JPH10271837A - Overcurrent restriction in inverter - Google Patents

Overcurrent restriction in inverter

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JPH10271837A
JPH10271837A JP9071704A JP7170497A JPH10271837A JP H10271837 A JPH10271837 A JP H10271837A JP 9071704 A JP9071704 A JP 9071704A JP 7170497 A JP7170497 A JP 7170497A JP H10271837 A JPH10271837 A JP H10271837A
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semiconductor switching
overcurrent
switching element
signal
insulated gate
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Masakazu Kudo
雅一 工藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the waveform distortion of output current to a minimum even if an inverter is in a PWM saturation range or two-arm modulation range. SOLUTION: If an interval from the detection of overcurrent in insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 to the next pulse fall of a PWM signal exceeds the switching period of the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6, a driving signal for permitting the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 to be an ON or OFF condition for the period shorter than the interval is generated in a microcomputer 4 for outputting the PWM signal to a power device controller 3 as the PWM signal. The power device controller 3 controls the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 based on the PWM signal outputted from the microcomputer 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機を駆動させ
るインバータにおける過電流制限方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for limiting an overcurrent in an inverter for driving a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、スイッチング素子における過電
流に対する保護回路を有するインバータの一構成例を示
す回路図である。本回路は図3に示すように、三相(U
相,V相,W相)交流信号によって電動機2を駆動させ
るものであり、直流電源1と、オン/オフ動作によって
三相交流信号の上アームを生成する半導体スイッチング
素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1,
Q3,Q5と、オン/オフ動作によって三相交流信号の
下アームを生成する半導体スイッチング素子である絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタQ2,Q4,Q6と、
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6のエミ
ッタ側にそれぞれ接続され、絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタQ1〜Q6における過電流をそれぞれ検出す
るための抵抗R1〜R6と、絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタQ1〜Q6とそれぞれ逆並列に接続されたフ
リーホイールダイオードD1〜D6と、絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタQ1〜Q6の駆動を制御するとと
もに、抵抗R1〜R6のそれぞれの両端の電圧を検出す
ることにより絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1
〜Q6における過電流を検出し、その検出結果を過電流
検出信号OCLとして出力するパワーデバイス制御装置
3と、電動機2を駆動させるためのパルス幅変調信号
(以下、PWM信号と称する)を演算し、演算したPW
M信号を、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜
Q6を駆動させるための信号としてパワーデバイス制御
装置3に対して出力するマイクロコンピュータ4とから
構成されており、パワーデバイス制御装置3による絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6の駆動の制
御は、マイクロコンピュータ4から出力されるPWM信
号に基づいて行われている。なお、電動機2において
は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1とQ2、
Q3とQ4、及びQ5とQ6との接続点に接続され、絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6から出力
される三相交流信号によって駆動される。また、直流電
源1としては、例えば、ダイオードで構成されたコンバ
ータにより、三相の交流電源が順変換されて得られる直
流電源等が考えられ、また、電動機2としては、例え
ば、三相の誘導電動機等が考えられる。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a configuration of an inverter having a protection circuit against overcurrent in a switching element. This circuit, as shown in FIG.
, V-phase, W-phase) The AC signal drives the electric motor 2. The DC power supply 1 and an insulated gate bipolar transistor which is a semiconductor switching element that generates an upper arm of a three-phase AC signal by on / off operation. Q1,
Q3 and Q5, and insulated gate bipolar transistors Q2, Q4 and Q6, which are semiconductor switching elements for generating a lower arm of a three-phase AC signal by on / off operation,
Resistors R1 to R6 connected to the emitter sides of the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 for detecting overcurrents in the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6, respectively, and opposite to the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6, respectively. By controlling the driving of the freewheeling diodes D1 to D6 and the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 connected in parallel, and detecting the voltage across each of the resistors R1 to R6, the insulated gate bipolar transistor Q1 is detected.
To Q6, and calculates a power device control device 3 that outputs the detection result as an overcurrent detection signal OCL and a pulse width modulation signal (hereinafter, referred to as a PWM signal) for driving the electric motor 2. , Calculated PW
The M signal is supplied to the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q1.
And a microcomputer 4 that outputs a signal for driving the transistor Q6 to the power device control device 3. The drive control of the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 by the power device control device 3 is controlled by the microcomputer. 4 is performed on the basis of the PWM signal output. In the motor 2, the insulated gate bipolar transistors Q1 and Q2,
It is connected to the connection point between Q3 and Q4 and between Q5 and Q6, and is driven by three-phase AC signals output from insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6. The DC power supply 1 may be, for example, a DC power supply obtained by converting a three-phase AC power supply by a diode converter, and the motor 2 may be, for example, a three-phase induction motor. An electric motor or the like is conceivable.

