JPH0970149A - 無停電電源装置のインタラプタスイッチ - Google Patents
無停電電源装置のインタラプタスイッチInfo
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- JPH0970149A JPH0970149A JP7243654A JP24365495A JPH0970149A JP H0970149 A JPH0970149 A JP H0970149A JP 7243654 A JP7243654 A JP 7243654A JP 24365495 A JP24365495 A JP 24365495A JP H0970149 A JPH0970149 A JP H0970149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＩＧＢＴとダイオ−ドの逆並列接続体からなる
スイッチおよびその故障検出等機能を有して成る無停電
電源装置のインタラプタスイッチを提供するものであ
る。 【解決手段】ＵＰＳと負荷回路間の接続あるいは切り離
しを行うＵＰＳのインタラプタスイッチにおいて、イン
タラプタスイッチのスイッチング素子をＩＧＢＴおよび
ダイオ−ドからなる逆並列接続体となし、逆並列接続体
の並列接続構成となし、ＩＧＢＴの（Ｇ−Ｅ）間電圧を
監視する電圧検出回路を設けてなり、逆並列接続体の並
列接続構成における各分割経路の電流アンバランスを検
出し得る電流検出比較手段を具備してなり、ＩＧＢＴの
駆動回路は１素子の（Ｇ−Ｅ）間が短絡したとき他の素
子に駆動信号が与えられる出力容量を有してなるように
構成したものである。
スイッチおよびその故障検出等機能を有して成る無停電
電源装置のインタラプタスイッチを提供するものであ
る。 【解決手段】ＵＰＳと負荷回路間の接続あるいは切り離
しを行うＵＰＳのインタラプタスイッチにおいて、イン
タラプタスイッチのスイッチング素子をＩＧＢＴおよび
ダイオ−ドからなる逆並列接続体となし、逆並列接続体
の並列接続構成となし、ＩＧＢＴの（Ｇ−Ｅ）間電圧を
監視する電圧検出回路を設けてなり、逆並列接続体の並
列接続構成における各分割経路の電流アンバランスを検
出し得る電流検出比較手段を具備してなり、ＩＧＢＴの
駆動回路は１素子の（Ｇ−Ｅ）間が短絡したとき他の素
子に駆動信号が与えられる出力容量を有してなるように
構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無停電流電源装置の
出力と負荷回路との間に接続され、無停電電源装置と負
荷回路を接続あるいは切り離しを行う無停電電源装置の
インタラプタスイッチに関するものである。
出力と負荷回路との間に接続され、無停電電源装置と負
荷回路を接続あるいは切り離しを行う無停電電源装置の
インタラプタスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来技術の説明のため示したもの
であって、１は無停電電源装置（以下ＵＰＳと称す
る）、２は負荷回路、31，32，33はスイッチイグ回路、
41，42，43はトリガ回路、51，52，53は転流回路であ
る。ここに、スイッチング回路31はサイリスタ 311およ
びダイオードの逆並列接続にて構成されている。
であって、１は無停電電源装置（以下ＵＰＳと称す
る）、２は負荷回路、31，32，33はスイッチイグ回路、
41，42，43はトリガ回路、51，52，53は転流回路であ
る。ここに、スイッチング回路31はサイリスタ 311およ
びダイオードの逆並列接続にて構成されている。
【０００３】一般に、ＵＰＳには各種スイッチが使われ
ており、このうち、インタラプタスイッチはＵＰＳ１出
力と負荷回路２の間に設けられ、ＵＰＳ１と負荷回路２
との接続あるいは切り離しを行うスイッチである。イン
タラプタスイッチは、特にＵＰＳの故障や負荷回路の短
絡事故などの際に事故の拡大を防止するため、主にＵＰ
Ｓと負荷回路を切り離す機能を奏する。かように事故の
拡大を防止するためには、極力短時間のうちに事故発生
部を分離する必要があり、したがって 、インタラプタ
スイッチはそのスイッチ動作に高速性が要求され、スイ
ッチング回路としては、通常、自励転流型半導体素子で
あるサイリスタ（および逆並列接続のダイオード）が用
いられる。
ており、このうち、インタラプタスイッチはＵＰＳ１出
力と負荷回路２の間に設けられ、ＵＰＳ１と負荷回路２
との接続あるいは切り離しを行うスイッチである。イン
タラプタスイッチは、特にＵＰＳの故障や負荷回路の短
絡事故などの際に事故の拡大を防止するため、主にＵＰ
Ｓと負荷回路を切り離す機能を奏する。かように事故の
拡大を防止するためには、極力短時間のうちに事故発生
