JPH0862270A - コンデンサ故障検出回路 - Google Patents

コンデンサ故障検出回路

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JPH0862270A
JPH0862270A JP6195005A JP19500594A JPH0862270A JP H0862270 A JPH0862270 A JP H0862270A JP 6195005 A JP6195005 A JP 6195005A JP 19500594 A JP19500594 A JP 19500594A JP H0862270 A JPH0862270 A JP H0862270A
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JP
Japan
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capacitor
capacitors
terminals
series
sets
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JP6195005A
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English (en)
Inventor
Masahiro Takadoya
昌弘 高堂谷
Yukio Watanabe
幸夫 渡辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直並列接続されたコンデンサの故障を検出す
る回路の簡素化 【構成】 M個のコンデンサの直列回路を、N組並列接
続して成るコンデンサ回路と、少くとも2個のダイオー
ドの直列回路をN個並列接続し且つ交流端子が前記N組
のコンデンサの直列回路のそれぞれの中間点に接続され
たN相ダイオードブリッジ22と、該N相ダイオードブ
リッジの直流端子間に設けられ、直流端子間に発生する
電圧のレベルを検出するレベル検出器24とから成るコ
ンデンサ故障検出回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力変換装置等に用い
られる直列接続されたコンデンサの故障検出回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】最近の電力変換装置の高電圧化、大形化
に伴ない高電圧、大容量のコンデンサを必要とする装置
が出現している。このような装置では、コンデンサを多
くは多数直列、並列接続して使用する。コンデンサの直
列数、並列数が多くなると、部分的にコンデンサが故障
しても装置全体の異常として検知することができず、そ
のまま使用し続けると次々とコンデンサが故障して大き
な被害に至るまで気付かない場合が多い。このような拡
大被害防止するため、通常コンデンサの故障検出回路を
設ける。
【0003】図5は、従来のコンデンサ故障検出回路の
一例を示す構成図で、高電圧変換装置等でコンデンサを
多数直列接続した回路におけるコンデンサ故障検出回路
を示している。
【0004】図5において、11〜16はコンデンサで
あり、ここでは直列数6の場合を示している。11a〜
16a及び17,18は分圧用抵抗、19は電圧検出器
である。コンデンサ11〜16が全て正常な時は、Cー
B間の電圧は、AーB間の電圧の1/2であり、DーB
間の電圧もAーB間の電圧の1/2であり、C点とD点
は同電位であり、CーD間には電圧が印加されない。し
かしなが、例えばコンデンサ11が短絡故障を起こした
時は、CーB間の電圧はAーB間の電圧の1/2より上
昇し、C点からD点へ電圧が印加される。電圧検出器1
9は上記C点からD点に印加される電圧を検出してコン
デンサの故障と判定する。反対に、コンデンサ14が短
絡故障を起こした時はD点からC点へ印加される電圧に
よりコンデサの故障を検出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた故障検出方
法はコンデンサの多数直列回路において比較的並列数が
少ない回路等では一般的な故障検出方法であるが、比較
的並列数の多い回路ではこのような方法は不向きであ
る。
【0006】例えば図6に示すコンデンサの直列回路を
例にとると、電圧検出器19〜21がコンデンサの並列
数だけ必要となり、コンデンサの並列数が多くなった場
合、それに応じて電圧検出器の数が増加するので全体と
して高価になる。
