JPH0678544A - Detecting device for element failure of semiconductor converter - Google Patents

Detecting device for element failure of semiconductor converter

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JPH0678544A
JPH0678544A JP22184092A JP22184092A JPH0678544A JP H0678544 A JPH0678544 A JP H0678544A JP 22184092 A JP22184092 A JP 22184092A JP 22184092 A JP22184092 A JP 22184092A JP H0678544 A JPH0678544 A JP H0678544A
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diode
current
circuit
failure
current transformer
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JP22184092A
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Ginji Ishizuka
銀治 石塚
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a cheap, high-reliability failure detector for semiconductor devices with a fewer number of components, by measuring currents flowing is connection wires which connect between parallel elements for mesh connection. CONSTITUTION:Direct current transformers 31 and inserted into connection wires 21 and 22 for connecting between parallel elements mutually, and it is judged by the use of a judging means 5 that a certain element is malfunctioning when the output values of these direct current transformers 31 and 32 exceed a specified value. Consequently, it becomes possible to perform failure detection of all the elements by the use of the direct current transformers 31 and 32 fewer than the number of the elements. Reliability increase of a detector and cost reduction owing to the reduction of the number of circuit elements required.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、アルミ電解用の整流
装置のように、半導体素子が直並列接続されて多数使用
される大容量整流装置などの、これら半導体素子の故障
を検出する半導体変換装置の素子故障検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor conversion device for detecting a failure of a semiconductor device such as a large-capacity rectifier device in which a large number of semiconductor devices are used in series and parallel connection such as a rectifier device for aluminum electrolysis. The present invention relates to a device failure detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイオードやサイリスタなどの半導体素
子を使用した整流装置やインバータなどの電力変換体装
置において、1つのアームに1つの半導体素子では装置
の電圧を負担し得ない場合には素子を直列接続し、電流
が大きい場合には素子を並列接続することによって装置
の定格電圧と定格電流が満足されるようにされる。この
ように、半導体装置の容量が大きい場合には、半導体素
子を直並列に接続する構成が採用さるが、その際、並列
素子間を接続線で接続してしてメッシュ状にするメッシ
ュ結線が採用される場合がある。(電気工学ハンドブッ
ク(昭和63年版)P.749) 直列接続された半導体素子の故障を検出する装置とし
て、素子の負担電圧を監視する方式が採用される。すな
わち、半導体素子が故障すると短絡状態になるので素子
のオフ状態においても故障素子の端子間には電圧が負担
されないので、これを検出することによって故障検出を
行うもので、同時に故障素子の特定も可能である。
2. Description of the Related Art In a power converter device such as a rectifier or an inverter which uses a semiconductor element such as a diode or a thyristor, if one semiconductor element in one arm cannot bear the voltage of the apparatus, the element is connected in series. The rated voltage and rated current of the device are satisfied by connecting them and connecting the elements in parallel when the current is large. As described above, when the capacity of the semiconductor device is large, a configuration in which semiconductor elements are connected in series and parallel is adopted, but at that time, a mesh connection in which parallel elements are connected by a connection line to form a mesh shape is used. It may be adopted. (Electrical Engineering Handbook (1988 edition) P.749) As a device for detecting a failure of a semiconductor element connected in series, a method of monitoring a burden voltage of the element is adopted. That is, when a semiconductor element fails, a short circuit occurs, so that no voltage is applied between the terminals of the failed element even when the element is in the off state.Therefore, the failure is detected by detecting this, and at the same time the failure element can be identified. It is possible.

