JPH099609A - コンバータ回路装置のスイッチのトリガーを検出する装置 - Google Patents
コンバータ回路装置のスイッチのトリガーを検出する装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンバータ回路装置のスイッチのトリガーを
検出する装置を、提供する。 【解決手段】 コンバータ回路装置のスイッチのトリガ
ーを検出する装置を開示する。該装置は、電流制限器コ
イルに磁気的に連結され、電流制限器コイルの端部に配
置されることが好ましい導線ループを備える。トリガー
上では、電圧が導線ループ内に誘導される。この電圧
は、検出回路内で電圧パルスに変換され、評価論理回路
に供給する。評価論理回路では、誘導された電圧パルス
の期間が評価され、適合するなら、負荷軽減作動が開始
される（図２）。
検出する装置を、提供する。 【解決手段】 コンバータ回路装置のスイッチのトリガ
ーを検出する装置を開示する。該装置は、電流制限器コ
イルに磁気的に連結され、電流制限器コイルの端部に配
置されることが好ましい導線ループを備える。トリガー
上では、電圧が導線ループ内に誘導される。この電圧
は、検出回路内で電圧パルスに変換され、評価論理回路
に供給する。評価論理回路では、誘導された電圧パルス
の期間が評価され、適合するなら、負荷軽減作動が開始
される（図２）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力電子工学の分野に
関する。より詳細には、本発明は、特許請求項１の前置
きによる、コンバータ回路装置のスイッチのトリガーを
検出する装置に関する。
関する。より詳細には、本発明は、特許請求項１の前置
きによる、コンバータ回路装置のスイッチのトリガーを
検出する装置に関する。
【０００２】
【従来技術】本発明を使用することが可能なコンバータ
回路装置は、一般に、半導体スイッチを有する複数の分
岐部、又は相に接続する直流（ＤＣ）電圧中間回路又は
直流中間回路を備える。分岐部の半導体スイッチが負荷
端子を形成し、例えば可変周波数の交流（ＡＣ）電圧が
負荷端子に発生するように交互にオン・オフされる。例
えば、駆動回路故障のような故障により、分岐部の全ス
イッチがトリガーされる可能性がある。この結果とし
て、スイッチの前後の中間回路、普通はＧＴＯｓの短絡
放電を生じる。その場合には、容認できない大電流を生
じ、この大電流は装置、特にＧＴＯｓを破壊することに
なる。この理由のために、可能な限り正確に早急に相の
トリガーをレジスタすることが必要である。これがなさ
れると、保護放電を行うことができ、トリガーされた分
岐部上の負荷が軽減する。
回路装置は、一般に、半導体スイッチを有する複数の分
岐部、又は相に接続する直流（ＤＣ）電圧中間回路又は
直流中間回路を備える。分岐部の半導体スイッチが負荷
端子を形成し、例えば可変周波数の交流（ＡＣ）電圧が
負荷端子に発生するように交互にオン・オフされる。例
えば、駆動回路故障のような故障により、分岐部の全ス
イッチがトリガーされる可能性がある。この結果とし
て、スイッチの前後の中間回路、普通はＧＴＯｓの短絡
放電を生じる。その場合には、容認できない大電流を生
じ、この大電流は装置、特にＧＴＯｓを破壊することに
なる。この理由のために、可能な限り正確に早急に相の
トリガーをレジスタすることが必要である。これがなさ
れると、保護放電を行うことができ、トリガーされた分
岐部上の負荷が軽減する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】先行技術では、トリガ
ーの検出が、陽極／陰極電圧を監視することによって保
証される。トリガーの検出は、コンバータシステムの安
全性に対して基本的に重要であるので、可能であるな