部を分離する必要があり、したがって 、インタラプタ
スイッチはそのスイッチ動作に高速性が要求され、スイ
ッチング回路としては、通常、自励転流型半導体素子で
あるサイリスタ（および逆並列接続のダイオード）が用
いられる。
【０００４】ここで、サイリスタ 311によりインタラプ
タスイッチを実現するためには、周辺回路として、トリ
ガ回路41と転流コンデンサ 511，転流リアクトル 512，
転流スイッチ 513および充電抵抗 514よりなる転流回路
51が必要となる。サイリスタ 311のオンはトリガ回路41
によりゲート（Ｇ）とカソード（Ｃ）間にトリガ電流を
流すことで行れる。一方、サイリスタ 311をオフする際
は周知のように自己消弧能力がないため、逆方向の電流
を流して強制転流する必要があって、転流スイッチ 513
をオンすることにより、予め充電抵抗 514により充電さ
れた転流コンデンサ 511と転流リアクトル 512の共振を
利用し、サイリスタ 311に流れているよりも大きな逆電
流を流すことが行れている。
タスイッチを実現するためには、周辺回路として、トリ
ガ回路41と転流コンデンサ 511，転流リアクトル 512，
転流スイッチ 513および充電抵抗 514よりなる転流回路
51が必要となる。サイリスタ 311のオンはトリガ回路41
によりゲート（Ｇ）とカソード（Ｃ）間にトリガ電流を
流すことで行れる。一方、サイリスタ 311をオフする際
は周知のように自己消弧能力がないため、逆方向の電流
を流して強制転流する必要があって、転流スイッチ 513
をオンすることにより、予め充電抵抗 514により充電さ
れた転流コンデンサ 511と転流リアクトル 512の共振を
利用し、サイリスタ 311に流れているよりも大きな逆電
流を流すことが行れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年ＵＰＳの
出力容量が増大し、単機当たり１ＭＶＡに及ぶものもあ
り、また、これらを並列冗長したさらなる大規模のシス
テムも実現されている。当然、このようなＵＰＳシステ
ムに用いられるインタラプタスイッチの電流容量も増大
し、通流電流は数1000Ａに達する場合もある。したがっ
て、インタラプタスイッチを構成するサイリスタのオフ
時に逆電流を供給する転流回路もそれに見合った電流容
量が必要となり、転流回路を構成する各要素が大型化
し、さらには極めて大きな転流電流を流すための回路構
造も複雑になる。そして、ＵＰＳのインタラプタスイッ
チは負荷回路インピーダンスで決まる電流が流れるため
に、構成素子が短絡するような破壊が起った場合にも、
通流電流に変化がなく故障検出が極めて難しい。万一、
素子が消弧能力を失っているにも拘らずＵＰＳと負荷回
路を切り離す必要のある事故が生じた場合、切り離しは
不可能であってＵＰＳ過電流の如きシステムダウンに通
じかねない致命的な状況になり得る。
出力容量が増大し、単機当たり１ＭＶＡに及ぶものもあ
り、また、これらを並列冗長したさらなる大規模のシス
テムも実現されている。当然、このようなＵＰＳシステ
ムに用いられるインタラプタスイッチの電流容量も増大
し、通流電流は数1000Ａに達する場合もある。したがっ
て、インタラプタスイッチを構成するサイリスタのオフ
時に逆電流を供給する転流回路もそれに見合った電流容
量が必要となり、転流回路を構成する各要素が大型化
し、さらには極めて大きな転流電流を流すための回路構
造も複雑になる。そして、ＵＰＳのインタラプタスイッ
チは負荷回路インピーダンスで決まる電流が流れるため
に、構成素子が短絡するような破壊が起った場合にも、
通流電流に変化がなく故障検出が極めて難しい。万一、
素子が消弧能力を失っているにも拘らずＵＰＳと負荷回
路を切り離す必要のある事故が生じた場合、切り離しは
不可能であってＵＰＳ過電流の如きシステムダウンに通
じかねない致命的な状況になり得る。
【０００６】さらに、インタラプタスイッチの構成素子
を単位素子の複数並列接続体とする場合、複数並列接続
体単位素子の制御端子に入力する駆動信号は、並列数分
一括にすることが行れる。ところが、複数並列接続体を
構成する単位素子のうち１素子でも制御端子間が、例え
ば短絡状態になるなどして異常になった場合、一括に接
続された健全な素子の制御端子の信号を異常をきたし、
インタラプタスイッチの動作が不安定になる。最悪の場
合、電流が集中した短絡破壊素子が断線破損したとき
に、インタラプタスイッチがオフ状態となり、したがっ
て負荷回路がＵＰＳから切り離されて送電がストップす
る事態を生じる。
を単位素子の複数並列接続体とする場合、複数並列接続
体単位素子の制御端子に入力する駆動信号は、並列数分
一括にすることが行れる。ところが、複数並列接続体を
構成する単位素子のうち１素子でも制御端子間が、例え
