JPH0851799A - Inverter and power source using the same - Google Patents

Inverter and power source using the same

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JPH0851799A
JPH0851799A JP6187622A JP18762294A JPH0851799A JP H0851799 A JPH0851799 A JP H0851799A JP 6187622 A JP6187622 A JP 6187622A JP 18762294 A JP18762294 A JP 18762294A JP H0851799 A JPH0851799 A JP H0851799A
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gate
voltage
circuit
source
short
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JP6187622A
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Inventor
Kanji Takeuchi
鑑二 竹内
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To protect an inverter used to drive a power generator and electric motor by automatically turning off an IGBT of the inverter when no or insufficient power source is provided for an inverter gate drive circuit. CONSTITUTION:An FET 141 is provided to short-circuit between a gate and source of an IGBT 50 when no power is supplied. The IGBT 50 can be kept off when its gate is short-circuited to its source. When the negative voltage of a drive power source 102 is lower than the Zener voltage of a Zener diode, the gate potential of the FET 141 becomes equal to the Zener potential, and the FET 141 is turned on. Thus, the gate of the IGBT 50 can be short-circuited to the source with the FET 141 even when the supply voltage to the gate drive circuit has not reached a specified value. If a drive power source 102 is defective, the IGBT 50 cannot be turned on in error.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関によって発電
機を駆動する電源装置に関し、特に、内燃機関の始動の
際に発電機を電動機として駆動するためにIGBT(電
圧駆動型素子)によって通電制御するインバータ回路を
備えたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for driving a generator by an internal combustion engine, and more particularly, energization by an IGBT (voltage drive type element) for driving the generator as an electric motor when starting the internal combustion engine. The present invention relates to one having an inverter circuit for controlling.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動式の電源装置では、発電機を駆動す
るために内燃機関(エンジン)が用いられているが、内
燃機関を始動させるためのスタータの負担の軽減を図
り、装置全体の小型化を図るために、発電機を通電駆動
して電動機として作動させるものが考えられている。こ
のように、発電機を通電駆動する装置においては、図4
に示すように、発電機3には、発電によって生じる交流
電力を整流するためのダイオードDの他に、発電機3を
回転させるために回転磁界を発生させるインバータ回
路、具体的には、高電圧に耐えられるトランジスタ(I
GBT;電圧駆動型通電素子)Tによってスイッチング
回路が構成されたインバータ回路が備えられている。
2. Description of the Related Art In a mobile power supply device, an internal combustion engine (engine) is used to drive a generator, but the load on a starter for starting the internal combustion engine is reduced, and the entire device is reduced in size. In order to achieve this, it is considered that the generator is energized and driven to operate as an electric motor. As described above, in the device for energizing and driving the generator, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the generator 3 includes, in addition to the diode D for rectifying the AC power generated by the power generation, an inverter circuit that generates a rotating magnetic field for rotating the generator 3, specifically, a high voltage. Transistor (I
An inverter circuit in which a switching circuit is configured by a GBT (voltage-driven energization element) T is provided.

【0003】また、IGBTのゲートを制御するための
ドライブ回路には、IGBTのオフ動作時にゲートの電
荷を急速に放電させるために、電流ブースターを形成す
るコンプリメンタリ回路が用いられている。さらに、ド
ライブ回路には、発電に伴う高電圧がIGBTの各電極
間容量によって分圧された電圧がドライブ回路の出力側
に印加されるため、ドライブ回路に対してゲート制御信
号を送出するゲート制御回路とドライブ回路との間に
は、ホトカプラ等の絶縁素子が設けられており、ドライ
ブ回路の電源には、例えばトランスにより絶縁されたコ
ンバータ等による正負2電源式のドライブ用電源がゲー
ト制御回路用の電源とは別途に設けられている。
Further, in the drive circuit for controlling the gate of the IGBT, a complementary circuit forming a current booster is used in order to rapidly discharge the electric charge of the gate when the IGBT is turned off. Further, since a high voltage resulting from power generation is divided by the inter-electrode capacitance of the IGBT and applied to the output side of the drive circuit, the drive circuit outputs a gate control signal to the drive circuit. An insulating element such as a photocoupler is provided between the circuit and the drive circuit. As a power source of the drive circuit, for example, a positive / negative dual power source drive power source for a gate control circuit is provided by a converter insulated by a transformer. It is provided separately from the power source.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、内燃機
関の始動時に発電機によって内燃機関を駆動するもので
は、内燃機関が始動した後には、発電機は発電を開始す
るため、発電機の通電駆動は必要なくなる。従って、発
電機を通電駆動するためのインバータのIGBTを常時
オフ状態に維持する必要があるが、IGBTの各電極間
には図5に示すように、電極間容量Cd、Csがあり、
図6に示すように、発電に伴って各相に現れる電圧がオ
フしているダイオードDの相のIGBTのドレイン・ソ
ース間に加わると、IGBTのゲート・ソース間容量C
sのインピーダンスが高いため、IGBTのゲート・ソ
ース間容量Csに電荷が充電されて蓄積されやすく、こ
の電荷が大きくなると、IGBTがターンオンする恐れ
がある。従って、IGBTを確実にオフにするために
は、IGBTのゲートの電位がソースに対して高くなら
ないように、ゲート・ソース間を0ボルト以下に維持す
る必要がある。
As described above, in the case of driving the internal combustion engine by the generator at the time of starting the internal combustion engine, since the generator starts power generation after the internal combustion engine is started, the generator Electric drive is no longer necessary. Therefore, the IGBT of the inverter for energizing and driving the generator needs to be always kept in the OFF state, but there is interelectrode capacitance Cd, Cs between the electrodes of the IGBT as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when the voltage appearing in each phase accompanying power generation is applied between the drain and source of the IGBT in the phase of the diode D that is off, the gate-source capacitance C of the IGBT is generated.
Since the impedance of s is high, electric charge is easily charged and accumulated in the gate-source capacitance Cs of the IGBT, and when the electric charge becomes large, the IGBT may turn on. Therefore, in order to reliably turn off the IGBT, it is necessary to maintain the gate-source voltage at 0 volt or less so that the gate potential of the IGBT does not become higher than the source.

【0005】しかしながら、IGBTのゲートの電位を
0ボルト以下に維持するためには、上記のドライブ回路
を作動させて、バイアス電圧を印加する必要がある。と
ころが、ドライブ用電源は、内燃機関始動時のスタータ
信号によって供給されるため、始動終了に伴ってドライ
ブ用電源が無くなってしまう。電源を供給するために新
たな配線を行うことも考えられるが、発電中にもIGB
Tをオフ制御するためにドライブ用電源を作動させなけ
ればならなくなり、発電中の電力消費量が増大するとい
う問題がある。また、断線などによってドライブ電源の
供給がなくなると、IGBTのゲートを安定してバイア
スできなくなり、動作を保証できないという問題があ
る。
However, in order to maintain the potential of the gate of the IGBT at 0 volt or less, it is necessary to operate the above drive circuit and apply a bias voltage. However, the drive power source is supplied by the starter signal at the time of starting the internal combustion engine, and therefore the drive power source is lost with the completion of the start. It is possible to make new wiring to supply power, but IGB
There is a problem in that the drive power source must be operated in order to control the T to be off, and the power consumption during power generation increases. Further, if the drive power supply is cut off due to disconnection or the like, the gate of the IGBT cannot be stably biased, and the operation cannot be guaranteed.

