JPH11215810A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH11215810A JPH11215810A JP10016997A JP1699798A JPH11215810A JP H11215810 A JPH11215810 A JP H11215810A JP 10016997 A JP10016997 A JP 10016997A JP 1699798 A JP1699798 A JP 1699798A JP H11215810 A JPH11215810 A JP H11215810A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電源から負荷に供給する電流をスイッチ
するスイッチング素子の断線の検出が可能な電力変換装
置を得る。 【解決手段】 直流電源１、直流電源からの電流をスイ
ッチするスイッチング素子７、スイッチング素子に接続
され負荷６を駆動する電力駆動回路５、スイッチング素
子７と並列に設けられた充電抵抗８、スイッチング素子
の出力側に設けられたフィルタコンデンサ４を有する電
力変換装置において、スイッチング素子７の出力電圧を
測定する手段２１と、スイッチング素子の出力電圧Ｖｆ
が所定の値Ｖｃを上下する振動回数を計測する手段２４
とを備えた。
するスイッチング素子の断線の検出が可能な電力変換装
置を得る。 【解決手段】 直流電源１、直流電源からの電流をスイ
ッチするスイッチング素子７、スイッチング素子に接続
され負荷６を駆動する電力駆動回路５、スイッチング素
子７と並列に設けられた充電抵抗８、スイッチング素子
の出力側に設けられたフィルタコンデンサ４を有する電
力変換装置において、スイッチング素子７の出力電圧を
測定する手段２１と、スイッチング素子の出力電圧Ｖｆ
が所定の値Ｖｃを上下する振動回数を計測する手段２４
とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流高電圧を交
流または直流に降圧する電力変換装置に関するもので、
特に初期充電回路の異常の検出が可能な電力変換回路に
関するものである。
流または直流に降圧する電力変換装置に関するもので、
特に初期充電回路の異常の検出が可能な電力変換回路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は例えば特開平５−６４４２３号公
報に示された従来の電源変換装置の回路図である。図９
において、１は直流電源、２は遮断器、３は直流リアク
トル、４はフィルタコンデンサ、５は電力駆動回路、６
は負荷、７はスイッチング素子、８は初期充電時のフィ
ルタコンデンサへの突入電流を制限する充電抵抗、１７
は充電抵抗８の端子電圧を検出する電圧センサ、１７は
フィルタコンデンサ４の端子電圧を検出する電圧セン
サ、１８は充電抵抗８の端子電圧、又はフィルタコンデ
ンサ４の端子電圧Ｖｆに基づいて遮断器２及び電力駆動
回路５を停止させる制御回路である。
報に示された従来の電源変換装置の回路図である。図９
において、１は直流電源、２は遮断器、３は直流リアク
トル、４はフィルタコンデンサ、５は電力駆動回路、６
は負荷、７はスイッチング素子、８は初期充電時のフィ
ルタコンデンサへの突入電流を制限する充電抵抗、１７
は充電抵抗８の端子電圧を検出する電圧センサ、１７は
フィルタコンデンサ４の端子電圧を検出する電圧セン
サ、１８は充電抵抗８の端子電圧、又はフィルタコンデ
ンサ４の端子電圧Ｖｆに基づいて遮断器２及び電力駆動
回路５を停止させる制御回路である。
【０００３】次に従来の電源変換装置の動作について説
明する。図１０は従来の電源変換装置の各部の信号波形
の時間変化を示す図である。遮断器２を投入する時点で
は、スイッチング素子７を遮断状態にしておき、フィル
タコンデンサ４が直流電源１から直流リアクトル３及び
充電抵抗８を介して充電され、所定の電圧Ｖ７に達した
後スイッチング素子７が導通して、スイッチング素子７
を通ってフィルタコンデンサ４が充電される。フィルタ
コンデンサ４の端子電圧Ｖｆがさらに上昇して電力駆動
回路の起動電圧Ｖ５に達すると負荷６に電力が供給され
る。
明する。図１０は従来の電源変換装置の各部の信号波形
の時間変化を示す図である。遮断器２を投入する時点で
は、スイッチング素子７を遮断状態にしておき、フィル
タコンデンサ４が直流電源１から直流リアクトル３及び
充電抵抗８を介して充電され、所定の電圧Ｖ７に達した
後スイッチング素子７が導通して、スイッチング素子７
を通ってフィルタコンデンサ４が充電される。フィルタ
コンデンサ４の端子電圧Ｖｆがさらに上昇して電力駆動
回路の起動電圧Ｖ５に達すると負荷６に電力が供給され
る。
【０００４】フィルタコンデンサ４の端子電圧ＶｆがＶ
５より低下すると電力駆動回路５を停止させ、さらに電
圧がＶ７まで低下するとスイッチング素子７を遮断状態
とする。フィルタコンデンサの電圧Ｖｆが上昇すると、
まずスイッチング素子７を導通状態とし、次に電力駆動
回路５を稼働状態とし、直流電圧瞬時停止に対して負荷
の電力供給を安定にしている。
５より低下すると電力駆動回路５を停止させ、さらに電
圧がＶ７まで低下するとスイッチング素子７を遮断状態
とする。フィルタコンデンサの電圧Ｖｆが上昇すると、
まずスイッチング素子７を導通状態とし、次に電力駆動
回路５を稼働状態とし、直流電圧瞬時停止に対して負荷
の電力供給を安定にしている。
【０００５】フィルタコンデンサ４が短絡、あるいは電
力駆動回路５が短絡すると、フィルタコンデンサの電圧