ら、検出が冗長的に起こるべきである。この場合におい
て、２つの検出システムは、できるかぎり電気的に互い
に無関係であるべきである。
ーの検出が、陽極／陰極電圧を監視することによって保
証される。トリガーの検出は、コンバータシステムの安
全性に対して基本的に重要であるので、可能であるな
ら、検出が冗長的に起こるべきである。この場合におい
て、２つの検出システムは、できるかぎり電気的に互い
に無関係であるべきである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様におい
て、コンバータ回路装置から電気的に解放され、独立し
て作動するコンバータ回路装置のスイッチのトリガーを
検出する装置を提供する。先に述べたタイプの装置の場
合には、この目的が特許請求項１の特徴によって到達さ
れる。本発明の本質は、装置が電磁的に電流制限器コイ
ルに連結され、スイッチのトリガーに際して電流制限器
導線に誘導される電圧を検出する手段を備えることであ
る。望ましくは、検出手段が、検出回路に接続した導線
ループを備えるとよい。本発明の特別な利点は、誘導さ
れた電圧が検出回路への供給源として同様に使用できる
ことである。導線ループは、電流制限器コイルの端部に
最も便宜的に配置される。装置を電場の影響から遮るた
めに、スクリーニング装置を備えることは可能である。
スクリーニング装置及び導線ループは、プリント回路板
上に配置することが有利である。
て、コンバータ回路装置から電気的に解放され、独立し
て作動するコンバータ回路装置のスイッチのトリガーを
検出する装置を提供する。先に述べたタイプの装置の場
合には、この目的が特許請求項１の特徴によって到達さ
れる。本発明の本質は、装置が電磁的に電流制限器コイ
ルに連結され、スイッチのトリガーに際して電流制限器
導線に誘導される電圧を検出する手段を備えることであ
る。望ましくは、検出手段が、検出回路に接続した導線
ループを備えるとよい。本発明の特別な利点は、誘導さ
れた電圧が検出回路への供給源として同様に使用できる
ことである。導線ループは、電流制限器コイルの端部に
最も便宜的に配置される。装置を電場の影響から遮るた
めに、スクリーニング装置を備えることは可能である。
スクリーニング装置及び導線ループは、プリント回路板
上に配置することが有利である。
【０００５】検出回路は、例えば、終端抵抗体を介して
導線ループに接続された臨界回路を備えることができ
る。臨界回路は、その一部が、評価論理回路に光学的に
連結される光ダイオードに動力を供給する定電流源に、
接続される。さらに、例示的な態様は、従属請求項に見
られる。本発明の利点は、装置がコンバータ回路装置を
電気的に独立して作動できることである。この場合にお
いて、例えば、陽極／陰極電圧監視と共に余計なトリガ
ーの検出として、又それ上で作動されることができる。
導線ループに接続された臨界回路を備えることができ
る。臨界回路は、その一部が、評価論理回路に光学的に
連結される光ダイオードに動力を供給する定電流源に、
接続される。さらに、例示的な態様は、従属請求項に見
られる。本発明の利点は、装置がコンバータ回路装置を
電気的に独立して作動できることである。この場合にお
いて、例えば、陽極／陰極電圧監視と共に余計なトリガ
ーの検出として、又それ上で作動されることができる。
【０００６】
【実施例】図を参照すると、同じ参照番号が同じ部分を
示している。本発明を有効に使用できるコンバータ回路
装置１の回路図を、図１に示す。回路装置は、少なくと
も一つの分岐部、すなわち相２に接続したＤＣ電圧中間
回路又は直流中間回路４を備える。それぞれの分岐部２
は多数のスイッチ３を備え、ここで示す実施例では、２
つのスイッチを示し、それぞれに逆平行接続したダイオ
ードＤ１及びダイオードＤ２を有するＧＴＯＶ１及びＧ
ＴＯＶ２を備える。しかし、本発明は、逆平行接続ダイ
