JPH08182338A - インバータの過電流保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、過電流発生時に検出される過
電流信号が、制御回路を介さずに、直接インバータを構
成する下アーム用パワートランジスタのベース電流を遮
断し、前記下アーム用パワートランジスタを瞬時に停止
させることにより、インバータを過電流から確実に保護
することができる経済性，信頼性に優れたインバータの
過電流保護装置を提供することを目的とする。 【構成】 インバータの過電流保護装置において、イン
バータで過電流を検出した場合に過電流信号を送出する
過電流検出回路１０と、過電流検出回路１０で検出され
た過電流信号に応じてインバータを制御する制御回路１
３と、過電流検出回路１０から送出される過電流信号に
よりコレクタ端子に接続されている下アーム用パワート
ランジスタ２のベース電流を遮断して下アーム用パワー
トランジスタ２を停止させるトランジスタ１５と、を備
えている構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインバータにおいて過電
流破壊を防止するインバータの過電流保護装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パルス幅変調（以下ＰＷＭと略
す）によりモーター等の制御を行うインバータには、イ
ンバータを構成するパワートランジスタを過電流による
破壊から保護するための保護装置が設置されている。

【０００３】以下に従来のインバータの過電流保護装置
について、図面を参照しながら説明する。図２は従来の
インバータの過電流保護装置の回路構成図である。１は
インバータを構成する上アーム用パワートランジスタ、
２は上アーム用パワートランジスタ１と同様な下アーム
用パワートランジスタ、３は上アーム用パワートランジ
スタ１のベース側に接続され上アーム用パワートランジ
スタ１を駆動させる上アーム用駆動回路、４は下アーム
用パワートランジスタ２のベース側に接続され下アーム
用パワートランジスタ２を駆動させる下アーム用駆動回
路、５は上アーム用駆動回路３に電圧を印加する上アー
ム用電源、６は下アーム用駆動回路４に電圧を印加する
下アーム用電源、７は上アーム用パワートランジスタ１
及び下アーム用パワートランジスタ２に対して直列に接
続されて上アーム用パワートランジスタ１及び下アーム
用パワートランジスタ２に生じる過電流を検出する抵
抗、８は過電流を検出する際に過電流発生の基準値とす
る基準電圧が印加されている基準電圧電源、９はオペア
ンプ等から構成され抵抗７で検出された電圧と基準電圧
電源８に印加されている基準電圧を比較する比較器、１
０は抵抗７，基準電圧電源８及び比較器９から構成され
る過電流検出回路、１１は過電流検出回路１０と後述の
制御回路１３を絶縁する第１のフォトカプラ、１２はフ
ォトカプラ１１で光電変換されて後述の制御回路１３側
に発生した過電流信号のノイズを除去するフィルタ、１
３は中央処理演算装置（以下ＣＰＵと略す），マイクロ
プロッセサユニット（以下ＭＰＵと略す），マイコン等
から構成されフィルタ１２でノイズ除去された過電流信
号等を受け装置全体の制御を行う制御回路、１４は制御
回路１３と上アーム用駆動回路３及び下アーム用駆動回
路４を絶縁する第２のフォトカプラである。

【０００４】以上のように構成された従来のインバータ
の過電流保護装置について、以下その動作を説明する。
まず、上アーム用パワートランジスタ１または下アーム
用パワートランジスタ２に過電流が流れた場合、過電流
検出用の抵抗７の両端に過電流による電圧が生じる。抵
抗７の両端に生じた電圧と予め基準電圧電源８に設定さ
れている基準電圧が比較器９で比較される。ここで、抵
抗７に生じた電圧が基準電圧より高い場合は過電流と判
断され、比較器９からハイレベルの過電流信号が出力さ
れる。過電流信号は第１のフォトカプラ１１により絶縁
されている制御回路１３側に光電変換される。制御回路
１３側に発生した過電流信号はフィルタ１２により不要
なノイズを除去され、制御回路１３へ伝達される。過電
流信号を受け取った制御回路１３は第２のフォトカプラ
１４を介して上アーム用駆動回路３及び下アーム用駆動
回路４に送出されていた駆動信号を遮断する。駆動信号
を遮断された上アーム用駆動回路３及び下アーム用駆動
回路４は、上アーム用パワートランジスタ１及び下アー
ム用パワートランジスタ２をオフする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、フォトカプラによる過電流信号の伝達遅
れ、制御回路が駆動信号を遮断する際の伝達遅れ、ノイ
ズフィルタの時定数による遅れ、制御回路での処理時間
の遅れ等の原因により、過電流検出回路が過電流信号を
出力してからパワートランジスタが停止するまでに時間
がかかり、パワートランジスタを過電流破壊から充分に
保護することができず信頼性に欠けるという問題点を有
していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、簡単な構成で、過電流発生時に検出される過電流信
号が、制御回路を介さずに、直接インバータを構成する
下アーム用パワートランジスタのベース電流を遮断し、
前記下アーム用パワートランジスタを瞬時に停止させる
ことにより、インバータを過電流破壊から確実に保護す
ることができる経済性，信頼性に優れたインバータの過
電流保護装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインバータの過電流保護装置は、インバータ
に接続されてインバータを構成しているパワートランジ
スタの過電流破壊を防止するインバータの過電流保護装
置において、インバータに過電流が発生した場合に過電
流信号を送出する過電流検出回路と、過電流検出回路か
ら送出される過電流信号に応じてインバータを制御する
制御回路と、過電流検出回路から送出される過電流信号
によりパワートランジスタのベース電流を遮断してパワ
ートランジスタを停止させるトランジスタと、を備えて
いる構成を有している。