ば短絡状態になるなどして異常になった場合、一括に接
続された健全な素子の制御端子の信号を異常をきたし、
インタラプタスイッチの動作が不安定になる。最悪の場
合、電流が集中した短絡破壊素子が断線破損したとき
に、インタラプタスイッチがオフ状態となり、したがっ
て負荷回路がＵＰＳから切り離されて送電がストップす
る事態を生じる。
【０００７】しかして本発明の目的とするところは、Ｉ
ＧＢＴ（絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）および
ダイオードからなる逆並列接続体の簡便かつ小型で、さ
らには故障検出機能を有して信頼性が向上された格別な
ＵＰＳのインタラプタスイッチを提供できる、ことにあ
る。ここで、ＩＧＢＴはパワードライブデバイスとして
ＵＰＳを始め広く利用され、高耐圧大電流高速スマイッ
チ低ドライブパワーにその特徴がある。
ＧＢＴ（絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）および
ダイオードからなる逆並列接続体の簡便かつ小型で、さ
らには故障検出機能を有して信頼性が向上された格別な
ＵＰＳのインタラプタスイッチを提供できる、ことにあ
る。ここで、ＩＧＢＴはパワードライブデバイスとして
ＵＰＳを始め広く利用され、高耐圧大電流高速スマイッ
チ低ドライブパワーにその特徴がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その解決手段は、つぎの
如く具備して構成したものである。 （イ） ＵＰＳと負荷回路間の接続あるいは切り離しを
行うＵＰＳのインタラプタスイッチにおいて、（ロ）
インタラプタスイッチのスイッチング回路をＩＧＢＴお
よびダイオードからなる逆並列接続体となし、（ハ）
上記ＩＧＢＴおよびダイオードからなる逆並列接続体の
並列接続構成をなし、（ニ） 上記ＩＧＢＴのゲートエ
ミッタ（Ｇ−Ｅ）間電圧を監視する電圧検出回路を設け
て成り、（ホ） 上記逆並列接続体の並列接続構成にお
ける各分割経路の電流アンバランスを検出し得る電流検
出比較手段を具備して成り、（ヘ） 上記ＩＧＢＴの駆
動回路は、１素子の（Ｇ−Ｅ）間が短絡したとき他の素
子に駆動信号が与えられる出力容量を有して成る。
点に鑑みなされたものであり、その解決手段は、つぎの
如く具備して構成したものである。 （イ） ＵＰＳと負荷回路間の接続あるいは切り離しを
行うＵＰＳのインタラプタスイッチにおいて、（ロ）
インタラプタスイッチのスイッチング回路をＩＧＢＴお
よびダイオードからなる逆並列接続体となし、（ハ）
上記ＩＧＢＴおよびダイオードからなる逆並列接続体の
並列接続構成をなし、（ニ） 上記ＩＧＢＴのゲートエ
ミッタ（Ｇ−Ｅ）間電圧を監視する電圧検出回路を設け
て成り、（ホ） 上記逆並列接続体の並列接続構成にお
ける各分割経路の電流アンバランスを検出し得る電流検
出比較手段を具備して成り、（ヘ） 上記ＩＧＢＴの駆
動回路は、１素子の（Ｇ−Ｅ）間が短絡したとき他の素
子に駆動信号が与えられる出力容量を有して成る。
【０００９】かかる解決手段により、駆動回路は、ＩＧ
ＢＴの（Ｇ−Ｅ）間をＧ側が正になるように充電してＩ
ＧＢＴをオンし、逆にＧ側が負となるように充電してＩ
ＧＢＴをオフすることにより、ＵＰＳと負荷回路を接続
あるいは切り離しできる。また、ＩＧＢＴの（Ｇ−Ｅ）
間電圧を監視し、一定値以下になった場合は（Ｇ−Ｅ）
間異常として、信号出力し得る。さらにまた、ＩＧＢＴ
およびダイオードの逆並列接続体の複数並列構成を２分
割して各々の電流を検出し、その合成電流に対して各分
割経路の電流が一定値を越えた場合異常として、信号出
力し得る。さらには、複数並列体のうち少なくとも１素
子が（Ｇ−Ｅ）間短絡するような破壊に至った場合に
も、その事態に必要な出力容量を有した駆動回路が、破
壊素子以外の健全素子に駆動信号を供給して安定した素
子状態を維持し得る。
ＢＴの（Ｇ−Ｅ）間をＧ側が正になるように充電してＩ
ＧＢＴをオンし、逆にＧ側が負となるように充電してＩ
ＧＢＴをオフすることにより、ＵＰＳと負荷回路を接続
あるいは切り離しできる。また、ＩＧＢＴの（Ｇ−Ｅ）
間電圧を監視し、一定値以下になった場合は（Ｇ−Ｅ）
間異常として、信号出力し得る。さらにまた、ＩＧＢＴ
およびダイオードの逆並列接続体の複数並列構成を２分
割して各々の電流を検出し、その合成電流に対して各分
割経路の電流が一定値を越えた場合異常として、信号出
力し得る。さらには、複数並列体のうち少なくとも１素
子が（Ｇ−Ｅ）間短絡するような破壊に至った場合に
も、その事態に必要な出力容量を有した駆動回路が、破
壊素子以外の健全素子に駆動信号を供給して安定した素
