JPH07170724A - スイッチ素子の駆動回路 - Google Patents
スイッチ素子の駆動回路Info
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- JPH07170724A JPH07170724A JP5309969A JP30996993A JPH07170724A JP H07170724 A JPH07170724 A JP H07170724A JP 5309969 A JP5309969 A JP 5309969A JP 30996993 A JP30996993 A JP 30996993A JP H07170724 A JPH07170724 A JP H07170724A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インバ―タが低周波数で運転された場合に、
スイッチ素子の内部温度が許容値を越えないように保護
すること。 【構成】 スイッチング指令に応じて半導体素子６の導
通あるいは非導通の制御を行なうスイッチ素子の駆動回
路において、非導通のスイッチング指令が与えられた時
点から半導体素子が非導通になる時点までの遅れ期間を
検出して、この遅れ期間が所定期間を越えるとき異常信
号を出力する異常検出手段２〜５，７〜９，10〜17を設
けたもの。
スイッチ素子の内部温度が許容値を越えないように保護
すること。 【構成】 スイッチング指令に応じて半導体素子６の導
通あるいは非導通の制御を行なうスイッチ素子の駆動回
路において、非導通のスイッチング指令が与えられた時
点から半導体素子が非導通になる時点までの遅れ期間を
検出して、この遅れ期間が所定期間を越えるとき異常信
号を出力する異常検出手段２〜５，７〜９，10〜17を設
けたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力用の半導体素子の
導通・非導通を制御するスイッチ素子の駆動回路に関す
る。
導通・非導通を制御するスイッチ素子の駆動回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のインバ―タ装置におけるパワ―ト
ランジスタ保護回路の一例を図５に示す。図５におい
て、31は交流電源から直流電圧を得る整流器、32は直流
電圧を平滑するコンデンサ、33は平滑された直流電圧を
交流電圧に変換するインバ―タ部で複数の半導体素子
（以下単に素子とする）で構成される。34はインバ―タ
部33の出力によって駆動される電動機、35はインバ―タ
部33の出力電流を検出する電流検出器、36は速度指令信
号の速度設定器、37はインバ―タ部33が速度指令信号に
応じた周波数および電圧を出力するように制御パルスを
発生すると共に、電流制限信号ＣＬによりインバ―タ部
33の出力電流を制限し、過電流信号ＯＣまたは過負荷信
号ＯＬまたは冷却フィン過熱信号ＯＨによりインバ―タ
部33の保護制御を行う主制御回路、38は主制御回路より
の制御パルスを絶縁すると共にパワ―増幅し、インバ―
タ部33の各素子を駆動する駆動増幅部である。39はイン
バ―タ部33の各素子が取付けられている冷却フィンの温
度が一定レベルに達したことを検出して過熱信号ＯＨを
発生するサ―モスタット、40は出力電流が電流制限レベ
ルに達したことを検出して電流制限信号ＣＬを発生する
電流制限値検出回路、41は出力電流が過電流検出レベル
に達したことを検出して過電流信号ＯＣを発生する過電
流検出回路、42は出力電流のレベルとその継続時間で定
まる過負荷と判断されるとき過負荷信号ＯＬを発生する
過負荷検出回路である。
ランジスタ保護回路の一例を図５に示す。図５におい
て、31は交流電源から直流電圧を得る整流器、32は直流
電圧を平滑するコンデンサ、33は平滑された直流電圧を
交流電圧に変換するインバ―タ部で複数の半導体素子
（以下単に素子とする）で構成される。34はインバ―タ
部33の出力によって駆動される電動機、35はインバ―タ
部33の出力電流を検出する電流検出器、36は速度指令信
号の速度設定器、37はインバ―タ部33が速度指令信号に
応じた周波数および電圧を出力するように制御パルスを
発生すると共に、電流制限信号ＣＬによりインバ―タ部
33の出力電流を制限し、過電流信号ＯＣまたは過負荷信
号ＯＬまたは冷却フィン過熱信号ＯＨによりインバ―タ
部33の保護制御を行う主制御回路、38は主制御回路より
の制御パルスを絶縁すると共にパワ―増幅し、インバ―
タ部33の各素子を駆動する駆動増幅部である。39はイン
バ―タ部33の各素子が取付けられている冷却フィンの温
度が一定レベルに達したことを検出して過熱信号ＯＨを
