチング電流
Ｉ2のピーク値と充電電流Ｉ1のピーク値の間に設定す
る。この過電流設定電流値Ａ2は、通常スイッチング電
流Ｉ2のピーク値の１１０〜１２０％程度が望ましく、
また、かかる過電流設定電流値Ａ2のレベルダウンはマ
スキング回路２３の追加で可能となる。その理由は後述
する。
【００１８】ＧＴＯサイリスタ５ａがオンして充電電流
Ｉ1が流れ、充電電流Ｉ1が過電流設定電流値Ａ2に達し
た時点で過電流判定回路２２が図２（ｂ）のハイレベル
の過電流検出信号を出力し、その立ち上がりでマスキン
グ回路２３が作動して図２（ｃ）のマスキング信号が一
定時間（以下、マスキング時間と称する）Ｔｍだけ出力
される。図２（ｂ）の過電流検出信号は、充電電流Ｉ1
がピーク値に達して立ち下がり、過電流設定電流値Ａ2
まで下降した時点でロウレベルになる。この過電流検出
信号が出力される時間Ｔｎは、スナバ回路７ｂにおける
アノードリアクトル１２ａ、１２ｂとスナバコンデンサ
９ｂのＬＣ時定数に対応する定数で決まり、この時間Ｔ
ｎよりマスキング時間Ｔｍは少し大き目に設定されてい
る。
Ｉ1が流れ、充電電流Ｉ1が過電流設定電流値Ａ2に達し
た時点で過電流判定回路２２が図２（ｂ）のハイレベル
の過電流検出信号を出力し、その立ち上がりでマスキン
グ回路２３が作動して図２（ｃ）のマスキング信号が一
定時間（以下、マスキング時間と称する）Ｔｍだけ出力
される。図２（ｂ）の過電流検出信号は、充電電流Ｉ1
がピーク値に達して立ち下がり、過電流設定電流値Ａ2
まで下降した時点でロウレベルになる。この過電流検出
信号が出力される時間Ｔｎは、スナバ回路７ｂにおける
アノードリアクトル１２ａ、１２ｂとスナバコンデンサ
９ｂのＬＣ時定数に対応する定数で決まり、この時間Ｔ
ｎよりマスキング時間Ｔｍは少し大き目に設定されてい
る。
【００１９】すると、充電電流Ｉ1が過電流設定電流値
Ａ2を超えてからマスキング時間Ｔｍが経過するまで過
電流判定回路２２の出力がマスキングされて、ラッチ回
路２４に達せず、過電流判定回路２２は過電流を検出し
なかったものと同等、つまり、不応動状態に置かれる。
また、マスキング時間Ｔｍが経過した時点で、過電流判
定回路２２の出力はロウレベルの無出力状態になってい
るので、ラッチ回路２４は図２（ｄ）に示すように無出
力状態を維持して、ＧＴＯサイリスタ５には通常スイッ
チング電流Ｉ2が流れ、ブリッジ回路４は正常にインバ
ータ動作する。
Ａ2を超えてからマスキング時間Ｔｍが経過するまで過
電流判定回路２２の出力がマスキングされて、ラッチ回
路２４に達せず、過電流判定回路２２は過電流を検出し
なかったものと同等、つまり、不応動状態に置かれる。
また、マスキング時間Ｔｍが経過した時点で、過電流判
定回路２２の出力はロウレベルの無出力状態になってい
るので、ラッチ回路２４は図２（ｄ）に示すように無出
力状態を維持して、ＧＴＯサイリスタ５には通常スイッ
チング電流Ｉ2が流れ、ブリッジ回路４は正常にインバ
ータ動作する。
【００２０】図３は、ブリッジ回路４に短絡事故発生な
どで過電流が流れた場合のタイムチャートを示す。例え
ば図３（ａ）に示される駆動制御信号が誤信号で、その
立ち上がりでＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの例えば第
１、第２のＧＴＯサイリスタ５ａ、５ｂが同時オンし
て、ＧＴＯサイリスタ５のスナバ回路７に図２（ｅ）の
波形（イ）に示すような半波状の充電電流Ｉ1が流れる
と同時に、図２（ｅ）の波形（ハ）に示す過電流Ｉ3が
流れるとする。この場合も充電電流Ｉ1が過電流設定電
流値Ａ2に達した時点で過電流判定回路２２が図３
（ｂ）のハイレベルの過電流検出信号を出力する。
どで過電流が流れた場合のタイムチャートを示す。例え
ば図３（ａ）に示される駆動制御信号が誤信号で、その
立ち上がりでＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの例えば第
１、第２のＧＴＯサイリスタ５ａ、５ｂが同時オンし
て、ＧＴＯサイリスタ５のスナバ回路７に図２（ｅ）の
波形（イ）に示すような半波状の充電電流Ｉ1が流れる
と同時に、図２（ｅ）の波形（ハ）に示す過電流Ｉ3が
流れるとする。この場合も充電電流Ｉ1が過電流設定電
流値Ａ2に達した時点で過電流判定回路２２が図３
（ｂ）のハイレベルの過電流検出信号を出力する。
【００２１】ここで過電流Ｉ3は通常スイッチング電流
Ｉ2のピーク値より十分に大きく立ち上がるから、充電