子状態を維持し得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】具体的に、電流アンバランス検出
機能を有する逆並列接続体の複数並列接続例を示すと、
つぎの如くである。すなわち、ＵＰＳ出力および負荷回
路間に設けられたＩＧＢＴとダイオードの逆並列接続体
が２個並列接続された並列接続体と、２個の逆並列接続
体のＵＰＳ側各分割経路の電流を検出する電流検出回路
と、電流検出回路を入力しその分割経路電流と経路合成
電流の比較出力を得る電流比較回路とを、具備して構成
したものである。さらに、本発明を図面に基づいて、詳
細説明する。
機能を有する逆並列接続体の複数並列接続例を示すと、
つぎの如くである。すなわち、ＵＰＳ出力および負荷回
路間に設けられたＩＧＢＴとダイオードの逆並列接続体
が２個並列接続された並列接続体と、２個の逆並列接続
体のＵＰＳ側各分割経路の電流を検出する電流検出回路
と、電流検出回路を入力しその分割経路電流と経路合成
電流の比較出力を得る電流比較回路とを、具備して構成
したものである。さらに、本発明を図面に基づいて、詳
細説明する。
【００１１】
【実施例】図１は図８に類して表した本発明の第１の実
施例の要部構成を示したもので、61，62，63は逆並列接
続体、71，72，73は駆動回路である。すなわち、ＵＰＳ
１と負荷回路２との間に設けられたインタラプタスイッ
チの三相構成のそれぞれは、例えばＩＧＢＴ 611とダイ
オード 612の逆並列接続体61と、ＩＧＢＴ 611の（Ｇ−
Ｅ）間に接続された駆動回路71とよりなる。駆動回路71
は、ＩＧＢＴ 611の（Ｇ−Ｅ）間を、Ｅ電位に対してＧ
電位を正に充電することによりＩＧＢＴ 611をオンし、
Ｇ電位を負にすることでＩＧＢＴ 611をオフする。
施例の要部構成を示したもので、61，62，63は逆並列接
続体、71，72，73は駆動回路である。すなわち、ＵＰＳ
１と負荷回路２との間に設けられたインタラプタスイッ
チの三相構成のそれぞれは、例えばＩＧＢＴ 611とダイ
オード 612の逆並列接続体61と、ＩＧＢＴ 611の（Ｇ−
Ｅ）間に接続された駆動回路71とよりなる。駆動回路71
は、ＩＧＢＴ 611の（Ｇ−Ｅ）間を、Ｅ電位に対してＧ
電位を正に充電することによりＩＧＢＴ 611をオンし、
Ｇ電位を負にすることでＩＧＢＴ 611をオフする。
【００１２】かようにして逆並列接続体61，62，63はＵ
ＰＳ１と負荷回路２の接続あるいは切り離しを行い、そ
のＩＧＢＴは、Ｇ，Ｅからなる制御端子に得る駆動信号
により通流する電流を入切できるいわゆる自己消弧形半
導体素子であって、従来採用されているサイリスタが必
要とする転流回路が全く不要である。また、ＩＧＢＴは
（Ｇ−Ｅ）がＭＯＳ構造となっており、インピーダンス
が極めて高くなっている。そのため、ＩＧＢＴの制御は
（Ｇ−Ｅ）間を駆動回路により充放電することによって
行うが、その駆動電力は非常に小さく駆動回路を小型の
ものにすることができる。
ＰＳ１と負荷回路２の接続あるいは切り離しを行い、そ
のＩＧＢＴは、Ｇ，Ｅからなる制御端子に得る駆動信号
により通流する電流を入切できるいわゆる自己消弧形半
導体素子であって、従来採用されているサイリスタが必
要とする転流回路が全く不要である。また、ＩＧＢＴは
（Ｇ−Ｅ）がＭＯＳ構造となっており、インピーダンス
が極めて高くなっている。そのため、ＩＧＢＴの制御は
（Ｇ−Ｅ）間を駆動回路により充放電することによって
行うが、その駆動電力は非常に小さく駆動回路を小型の
ものにすることができる。
【００１３】図２は本発明の第２の実施例の要部構成を
示すものであって、81，82，83は並列接続体、91，92，
93は駆動回路である。すなわち、並列接続体81，82，83
は、それぞれ図１に示した如き逆並列接続体61である２
個の逆並列体 811， 812の並列接続構成のものであり、
その各ＩＧＢＴ 811ａ， 812ａの（Ｇ−Ｅ）間に一括し
て接続された駆動回路91，92，93とからなる。ここで、
前述したようにＩＧＢＴの駆動電力は小さく、複数のＩ
ＧＢＴ 811ａ， 812ａを一つの駆動回路91にて駆動する
ことが可能となる。
示すものであって、81，82，83は並列接続体、91，92，
93は駆動回路である。すなわち、並列接続体81，82，83
は、それぞれ図１に示した如き逆並列接続体61である２
個の逆並列体 811， 812の並列接続構成のものであり、
その各ＩＧＢＴ 811ａ， 812ａの（Ｇ−Ｅ）間に一括し
て接続された駆動回路91，92，93とからなる。ここで、
前述したようにＩＧＢＴの駆動電力は小さく、複数のＩ
ＧＢＴ 811ａ， 812ａを一つの駆動回路91にて駆動する
ことが可能となる。
【００１４】図３は本発明の第３の実施例の要部部分構
