JPH06327262A - インバータの保護装置 - Google Patents
インバータの保護装置Info
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- JPH06327262A JPH06327262A JP5106509A JP10650993A JPH06327262A JP H06327262 A JPH06327262 A JP H06327262A JP 5106509 A JP5106509 A JP 5106509A JP 10650993 A JP10650993 A JP 10650993A JP H06327262 A JPH06327262 A JP H06327262A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐電圧容量の低いスイッチング素子でインバ
ータを構成しても過電流によりスイッチング素子を破壊
することないインバータの保護装置を得る。 【構成】 直流母線間に直列接続されたＩＧＢＴ１ａ〜
１ｄ、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄに接続された転流用ダイオー
ド１０ａ〜１０ｄ、直流母線間に直列接続されたコンデ
ンサ１２，１３、直流母線の高圧側Ｐに直列接続された
ＩＧＢＴ１ａ，１ｂの接続点とコンデンサ１２，１３の
接続点間に接続されたクランプダイオード１４、直流母
線の低圧側Ｎに直列接続されたＩＧＢＴ１ｃ，１ｄの接
続点とコンデンサ１２，１３の接続点間に接続されたク
ランプダイオード１５から成るインバータの過電流を検
出する電流検出器３ａ，３ｄと、過電流検出時に、ＩＧ
ＢＴ１ａとＩＧＢＴ１ｄのみをオフ制御し、直流母線の
中間電位点Ｎに接続されたＩＧＢＴ１ｂ，１ｃをオン制
御する制御回路１１とを備えている。
ータを構成しても過電流によりスイッチング素子を破壊
することないインバータの保護装置を得る。 【構成】 直流母線間に直列接続されたＩＧＢＴ１ａ〜
１ｄ、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄに接続された転流用ダイオー
ド１０ａ〜１０ｄ、直流母線間に直列接続されたコンデ
ンサ１２，１３、直流母線の高圧側Ｐに直列接続された
ＩＧＢＴ１ａ，１ｂの接続点とコンデンサ１２，１３の
接続点間に接続されたクランプダイオード１４、直流母
線の低圧側Ｎに直列接続されたＩＧＢＴ１ｃ，１ｄの接
続点とコンデンサ１２，１３の接続点間に接続されたク
ランプダイオード１５から成るインバータの過電流を検
出する電流検出器３ａ，３ｄと、過電流検出時に、ＩＧ
ＢＴ１ａとＩＧＢＴ１ｄのみをオフ制御し、直流母線の
中間電位点Ｎに接続されたＩＧＢＴ１ｂ，１ｃをオン制
御する制御回路１１とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ、特に３
値レベルインバータに使用されるスイッチング素子の保
護を行うインバータの保護装置に関するものである。
値レベルインバータに使用されるスイッチング素子の保
護を行うインバータの保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば「電子技術 １９９１年発
行 ｖｏｌ．３３ ＮＯ１０ ｐ３６」に記載された従
来のＩＧＢＴの保護回路を示す回路図である。図におい
て、１はＩＧＢＴ、２はＩＧＢＴ１のゲートに直列接続
されてゲート信号ＳGを制限する抵抗、３はＩＧＢＴ１
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４はＩ
ＧＢＴ１の保護機能を備えたＩＧＢＴ１の駆動回路であ
る。
行 ｖｏｌ．３３ ＮＯ１０ ｐ３６」に記載された従
来のＩＧＢＴの保護回路を示す回路図である。図におい
て、１はＩＧＢＴ、２はＩＧＢＴ１のゲートに直列接続
されてゲート信号ＳGを制限する抵抗、３はＩＧＢＴ１
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４はＩ
ＧＢＴ１の保護機能を備えたＩＧＢＴ１の駆動回路であ
る。
【０００３】この駆動回路４は、電流検出器３より入力
された検出電流ＩDに基づきＩＧＢＴ１に流れる過大電
流を検出した時に検出信号ＳDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器５と、一方の入力端
子に故障検出器５より検出信号ＳDが入力され、他方の
入力端子に外部よりＩＧＢＴ１をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Ｓが入力される信号処理回路（以下、単
に、例えばアンド回路と記載する）６、検出信号ＳDが
ハイレベルの時にアンド回路６より出力されたゲートオ
ンオフ信号Ｓに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ８
を駆動するトランジスタ７、ホトカプラ８の出力を増幅
してゲート信号ＳGとしてＩＧＢＴ１のゲートに直列接
続された抵抗２に出力するゲート増幅器９より構成され
ている。
された検出電流ＩDに基づきＩＧＢＴ１に流れる過大電
流を検出した時に検出信号ＳDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器５と、一方の入力端
子に故障検出器５より検出信号ＳDが入力され、他方の
入力端子に外部よりＩＧＢＴ１をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Ｓが入力される信号処理回路（以下、単
に、例えばアンド回路と記載する）６、検出信号ＳDが
ハイレベルの時にアンド回路６より出力されたゲートオ
ンオフ信号Ｓに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ８
を駆動するトランジスタ７、ホトカプラ８の出力を増幅
してゲート信号ＳGとしてＩＧＢＴ１のゲートに直列接
続された抵抗２に出力するゲート増幅器９より構成され
ている。
【０００４】次に、図５に示した従来のＩＧＢＴの保護
回路の動作について説明する。故障検出器５は電流検出
器３からの検出電流ＩDより、ＩＧＢＴ１に過大電流が
流れていないことを検出している間はハイレベルの検出
信号ＳDをアンド回路６の一方の入力端子に出力する。
従って、アンド回路６は他方の入力端子に入力している
ゲートオンオフ信号Ｓをトランジスタ７のベースに出力
し、トランジスタ７をオンオフ動作させる。
回路の動作について説明する。故障検出器５は電流検出
器３からの検出電流ＩDより、ＩＧＢＴ１に過大電流が
流れていないことを検出している間はハイレベルの検出
信号ＳDをアンド回路６の一方の入力端子に出力する。
従って、アンド回路６は他方の入力端子に入力している
ゲートオンオフ信号Ｓをトランジスタ７のベースに出力
し、トランジスタ７をオンオフ動作させる。
【０００５】トランジスタ７のオンオフ動作に従ってホ
トカプラ８のオンオフ動作を行なうことでゲート増幅器
９に信号が出力されて増幅される。この増幅された信号
はゲート信号ＳGとして抵抗２を通してＩＧＢＴ１のゲ
ートに入力される。この結果、ＩＧＢＴ１はゲート信号
ＳGに従ってオンオフ動作を開始する。
トカプラ８のオンオフ動作を行なうことでゲート増幅器
９に信号が出力されて増幅される。この増幅された信号
はゲート信号ＳGとして抵抗２を通してＩＧＢＴ１のゲ
ートに入力される。この結果、ＩＧＢＴ１はゲート信号
ＳGに従ってオンオフ動作を開始する。
【０００６】しかし、故障検出器５は電流検出器３より
過大電流を示す検出電流ＩDが入力されると、検出信号
ＳDをローレベルに反転してアンド回路６に出力する。
そして、アンド回路６は入力されてくるゲートオンオフ
信号Ｓを無効にしてローレベルの信号をトランジスタ７
のベースに出力する。これにより、外部からのゲートオ
ンオフ信号Ｓの入力に拘わりなくトランジスタ７はオフ
状態となる。そのため、ホトカプラ８よりゲート増幅器
９を通してＩＧＢＴ１のゲートに入力されるゲート信号
ＳGはオフ状態となり、ＩＧＢＴ１は過大電流より保護
される。
過大電流を示す検出電流ＩDが入力されると、検出信号
ＳDをローレベルに反転してアンド回路６に出力する。
そして、アンド回路６は入力されてくるゲートオンオフ
信号Ｓを無効にしてローレベルの信号をトランジスタ７
のベースに出力する。これにより、外部からのゲートオ
ンオフ信号Ｓの入力に拘わりなくトランジスタ７はオフ
状態となる。そのため、ホトカプラ８よりゲート増幅器
９を通してＩＧＢＴ１のゲートに入力されるゲート信号
ＳGはオフ状態となり、ＩＧＢＴ１は過大電流より保護
される。
【０００７】次に、図５に示したＩＧＢＴの保護回路を
３値レベルインバータに適用した場合を説明する。図６
は保護回路を有した従来の３値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Ｐは直流母線の高圧
側、Ｎは直流母線の低圧側、１ａ〜１ｄは高圧側Ｐと低
圧側Ｎ間に直列接続された４個のＩＧＢＴ、２ａ〜２ｂ
はそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのゲートに直列接続さ
れた抵抗、３ａ〜３ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄ
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４ａ〜
４ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、１０ａ〜１０ｄはそれ
ぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続された転流用ダイオードである。尚、各駆動回
路４ａ〜４ｄの構成は図５に示した駆動回路４の構成と
同様である。
３値レベルインバータに適用した場合を説明する。図６
は保護回路を有した従来の３値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Ｐは直流母線の高圧
側、Ｎは直流母線の低圧側、１ａ〜１ｄは高圧側Ｐと低
圧側Ｎ間に直列接続された４個のＩＧＢＴ、２ａ〜２ｂ
はそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのゲートに直列接続さ
れた抵抗、３ａ〜３ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄ
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４ａ〜
４ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、１０ａ〜１０ｄはそれ
ぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続された転流用ダイオードである。尚、各駆動回
路４ａ〜４ｄの構成は図５に示した駆動回路４の構成と
同様である。
【０００８】１１は各駆動回路４ａ〜４ｄにゲートオン
オフ信号Ｓを出力する制御回路、１２，１３は高圧側Ｐ
と低圧側Ｎ間に直列接続されたコンデンサ、１４はクラ
ンプダイオードであり、アノードがＩＧＢＴ１ａと１ｂ
の接続点に、そしてカソードがコンデンサ１２と１３の
接続点に接続されている。１５はクランプダイオードで
あり、アノードがＩＧＢＴ１ｃと１ｄの接続点に、そし
てカソードがコンデンサ１２と１３の接続点に接続され
ている。
オフ信号Ｓを出力する制御回路、１２，１３は高圧側Ｐ
と低圧側Ｎ間に直列接続されたコンデンサ、１４はクラ
ンプダイオードであり、アノードがＩＧＢＴ１ａと１ｂ
の接続点に、そしてカソードがコンデンサ１２と１３の
接続点に接続されている。１５はクランプダイオードで
あり、アノードがＩＧＢＴ１ｃと１ｄの接続点に、そし
てカソードがコンデンサ１２と１３の接続点に接続され
ている。
【０００９】次に、従来の３値レベルインバータの保護