オードを有するＧＴＯｓに、必ずしも制限されない。Ｇ
ＴＯｓＶ１、Ｖ２との間に、少なくとも一つの電流制限
器コイルＬｂが備えられる。２つの電流制限器コイルの
間の節は、例えば、モータすなわち別の消費装置のよう
な負荷が接続可能な負荷端子１９を形成する。電流立ち
上がり制限器コイルは、前述したようなコイルを必ずし
も２つ備える必要はなく、負荷端子に対する中央キャッ
プを有する単一コイルもまた、要求された機能を遂行す
る。より一般的には、多相電圧システムを形成する多数
の相、又は分岐部２を備えることは可能である。図１に
示した回路装置の作動モードは周知であると考え、ここ
では詳細には説明しない。そのような回路の場合におい
て、故障は、分岐部２のスイッチ３の全部が同時にオン
となることにより生じる。これは、分岐部の「トリガ
ー」を意味する。次いで、中間回路４に蓄積されたエネ
ルギーが、スイッチの前後の短絡の形で放電され、極端
に高い電流負荷によってそれらを破壊する。この故障を
発見し、負荷軽減作動によって該故障を補修するため
に、確実にトリガーをレジスタすることが重要である。
示している。本発明を有効に使用できるコンバータ回路
装置１の回路図を、図１に示す。回路装置は、少なくと
も一つの分岐部、すなわち相２に接続したＤＣ電圧中間
回路又は直流中間回路４を備える。それぞれの分岐部２
は多数のスイッチ３を備え、ここで示す実施例では、２
つのスイッチを示し、それぞれに逆平行接続したダイオ
ードＤ１及びダイオードＤ２を有するＧＴＯＶ１及びＧ
ＴＯＶ２を備える。しかし、本発明は、逆平行接続ダイ
オードを有するＧＴＯｓに、必ずしも制限されない。Ｇ
ＴＯｓＶ１、Ｖ２との間に、少なくとも一つの電流制限
器コイルＬｂが備えられる。２つの電流制限器コイルの
間の節は、例えば、モータすなわち別の消費装置のよう
な負荷が接続可能な負荷端子１９を形成する。電流立ち
上がり制限器コイルは、前述したようなコイルを必ずし
も２つ備える必要はなく、負荷端子に対する中央キャッ
プを有する単一コイルもまた、要求された機能を遂行す
る。より一般的には、多相電圧システムを形成する多数
の相、又は分岐部２を備えることは可能である。図１に
示した回路装置の作動モードは周知であると考え、ここ
では詳細には説明しない。そのような回路の場合におい
て、故障は、分岐部２のスイッチ３の全部が同時にオン
となることにより生じる。これは、分岐部の「トリガ
ー」を意味する。次いで、中間回路４に蓄積されたエネ
ルギーが、スイッチの前後の短絡の形で放電され、極端
に高い電流負荷によってそれらを破壊する。この故障を
発見し、負荷軽減作動によって該故障を補修するため
に、確実にトリガーをレジスタすることが重要である。
【０００７】本発明による装置は、これに対して適切に
対応し、導線ループ５を備える。この導線ループ５は、
電流制限器コイルＬｂ（図２に示す）の端部に配置する
ことが好ましい。導線ループ５は、相互インダクタンス
Ｍを有するコイルＬｂに磁気的に連結する。全体とし
て、同じフラックスが、それらの両方を貫通する。トリ
ガーは、コイルＬｂにおいて、電流変化を生じ、その結
果フラックス変化を生じる。ファラデーの誘導法則によ
り、このフラックス変化が、導線ループ５に電圧を誘導
する。この電圧は、導線ループ５に接続された検出回路
６において検出でき、下流側接続評価回路（明瞭には表
示せず）で評価できる。誘導された電圧は、相互インダ
クタンスにフラックス変化を乗じた値に相当する。この
ように、相互インダクタンスができるだけ高いときに、
大きな電圧値が得られる。相互インダクタンスは、コイ
ルＬｂと導線ループ５との間でできるだけ小さな距離を
選択することによって、最小になる。このことは、導線
ループ５が取り付けられた（図３に示す）、例えば、プ
ラスチック製の薄いプリント回路板８の手段によって有