【0007】又、図7に示すように各コンデンサをメッ
シュ構造にすれば電圧検出器19の数が1つで良いが、
各コンデンサの電流不平衡が大きくなり、各コンデンサ
の電流容量を大きくする必要が有り、全体として高価に
なってしまう。
【0008】本発明の目的は、前述の点に鑑みなされた
のもで、コンデンサの並列数の増加に対しても電圧検出
器を増加することなく低価格なコンデンサ故障検出回路
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
に、請求項1に記載の発明は、M個のコンデンサの直列
回路を、N組並列接続して成るコンデンサ回路と、少く
とも2個のダイオードの直列回路をN個並列接続し且つ
交流端子が前記N組のコンデンサの直列回路のそれぞれ
の中間点に接続されたN相ダイオードブリッジと、該N
相ダイオードブリッジの直流端子間に設けられ、直流端
子間に発生する電圧のレベルを検出するレベル検出器で
構成したことを特徴とする。
【0010】又、請求項2に記載の発明は、M個のコン
デンサの直列回路を、N組並列接続して成るコンデンサ
回路と、少くとも2個のダイオードの直列回路をN個並
列接続し且つ交流端子が前記N組のコンデンサの直列回
路のそれぞれの中間点に接続されたN相ダイオードブリ
ッジと、該N相ダイオードブリッジの直流端子間に設け
られるコンデンサと、該コンデンサを電源として前記N
相ダイオードブリッジの直流端子間に発生する電圧のレ
ベルを検出するレベル検出器で構成したことを特徴す
る。
【0011】更に、請求項3に記載の発明は、M個のコ
ンデンサの直列回路を、N組並列接続して成るコンデン
サ回路と、少くとも2個のダイオードの直列回路をN個
並列接続し且つ交流端子が前記N組のコンデンサの直列
回路のそれぞれの中間点に接続されたN相ダイオードブ
リッジと、該N相ダイオードブリッジの直流端子間に設
けられるコンデンサと、該コンデンサを電源として前記
N相ダイオードブリッジの直流端子間に発生する電圧の
レベルが所定値を越えた時に光信号を出力するレベル検
出器と、前記光信号を低圧部に設けられる光電変換回路
に伝送するライトガイドで構成したことを特徴する。
【0012】更に又、請求項4に記載の発明は、M個の
コンデンサの直列回路を、N組並列接続して成るコンデ
ンサ回路と、少くとも2個のダイオードの直列回路をN
個並列接続し且つ交流端子が前記N組のコンデンサの直
列回路のそれぞれの中間点に接続されたN相ダイオード
ブリッジと、該N相ダイオードブリッジの直流端子間に
設けられ、該直流端子間に発生する電圧のレベルが所定
値を越えた時に光信号を出力する光発光素子と、前記光
信号を低圧部に設けられる光電変換回路に伝送するライ
トガイドで構成したことを特徴する。
【0013】
【作用】前述のように構成された請求項1に記載の発明
によれば、いずれかのコンデンサに異常が発生すれば、
N組の直列コンデンサの中点電位に差が生じて、この差
電位がレベル検出器に加わるため、レベル検出器により
コンデンサの異常を検出出来る。
【0014】又、請求項2に記載の発明によれば、いず
れかのコンデンサに異常が発生すれば、N組の直列コン
デンサの中点電位に差が生じて、この差電位がレベル検
出器に加わるため、レベル検出器によりコンデンサの異
常を検出出来ると共に、レベル検出器の電源をN相ダイ
オードブリッジの直流端子間から得ることが出来る。
【0015】更に、請求項3に記載の発明によれば、い
ずれかのコンデンサに異常が発生すれば、N組の直列コ
ンデンサの中点電位に差が生じて、この差電位がレベル
検出器に加わるため、レベル検出器によりコンデンサの
異常を検出出来ると共に、レベル検出器の電源をN相ダ
イオードブリッジの直流端子間から得ることが出来るた
め、高電圧部で検出されたコンデンサの故障検出信号を
ライトガイドを介して低圧部へ伝送できるため高電圧化
に適したものとなる。
【0016】更に又、請求項4に記載の発明によれば、
いずれかのコンデンサに異常が発生すれば、光発光素子
が光信号を発生し、コンデンサの異常を検出出来るた
め、レベル検出器は不要となり、非常に単純な回路で高
電圧化に適用出来る。
【0017】
【実施例】以下、請求項1に記載の発明の一実施例を、
図5と同一の要素に同一符号を付して示す図1を参照し
て説明する。コンデンサ11と12、コンデンサ13と
14及びコンデンサ15と16をそれぞれ直列接続し
て、これら3組の直列回路を並列接続してコンデンサ回
路を構成する。
【0018】一方、少くとも2個のダイオード221と