動作について説明する。例えば、駆動回路４ａ、４ｂが
制御回路１１よりゲートオンオフ信号Ｓを取り込みＩＧ
ＢＴ１ａと１ｂをオン動作させると、電流がコンデンサ
１２→ＩＧＢＴ１ａ→ＩＧＢＴ１ｂ→中間電位点ＮUに
接続されたＵ端子へ流れる。この時、インバータの負荷
の変動等でインバータに過大電流が流れると、ＩＧＢＴ
１ａのコレクタとＩＧＢＴ１ｂのコレクタのそれぞれに
接続された電流検出器３ａ，３ｂはその過大電流を検出
して検出電流ＩD（図６を参照）を駆動回路４ａ，４ｂ
の故障検出器５（図５を参照）に出力する。
動作について説明する。例えば、駆動回路４ａ、４ｂが
制御回路１１よりゲートオンオフ信号Ｓを取り込みＩＧ
ＢＴ１ａと１ｂをオン動作させると、電流がコンデンサ
１２→ＩＧＢＴ１ａ→ＩＧＢＴ１ｂ→中間電位点ＮUに
接続されたＵ端子へ流れる。この時、インバータの負荷
の変動等でインバータに過大電流が流れると、ＩＧＢＴ
１ａのコレクタとＩＧＢＴ１ｂのコレクタのそれぞれに
接続された電流検出器３ａ，３ｂはその過大電流を検出
して検出電流ＩD（図６を参照）を駆動回路４ａ，４ｂ
の故障検出器５（図５を参照）に出力する。
【００１０】その結果、各駆動回路４ａ、４ｂはＩＧＢ
Ｔ１ａ，１ｂへのゲート信号ＳGを停止してオフ状態に
する。しかし、この時、駆動回路４ａ，４ｂの故障検出
器の検出レベルのばらつきにより必ずしも駆動回路４ａ
と４ｂが同時に作動するとは限らず、駆動回路４ｂのみ
が作動してＩＧＢＴ１ｂのみがオフし、ＩＧＢＴ１ａが
オン状態である可能性がある。
Ｔ１ａ，１ｂへのゲート信号ＳGを停止してオフ状態に
する。しかし、この時、駆動回路４ａ，４ｂの故障検出
器の検出レベルのばらつきにより必ずしも駆動回路４ａ
と４ｂが同時に作動するとは限らず、駆動回路４ｂのみ
が作動してＩＧＢＴ１ｂのみがオフし、ＩＧＢＴ１ａが
オン状態である可能性がある。
【００１１】この時の動作を図７（ａ），（ｂ）によっ
て説明する。この図は三相誘導負荷に３値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Ｑ１〜Ｑ４は直流母線の高圧側Ｐと低圧側Ｎ間に
直列接続されたＵ相分の４個のＩＧＢＴを示すスイッ
チ、Ｄ１〜Ｄ４は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ１〜Ｑ４）に
逆並列接続された転流用ダイオード、Ｄ１３，Ｄ１４は
図６に示すクランプダイード１４，１５に相当するクラ
ンプダイオードである。
て説明する。この図は三相誘導負荷に３値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Ｑ１〜Ｑ４は直流母線の高圧側Ｐと低圧側Ｎ間に
直列接続されたＵ相分の４個のＩＧＢＴを示すスイッ
チ、Ｄ１〜Ｄ４は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ１〜Ｑ４）に
逆並列接続された転流用ダイオード、Ｄ１３，Ｄ１４は
図６に示すクランプダイード１４，１５に相当するクラ
ンプダイオードである。
【００１２】Ｑ５〜Ｑ８は直流母線の高圧側Ｐと低圧側
Ｎ間に直列接続されたＶ相分の４個のＩＧＢＴを示すス
イッチ、Ｄ５〜Ｄ８は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ５〜Ｑ
８）に逆接続された転流用ダイオード、Ｄ１５，Ｄ１６
は同じくＶ相分のクランプダイオードである。
Ｎ間に直列接続されたＶ相分の４個のＩＧＢＴを示すス
イッチ、Ｄ５〜Ｄ８は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ５〜Ｑ
８）に逆接続された転流用ダイオード、Ｄ１５，Ｄ１６
は同じくＶ相分のクランプダイオードである。
【００１３】Ｑ９〜Ｑ１２は直流母線の高圧側Ｐと低圧
側Ｎ間に直列接続されたＷ相分の４個のＩＧＢＴを示す
スイッチ、Ｄ９〜Ｄ１２は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ９〜
Ｑ１２）に逆接続された転流用ダイオード、Ｄ１７，Ｄ
１８は同じくＷ相分のクランプダイード、Ｌは誘導電動
機等の三相誘導負荷であり、この三相誘導負荷ＬのＵ相
〜Ｗ相の巻線ＷU〜ＷWはスター結線され、巻線の一端は
それぞれ３値レベルインバータのＵ相〜Ｗ相の中間電位
点ＮU〜ＮWに接続されている。
側Ｎ間に直列接続されたＷ相分の４個のＩＧＢＴを示す
スイッチ、Ｄ９〜Ｄ１２は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ９〜
Ｑ１２）に逆接続された転流用ダイオード、Ｄ１７，Ｄ
１８は同じくＷ相分のクランプダイード、Ｌは誘導電動
機等の三相誘導負荷であり、この三相誘導負荷ＬのＵ相
〜Ｗ相の巻線ＷU〜ＷWはスター結線され、巻線の一端は
それぞれ３値レベルインバータのＵ相〜Ｗ相の中間電位
点ＮU〜ＮWに接続されている。
【００１４】このような３値レベルインバータの構成に
おいて、例えば図７（ａ）に示すようにＵ相のスイッチ
Ｑ１，Ｑ２、Ｖ相のスイッチＱ７，Ｑ８、Ｗ相のスイッ
チＱ１１，Ｑ１２のそれぞれがオンし、他のスイッチが
オフしている時は負荷電流ＩLは以下の経路を通って三
相誘導負荷Ｌに流れる。
おいて、例えば図７（ａ）に示すようにＵ相のスイッチ
Ｑ１，Ｑ２、Ｖ相のスイッチＱ７，Ｑ８、Ｗ相のスイッ
チＱ１１，Ｑ１２のそれぞれがオンし、他のスイッチが
オフしている時は負荷電流ＩLは以下の経路を通って三
相誘導負荷Ｌに流れる。
【００１５】コンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→
スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→スイッチＱ
７→スイッチＱ８→コンデンサＣ２の−端子の経路、あ
るいはコンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→スイッ
チＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→
スイッチＱ１２→コンデンサＣ２の−端子の経路の経路
を通る。
スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→スイッチＱ
７→スイッチＱ８→コンデンサＣ２の−端子の経路、あ
るいはコンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→スイッ
チＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→
スイッチＱ１２→コンデンサＣ２の−端子の経路の経路
を通る。
【００１６】このような経路を通って負荷電流ＩLが流
れている時に、Ｕ相に過大電流が検出され、本来スイッ
チＱ１とＱ２をオフしてスイッチＱ１、Ｑ２に相当する
ＩＧＢＴ１ａ，１ｂを保護するところ、電流検出器３
ａ，３ｂの検出レベルのばらつきによりスイッチＱ２の
みがオフするとコンデンサＣ１の＋端子から三相誘導負
荷Ｌへの電流供給経路が遮断される。しかし、負荷は誘
導性であるため、負荷に発生した逆起電力により負荷電
流ＩLを流し続けようとする結果、負荷電流ＩL0は図７
（ｂ）のように転流する。
れている時に、Ｕ相に過大電流が検出され、本来スイッ
チＱ１とＱ２をオフしてスイッチＱ１、Ｑ２に相当する
ＩＧＢＴ１ａ，１ｂを保護するところ、電流検出器３
ａ，３ｂの検出レベルのばらつきによりスイッチＱ２の
みがオフするとコンデンサＣ１の＋端子から三相誘導負
荷Ｌへの電流供給経路が遮断される。しかし、負荷は誘
導性であるため、負荷に発生した逆起電力により負荷電
流ＩLを流し続けようとする結果、負荷電流ＩL0は図７
（ｂ）のように転流する。
【００１７】即ち、負荷電流ＩL0はＵ相巻線ＷU→Ｖ相
巻線ＷV→スイッチＱ７→スイッチＱ８→転流用ダイオ
ードＤ３→転流用ダイオードＤ４の経路、或いはＵ相巻
線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→スイッチＱ１２
→転流用ダイオードＤ３→転流用ダイオードＤ４の経路
を通って流れる。
巻線ＷV→スイッチＱ７→スイッチＱ８→転流用ダイオ
ードＤ３→転流用ダイオードＤ４の経路、或いはＵ相巻
線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→スイッチＱ１２
→転流用ダイオードＤ３→転流用ダイオードＤ４の経路
を通って流れる。
【００１８】この時、Ｕ相においては、スイッチＱ１は
オン、転流用ダイオードＤ３，Ｄ４は導通状態、スイッ
チＱ２はオフ状態であるため、スイッチＱ２にはコンデ
ンサＣ１，Ｃ２の充電電圧の和、つまり３値レベルイン
バータの直流電圧Ｅｄの２倍の電圧（直流母線電圧）が
かかる。この結果、図６に示すＩＧＢＴ１ｂに直流母線
電圧が直接かかる可能性があり、ＩＧＢＴ１Ｂの耐電圧
が直流母線電圧の印加に対して余裕のないときや直流母
線電圧より低い時はＩＧＢＴ１ｂを破壊せしめることに
なる。
オン、転流用ダイオードＤ３，Ｄ４は導通状態、スイッ
チＱ２はオフ状態であるため、スイッチＱ２にはコンデ
ンサＣ１，Ｃ２の充電電圧の和、つまり３値レベルイン
バータの直流電圧Ｅｄの２倍の電圧（直流母線電圧）が
かかる。この結果、図６に示すＩＧＢＴ１ｂに直流母線
電圧が直接かかる可能性があり、ＩＧＢＴ１Ｂの耐電圧
が直流母線電圧の印加に対して余裕のないときや直流母
線電圧より低い時はＩＧＢＴ１ｂを破壊せしめることに
なる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータの保
護装置は以上のように構成されているので、電流検出器
の検出レベルのばらつきでスイッチがオフせず、図７
（ｂ）に示すように単一のＩＧＢＴに直流母線電圧が直
接かかる電流供給経路が形成されると最悪の場合にはそ
のＩＧＢＴを破壊に至らしめるという問題点があった。
また、そのような問題点を回避するために直流母線電圧
が直接かかりそうなＩＧＢＴを、直流母線電圧より耐電
圧容量が高いＩＧＢＴに代えて使用すると装置自体が非
常に高価になるという問題点があった。
護装置は以上のように構成されているので、電流検出器
の検出レベルのばらつきでスイッチがオフせず、図７
（ｂ）に示すように単一のＩＧＢＴに直流母線電圧が直
接かかる電流供給経路が形成されると最悪の場合にはそ
のＩＧＢＴを破壊に至らしめるという問題点があった。
また、そのような問題点を回避するために直流母線電圧
が直接かかりそうなＩＧＢＴを、直流母線電圧より耐電
圧容量が高いＩＧＢＴに代えて使用すると装置自体が非
常に高価になるという問題点があった。
【００２０】さらに、従来のインバータの保護装置は各
ＩＧＢＴ毎に電流検出器及び故障検出器が必要なため回
路構成が複雑になると共に、装置価格を安価にできない
という問題点があった。
ＩＧＢＴ毎に電流検出器及び故障検出器が必要なため回
路構成が複雑になると共に、装置価格を安価にできない
という問題点があった。
【００２１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、耐電圧容量の低いスイッイング
素子によってインバータを構成しても過電流によりスイ
ッチング素子を破壊することなく、また回路構成を簡略
化したインバータの保護装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、耐電圧容量の低いスイッイング
素子によってインバータを構成しても過電流によりスイ
ッチング素子を破壊することなく、また回路構成を簡略
化したインバータの保護装置を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された４
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたものであ
る。
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された４