【0003】ここで、上記のように構成されたインバー
タの駆動方式においては、3アームの絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタQ1〜Q6を全てオン/オフ動作さ
せ、それにより交流電源出力を得る3アーム変調方式
と、3アームの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ
1〜Q6のうち、2アームの絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタのみオン/オフ動作させ、残りの1アームの
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを交流電源出力の
1周期のうちの特定区間オン動作させることにより交流
電源出力を得る2アーム変調方式とがあるが、通常、3
アーム変調方式を用いたインバータにおいては入力に対
して100%の出力を得ることができないため、入力に
対して100%の出力を得ることができる2アーム変調
方式が用いられる場合が多い。
Here, in the driving method of the inverter configured as described above, a three-arm modulation method for turning on / off all three-armed insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 to thereby obtain an AC power supply output. And three arm insulated gate bipolar transistor Q
1 to Q6, only the two-armed insulated gate bipolar transistor is turned on / off, and the remaining one armed insulated bipolar transistor is turned on for a specific section in one cycle of the AC power supply output. There is a two-arm modulation system that obtains an output, but usually three
In an inverter using an arm modulation method, a 100% output cannot be obtained with respect to an input. Therefore, a two-arm modulation method that can obtain 100% output with respect to an input is often used.

【0004】以下に、上記のように構成されたインバー
タにおける過電流制限方法について説明する。図4は、
図3に示したインバータにおける従来の過電流制限方法
を説明するためのタイミングチャートである。なお、図
4においては、2アーム変調方式の場合について示して
いる。絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1がオン
状態となり、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1
に電流が流れているときに、抵抗R1において過電流が
検出されると、パワーデバイス制御装置3において、絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1を駆動させるた
めの駆動信号PUがHiレベルに固定され、それにより
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1のゲートが遮
断されるとともに、過電流検出信号OCLが過電流検出
状態(Lowレベル)に設定されてマイクロコンピュー
タ4に対して出力される。
Hereinafter, a method for limiting overcurrent in the inverter configured as described above will be described. FIG.
4 is a timing chart for explaining a conventional overcurrent limiting method in the inverter shown in FIG. FIG. 4 shows the case of the two-arm modulation method. The insulated gate bipolar transistor Q1 is turned on, and the insulated gate bipolar transistor Q1 is turned on.
When an overcurrent is detected in the resistor R1 when a current is flowing through the resistor R1, the drive signal PU for driving the insulated gate bipolar transistor Q1 is fixed to the Hi level in the power device control device 3, whereby The gate of the insulated gate bipolar transistor Q1 is shut off, and the overcurrent detection signal OCL is set to the overcurrent detection state (Low level) and output to the microcomputer 4.