【０００８】ここで、過電流検出回路としては、過電流
検出用の抵抗と、過電流発生の基準値とする基準電圧が
印加されている基準電圧電源と、抵抗で検出された電圧
と基準電圧電源に印加されている基準電圧を比較する比
較器と、から構成することができるが、過電流検出用の
抵抗の代わりにコイルを使用し、過電流発生時に流れる
電流による磁界の変化をホール素子を用いて検出し、検
出された電圧を比較器に印加することもできる。

【０００９】

【作用】この構成によって、トランジスタが下アーム用
パワートランジスタを瞬時に停止させるので、フォトカ
プラによる過電流信号の伝達遅れ、制御回路が駆動信号
を遮断する際の伝達遅れ、ノイズフィルタの時定数によ
る遅れ、制御回路での処理時間の遅れ等の原因により発
生するインバータの過電流破壊を解消することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例におけるインバータの
過電流保護装置について、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の一実施例におけるインバータの過電
流保護装置の回路構成図である。１は上アーム用パワー
トランジスタ、２は下アーム用パワートランジスタ、３
は上アーム用駆動回路、４は下アーム用駆動回路、５は
上アーム用電源、６は下アーム用電源、７は抵抗、８は
基準電圧電源、９は比較器、１０は過電流検出回路、１
１は第１のフォトカプラ、１２はフィルタ、１３は制御
回路、１４は第２のフォトカプラであり、従来例と同様
なものなので説明を省略する。１５は過電流検出回路１
０にベース端子，下アーム用電源６にエミッタ端子，下
アーム用パワートランジスタ２のベース側にコレクタ端
子を接続されたトランジスタである。

【００１１】以上のように構成された本発明の一実施例
におけるインバータの過電流保護装置について、以下そ
の動作を説明する。まず、上アーム用パワートランジス
タ１または下アーム用パワートランジスタ２に過電流が
流れた場合、過電流検出用の抵抗７の両端に過電流によ
る電圧が生じる。抵抗７の両端に生じた電圧と基準電圧
電源８に予め設定されている基準電圧は比較器９で比較
される。ここで、抵抗７に生じた電圧が基準電圧より高
い場合は過電流と判断され、比較器９からハイレベルの
過電流信号が出力される。過電流信号はトランジスタ１
５のベース端子に送出され、トランジスタ１５のエミッ
タ端子からコレクタ端子に供給されている電流を遮断す
る。電流を遮断されたトランジスタ１５は下アーム用パ
ワートランジスタ２のベース端子に供給される電流を遮
断し、下アーム用パワートランジスタ２を停止する。下
アーム用パワートランジスタ２がオフすると回路は途絶
え過電流は遮断される。また、同時に、過電流信号は第
１のフォトカプラ１１により絶縁されている制御回路１
３側に光電変換される。制御回路１３側に発生した過電
流信号はフィルタ１２により不要なノイズを除去し、制
御回路１３へ伝達される、過電流信号を受けた制御回路
１３は第２のフォトカプラ１４への駆動信号を遮断す
る。駆動信号を遮断された上アーム用駆動回路３及び下
アーム用駆動回路４は各々上アーム用パワートランジス
タ１及び下アーム用パワートランジスタ２をオフする。

【００１２】尚、本実施例では過電流検出回路１０を、
過電流検出用の抵抗７と、基準電圧電源８と、抵抗７で
検出された電圧と基準電圧電源８に印加されている基準
電圧を比較する比較器９と、から構成したが、過電流検
出用の抵抗７の代わりにコイルを使用し、過電流発生時
に流れる電流による磁界の変化をホール素子を用いて検
出し、検出された電圧を比較器９に印加することもでき
る。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明は、トランジスタが
過電流検出回路から送出される過電流信号によりコレク
タ端子に接続されているパワートランジスタのベース電
流を遮断して前記パワートランジスタを瞬時に停止させ
るので、フォトカプラによる過電流信号の伝達遅れ、制
御回路が駆動信号を遮断する際の伝達遅れ、ノイズフィ
ルタの時定数による遅れ、制御回路での処理時間の遅れ
等の原因により発生するインバータの過電流破壊を解消
することができ、簡単な構成で、各回路に生じた信号遅
れに関係なく、確実にインバータを過電流から保護する
ことのできる経済性，信頼性に優れたインバータの過電
流保護装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるインバータの過電流
保護装置の回路構成図

【図２】従来のインバータの過電流保護装置の回路構成
図

【符号の説明】

１ 上アーム用パワートランジスタ ２ 下アーム用パワートランジスタ ３ 上アーム用駆動回路 ４ 下アーム用駆動回路 ５ 上アーム用電源 ６ 下アーム用電源 ７ 抵抗 ８ 基準電圧電源 ９ 比較器 １０ 過電流検出回路 １１ 第１のフォトカプラ １２ フィルタ １３ 制御回路 １４ 第２のフォトカプラ １５ トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータに接続されて前記インバータを
   構成しているパワートランジスタの過電流破壊を防止す
   るインバータの過電流保護装置において、前記インバー
   タに過電流が発生した場合に過電流信号を送出する過電
   流検出回路と、前記過電流検出回路から送出される過電
   流信号に応じてインバータを制御する制御回路と、前記
   過電流検出回路から送出される過電流信号により前記パ
   ワートランジスタのベース電流を遮断して前記パワート
   ランジスタを停止させるトランジスタと、を備えている
   ことを特徴とするインバータの過電流保護装置。