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたものであ
る。
【００２３】請求項２の発明に係るインバータの保護装
置は、直流母線間に直列接続された４個のスイッチング
素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並列接続
された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列接続さ
れた２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に直列接
続された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオード、
及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記２個の
スイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間
に接続されたクランプダイオードから構成されるインバ
ータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作異常検
出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個の
スイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続さ
れた１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母
線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制
御する制御手段と、この制御手段よりスイッチング素子
へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対して遅延
させる遅延手段とを備えたものである。
置は、直流母線間に直列接続された４個のスイッチング
素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並列接続
された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列接続さ
れた２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に直列接
続された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオード、
及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記２個の
スイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間
に接続されたクランプダイオードから構成されるインバ
ータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作異常検
出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個の
スイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続さ
れた１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母
線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制
御する制御手段と、この制御手段よりスイッチング素子
へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対して遅延
させる遅延手段とを備えたものである。
【００２４】請求項３の発明に係るインバータの保護装
置は、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流れる電
流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流れる
電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２個の
スイッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれ
に逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間
に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高
圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接
続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプ
ダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続され
た前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデン
サの接続点間に接続されたクランプダイオードから構成
されるインバータの動作異常を前記電流検出手段による
電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常検出
時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個のス
イッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母線
の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制御
する制御手段を備えたものである。
置は、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流れる電
流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流れる
電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング素子
と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２個の
スイッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれ
に逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間
に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高
圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接
続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプ
ダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続され
た前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデン
サの接続点間に接続されたクランプダイオードから構成
されるインバータの動作異常を前記電流検出手段による
電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常検出
時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個のス
イッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流母線
の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン制御
する制御手段を備えたものである。
【００２５】
【作用】請求項１の発明におけるインバータの保護装置
は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接続さ
れる４個のスイッチング素子の内、高圧側と低圧側に直
接接続されるスイッチング素子をオフし、中間電位点に
接続される２個のスイッチング素子をオンすることで、
オフしたスイッチング素子によって直流母線間電圧が分
担されるため単一にスイッチング素子に直流母線の全電
圧が印加されることはない。
は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接続さ
れる４個のスイッチング素子の内、高圧側と低圧側に直
接接続されるスイッチング素子をオフし、中間電位点に
接続される２個のスイッチング素子をオンすることで、
オフしたスイッチング素子によって直流母線間電圧が分
担されるため単一にスイッチング素子に直流母線の全電
圧が印加されることはない。
【００２６】請求項２の発明におけるインバータの保護
装置は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接
続される４個のスイッチング素子の内、高圧側或いは低
圧側に直接接続されるスイッチング素子を先にオフし、
中間電位点に接続される２個のスイッチング素子を遅延
してオンすることで、各スイッチング素子間におけるオ
ン、オフの順序を確定できるため単一にスイッチング素
子に直流母線の全電圧が印加されることはない。
装置は、インバータの異常検出時に直流母線間に直列接
続される４個のスイッチング素子の内、高圧側或いは低
圧側に直接接続されるスイッチング素子を先にオフし、
中間電位点に接続される２個のスイッチング素子を遅延
してオンすることで、各スイッチング素子間におけるオ
ン、オフの順序を確定できるため単一にスイッチング素
子に直流母線の全電圧が印加されることはない。
【００２７】請求項３の発明におけるインバータの保護
装置は、直流母線間に直列接続される４個のスイッチン
グ素子の内、高圧側或いは低圧側に直接接続されるスイ
ッチング素子に電流検出機能を持たせ、インバータに過
電流が流れた場合は電流検出機能によって検出された検
出電流に基づいて各スイッチング素子をオン制御及びオ
フ制御するようにしたので装置の構成が簡易化される。
装置は、直流母線間に直列接続される４個のスイッチン
グ素子の内、高圧側或いは低圧側に直接接続されるスイ
ッチング素子に電流検出機能を持たせ、インバータに過
電流が流れた場合は電流検出機能によって検出された検
出電流に基づいて各スイッチング素子をオン制御及びオ
フ制御するようにしたので装置の構成が簡易化される。
【００２８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は本実施例におけるインバータの
保護装置の構成図である。尚、図中、図６と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、５ａ，５ｄは図
５における故障検出器５に、７ａ〜７ｄはトランジスタ
７に、８ａ〜８ｄはホトカプラ８に、９ａ〜９ｄはゲー
ト増幅器９に相当する。１６はアンドゲートであり、こ
のアンドゲート１６は故障検出器５ａ，５ｄの双方より
故障無検出時のハイレベルの検出信号ＳDを入力時にハ
イレベルのゲート制御信号ＳCを出力する。
ついて説明する。図１は本実施例におけるインバータの
保護装置の構成図である。尚、図中、図６と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、５ａ，５ｄは図
５における故障検出器５に、７ａ〜７ｄはトランジスタ
７に、８ａ〜８ｄはホトカプラ８に、９ａ〜９ｄはゲー
ト増幅器９に相当する。１６はアンドゲートであり、こ
のアンドゲート１６は故障検出器５ａ，５ｄの双方より
故障無検出時のハイレベルの検出信号ＳDを入力時にハ
イレベルのゲート制御信号ＳCを出力する。
【００２９】１７，１８はオア回路であり、このオア回