【0003】図5はメッシュ結線が採用された従来の整
流装置の整流器を示す回路図である。この図において、
左側の3つの端子U,V,Wは図示しない整流器用変圧
器の二次側に接続され、図の右側の2つの端子P,Nに
は図示しない平滑リアクトルを介して直流負荷が接続さ
れる。図示の整流回路は3相ブリッジ結線であり、6つ
のアームで構成されている。この図ではそのうちの1の
アームだけに符号1を付けてある。アーム1はダイオー
ド11,12,13及び14,15,16のそれぞれ3
つずつが直列接続されて2つの直列回路を形成し、これ
ら2つの直列回路が並列接続されてなっている。このよ
うな構成は略して3直列2並列と称される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a rectifier of a conventional rectifier adopting a mesh connection. In this figure,
The three terminals U, V, W on the left side are connected to the secondary side of a rectifier transformer (not shown), and the DC load is connected to the two terminals P, N on the right side via a smoothing reactor (not shown). . The illustrated rectifier circuit has a three-phase bridge connection and is composed of six arms. In this figure, reference numeral 1 is attached to only one of the arms. The arm 1 has three diodes 11, 12, 13 and 14, 15, 16 respectively.
Each is connected in series to form two series circuits, and these two series circuits are connected in parallel. Such a configuration is abbreviated as 3 series and 2 parallel.

【0004】隣のダイオード同士はメッシュ結線のため
の接続線21、22によって接続されている。ところ
で、整流器を構成するアーム1のダイオード11〜16
及び符号を付さない他のアームのダイオードは確率は極
めて低いが故障する場合があり、その検出のための素子
故障検出装置が設けられる場合がある。その検出方式は
前述のようにダイオード11〜16それぞれの端子間電
圧を監視するもので、ダイオードが正常のときには、逆
方向に電圧がかかっているオフの期間では端子間に電圧
がかかるが、故障のときには事実上短絡と同じになるの
でオフの期間でも端子間の電圧が零のままになる。この
ようなダイオード11〜16のオフの期間における端子
間電圧の有無によって故障を検出する。具体的な故障検
出装置として、例えば、個々のダイオードにそれぞれ並
列に発光ダイオードを接続しておき、この発光ダイオー
ドが発する光を光ファイバを介して検出装置に導いて受
光素子で電気信号に変換し、ダイオードがオフのときに
この電気信号が High の状態にあるかLow であるかを調
べて High のときに正常、Low のときに故障とみなす。
Adjacent diodes are connected by connecting lines 21 and 22 for mesh connection. By the way, the diodes 11 to 16 of the arm 1 constituting the rectifier
Also, the diodes of other arms not labeled have a very low probability but may fail, and an element failure detection device for detecting the failure may be provided. The detection method is to monitor the voltage across the terminals of each of the diodes 11 to 16 as described above. When the diodes are normal, a voltage is applied between the terminals during the off period when a voltage is applied in the opposite direction, but a failure occurs. In the case of, the voltage is practically the same as a short circuit, so the voltage between the terminals remains zero even during the off period. A failure is detected based on the presence / absence of the inter-terminal voltage in the off period of the diodes 11 to 16. As a specific failure detection device, for example, a light emitting diode is connected in parallel to each diode, and the light emitted from this light emitting diode is guided to a detection device through an optical fiber and converted into an electric signal by a light receiving element. , When the diode is off, check whether this electric signal is in the high state or the low state, and when it is high, it is regarded as normal, and when it is low, it is considered as a failure.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のような素子故障
検出方式では、全てのダイオードに検出用の発光ダイオ
ードとこれに付随して光ファイバと受光素子及び判定手
段を設ける必要があり、しかもダイオードのオン、オフ
に同期して判定手段を動作させる必要があり、その結
果、部品点数が増加して装置が複雑になるとともに高価
になるはかりでなく信頼性が低下するという問題があ
る。
In the device failure detection system as described above, it is necessary to provide a light emitting diode for detection and an optical fiber, a light receiving device and a judging means associated therewith to all the diodes. It is necessary to operate the judging means in synchronism with turning on and off, and as a result, there is a problem that the number of parts increases, the apparatus becomes complicated and the apparatus becomes expensive, and the reliability is lowered.