発生するサ―モスタット、40は出力電流が電流制限レベ
ルに達したことを検出して電流制限信号ＣＬを発生する
電流制限値検出回路、41は出力電流が過電流検出レベル
に達したことを検出して過電流信号ＯＣを発生する過電
流検出回路、42は出力電流のレベルとその継続時間で定
まる過負荷と判断されるとき過負荷信号ＯＬを発生する
過負荷検出回路である。
【０００３】かかる構成において、交流電源は整流器31
により整流され直流電圧に変換され、コンデンサ32によ
り平滑され、インバ―タ部33により可変周波数可変電圧
の交流電圧に変換され電動機34に供給される。
により整流され直流電圧に変換され、コンデンサ32によ
り平滑され、インバ―タ部33により可変周波数可変電圧
の交流電圧に変換され電動機34に供給される。
【０００４】一方速度設定器36からの速度指令信号は主
制御回路37により、その値に比例した周波数及び電圧を
出力するためのパルス幅変調された制御パルスに変換さ
れ、駆動増幅部38を経てインバ―タ部33を制御する。
制御回路37により、その値に比例した周波数及び電圧を
出力するためのパルス幅変調された制御パルスに変換さ
れ、駆動増幅部38を経てインバ―タ部33を制御する。
【０００５】また、電流検出器35の出力は、電流制限値
検出回路40、過電流検出回路41および過負荷検出回路42
に入力され、出力電流が電流制限値を越えると電流制限
信号ＣＬが出力され主制御回路37により出力電流が制限
される。また、出力電流が過電流検出値を越えるかまた
は過負荷と判断されると、それぞれ過電流信号ＯＣまた
は過負荷信号ＯＬが出力されて主制御回路37により保護
動作が行なわれると同時に、故障信号としてラッチす
る。
検出回路40、過電流検出回路41および過負荷検出回路42
に入力され、出力電流が電流制限値を越えると電流制限
信号ＣＬが出力され主制御回路37により出力電流が制限
される。また、出力電流が過電流検出値を越えるかまた
は過負荷と判断されると、それぞれ過電流信号ＯＣまた
は過負荷信号ＯＬが出力されて主制御回路37により保護
動作が行なわれると同時に、故障信号としてラッチす
る。
【０００６】また冷却フィン上に取付けられているサ―
モスタット39は周囲温度の異常高温または冷却フィンの
故障によるフィンの異常温度上昇を検出してフィン過熱
信号ＯＨを出力して主制御回路37により保護動作を行な
うと同時に故障信号としてラッチする。
モスタット39は周囲温度の異常高温または冷却フィンの
故障によるフィンの異常温度上昇を検出してフィン過熱
信号ＯＨを出力して主制御回路37により保護動作を行な
うと同時に故障信号としてラッチする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】インバ―タ部33が可変
周波数の交流電圧を出力して電動機34の速度を制御する
場合に、出力周波数が２〜３Ｈｚ以下の低周波駆動とな
ったとき、インバ―タ部33を構成する素子内部の温度上
昇ピ―ク値は、出力周波数が高いときにくらべて高くな
る。このような場合、従来装置の保護回路は、出力周波
数の１サイクルの平均損失をもとに電流保護レベルを設
定しているので素子内部の熱時定数より通電周期が長く
なり、素子内部の温度とはかけ離れた温度を監視してい
ることになり、低周波駆動のとき、素子内部温度が許容
値を超えて損傷する危険性がある。
周波数の交流電圧を出力して電動機34の速度を制御する
場合に、出力周波数が２〜３Ｈｚ以下の低周波駆動とな
ったとき、インバ―タ部33を構成する素子内部の温度上
昇ピ―ク値は、出力周波数が高いときにくらべて高くな
る。このような場合、従来装置の保護回路は、出力周波
数の１サイクルの平均損失をもとに電流保護レベルを設
定しているので素子内部の熱時定数より通電周期が長く
なり、素子内部の温度とはかけ離れた温度を監視してい
ることになり、低周波駆動のとき、素子内部温度が許容
値を超えて損傷する危険性がある。
【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、インバ―タが低周波数で
運転される場合でも、インバ―タを構成する素子の内部
温度が許容値を越えないように保護することのできるス
イッチ素子の駆動回路を提供することにある。
で、その目的とするところは、インバ―タが低周波数で
運転される場合でも、インバ―タを構成する素子の内部
温度が許容値を越えないように保護することのできるス
イッチ素子の駆動回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の構成とする。 （１） スイッチング指令に応じて半導体素子の導通あ
るいは非導通の制御を行なうスイッチ素子の駆動回路に