222、ダイオード223と224及びダイオード22
5と226を直列接続し、この3個の直列回路を並列接
続して3相ダイオードブリッジ22を構成する。
【0019】3相ダイオードブリッジ22の交流端子
を、それぞれ3組のコンデンサの直列回路の中間電位点
に接続し、3相ダイオードブリッジ22の直流端子間に
抵抗23とレベル検出器24を接続する。
【0020】このように構成された図1のコンデンサ故
障検出回路において、今、全てのコンデンサ11〜16
が正常であった場合には、各コンデンサの各々直列回路
の中点電位C,D,Eの各電位は、AーB間の中点電位
となり、3相ダイオードブリッジ22の出力F,G間に
は電位差が発生しない。従って、レベル検出器24も動
作しない。
【0021】ここで、コンデンサ11が短絡故障となっ
た場合、C点電位はAーB間の電圧となり他の中点電位
D,EはAーB間の1/2の電圧であるからダイオード
222、ダイオード223及びダイオード225が導通
して、抵抗23の両端にC点とD,E点の電位差即ちA
ーB間の1/2の電圧が印加される。レベル検出器24
により抵抗23の電圧レベルを検出することによりコン
デンサの故障を検出出来る。
【0022】ここで、コンデンサ11〜16が完全に短
絡に至らず劣化により容量が減少した場合でも、直列の
電圧分担が変り、C,D,Eに電位差が生じ抵抗23の
両端に、短絡した場合程ではないが電圧が印加される。
そこでレベル検出器24の検出レベル値を容量減少の許
容量より計算される値とすることで、より精度の高いコ
ンデンサ故障の検出が達成出来る。
【0023】図1と、同一部に同一符号を付して示した
図2は、レベル検出器24の電源を3相ダイオードブリ
ッジ22の直流端子間から得るようにした、請求項2に
記載の発明の一実施例を示す構成図である。
【0024】図2の実施例は、抵抗23に並列にコンデ
ンサ25を接続し、このコンデンサ25の充電電圧をレ
ベル検出器24の電源として用いるようにしたものであ
る。このように構成された図2の実施例によれば、コン
デンサ11〜16の正常時には、コンデンサ25は充電
されないため、レベル検出器24も動作しない。もっと
も、コンデンサ11〜16が正常であれば動作する必要
が無い。
【0025】ここで、前述したように、コンデンサ11
が短絡故障となった場合、前述したように、抵抗23の
両端にAーB間電圧の1/2の電圧が印加されるため、
コンデンサ25もこの電圧に充電され、レベル検出器2
4の電源が確立する。従ってコンデンサ11が短絡故障
を起こしてから、レベル検出器24の電源が確立するま
での時間遅れはあるもののコンデンサの故障を検出出来
る。
【0026】図2と、同一部に同一符号を付して示した
図3は、高電圧部に設置したコンデンサ回路の故障を低
圧部にて検出するようにした、請求項3に記載の発明の
一実施例を示す構成図である。
【0027】図3において、レベル検出器26はフォッ
トカプラ等を内在し、コンデンサの故障検出信号を光信
号として出力するものである。このレベル検出器26か
らの光信号をライトガイド27を介して低圧部に設けら
れる光電変換回路28に導くことによって、低圧部にて
高圧部に設置されたコンデンサの故障を電気信号で検出
することができる。
【0028】尚、前述の実施例において、レベル検出器
24及びレベル検出器26の検出レベルをコンデンサの
故障数等に応じて複数にすれば軽故障、重故障等の判別
も出来る。
【0029】図1と、同一部に同一符号を付して示した
図4は、レベル検出器を用いること無く、高電圧部に設
置したコンデンサ回路の故障を低圧部にて検出するよう
にした、請求項4に記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【0030】図4の実施例は、3相ダイオードブリッジ
22の直流端子間に抵抗23と発光ダイオード等の光発
光素子29の直列回路を接続し、光発光素子29からの
光信号をライトガイド27で低圧部に設置される光電変
換回路28に導くようにしたものである。
【0031】このように構成することにより、光発光素
子29の動作レベルによって直列接続されるコンデンサ
数によって、検出感度は規制されるが、レヘル検出器を
用いることなく、簡素化された回路でコンデンサの故障
を検出出来る。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、コンデンサの並列数が増加してもダイオ
ードを増加するだけで1個のレベル検出器で構成出来る