【0006】また、低温時に内燃機関を始動すると、ス
タータによる大電流によって補機バッテリ(制御回路の
電源供給用も兼ねる)の電圧が低下し易く、これによっ
てドライブ用電源の電圧が低下する。このため、IGB
Tのゲート駆動電圧が低下して、IGBTのドレイン・
ソース間電圧が上昇する。即ち、IGBTの順電圧降下
が上昇するため、電流による通電損失が増加してIGB
Tの発熱量が増加して不具合を発生する可能性が高くな
る。
When the internal combustion engine is started at a low temperature, the voltage of the auxiliary battery (also serving as the power supply for the control circuit) is likely to drop due to the large current generated by the starter, which lowers the voltage of the drive power supply. Therefore, IGB
The gate drive voltage of T drops,
The source-to-source voltage rises. That is, since the forward voltage drop of the IGBT increases, the conduction loss due to the current increases and the IGBT
The heat generation amount of T increases and the possibility of causing a defect increases.

【0007】本発明は、内燃機関によって駆動される発
電機のインバータのように、電動機として作用させる場
合のみインバータ動作を行う装置において、インバータ
のゲート駆動回路に電源が供給されていない場合でも、
IGBTを確実にオフ状態を保つことを目的としてい
る。また、ゲート駆動回路の電源電圧が低下した場合、
IGBTの発熱量増大による故障を防止するためIGB
Tを自動的にオフ状態に保つことを目的としている。
The present invention is an apparatus that performs an inverter operation only when it is operated as an electric motor, such as an inverter of a generator driven by an internal combustion engine, even when power is not supplied to the gate drive circuit of the inverter.
The purpose is to reliably keep the IGBT in the off state. When the power supply voltage of the gate drive circuit drops,
In order to prevent failure due to increase in heat generation of IGBT, IGBT
The purpose is to automatically keep T off.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1は、
電動機を回転駆動するインバータ装置において、トラン
ジスタよりなり、前記電動機にバッテリからの電流を供
給する電圧駆動型通電素子と、この電圧駆動型通電素子
と並列接続され、前記電動機が発電動作する際に前記電
動機からの電流を整流する整流素子と、前記電圧駆動型
通電素子のゲートを制御するゲート駆動回路と、このゲ
ート駆動回路に電源が供給されていない場合に、前記電
圧駆動型通電素子のゲート・ソース間を短絡する短絡手
段とを備えることを技術的手段とする。
According to the present invention, claim 1
In an inverter device that rotationally drives an electric motor, a voltage-driven energization element that is composed of a transistor and supplies a current from a battery to the electric motor, and the voltage-driven energization element is connected in parallel, and when the electric motor performs a power generation operation, A rectifying element that rectifies the current from the electric motor, a gate drive circuit that controls the gate of the voltage-driven energization element, and a gate of the voltage-driven energization element when power is not supplied to the gate drive circuit. The technical means is to include a short-circuiting means for short-circuiting between the sources.

【0009】請求項2は、請求項1記載のインバータ装
置において、前記ゲート駆動回路の電源電圧が所定電圧
より高い場合には前記短絡手段を開放し、前記所定電圧
より低い場合には前記電圧駆動型通電素子のゲート・ソ
ース間を短絡する短絡制御手段を備えることを技術的手
段とする。請求項3は、請求項1記載のインバータ装置
において、前記短絡手段により前記電圧駆動型通電素子
のゲート・ソース間が短絡されるとき、前記電圧駆動型
通電素子のゲート電位を零電位にする回路を備えること
を技術的手段とする。
According to a second aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect, the short-circuiting means is opened when the power supply voltage of the gate drive circuit is higher than a predetermined voltage, and the voltage drive is performed when the power supply voltage is lower than the predetermined voltage. It is a technical means to provide a short-circuit control means for short-circuiting the gate and source of the die energization element. According to a third aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect, the circuit for setting the gate potential of the voltage-driven energization element to zero potential when the gate-source of the voltage-driven energization element is short-circuited by the short-circuit means. Is provided as a technical means.

【0010】請求項4は、電源装置において、内燃機関
により発電機を駆動し、前記発電機の出力を充電するバ
ッテリと、前記バッテリの電流を前記発電機に通電する
ための電圧駆動型通電素子からなるインバータ回路と、
前記インバータ回路のゲート駆動回路に電力を供給する
ゲート駆動電源と、前記内燃機関の始動の際に前記ゲー
ト駆動電源と前記ゲート駆動回路を作動させて前記発電
機を回転駆動させる制御回路と、前記ゲート駆動回路へ
の電源が供給されない場合に前記電圧駆動型通電素子の
ゲート・ソース間を短絡する短絡手段とを備えることを
技術的手段とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in a power supply device, a battery for driving a generator by an internal combustion engine to charge an output of the generator, and a voltage-driven energizing element for supplying a current of the battery to the generator. An inverter circuit consisting of
A gate drive power source for supplying electric power to a gate drive circuit of the inverter circuit; a control circuit for operating the gate drive power source and the gate drive circuit at the time of starting the internal combustion engine to rotationally drive the generator; The technical means comprises a short-circuit means for short-circuiting the gate and the source of the voltage-driven energization element when power is not supplied to the gate drive circuit.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、請求項1では、ゲート駆動回路へ電
力が供給されなくなると、インバータ回路の電圧駆動型
通電素子のゲートは、短絡手段によってソースと短絡さ
れる。この結果、電圧駆動型通電素子のドレイン・ソー
ス間はオフ状態に維持される。従って、電動機が発電動
作する間に、電圧駆動型通電素子が誤ってオン状態にな
ることがない。
According to the present invention, when power is not supplied to the gate drive circuit, the gate of the voltage-driven energization element of the inverter circuit is short-circuited with the source by the short-circuiting means. As a result, the drain-source of the voltage-driven energization element is maintained in the off state. Therefore, the voltage-driven energization element does not accidentally turn on while the electric motor is generating electricity.