【0005】すると、絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタQ1の動作が停止し、電動機2にU相の交流電流が
正常に入力されなくなる。その後、マイクロコンピュー
タ4において予め演算されているPWM信号である、絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1を駆動させるた
めの駆動信号PULの次のパルスの立ち下がり時におい
て、過電流検出信号OCL及び駆動信号PUがリセット
され、それにより、絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タQ1が通常動作に復帰する。特開平5−252754
号公報に開示されているものにおいては、インバータ主
回路の直流電源部に過電流検出手段を設け、この過電流
検出手段において過電流が検出された場合に、過電流が
検出された半導体スイッチング素子の動作を停止させ、
その後、マイクロコンピュータにて演算されているPW
M信号の次のパルスの立ち下がり時において半導体スイ
ッチング素子の動作を復帰させることによって、インバ
ータにおける過電流制限を行っている。
Then, the operation of the insulated gate bipolar transistor Q1 stops, and the U-phase AC current is not normally input to the motor 2. Thereafter, at the time of the fall of the next pulse of the drive signal PUL for driving the insulated gate bipolar transistor Q1, which is a PWM signal calculated in advance in the microcomputer 4, the overcurrent detection signal OCL and the drive signal PU are output. It is reset, whereby the insulated gate bipolar transistor Q1 returns to normal operation. JP-A-5-252754
In the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, an overcurrent detection unit is provided in a DC power supply unit of an inverter main circuit, and when an overcurrent is detected by the overcurrent detection unit, a semiconductor switching element in which the overcurrent is detected. Stop the operation of
After that, the PW calculated by the microcomputer
The overcurrent limitation in the inverter is performed by restoring the operation of the semiconductor switching element at the falling of the next pulse of the M signal.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
インバータにおける過電流制限方法においては、過電流
検出手段において過電流が検出された場合に、過電流が
検出された半導体スイッチング素子の動作を停止させ、
その後、マイクロコンピュータにて演算されているPW
M信号の次のパルスの立ち下がり時において半導体スイ
ッチング素子の動作を復帰させているが、2アーム変調
方式を用いたインバータにおいては、1アームの半導体
スイッチング素子へのパルスが出力されていないため、
図4に示すように、マイクロコンピュータにて演算され
ているPWM信号である駆動信号PULのパルスとパル
スとの間隔が半導体スイッチング素子の周期よりも長く
なる部分が存在してしまう(図4A部)。そのため、そ
の期間において半導体スイッチング素子の動作が停止し
た場合、動作が停止した半導体スイッチング素子におけ
る相の電流が長時間正常に出力されず、その分、出力電
流の波形が歪んでしまうという問題点がある。これは、
2アーム変調方式が用いられた場合に限られず、PWM
飽和時においても生じてしまう。
In the conventional overcurrent limiting method for an inverter as described above, when an overcurrent is detected by the overcurrent detecting means, the operation of the semiconductor switching element in which the overcurrent is detected is controlled. To stop,
After that, the PW calculated by the microcomputer
Although the operation of the semiconductor switching element is restored at the time of the fall of the next pulse of the M signal, in the inverter using the two-arm modulation method, since no pulse is output to the one-arm semiconductor switching element,
As shown in FIG. 4, there is a portion where the interval between pulses of the drive signal PUL, which is a PWM signal calculated by the microcomputer, is longer than the cycle of the semiconductor switching element (FIG. 4A). . Therefore, when the operation of the semiconductor switching element stops during that period, the phase current in the semiconductor switching element whose operation has stopped is not output normally for a long time, and the waveform of the output current is distorted accordingly. is there. this is,
It is not limited to the case where the two-arm modulation method is used.
It occurs even at the time of saturation.