おいて、非導通のスイッチング指令が与えられた時点か
ら半導体素子が非導通になる時点までの遅れ期間を検出
して、この遅れ期間が所定期間を越えるとき異常信号を
出力する異常検出手段を設ける。
め、本発明は以下の構成とする。 （１） スイッチング指令に応じて半導体素子の導通あ
るいは非導通の制御を行なうスイッチ素子の駆動回路に
おいて、非導通のスイッチング指令が与えられた時点か
ら半導体素子が非導通になる時点までの遅れ期間を検出
して、この遅れ期間が所定期間を越えるとき異常信号を
出力する異常検出手段を設ける。
【００１０】（２） 前記（１）項の構成において、前
記異常検出手段は、非導通のスイッチ指令のとき論理値
が１となる第１の信号を出力する第１の手段と、前記半
導体素子のコレクタ・エミッタ間電圧が所定電圧を越え
たとき、該半導体素子が非導通になったと判断して論理
値が１となる第２の信号を出力する第２の手段と、前記
第１，第２の信号の論理積を前記遅れ期間の信号として
出力する第３の手段を備えて構成する。
記異常検出手段は、非導通のスイッチ指令のとき論理値
が１となる第１の信号を出力する第１の手段と、前記半
導体素子のコレクタ・エミッタ間電圧が所定電圧を越え
たとき、該半導体素子が非導通になったと判断して論理
値が１となる第２の信号を出力する第２の手段と、前記
第１，第２の信号の論理積を前記遅れ期間の信号として
出力する第３の手段を備えて構成する。
【００１１】（３） 前記（１）項の構成において、前
記半導体素子として電流駆動形のパワ―トランジスタを
用いる場合、前記異常検出手段は、前記パワ―トランジ
スタのベ―ス・エミッタ間電圧が所定の逆バイアス電圧
以上のとき、該パワ―トランジスタが導通状態であると
判定して論理値が１となる第３の信号を出力するコンパ
レ―タと、非導通のスイッチング指令が与えられた時点
から所定時限を持って論理値が１となる第４の信号を出
力するタイマ―と、前記第３，第４の信号の論理積を前
記異常信号として出力する第４の手段を備えて構成す
る。
記半導体素子として電流駆動形のパワ―トランジスタを
用いる場合、前記異常検出手段は、前記パワ―トランジ
スタのベ―ス・エミッタ間電圧が所定の逆バイアス電圧
以上のとき、該パワ―トランジスタが導通状態であると
判定して論理値が１となる第３の信号を出力するコンパ
レ―タと、非導通のスイッチング指令が与えられた時点
から所定時限を持って論理値が１となる第４の信号を出
力するタイマ―と、前記第３，第４の信号の論理積を前
記異常信号として出力する第４の手段を備えて構成す
る。
【００１２】
【作用】（１） 異常検出手段は、非導通のスイッチン
グ指令が与えられた時点から半導体素子が非導通になる
時点までの遅れ期間が所定期間を越えると、該半導体素
子の内部温度が許容値に達したと判定して異常信号を出
力する。 （２） 第１の手段は、非導通のスイッチング指令のと
き論理値が１の第１の信号を出力し、第２の手段は、半
導体素子のコレクタ・エミッタ間電圧が所定電圧を越え
ると、該半導体素子が非導通になったと判断して論理値
が１の第２の信号を出力する。上記第１，第２の信号の
論理積が前記遅れ期間の信号として検出される。 （３） 第３の手段は、パワ―トランジスタのベ―ス・
エミッタ間電圧が所定の逆バイアス電圧以上のとき、該
パワ―トランジスタが導通状態であると判定して論理値
が１の第３の信号を出力し、非導通のスイッチング指令
が与えられた時点から所定時限が経過するとタイマ―か
ら論理値が１の第４の信号が出力される。上記第３，第
４の信号の論理積が前記異常信号として出力され、この
値が１になると該パワ―トランジスタの内部温度が許容
値に達したと判定する。
グ指令が与えられた時点から半導体素子が非導通になる
時点までの遅れ期間が所定期間を越えると、該半導体素
子の内部温度が許容値に達したと判定して異常信号を出
力する。 （２） 第１の手段は、非導通のスイッチング指令のと
き論理値が１の第１の信号を出力し、第２の手段は、半
導体素子のコレクタ・エミッタ間電圧が所定電圧を越え
ると、該半導体素子が非導通になったと判断して論理値
が１の第２の信号を出力する。上記第１，第２の信号の
論理積が前記遅れ期間の信号として検出される。 （３） 第３の手段は、パワ―トランジスタのベ―ス・
エミッタ間電圧が所定の逆バイアス電圧以上のとき、該
パワ―トランジスタが導通状態であると判定して論理値
が１の第３の信号を出力し、非導通のスイッチング指令
が与えられた時点から所定時限が経過するとタイマ―か
ら論理値が１の第４の信号が出力される。上記第３，第
４の信号の論理積が前記異常信号として出力され、この
値が１になると該パワ―トランジスタの内部温度が許容
値に達したと判定する。