【0006】この発明の目的は、このような問題を解決
し、部品点数の少ないしたがって信頼性が高くかつ安価
な半導体素子の故障検出装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a failure detecting apparatus for a semiconductor device which has a small number of parts and is therefore highly reliable and inexpensive.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、直並列接続された半導体素子が
メッシュ結線されてなる整流装置の素子故障検出装置で
あって、メッシュ結線を形成する接続線に直流変流器を
設け、これら直流変流器の出力値が所定値を越えたとき
に故障を生じた半導体素子が存在すると判定する判定手
段を備えてなるものとし、また、個々の直流変流器の出
力値の絶対値が所定値よりも大きく方向が正の状態と、
絶対値が所定値以下の状態と、絶対値が所定値よりも大
きく方向が負の場合との3つの状態を判別する状態判別
手段とこの個々の直流変流器に対応する状態判別手段の
出力信号の3つの状態の組み合わせから故障を生じた半
導体素子を特定する素子特定手段とを備えてなるものと
する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, there is provided an element failure detection device for a rectifying device, in which semiconductor elements connected in series and parallel are mesh-connected. The connection line to be formed is provided with a DC current transformer, and it is provided with a determination means for determining that there is a faulty semiconductor element when the output value of these DC current transformers exceeds a predetermined value. When the absolute value of the output value of each DC current transformer is larger than a predetermined value and the direction is positive,
Outputs of the state determination means for determining three states, that is, the state where the absolute value is less than or equal to the predetermined value and the state where the absolute value is greater than the predetermined value and the direction is negative, and the state determination means corresponding to each of the DC current transformers. An element specifying means for specifying a semiconductor element having a failure from a combination of three states of signals is provided.

【0008】[0008]

【作用】この発明の構成において、並列素子間を互いに
接続する接続線に直流変流器を設け、判定手段によって
これら直流変流器の出力値が所定値を越えたときにどれ
かの素子が故障したと判定することによって、半導体素
子の数よりも少ない直流変流器で全部の素子の故障検出
が可能になる。また、個々の直流変流器の出力値の絶対
値が所定値よりも大きく方向が正の状態と、絶対値が所
定値以下の状態と、絶対値が所定値よりも大きく方向が
負の場合との3つの状態を状態判別手段で判別し、個々
の直流変流器に対応する状態判別手段の出力信号の組み
合わせから素子特定手段によって故障した半導体素子を
特定することによって、故障素子の発見を迅速にしかつ
その交換を容易にする。
In the structure of the present invention, a DC current transformer is provided on the connecting line connecting the parallel elements to each other, and when the output value of the DC current transformer exceeds a predetermined value by the judging means, any one of the elements is turned off. By determining that a failure has occurred, it is possible to detect the failure of all the elements with a DC current transformer that is smaller than the number of semiconductor elements. In addition, when the absolute value of the output value of each DC current transformer is larger than the predetermined value and the direction is positive, when the absolute value is less than the predetermined value, and when the absolute value is larger than the predetermined value and the direction is negative By detecting the three states of (1) and (2) by the state determining means, and identifying the faulty semiconductor element by the element identifying means from the combination of the output signals of the state determining means corresponding to each DC current transformer, the failure element can be found. Make it quick and easy to replace it.

【0009】[0009]

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例を示す1つのアームの回路で、
図5のアーム1に対応するものであり、図5と同じ回路
要素に対しては共通の符号を付けて詳しい説明を省く。
この図において、接続線21,22にそれぞれ直流変流
器31,32を設けてそれぞれの接続線21,22に流
れる電流を計測する。直流変流器31,32としては、
高電圧の接続線21,22に対して絶縁をとる必要があ
ることからシャント抵抗などは適当ではなく、CTなど
の絶縁性の直流変流器が妥当である。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
FIG. 1 is a circuit of one arm showing an embodiment of the present invention.
5, which corresponds to the arm 1 of FIG. 5, the same circuit elements as those of FIG.
In this figure, the connection lines 21 and 22 are provided with DC current transformers 31 and 32, respectively, and the currents flowing through the connection lines 21 and 22 are measured. As the DC current transformers 31 and 32,
Since it is necessary to insulate the high-voltage connection lines 21 and 22, a shunt resistance or the like is not appropriate, and an insulating DC current transformer such as CT is appropriate.

【0010】ダイオード11、14に並列に接続された
サージ保護回路17及び符号を付さない同じ回路構成の
他のサージ保護回路は図5では図示を省略してあるもの
で従来の整流回路でも設けられているものである。メッ
シュ結線を採用するとサージ保護回路17を2つのダイ
オード11,14に共通に1つで済ますことができると
いう効果がある。
A surge protection circuit 17 connected in parallel to the diodes 11 and 14 and another surge protection circuit having the same circuit configuration without reference numerals are omitted in FIG. 5 and are also provided in a conventional rectifier circuit. It is what has been. Adopting the mesh connection has an effect that the surge protection circuit 17 can be commonly used for the two diodes 11 and 14.

