JPH118977A - Fusing circuit of inverter fuse device - Google Patents

Fusing circuit of inverter fuse device

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JPH118977A
JPH118977A JP9173005A JP17300597A JPH118977A JP H118977 A JPH118977 A JP H118977A JP 9173005 A JP9173005 A JP 9173005A JP 17300597 A JP17300597 A JP 17300597A JP H118977 A JPH118977 A JP H118977A
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fuse
circuit
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semiconductor switching
switching element
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Hidefumi Ueda
英史 上田
Kiyotaka Fuji
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of secondary accidents of an inverter device with a single fuse, even if the main circuit element group of the inverter device or the semiconductor switching element of a DC/DC converter part is short- circuited. SOLUTION: This circuit consists of an inverter 3, and a DC/DC converter provided with a pulse transformer whose one end of a primary winding is connected to the positive electrode of a serial connection body of a DC power source 1 and a fuse 2, a semiconductor switching element 5 whose output terminal is connected to the other end of the primary side winding 4 of the pulse transformer, and a resistor element 6 which is connected between a negative electrode of the serial connection body of the DC power source 1 and the fuse 2, and the other remaining output terminal of the semiconductor switching element 5. In this case, serial connection bodies 7a, 7b of more than one diodes are also provided, whose anode side is connected with the connection point of the resistor element 6 and the semiconductor switching element 5, and whose cathode side is connected with the negative electrode of the serial connection body of the DC power source 1 and the fuse 2.

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、半導体スイッチン
グ素子を使用したインバータ装置において、半導体スイ
ッチング素子が破損した際における2次災害の発生を防
止するためのインバータ装置のヒューズ溶断回路に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device using a semiconductor switching device, and more particularly to a fuse blowing circuit of the inverter device for preventing occurrence of a secondary disaster when the semiconductor switching device is damaged.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4はインバータ装置における従来のヒ
ューズ溶断回路の第1の構成例を示している。図4にお
いて1は直流電源、2はヒューズ、3は6個のIGBT
トランジスタおよび還流ダイオードからなるインバータ
部、4はパルストランスの1次側巻き線、5はNチャネ
ルMOS−FET、6はNチャネルMOS−FET5を
流れるドレイン電流検出用抵抗、8はモータ、9はイン
バータ部3のIGBTトランジスタのオン・オフ駆動回
路部、10はパルストランス2次側電圧整流用ダイオー
ド、11はパルストランス2次側電圧平滑用コンデン
サ、12はパルストランス2次側巻き線、13はNチャ
ネルMOS−FET5のドレイン電流過電流検出遮断機
能を備えたオン・オフ駆動用及びパルストランス2次側
電圧制御回路部、14はNチャネルMOS−FET5の
駆動用ゲート抵抗、15及び16はNチャネルMOS−
FET5を流れるドレイン電流検出用のRCフィルタ用
抵抗及びフィルタ用コンデンサ、17はパルストランス
2次側電圧(平滑用コンデンサ11の端子間電圧)検出
及び検出電圧伝送用回路部を示している。インバータ部
3の半導体スイッチング素子群が短絡破損した場合の短
絡電流からインバータ装置の2次災害が発生するのをヒ
ューズ2の溶断により防止し、また同様にNチャネルM
OS−FET5が短絡破損した場合の短絡電流からイン
バータ装置の2次災害が発生するのもヒューズ2の溶断
により防止している。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a first configuration example of a conventional fuse blowing circuit in an inverter device. In FIG. 4, 1 is a DC power supply, 2 is a fuse, and 3 is six IGBTs.
Inverter section composed of a transistor and a freewheeling diode, 4 is a primary winding of a pulse transformer, 5 is an N-channel MOS-FET, 6 is a resistor for detecting a drain current flowing through N-channel MOS-FET 5, 8 is a motor, and 9 is an inverter. An IGBT transistor ON / OFF drive circuit section of section 3, a pulse transformer secondary-side voltage rectification diode, 11 a pulse transformer secondary-side voltage smoothing capacitor, 12 a pulse transformer secondary-side winding, and 13 an N On / off drive and pulse transformer secondary side voltage control circuit unit having a drain current overcurrent detection cutoff function of channel MOS-FET5, 14 is a gate resistance for driving the N-channel MOS-FET5, and 15 and 16 are N-channel MOS-
Reference numeral 17 denotes an RC filter resistor and a filter capacitor for detecting a drain current flowing through the FET 5 and a circuit portion for detecting a secondary voltage of the pulse transformer (a voltage between terminals of the smoothing capacitor 11) and transmitting a detected voltage. The occurrence of the secondary disaster of the inverter device from the short-circuit current when the semiconductor switching element group of the inverter unit 3 is short-circuited and broken is prevented by blowing the fuse 2, and similarly, the N-channel M
The occurrence of a secondary disaster of the inverter device due to a short-circuit current when the OS-FET 5 is short-circuit-damaged is also prevented by blowing the fuse 2.