ので全体の構成が単純になり且つ低価格に直並列したコ
ンデンサの故障検出回路を提供できる。
【0033】又、請求項2に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の効果に加え、レベル検出器の電源を
外部から供給することなく、N相ダイオードブリッジの
直流出力から得ることのできるコンデンサ故障検出回路
を提供できる。
【0034】更に、請求項3に記載の発明によれば、請
求項2に記載の発明の効果に加え、コンデンサ回路が高
電圧部に設置されるような高電圧化に適したコンデンサ
故障検出回路を提供できる。更に又、請求項4に記載の
発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加えて、
更に回路の簡素化を図ったコンデンサ故障検出回路を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
【図2】請求項2に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
【図3】請求項3に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
【図4】請求項4に記載の発明の一実施例を示す構成
図。
【図5】従来のコンデンサ検出回路の一例を示す構成
図。
【図6】従来のコンデンサ検出回路の他の実施例を示す
構成図。
【図7】従来のコンデンサ検出回路の更に他の実施例を
示す構成図。
【符号の説明】
11〜16 …コンデンサ 11a〜1
6a …分圧用抵抗 17,18 …分圧用抵抗 19〜21
…電圧検出器 22 …ダイオード整流器 221〜2
26 …ダイオード 24 …レベル検出器 25
…コンデンサ 26 …レベル検出器 27
…ライトガイド 28 …光電変換回路 29
…光発光素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 M個のコンデンサの直列回路を、
    N組並列接続して成るコンデンサ回路と、少くとも2個
    のダイオードの直列回路をN個並列接続し且つ交流端子
    が前記N組のコンデンサの直列回路のそれぞれの中間点
    に接続されたN相ダイオードブリッジと、該N相ダイオ
    ードブリッジの直流端子間に設けられ、直流端子間に発
    生する電圧のレベルを検出するレベル検出器とから成る
    コンデンサ故障検出回路。
  2. 【請求項2】 M個のコンデンサの直列回路を、
    N組並列接続して成るコンデンサ回路と、少くとも2個
    のダイオードの直列回路をN個並列接続し且つ交流端子
    が前記N組のコンデンサの直列回路のそれぞれの中間点
    に接続されたN相ダイオードブリッジと、該N相ダイオ
    ードブリッジの直流端子間に設けられるコンデンサと、
    該コンデンサを電源として前記N相ダイオードブリッジ
    の直流端子間に発生する電圧のレベルを検出するレベル
    検出器から成るコンデンサ故障検出回路。
  3. 【請求項3】 M個のコンデンサの直列回路を、
    N組並列接続して成るコンデンサ回路と、少くとも2個
    のダイオードの直列回路をN個並列接続し且つ交流端子
    が前記N組のコンデンサの直列回路のそれぞれの中間点
    に接続されたN相ダイオードブリッジと、該N相ダイオ
    ードブリッジの直流端子間に設けられるコンデンサと、
    該コンデンサを電源として前記N相ダイオードブリッジ
    の直流端子間に発生する電圧のレベルが所定値を越えた
    時に光信号を出力するレベル検出器と、前記光信号を低
    圧部に設けられる光電変換回路に伝送するライトガイド
    とから成るコンデンサ故障検出回路。
  4. 【請求項4】 M個のコンデンサの直列回路を、
    N組並列接続して成るコンデンサ回路と、少くとも2個
    のダイオードの直列回路をN個並列接続し且つ交流端子
    が前記N組のコンデンサの直列回路のそれぞれの中間点
    に接続されたN相ダイオードブリッジと、該N相ダイオ
    ードブリッジの直流端子間に設けられ、該直流端子間に
    発生する電圧のレベルが所定値を越えた時に光信号を出
    力する光発光素子と、前記光信号を低圧部に設けられる
    光電変換回路に伝送するライトガイドとから成るコンデ
    ンサ故障検出回路。
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