【0011】直流変流器31の出力信号を、直流変流
器32のそれをとすると、これら2つの電気信号、
は判定回路5に入力される。判定回路5は加算器5
1、フィルタ52及び過電流検出器53からなってい
て、判定回路5に入力された電気信号、は加算器5
1によって加算され、フィルタ52でサージ保護回路1
7に流れる電流などの高調波成分をカットした上で過電
流検出器53で所定の値を越えた信号が入力されると故
障が発生したと判定する。接続線21,22には全ての
ダイオードが正常であっても並列素子間の電流不平衡成
分が流れるので、このような電流に対しては過電流検出
器53が動作してはならないので所定の値を越えたとき
にだけ過電流検出器53が動作するようにする。この図
では1つのアーム1に1つの判定回路5として図示して
あるが、他の5つのアーム全部の直流変流器の出力信号
を加算しして1つの判定回路に入力する構成を採用する
こともできる。
Letting the output signal of the DC current transformer 31 be that of the DC current transformer 32, these two electrical signals,
Is input to the determination circuit 5. The determination circuit 5 is the adder 5
1, the filter 52 and the overcurrent detector 53, the electrical signal input to the determination circuit 5 is the adder 5
The surge protection circuit 1 is added by 1 and is added by the filter 52.
When a signal exceeding a predetermined value is input to the overcurrent detector 53 after cutting the harmonic components such as the current flowing through 7, it is determined that a failure has occurred. Even if all the diodes are normal in the connection lines 21 and 22, the current imbalance component between the parallel elements flows. Therefore, the overcurrent detector 53 should not operate with respect to such a current. Only when the value is exceeded, the overcurrent detector 53 operates. In this figure, one arm 1 is shown as one determination circuit 5, but a configuration is adopted in which the output signals of the DC current transformers of all the other five arms are added and input to one determination circuit. You can also

【0012】後述のように直流変流器31,32が計測
する電流は正の場合も負の場合もあるので単純に加算器
51で加算すると結果的に減算されて加算器51の出力
信号が零になることも有り得る。したがって、実際には
電気信号とを加算器51に入力する前にダブルブリ
ッジなどの絶対値回路を通してから加算器51に入力す
ることによって前述のような問題が回避できる。フィル
タ52は転流時にサージ保護回路17に流れるパルス状
の電流をカットして過電流検出器53の誤動作の防止の
ためのものであるが、このフィルタ52を絶対値回路で
整流された電気信号の脈流成分をカットすることのでき
る程度のものにして、判定回路5による判定をオン、オ
フの期間に無関係にすることができる。
As will be described later, the current measured by the DC current transformers 31 and 32 may be positive or negative. Therefore, simply adding by the adder 51 results in subtraction and the output signal of the adder 51 is It can be zero. Therefore, the above-mentioned problem can be avoided by actually inputting the electric signal to the adder 51 through an absolute value circuit such as a double bridge before inputting the electric signal to the adder 51. The filter 52 is for preventing the pulse current flowing through the surge protection circuit 17 during commutation to prevent malfunction of the overcurrent detector 53. The filter 52 is an electric signal rectified by an absolute value circuit. The pulsating flow component can be cut to such an extent that the determination by the determination circuit 5 can be made independent of the on / off period.