【0012】請求項2では、短絡制御手段が備えられて
いて、駆動用電源の電圧が所定電圧より高い場合には、
電圧駆動型通電素子のゲート・ソース間が開放されるた
め、駆動用電源が正常に作動している場合には、ゲート
駆動回路の出力に応じて電圧駆動型通電素子を確実にス
イッチング動作させることができる。また、所定電圧よ
り低い場合には、電圧駆動型通電素子のゲート・ソース
間が短絡される。このため、駆動用電源の電圧が正常で
ない場合に、ゲートに対して電圧駆動型通電素子をオン
にするための信号が与えられても、電圧駆動型通電素子
はオフ状態に維持される。従って、駆動用電源の電圧が
正常でないために、ゲート駆動回路から電圧駆動型通電
素子をオンにするための信号が誤って連続して送出され
るような場合でも、電圧駆動型通電素子が連続してオン
になることがない。この結果、電圧駆動型通電素子のス
イッチング損失が増加して発熱することがなくなり、電
圧駆動型通電素子および発電機を保護することができ
る。請求項3では、電圧駆動型通電素子のゲート・ソー
ス間が短絡されるとき、電圧駆動型通電素子のゲート電
位が零電位にされる。従って、ゲートの電位を電圧駆動
型通電素子が確実にオフになる電位に維持する。
According to a second aspect of the present invention, the short circuit control means is provided, and when the voltage of the driving power source is higher than a predetermined voltage,
Since the gate and source of the voltage-driven energization element are opened, the voltage-driven energization element must be reliably switched according to the output of the gate drive circuit when the drive power supply is operating normally. You can If the voltage is lower than the predetermined voltage, the gate and source of the voltage-driven energization element are short-circuited. Therefore, when the voltage of the driving power supply is not normal, even if a signal for turning on the voltage-driven energization element is given to the gate, the voltage-driven energization element is maintained in the off state. Therefore, even when the voltage for the driving power supply is not normal and the signal for turning on the voltage-driven energization element is erroneously and continuously sent from the gate drive circuit, the voltage-driven energization element continues to operate. And never turn on. As a result, the switching loss of the voltage-driven energization element does not increase and heat is not generated, and the voltage-driven energization element and the generator can be protected. According to the third aspect, when the gate and the source of the voltage-driven energization element are short-circuited, the gate potential of the voltage-driven energization element is set to zero potential. Therefore, the potential of the gate is maintained at a potential at which the voltage-driven energization element is surely turned off.

【0013】請求項4では、内燃機関を始動する際に
は、内燃機関始動制御手段によって、駆動用電源が作動
してゲート駆動回路に電力が供給され、ゲート駆動回路
によってインバータ回路の電圧駆動型通電素子がスイッ
チング動作して、発電機が通電されて回転駆動し、内燃
機関の始動のための動作を行う。内燃機関が始動する
と、発電機が発電を開始し、駆動用電源およびゲート駆
動回路の作動が停止する。駆動用電源からゲート駆動回
路へ電力が供給されなくなると、インバータ回路の電圧
駆動型通電素子のゲートは、短絡手段によってソースと
短絡される。この結果、電圧駆動型通電素子のドレイン
・ソース間はオフ状態に維持される。従って、発電機が
作動する間に、電圧駆動型通電素子が誤ってオン状態に
なることがない。
According to a fourth aspect of the present invention, when the internal combustion engine is started, the internal combustion engine start control means operates the drive power source to supply power to the gate drive circuit, and the gate drive circuit drives the inverter circuit in the voltage drive type. The energization element performs a switching operation, the generator is energized and rotationally driven, and an operation for starting the internal combustion engine is performed. When the internal combustion engine is started, the generator starts power generation, and the operation of the drive power source and the gate drive circuit is stopped. When power is no longer supplied from the driving power supply to the gate drive circuit, the gate of the voltage-driven energization element of the inverter circuit is short-circuited with the source by the short-circuiting means. As a result, the drain-source of the voltage-driven energization element is maintained in the off state. Therefore, the voltage-driven energization element does not accidentally turn on while the generator is operating.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明は、請求項1では、電圧駆動型通
電素子のゲートを制御するゲート駆動回路へ電力を供給
する駆動用電源からの電力供給がない場合には、電圧駆
動型通電素子のゲート・ソース間が短絡されて電圧駆動
型通電素子がオフになるため、電動機による発電動作が
行われている間に、ゲート駆動回路を作動させる必要が
ない。従って、発電中にゲート駆動回路へ電力を供給す
るための配線が不要であるとともに、駆動用電源を作動
させる必要がないため発電中の電力消費を抑制できる。
According to the first aspect of the present invention, when no power is supplied from the driving power source for supplying power to the gate drive circuit for controlling the gate of the voltage-driven energization element, the voltage-driven energization element is provided. Since the gate-source is short-circuited and the voltage-driven energization element is turned off, it is not necessary to operate the gate drive circuit during the power generation operation by the electric motor. Therefore, the wiring for supplying electric power to the gate drive circuit during power generation is unnecessary, and since it is not necessary to operate the driving power supply, power consumption during power generation can be suppressed.

【0015】請求項2では、駆動用電源の電圧に応じて
電圧駆動型通電素子のゲート・ソース間が制御されるた
め、駆動用電源の電圧が正常の時には、電圧駆動型通電
素子をゲート駆動回路の制御どおりにスイッチング動作
させることができるため、内燃機関の始動時には、発電
機を確実に回転駆動させることができる。また、駆動用
電源の電圧が異常となって所定電圧に達しない場合に
は、電圧駆動型通電素子のゲート・ソース間が短絡され
て電圧駆動型通電素子がオフに維持される。このため、
内燃機関の始動中に、駆動用電源の電圧が低下したよう
な場合には、ゲートに対して電圧駆動型通電素子をオン
にするための信号が与えられても、電圧駆動型通電素子
による発電機の通電が一旦中断され、電圧駆動型通電素
子の損失がなくなり発熱しないため、電圧駆動型通電素
子および発電機を保護することができる。
According to the second aspect of the present invention, the gate-source of the voltage-driven energizing element is controlled according to the voltage of the driving power source. Therefore, when the voltage of the driving power source is normal, the voltage-driving element is gate-driven. Since the switching operation can be performed according to the control of the circuit, the generator can be surely driven to rotate at the time of starting the internal combustion engine. When the voltage of the driving power source becomes abnormal and does not reach the predetermined voltage, the gate and source of the voltage-driven energization element are short-circuited and the voltage-driven energization element is kept off. For this reason,
When the voltage of the driving power supply drops during the start of the internal combustion engine, the voltage-driven energization element generates power even if a signal for turning on the voltage-driven energization element is given to the gate. Since the energization of the machine is once interrupted and the voltage-driven energization element loses its loss and does not generate heat, the voltage-driven energization element and the generator can be protected.

【0016】請求項3では、電圧駆動型通電素子のゲー
ト・ソース間が短絡されるとき、電圧駆動型通電素子の
ゲート電位が零電位にされる。このため、電圧駆動型通
電素子へのオン制御信号が発生していても、電圧駆動型
通電素子を確実にオフさせることができ、電圧駆動型通
電素子を保護できる。請求項4では、電圧駆動型通電素
子のゲートを制御するゲート駆動回路へ電力を供給する
駆動用電源からの電力供給がない場合には、電圧駆動型
通電素子のゲート・ソース間が短絡されて電圧駆動型通
電素子がオフになるため、内燃機関の始動後、発電機に
よる発電が行われている間に、ゲート駆動回路を作動さ
せる必要がない。従って、発電中の電力消費を抑制で
き、発電中にゲート駆動回路へ電力を供給するための配
線が不要であるとともに、駆動用電源を作動させる必要
がない。
According to another aspect of the present invention, when the gate and source of the voltage-driven energization element are short-circuited, the gate potential of the voltage-driven energization element is set to zero potential. Therefore, even if the ON control signal to the voltage-driven energization element is generated, the voltage-driven energization element can be reliably turned off, and the voltage-driving-type energization element can be protected. According to another aspect of the present invention, when no power is supplied from the driving power supply that supplies power to the gate drive circuit that controls the gate of the voltage-driven energization element, the gate and source of the voltage-driven energization element are short-circuited. Since the voltage-driven energization element is turned off, it is not necessary to operate the gate drive circuit after the internal combustion engine is started and while power is being generated by the generator. Therefore, power consumption during power generation can be suppressed, wiring for supplying power to the gate drive circuit during power generation is unnecessary, and it is not necessary to operate the driving power supply.