Ｖｆは上昇することなく充電抵抗８に短絡電流が流れ
る。これにより、充電抵抗８に過剰の電流が流れて充電
抵抗８の両端に大きな電圧ＶＬが観測されたら電力駆動
回路５に異常ありとして遮断器２を解放する。このよう
にして充電抵抗８の焼損を防止している。
力駆動回路５が短絡すると、フィルタコンデンサの電圧
Ｖｆは上昇することなく充電抵抗８に短絡電流が流れ
る。これにより、充電抵抗８に過剰の電流が流れて充電
抵抗８の両端に大きな電圧ＶＬが観測されたら電力駆動
回路５に異常ありとして遮断器２を解放する。このよう
にして充電抵抗８の焼損を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置は
以上のように構成されているので、フィルタコンデンサ
７の短絡或いは電力駆動回路５に地絡が生じた場合は、
充電抵抗８の両端の大きな電圧ＶＬに基づき検出するこ
とができた。しかしながら、スイッチング素子が断線し
た場合の故障は検出することができず、電力装置を停止
することができないという問題があった。この発明はの
問題点を解決するためになされたもので、スイッチング
素子の断線の検出が可能な電力変換装置を提供すること
を目的としている。
以上のように構成されているので、フィルタコンデンサ
７の短絡或いは電力駆動回路５に地絡が生じた場合は、
充電抵抗８の両端の大きな電圧ＶＬに基づき検出するこ
とができた。しかしながら、スイッチング素子が断線し
た場合の故障は検出することができず、電力装置を停止
することができないという問題があった。この発明はの
問題点を解決するためになされたもので、スイッチング
素子の断線の検出が可能な電力変換装置を提供すること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載の電力変換装置は、直流電源、直流電源から流出する
電流をスイッチするスイッチング素子、スイッチング素
子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、スイ
ッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、スイッチン
グ素子の出力側とアース間に設けられたフィルタコンデ
ンサを有する電力変換装置において、スイッチング素子
の出力電圧を測定する手段と、スイッチング素子の出力
電圧が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを
備えたものである。
載の電力変換装置は、直流電源、直流電源から流出する
電流をスイッチするスイッチング素子、スイッチング素
子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、スイ
ッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、スイッチン
グ素子の出力側とアース間に設けられたフィルタコンデ
ンサを有する電力変換装置において、スイッチング素子
の出力電圧を測定する手段と、スイッチング素子の出力
電圧が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを
備えたものである。
【０００８】この発明の請求項２に記載の電力変換装置
は、スイッチング素子の両端の電圧を検出する手段と、
スイッチング素子の両端の電圧が所定の値を上下する振
動回数を計測する手段とを備えたものである。
は、スイッチング素子の両端の電圧を検出する手段と、
スイッチング素子の両端の電圧が所定の値を上下する振
動回数を計測する手段とを備えたものである。
【０００９】この発明の請求項３に記載の電力変換装置
は、スイッチング素子の出力側からの電流を検出する手
段と、電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手
段とを備えたものである。
は、スイッチング素子の出力側からの電流を検出する手
段と、電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手
段とを備えたものである。
【００１０】この発明の請求項４に記載の電力変換装置
は、フィルタコンデンサの電流を測定する手段と、電流
が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備え
たものである。
は、フィルタコンデンサの電流を測定する手段と、電流
が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備え
たものである。
【００１１】この発明の請求項５に記載の電力変換装置
は、電力駆動回路の出力の駆動電圧の交流分を検出する
手段と、駆動電圧が所定の電圧を上下する振動回数を計
測する手段とを備えたものである。
は、電力駆動回路の出力の駆動電圧の交流分を検出する
手段と、駆動電圧が所定の電圧を上下する振動回数を計
測する手段とを備えたものである。
【００１２】この発明の請求項６に記載の電力変換装置
は、電力駆動回路の出力の交流電圧を検波する手段を設
けたものである。
は、電力駆動回路の出力の交流電圧を検波する手段を設
けたものである。
【００１３】この発明の請求項７に記載の電力変換装置
は、電力駆動回路の出力電流の交流分を測定する手段
と、出力電流が所定の値を上下する振動回数を計測する
手段とを備えたものである。
は、電力駆動回路の出力電流の交流分を測定する手段
と、出力電流が所定の値を上下する振動回数を計測する