【0013】図2は図1のアーム1において、ダイオー
ド12が故障したとしたときの電流の流れを説明するた
めの回路図である。ダイオード12が故障すると実質的
に短絡状態になる。一方、ダイオード15は正常なので
オン時には周知のように1ボルト程度の電圧降下がある
ために正常なダイオード15に本来流れるべき図に鎖線
で示す電流44はダイオード12に電流43として流れ
る。このとき接続線22には右方向の電流43が、接続
線21には左方向の電流43が流れこれらの電流が直流
変流器31,32によって検出される。また、ダイオー
ド11が故障した場合には直流変流器31に右方向の電
流が流れ、直流変流器32は流れない。ダイオード13
が故障すると直流変流器32に左方向の電流が流れ直流
変流器31には流れない。ダイオード14,15,16
が故障した場合は電流の方向は逆になるが前述と実質的
に同じである。したがって、どのダイオード11〜16
が故障したとしても判定回路5によってダイオードの故
障を検出することができる。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a current flow when the diode 12 in the arm 1 of FIG. 1 fails. If the diode 12 fails, it will be substantially short-circuited. On the other hand, since the diode 15 is normal, there is a voltage drop of about 1 volt when it is on, and therefore the current 44 shown by the chain line in the figure that should originally flow in the normal diode 15 flows as the current 43 in the diode 12. At this time, a rightward current 43 flows in the connecting line 22, and a leftward current 43 flows in the connecting line 21, and these currents are detected by the DC current transformers 31 and 32. Further, when the diode 11 fails, a rightward current flows through the DC current transformer 31 and the DC current transformer 32 does not flow. Diode 13
If a failure occurs, a current flows to the left in the DC current transformer 32 and does not flow in the DC current transformer 31. Diodes 14, 15, 16
In case of failure, the direction of the current is reversed but it is substantially the same as described above. Therefore, which diode 11-16
The failure of the diode can be detected by the determination circuit 5 even if the failure occurs.

【0014】なお、判定回路5は単に故障したダイオー
ドが存在することを検出するためのもので、どのダイオ
ードが故障したかを特定する機能はない。図3はこの発
明の別の実施例を示す1つのアームの回路図であり、こ
の図では3直列3並列で構成された例を示してある。こ
の図において、9つのダイオード1A〜1Iは4本の接
続線2A〜2Dで互いに並列素子同士が接続されてお
り、これら接続線2A〜2Dそれぞれに4つの直流変流
器3A〜3Dを設けている。
The determination circuit 5 merely detects the presence of a failed diode, and does not have a function of specifying which diode has failed. FIG. 3 is a circuit diagram of one arm showing another embodiment of the present invention. In this figure, an example constituted by 3 series and 3 parallel is shown. In this figure, nine diodes 1A to 1I are connected to each other in parallel by four connection lines 2A to 2D, and four DC current transformers 3A to 3D are provided on each of these connection lines 2A to 2D. There is.

【0015】表1は、9つのダイオード1A〜1Iのど
れかが故障したときの、4つの直流変流器3A〜3Dの
出力信号、、、の電流の有無とその方向の関係
を示す表である。この表1で、〜は図3の直流変流
器3A〜3Dの出力信号であり、故障したダイオードの
符号A〜Iは図3のダイオード1A〜1Iの英字の添字
だけを表示したものである。+符号は図3の右方向に電
流が流れた場合、符号なしは電流が流れない場合、−符
号は左方向に電流が流れた場合をそれぞれ表す。例え
ば、ダイオード1Aが故障した場合、出力信号とに
−符号の電流が検出され、とには電流が検出されな
いことを表す。
Table 1 is a table showing the relationship between the output signals of the four DC current transformers 3A to 3D, the presence / absence of currents, and their directions when any of the nine diodes 1A to 1I fails. is there. In Table 1, ˜ is the output signal of the DC current transformers 3A to 3D in FIG. 3, and the reference symbols A to I of the failed diodes are only the alphabetical suffixes of the diodes 1A to 1I in FIG. . The + sign represents a case where a current flows in the right direction in FIG. 3, the no sign represents a case where no current flows, and the − sign represents a case where a current flows in the left direction. For example, when the diode 1A has a failure, it means that a current with a minus sign is detected in the output signal and no current is detected in and.

【0016】[0016]

【表1】 表1から明らかなように、9つのダイオード1A〜1I
のどれかが故障した場合に、4つの直流変流器3A〜3
Dが出力する信号〜は全て異なる様相を示してい
る。したがって、これらを判別すれば故障したダイオー
ドを特定できることになる。
[Table 1] As can be seen from Table 1, the nine diodes 1A-1I
If any of them fails, the four DC current transformers 3A-3
The signals ~ output by D all show different aspects. Therefore, by discriminating these, the failed diode can be specified.