【0017】[0017]

【実施例】次に本発明の実施例を、図1に基づき説明す
る。図1において、エンジン1の出力軸は増速機2の入
力軸と連結され、増速機2の出力軸と発電機3のロータ
とが連結されており、発電機3は増速機2を介してエン
ジン1と連結されている。またエンジン1には、スター
タ4が備えられ、スタータ4の出力軸はプーリおよびベ
ルトまたはギヤなどの機械的な減速機構を介してエンジ
ン1の出力軸と連結されている。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, the output shaft of the engine 1 is connected to the input shaft of the speed increaser 2, and the output shaft of the speed increaser 2 and the rotor of the generator 3 are connected. It is connected to the engine 1 via. Further, the engine 1 is provided with a starter 4, and the output shaft of the starter 4 is connected to the output shaft of the engine 1 via a mechanical reduction mechanism such as a pulley and a belt or a gear.

【0018】発電機3は3相式交流発電機で、ステータ
コイルがY字結線されており、Y字結線されたステータ
コイルの出力には、整流用の6個のダイオードDが接続
され、各ダイオードDにはそれぞれ6個のIGBT(電
圧駆動型のトランジスタ)50が並列接続されてインバ
ータ回路5が形成されており、ダイオードDによる整流
回路の出力側には、平滑用コンデンサ6および発電機3
の出力電力を蓄積するバッテリ7および電気負荷(図示
せず)が接続されている。また、Y字結線されたステー
タコイルの出力には、各相の起電力を検出するための誘
起電圧検出回路8が接続され、さらに誘起電圧検出回路
8の後段には、誘起電圧検出回路8の出力信号に基づい
て発電機3のロータの回転位置を検出して位置信号を送
出するための位置信号発生器9が設けられている。
The generator 3 is a three-phase AC generator, the stator coil is Y-connected, and the rectifying six diodes D are connected to the output of the Y-connected stator coil. Six IGBTs (voltage-driven transistors) 50 are connected in parallel to each diode D to form an inverter circuit 5, and a smoothing capacitor 6 and a generator 3 are provided on the output side of the rectifier circuit formed by the diodes D.
A battery 7 and an electric load (not shown) for accumulating the output power of the are connected. The output of the Y-connected stator coil is connected to an induced voltage detection circuit 8 for detecting the electromotive force of each phase. A position signal generator 9 is provided for detecting the rotational position of the rotor of the generator 3 based on the output signal and transmitting the position signal.

【0019】インバータ回路5の各IGBT50は、発
電機3を電動機として駆動するためのもので、インバー
タ回路5の各IGBT50のゲートは、各IGBT50
の駆動電流を制御するためのゲート駆動回路100と接
続されている。
Each IGBT 50 of the inverter circuit 5 is for driving the generator 3 as an electric motor, and the gate of each IGBT 50 of the inverter circuit 5 has a gate of each IGBT 50.
Is connected to a gate drive circuit 100 for controlling the drive current of the.

【0020】ゲート駆動回路100は、発電機3を電動
機として使用する際に、位置信号発生器9の出力信号に
応じて、発電機3のロータの回転位置に対応したスイッ
チング信号を、各IGBT50に順次送出するもので、
図2に示すとおり、ゲート制御回路110と、6個のホ
トカプラ120と、6個のドライブ回路130とからな
り、ゲート制御回路110へ制御用の所定の直流電圧を
供給する制御用電源101と、大きな電力を必要とする
ドライブ回路130の駆動のために直流電圧を供給する
ドライブ用電源102とを備えている。
When the generator 3 is used as an electric motor, the gate drive circuit 100 sends to each IGBT 50 a switching signal corresponding to the rotational position of the rotor of the generator 3 according to the output signal of the position signal generator 9. It sends out sequentially,
As shown in FIG. 2, a control power supply 101 including a gate control circuit 110, six photocouplers 120, and six drive circuits 130, which supplies a predetermined DC voltage for control to the gate control circuit 110, A drive power supply 102 that supplies a DC voltage for driving a drive circuit 130 that requires a large amount of power.

【0021】制御用電源101は、自励式チョッパ等の
安定化電源からなり、後述するリレー13の駆動によっ
て制御用バッテリ12の電力が供給されるときに自励式
チョッパ等の発振動作により所定の直流電圧(例えば5
〔V〕)を出力する。
The control power supply 101 comprises a stabilizing power supply such as a self-exciting chopper, and when the power of the control battery 12 is supplied by driving a relay 13, which will be described later, a predetermined direct current is generated by an oscillating operation of the self-exciting chopper. Voltage (eg 5
[V]) is output.

【0022】ドライブ用電源102は、発振回路により
形成されたトランス駆動回路103によりトランス10
4を介して交流信号を発生し、トランス104の二次電
圧を整流ダイオードd1、d2及び電源コンデンサc
1、c2によって所定の直流電圧に整流して変換するも
ので、ここでは、正負2種類の極性を有する2電源とな
っている。このドライブ用電源102も制御用電源10
1と同様に、リレー13の駆動によって制御用バッテリ
12の電力が供給されるときに、トランス駆動回路10
3が発振動作を行ってトランス104の二次側に交流電
圧を発生させることによって、上記の正負2種類の直流
電圧を供給する。
The drive power supply 102 is a transformer 10 driven by a transformer drive circuit 103 formed by an oscillator circuit.
An AC signal is generated via 4 to convert the secondary voltage of the transformer 104 to rectifier diodes d1 and d2 and a power supply capacitor c.
It rectifies and converts it into a predetermined DC voltage by means of 1 and c2, and here it is a dual power supply having two kinds of positive and negative polarities. This drive power supply 102 is also the control power supply 10
As in the case of No. 1, when the power of the control battery 12 is supplied by driving the relay 13, the transformer drive circuit 10
3 oscillates to generate an AC voltage on the secondary side of the transformer 104, thereby supplying the positive and negative two types of DC voltages.

【0023】ゲート制御回路110は、発電機3のロー
タの回転位置に応じた位置信号発生器9の出力信号に応
じて、各IGBT50のゲート制御信号を、各IGBT
50に対応する各ホトカプラ120へ順次送出し、発光
ダイオードを点灯駆動する。ホトカプラ120は、ゲー
ト制御回路110の制御信号を、発電機3の誘起電圧が
加わるドライブ回路130へ絶縁状態で伝送するための
ものである。
The gate control circuit 110 outputs the gate control signal of each IGBT 50 to each IGBT according to the output signal of the position signal generator 9 corresponding to the rotational position of the rotor of the generator 3.
The light emitting diodes are sequentially sent to the respective photocouplers 120 corresponding to 50 to drive the light emitting diodes for lighting. The photocoupler 120 is for transmitting the control signal of the gate control circuit 110 to the drive circuit 130 to which the induced voltage of the generator 3 is applied in an insulated state.