【0007】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、出力電流の
波形の歪みを最小限に抑えることができるインバータに
おける過電流制限方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides an overcurrent limiting method for an inverter capable of minimizing distortion of an output current waveform. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直流電源と、オン/オフ動作によって三相
交流を生成する複数の半導体スイッチング素子と、該複
数の半導体スイッチング素子とそれぞれ接続され、接続
された半導体スイッチング素子における過電流を検出す
るための複数の抵抗と、前記半導体スイッチング素子の
駆動を制御するとともに、前記抵抗のそれぞれの両端の
電圧を検出することにより前記半導体スイッチング素子
における過電流を検出し、該検出結果を過電流検出信号
として出力するパワーデバイス制御装置と、電動機を駆
動させるためのパルス幅変調信号を演算し、該パルス幅
変調信号を前記半導体スイッチング素子を駆動させるた
めの信号として前記パワーデバイス制御装置へ出力する
マイクロコンピュータとを有し、前記パワーデバイス制
御装置による前記半導体スイッチング素子の駆動の制御
が前記PWM信号に基づいて行われ、前記パワーデバイ
ス制御装置にて前記半導体スイッチング素子における過
電流が検出された場合に、前記半導体スイッチング素子
のうち過電流が検出された半導体スイッチング素子のゲ
ートを遮断し、その後、前記パルス幅変調信号の次のパ
ルスの立ち下がり時にて前記半導体スイッチング素子を
動作状態に復帰させることにより過電流を制限するイン
バータにおける過電流制限方法において、前記過電流が
検出されてから前記パルス幅変調信号の次のパルスの立
ち下がりまでの間隔が前記半導体スイッチング素子のス
イッチング周期を越える場合は、前記半導体スイッチン
グ素子を前記間隔よりも短い時間だけオンあるいはオフ
状態とするための駆動信号を生成し、前記パルス幅変調
信号として出力することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a DC power supply, a plurality of semiconductor switching elements for generating a three-phase AC by on / off operation, and a plurality of semiconductor switching elements. A plurality of resistors for detecting an overcurrent in the connected semiconductor switching element, and controlling the driving of the semiconductor switching element, and detecting the voltage across each of the resistors to detect the semiconductor switching element. And a power device control device that detects the overcurrent and outputs the detection result as an overcurrent detection signal, and calculates a pulse width modulation signal for driving the electric motor, and drives the semiconductor switching element using the pulse width modulation signal. Microcomputer outputting to the power device control device as a signal for causing Control of the driving of the semiconductor switching element by the power device control device is performed based on the PWM signal, and when an overcurrent in the semiconductor switching device is detected by the power device control device, By shutting off the gate of the semiconductor switching element in which an overcurrent has been detected among the semiconductor switching elements, and then returning the semiconductor switching element to an operating state at the time of the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal. In the overcurrent limiting method for an inverter that limits overcurrent, in a case where the interval from the detection of the overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal exceeds the switching cycle of the semiconductor switching element, The switching time of the semiconductor switching element is shorter than the interval It generates a drive signal for turning on or off state, and outputs as the pulse width modulation signal.

【0009】また、前記ゲートを遮断した回数をカウン
トし、該カウント値が所定の値に到達した場合、前記複
数の半導体スイッチング素子の全てのゲートを遮断する
ことを特徴とする。 (作用)上記のように構成された本発明においては、過
電流が検出されてからパルス幅変調信号の次のパルスの
立ち下がりまでの間隔が半導体スイッチング素子のスイ
ッチング周期を越える場合、半導体スイッチング素子を
その間隔よりも短い時間だけオンあるいはオフ状態とす
るための駆動信号が生成され、パルス幅変調信号として
出力される。それにより、過電流が検出されてからパル
ス幅変調信号の次のパルスの立ち下がりまでの間隔が半
導体スイッチング素子のスイッチング周期を越える場合
においても、過電流が検出されてゲートが遮断された
後、前記駆動信号に基づいて半導体スイッチング素子が
動作状態に復帰するので、ゲートが遮断された半導体ス
イッチング素子における相の電流が長時間正常に出力さ
れないことがなくなり、出力電流の波形の歪みが最小限
に抑えられる。
The number of times the gates are shut off is counted, and when the count value reaches a predetermined value, all the gates of the plurality of semiconductor switching elements are shut off. (Operation) In the present invention configured as described above, if the interval from the detection of the overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal exceeds the switching period of the semiconductor switching element, A drive signal for turning ON or OFF for a time shorter than the interval is generated and output as a pulse width modulation signal. Thereby, even when the interval from the detection of the overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal exceeds the switching cycle of the semiconductor switching element, after the overcurrent is detected and the gate is shut off, Since the semiconductor switching element returns to the operating state based on the drive signal, the phase current in the semiconductor switching element whose gate is cut off is not output normally for a long time, and the distortion of the waveform of the output current is minimized. Can be suppressed.