【0017】図4は故障したダイオードを特定するため
の故障素子特定回路を示すブロック図である。この図に
おいて、図1の直流変流器3Aの出力信号は状態判別
回路5Aに入力されて、出力信号が所定の値以上に有
るか否か、有る場合にその符号を判定して素子特定回路
55に入力するものである。状態判別回路5Aはフィル
タ52A、過電流検出器53A及び極性判別器54Aと
からなっていて、フィルタ52Aによって高調波成分を
カットして過電流検出器53Aで電流が検出されたかど
うかを判定してその結果を素子特定回路55に入力する
とともに極性判別器54によってその正負を判別して素
子特定回路55に入力する。素子特定回路55によって
表1に基づいた判定を行って結果的に故障したダイオー
ドを特定する。
FIG. 4 is a block diagram showing a defective element specifying circuit for specifying a failed diode. In this figure, the output signal of the DC current transformer 3A of FIG. 1 is input to a state determination circuit 5A, and whether or not the output signal has a predetermined value or more is determined, and the sign thereof is determined to determine the element identification circuit. 55 is input. The state discriminating circuit 5A includes a filter 52A, an overcurrent detector 53A and a polarity discriminator 54A. The filter 52A cuts a harmonic component to determine whether or not a current is detected by the overcurrent detector 53A. The result is input to the element identifying circuit 55, and the polarity discriminator 54 discriminates the positive / negative thereof and is input to the element identifying circuit 55. The element identification circuit 55 makes a determination based on Table 1 to identify the diode that has failed as a result.

【0018】素子特定回路55の具体的な構成の説明は
省略するが、過電流検出器53A〜53Dの出力信号で
電流の有無を判定し、有りの場合に極性判別器54A〜
54Dの出力信号でその符号を判定することを適宜組み
合わせることによって9つのダイオード1A〜1Iの中
から故障したダイオードを特定する。このとき、表1に
ない組み合わせが検出された場合、装置そのものに故障
が生じたか2つ以上のダイオードが同時に故障したかの
どちらかと考えられるので、その旨の判定結果を出力す
るようにすることも可能である。
Although a detailed description of the structure of the element identifying circuit 55 is omitted, the presence or absence of current is determined by the output signals of the overcurrent detectors 53A to 53D.
The failed diode is specified from the nine diodes 1A to 1I by appropriately combining the determination of the sign with the output signal of 54D. At this time, if a combination not listed in Table 1 is detected, it is considered that either the device itself has failed or two or more diodes have failed at the same time. Therefore, output a determination result to that effect. Is also possible.

【0019】直流変流器3A〜3Dやこれに付随する状
態判別回路5A〜5Dの数は接続線2A〜2Dの数に一
致し、接続線2A〜2Dの数は、一般にダイオードの直
列数をn、並列数をmとすると(n−1)×(m−1)
となる。図1では、n=3、M=2であるから、(3−
1)×(2−1)=2となり、図3では、n=3、m=
3であるから、(3−1)×(3−1)=4となる。こ
のように、接続線の数はダイオードの数よりも少なくて
済む。
The number of the DC current transformers 3A to 3D and the state determining circuits 5A to 5D associated therewith is equal to the number of the connecting lines 2A to 2D, and the number of the connecting lines 2A to 2D is generally the number of series of diodes. (n-1) x (m-1) where n is the number of parallel connections
Becomes In FIG. 1, since n = 3 and M = 2, (3-
1) × (2-1) = 2, and in FIG. 3, n = 3 and m =
Since it is 3, (3-1) × (3-1) = 4. Thus, the number of connecting lines can be smaller than the number of diodes.