路１７，１８は反転入力端子にアンド回路１６よりハイ
レベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制御
回路１１から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Ｓをトランジスタ７ｂ及び７ｃのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号ＳCが入力された時に
ゲート制御信号ＳCをハイレベルに反転するることで制
御回路１１からオア回路１７，１８の他方の入力端子に
入力されるゲートオンオフ信号Ｓを無効にしてハイレベ
ルの信号をトランジスタ７ｂ及び７ｃに出力する。
路１７，１８は反転入力端子にアンド回路１６よりハイ
レベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制御
回路１１から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Ｓをトランジスタ７ｂ及び７ｃのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号ＳCが入力された時に
ゲート制御信号ＳCをハイレベルに反転するることで制
御回路１１からオア回路１７，１８の他方の入力端子に
入力されるゲートオンオフ信号Ｓを無効にしてハイレベ
ルの信号をトランジスタ７ｂ及び７ｃに出力する。
【００３０】６ａ，６ｄはアンド回路であり、アンド回
路６ａ，６ｄは一方の入力端子にアンド回路１６よりハ
イレベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制
御回路１１からのゲートオンオフ信号ＳGをトランジス
タ７ａ及び７ｄのベースに出力し、ローレベルの制御信
号ＳCが入力された時には制御回路１１からのゲートオ
ンオフ信号ＳGを無効にしてローレベルの信号をトラン
ジスタ７ａ及び７ｄに出力する。尚、電流検出器３ａ，
３ｄ、故障検出器５ａ，５ｄは異常検出手段を、また制
御回路１１、アンド回路１６，６ａ，６ｄ、オア回路１
７，１８、トランジスタ７ａ〜７ｄ，ホトカプラ８ａ〜
８ｄは制御手段を構成する。
路６ａ，６ｄは一方の入力端子にアンド回路１６よりハ
イレベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制
御回路１１からのゲートオンオフ信号ＳGをトランジス
タ７ａ及び７ｄのベースに出力し、ローレベルの制御信
号ＳCが入力された時には制御回路１１からのゲートオ
ンオフ信号ＳGを無効にしてローレベルの信号をトラン
ジスタ７ａ及び７ｄに出力する。尚、電流検出器３ａ，
３ｄ、故障検出器５ａ，５ｄは異常検出手段を、また制
御回路１１、アンド回路１６，６ａ，６ｄ、オア回路１
７，１８、トランジスタ７ａ〜７ｄ，ホトカプラ８ａ〜
８ｄは制御手段を構成する。
【００３１】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。通常、故障検出器５ａ，５ｄの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号ＳDをアンド回路１６に出力している
ため、アンド回路１６はアンド回路６ａ，６ｂの一方の
入力端子、オア回路１７，１８の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号ＳCを出力する。その結果、アン
ド回路６ａ，６ｄ、オア回路１７，１８のそれぞれは制
御回路１１より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Ｓを出力端子に接続されているトランジス
タ７ａ〜７ｄのベースに出力する。
動作について説明する。通常、故障検出器５ａ，５ｄの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号ＳDをアンド回路１６に出力している
ため、アンド回路１６はアンド回路６ａ，６ｂの一方の
入力端子、オア回路１７，１８の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号ＳCを出力する。その結果、アン
ド回路６ａ，６ｄ、オア回路１７，１８のそれぞれは制
御回路１１より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Ｓを出力端子に接続されているトランジス
タ７ａ〜７ｄのベースに出力する。
【００３２】そしてトランジスタ７ａ〜７ｄのオンオフ
動作により、ホトカプラ８ａ〜８ｄは信号をゲート増幅
器９ａ〜９ｄ及び抵抗２ａ〜２ｄを通してＩＧＢＴ１ａ
〜１ｄへゲート信号ＳGとして出力する。これにより、
ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄは制御回路１１より出力されるゲー
トオンオフ信号Ｓの出力周期に合わせてオンオフ動作を
行い、コンデンサ１２，１３の直流電圧を可変電圧可変
周波数の交流電力に変換して三相誘導負荷Ｌに出力す
る。
動作により、ホトカプラ８ａ〜８ｄは信号をゲート増幅
器９ａ〜９ｄ及び抵抗２ａ〜２ｄを通してＩＧＢＴ１ａ
〜１ｄへゲート信号ＳGとして出力する。これにより、
ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄは制御回路１１より出力されるゲー
トオンオフ信号Ｓの出力周期に合わせてオンオフ動作を
行い、コンデンサ１２，１３の直流電圧を可変電圧可変
周波数の交流電力に変換して三相誘導負荷Ｌに出力す
る。
【００３３】次に、故障検出時におけるＩＧＢＴの保護
動作について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
今、Ｕ相においては直流母線の高圧側Ｐに接続されたス
イッチ（ＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２がオンし、Ｖ相において
は低圧側Ｎに接続されたスイッチＱ７，Ｑ８がオンし、
Ｗ相においては低圧側Ｎに接続されたスイッチＱ１１，
Ｑ１２がオンしているものとする。この結果、負荷電流
ＩLは以下の経路を通って三相誘導負荷Ｌに流れる。
動作について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
今、Ｕ相においては直流母線の高圧側Ｐに接続されたス
イッチ（ＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２がオンし、Ｖ相において
は低圧側Ｎに接続されたスイッチＱ７，Ｑ８がオンし、
Ｗ相においては低圧側Ｎに接続されたスイッチＱ１１，
Ｑ１２がオンしているものとする。この結果、負荷電流
ＩLは以下の経路を通って三相誘導負荷Ｌに流れる。
【００３４】コンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→
スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→スイッチＱ
７→スイッチＱ８→コンデンサＣ２の−端子の経路、あ
るいはコンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→スイッ
チＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→
スイッチＱ１２→コンデンサＣ２の−端子の経路を通
る。
スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→スイッチＱ
７→スイッチＱ８→コンデンサＣ２の−端子の経路、あ
るいはコンデンサＣ１の＋端子→スイッチＱ１→スイッ
チＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１→
スイッチＱ１２→コンデンサＣ２の−端子の経路を通
る。
【００３５】負荷電流ＩLが以上のような経路を通って
流れている時に、Ｕ相に設けられた故障検出器５ａ，５
ｄが電流検出器３ａ，３ｄより過大電流を示す検出電流
ＩDを取り込み、ローレベルの検出信号ＳDをアンド回路
１６の双方の入力端子に出力すると、アンド回路１６は
今までハイレベルであったゲート制御信号ＳCをローレ
ベルに反転して出力する。
流れている時に、Ｕ相に設けられた故障検出器５ａ，５
ｄが電流検出器３ａ，３ｄより過大電流を示す検出電流
ＩDを取り込み、ローレベルの検出信号ＳDをアンド回路
１６の双方の入力端子に出力すると、アンド回路１６は
今までハイレベルであったゲート制御信号ＳCをローレ
ベルに反転して出力する。
【００３６】この結果、高圧側Ｐに直接接続されたＩＧ
ＢＴ１ａ、低圧側Ｎに直接接続されたＩＧＢＴ１ｄにゲ
ートオンオフ信号を出力するアンド回路６ａ，６ｄの一
方の入力端子にはローレベルの制御信号ＳCが入力され
るため制御回路１１より入力されるゲートオンオフ信号
は無効となり、図２（ｂ）に示すようにスイッチＱ１，
Ｑ４はオフとなる。
ＢＴ１ａ、低圧側Ｎに直接接続されたＩＧＢＴ１ｄにゲ
ートオンオフ信号を出力するアンド回路６ａ，６ｄの一
方の入力端子にはローレベルの制御信号ＳCが入力され
るため制御回路１１より入力されるゲートオンオフ信号
は無効となり、図２（ｂ）に示すようにスイッチＱ１，
Ｑ４はオフとなる。
【００３７】また、オア回路１７，１８の反転入力端子
に入力されたローレベルの制御信号ＳCは反転してハイ
レベルとなるため、ハイレベルの信号がトランジスタ７
ｂ，７ｃ、ホトカプラ８ｂ，８ｃ、ゲート増幅器９ｂ，
９ｃ、抵抗２ｂ，２ｃを通してＩＧＢＴ１ｂ，１ｃに流
れることで、図２（ｂ）に示す中間電位点ＮUに接続さ
れたスイッチＱ２，Ｑ３はオン状態となる。
に入力されたローレベルの制御信号ＳCは反転してハイ
レベルとなるため、ハイレベルの信号がトランジスタ７
ｂ，７ｃ、ホトカプラ８ｂ，８ｃ、ゲート増幅器９ｂ，
９ｃ、抵抗２ｂ，２ｃを通してＩＧＢＴ１ｂ，１ｃに流
れることで、図２（ｂ）に示す中間電位点ＮUに接続さ
れたスイッチＱ２，Ｑ３はオン状態となる。
【００３８】このように、スイッチＱ１，Ｑ４がオフに
なることで、コンデンサＣ１，Ｃ２から電流が三相誘導
負荷Ｌに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流ＩL0が図２（ｂ）
に示す経路で流れる。負荷電流ＩL0はクランプダイオー
ドＤ１３→スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→
スイッチＱ７、或いはクランプダイオードＤ１３→スイ
ッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ７の
経路で流れる。
なることで、コンデンサＣ１，Ｃ２から電流が三相誘導
負荷Ｌに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流ＩL0が図２（ｂ）
に示す経路で流れる。負荷電流ＩL0はクランプダイオー
ドＤ１３→スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→
スイッチＱ７、或いはクランプダイオードＤ１３→スイ
ッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ７の
経路で流れる。
【００３９】しかし、この時、スイッチＱ１，Ｑ４はオ
フしているため、これらスイッチＱ１，Ｑ４により直流
電圧２Ｅｄを分担することになる。よって１個のスイッ
チ（スイッチＱ１及びＱ４）当たりに印加される直流電
圧はＥｄである。このことは他の相のスイッチＱ５とＱ
８（Ｖ相）、スイッチＱ９とＱ１２（Ｗ相）においても
同様である。従って、ＩＧＢＴの保護にあたり単一のＩ
ＧＢＴに直流母線の全電圧が印加されることはない。
フしているため、これらスイッチＱ１，Ｑ４により直流
電圧２Ｅｄを分担することになる。よって１個のスイッ