【0010】また、ゲートを遮断した回数がカウントさ
れ、該カウント値が所定の値に到達した場合、複数の半
導体スイッチング素子の全てのゲートが遮断されるの
で、半導体スイッチング素子の過電流耐量以内にて電動
機の運転が継続して行われる。
Also, the number of times that the gates are cut off is counted, and when the count value reaches a predetermined value, all the gates of the plurality of semiconductor switching elements are cut off. Thus, the operation of the motor is continued.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1は、図3に示したイ
ンバータにおける本発明の過電流制限方法の実施の一形
態を説明するためのタイミングチャートである。なお、
図1においては、図4と同様に2アーム変調方式の場合
について示している。絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタQ1がオン状態となり、絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタQ1に電流が流れているときに、抵抗R1に
おいて過電流が検出されると、パワーデバイス制御装置
3において、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1
を駆動させるための駆動信号PUがHiレベルに固定さ
れ、それにより絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ
1のゲートが遮断されるとともに、過電流検出信号OC
Lが過電流検出状態(Lowレベル)に設定されてマイ
クロコンピュータ4に対して出力される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a timing chart for explaining an embodiment of the overcurrent limiting method of the present invention in the inverter shown in FIG. In addition,
FIG. 1 shows the case of the two-arm modulation method as in FIG. When the insulated gate bipolar transistor Q1 is turned on and an overcurrent is detected in the resistor R1 while a current is flowing through the insulated gate bipolar transistor Q1, the insulated gate bipolar transistor Q1
Is fixed to a Hi level, thereby driving the insulated gate bipolar transistor Q
1 is shut off and the overcurrent detection signal OC
L is set to the overcurrent detection state (Low level) and output to the microcomputer 4.

【0012】すると、絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタQ1の動作が停止し、電動機2にU相の交流電流が
正常に入力されなくなる。その後、マイクロコンピュー
タ4において予め演算されているPWM信号である、絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1を駆動させるた
めの駆動信号PULの次のパルスの立ち下がり時におい
て、過電流検出信号OCL及び駆動信号PUがリセット
され、それにより、絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タQ1が通常動作に復帰するが、その際、マイクロコン
ピュータ4において、予め演算されているPWM信号の
パルスの間隔に基づいて、改めてPWM信号の演算が行
われる。以下に、マイクロコンピュータにおけるPWM
信号の演算処理について詳細に説明する。
Then, the operation of the insulated gate bipolar transistor Q1 stops, and the U-phase alternating current is not normally input to the motor 2. Thereafter, at the time of the fall of the next pulse of the drive signal PUL for driving the insulated gate bipolar transistor Q1, which is a PWM signal calculated in advance in the microcomputer 4, the overcurrent detection signal OCL and the drive signal PU are output. The reset operation causes the insulated gate bipolar transistor Q1 to return to the normal operation. At this time, the microcomputer 4 recalculates the PWM signal based on the previously calculated pulse interval of the PWM signal. Will be Below, PWM in microcomputer
The signal processing will be described in detail.

【0013】図2は、本発明の過電流制限方法における
マイクロコンピュータの演算アルゴリズムを示すフロー
チャートである。まず、マイクロコンピュータ4(図3
参照)において、パワーデバイス制御装置3(図3参
照)から入力される過電流検出信号OCLがオン状態
(Lowレベル)であるかオフ状態(Hiレベル)であ
るかが判断される(ステップS1)。ステップS1にお
いて過電流検出信号OCLがオン状態であると判断され
た場合、マイクロコンピュータ4(図3参照)にて予め
演算されている半導体スイッチング素子駆動用PWM信
号の次のパルスまでの間隔が、半導体スイッチング素子
のスイッチング周期を越えているか否かが判断される
(ステップS2)。すなわち、ステップS2において
は、過電流が検出された時点において、インバータがP
WM飽和領域あるいは2アーム変調領域であるか否かが
判断される。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation algorithm of the microcomputer in the overcurrent limiting method according to the present invention. First, the microcomputer 4 (FIG. 3)
), It is determined whether the overcurrent detection signal OCL input from the power device control device 3 (see FIG. 3) is in an on state (Low level) or an off state (Hi level) (Step S1). . If it is determined in step S1 that the overcurrent detection signal OCL is in the ON state, the interval until the next pulse of the semiconductor switching element driving PWM signal calculated in advance by the microcomputer 4 (see FIG. 3) is: It is determined whether the switching period of the semiconductor switching element has been exceeded (step S2). That is, in step S2, when the overcurrent is detected,
It is determined whether the region is the WM saturation region or the two-arm modulation region.