利に達成できる。測定に対する妨害電場の影響を最小に
するために、スクリーニング装置７をプリント回路板８
の他の側部に設置することができる。図４に示すよう
に、このスクリーニング装置７は、主導線１３によって
共に接合された多数の平行導電軌道１４を備える。図示
した回路装置は、本発明に必ずしも必要ではないが、相
対的に形成された導線ループ５に関しては、利点を有す
る。しかし、導線ループ５の形状はまた、特別な意味は
有さない。スクリーニング装置７はまた、検出回路６の
基準電位を直接的に表す。この端部には、主導線１３
が、電位端子１７を介して導線ループ５に接続される。
検出回路６を電場の影響から保護するために、電気的導
電ハウジング１５に備え付けられる。ハウジング１５と
検出回路６はまた、プリント回路板８に配置することが
好ましい。
対応し、導線ループ５を備える。この導線ループ５は、
電流制限器コイルＬｂ（図２に示す）の端部に配置する
ことが好ましい。導線ループ５は、相互インダクタンス
Ｍを有するコイルＬｂに磁気的に連結する。全体とし
て、同じフラックスが、それらの両方を貫通する。トリ
ガーは、コイルＬｂにおいて、電流変化を生じ、その結
果フラックス変化を生じる。ファラデーの誘導法則によ
り、このフラックス変化が、導線ループ５に電圧を誘導
する。この電圧は、導線ループ５に接続された検出回路
６において検出でき、下流側接続評価回路（明瞭には表
示せず）で評価できる。誘導された電圧は、相互インダ
クタンスにフラックス変化を乗じた値に相当する。この
ように、相互インダクタンスができるだけ高いときに、
大きな電圧値が得られる。相互インダクタンスは、コイ
ルＬｂと導線ループ５との間でできるだけ小さな距離を
選択することによって、最小になる。このことは、導線
ループ５が取り付けられた（図３に示す）、例えば、プ
ラスチック製の薄いプリント回路板８の手段によって有
利に達成できる。測定に対する妨害電場の影響を最小に
するために、スクリーニング装置７をプリント回路板８
の他の側部に設置することができる。図４に示すよう
に、このスクリーニング装置７は、主導線１３によって
共に接合された多数の平行導電軌道１４を備える。図示
した回路装置は、本発明に必ずしも必要ではないが、相
対的に形成された導線ループ５に関しては、利点を有す
る。しかし、導線ループ５の形状はまた、特別な意味は
有さない。スクリーニング装置７はまた、検出回路６の
基準電位を直接的に表す。この端部には、主導線１３
が、電位端子１７を介して導線ループ５に接続される。
検出回路６を電場の影響から保護するために、電気的導
電ハウジング１５に備え付けられる。ハウジング１５と
検出回路６はまた、プリント回路板８に配置することが
好ましい。
【０００８】例示の方法によって図５に示すように、検
出回路６は、臨界回路９が接続した終端抵抗体１０を備
える。普通の作動の際に検出回路６は応答しないので、
臨界回路９が要求され、その中で、例えば、スイッチが
ついている間にコイルＬｂ内のフラックス変更が実際に
生じる。終端抵抗体１０は、例えば、抵抗体のネットワ
ークによって形成すればよく、臨界回路９は抵抗体のネ
ットワーク及びツェナー・ダイオードによって形成すれ
ばよい。この臨界回路９は、光ダイオード１２を駆動す
る定電流源１１に接続される。定電流源１１は、誘導さ
れた電圧パルスの振幅に関係なく、光ダイオード１２が
常時同じ電流で作動するために使用される。このこと
で、光ダイオード１２の耐用寿命が長くなる。定電流源
１１は、例えば、電圧制御装置１８及び電界効果トラン
ジスタを備えることができる。誘導された電圧を評価す
るために、光ダイオード１２を介して検出回路６に光学
的に連結した評価論理回路（図示せず）が設けられる。
この端部には、光学繊維端子１６が設けられる。導線ル
ープ５に誘導される電圧は、検出回路６によって電圧パ