成を示すものであって、71′は駆動回路、10は電圧検出
回路である。すなわち、本例は図１に示したインタラプ
タスイッチの一相分に対し、逆並列接続体61のＩＧＢＴ
611の（Ｇ−Ｅ）間に電圧検出回路10を具備し構成した
ものである。前述したように、ＩＧＢＴをオンさせる際
には（Ｇ−Ｅ）間を＋電圧（一般には15Ｖ程度）を印加
し、オフさせるときには−電圧（一般には−10Ｖ程度）
を印加する。ところが、ＩＧＢＴが短絡破壊に到ると、
殆どの場合（Ｇ−Ｅ）間も短絡状態となって（Ｇ−Ｅ）
間電圧も発生しなくなる。したがって、電圧検出回路10
にてこの（Ｇ−Ｅ）間を監視していれば、素子が短絡破
壊に到ったことを検出することができる。これを、図４
を参照して説明する。
成を示すものであって、71′は駆動回路、10は電圧検出
回路である。すなわち、本例は図１に示したインタラプ
タスイッチの一相分に対し、逆並列接続体61のＩＧＢＴ
611の（Ｇ−Ｅ）間に電圧検出回路10を具備し構成した
ものである。前述したように、ＩＧＢＴをオンさせる際
には（Ｇ−Ｅ）間を＋電圧（一般には15Ｖ程度）を印加
し、オフさせるときには−電圧（一般には−10Ｖ程度）
を印加する。ところが、ＩＧＢＴが短絡破壊に到ると、
殆どの場合（Ｇ−Ｅ）間も短絡状態となって（Ｇ−Ｅ）
間電圧も発生しなくなる。したがって、電圧検出回路10
にてこの（Ｇ−Ｅ）間を監視していれば、素子が短絡破
壊に到ったことを検出することができる。これを、図４
を参照して説明する。
【００１５】ここで、電圧検出回路10を、入力の（Ｇ−
Ｅ）間電圧に対して、正常時の＋電圧値より若干低い第
１の規定値の（Ｖｇ＋），一電圧値より若干高い第２の
規定値の（Ｖｇ−）にて、検出出力が得られるように設
定しておく。これより、駆動回路71′の制御信号入力が
オンまたはオフの制御入力時に、電圧検出回路10の検出
出力が発生していれば、逆並列接続体61のＩＧＢＴ 611
の（Ｇ−Ｅ）間インピーダンスが低下していることが判
別でき、このような場合はＩＧＢＴ 611が短絡破壊して
いると検知できる。
Ｅ）間電圧に対して、正常時の＋電圧値より若干低い第
１の規定値の（Ｖｇ＋），一電圧値より若干高い第２の
規定値の（Ｖｇ−）にて、検出出力が得られるように設
定しておく。これより、駆動回路71′の制御信号入力が
オンまたはオフの制御入力時に、電圧検出回路10の検出
出力が発生していれば、逆並列接続体61のＩＧＢＴ 611
の（Ｇ−Ｅ）間インピーダンスが低下していることが判
別でき、このような場合はＩＧＢＴ 611が短絡破壊して
いると検知できる。
【００１６】図５は本発明の第４の実施例の要部部分構
成を示すものであって、81ａ，81ｂは並列接続体、11は
電流検出回路、12は電流比較回路である。すなわち、図
５例は図２に示したインタラプタスイッチの一相分に対
し、２個の並列接続体81ａ，81ｂによる並列接続構成さ
れてなり、さらに、この複数並列接続の２分割経路にそ
れぞれ交流変流器 111ａ， 111ｂおよびその出力に接続
された抵抗 112ａ， 112ｂよりなる電流検出回路11と、
電流検出回路11出力の２分路経路の電流比較を行う電流
比較回路12とを、設けて成るものである。ここに、電流
比較回路12にて 121ａ， 121ｂはコンパレ−タ、 122
ａ， 122ｂは分圧抵抗である。
成を示すものであって、81ａ，81ｂは並列接続体、11は
電流検出回路、12は電流比較回路である。すなわち、図
５例は図２に示したインタラプタスイッチの一相分に対
し、２個の並列接続体81ａ，81ｂによる並列接続構成さ
れてなり、さらに、この複数並列接続の２分割経路にそ
れぞれ交流変流器 111ａ， 111ｂおよびその出力に接続
された抵抗 112ａ， 112ｂよりなる電流検出回路11と、
電流検出回路11出力の２分路経路の電流比較を行う電流
比較回路12とを、設けて成るものである。ここに、電流
比較回路12にて 121ａ， 121ｂはコンパレ−タ、 122
ａ， 122ｂは分圧抵抗である。
【００１７】一般にＩＧＢＴを並列接続して使用する場
合、通流電流がバランスするように導通電圧（飽和電
圧）を並列数分ある範囲内に揃えて接続するが、その際
は20〜30％程度の電流アンバラスに収まるように選定さ
れる。通常、ＩＧＢＴの導通電圧は３Ｖ程度であって、
一方短絡破壊した場合は殆ど無電圧となるため、通流電
流のバランスが崩れ電流が破壊素子に集中する。図５に
おいては、並列接続体81ａ，81ｂにおけるいずれかのＩ
ＧＢＴが短絡破壊した場合、前述した理由から並列接続
体81ａ，81ｂへの２分割経路の電流バランスが大きく崩
れる。この電流アンバランス状態を、電流検出回路11お
よび電流比較回路12で検出することにより、複数並列接
続体によるインタラプタスイッチの構成素子が短絡破壊