【0024】ドライブ回路130は、図3に示すよう
に、ホトカプラ120と同様に、各IGBT50に対応
してそれぞれ設けられ、ホトカプラ120の受光側であ
るホトトランジスタの出力を入力するトランジスタT
1、トランジスタT1の後段に設けられたコンプリメン
タリ回路を形成するトランジスタT2、T3および抵抗
r1、r2、r3からなる主回路が形成されており、各
ドライブ回路130は、対応する各ホトカプラ120の
ホトトランジスタの受光信号に応じて各IGBT50の
ゲートGにスイッチング信号を送出する。各ドライブ回
路130には、エンジン1が始動して発電機3が発電動
作をしている時に、各IGBT50を確実にオフさせる
とともに、ドライブ用電源102の立ち上がり時あるい
は瞬断時にも、各IGBT50を保護することができる
ようにするために、それぞれ保護回路140が備えられ
ている。
As shown in FIG. 3, the drive circuit 130 is provided corresponding to each IGBT 50 similarly to the photocoupler 120, and the transistor T for inputting the output of the phototransistor on the light receiving side of the photocoupler 120 is input.
1. A main circuit including transistors T2, T3 and resistors r1, r2, r3 forming a complementary circuit provided in the subsequent stage of the transistor T1 is formed, and each drive circuit 130 is a phototransistor of the corresponding photocoupler 120. A switching signal is sent to the gate G of each IGBT 50 in accordance with the received light signal. Each drive circuit 130 surely turns off each IGBT 50 when the engine 1 is started and the generator 3 is performing a power generation operation, and each IGBT 50 is also turned on when the drive power source 102 starts up or is momentarily disconnected. A protection circuit 140 is provided for each protection circuit.

【0025】保護回路140は、発電機3の発電動作に
伴ってドライブ用電源102が非作動状態になっている
時に、IGBT50のドレイン・ソース間が必ずオフ状
態となるようにするために、IGBT50のゲート・ソ
ース間をオン状態にして、発電機3の起電力によりチャ
ージされるゲート・ソース間の電荷を放電するための回
路であるとともに、ドライブ用電源102の立ち上がり
の際に現れる低い電圧がドライブ回路130に印加され
るときに、IGBT50およびドライブ回路130の各
素子を保護するための回路である。
The protection circuit 140 ensures that the drain and source of the IGBT 50 are in the off state when the drive power supply 102 is in the non-operating state due to the power generation operation of the generator 3. Is a circuit for discharging the electric charge between the gate and the source charged by the electromotive force of the generator 3 by turning on the gate and the source between the source and the low voltage that appears when the drive power source 102 rises. It is a circuit for protecting each element of the IGBT 50 and the drive circuit 130 when applied to the drive circuit 130.

【0026】具体的には、発電機3の発電時にIGBT
50をオフさせるための構成として、IGBT50のゲ
ート・ソース間に抵抗r4およびダイオードd3を介し
てFET141のドレイン・ソースを接続し、FET1
41のゲート・ソース間を抵抗r5によって短絡させて
いる。この構成により、ドライブ回路130にドライブ
用電源102の電圧が印加されない場合には、FET1
41のゲート・ソース間が抵抗r5によって短絡され、
FET141のドレイン・ソース間がオン状態となるた
め、IGBT50のゲート・ソース間が短絡され、その
結果、IGBT50はオフ状態に維持される。また、ド
ライブ用電源102の立ち上がりの際に、ドライブ用電
源102の正規の所定電圧より低い電圧が印加されると
きにも、IGBT50をオフ状態にするために、FET
141のゲートにツェナーダイオードZdのカソードを
接続し、ツェナーダイオードZdのアノードを抵抗r6
を介してドライブ用電源102の負電源を接続してい
る。これにより、ドライブ用電源102の立ち上がりの
際に、ツェナーダイオードZdのツェナー電圧より大き
く設定された正規の電圧より小さい電圧が印加されてい
る場合には、FET141のゲートの電位が負電位にな
らないため、ゲート・ソース間が短絡状態になり、ドレ
イン・ソース間が必ずオンとなる。これによって、IG
BT50はオフ状態に維持される。
Specifically, the IGBT is generated when the generator 3 is generating power.
As a configuration for turning off 50, the drain and source of the FET 141 are connected between the gate and source of the IGBT 50 through the resistor r4 and the diode d3, and the FET1
The gate and source of 41 are short-circuited by a resistor r5. With this configuration, when the voltage of the drive power source 102 is not applied to the drive circuit 130, the FET1
The gate and source of 41 are short-circuited by the resistor r5,
Since the drain-source of the FET 141 is turned on, the gate-source of the IGBT 50 is short-circuited, and as a result, the IGBT 50 is maintained in the off-state. Further, in order to turn off the IGBT 50 even when a voltage lower than the normal predetermined voltage of the drive power supply 102 is applied at the time of the rise of the drive power supply 102, the FET 50 is turned off.
The cathode of the Zener diode Zd is connected to the gate of the resistor 141, and the anode of the Zener diode Zd is connected to the resistor r6.
The negative power source of the drive power source 102 is connected via. As a result, the potential of the gate of the FET 141 does not become a negative potential when a voltage smaller than the regular voltage set higher than the Zener voltage of the Zener diode Zd is applied at the time of rising of the drive power supply 102. , The gate and source are short-circuited, and the drain and source are always on. By this, IG
The BT 50 is maintained in the off state.

【0027】なお、ドライブ回路130にドライブ用電
源102の正規の所定電圧が印加される場合には、FE
T141のゲートとドライブ用電源102の負電源との
間にツェナーダイオードZdが接続されているため、ド
ライブ用電源102が作動して、ツェナーダイオードZ
dのツェナー電圧より大きい正規の負電圧が印加されれ
ば、FET141のドレイン・ソース間が必ずオフとな
り、IGBT50のゲート・ソース間の短絡状態が解除
される。これにより、トランジスタT2、T3のコンプ
リメンタリ回路からなるゲート駆動出力回路によって、
ホトカプラ120の出力に応じた信号が伝達されて、I
GBT50のが制御される。
When the drive circuit 130 is applied with a regular predetermined voltage of the drive power source 102, the FE
Since the Zener diode Zd is connected between the gate of T141 and the negative power source of the driving power source 102, the driving power source 102 operates and the Zener diode Zd operates.
If a regular negative voltage higher than the Zener voltage of d is applied, the drain-source of the FET 141 is surely turned off, and the short-circuit state between the gate and source of the IGBT 50 is released. As a result, by the gate drive output circuit including the complementary circuit of the transistors T2 and T3,
A signal corresponding to the output of the photocoupler 120 is transmitted, and I
The GBT 50 is controlled.

【0028】以上の構成からなる、本実施例のゲート駆
動回路100は、ドライブ用電源102の電圧が作動し
ていない場合には、ノーマリオン型のFET141を用
いると、抵抗r5によってゲート・ソース間が短絡され
て、FET141のドレイン・ソース間がオン状態とな
る。この結果、IGBT50のゲート・ソース間が短絡
状態となり、IGBT50はオフ状態に設定される。ド
ライブ用電源102が作動していて、正規の所定電圧が
現れている場合には、FET141のゲートにドライブ
用電源102の負電源によってツェナー電圧より大きい
負電圧が印加されるため、FET141のゲートが負電
位となって、FET141はオフ状態となり、ホトカプ
ラ130の出力に応じてIGBT50のゲートが制御さ
れる。
In the gate drive circuit 100 of the present embodiment having the above configuration, when the voltage of the drive power source 102 is not operating, when the normally-on type FET 141 is used, the gate rsource is connected by the resistor r5. Is short-circuited, and the drain-source of the FET 141 is turned on. As a result, the gate and source of the IGBT 50 are short-circuited, and the IGBT 50 is set to the off state. When the drive power supply 102 is operating and a regular predetermined voltage appears, a negative voltage higher than the Zener voltage is applied to the gate of the FET 141 by the negative power supply of the drive power supply 102. With a negative potential, the FET 141 is turned off, and the gate of the IGBT 50 is controlled according to the output of the photocoupler 130.