【００１３】
【実施例】本発明の第１実施例を図１に示す。図１にお
いて、１はスイッチング指令に応じてパワ―トランジス
タ６のベ―スに導通・非導通の駆動電圧ＶB を与える駆
動増幅器で、導通のスイッチング指令のとき高電位とな
る信号Ｖ1 も出力する。抵抗器２と可変抵抗器３とトラ
ンジスタ４とコンデンサ５とからなるディレイ回路は信
号Ｖ1 が低電位となった時点から所定時定数で高電位と
なる信号Ｖ2 を出力する。パワ―トランジスタ６のコレ
クタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間には抵抗器７と抵抗器９
の直列回路が並列接続され、抵抗器７にはダイオ―ド８
が並列接続されている。コンパレ―タ12はパワ―トラン
ジスタ６のＣ−Ｅ間電圧が一定値以下であるとき出力Ｓ
1 を“１”とする。抵抗器10と抵抗器11はコンパレ―タ
12のスレッショルド電圧を決定するものである。コンパ
レ―タ13は、パワ―トランジスタ６のＣ−Ｅ間電圧が負
電位になったとき出力Ｓ2 を“０”にする。コンパレ―
タ16は、前記ディレイ回路から出力される信号Ｖ2 が一
定電圧以下のとき出力Ｓ3 を“０”にする。抵抗器14と
抵抗器15はコンパレ―タ16のスレッショルド電圧を決定
するものである。アンド回路17は、Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の
論理積を信号Ｓ4 として出力する。18はアンド回路17の
出力を受けてフォトカプラ19を駆動するリレ―ドライバ
―、19はリレ―ドライバ―18により駆動され絶縁された
信号を出力するフォトカプラである。このような回路が
インバ―タ部33を構成するスイッチ素子の数だけ備えら
れ、更にこれらの回路のフォトカプラ19の出力のいずれ
かが“０”になったとき出力を“１”にし異常信号とし
て出力するノア回路20、とで構成される。図中の＋Ｖ，
−Ｖ，０Ｖは駆動増幅器個々の電源である。
いて、１はスイッチング指令に応じてパワ―トランジス
タ６のベ―スに導通・非導通の駆動電圧ＶB を与える駆
動増幅器で、導通のスイッチング指令のとき高電位とな
る信号Ｖ1 も出力する。抵抗器２と可変抵抗器３とトラ
ンジスタ４とコンデンサ５とからなるディレイ回路は信
号Ｖ1 が低電位となった時点から所定時定数で高電位と
なる信号Ｖ2 を出力する。パワ―トランジスタ６のコレ
クタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間には抵抗器７と抵抗器９
の直列回路が並列接続され、抵抗器７にはダイオ―ド８
が並列接続されている。コンパレ―タ12はパワ―トラン
ジスタ６のＣ−Ｅ間電圧が一定値以下であるとき出力Ｓ
1 を“１”とする。抵抗器10と抵抗器11はコンパレ―タ
12のスレッショルド電圧を決定するものである。コンパ
レ―タ13は、パワ―トランジスタ６のＣ−Ｅ間電圧が負
電位になったとき出力Ｓ2 を“０”にする。コンパレ―
タ16は、前記ディレイ回路から出力される信号Ｖ2 が一
定電圧以下のとき出力Ｓ3 を“０”にする。抵抗器14と
抵抗器15はコンパレ―タ16のスレッショルド電圧を決定
するものである。アンド回路17は、Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の
論理積を信号Ｓ4 として出力する。18はアンド回路17の
出力を受けてフォトカプラ19を駆動するリレ―ドライバ
―、19はリレ―ドライバ―18により駆動され絶縁された
信号を出力するフォトカプラである。このような回路が
インバ―タ部33を構成するスイッチ素子の数だけ備えら
れ、更にこれらの回路のフォトカプラ19の出力のいずれ
かが“０”になったとき出力を“１”にし異常信号とし
て出力するノア回路20、とで構成される。図中の＋Ｖ，
−Ｖ，０Ｖは駆動増幅器個々の電源である。
【００１４】上記構成において、図示されていない主制
御装置から導通のスイッチング指令信号（ＰＷＭパル
ス）が与えられると、駆動増幅器１から高電位の駆動電
圧ＶBが出力されパワ―トランジスタ６を導通させる。
また、同時に信号Ｖ1 が高電位となりトランジスタ４が
オンして信号Ｖ2 を零とし、図３（ａ）に示すように、
コンパレ―タ16の出力信号Ｓ3 を“０”にする。パワ―
トランジスタ６が導通すると、コレクタ−エミッタ間の
電圧ＶCEは飽和電圧（１〜２Ｖ程度）まで低下し、抵抗
器７と９の分電圧がスレッショルド電圧以下に低下して
コンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 は“１”となる。この信
号Ｓ1 はパワ―トランジスタ６がＯＮしている間“１”
となる。