チ（スイッチＱ１及びＱ４）当たりに印加される直流電
圧はＥｄである。このことは他の相のスイッチＱ５とＱ
８（Ｖ相）、スイッチＱ９とＱ１２（Ｗ相）においても
同様である。従って、ＩＧＢＴの保護にあたり単一のＩ
ＧＢＴに直流母線の全電圧が印加されることはない。
【００４０】実施例２．尚、上記実施例１では、例えば
Ｕ相のＩＧＢＴ１ａ，１ｂがオンで、ＩＧＢＴ１ｃ，１
ｄがオフの時に過電流を検出するとアンド回路１６，６
ａ，６ｄ、オア回路１７，１８等の論理回路の働きによ
りＩＧＢＴ１ａをオフすると共にＩＧＢＴ１ｃをオンに
することで、ＩＧＢＴ１ａ，１ｄをオフ制御し、ＩＧＢ
Ｔ１ｂ，１ｃをオン制御していた。しかし、この時ＩＧ
ＢＴ１ｂは既にオン、ＩＧＢＴ１ｄは既にオフしてお
り、このためＩＧＢＴ１ａのオフとＩＧＢＴ１ｃのオン
を同時に行うと、ＩＧＢＴの特性のばらつきによりＩＧ
ＢＴ１ａのオフがＩＧＢＴ１ｃのオンより遅れることが
ある。この結果、直流母線の全電圧２ＥｄがＩＧＢＴ１
ｄに印加される可能性がある。
Ｕ相のＩＧＢＴ１ａ，１ｂがオンで、ＩＧＢＴ１ｃ，１
ｄがオフの時に過電流を検出するとアンド回路１６，６
ａ，６ｄ、オア回路１７，１８等の論理回路の働きによ
りＩＧＢＴ１ａをオフすると共にＩＧＢＴ１ｃをオンに
することで、ＩＧＢＴ１ａ，１ｄをオフ制御し、ＩＧＢ
Ｔ１ｂ，１ｃをオン制御していた。しかし、この時ＩＧ
ＢＴ１ｂは既にオン、ＩＧＢＴ１ｄは既にオフしてお
り、このためＩＧＢＴ１ａのオフとＩＧＢＴ１ｃのオン
を同時に行うと、ＩＧＢＴの特性のばらつきによりＩＧ
ＢＴ１ａのオフがＩＧＢＴ１ｃのオンより遅れることが
ある。この結果、直流母線の全電圧２ＥｄがＩＧＢＴ１
ｄに印加される可能性がある。
【００４１】係る問題点を解決するために図３に示すよ
うにオア回路１７，１８の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路２１，２２を接続し、遅延回路２
１，２２を通してアンド回路１６からのゲート制御信号
ＳCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばＩＧＢＴ１ａ，１ｂに注目すると、オア回路１７の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路２１によりアンド回路６ｄに入力されるゲー
ト制御信号ＳCより遅延される。よって、アンド回路６
ｄの出力がローレベルに反転した後に、オア回路１７の
出力がハイレベルに反転することで、必ずＩＧＢＴ１ａ
がオフしてからＩＧＢＴ１ｃがオンする。従って、各Ｉ
ＧＢＴ１ａ，１ｃ間のオン、オフ動作の遅延によりＩＧ
ＢＴ１ｄに直流母線の全電圧２Ｅｄが印加されるといっ
た事態が回避される。
うにオア回路１７，１８の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路２１，２２を接続し、遅延回路２
１，２２を通してアンド回路１６からのゲート制御信号
ＳCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばＩＧＢＴ１ａ，１ｂに注目すると、オア回路１７の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路２１によりアンド回路６ｄに入力されるゲー
ト制御信号ＳCより遅延される。よって、アンド回路６
ｄの出力がローレベルに反転した後に、オア回路１７の
出力がハイレベルに反転することで、必ずＩＧＢＴ１ａ
がオフしてからＩＧＢＴ１ｃがオンする。従って、各Ｉ
ＧＢＴ１ａ，１ｃ間のオン、オフ動作の遅延によりＩＧ
ＢＴ１ｄに直流母線の全電圧２Ｅｄが印加されるといっ
た事態が回避される。
【００４２】実施例３．上記実施例２，３では直流母線
の高圧側Ｐに直接接続されるＩＧＢＴ１ａに流れる電流
を検出する電流検出器３ａと低圧側Ｎに直接接続される
ＩＧＢＴ１ｄに流れる電流を検出する電流検出器３ｄと
を設けた。しかし、図４に示すように電流検出器を設け
る代わりにＩＧＢＴ１ａ、ＩＧＢＴ１ｄを電流検出機能
を備えたＩＧＢＴ１９，２０に変えて使用してもよい。
そして電流検出機能によって検出された検出電流ＩDを
それぞれ故障検出器５ａ、５ｄに出力する。これにより
電流検出器が不要になり装置の低コスト化が計れる。
尚、上記各実施例ではスイッチング素子をＩＧＢＴを用
いて説明したが、ＩＧＢＴに限定せずにバイポーラトラ
ンジスタ、ＦＥＴ、ＧＴＯ等、自己遮断能力を有する半
導体スイッチング素子を用いても本発明を実施すること
ができる。
の高圧側Ｐに直接接続されるＩＧＢＴ１ａに流れる電流
を検出する電流検出器３ａと低圧側Ｎに直接接続される
ＩＧＢＴ１ｄに流れる電流を検出する電流検出器３ｄと
を設けた。しかし、図４に示すように電流検出器を設け
る代わりにＩＧＢＴ１ａ、ＩＧＢＴ１ｄを電流検出機能
を備えたＩＧＢＴ１９，２０に変えて使用してもよい。
そして電流検出機能によって検出された検出電流ＩDを
それぞれ故障検出器５ａ、５ｄに出力する。これにより
電流検出器が不要になり装置の低コスト化が計れる。
尚、上記各実施例ではスイッチング素子をＩＧＢＴを用
いて説明したが、ＩＧＢＴに限定せずにバイポーラトラ
ンジスタ、ＦＥＴ、ＧＴＯ等、自己遮断能力を有する半
導体スイッチング素子を用いても本発明を実施すること
ができる。
【００４３】
【発明の効果】請求項１の発明によるインバータの保護
装置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたので、インバータの
過電流検出時に、スイッチング素子を保護のためオフ制
御しても１スイッチング素子に印加される電圧を直流母
線電圧の半分以下に抑えることができるためインバータ
を耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成できるとい
う効果がある。
装置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたので、インバータの
過電流検出時に、スイッチング素子を保護のためオフ制
御しても１スイッチング素子に印加される電圧を直流母
線電圧の半分以下に抑えることができるためインバータ
を耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成できるとい
う効果がある。
【００４４】請求項２の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列
接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記
２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接
続点間に接続されたクランプダイオードから構成される
インバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作
異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された
１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記
直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子を
オン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチン
グ素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対し
て遅延させる遅延手段とを備えたので、１スイッチング
素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑え
ることができるためインバータを耐電圧容量の低いスイ
ッチング素子で構成できる効果があると共に、直流母線
に直接接続されたスイッチング素子をオフした後に中間
電位点に接続されたスイッチング素子をオンすることで
直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッチング素
子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上するという
効果がある。
置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直列
接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前記
２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの接
続点間に接続されたクランプダイオードから構成される
インバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動作
異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された
１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記
直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子を
オン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチン
グ素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対し
て遅延させる遅延手段とを備えたので、１スイッチング
素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑え
ることができるためインバータを耐電圧容量の低いスイ
ッチング素子で構成できる効果があると共に、直流母線
に直接接続されたスイッチング素子をオフした後に中間
電位点に接続されたスイッチング素子をオンすることで
直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッチング素
子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上するという
効果がある。
【００４５】請求項３の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段に
よる電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常
検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個
のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続
された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流
母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン
制御する制御手段とを備えたので、１スイッチング素子
に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑えるこ
とができるためインバータを耐電圧容量の低いスイッチ
ング素子で構成できる効果があると共に、直流母線の高
圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素子を電流
検出機能を有したスイッチング素子を使用したため従来
装置に比べて回路構成が簡略化されるという効果があ
る。
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段に
よる電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異常
検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１個
のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接続
された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直流
母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオン
制御する制御手段とを備えたので、１スイッチング素子
に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に抑えるこ
とができるためインバータを耐電圧容量の低いスイッチ
ング素子で構成できる効果があると共に、直流母線の高
圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素子を電流
検出機能を有したスイッチング素子を使用したため従来
装置に比べて回路構成が簡略化されるという効果があ
る。
【図１】この発明の実施例１によるインバータの保護装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】本実施例によるインバータの保護装置の動作を
説明する３値レベルインバータの等価回路図である。
説明する３値レベルインバータの等価回路図である。
【図３】この発明の実施例２によるインバータの保護回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図４】この発明の実施例３によるインバータの保護回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図５】従来のＩＧＢＴの保護回路を示す回路図であ
る。
る。
【図６】従来のＩＧＢＴの保護回路を適用した３値レベ
ルインバータの構成図である。
ルインバータの構成図である。
【図７】従来のＩＧＢＴの保護回路を適用した３値レベ
ルインバータの保護動作を説明するためのインバータの
等価回路図である。
ルインバータの保護動作を説明するためのインバータの
等価回路図である。
Ｐ 直流母線の高圧側 Ｎ 直流母線の低圧側 １ａ〜１ｄ ＩＧＢＴ ３ａ，３ｄ 電流検出器 ５ａ，５ｄ 故障検出器 １０ａ〜１０ｄ 転流用ダイオード １１ 制御回路 １２，１３ コンデンサ １４，１５ クランプダイオード ６ａ，６ｄ，１６ アンド回路 １７，１８ オア回路 １９，２０ 電流検出機能付きのＩＧＢＴ ２１，２２ 遅延回路
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】この駆動回路４は、電流検出器３より入力
された検出電流ＩDに基づきＩＧＢＴ１に流れる過大電
流を検出した時に検出信号ＳDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器５と、一方の入力端
子に故障検出器５より検出信号ＳDが入力され、他方の
入力端子に外部よりＩＧＢＴ１をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Ｓが入力される信号処理回路（以下、単
に、例えばアンド回路と記載する）６、検出信号ＳDが
ハイレベルの時にアンド回路６より入力されたゲートオ
ンオフ信号Ｓに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ８
を駆動するトランジスタ７、ホトカプラ８の出力を増幅
してゲート信号ＳGとしてＩＧＢＴ１のゲートに直列接
続された抵抗２に出力するゲート増幅器９より構成され
ている。
された検出電流ＩDに基づきＩＧＢＴ１に流れる過大電
流を検出した時に検出信号ＳDをハイレベルよりローレ
ベルに反転して出力する故障検出器５と、一方の入力端
子に故障検出器５より検出信号ＳDが入力され、他方の
入力端子に外部よりＩＧＢＴ１をオンオフ制御するゲー
トオンオフ信号Ｓが入力される信号処理回路（以下、単
に、例えばアンド回路と記載する）６、検出信号ＳDが
ハイレベルの時にアンド回路６より入力されたゲートオ
ンオフ信号Ｓに従ってオンオフ動作をしてホトカプラ８
を駆動するトランジスタ７、ホトカプラ８の出力を増幅
してゲート信号ＳGとしてＩＧＢＴ１のゲートに直列接
続された抵抗２に出力するゲート増幅器９より構成され
ている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】次に、図５に示したＩＧＢＴの保護回路を
３値レベルインバータに適用した場合を説明する。図６
は保護回路を有した従来の３値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Ｐは直流母線の高圧
側、Ｎは直流母線の低圧側、１ａ〜１ｄは高圧側Ｐと低
圧側Ｎ間に直列接続された４個のＩＧＢＴ、２ａ〜２ｂ
はそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのゲートに直列接続さ
れた抵抗、３ａ〜３ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄ
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４ａ〜
４ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、１０ａ〜１０ｄはそれ
ぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続されたフライホイールダイオードである。尚、
各駆動回路４ａ〜４ｄの構成は図５に示した駆動回路４
の構成と同様である。
３値レベルインバータに適用した場合を説明する。図６
は保護回路を有した従来の３値レベルインバータの構成
を示す回路図である。図において、Ｐは直流母線の高圧
側、Ｎは直流母線の低圧側、１ａ〜１ｄは高圧側Ｐと低
圧側Ｎ間に直列接続された４個のＩＧＢＴ、２ａ〜２ｂ
はそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのゲートに直列接続さ
れた抵抗、３ａ〜３ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄ
のコレクタに流れる電流を検出する電流検出器、４ａ〜
４ｄはそれぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄを過大電流より保
護すると共に駆動する駆動回路、１０ａ〜１０ｄはそれ
ぞれ各ＩＧＢＴ１ａ〜１ｄのコレクタとエミッタ間に逆
並列接続されたフライホイールダイオードである。尚、
各駆動回路４ａ〜４ｄの構成は図５に示した駆動回路４
の構成と同様である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】この時の動作を図７（ａ），（ｂ）によっ
て説明する。この図は三相誘導負荷に３値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Ｑ１〜Ｑ４は直流母線の高圧側Ｐと低圧側Ｎ間に
直列接続されたＵ相分の４個のＩＧＢＴを示すスイッ
チ、Ｄ１〜Ｄ４は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ１〜Ｑ４）に
逆並列接続されたフライホイールダイオード、Ｄ１３，
Ｄ１４は図６に示すクランプダイード１４，１５に相当
するクランプダイオードである。
て説明する。この図は三相誘導負荷に３値レベルインバ
ータを適用した場合の回路構成を示すものでる。図にお
いて、Ｑ１〜Ｑ４は直流母線の高圧側Ｐと低圧側Ｎ間に
直列接続されたＵ相分の４個のＩＧＢＴを示すスイッ
チ、Ｄ１〜Ｄ４は各ＩＧＢＴ（スイッチＱ１〜Ｑ４）に
逆並列接続されたフライホイールダイオード、Ｄ１３，
Ｄ１４は図６に示すクランプダイード１４，１５に相当
するクランプダイオードである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】即ち、負荷電流ＩL0はＵ相巻線ＷU→Ｖ相
巻線ＷV→スイッチＱ７→スイッチＱ８→フライホイー
ルダイオードＤ３→フライホイールダイオードＤ４の経
路、或いはＵ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１
→スイッチＱ１２→フライホイールダイオードＤ３→フ
ライホイールダイオードＤ４の経路を通って流れる。
巻線ＷV→スイッチＱ７→スイッチＱ８→フライホイー
ルダイオードＤ３→フライホイールダイオードＤ４の経
路、或いはＵ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１
→スイッチＱ１２→フライホイールダイオードＤ３→フ
ライホイールダイオードＤ４の経路を通って流れる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された４
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を検出する異
常検出手段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧
側に直接接続された１個のスイッチング素子と前記直流
母線の低圧側に直接接続された１個のスイッチング素子
をオフ制御し、前記直流母線の中間電位点に接続された
スイッチング素子をオン制御する制御手段とを備えたも
のである。
ンバータの保護装置は、直流母線間に直列接続された４
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を検出する異
常検出手段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧
側に直接接続された１個のスイッチング素子と前記直流
母線の低圧側に直接接続された１個のスイッチング素子
をオフ制御し、前記直流母線の中間電位点に接続された
スイッチング素子をオン制御する制御手段とを備えたも
のである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】１７，１８はオア回路であり、このオア回
路１７，１８は反転入力端子にアンド回路１６よりハイ
レベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制御
回路１１から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Ｓをトランジスタ７ｂ及び７ｃのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号ＳCが入力された時に
ゲート制御信号ＳCをハイレベルに反転することで制御
回路１１からオア回路１７，１８の他方の入力端子に入
力されるゲートオンオフ信号Ｓを無効にしてハイレベル
の信号をトランジスタ７ｂ及び７ｃに出力する。
路１７，１８は反転入力端子にアンド回路１６よりハイ
レベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制御
回路１１から他方の入力端子に入力されるゲートオンオ
フ信号Ｓをトランジスタ７ｂ及び７ｃのベースに出力
し、ローレベルのゲート制御信号ＳCが入力された時に
ゲート制御信号ＳCをハイレベルに反転することで制御
回路１１からオア回路１７，１８の他方の入力端子に入
力されるゲートオンオフ信号Ｓを無効にしてハイレベル
の信号をトランジスタ７ｂ及び７ｃに出力する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】６ａ，６ｄはアンド回路であり、アンド回
路６ａ，６ｄは一方の入力端子にアンド回路１６よりハ
イレベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制
御回路１１からのゲートオンオフ信号Ｓをトランジスタ
７ａ及び７ｄのベースに出力し、ローレベルの制御信号
ＳCが入力された時には制御回路１１からのゲートオン
オフ信号Ｓを無効にしてローレベルの信号をトランジス
タ７ａ及び７ｄに出力する。尚、電流検出器３ａ，３