を生じていることを、検出することになる。
合、通流電流がバランスするように導通電圧（飽和電
圧）を並列数分ある範囲内に揃えて接続するが、その際
は20〜30％程度の電流アンバラスに収まるように選定さ
れる。通常、ＩＧＢＴの導通電圧は３Ｖ程度であって、
一方短絡破壊した場合は殆ど無電圧となるため、通流電
流のバランスが崩れ電流が破壊素子に集中する。図５に
おいては、並列接続体81ａ，81ｂにおけるいずれかのＩ
ＧＢＴが短絡破壊した場合、前述した理由から並列接続
体81ａ，81ｂへの２分割経路の電流バランスが大きく崩
れる。この電流アンバランス状態を、電流検出回路11お
よび電流比較回路12で検出することにより、複数並列接
続体によるインタラプタスイッチの構成素子が短絡破壊
を生じていることを、検出することになる。
【００１８】具体的には、電流検出回路11にてその２分
割経路の電流が交流変流器 111ａ，111ｂによりそれぞ
れ検出され、抵抗 112ａ，11ｂにより電流信号Ａ，Ｂに
変換出力される。また、電流比較回路12は、電流信号
Ａ，Ｂを入力としてコンパレータ 121ａ，121ｂに得、
図示の如くに加算器 122により合成電流信号Ｃが作ら
れ、また抵抗123ａ， 123ｂによって分圧されコンパレ
ータ 121ａ， 121ｂの検出設定値信号Ｄが得られる。こ
れは、２分割径の電流いずれか一方が２分割経路合成電
流の多くの部分を流しているときに、比較するものであ
る。したがって、これは図６の如く示される。図６は電
流比較回路の動作を示すものであって、２分割経路の電
流信号Ａ，Ｂの変化により比較出力信号ａ，ｂを発生す
る様子を示している。
割経路の電流が交流変流器 111ａ，111ｂによりそれぞ
れ検出され、抵抗 112ａ，11ｂにより電流信号Ａ，Ｂに
変換出力される。また、電流比較回路12は、電流信号
Ａ，Ｂを入力としてコンパレータ 121ａ，121ｂに得、
図示の如くに加算器 122により合成電流信号Ｃが作ら
れ、また抵抗123ａ， 123ｂによって分圧されコンパレ
ータ 121ａ， 121ｂの検出設定値信号Ｄが得られる。こ
れは、２分割径の電流いずれか一方が２分割経路合成電
流の多くの部分を流しているときに、比較するものであ
る。したがって、これは図６の如く示される。図６は電
流比較回路の動作を示すものであって、２分割経路の電
流信号Ａ，Ｂの変化により比較出力信号ａ，ｂを発生す
る様子を示している。
【００１９】図７は本発明の第５の実施例の要部部分構
成を示すものであって、13は３個の並列接続例の並列接
続体、 141， 142， 143はゲート抵抗、15は駆動電源 1
51および駆動部は 152よりなる駆動回路である。すなわ
ち、インタラプタスイッチ一相分について、逆並列接続
体 131， 132，133（図２の複数並列接続体81，82，83
相当）中のＩＧＢＴ 131ａ， 132ａ，133ａを、Ｅ側は
複数並列接続体で一括されＧ側のみにそれぞれ設けられ
たゲート抵抗 141， 142， 143を介し、駆動回路15にて
駆動信号を与えるものである。ここで、駆動回路15は、
複数並列接続体13のうち少なくとも１素子が短絡破壊を
起こして、（Ｇ−Ｅ）間インピーダンスが下がった状態
においても、出力が下げらないような出力容量を有する
ようにしておく。なお、図７においてはゲート抵抗 14
1， 142， 143が特に重要な要素であるので抜き出し示
したものであるが、かようなゲート抵抗はＩＧＢＴ駆動
の際には必須のものであって図１〜図３においては駆動
回路部に含まれているものとする。
成を示すものであって、13は３個の並列接続例の並列接
続体、 141， 142， 143はゲート抵抗、15は駆動電源 1
51および駆動部は 152よりなる駆動回路である。すなわ
ち、インタラプタスイッチ一相分について、逆並列接続
体 131， 132，133（図２の複数並列接続体81，82，83
相当）中のＩＧＢＴ 131ａ， 132ａ，133ａを、Ｅ側は
複数並列接続体で一括されＧ側のみにそれぞれ設けられ
たゲート抵抗 141， 142， 143を介し、駆動回路15にて
駆動信号を与えるものである。ここで、駆動回路15は、
複数並列接続体13のうち少なくとも１素子が短絡破壊を
起こして、（Ｇ−Ｅ）間インピーダンスが下がった状態
においても、出力が下げらないような出力容量を有する
ようにしておく。なお、図７においてはゲート抵抗 14
1， 142， 143が特に重要な要素であるので抜き出し示
したものであるが、かようなゲート抵抗はＩＧＢＴ駆動
の際には必須のものであって図１〜図３においては駆動
回路部に含まれているものとする。
【００２０】すなわち、図７において、例えばＩＧＢＴ
131が短絡事故を起こし（Ｇ−Ｅ）間のインピーダンス