手段とを備えたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、実施の形
態１の電力変換装置の構成図である。２１は電圧センサ
であって、スイッチング素子７の出力電圧Ｖｆを検出す
るものである。２２は比較電圧発生器で、所定の比較電
圧Ｖｃを発生するものである。２３は比較回路で、スイ
ッチング素子７の出力電圧Ｖｆと比較電圧Ｖｃとを比較
するものである。２４はカウンタであって、スイッチン
グ素子７の出力電圧Ｖｆが比較電圧Ｖｃを上下する回数
が所定の値以上のとき警告信号Ｓ１を出力するものであ
る。２５は制御回路であって、警告信号Ｓ１に基づき、
遮断器２を遮断するための遮断器制御信号Ｓ２または電
力変換器５を停止するための電力変換器制御信号Ｓ３を
出力するものである。その他の符号は図８に示した従来
装置のものと同様のものであるので説明を省略する。
態１の電力変換装置の構成図である。２１は電圧センサ
であって、スイッチング素子７の出力電圧Ｖｆを検出す
るものである。２２は比較電圧発生器で、所定の比較電
圧Ｖｃを発生するものである。２３は比較回路で、スイ
ッチング素子７の出力電圧Ｖｆと比較電圧Ｖｃとを比較
するものである。２４はカウンタであって、スイッチン
グ素子７の出力電圧Ｖｆが比較電圧Ｖｃを上下する回数
が所定の値以上のとき警告信号Ｓ１を出力するものであ
る。２５は制御回路であって、警告信号Ｓ１に基づき、
遮断器２を遮断するための遮断器制御信号Ｓ２または電
力変換器５を停止するための電力変換器制御信号Ｓ３を
出力するものである。その他の符号は図８に示した従来
装置のものと同様のものであるので説明を省略する。
【００１５】図２は、実施の形態１〜５の電力変換装置
の各部の動作を示すタイムチャートである。図２におい
て、縦軸は電圧、あるいは論理状態を示し、横軸は時間
を示す。図２（ａ）は、直流電源１の起動状態を示す。
図２（ｂ）は、遮断器２の接続状況を示す。図２（ｃ）
は、スイッチ素子７のオンオフ状態を示す。
の各部の動作を示すタイムチャートである。図２におい
て、縦軸は電圧、あるいは論理状態を示し、横軸は時間
を示す。図２（ａ）は、直流電源１の起動状態を示す。
図２（ｂ）は、遮断器２の接続状況を示す。図２（ｃ）
は、スイッチ素子７のオンオフ状態を示す。
【００１６】図２（ｄ）は、スイッチ素子７両端の電圧
ＥｄーＶｆを示す。図２（ｅ）は、スイッチ素子７の出
力側の電圧Ｖｆを示す。図２（ｆ）は、スイッチ素子７
の出力電流ｉｆを示す。図２（ｇ）は、フィルタコンデ
ンサ電流ｉｃを示す。図２（ｈ）は、電力駆動回路５の
出力電圧Ｖｄを示す。図２（ｉ）は、電力駆動回路５か
ら負荷６に流れる交流電流ｉｄを示す。図２（ｊ）は、
電力駆動回路５の出力電圧Ｖｄの交流分ｖｄの検波電圧
Ｅｄを示す。
ＥｄーＶｆを示す。図２（ｅ）は、スイッチ素子７の出
力側の電圧Ｖｆを示す。図２（ｆ）は、スイッチ素子７
の出力電流ｉｆを示す。図２（ｇ）は、フィルタコンデ
ンサ電流ｉｃを示す。図２（ｈ）は、電力駆動回路５の
出力電圧Ｖｄを示す。図２（ｉ）は、電力駆動回路５か
ら負荷６に流れる交流電流ｉｄを示す。図２（ｊ）は、
電力駆動回路５の出力電圧Ｖｄの交流分ｖｄの検波電圧
Ｅｄを示す。
【００１７】以下図２により実施例１の電力変換装置の
動作を説明する。図２（ａ）に示す直流電源１がオン
し、充電抵抗８を介してフィルタコンデンサ４が充電さ
れ、図２（ｅ）に示すスイッチ素子７の出力電圧であり
フィルタコンデンサ４の電圧であるＶｆがＶ７以上とな
ると、図２（ｃ）に示すようにスイッチ値素子７がオン
し、さらにＶ５以上となると電力駆動回路Ｖ５がオン
し、負荷６に電力が供給される。スイッチ素子７が矢印
の時点で断線すると、図２（ｅ）に示すスイッチ素子７
の出力電圧Ｖｆが降下する。スイッチ素子７の出力電圧
Ｖｆが閾値Ｖ５以下となると図２（ｈ）に示す電力変換
器５の出力Ｖｄが停止する。
動作を説明する。図２（ａ）に示す直流電源１がオン
し、充電抵抗８を介してフィルタコンデンサ４が充電さ
れ、図２（ｅ）に示すスイッチ素子７の出力電圧であり
フィルタコンデンサ４の電圧であるＶｆがＶ７以上とな
ると、図２（ｃ）に示すようにスイッチ値素子７がオン
し、さらにＶ５以上となると電力駆動回路Ｖ５がオン
し、負荷６に電力が供給される。スイッチ素子７が矢印
の時点で断線すると、図２（ｅ）に示すスイッチ素子７
の出力電圧Ｖｆが降下する。スイッチ素子７の出力電圧
Ｖｆが閾値Ｖ５以下となると図２（ｈ）に示す電力変換
器５の出力Ｖｄが停止する。
【００１８】このときフィルタコンデンサ４への充電は
充電抵抗８のみを介して行われ、フィルタコンデンサ４
の電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以上に回復すると再び電力変換器
５がオンされる。以上の工程が繰り返されるので、スイ
ッチング素子の出力電圧Ｖｆは図２（ｅ）に示すように
振動状態となる。
充電抵抗８のみを介して行われ、フィルタコンデンサ４
の電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以上に回復すると再び電力変換器
５がオンされる。以上の工程が繰り返されるので、スイ
ッチング素子の出力電圧Ｖｆは図２（ｅ）に示すように
振動状態となる。
【００１９】従って、図１に示す電圧センサ２１で検出
したスイッチング素子の出力電圧Ｖｆを、比較電圧発生
器２２で設定した所定の比較電圧Ｖｃと比較回路２３で
比較し、カウンタ２４によりＶｆが比較電圧Ｖｃを上下
する振動回数をカウントすることにより、振動回数が所