御装置から導通のスイッチング指令信号（ＰＷＭパル
ス）が与えられると、駆動増幅器１から高電位の駆動電
圧ＶBが出力されパワ―トランジスタ６を導通させる。
また、同時に信号Ｖ1 が高電位となりトランジスタ４が
オンして信号Ｖ2 を零とし、図３（ａ）に示すように、
コンパレ―タ16の出力信号Ｓ3 を“０”にする。パワ―
トランジスタ６が導通すると、コレクタ−エミッタ間の
電圧ＶCEは飽和電圧（１〜２Ｖ程度）まで低下し、抵抗
器７と９の分電圧がスレッショルド電圧以下に低下して
コンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 は“１”となる。この信
号Ｓ1 はパワ―トランジスタ６がＯＮしている間“１”
となる。
【００１５】コンパレ―タ13の出力信号Ｓ2 は、抵抗器
７と９によるＶCEの分電圧が正電位側にあるため“１”
のままとなる。このように、導通のスイッチング指令が
与えられたとき、信号Ｓ3 がすぐに“０”となるのでア
ンド回路17の出力信号Ｓ4 は“０”のままとなる。
７と９によるＶCEの分電圧が正電位側にあるため“１”
のままとなる。このように、導通のスイッチング指令が
与えられたとき、信号Ｓ3 がすぐに“０”となるのでア
ンド回路17の出力信号Ｓ4 は“０”のままとなる。
【００１６】スイッチング指令が導通から非導通に変化
すると、駆動増幅器１は駆動電圧ＶB を負電圧まで低下
させパワ―トランジスタ６のゲ―ト電圧を低下させると
同時に信号Ｖ1 を零にする。パワ―トランジスタ６は、
ゲ―ト電圧が低下すると素子の特性で定まるタ―ンオフ
時間ｔOFF 経過後に絶縁を回復し、ＶCEは飽和電圧より
上昇し、コンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 は“０”とな
る。一方、信号Ｖ1 が零になるとトランジスタ４がオフ
して信号Ｖ2 が所定時定数で上昇し、一定時限ｔｄが経
過するとスレッショルド電圧に到達し、コンパレ―タ16
の出力信号Ｓ3 が“１”となる。この場合、一定時限ｔ
ｄの値は、パワ―トランジスタ６の内部温度が許容温度
に達した状態でのタ―ンオフ時間より少し長目に設定す
る。パワ―トランジスタのタ―ンオフ時間は内部温度に
より変化し、通常 0.75 〜１（％／℃）という依存性が
あり、内部温度が高くなるに従ってタ―ンオフ時間も長
くなる。
すると、駆動増幅器１は駆動電圧ＶB を負電圧まで低下
させパワ―トランジスタ６のゲ―ト電圧を低下させると
同時に信号Ｖ1 を零にする。パワ―トランジスタ６は、
ゲ―ト電圧が低下すると素子の特性で定まるタ―ンオフ
時間ｔOFF 経過後に絶縁を回復し、ＶCEは飽和電圧より
上昇し、コンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 は“０”とな
る。一方、信号Ｖ1 が零になるとトランジスタ４がオフ
して信号Ｖ2 が所定時定数で上昇し、一定時限ｔｄが経
過するとスレッショルド電圧に到達し、コンパレ―タ16
の出力信号Ｓ3 が“１”となる。この場合、一定時限ｔ
ｄの値は、パワ―トランジスタ６の内部温度が許容温度
に達した状態でのタ―ンオフ時間より少し長目に設定す
る。パワ―トランジスタのタ―ンオフ時間は内部温度に
より変化し、通常 0.75 〜１（％／℃）という依存性が
あり、内部温度が高くなるに従ってタ―ンオフ時間も長
くなる。
【００１７】従って、通常の運転周波数ではパワ―トラ
ンジスタ６の内部温度は許容値温度内にあり、図３
（ａ）の実線で示すように、タ―ンオフ時間ｔｄは一定
時限ｔｄより短かくなり、アンド回路17の出力信号Ｓ4
は“０”のままとなる。しかし、低周波運転において、
パワ―トランジスタ６の内部温度が許容温度を越える
と、図３（ａ）の点線で示すようにタ―ンオフ時間ｔ
OFF が一定時限ｔｄより長くなり、一定時限ｔｄが経過
した時点でアンド回路17の出力信号Ｓ4 が“１”とな
り、フォトカプラ19、ノア回路20を介して異常信号とし
て出力され、保護動作が行なわれる。
ンジスタ６の内部温度は許容値温度内にあり、図３
（ａ）の実線で示すように、タ―ンオフ時間ｔｄは一定
時限ｔｄより短かくなり、アンド回路17の出力信号Ｓ4
は“０”のままとなる。しかし、低周波運転において、
パワ―トランジスタ６の内部温度が許容温度を越える
と、図３（ａ）の点線で示すようにタ―ンオフ時間ｔ
OFF が一定時限ｔｄより長くなり、一定時限ｔｄが経過
した時点でアンド回路17の出力信号Ｓ4 が“１”とな
り、フォトカプラ19、ノア回路20を介して異常信号とし
て出力され、保護動作が行なわれる。
【００１８】パワ―トランジスタ６の動作モ―ドとし
て、導通のスイッチング指令が与えられたとき、フリ―