ｄ、故障検出器５ａ，５ｄは異常検出手段を、また制御
回路１１、アンド回路１６，６ａ，６ｄ、オア回路１
７，１８、トランジスタ７ａ〜７ｄ，ホトカプラ８ａ〜
８ｄは制御手段を構成する。
路６ａ，６ｄは一方の入力端子にアンド回路１６よりハ
イレベルのゲート制御信号ＳCが入力されている間は制
御回路１１からのゲートオンオフ信号Ｓをトランジスタ
７ａ及び７ｄのベースに出力し、ローレベルの制御信号
ＳCが入力された時には制御回路１１からのゲートオン
オフ信号Ｓを無効にしてローレベルの信号をトランジス
タ７ａ及び７ｄに出力する。尚、電流検出器３ａ，３
ｄ、故障検出器５ａ，５ｄは異常検出手段を、また制御
回路１１、アンド回路１６，６ａ，６ｄ、オア回路１
７，１８、トランジスタ７ａ〜７ｄ，ホトカプラ８ａ〜
８ｄは制御手段を構成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。通常、故障検出器５ａ，５ｄの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号ＳDをアンド回路１６に出力している
ため、アンド回路１６はアンド回路６ａ，６ｄの一方の
入力端子、オア回路１７，１８の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号ＳCを出力する。その結果、アン
ド回路６ａ，６ｄ、オア回路１７，１８のそれぞれは制
御回路１１より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Ｓを出力端子に接続されているトランジス
タ７ａ〜７ｄのベースに出力する。
動作について説明する。通常、故障検出器５ａ，５ｄの
双方がインバータの故障を検出していない場合は、ハイ
レベルの検出信号ＳDをアンド回路１６に出力している
ため、アンド回路１６はアンド回路６ａ，６ｄの一方の
入力端子、オア回路１７，１８の反転入力端子にハイレ
ベルのゲート制御信号ＳCを出力する。その結果、アン
ド回路６ａ，６ｄ、オア回路１７，１８のそれぞれは制
御回路１１より他方の入力端子に入力されているゲート
オンオフ信号Ｓを出力端子に接続されているトランジス
タ７ａ〜７ｄのベースに出力する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】このように、スイッチＱ１，Ｑ４がオフに
なることで、コンデンサＣ１，Ｃ２から電流が三相誘導
負荷Ｌに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流ＩL0が図２（ｂ）
に示す経路で流れる。負荷電流ＩL0はクランプダイオー
ドＤ１３→スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→
スイッチＱ７、或いはクランプダイオードＤ１３→スイ
ッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１
の経路で流れる。
なることで、コンデンサＣ１，Ｃ２から電流が三相誘導
負荷Ｌに供給されなくなるが、負荷は誘導性であるため
に負荷による逆起電力により負荷電流ＩL0が図２（ｂ）
に示す経路で流れる。負荷電流ＩL0はクランプダイオー
ドＤ１３→スイッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｖ相巻線ＷV→
スイッチＱ７、或いはクランプダイオードＤ１３→スイ
ッチＱ２→Ｕ相巻線ＷU→Ｗ相巻線ＷW→スイッチＱ１１
の経路で流れる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】係る問題点を解決するために図３に示すよ
うにオア回路１７，１８の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路２１，２２を接続し、遅延回路２
１，２２を通してアンド回路１６からのゲート制御信号
ＳCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばＩＧＢＴ１ａ，１ｃに注目すると、オア回路１７の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路２１によりアンド回路６ｄに入力されるゲー
ト制御信号ＳCより遅延される。よって、アンド回路６
ｄの出力がローレベルに反転した後に、オア回路１７の
出力がハイレベルに反転することで、必ずＩＧＢＴ１ａ
がオフしてからＩＧＢＴ１ｃがオンする。従って、各Ｉ
ＧＢＴ１ａ，１ｃ間のオン、オフ動作の遅延によりＩＧ
ＢＴ１ｄに直流母線の全電圧２Ｅｄが印加されるといっ
た事態が回避される。
うにオア回路１７，１８の反転入力端子にそれぞれ遅延
手段としての遅延回路２１，２２を接続し、遅延回路２
１，２２を通してアンド回路１６からのゲート制御信号
ＳCを反転入力端子に遅延入力させる。これにより、例
えばＩＧＢＴ１ａ，１ｃに注目すると、オア回路１７の
反転入力端子に入力されるローレベルのゲート制御信号
は遅延回路２１によりアンド回路６ｄに入力されるゲー
ト制御信号ＳCより遅延される。よって、アンド回路６
ｄの出力がローレベルに反転した後に、オア回路１７の
出力がハイレベルに反転することで、必ずＩＧＢＴ１ａ
がオフしてからＩＧＢＴ１ｃがオンする。従って、各Ｉ
ＧＢＴ１ａ，１ｃ間のオン、オフ動作の遅延によりＩＧ
ＢＴ１ｄに直流母線の全電圧２Ｅｄが印加されるといっ
た事態が回避される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】
【発明の効果】請求項１の発明によるインバータの保護
装置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたので、イン
バータの過電流検出時に、スイッチング素子を保護のた
めオフ制御しても１スイッチング素子に印加される電圧
を直流母線電圧の半分以下に抑えることができるためイ
ンバータを耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成で
きるという効果がある。
装置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母
線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線
の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子
の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラ
ンプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続
された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コン
デンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから
構成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手
段と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接
接続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低
圧側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制
御し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチ
ング素子をオン制御する制御手段とを備えたので、イン
バータの過電流検出時に、スイッチング素子を保護のた
めオフ制御しても１スイッチング素子に印加される電圧
を直流母線電圧の半分以下に抑えることができるためイ
ンバータを耐電圧容量の低いスイッチング素子で構成で
きるという効果がある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】請求項２の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母線
間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の
高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子の
接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラン
プダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続さ
れた前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデ
ンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから構
成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手段
と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接
続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧
側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御
し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチン
グ素子をオン制御する制御手段と、この制御手段よりス
イッチング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信
号に対して遅延させる遅延手段とを備えたので、１スイ
ッチング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以
下に抑えることができるためインバータを耐電圧容量の
低いスイッチング素子で構成できる効果があると共に、
直流母線に直接接続されたスイッチング素子をオフした
後に中間電位点に接続されたスイッチング素子をオンす
ることで直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッ
チング素子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上す
るという効果がある。
置によれば、直流母線間に直列接続された４個のスイッ
チング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆並
列接続されたフライホイールダイオード、前記直流母線
間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の
高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素子の
接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたクラン
プダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続さ
れた前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデ
ンサの接続点間に接続されたクランプダイオードから構
成されるインバータの動作異常を検出する異常検出手段
と、動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接
続された１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧
側に直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御