定の値、例えば３〜１０回以上となったときスイッチ素
子７は断線したと確認することができる。これにより比
較回路２３の信号Ｓ１を制御回路２５に入力し、遮断器
２或いは電力駆動回路５を停止させる遮断器制御信号Ｓ
２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生して修復等を早
期に開始することができる。
したスイッチング素子の出力電圧Ｖｆを、比較電圧発生
器２２で設定した所定の比較電圧Ｖｃと比較回路２３で
比較し、カウンタ２４によりＶｆが比較電圧Ｖｃを上下
する振動回数をカウントすることにより、振動回数が所
定の値、例えば３〜１０回以上となったときスイッチ素
子７は断線したと確認することができる。これにより比
較回路２３の信号Ｓ１を制御回路２５に入力し、遮断器
２或いは電力駆動回路５を停止させる遮断器制御信号Ｓ
２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生して修復等を早
期に開始することができる。
【００２０】実施の形態２．図３は、実施の形態２の電
力変換装置の構成図である。２１は電圧センサであっ
て、スイッチング素子７の両端の電位差圧即ちＥｄ−Ｖ
ｆを検出するものである。その他の符号は図１に示した
実施の形態１のものと同様のものであるので省略する。
力変換装置の構成図である。２１は電圧センサであっ
て、スイッチング素子７の両端の電位差圧即ちＥｄ−Ｖ
ｆを検出するものである。その他の符号は図１に示した
実施の形態１のものと同様のものであるので省略する。
【００２１】図２の電力変換装置の動作を示すタイムチ
ャートにより実施の形態２の動作を説明する。図２
（ｄ）に示すように、スイッチング素子７の両端の電圧
ＥｄーＶｆは、スイッチング素子７が稼働中はゼロであ
るが、矢印の時点で断線すると、フィルタコンデンサ４
への充電電流Ｉｆは充電抵抗８を介してのみ流れるの
で、充電抵抗８の両端の電圧ＥｄーＶｆは上昇する。ス
イッチング素子７の出力電圧Ｖｆ即ちフィルタコンデン
サ４の電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以上となると電力変換器５が
オンし、電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以下となると再び電圧Ｖｆ
が降下して電力変換器５がオフする。以上の工程を繰り
返えすのでスイッチング素子７の両端の電圧ＥｄーＶｆ
は振動する。
ャートにより実施の形態２の動作を説明する。図２
（ｄ）に示すように、スイッチング素子７の両端の電圧
ＥｄーＶｆは、スイッチング素子７が稼働中はゼロであ
るが、矢印の時点で断線すると、フィルタコンデンサ４
への充電電流Ｉｆは充電抵抗８を介してのみ流れるの
で、充電抵抗８の両端の電圧ＥｄーＶｆは上昇する。ス
イッチング素子７の出力電圧Ｖｆ即ちフィルタコンデン
サ４の電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以上となると電力変換器５が
オンし、電圧Ｖｆが閾値Ｖ５以下となると再び電圧Ｖｆ
が降下して電力変換器５がオフする。以上の工程を繰り
返えすのでスイッチング素子７の両端の電圧ＥｄーＶｆ
は振動する。
【００２２】従って、図３に示す電圧センサ２１で検出
した電圧Ｅｄ−Ｖｆを比較電圧発生器２２で設定した所
定の比較電圧Ｖｅとを比較回路２３により比較し、電圧
Ｅｄ−Ｖｆが比較電圧Ｖｅを上下する振動回数をカウン
タ２４によりカウントし、この振動回数が所定の値例え
ば３〜１０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ
素子７は断線と判断する。これにより制御回路２５から
遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発
生して遮断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に
修復をすることができる。
した電圧Ｅｄ−Ｖｆを比較電圧発生器２２で設定した所
定の比較電圧Ｖｅとを比較回路２３により比較し、電圧
Ｅｄ−Ｖｆが比較電圧Ｖｅを上下する振動回数をカウン
タ２４によりカウントし、この振動回数が所定の値例え
ば３〜１０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ
素子７は断線と判断する。これにより制御回路２５から
遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発
生して遮断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に
修復をすることができる。
【００２３】実施の形態３．図４は、実施の形態３の電
力変換装置の構成図である。３０は電流センサでスイッ
チ素子出力電流ｉｆを検出するものである。３１は電流
電圧変換器で、電流センサ３０で取り込んだ電流ｉｆを
電圧値ｖ３に変換するものである。３２は比較電圧Ｖｇ
を発生する比較電圧発生器である。３３は比較回路でＶ
ｇとｖ３とを比較するものである。その他の符号は図１
の実施の形態１のものと同様のものであるので省略す
る。
力変換装置の構成図である。３０は電流センサでスイッ
チ素子出力電流ｉｆを検出するものである。３１は電流
電圧変換器で、電流センサ３０で取り込んだ電流ｉｆを
電圧値ｖ３に変換するものである。３２は比較電圧Ｖｇ
を発生する比較電圧発生器である。３３は比較回路でＶ
ｇとｖ３とを比較するものである。その他の符号は図１