電流Ｉ1が下降して過電流設定電流値Ａ2になるまでに過
電流Ｉ3が過電流設定電流値Ａ2を超える。したがって、
マスキング回路２３が所定のマスキング時間Ｔｍだけ作
動して停止した後も、過電流判定回路２２は過電流Ｉ3
の検出でハイレベルの過電流検出信号の出力を維持して
いる。その結果、マスキング時間Ｔｍの経過時点で、過
電流判定回路２２の過電流検出信号がラッチ回路２４に
出力され、ラッチ回路２４から図３（ｄ）のハイレベル
信号がインターフェイス回路３１に出力されて、インタ
ーフェイス回路３１からＧＴＯサイリスタ駆動回路３２
への出力が遮断され、全ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂが
オフとなる。 以上のようにマスキング回路２３が過電
流判定回路２２の出力を一定のマスキング時間Ｔｍだけ
遮断して、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのオン時の充電
電流Ｉ1を過電流検出の対象電流から除外するようにし
ているので、過電流判定回路２２の過電流設定電流値Ａ
2を充電電流Ｉ1のピーク値より十分に小さく設定して
も、上記要領でインバータ回路の過電流検出が可能とな
る。また、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの通常スイッチ
ング電流Ｉ2より少し大きな低レベル以上の電流を過電
流Ｉ3として検出することで、過電流発生から高速でＧ
ＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオフさせることができる
し、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂに可制御電流値の小さ
いものが適用できるようになる。
Ｉ2のピーク値より十分に大きく立ち上がるから、充電
電流Ｉ1が下降して過電流設定電流値Ａ2になるまでに過
電流Ｉ3が過電流設定電流値Ａ2を超える。したがって、
マスキング回路２３が所定のマスキング時間Ｔｍだけ作
動して停止した後も、過電流判定回路２２は過電流Ｉ3
の検出でハイレベルの過電流検出信号の出力を維持して
いる。その結果、マスキング時間Ｔｍの経過時点で、過
電流判定回路２２の過電流検出信号がラッチ回路２４に
出力され、ラッチ回路２４から図３（ｄ）のハイレベル
信号がインターフェイス回路３１に出力されて、インタ
ーフェイス回路３１からＧＴＯサイリスタ駆動回路３２
への出力が遮断され、全ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂが
オフとなる。 以上のようにマスキング回路２３が過電
流判定回路２２の出力を一定のマスキング時間Ｔｍだけ
遮断して、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂのオン時の充電
電流Ｉ1を過電流検出の対象電流から除外するようにし
ているので、過電流判定回路２２の過電流設定電流値Ａ
2を充電電流Ｉ1のピーク値より十分に小さく設定して
も、上記要領でインバータ回路の過電流検出が可能とな
る。また、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂの通常スイッチ
ング電流Ｉ2より少し大きな低レベル以上の電流を過電
流Ｉ3として検出することで、過電流発生から高速でＧ
ＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオフさせることができる
し、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂに可制御電流値の小さ
いものが適用できるようになる。
【００２２】また、マスキング回路２３の追加で、過電
流発生からマスキング時間Ｔｍだけ過電流検出のタイミ
ングと、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオフさせるタイ
ミングが遅れる。ところが、ブリッジ回路４に接続され
た限流リアクトル２が過電流Ｉ3の上昇率を小さく抑制
するので、上記タイミングの遅れは問題にならない。
流発生からマスキング時間Ｔｍだけ過電流検出のタイミ
ングと、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂをオフさせるタイ
ミングが遅れる。ところが、ブリッジ回路４に接続され