ルスに変換される。電圧パルスの長さは、評価すること
が可能である。普通のスイッチングでは、ほぼ10μs の
継続時間を伴うパルスを発生する。トリガー上では、こ
のパルスが、ずっと長く（50μs より長く）続く。発生
した電圧パルスの持続時間が、評価論理回路における評
価のために監視され、トリガーの結果として発生したパ
ルスの場合には、すなわち比較的長い持続時間の場合に
は、負荷軽減作動が始められる。
出回路６は、臨界回路９が接続した終端抵抗体１０を備
える。普通の作動の際に検出回路６は応答しないので、
臨界回路９が要求され、その中で、例えば、スイッチが
ついている間にコイルＬｂ内のフラックス変更が実際に
生じる。終端抵抗体１０は、例えば、抵抗体のネットワ
ークによって形成すればよく、臨界回路９は抵抗体のネ
ットワーク及びツェナー・ダイオードによって形成すれ
ばよい。この臨界回路９は、光ダイオード１２を駆動す
る定電流源１１に接続される。定電流源１１は、誘導さ
れた電圧パルスの振幅に関係なく、光ダイオード１２が
常時同じ電流で作動するために使用される。このこと
で、光ダイオード１２の耐用寿命が長くなる。定電流源
１１は、例えば、電圧制御装置１８及び電界効果トラン
ジスタを備えることができる。誘導された電圧を評価す
るために、光ダイオード１２を介して検出回路６に光学
的に連結した評価論理回路（図示せず）が設けられる。
この端部には、光学繊維端子１６が設けられる。導線ル
ープ５に誘導される電圧は、検出回路６によって電圧パ
ルスに変換される。電圧パルスの長さは、評価すること
が可能である。普通のスイッチングでは、ほぼ10μs の
継続時間を伴うパルスを発生する。トリガー上では、こ
のパルスが、ずっと長く（50μs より長く）続く。発生
した電圧パルスの持続時間が、評価論理回路における評
価のために監視され、トリガーの結果として発生したパ
ルスの場合には、すなわち比較的長い持続時間の場合に
は、負荷軽減作動が始められる。
【０００９】繰り返し生じるスイッチパルスは、トリガ
ー検出の機能を監視するために有益に使用される。この
方法では、トリガー検出が、負荷軽減作動を開始する程
度のものかどうかに関して、非常に単純なチェックが遂
行される。誘導電圧が、検出回路６に動力を供給するた
めに使用され、結果として、特別な電圧供給は要求され
ない。これにより、検出回路６は、コンパクトで単純な
構造とすることができる。本発明により、コンバータ回
路装置から電気的に隔離されたスイッチのトリガーを確
実に検出する。それは、それ自身の上で冗長的トリガー
検出システムとして使用可能である。本発明による装置
は、単純な形で電流制限器コイルに組み込むことがで
き、非常に安価に製造可能である。明らかに、本発明の
多数の変形や変更は前述の知識内で可能である。それ
故、それは添付の特許請求の範囲内のものであり、ここ
で発明したものは例示に過ぎず、本発明が別の方法で実
行されてよい。
ー検出の機能を監視するために有益に使用される。この
方法では、トリガー検出が、負荷軽減作動を開始する程
度のものかどうかに関して、非常に単純なチェックが遂
行される。誘導電圧が、検出回路６に動力を供給するた
めに使用され、結果として、特別な電圧供給は要求され
ない。これにより、検出回路６は、コンパクトで単純な
構造とすることができる。本発明により、コンバータ回
路装置から電気的に隔離されたスイッチのトリガーを確
実に検出する。それは、それ自身の上で冗長的トリガー
検出システムとして使用可能である。本発明による装置
は、単純な形で電流制限器コイルに組み込むことがで
き、非常に安価に製造可能である。明らかに、本発明の
多数の変形や変更は前述の知識内で可能である。それ
故、それは添付の特許請求の範囲内のものであり、ここ
で発明したものは例示に過ぎず、本発明が別の方法で実