【0020】3直列2並列の場合には図1に示すように
直流変流器の数は2で良く、この場合も図3の場合と同
じように故障ダイオードの特定が可能である。このとき
の表1に相当する表は、表1の出力信号、の部分と
ダイオード符号G〜Iを省略したものになり、この場合
も2つの出力信号によって6つのダイオードの故障を特
定することができる。直並列数が図3よりも更に大きい
場合も同様である。ただし、2直列2並列の場合は直流
変流器は1つでよいが、ダイオードの数は4つなので、
故障したダイオードを完全に特定することはできない。
ただし4つのうちの2つに特定することはできる。ま
た、2直列3並列の場合も3直列2並列の場合と同様に
2つの直流変流器が設けられるが、この場合も表1、図
4に示す方法では故障したダイオードを1つに特定する
ことはできない。しかし、単に電流の有無ではなく本来
ダイオードに流れる電流の1倍か2倍かを区別する判定
要素に入れることによって可能になる。
In the case of 3 series and 2 parallel, the number of DC current transformers may be 2 as shown in FIG. 1, and in this case as well, the faulty diode can be identified as in the case of FIG. At this time, a table corresponding to Table 1 omits the part of the output signal of Table 1 and the diode codes G to I. Also in this case, two output signals can identify the failure of six diodes. it can. The same applies when the serial / parallel number is larger than that in FIG. However, in the case of 2 series and 2 parallel, only one DC current transformer is required, but since there are four diodes,
The faulty diode cannot be completely identified.
However, it can be specified as two out of four. Also, in the case of 2 series and 3 parallel, two DC current transformers are provided as in the case of 3 series and 2 parallel, but in this case as well, in the method shown in Table 1 and FIG. It is not possible. However, it becomes possible by not only the presence / absence of the current but also by including it in the judgment element for distinguishing whether the current originally flows through the diode.

【0021】図1の判定回路や図4の故障素子特定回路
はアナログ演算回路で構成される一例を示したものであ
って、この回路にこだわるものではなく、この発明の目
的を達成する範囲でどのような回路構成も採用すること
ができる。また、直流変流器で計測された電流をディジ
タル信号に変換してコンピュータに入力しディジタル演
算によって故障判定や素子特定を行う構成を採用しても
よい。
The determination circuit of FIG. 1 and the faulty element identification circuit of FIG. 4 are examples of analog operation circuits, and are not limited to this circuit, but within the scope of achieving the object of the present invention. Any circuit configuration can be adopted. Also, a configuration may be adopted in which the current measured by the DC current transformer is converted into a digital signal and input to a computer to perform fault determination or element identification by digital calculation.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明は前述のように、メッシュ結線
のために並列素子間を互いに接続する接続線に直流変流
器を設け、判定手段によってこれら直流変流器の出力値
が所定値を越えたときにどれかの素子が故障したと判定
することによって、素子の数よりも少ない直流変流器で
全部の素子の故障検出が可能になることから、回路要素
数の低減による装置信頼性の向上、コストダウンという
効果が得られる。また、個々の直流変流器の出力値の絶
対値が所定値よりも大きく方向が正の状態と、絶対値が
所定値以下の状態と、絶対値が所定値よりも大きく方向
が負の場合との3つの状態を状態判別手段で判別し、個
々の直流変流器に対応する状態判別手段の出力信号の組
み合わせから素子特定手段によって故障した半導体素子
を特定することによって、素子の交換を迅速かつ容易に
することができて、装置の保守が容易になるという効果
が得られる。
As described above, according to the present invention, the DC current transformers are provided on the connection lines connecting the parallel elements to each other for the mesh connection, and the output values of the DC current transformers are determined by the determination means to be the predetermined values. By determining that any element has failed when it exceeds, it is possible to detect the failure of all the elements with less DC current transformer than the number of elements, so the device reliability can be reduced by reducing the number of circuit elements. And the effect of cost reduction. In addition, when the absolute value of the output value of each DC current transformer is larger than the predetermined value and the direction is positive, when the absolute value is less than the predetermined value, and when the absolute value is larger than the predetermined value and the direction is negative The state discriminating means discriminates the three states, and the faulty semiconductor element is discriminated by the element discriminating means from the combination of the output signals of the state discriminating means corresponding to the individual DC current transformers. In addition, it is possible to facilitate the maintenance of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例を示す1つのアームの回路図FIG. 1 is a circuit diagram of one arm showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の1つのダイオードが故障したときの電流
の流れを説明する回路図
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a current flow when one diode in FIG. 1 fails.