の実施の形態１のものと同様のものであるので省略す
る。
【００２４】図２（ｆ）に示すように、スイッチ素子出
力電流ｉｆは、スイッチング素子７が稼働中は抵抗が低
いので大きな電流が流れるが、矢印の時点で断線する
と、充電抵抗８を介して流れるので電流ｉｃは低下す
る。この電流により、フィルタコンデンサ４の電圧Ｖｆ
が閾値Ｖ５以上となると電力変換器５がオンし、電圧Ｖ
ｆが閾値Ｖ５以下となると再び電圧Ｖｆが降下して電力
変換器５がオフする。以上の工程を繰り返えすのでフィ
ルタコンデンサ４を充電する電流は電圧Ｖｆの値に依存
して振動する。
力電流ｉｆは、スイッチング素子７が稼働中は抵抗が低
いので大きな電流が流れるが、矢印の時点で断線する
と、充電抵抗８を介して流れるので電流ｉｃは低下す
る。この電流により、フィルタコンデンサ４の電圧Ｖｆ
が閾値Ｖ５以上となると電力変換器５がオンし、電圧Ｖ
ｆが閾値Ｖ５以下となると再び電圧Ｖｆが降下して電力
変換器５がオフする。以上の工程を繰り返えすのでフィ
ルタコンデンサ４を充電する電流は電圧Ｖｆの値に依存
して振動する。
【００２５】従って、図４に示す電流電圧変換器３１で
電圧ｖ３とした後、比較電圧発生器２２で設定した所定
の比較電圧Ｖｇとを比較回路２３により比較し、電圧ｖ
３が比較電圧Ｖｇを上下する振動回数をカウンタ２４に
よりカウントし、この振動回数が所定の値例えば３〜１
０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ素子７は
断線と判断する。これにより制御回路２５から遮断器制
御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生して遮
断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に修復をす
ることができる。
電圧ｖ３とした後、比較電圧発生器２２で設定した所定
の比較電圧Ｖｇとを比較回路２３により比較し、電圧ｖ
３が比較電圧Ｖｇを上下する振動回数をカウンタ２４に
よりカウントし、この振動回数が所定の値例えば３〜１
０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ素子７は
断線と判断する。これにより制御回路２５から遮断器制
御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生して遮
断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に修復をす
ることができる。
【００２６】実施の形態４．図５は、実施の形態４の電
力変換装置の構成図である。４０は電流センサでフィル
タコンデンサ４の電流ｉｃを検出するものである。３１
は電流電圧変換器で、電流センサ４０で取り込んだ電流
ｉｃを電圧値Ｅｍに変換するものである。３２は比較電
圧Ｖｈを発生する比較電圧発生器である。３３は比較回
路でＶｈとＥｍとを比較するものである。その他の符号
は図１の実施の形態１のものと同様のものであるので省
略する。
力変換装置の構成図である。４０は電流センサでフィル
タコンデンサ４の電流ｉｃを検出するものである。３１
は電流電圧変換器で、電流センサ４０で取り込んだ電流
ｉｃを電圧値Ｅｍに変換するものである。３２は比較電
圧Ｖｈを発生する比較電圧発生器である。３３は比較回
路でＶｈとＥｍとを比較するものである。その他の符号
は図１の実施の形態１のものと同様のものであるので省
略する。
【００２７】図２（ｇ）はフィルタコンデンサ４を流れ
る電流ｉｃの動作を示す。電流ｉｃはフィルタコンデン
サ４の電圧に依存して増減する。スイッチング素子７が
断線すると図２（ｅ）に示すようにフィルタコンデンサ
４の電圧Ｖｆが振動するので、電流ｉｃも振動する。
る電流ｉｃの動作を示す。電流ｉｃはフィルタコンデン
サ４の電圧に依存して増減する。スイッチング素子７が
断線すると図２（ｅ）に示すようにフィルタコンデンサ
４の電圧Ｖｆが振動するので、電流ｉｃも振動する。
【００２８】従って、図５に示す電流センサ４０で取り
込んだフィルタコンデンサ電流ｉｃを電流電圧変換器３
１により電圧Ｅｍに変換し、これを比較回路２３で比較
電圧発生器２２で設定した所定の比較電圧値Ｖｈと比較
し、比較電圧値Ｖｈを上下する振動回数が所定の値例え
ば３〜１０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ
素子７は断線と判断する。或いは電圧に変換後、検波し
て検波電圧Ｅｍが所定の値Ｖｈ以上で所定の時間ｔｋ以
上持続することを観測してもよい。これにより制御回路
２５から遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号
Ｓ３を発生して遮断器２或いは電力変換器５を停止さ
せ、早期に修復をすることができる。
込んだフィルタコンデンサ電流ｉｃを電流電圧変換器３
１により電圧Ｅｍに変換し、これを比較回路２３で比較
電圧発生器２２で設定した所定の比較電圧値Ｖｈと比較
し、比較電圧値Ｖｈを上下する振動回数が所定の値例え
ば３〜１０回以上のとき、制御回路２５によりスイッチ
素子７は断線と判断する。或いは電圧に変換後、検波し
て検波電圧Ｅｍが所定の値Ｖｈ以上で所定の時間ｔｋ以
上持続することを観測してもよい。これにより制御回路
２５から遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号
Ｓ３を発生して遮断器２或いは電力変換器５を停止さ