ホイ―ルダイオ―ドを介して負荷側から環流電流が流
れ、ＶCEが低下する場合がある。この場合、図３（ｂ）
に示すようにコンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 が“１”と
なるが同時にコンパレ―タ13の出力信号Ｓ2 が“０”と
なるので誤検出を防止することができる。
て、導通のスイッチング指令が与えられたとき、フリ―
ホイ―ルダイオ―ドを介して負荷側から環流電流が流
れ、ＶCEが低下する場合がある。この場合、図３（ｂ）
に示すようにコンパレ―タ12の出力信号Ｓ1 が“１”と
なるが同時にコンパレ―タ13の出力信号Ｓ2 が“０”と
なるので誤検出を防止することができる。
【００１９】異常信号が検出されたとき、インバ―タ装
置の制御を停止または一定時間休止させ、低周波運転時
のパワ―トランジスタの内部温度上昇による損傷を防止
することができる。
置の制御を停止または一定時間休止させ、低周波運転時
のパワ―トランジスタの内部温度上昇による損傷を防止
することができる。
【００２０】本発明の第２の実施例を図２に示す。この
実施例は電流駆動形のパワ―トランジスタを用いる例
で、図１と同じ符号を付したものは同一部品である。図
１と異なる部分は、パワ―トランジスタ６のベ―ス電圧
ＶBEが所定バイアス電圧ＶS を境界として“１”，
“０”を判定するコンパレ―タ23を設け、図１のコンパ
レ―タ12，13を省略した部分である。
実施例は電流駆動形のパワ―トランジスタを用いる例
で、図１と同じ符号を付したものは同一部品である。図
１と異なる部分は、パワ―トランジスタ６のベ―ス電圧
ＶBEが所定バイアス電圧ＶS を境界として“１”，
“０”を判定するコンパレ―タ23を設け、図１のコンパ
レ―タ12，13を省略した部分である。
【００２１】上記構成において、導通のスイッチング指
令が与えられると、パワ―トランジスタ６のベ―ス電圧
ＶBEは負のバイアス電圧−Ｖから正の電圧に変化し、パ
ワ―トランジスタ６は導通状態となる。これと同時にコ
ンパレ―タ16の出力信号Ｓ3は“０”となり、コンパレ
―タ23の出力信号Ｓ5 は“１”となる。従って、アンド
回路17の出力信号Ｓ4 は“０”のままである。次に、ス
イッチング指令が導通から非導通に変化すると、ゲ―ト
電圧ＶBEは元の負のバイアス電圧−Ｖに戻ろうとするが
蓄積キャリアを放出するタ―ンオフ時間ｔOFF の間ベ―
ス逆電流が流れ、ＶBEは所定のバイアス電圧ＶS （−２
〜− 2.5Ｖ位）になり、その後−Ｖに戻る。従って、コ
ンパレ―タ23の出力信号Ｓ5 はパワ―トランジスタ６が
タ―ンオフした後に“０”となる。逆並列ダイオ―ドが
導通するフリ―ホイ―ルモ―ドの場合、スッチング指令
が非導通になると直ちにＶBEは−Ｖに戻るから誤検出す
ることはない。インバ―タが低周波駆動となってパワ―
トランジスタ６の内部温度が上昇すると、図４の点線で
示すようにタ―ンオフ時間ｔOFF が長くなり、これが一
定時限ｔｄを越えるとアンド回路17の出力信号Ｓ4 が
“１”になり異常検出が行なわれる。従って、図２の実
施例を用いても前述と同じ効果が得られる。
令が与えられると、パワ―トランジスタ６のベ―ス電圧
ＶBEは負のバイアス電圧−Ｖから正の電圧に変化し、パ
ワ―トランジスタ６は導通状態となる。これと同時にコ
ンパレ―タ16の出力信号Ｓ3は“０”となり、コンパレ
―タ23の出力信号Ｓ5 は“１”となる。従って、アンド
回路17の出力信号Ｓ4 は“０”のままである。次に、ス
イッチング指令が導通から非導通に変化すると、ゲ―ト
電圧ＶBEは元の負のバイアス電圧−Ｖに戻ろうとするが
蓄積キャリアを放出するタ―ンオフ時間ｔOFF の間ベ―
ス逆電流が流れ、ＶBEは所定のバイアス電圧ＶS （−２
〜− 2.5Ｖ位）になり、その後−Ｖに戻る。従って、コ
ンパレ―タ23の出力信号Ｓ5 はパワ―トランジスタ６が
タ―ンオフした後に“０”となる。逆並列ダイオ―ドが
導通するフリ―ホイ―ルモ―ドの場合、スッチング指令
が非導通になると直ちにＶBEは−Ｖに戻るから誤検出す
ることはない。インバ―タが低周波駆動となってパワ―
トランジスタ６の内部温度が上昇すると、図４の点線で
示すようにタ―ンオフ時間ｔOFF が長くなり、これが一
定時限ｔｄを越えるとアンド回路17の出力信号Ｓ4 が
“１”になり異常検出が行なわれる。従って、図２の実
施例を用いても前述と同じ効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素子のタ―ンオ
フ時間を監視することによりジャンクション許容温度に
達したことを等価的に推定して保護動作を行なわせるこ