【図3】この発明の別の実施例を示す1つのアームの回
路図
FIG. 3 is a circuit diagram of one arm showing another embodiment of the present invention.

【図4】図3の故障ダイオードを特定する素子特定回路
を示すブロック図
4 is a block diagram showing an element identifying circuit for identifying a faulty diode in FIG. 3;

【図5】メッシュ結線が採用された従来の整流装置の整
流回路を示す回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a rectifier circuit of a conventional rectifier using a mesh connection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アーム 11 ダイオード(半導体素子) 12 ダイオード(半導体素子) 13 ダイオード(半導体素子) 14 ダイオード(半導体素子) 15 ダイオード(半導体素子) 16 ダイオード(半導体素子) 1A ダイオード(半導体素子) 1B ダイオード(半導体素子) 1C ダイオード(半導体素子) 1D ダイオード(半導体素子) 1E ダイオード(半導体素子) 1F ダイオード(半導体素子) 1G ダイオード(半導体素子) 1H ダイオード(半導体素子) 1I ダイオード(半導体素子) 21 接続線 22 接続線 2A 接続線 2B 接続線 2C 接続線 2D 接続線 31 直流変流器 32 直流変流器 3A 直流変流器 3B 直流変流器 3C 直流変流器 3D 直流変流器 5 判定回路(判定手段) 5A 状態判別回路(状態判別手段) 55 素子特定回路(素子特定手段) 1 arm 11 diode (semiconductor element) 12 diode (semiconductor element) 13 diode (semiconductor element) 14 diode (semiconductor element) 15 diode (semiconductor element) 16 diode (semiconductor element) 1A diode (semiconductor element) 1B diode (semiconductor element) 1C diode (semiconductor element) 1D diode (semiconductor element) 1E diode (semiconductor element) 1F diode (semiconductor element) 1G diode (semiconductor element) 1H diode (semiconductor element) 1I diode (semiconductor element) 21 connection line 22 connection line 2A connection Line 2B Connection line 2C Connection line 2D Connection line 31 DC current transformer 32 DC current transformer 3A DC current transformer 3B DC current transformer 3C DC current transformer 3D DC current transformer 5 Judgment circuit (judgment means) 5A State judgment Circuit (state determination means) 5 device specific circuits (elements specifying means)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直並列接続された半導体素子がメッシュ結
線されてなる整流装置の素子故障検出装置であって、メ
ッシュ結線を形成する接続線に直流変流器を設け、これ
ら直流変流器の出力値が所定値を越えたときに故障を生
じた半導体素子が存在すると判定する判定手段を備えて
なることを特徴とする半導体変換装置の素子故障検出装
置。
1. An element failure detection device for a rectifying device in which semiconductor elements connected in series and parallel are mesh-connected, wherein a DC current transformer is provided on a connection line forming the mesh connection, and these DC current transformers are connected. An element failure detection device for a semiconductor conversion device, comprising a determination means for determining that a semiconductor element having a failure exists when the output value exceeds a predetermined value.
【請求項2】個々の直流変流器の出力値の絶対値が所定
値よりも大きく方向が正の状態と、絶対値が所定値以下
の状態と、絶対値が所定値よりも大きく方向が負の場合
との3つの状態を判別する状態判別手段とこの個々の直
流変流器に対応する状態判別手段の出力信号の3つの状
態の組み合わせから故障を生じた半導体素子を特定する
素子特定手段とを備えてなることを特徴とする請求項1
記載の半導体変換装置の素子故障検出装置。
2. A direct current transformer in which the absolute value of the output value is larger than a predetermined value and the direction is positive, a state in which the absolute value is a predetermined value or less, and a direction in which the absolute value is larger than the predetermined value Element identifying means for identifying a semiconductor element in which a failure has occurred based on a combination of a state determining means for determining three states of a negative case and an output signal of the state determining means corresponding to each DC current transformer. 2. The method according to claim 1, further comprising:
An element failure detection device of the semiconductor conversion device described.
JP22184092A 1992-08-21 1992-08-21 Detecting device for element failure of semiconductor converter Pending JPH0678544A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003088096A (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Toshiba Eng Co Ltd Method and circuit for detecting failure of element in power converter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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