せ、早期に修復をすることができる。
【００２９】実施の形態５．図６は、実施の形態５の電
力変換装置の構成図である。４２は交流電圧センサで、
負荷６に印加される電力駆動回路５の出力電圧の交流電
圧Ｖｄを検出するものであって、コイル等である。３１
は交流電圧ｖｄを検波して直流電圧Ｅｋ変換するもので
ある。その他の符号は図１に示した実施の形態１のもの
と同様のものであるので省略する。
力変換装置の構成図である。４２は交流電圧センサで、
負荷６に印加される電力駆動回路５の出力電圧の交流電
圧Ｖｄを検出するものであって、コイル等である。３１
は交流電圧ｖｄを検波して直流電圧Ｅｋ変換するもので
ある。その他の符号は図１に示した実施の形態１のもの
と同様のものであるので省略する。
【００３０】図２（ｈ）は電力変換器５の出力電圧で、
スイッチング素子７が矢印の点で断線すると、電力変換
器５の出力電圧Ｖｄは振動する。従って、図２（ｈ）に
示すように、図７の電圧センサ４２で電力変換器５の出
力電圧Ｖｄの交流分ｖｄを検出し、検波回路３１で検波
すれば図２（ｊ）に示すように検波電圧Ｅｋが得られ
る。検波電圧Ｅｋを比較電圧発生器２２で設定した閾値
Ｖｍと比較回路２３で比較し、電圧Ｅｋが比較電圧Ｖｍ
を超えて所定の時間ｔｋ以上を経過したとき、制御回路
２５によりスイッチ素子７は断線と判断する。これによ
り制御回路２５から遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換
器制御信号Ｓ３を発生して遮断器２或いは電力変換器５
を停止させ、早期に修復をすることができる。
スイッチング素子７が矢印の点で断線すると、電力変換
器５の出力電圧Ｖｄは振動する。従って、図２（ｈ）に
示すように、図７の電圧センサ４２で電力変換器５の出
力電圧Ｖｄの交流分ｖｄを検出し、検波回路３１で検波
すれば図２（ｊ）に示すように検波電圧Ｅｋが得られ
る。検波電圧Ｅｋを比較電圧発生器２２で設定した閾値
Ｖｍと比較回路２３で比較し、電圧Ｅｋが比較電圧Ｖｍ
を超えて所定の時間ｔｋ以上を経過したとき、制御回路
２５によりスイッチ素子７は断線と判断する。これによ
り制御回路２５から遮断器制御信号Ｓ２或いは電力変換
器制御信号Ｓ３を発生して遮断器２或いは電力変換器５
を停止させ、早期に修復をすることができる。
【００３１】図７は実施の形態５の電力変換装置の具体
化構成図である。交直変換回路３１を具体的に例示した
もので、バッテリ充電回路３１ａを流用したものであ
る。
化構成図である。交直変換回路３１を具体的に例示した
もので、バッテリ充電回路３１ａを流用したものであ
る。
【００３２】実施の形態５．図８は、実施の形態５の電
力変換装置の構成図である。４５は電流センサであっ
て、電力駆動回路５から負荷６に流れる負荷交流電流ｉ
ｄを検出するものである。３１は電流電圧変換器であ
る。その他の符号は図１〜７に示したものと同様のもの
であるので省略する。
力変換装置の構成図である。４５は電流センサであっ
て、電力駆動回路５から負荷６に流れる負荷交流電流ｉ
ｄを検出するものである。３１は電流電圧変換器であ
る。その他の符号は図１〜７に示したものと同様のもの
であるので省略する。
【００３３】図２（ｉ）は負荷交流電流ｉｄを示す。電
流センサ４５でｉｄを検出後は、実施の形態４と同様に
して電流電圧変換器３１で電圧に変換後、検波して検波
電圧Ｅｎを求め、比較電圧Ｖｍを超えて所定の時間ｔｋ
以上を経過したとき、制御回路２５によりスイッチ素子
７は断線と判断する。これにより制御回路２５から遮断
器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生し
て遮断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に修復
をすることができる。
流センサ４５でｉｄを検出後は、実施の形態４と同様に
して電流電圧変換器３１で電圧に変換後、検波して検波
電圧Ｅｎを求め、比較電圧Ｖｍを超えて所定の時間ｔｋ
以上を経過したとき、制御回路２５によりスイッチ素子
７は断線と判断する。これにより制御回路２５から遮断
器制御信号Ｓ２或いは電力変換器制御信号Ｓ３を発生し
て遮断器２或いは電力変換器５を停止させ、早期に修復
をすることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、第１の発明のの電力変換
装置によれば、直流電源、直流電源から流出する電流を
スイッチするスイッチング素子、スイッチング素子の出
力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、スイッチン
グ素子と並列に設けられた充電抵抗、スイッチング素子
の出力側とアース間に設けられたフィルタコンデンサを
有する電力変換装置において、スイッチング素子の出力
電圧を測定する手段と、スイッチング素子の出力電圧が
所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備えた
ので、スイッチ素子の断線を検出することができる。
装置によれば、直流電源、直流電源から流出する電流を
スイッチするスイッチング素子、スイッチング素子の出
力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、スイッチン
グ素子と並列に設けられた充電抵抗、スイッチング素子
の出力側とアース間に設けられたフィルタコンデンサを
有する電力変換装置において、スイッチング素子の出力
電圧を測定する手段と、スイッチング素子の出力電圧が