【0029】ドライブ用電源102が立ち上がる際など
に、正規の所定電圧より小さい電圧が現れる場合には、
その電圧がツェナー電圧より小さい間は、FET141
のゲート・ソース間が短絡状態になって、FET141
がオン状態となるため、IGBT50のゲートに現れる
電圧はFET141によって放電されて、IGBT50
のゲート・ソース間がオン状態になるため、IGBT5
0はオフ状態に維持される。
When a voltage smaller than the regular predetermined voltage appears when the drive power source 102 starts up,
While the voltage is lower than the Zener voltage, FET141
Between the gate and source of the
Is turned on, the voltage appearing at the gate of the IGBT 50 is discharged by the FET 141 and the IGBT 50
Since the gate-source of is turned on, the IGBT5
0 remains off.

【0030】前述のようにIGBT50のゲート・ソー
ス間を短絡状態にする場合には、ゲート・ソース間の電
荷量を急速に放電する必要があり、放電回路の電流容量
が問題となる。本発明では、ゲート出力駆動回路のトラ
ンジスタT2、T3を利用することにより、IGBT5
0のゲート・ソース間を短絡するFET141の電流容
量を小さなもので実現した。すなわち、本実施例では、
IGBT50のゲート電位とトランジスタT2、T3の
エミッタに対して、FET141のドレインを抵抗r4
とダイオードd3を介して接続した。このため、IGB
T50のゲート電位は、短絡しているFET141より
もダイオードd3の電圧降下分だけ高くなる。しかし、
FET141のドレインは、ダイオード4を介してトラ
ンジスタT1のコレクタに接続され、さらに抵抗r3を
介してトランジスタT2、T3のベースに接続されてい
るので、ダイオードd3とダイオードd4の電圧降下が
同じとすれば、トランジスタT2、T3のベース電位
は、IGBT50のゲート電位と等しくなる。即ち、ト
ランジスタT2、T3のエミッタとベースの電位が等し
いためトランジスタT2、T3はオフするので、IGB
T50のゲート・ソース間が短絡されてもドライブ用電
源102から電源が供給されないので短絡用FET14
1の電流容量が小さくてもよい。次に、ゲート・ソース
間に蓄積された電荷量を急速に放電する場合について説
明する。FET141が短絡すると、前述のようにダイ
オードd3、d4のアノード電位が等しくなる。このと
き、ゲート・ソース間に蓄積された電荷によってゲート
電位が高いと、抵抗r4によって電圧降下するためダイ
オードd3のアノード電位はソース電位とほぼ等しくな
り、トランジスタT3のベース電位もソース電位と等し
くなる。一方、トランジスタT3のエミッタは、IGB
T50のゲート電位と等しいため、トランジスタT3の
エミッタ・ベース間が負にバイアスされてベース電流が
流れる。この結果、トランジスタT3によってIGBT
50のゲートが負電源に接続されるため、ゲート・ソー
ス間に蓄積された電荷はトランジスタT3を経由して急
速に放電し、FET141には殆ど流れない。ゲート・
ソース間の電荷が放出されると、IGBT50のゲート
電位が低下して前述のように零電位になり、トランジス
タT3は自動的にオフする。このように、ゲート・ソー
ス間短絡用のFET141の電流容量を小さくすること
ができる。
As described above, when the gate and source of the IGBT 50 are short-circuited, it is necessary to rapidly discharge the amount of charge between the gate and source, and the current capacity of the discharge circuit becomes a problem. The present invention uses the transistors T2 and T3 of the gate output drive circuit to provide the IGBT5
The current capacity of the FET 141 that short-circuits the gate and source of 0 is realized with a small one. That is, in this embodiment,
The drain of the FET 141 is connected to the resistor r4 with respect to the gate potential of the IGBT 50 and the emitters of the transistors T2 and T3.
And a diode d3. Therefore, IGB
The gate potential of T50 is higher than that of the short-circuited FET 141 by the voltage drop of the diode d3. But,
Since the drain of the FET 141 is connected to the collector of the transistor T1 via the diode 4 and further connected to the bases of the transistors T2 and T3 via the resistor r3, if the voltage drops of the diode d3 and the diode d4 are the same. , The base potentials of the transistors T2 and T3 are equal to the gate potential of the IGBT 50. That is, since the emitters and the bases of the transistors T2 and T3 have the same potential, the transistors T2 and T3 are turned off.
Even if the gate and source of T50 are short-circuited, power is not supplied from the drive power supply 102, so the short-circuit FET 14
The current capacity of 1 may be small. Next, a case where the amount of electric charge accumulated between the gate and the source is rapidly discharged will be described. When the FET 141 is short-circuited, the anode potentials of the diodes d3 and d4 become equal as described above. At this time, when the gate potential is high due to the charge accumulated between the gate and the source, the resistance r4 causes a voltage drop, so that the anode potential of the diode d3 becomes substantially equal to the source potential, and the base potential of the transistor T3 also becomes equal to the source potential. . On the other hand, the emitter of the transistor T3 is the IGB
Since it is equal to the gate potential of T50, the emitter and base of the transistor T3 are negatively biased and a base current flows. As a result, the transistor T3 causes the IGBT
Since the gate of 50 is connected to the negative power source, the electric charge accumulated between the gate and the source is rapidly discharged via the transistor T3 and hardly flows to the FET 141. Gate·
When the charge between the sources is released, the gate potential of the IGBT 50 is lowered to the zero potential as described above, and the transistor T3 is automatically turned off. Thus, the current capacity of the FET 141 for short-circuiting the gate and the source can be reduced.

【0031】制御装置11は、制御用バッテリ12を備
えており、キースイッチ(図示なし)の操作に応じてエ
ンジン1を始動させるとともに、エンジン1の始動後
は、バッテリ7などの電気負荷に応じて発電機3の励磁
巻線3aの励磁電流を制御し、また、エンジン1のスロ
ットル開度を制御する。なお、13は、スタータ4およ
びゲート駆動回路100を通電するためのリレーであ
る。
The control device 11 is equipped with a control battery 12, which starts the engine 1 in response to the operation of a key switch (not shown) and, after the engine 1 is started, in response to an electric load such as the battery 7. It controls the exciting current of the exciting winding 3a of the generator 3 and also controls the throttle opening of the engine 1. Reference numeral 13 is a relay for energizing the starter 4 and the gate drive circuit 100.