【0014】ステップS1において過電流検出信号OC
Lがオフ状態であると判断された場合や、ステップS2
において半導体スイッチング素子駆動用PWM信号の次
のパルスまでの間隔が、半導体スイッチング素子のスイ
ッチング周期以下であると判断された場合は、通常のP
WM信号の演算処理が行われる(ステップS6)。一
方、ステップS2において、半導体スイッチング素子駆
動用PWM信号の次のパルスまでの間隔が、半導体スイ
ッチング素子のスイッチング周期を越えると判断された
場合は、半導体スイッチング素子を最小時間オンあるい
はオフ状態とするための駆動信号が生成される(ステッ
プS3)。なお、この最小時間においては、半導体スイ
ッチング素子のスイッチング周期程度の時間である。ス
テップS3における処理の後、半導体スイッチング素子
駆動用PWM信号が、次のパルスまでオン状態となる信
号であれば、半導体スイッチング素子を最小時間オフ状
態とするためのPWM信号の演算が行われ(ステップS
4)、また、半導体スイッチング素子駆動用PWM信号
が、次のパルスまでオフ状態となる信号であれば、半導
体スイッチング素子を最小時間オン状態とするためのP
WM信号の演算が行われ(ステップS5)、演算された
PWM信号が駆動信号PUL〜NWL(図3参照)とし
てパワーデバイス制御装置3(図3参照)に対して出力
される。
In step S1, the overcurrent detection signal OC
If it is determined that L is in the off state, or if it is determined in step S2
In the case where it is determined that the interval to the next pulse of the PWM signal for driving the semiconductor switching element is equal to or shorter than the switching cycle of the semiconductor switching element,
The arithmetic processing of the WM signal is performed (Step S6). On the other hand, if it is determined in step S2 that the interval to the next pulse of the PWM signal for driving the semiconductor switching element exceeds the switching cycle of the semiconductor switching element, the semiconductor switching element is turned on or off for the minimum time. Is generated (step S3). Note that this minimum time is about the switching cycle of the semiconductor switching element. After the processing in step S3, if the PWM signal for driving the semiconductor switching element is a signal that is turned on until the next pulse, the PWM signal for turning off the semiconductor switching element for the minimum time is calculated (step S3). S
4) Also, if the PWM signal for driving the semiconductor switching element is a signal that is turned off until the next pulse, a P for turning on the semiconductor switching element for the minimum time is used.
The calculation of the WM signal is performed (step S5), and the calculated PWM signal is output to the power device control device 3 (see FIG. 3) as drive signals PUL to NWL (see FIG. 3).