行されてよい。
【図１】本発明による装置が使用可能なコンバータ回路
装置の回路図を示す。
装置の回路図を示す。
【図２】端部に対応された、本発明による装置での電流
立ち上がり制限器コイルを示す。
立ち上がり制限器コイルを示す。
【図３】本発明による導線ループでのプリント回路板の
図を示す。
図を示す。
【図４】電気的スクリーニング装置を有した、図３で示
したプリント回路板の後部を示す。
したプリント回路板の後部を示す。
【図５】本発明に適応可能な検出回路の回路図を示す。
１ コンバータ回路装置 ２ 分岐部、相 ３ スイッチ ４ 中間回路 ５ 導線ループ ６ 検出回路 ７ スクリーニング装置 ８ プリント回路板 ９ 臨界回路 １０ 終端抵抗体 １１ 定電流源 １２ 光ダイオード １３ 主導線 １４ 導電軌道 １５ 検出回路ハウジング １６ 光学繊維端子 １７ 電位端子 １８ 電圧制御装置 １９ 負荷端子 Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｖ１、Ｖ２ スイッチ、ＧＴＯ Ｌｂ 電流制限器コイル
Claims (9)
- 【請求項１】 スイッチ（３）を備えた少なくとも一つ
の分岐部（２）を有し、該分岐部（２）が、直流（Ｄ
Ｃ）電圧中間回路又は直流中間回路（４）に接続され、
前記分岐部（２）のスイッチ（３）が該スイッチ（３）
に直列に接続された電流制限器コイル（Ｌｂ）によって
過度に急峻な電流エッジから保護されているコンバータ
回路装置（１）のスイッチ（３）のトリガーを検出する
装置であって、前記電流制限器コイル（Ｌｂ）に磁気的
に連結されていることと、前記スイッチ（３）のトリガ
ー時に前記電流制限器コイル（Ｌｂ）に誘導される電圧
を検出する手段（５、６）を備えることを特徴とする装
置。 - 【請求項２】 前記検出手段（５、６）が、検出回路
（６）に接続する導線ループ（５）を備えることを特徴
とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記検出回路（６）が、誘導された電圧
によって動力を供給されることを特徴とする請求項２に
記載の装置。 - 【請求項４】 導線ループ（５）が、前記電流制限器コ
イル（Ｌｂ）の端部に配置されることを特徴とする請求
項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記検出手段（５、６）の電気的なスク
リーニング手段（７、１３、１４）が与えられ、該電気
的なスクリーニング手段（７、１３、１４）と電流制限
器コイル（Ｌｂ）の前記端部との間に、前記検出手段
（５、６）が配置されることを特徴とする請求項１─４
のうちの一つに記載の装置。 - 【請求項６】 前記導線ループ（５）が、プリント回路
板（８）上に配置されることを特徴とする請求項２─５
のうちの一つに記載の装置。 - 【請求項７】 前記検出回路（６）が、終端抵抗体（１
０）、下流接続定電流源（１１）、及び該下流接続定電
流源（１１）によって動力を供給され評価論理回路に光
学的に連結されている光ダイオード（１２）を介して前
記導線ループ（５）に接続された限界回路（９）を備え
ることを特徴とする請求項２─６のうちの一つに記載の
装置。 - 【請求項８】 前記電気的なスクリーニング手段（７、
１３、１４）が、前記導線ループ（５）に対し前記プリ
ント回路板（８）の反対側に配置されることを特徴とす
る請求項６─７のうちの一つに記載の装置。 - 【請求項９】 前記電気的なスクリーニング手段（７）
が、前記検出回路（６）に対して電気的に基準電位を形
成する主導線（１３）を介して接続された多数の平行導
電軌道（１４）を備えることを特徴とする請求項８に記
載の装置。
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