とが可能となり、低周波駆動時も過熱によるパワ―トラ
ンジスタの損傷を防止し信頼性の高いインバ―タ装置を
構築するスイッチ素子の駆動回路が得られる。
フ時間を監視することによりジャンクション許容温度に
達したことを等価的に推定して保護動作を行なわせるこ
とが可能となり、低周波駆動時も過熱によるパワ―トラ
ンジスタの損傷を防止し信頼性の高いインバ―タ装置を
構築するスイッチ素子の駆動回路が得られる。
【図１】本発明の第１実施例の構成図。
【図２】本発明の第２実施例の構成図。
【図３】第１実施例のタイミング図。
【図４】第２実施例のタイミング図。
【図５】従来のインバ―タ装置の保護回路のブロック構
成図。
成図。
１…駆動増幅器 ２…抵抗器 ３…可変抵抗器 ４…トランジスタ ５…コンデンサ ６…パワ―トランジスタ ７，19…抵抗器 ８…ダイオ―ド 10，11，14，15，21，22…抵抗器 12，13，16，23…コンパレ―タ 17…アンド回路 18…リレ―ドライバ 19…フォトカプラ 20…ノア回路 31…整流器 32…コンデンサ 33…インバ―タ部 34…電動機 35…電流検出器 36…速度設定器 37…主制御回路 38…駆動増幅器 39…サ―モスタット 40…電流制限値検出回路 41…過電流検出回路 42…過負荷検出回路
Claims (3)
- 【請求項１】 スイッチング指令に応じて半導体素子の
導通あるいは非導通の制御を行なうスイッチ素子の駆動
回路において、非導通のスイッチング指令が与えられた
時点から半導体素子が非導通になる時点までの遅れ期間
を検出して、この遅れ期間が所定期間を越えるとき異常
信号を出力する異常検出手段を設けたことを特徴とする
スイッチ素子の駆動回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスイッチ素子の駆動回
路において、前記異常検出手段は、非導通のスイッチ指
令のとき論理値が１となる第１の信号を出力する第１の
手段と、前記半導体素子のコレクタ・エミッタ間電圧が
所定電圧を越えたとき、該半導体素子が非導通になった
と判断して論理値が１となる第２の信号を出力する第２
の手段と、前記第１，第２の信号の論理積を前記遅れ期
間の信号として出力する第３の手段を備えて構成するこ
とを特徴とするスイッチ素子の駆動回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載のスイッチ素子の駆動回
路において、前記半導体素子として電流駆動形のパワ―
トランジスタを用いる場合、前記異常検出手段は、前記
パワ―トランジスタのベ―ス・エミッタ間電圧が所定の
逆バイアス電圧以上のとき、該パワ―トランジスタが導
通状態であると判定して論理値が１となる第３の信号を
出力するコンパレ―タと、非導通のスイッチング指令が
与えられた時点から所定時限を持って論理値が１となる
第４の信号を出力するタイマ―と、前記第３，第４の信
号の論理積を前記異常信号として出力する第４の手段を
備えて構成することを特徴とするスイッチ素子の駆動回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5309969A JPH07170724A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチ素子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5309969A JPH07170724A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチ素子の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170724A true JPH07170724A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=17999552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5309969A Pending JPH07170724A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチ素子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07170724A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016042970A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| WO2018061287A1 (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 株式会社日立製作所 | 電気機器および電気機器の診断装置 |