所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備えた
ので、スイッチ素子の断線を検出することができる。
【００３５】この発明の請求項２に記載の電力変換装置
は、スイッチング素子の両端の電圧を検出する手段と、
スイッチング素子の両端の電圧が所定の値を上下する振
動回数を計測する手段とを備えたので、スイッチ素子の
断線を検出することができる。
は、スイッチング素子の両端の電圧を検出する手段と、
スイッチング素子の両端の電圧が所定の値を上下する振
動回数を計測する手段とを備えたので、スイッチ素子の
断線を検出することができる。
【００３６】この発明の請求項３に記載の電力変換装置
は、スイッチング素子の出力側からの電流を検出する手
段と、電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手
段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出すること
ができる。
は、スイッチング素子の出力側からの電流を検出する手
段と、電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手
段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出すること
ができる。
【００３７】この発明の請求項４に記載の電力変換装置
は、フィルタコンデンサの電流を測定する手段と、電流
が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備え
たので、スイッチ素子の断線を検出することができる。
は、フィルタコンデンサの電流を測定する手段と、電流
が所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備え
たので、スイッチ素子の断線を検出することができる。
【００３８】この発明の請求項５に記載の電力変換装置
は、請求項１のスイッチング素子の出力電圧を測定する
手段と出力電圧の振動回数を計測する手段に替えて、電
力駆動回路の出力の駆動電圧の交流分を検出する手段
と、駆動電圧が所定の電圧を上下する振動回数を計測す
る手段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出する
ことができる。
は、請求項１のスイッチング素子の出力電圧を測定する
手段と出力電圧の振動回数を計測する手段に替えて、電
力駆動回路の出力の駆動電圧の交流分を検出する手段
と、駆動電圧が所定の電圧を上下する振動回数を計測す
る手段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出する
ことができる。
【００３９】この発明の請求項６に記載の電力変換装置
は、電力駆動回路の出力の交流電圧を検波する手段を設
けたので、スイッチ素子の断線を検出することができ
る。
は、電力駆動回路の出力の交流電圧を検波する手段を設
けたので、スイッチ素子の断線を検出することができ
る。
【００４０】この発明の請求項７に記載の電力変換装置
は、電力駆動回路の出力電流の交流分を測定する手段
と、出力電流が所定の値を上下する振動回数を計測する
手段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出するこ
とができる。
は、電力駆動回路の出力電流の交流分を測定する手段
と、出力電流が所定の値を上下する振動回数を計測する
手段とを備えたので、スイッチ素子の断線を検出するこ
とができる。
【図１】 実施の形態１の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図２】 実施の形態１〜５の電力変換装置各部のタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図３】 実施の形態２の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図４】 実施の形態３の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図５】 実施の形態４の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図６】 実施の形態５の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図７】 実施の形態４の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図８】 実施の形態５の電力変換装置の構成図であ
る。
る。
【図９】 従来の電力変換装置の構成図である。
【図１０】 従来の電力変換装置のタイムチャートであ
る。
る。
１ 直流電源、 ２ 遮断器、 ３
直流リアクトル、４ フィルタコンデンサ、５ 電力駆
動回路、 ６ 負荷、７ スイッチング素子、 ８
充電抵抗、 ２１ 電圧センサ、２２ 比較回
路， ２３ 比較電圧発生器、２４ カウンタ，
２５ 制御回路、 ３０ 電流センサ、 ３１
電流電圧変換回路、４０ 電流センサ、 ４２
交流電圧センサ。
直流リアクトル、４ フィルタコンデンサ、５ 電力駆
動回路、 ６ 負荷、７ スイッチング素子、 ８
充電抵抗、 ２１ 電圧センサ、２２ 比較回
路， ２３ 比較電圧発生器、２４ カウンタ，
２５ 制御回路、 ３０ 電流センサ、 ３１
電流電圧変換回路、４０ 電流センサ、 ４２
交流電圧センサ。