た限流リアクトル２が過電流Ｉ3の上昇率を小さく抑制
するので、上記タイミングの遅れは問題にならない。
【００２３】また、ＧＴＯサイリスタ５ａ〜５ｂに逆並
列接続された還流ダイオード８ａ〜８ｄには、ＧＴＯサ
イリスタ５ａ〜５ｂのオン時に瞬間的にリカバリー電流
が流れるが、このリカバリー電流はスナバ回路７ａ〜７
ｄの充電電流Ｉ1に含まれ、充電電流Ｉ1と同様にマスキ
ング回路２３でマスキング処理されて問題とならない。
列接続された還流ダイオード８ａ〜８ｄには、ＧＴＯサ
イリスタ５ａ〜５ｂのオン時に瞬間的にリカバリー電流
が流れるが、このリカバリー電流はスナバ回路７ａ〜７
ｄの充電電流Ｉ1に含まれ、充電電流Ｉ1と同様にマスキ
ング回路２３でマスキング処理されて問題とならない。
【００２４】なお、この発明は、ＧＴＯサイリスタ以外
のパワートランジスタなどのスイッチング素子を使用し
たインバータ回路の直流過電流検出装置にも適用でき
る。例えばパワートランジスタをスイッチング素子に使
用したインバータ回路においては、パワートランジスタ
に逆並列接続されている還流ダイオードに瞬間的に流れ
るリカバリー電流が過電流検出レベルを高くしていた
が、上記同様なマスキング回路の追加でリカバリー電流
がマスキング処理されて、過電流検出レベルを低くする
ことができるようになる。
のパワートランジスタなどのスイッチング素子を使用し
たインバータ回路の直流過電流検出装置にも適用でき
る。例えばパワートランジスタをスイッチング素子に使
用したインバータ回路においては、パワートランジスタ
に逆並列接続されている還流ダイオードに瞬間的に流れ
るリカバリー電流が過電流検出レベルを高くしていた
が、上記同様なマスキング回路の追加でリカバリー電流
がマスキング処理されて、過電流検出レベルを低くする
ことができるようになる。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、過電流判定回路に付
設されたマスキング回路のマスキング時間を、スイッチ
ング素子のスナバ回路などにスイッチング素子オン時に
瞬間的に流れる過度的な電流をマスキングするだけの時
間に設定することで、スイッチング素子の過度的な電流
のピーク値に関係無く過電流の検出レベルの設定がで
き、したがって、過電流の検出レベルをスイッチング素
子の通常スイッチング電流のピーク値近くまで大幅に下
げることが可能となり、限流リアクトルの値を不必要に
大きくすることもなく、スイッチング素子に可制御電流
値の小さい小型で低コストのものが使用できるようにな
る。また、スイッチング素子の通常スイッチング電流の
ピーク値に近い電流レベルで過電流検出が行われるの
で、スイッチング素子に不必要な大電流が流れる心配が
無くなり、スイッチング素子を含むインバータ回路の過
電流に対する保護が確実になり、信頼性の高いインバー
タ駆動用直流過電流検出装置が提供できる。
設されたマスキング回路のマスキング時間を、スイッチ
ング素子のスナバ回路などにスイッチング素子オン時に
瞬間的に流れる過度的な電流をマスキングするだけの時
間に設定することで、スイッチング素子の過度的な電流
のピーク値に関係無く過電流の検出レベルの設定がで
き、したがって、過電流の検出レベルをスイッチング素
子の通常スイッチング電流のピーク値近くまで大幅に下
げることが可能となり、限流リアクトルの値を不必要に
大きくすることもなく、スイッチング素子に可制御電流
値の小さい小型で低コストのものが使用できるようにな
る。また、スイッチング素子の通常スイッチング電流の
ピーク値に近い電流レベルで過電流検出が行われるの
で、スイッチング素子に不必要な大電流が流れる心配が
無くなり、スイッチング素子を含むインバータ回路の過
電流に対する保護が確実になり、信頼性の高いインバー
タ駆動用直流過電流検出装置が提供できる。
【図１】この発明の一実施例のインバータ駆動用直流過
電流検出装置を含むインバータ装置のブロック図であ
る。
電流検出装置を含むインバータ装置のブロック図であ
る。
【図２】図１の直流過電流検出装置の動作を示すタイム
チャートである。
チャートである。
【図３】図１の直流過電流検出装置の過電流発生時の動
作を示すタイムチャートである。
作を示すタイムチャートである。
【図４】ＧＴＯサイリスタインバータの回路図である。
【図５】従来のインバータ駆動用直流過電流検出装置を
含むインバータ装置のブロック図である。
含むインバータ装置のブロック図である。
【図６】図５の直流過電流検出装置の動作を示すタイム