| WO2018168116A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置の診断回路、電力変換装置の診断システム |
| US10122296B2 (en) | 2015-06-22 | 2018-11-06 | Hitachi, Ltd. | Power converter, diagnostic system of power converter, and power converter diagnostic method using current change |
| JP2020065386A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置及び電力変換装置の診断方法 |
| JP2020162241A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 株式会社日立ビルシステム | 電力変換装置の診断装置及び電力変換装置の診断方法 |
| JP2021190894A (ja) * | 2020-06-01 | 2021-12-13 | ローム株式会社 | ゲートドライバ装置 |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP5309969A patent/JPH07170724A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016042970A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| JP2016063667A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| CN106716814A (zh) * | 2014-09-19 | 2017-05-24 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置 |
| US10122296B2 (en) | 2015-06-22 | 2018-11-06 | Hitachi, Ltd. | Power converter, diagnostic system of power converter, and power converter diagnostic method using current change |
| WO2018061287A1 (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 株式会社日立製作所 | 電気機器および電気機器の診断装置 |
| JPWO2018061287A1 (ja) * | 2016-09-27 | 2019-03-14 | 株式会社日立製作所 | 電気機器および電気機器の診断装置 |
| WO2018168116A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置の診断回路、電力変換装置の診断システム |
| JPWO2018168116A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2019-12-19 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置の診断回路、電力変換装置の診断システム |
| EP3598627A4 (en) * | 2017-03-15 | 2020-12-16 | Hitachi, Ltd. | POWER CONVERSION DEVICE DIAGNOSIS CIRCUIT AND POWER CONVERSION DEVICE DIAGNOSIS SYSTEM |
| JP2020065386A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置及び電力変換装置の診断方法 |
| JP2020162241A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 株式会社日立ビルシステム | 電力変換装置の診断装置及び電力変換装置の診断方法 |
| JP2021190894A (ja) * | 2020-06-01 | 2021-12-13 | ローム株式会社 | ゲートドライバ装置 |
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