【0032】次に、以上の構成からなる本実施例の作動
を説明する。時刻t0 でキースイッチがオン位置にされ
て、さらに時刻t1 でエンジン1の始動位置にされる
と、リレー13が駆動されて、制御用バッテリ12の電
力がリレー13によりスタータ4へ供給され、スタータ
4の作動によってエンジン1が起動する。また、制御用
電源101、ドライブ用電源102にも電流が供給され
て各電源からゲート駆動回路100へ所定電圧以上の電
圧が供給されると、FET141がオフになり、トラン
ジスタT2、T3の出力に応じてIGBT50のゲート
が制御可能な状態になる。
Next, the operation of this embodiment having the above construction will be described. When the key switch is turned to the on position at time t 0 and further to the starting position of the engine 1 at time t 1 , the relay 13 is driven and the power of the control battery 12 is supplied to the starter 4 by the relay 13. The engine 1 is started by the operation of the starter 4. Further, when current is also supplied to the control power supply 101 and the drive power supply 102 and a voltage higher than a predetermined voltage is supplied from each power supply to the gate drive circuit 100, the FET 141 is turned off and the outputs of the transistors T2 and T3 are output. Accordingly, the gate of the IGBT 50 becomes controllable.

【0033】エンジン1の回転数が次第に上昇して発電
機3の誘起電圧が発生し、時刻t2にエンジン1の回転
数Neがアイドル回転数niより低い所定回転数nsに
達したことが誘起電圧検出回路8の検出信号によって検
出されると、位置信号発生器9から発電機3のロータの
回転位置信号がゲート駆動回路100へ送出され、その
信号に応じてゲート駆動回路100より各IGBT50
のゲートへスイッチング信号が送出され、発電機3がイ
ンバータ制御される。これにより、インバータ回路5の
IGBT50が、発電機3を電動機として作動させるた
め、発電機3は自らも回転を始め、増速機2を介してエ
ンジン1を駆動する。エンジン1は、スタータ4の回転
力と発電機3の回転力とによって回転駆動されるため、
回転数が上昇し、時刻t3 にアイドル回転数niに到達
して、始動を完了する。
It is induced that the rotational speed of the engine 1 gradually rises and the induced voltage of the generator 3 is generated, and the rotational speed Ne of the engine 1 reaches a predetermined rotational speed ns lower than the idle rotational speed ni at time t 2. When detected by the detection signal of the voltage detection circuit 8, the rotation signal of the rotor of the generator 3 is sent from the position signal generator 9 to the gate drive circuit 100, and the gate drive circuit 100 responds to the rotation position signal of each IGBT 50.
A switching signal is sent to the gate of the generator, and the generator 3 is inverter-controlled. As a result, the IGBT 50 of the inverter circuit 5 operates the generator 3 as an electric motor, so that the generator 3 itself starts rotating and drives the engine 1 via the speed increaser 2. Since the engine 1 is rotationally driven by the rotational force of the starter 4 and the rotational force of the generator 3,
The rotation speed increases, reaches the idle rotation speed ni at time t 3 , and the start is completed.

【0034】誘起電圧検出回路8の検出信号によりエン
ジン1の回転数Neがアイドル回転数niに達したこと
が検出されると、ゲート駆動回路100によるインバー
タ回路5の駆動が停止される。また、エンジン1の始動
を確認して、キースイッチを始動位置からオン位置へ戻
すと、リレー13がオフして、スタータ4、制御用電源
101およびドライブ用電源102への通電が停止して
作動を停止するため、ゲート駆動回路100への電力供
給が停止する。
When it is detected by the detection signal of the induced voltage detection circuit 8 that the engine speed Ne of the engine 1 has reached the idle engine speed ni, the drive of the inverter circuit 5 by the gate drive circuit 100 is stopped. When the start of the engine 1 is confirmed and the key switch is returned from the starting position to the on position, the relay 13 is turned off, and the starter 4, the control power supply 101, and the drive power supply 102 are deenergized to operate. Therefore, the power supply to the gate drive circuit 100 is stopped.

【0035】ゲート駆動回路100において、ドライブ
回路130では、ドライブ用電源102の作動停止に伴
って供給電圧が低下し、所定電圧以下になると、FET
141がオンになり、トランジスタT3がオンになるた
め、IGBT50のゲートの電荷がトランジスタT3に
よって放電され、IGBT50のゲートの電位が0ボル
トになる。これによって、IGBT50はオフ状態にな
る。また、ドライブ用電源102の電圧が0ボルトにな
ると、FET141はオン状態を維持し、IGBT50
のゲート・ソース間を短絡状態に維持するため、IGB
T50はオフ状態に維持される。この結果、発電機3の
各相に生じた誘起電圧は、インバータ回路5のダイオー
ドDのみをオンさせ、IGBT50に流れることはな
い。
In the gate drive circuit 100, in the drive circuit 130, the FET is turned off when the supply voltage drops as the drive power supply 102 stops operating and becomes lower than a predetermined voltage.
Since 141 is turned on and the transistor T3 is turned on, the charge of the gate of the IGBT 50 is discharged by the transistor T3 and the potential of the gate of the IGBT 50 becomes 0 volt. As a result, the IGBT 50 is turned off. Further, when the voltage of the drive power source 102 becomes 0 volt, the FET 141 maintains the ON state, and the IGBT 50
In order to maintain the short circuit between the gate and source of
T50 is maintained in the off state. As a result, the induced voltage generated in each phase of the generator 3 turns on only the diode D of the inverter circuit 5 and does not flow to the IGBT 50.

【0036】一方、低温時におけるエンジン1の始動の
際に、リレー13によって制御用バッテリ12の電圧が
低下するなどして、ドライブ用電源102の出力電圧が
低下して、所定電圧より小さくなった場合には、FET
141のゲート電位が上がってFET141がオンにな
り、それによって、IGBT50のゲート・ソース間が
短絡されるため、ゲート制御回路110からゲート制御
用の信号が送出されていても、IGBT50はオフに維
持される。従って、インバータ回路5による発電機3へ
の通電は行われない。この後、制御用バッテリ12の電
圧が回復して、ドライブ用電源102の電圧が正常な所
定電圧になれば、FET141が再びオフになるため、
IGBT50のゲートがゲート制御回路110の制御信
号に応じて制御されて、発電機3を回転駆動させること
ができ、それにより、エンジン1を始動させることがで
きる。
On the other hand, when the engine 1 is started at a low temperature, the voltage of the control battery 12 is lowered by the relay 13, and the output voltage of the drive power source 102 is lowered to be lower than the predetermined voltage. In case of FET
Since the gate potential of 141 rises and the FET 141 is turned on, thereby short-circuiting the gate and source of the IGBT 50, the IGBT 50 is kept off even when the gate control signal is sent from the gate control circuit 110. To be done. Therefore, the generator circuit 3 is not energized by the inverter circuit 5. After that, when the voltage of the control battery 12 is recovered and the voltage of the drive power supply 102 reaches a normal predetermined voltage, the FET 141 is turned off again,
The gate of the IGBT 50 is controlled according to the control signal of the gate control circuit 110, and the generator 3 can be driven to rotate, whereby the engine 1 can be started.