【0015】そして、パワーデバイス制御装置3(図3
参照)において、マイクロコンピュータ4(図3参照)
から出力された駆動信号PUL〜NWL(図3参照)の
次のパルスの立ち下がり時に、過電流検出信号OCL及
び駆動信号PU〜NWがリセットされ、それにより、半
導体スイッチング素子が通常動作に復帰する。なお、上
述した一連の動作は、過電流検出信号OCLがリセット
されるまで行われる。また、マイクロコンピュータ4
(図3参照)においては、過電流検出時に半導体スイッ
チング素子のゲートが遮断された回数(パワーデバイス
制御装置3から出力される過電流検出信号OCLの読込
み回数)がカウントされており、その回数が連続して所
定の回数(例えば5回)に到達した時点、あるいは所定
の時間内(例えば半導体スイッチング素子のスイッチン
グ周期の30倍の時間内)に所定の回数(例えば5回)
に到達した時点において、インバータ主回路の全半導体
スイッチング素子のゲートが遮断される。
The power device controller 3 (FIG. 3)
), The microcomputer 4 (see FIG. 3)
, The overcurrent detection signal OCL and the drive signals PU to NW are reset at the time of the fall of the next pulse of the drive signals PUL to NWL (see FIG. 3), thereby returning the semiconductor switching element to the normal operation. . Note that the above-described series of operations is performed until the overcurrent detection signal OCL is reset. The microcomputer 4
In (see FIG. 3), the number of times the gate of the semiconductor switching element is cut off when the overcurrent is detected (the number of times the overcurrent detection signal OCL output from the power device control device 3 is read) is counted. A predetermined number of times (for example, 5 times) when the number of times reaches a predetermined number of times (for example, 5 times) continuously, or within a predetermined time (for example, within 30 times the switching cycle of the semiconductor switching element).
, The gates of all the semiconductor switching elements of the inverter main circuit are shut off.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。請求
項1に記載のものにおいては、過電流が検出されてから
パルス幅変調信号の次のパルスの立ち下がりまでの間隔
が半導体スイッチング素子のスイッチング周期を越える
場合、半導体スイッチング素子をその間隔よりも短い時
間だけオンあるいはオフ状態とするための駆動信号を生
成し、パルス幅変調信号として出力する構成としたた
め、過電流が検出されてからパルス幅変調信号の次のパ
ルスの立ち下がりまでの間隔が半導体スイッチング素子
のスイッチング周期を越える場合においても、ゲートが
遮断された半導体スイッチング素子における相の電流が
長時間正常に出力されないことがなくなり、出力電流の
波形の歪みを最小限に抑えることができる。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. According to the first aspect, when the interval from the detection of the overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal exceeds the switching cycle of the semiconductor switching element, the semiconductor switching element is set to be shorter than the interval. Since the drive signal for turning on or off for a short time is generated and output as a pulse width modulation signal, the interval from the detection of overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal is Even when the switching period of the semiconductor switching element is exceeded, the phase current of the semiconductor switching element whose gate is cut off is not output normally for a long time, and the distortion of the waveform of the output current can be minimized.

【0017】請求項2に記載のものにおいては、ゲート
を遮断した回数をカウントし、該カウント値が所定の値
に到達した場合、複数の半導体スイッチング素子の全て
のゲートを遮断する構成としたため、半導体スイッチン
グ素子の過電流耐量以内にて電動機の運転を継続して行
うことができる。これらにより、過渡的な過電流(過負
荷)、インバータ内部の過電流検出・保護回路の誤動作
あるいは外来侵入ノイズによって過電流検出信号に変動
が生じた場合においても、出力電流波形の歪みを最小限
に抑えて電動機の運転を継続して行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the number of times the gates are shut off is counted, and when the count value reaches a predetermined value, all the gates of the plurality of semiconductor switching elements are shut off. The operation of the electric motor can be continuously performed within the overcurrent tolerance of the semiconductor switching element. As a result, even if the overcurrent detection signal fluctuates due to transient overcurrent (overload), malfunction of the overcurrent detection / protection circuit inside the inverter, or external intrusion noise, distortion of the output current waveform is minimized. Thus, the operation of the motor can be continued.

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

【図1】本発明の、インバータにおける過電流制限方法
の実施の一形態を説明するためのタイミングチャートで
ある。
FIG. 1 is a timing chart for explaining an embodiment of an overcurrent limiting method in an inverter according to the present invention.

【図2】本発明の過電流制限方法におけるマイクロコン
ピュータの演算アルゴリズムを示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation algorithm of a microcomputer in the overcurrent limiting method of the present invention.

【図3】スイッチング素子における過電流に対する保護
回路を有するインバータの一構成例を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing one configuration example of an inverter having a protection circuit against overcurrent in a switching element.