し、前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチン
グ素子をオン制御する制御手段と、この制御手段よりス
イッチング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信
号に対して遅延させる遅延手段とを備えたので、１スイ
ッチング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以
下に抑えることができるためインバータを耐電圧容量の
低いスイッチング素子で構成できる効果があると共に、
直流母線に直接接続されたスイッチング素子をオフした
後に中間電位点に接続されたスイッチング素子をオンす
ることで直流母線の全電圧が瞬時でも印加されるスイッ
チング素子は無くなりインバータ保護の信頼性が向上す
るという効果がある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４５】請求項３の発明によるインバータの保護装
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を前記電流検
出手段による電流検出値より検出する異常検出手段と、
動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続さ
れた１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に
直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、
前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素
子をオン制御する制御手段とを備えたので、１スイッチ
ング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に
抑えることができるためインバータを耐電圧容量の低い
スイッチング素子で構成できる効果があると共に、直流
母線の高圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素
子を電流検出機能を有したスイッチング素子を使用した
ため従来装置に比べて回路構成が簡略化されるという効
果がある。
置によれば、直流母線の高圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に流
れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された２
個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそれ
ぞれに逆並列接続されたフライホイールダイオード、前
記直流母線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記
直流母線の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチ
ング素子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続さ
れたクランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に
直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点と
前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオ
ードから構成されるインバータの動作異常を前記電流検
出手段による電流検出値より検出する異常検出手段と、
動作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続さ
れた１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に
直接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、
前記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素
子をオン制御する制御手段とを備えたので、１スイッチ
ング素子に印加される電圧を直流母線電圧の半分以下に
抑えることができるためインバータを耐電圧容量の低い
スイッチング素子で構成できる効果があると共に、直流
母線の高圧側と低圧側に直接接続されたスイッチング素
子を電流検出機能を有したスイッチング素子を使用した
ため従来装置に比べて回路構成が簡略化されるという効
果がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
Claims (3)
- 【請求項１】 直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段とを備えたことを特徴とするイ
ンバータの保護装置。 - 【請求項２】 直流母線間に直列接続された４個のスイ
ッチング素子、これらスイッチング素子のそれぞれに逆
並列接続された転流用ダイオード、前記直流母線間に直
列接続された２個のコンデンサ、前記直流母線の高圧側
に直列接続された前記２個のスイッチング素子の接続点
と前記コンデンサの接続点間に接続されたクランプダイ
オード、及び前記直流母線の低圧側に直列接続された前
記２個のスイッチング素子の接続点と前記コンデンサの
接続点間に接続されたクランプダイオードから構成され
るインバータの動作異常を検出する異常検出手段と、動
作異常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続され
た１個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直
接接続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前
記直流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子
をオン制御する制御手段と、この制御手段よりスイッチ
ング素子へ出力されるオン制御信号をオフ制御信号に対
して遅延させる遅延手段とを備えたことを特徴とするイ
ンバータの保護装置。 - 【請求項３】 直流母線の高圧側に直接接続され自己に
流れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチン
グ素子と、前記直流母線の低圧側に直接接続され自己に
流れる電流を検出する電流検出手段を有したスイッチン
グ素子と、前記各スイッチング素子間に直列接続された
２個のスイッチング素子、これらスイッチング素子のそ
れぞれに逆並列接続された転流用ダイオード、前記直流
母線間に直列接続された２個のコンデンサ、前記直流母
線の高圧側に直列接続された前記２個のスイッチング素
子の接続点と前記コンデンサの接続点間に接続されたク
ランプダイオード、及び前記直流母線の低圧側に直列接
続された前記２個のスイッチング素子の接続点と前記コ
ンデンサの接続点間に接続されたクランプダイオードか
ら構成されるインバータの動作異常を前記電流検出手段
による電流検出値より検出する異常検出手段と、動作異
常検出時に、前記直流母線の高圧側に直接接続された１
個のスイッチング素子と前記直流母線の低圧側に直接接
続された１個のスイッチング素子をオフ制御し、前記直
流母線の中間電位点に接続されたスイッチング素子をオ
ン制御する制御手段とを備えたことを特徴とするインバ
ータの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106509A JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106509A JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06327262A true JPH06327262A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14435403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106509A Pending JPH06327262A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | インバータの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06327262A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4014740A1 (de) * | 1989-05-08 | 1990-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren und vorrichtung zum anheben/abschwaechen eines farbsignals |
| WO2003005552A1 (fr) | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Kabushiki Kaisha Yasukawa Denki | Onduleur |
| JP2007185064A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多レベル電力変換装置 |
| JP2008503194A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法 |
| US7518845B2 (en) | 2006-06-07 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | RC-triggered power clamp suppressing negative mode electrostatic discharge stress |
| WO2010004738A1 (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | 三菱電機株式会社 | 整流装置およびそれを備えた太陽光発電システム |
| JP2012210150A (ja) * | 2012-08-02 | 2012-10-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多レベル電力変換装置 |
| CN107234796A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-10 | 安徽国风塑业股份有限公司 | 一种塑料薄膜回收系统的挤出机保护装置及其保护方法 |
| CN112953285A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-11 | 阳光电源股份有限公司 | 一种串联型逆变系统及其保护方法 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106509A patent/JPH06327262A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107234796B (zh) * | 2017-07-17 | 2023-08-29 | 安徽国风塑业股份有限公司 | 一种塑料薄膜回收系统的挤出机保护装置及其保护方法 |
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| CN112953285B (zh) * | 2021-02-20 | 2024-05-14 | 阳光电源股份有限公司 | 一种串联型逆变系统及其保护方法 |
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