Claims (7)
- 【請求項１】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記ス
イッチング素子の出力電圧を測定する手段と、上記スイ
ッチング素子の出力電圧が所定の値を上下する振動回数
を計測する手段とを備え、上記スイッチング素子の出力
電圧の振動回数に基づき上記スイッチング素子の断線を
検出することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記ス
イッチング素子の両端の電圧を検出する手段と、上記ス
イッチング素子の両端の電圧が所定の値を上下する振動
回数を計測する手段とを備え、上記スイッチング素子の
両端の電圧の上記振動回数に基づき上記スイッチング素
子の断線を検出することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記ス
イッチング素子の出力側からの電流を検出する手段と、
上記電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手段
とを備え、上記スイッチング素子の出力側からの電流の
上記振動回数に基づき上記スイッチング素子の断線を検
出することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記フ
ィルタコンデンサの電流を測定する手段と、上記電流が
所定の値を上下する振動回数を計測する手段とを備え、
上記フィルタコンデンサの電流の上記振動回数に基づき
スイッチング素子の断線を検出することを特徴とする電
力変換装置。 - 【請求項５】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記電
力駆動回路の出力の駆動電圧の交流分を検出する手段
と、上記駆動電圧が所定の電圧を上下する振動回数を計
測する手段とを備え、上記駆動電圧の振動回数に基づき
スイッチング素子の断線を検出することを特徴とする電
力変換装置。 - 【請求項６】 電力駆動回路の出力の交流電圧を検波す
る手段を設け、上記検波出力レベルが所定の値以上で所
定時間以上持続したとき上記スイッチング素子の断線を
検出することを特徴とする請求項５記載の電力変換装
置。 - 【請求項７】 直流電源、上記直流電源から流出する電
流をスイッチするスイッチング素子、上記スイッチング
素子の出力に接続され負荷を駆動する電力駆動回路、上
記スイッチング素子と並列に設けられた充電抵抗、上記
スイッチング素子の出力側とアース間に設けられたフィ
ルタコンデンサを有する電力変換装置において、上記電
力駆動回路の出力電流の交流分を測定する手段と、上記
出力電流が所定の値を上下する振動回数を計測する手段
とを備え、上記出力電流の振動回数に基づきスイッチン
グ素子の断線を検出することを特徴とする電力変換装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10016997A JPH11215810A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10016997A JPH11215810A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11215810A true JPH11215810A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11931663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10016997A Pending JPH11215810A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11215810A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007202353A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Denso Corp | 電圧変換回路の制御装置 |
| JP2008131798A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Brother Ind Ltd | 電源装置及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP10016997A patent/JPH11215810A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007202353A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Denso Corp | 電圧変換回路の制御装置 |
| JP2008131798A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Brother Ind Ltd | 電源装置及び画像形成装置 |
| JP4524685B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2010-08-18 | ブラザー工業株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
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