【0037】以上のとおり本発明によれば、電力が供給
されないときに、IGBT50のゲート・ソース間を短
絡する短絡手段を設けたので、発電機3をインバータ駆
動して電動機として作動させてエンジン1を始動した後
に、ゲート駆動回路100へ電力供給をしなくても、イ
ンバータ回路5のIGBT50をオフ状態に維持するこ
とができる。従って、発電中にゲート駆動回路への電力
供給の必要がない。
As described above, according to the present invention, since the short-circuit means for short-circuiting the gate and the source of the IGBT 50 when the electric power is not supplied is provided, the generator 3 is driven by the inverter to operate as the electric motor to drive the engine 1. Even if the gate drive circuit 100 is not supplied with electric power after the start-up, the IGBT 50 of the inverter circuit 5 can be maintained in the OFF state. Therefore, it is not necessary to supply power to the gate drive circuit during power generation.

【0038】また、供給電圧が所定電圧より低い場合に
も、IGBT50のゲート・ソース間を短絡するように
したため、ゲート駆動回路へ電力を供給する電源の電圧
が低い場合に、ゲート駆動回路の動作が不安定になって
も、IGBT50がオン状態を継続することがなく、I
GBT50および発電機3を保護することができる。ま
た、短絡手段として用いたFETは小電流の信号用途で
あるため、ゲート駆動回路としてIC化が容易であり、
IGBTに一体搭載することも可能となる。上記実施例
では、短絡手段としてFEを用いたが、電源を投入しな
いとき短絡し、電源を投入すると開放されるようなスイ
ッチング素子ならば機能を実現できる。例えば、ノーマ
ルオン型のリレーでも構成できる。また、上記実施例で
は、インバータ回路5の駆動を開始するタイミングを、
発電機3の回転数が所定回転数以上に達した場合に行う
ようにしたが、スタータ4によるエンジン1の始動開始
後、発電機3の誘起電圧検出可能な回転数に達すると想
定される所定時間を発生するタイマ手段を設けて、その
タイマによってインバータ回路5の駆動を開始させても
よい。
Further, even when the supply voltage is lower than the predetermined voltage, the gate and source of the IGBT 50 are short-circuited. Therefore, when the voltage of the power supply for supplying power to the gate drive circuit is low, the gate drive circuit operates. The IGBT 50 does not continue to be in the ON state even if
The GBT 50 and the generator 3 can be protected. Further, since the FET used as the short-circuit means is used for a signal with a small current, it is easy to form an IC as a gate drive circuit,
It is also possible to mount it on an IGBT. Although the FE is used as the short-circuit means in the above-described embodiment, the function can be realized by a switching element that is short-circuited when the power is not turned on and is opened when the power is turned on. For example, a normally-on type relay can be used. Further, in the above embodiment, the timing of starting the driving of the inverter circuit 5 is
This is performed when the rotation speed of the generator 3 reaches or exceeds the predetermined rotation speed. However, after starting the engine 1 by the starter 4, the rotation speed of the generator 3 is assumed to reach the rotation speed at which the induced voltage can be detected. A timer means for generating time may be provided and the driving of the inverter circuit 5 may be started by the timer.

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

【図1】本発明の実施例を示す移動式の電源装置の概略
回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a mobile power supply device showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のゲート駆動回路の概略を示す
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an outline of a gate drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例のゲート駆動回路の詳細を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of a gate drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の発電機とインバータ回路との
関係を示す部分回路図である。
FIG. 4 is a partial circuit diagram showing the relationship between the generator and the inverter circuit according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の課題を説明するためのIGBTの回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of an IGBT for explaining the problem of the present invention.

【図6】本発明の発電機の出力を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing the output of the generator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(内燃機関) 3 発電機(発電機) 5 インバータ回路 50 IGBT(電圧駆動型通電素子) 10 ゲート駆動回路 11 制御装置(内燃機関始動制御回路) 12 バッテリ 102 ドライブ用電源(駆動用電源) 141 FET(短絡手段) Zd ツェナーダイオード(短絡制御手段) 1 Engine (Internal Combustion Engine) 3 Generator (Generator) 5 Inverter Circuit 50 IGBT (Voltage Driven Energization Element) 10 Gate Drive Circuit 11 Control Device (Internal Combustion Engine Start Control Circuit) 12 Battery 102 Drive Power Supply (Drive Power Supply) 141 FET (short-circuit means) Zd Zener diode (short-circuit control means)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機を回転駆動するインバータ装置に
おいて、 トランジスタよりなり、前記電動機にバッテリからの電
流を供給する電圧駆動型通電素子と、 この電圧駆動型通電素子と並列接続され、前記電動機が
発電動作する際に前記電動機からの電流を整流する整流
素子と、 前記電圧駆動型通電素子のゲートを制御するゲート駆動
回路と、 このゲート駆動回路に電源が供給されていない場合に、
前記電圧駆動型通電素子のゲート・ソース間を短絡する
短絡手段とを備えるインバータ装置。
1. An inverter device for rotationally driving an electric motor, comprising a voltage-driven energization element comprising a transistor for supplying a current from a battery to the electric motor, and the voltage-driven energization element connected in parallel to generate electric power from the electric motor. A rectifying element that rectifies the current from the electric motor during operation, a gate drive circuit that controls the gate of the voltage-driven energization element, and a case where power is not supplied to the gate drive circuit,
An inverter device comprising: a short-circuit means for short-circuiting the gate and source of the voltage-driven energization element.
【請求項2】 前記インバータ装置の前記ゲート駆動回
路の電源電圧が所定電圧より高い場合には前記短絡手段
を開放し、前記所定電圧より低い場合には前記電圧駆動
型通電素子のゲート・ソース間を短絡する短絡制御手段
を備えることを特徴とする請求項1記載のインバータ装
置。
2. The gate-source connection of the voltage-driven energization element is opened when the power supply voltage of the gate drive circuit of the inverter device is higher than a predetermined voltage, and is opened when the power supply voltage is lower than the predetermined voltage. The inverter device according to claim 1, further comprising a short-circuit control means for short-circuiting the inverter.
【請求項3】 前記短絡手段により前記電圧駆動型通電
素子のゲート・ソース間が短絡されるとき、前記電圧駆
動型通電素子のゲート電位を零電位にする回路を備える
ことを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。
3. A circuit for setting the gate potential of the voltage-driven energization element to zero when the gate-source of the voltage-driven energization element is short-circuited by the short-circuit means. The inverter device according to 1.
【請求項4】 内燃機関により発電機を駆動し、前記発
電機の出力を充電するバッテリと、 前記バッテリの電流を前記発電機に通電するための電圧
駆動型通電素子からなるインバータ回路と、 前記インバータ回路のゲート駆動回路に電力を供給する
ゲート駆動電源と、 前記内燃機関の始動の際に前記ゲート駆動電源と前記ゲ
ート駆動回路を作動させて前記発電機を回転駆動させる
制御回路と、 前記ゲート駆動回路への電源が供給されない場合に前記
電圧駆動型通電素子のゲート・ソース間を短絡する短絡
手段とを備える電源装置。
4. A battery for driving a generator by an internal combustion engine to charge an output of the generator, an inverter circuit including a voltage-driven energizing element for supplying a current of the battery to the generator, A gate drive power source for supplying electric power to a gate drive circuit of an inverter circuit; a control circuit for operating the gate drive power source and the gate drive circuit at the time of starting the internal combustion engine to rotationally drive the generator; A power supply device comprising: short-circuit means for short-circuiting the gate and source of the voltage-driven energization element when power is not supplied to the drive circuit.
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