が低下しても、駆動回路15の出力は低下せず、他の健全
なＩＧＢＴ 132ａ， 133ａの（Ｇ−Ｅ）間には駆動信号
が与えられる。かようにして、短絡破壊した素子に電流
が集中して断線破損に到った場合においても、他の健全
な並列接続体の素子の（Ｇ−Ｅ）間には駆動信号が与え
られているため、インタラプタスイッチとしてはオフ状
態にならず通電が確実に行なわれるものと、することが
できる。また、インタラプタスイッチの構成素子が短絡
破壊している状況下で連続して運転することは行わず、
負荷回路への送電を別系統にするなどの操作が行れるも
のとなる。したがって、駆動回路が重負荷を負担しなけ
ればならないのは短時間であって、その時間に見合った
設計を行うことで、必要以上の駆動回路の大型化を避け
得ることは明らかである。
131が短絡事故を起こし（Ｇ−Ｅ）間のインピーダンス
が低下しても、駆動回路15の出力は低下せず、他の健全
なＩＧＢＴ 132ａ， 133ａの（Ｇ−Ｅ）間には駆動信号
が与えられる。かようにして、短絡破壊した素子に電流
が集中して断線破損に到った場合においても、他の健全
な並列接続体の素子の（Ｇ−Ｅ）間には駆動信号が与え
られているため、インタラプタスイッチとしてはオフ状
態にならず通電が確実に行なわれるものと、することが
できる。また、インタラプタスイッチの構成素子が短絡
破壊している状況下で連続して運転することは行わず、
負荷回路への送電を別系統にするなどの操作が行れるも
のとなる。したがって、駆動回路が重負荷を負担しなけ
ればならないのは短時間であって、その時間に見合った
設計を行うことで、必要以上の駆動回路の大型化を避け
得ることは明らかである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｉ
ＧＢＴおよびダイオードからなる逆並列接続体の簡便か
つ小型で、さらにはＩＧＢＴの短絡故障検出機能等を有
して信頼性が向上された格別な装置を提供できる。
ＧＢＴおよびダイオードからなる逆並列接続体の簡便か
つ小型で、さらにはＩＧＢＴの短絡故障検出機能等を有
して信頼性が向上された格別な装置を提供できる。
【図１】図１は本発明の第１の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図２】図２は本発明の第２の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図３】図３は本発明の第３の実施例を示す部分回路図
である。
である。
【図４】図４は図３の説明のため示した電圧検出回路の
動作図である。
動作図である。
【図５】図５は本発明の第４の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図６】図６は図５の電流比較回路の各部波形を示す波
形図である。
形図である。
【図７】図７は本発明の第５の実施例を示す部分回路図
である。
である。
【図８】図８は従来技術の説明のため示した部分回路図
である。
である。
１ 無停電電源装置（ＵＰＳ） ２ 負荷回路 31 スイッチング回路 311 スイッチング素子 312 ダイオード 41 トリガ回路 51 転流回路 61 逆並列接続体 611 ＩＧＢＴ 612 ダイオード 71 駆動回路 71′ 駆動回路 81 並列接続体 81ａ 並列接続体 81ｂ 並列接続体 811 逆並列体 812 逆並列体 91 駆動回路 10 電圧検出回路 11 電流比較回路 111ａ 交流変流器 112ａ 抵抗 12 電流比較回路 121ａ コンパレータ 122 加算器 123ａ 抵抗 13 並列接続体 141 抵抗器 15 駆動回路 151 駆動電源 152 駆動部
Claims (5)
- 【請求項１】 無停電電源装置出力と負荷回路間に配さ
れて両者の接続あるいは切り離しを行う無停電電源装置
のインタラプタスイッチにおいて、前記インタラプタス
イッチのスイッチング回路をＩＧＢＴおよびダイオード
からなる逆並列接続体としたことを特徴とする無停電電
源装置のインタラプタスイッチ。 - 【請求項２】 無停電電源装置出力と負荷回路間に配さ
れて両者の接続あるいは切り離しを行う無停電電源装置
のインタラプタスイッチにおいて、前記インタラプタス
イッチのスイッチング回路をＩＧＢＴおよびダイオード
からなる逆並列接続体の並列接続で構成したことを特徴
とする無停電電源装置のインタラプタスイッチ。 - 【請求項３】 前記ＩＧＢＴのゲートエミッタ間電圧を
監視する電圧検出回路を設けて成る請求項１または請求
項２記載の無停電電源装置のインタラプタスイッチ。 - 【請求項４】 前記並列接続体の各分割経路の電流アン
バランスを検出し得る電流検出比較手段を具備して構成
した請求項２記載の無停電電源装置のインタラプタスイ
ッチ。 - 【請求項５】 前記並列接続されたＩＧＢＴの駆動回路
は、１素子のゲートエミッタ間が短絡したとき他の素子
の駆動信号が与えられる出力容量を有するようにした請
求項２記載のインタラプタスイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243654A JPH0970149A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 無停電電源装置のインタラプタスイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243654A JPH0970149A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 無停電電源装置のインタラプタスイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970149A true JPH0970149A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=17107035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243654A Pending JPH0970149A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 無停電電源装置のインタラプタスイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0970149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010108130A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0279621A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Fuji Electric Co Ltd | 絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの異常検出方法 |
| JPH052452U (ja) * | 1991-02-21 | 1993-01-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体遮断器 |
| JPH0746821A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Toshiba Corp | スイッチング回路 |
| JPH0759274A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Shinano Denki Kk | 無停電電源装置 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP7243654A patent/JPH0970149A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0279621A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Fuji Electric Co Ltd | 絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの異常検出方法 |
| JPH052452U (ja) * | 1991-02-21 | 1993-01-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体遮断器 |
| JPH0746821A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Toshiba Corp | スイッチング回路 |
| JPH0759274A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Shinano Denki Kk | 無停電電源装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010108130A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040416 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040531 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041015 |