チャートである。
チャートである。
１ 直流電源 ２ 限流リアクトル ４ ブリッジ回路 ５ａ〜５ｄ スイッチング素子（ＧＴＯサイリスタ） ６ 負荷 ７ａ〜７ｄ スナバ回路 ８ａ〜８ｄ 還流ダイオード ２０ 直流過電流検出装置 ２１ 直流電流検出器 ２２ 過電流判定回路 ２３ マスキング回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/537 Ｃ 9181−5Ｈ
Claims (1)
- 【請求項１】 それぞれにスナバ回路が並列接続、及び
又は、還流ダイオードが逆並列接続された一対のスイッ
チング素子の直列回路のスイッチング素子接続点に負荷
を接続して、前記直列回路を直流電源に限流リアクトル
を介して接続したインバータ回路における直流過電流検
出装置であって、 前記インバータ回路に流れる電流を検出する直流電流検
出器と、 この直流電流検出器で検出した電流がスイッチング素子
の正常なときの通常スイッチング電流を超える所定レベ
ル以上の過電流と判定すると、インバータ回路の全スイ
ッチング素子をオフにする過電流検出信号を出力する過
電流判定回路と、 この過電流判定回路が過電流を検出した時点から一定時
間だけ作動して、過電流判定回路の過電流検出信号出力
を遮断し、過電流判定回路を不応動状態と同等にするマ
スキング回路と、 を備えたことを特徴とするインバータ駆動用直流過電流
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104500A JPH06319267A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | インバータ駆動用直流過電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104500A JPH06319267A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | インバータ駆動用直流過電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06319267A true JPH06319267A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14382241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5104500A Pending JPH06319267A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | インバータ駆動用直流過電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06319267A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1646120A2 (en) * | 2002-08-22 | 2006-04-12 | ABB Oy | Method in connection with an output choke of an inverter |
| KR101234819B1 (ko) * | 2011-07-13 | 2013-02-20 | (주)금성계전 | 직류 누전차단기 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5104500A patent/JPH06319267A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1646120A2 (en) * | 2002-08-22 | 2006-04-12 | ABB Oy | Method in connection with an output choke of an inverter |
| EP1646120A3 (en) * | 2002-08-22 | 2006-07-12 | ABB Oy | Method in connection with an output choke of an inverter |
| KR101234819B1 (ko) * | 2011-07-13 | 2013-02-20 | (주)금성계전 | 직류 누전차단기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020805 |