【図4】図3に示したインバータにおける従来の過電流
制限方法を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining a conventional overcurrent limiting method in the inverter shown in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 電動機 3 パワーデバイス制御装置 4 マイクロコンピュータ D1〜D6 フリーホイールダイオード Q1〜Q6 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ R1〜R6 抵抗 Reference Signs List 1 DC power supply 2 Motor 3 Power device control device 4 Microcomputer D1 to D6 Freewheel diode Q1 to Q6 Insulated gate bipolar transistor R1 to R6 Resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02P 7/63 302 H02P 7/63 302D ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H02P 7/63 302 H02P 7/63 302D

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、オン/オフ動作によって三
相交流を生成する複数の半導体スイッチング素子と、該
複数の半導体スイッチング素子とそれぞれ接続され、接
続された半導体スイッチング素子における過電流を検出
するための複数の抵抗と、前記半導体スイッチング素子
の駆動を制御するとともに、前記抵抗のそれぞれの両端
の電圧を検出することにより前記半導体スイッチング素
子における過電流を検出し、該検出結果を過電流検出信
号として出力するパワーデバイス制御装置と、電動機を
駆動させるためのパルス幅変調信号を演算し、該パルス
幅変調信号を前記半導体スイッチング素子を駆動させる
ための信号として前記パワーデバイス制御装置へ出力す
るマイクロコンピュータとを有し、前記パワーデバイス
制御装置による前記半導体スイッチング素子の駆動の制
御が前記PWM信号に基づいて行われ、前記パワーデバ
イス制御装置にて前記半導体スイッチング素子における
過電流が検出された場合に、前記半導体スイッチング素
子のうち過電流が検出された半導体スイッチング素子の
ゲートを遮断し、その後、前記パルス幅変調信号の次の
パルスの立ち下がり時にて前記半導体スイッチング素子
を動作状態に復帰させることにより過電流を制限するイ
ンバータにおける過電流制限方法において、 前記過電流が検出されてから前記パルス幅変調信号の次
のパルスの立ち下がりまでの間隔が前記半導体スイッチ
ング素子のスイッチング周期を越える場合は、前記半導
体スイッチング素子を前記間隔よりも短い時間だけオン
あるいはオフ状態とするための駆動信号を生成し、前記
パルス幅変調信号として出力することを特徴とするイン
バータにおける過電流制限方法。
1. A DC power supply, a plurality of semiconductor switching elements for generating a three-phase AC by an on / off operation, and a plurality of semiconductor switching elements respectively connected to the plurality of semiconductor switching elements for detecting an overcurrent in the connected semiconductor switching elements. A plurality of resistors for controlling the driving of the semiconductor switching element, and detecting an overcurrent in the semiconductor switching element by detecting a voltage across each of the resistors, and transmitting the detection result to an overcurrent detection signal. And a microcomputer that calculates a pulse width modulation signal for driving the electric motor and outputs the pulse width modulation signal to the power device control device as a signal for driving the semiconductor switching element Having the power device control device Control of driving of the semiconductor switching element is performed based on the PWM signal, and when an overcurrent in the semiconductor switching element is detected by the power device control device, an overcurrent is detected in the semiconductor switching element. An overcurrent limiting method for an inverter that limits an overcurrent by shutting off a gate of a semiconductor switching element and thereafter returning the semiconductor switching element to an operating state at a falling edge of a next pulse of the pulse width modulation signal, If the interval from the detection of the overcurrent to the fall of the next pulse of the pulse width modulation signal exceeds the switching cycle of the semiconductor switching element, the semiconductor switching element is turned on or turned off for a time shorter than the interval. Generates a drive signal to turn off And outputting the pulse width modulation signal as an overcurrent limiting method in the inverter.
【請求項2】 前記ゲートを遮断した回数をカウント
し、該カウント値が所定の値に到達した場合、前記複数
の半導体スイッチング素子の全てのゲートを遮断するこ
とを特徴とする請求項1に記載のインバータにおける過
電流制限方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the number of times the gate is shut off is counted, and when the count value reaches a predetermined value, all gates of the plurality of semiconductor switching elements are shut off. Overcurrent limiting method for inverters in Japan.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7038415B2 (en) * 2003-03-10 2006-05-02 Denso Corporation Motor driving device
KR101368968B1 (en) * 2012-04-23 2014-03-03 인피니언 테크놀로지스 아게 Apparatus for controlling inverter current and Method for operating the same
JP2016178826A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 Power supply system

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