【0003】図5はインバータ装置における従来のヒュ
ーズ溶断回路の第2の構成例を示している。図5におい
て1〜17までの構成は図4の場合と同様である。さら
にヒューズ19を備えている点が図4の構成と異なる。
この場合、インバータ部3の半導体スイッチング素子群
が短絡破損した場合の短絡電流からインバータ装置の2
次災害が発生するのをヒューズ2の溶断により防止し、
NチャネルMOS−FET5が短絡破損した場合の短絡
電流からインバータ装置の2次災害が発生するのをヒュ
ーズ19の溶断により防止している。
FIG. 5 shows a second configuration example of a conventional fuse blowing circuit in an inverter device. 5, the configurations 1 to 17 are the same as those in FIG. Further, the configuration differs from the configuration in FIG. 4 in that a fuse 19 is provided.
In this case, the short-circuit current in the case where the semiconductor switching element group of the inverter unit 3 is short-circuit-damaged is used to determine the inverter device
Prevent the next disaster from occurring by blowing the fuse 2,
The fuse 19 prevents the occurrence of secondary disaster of the inverter device due to the short-circuit current when the N-channel MOS-FET 5 is short-circuited and damaged.

【0004】図6は特公平7−83590による従来の
ヒューズ溶断回路の第3の構成例を示している。図6に
おいて101は商用交流電源、102は電流ヒューズ、
103は整流平滑回路、104は高周波トランス、10
5はスイッチングトランジスタ、106は過電流検出用
抵抗、107は保護回路、108はベース駆動低電圧回
路、109は2次側整流平滑回路、110、111は出
力端子、112は短絡電流を示している。スイッチング
トランジスタ105のベースと過電流検出用抵抗106
の整流平滑回路103の負極に接続されている側との間
にダイオードの直列接続体からなる保護回路107を並
列に接続し、かつ該ダイオードの直列接続体のアノード
側をスイッチングトランジスタ105のベースに接続し
ている。ここでスイッチングトランジスタ105が短絡
破損した場合、電流ヒューズ102が溶断するまでの
間、短絡電流112を図6に示すように高周波トランス
104、スイッチングトランジスタ105、ダイオード
の直列接続体からなる保護回路107へと通すことによ
り、スイッチングトランジスタ105のベース電圧値を
ダイオードの直列接続体の順電圧合計値でクランプでき
るので、このスイッチングトランジスタ105のベース
に接続されたベース駆動低電圧回路108を保護し、2
次災害の発生を防止している。
FIG. 6 shows a third configuration example of a conventional fuse blowing circuit according to Japanese Patent Publication No. 7-83590. 6, 101 is a commercial AC power supply, 102 is a current fuse,
103 is a rectifying / smoothing circuit, 104 is a high-frequency transformer, 10
5 is a switching transistor, 106 is an overcurrent detection resistor, 107 is a protection circuit, 108 is a base drive low voltage circuit, 109 is a secondary side rectifying and smoothing circuit, 110 and 111 are output terminals, and 112 is a short circuit current. . Switching transistor 105 base and overcurrent detection resistor 106
A protection circuit 107 composed of a series connection of diodes is connected in parallel between the rectifying and smoothing circuit 103 and the side connected to the negative electrode, and the anode side of the series connection of the diodes is connected to the base of the switching transistor 105. Connected. If the switching transistor 105 is short-circuited and damaged, the short-circuit current 112 is supplied to the protection circuit 107 composed of a series connection of the high-frequency transformer 104, the switching transistor 105, and the diode until the current fuse 102 is blown, as shown in FIG. The base voltage of the switching transistor 105 can be clamped by the total forward voltage of the series connection of diodes, so that the base driving low voltage circuit 108 connected to the base of the switching transistor 105 can be protected.
Prevent the occurrence of the next disaster.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の構
成である図4においては、インバータ部3の半導体スイ
ッチング素子群が短絡破損した場合においても、Nチャ
ネルMOS−FET5が短絡破損した場合においても、
いずれもヒューズ2の溶断によりインバータ装置の2次
災害の発生を防止している。しかしながらインバータ部
3の半導体スイッチング素子群が短絡破損した場合の短
絡電流に対し、NチャネルMOS−FET5が短絡破損
した場合は、パルストランスの1次側巻き線4の巻き線
抵抗およびNチャネルMOS−FET5を流れるドレイ
ン電流検出用抵抗6によりその短絡電流値が押さえられ
るために、ヒューズ2の溶断が遅くなるという問題があ
り、またドレイン電流検出用抵抗6の端子間電圧が大き
くなるので該抵抗の焼損、あるいは該抵抗に接続されて
いるRCフィルタ用抵抗15、及びフィルタ用コンデン
サ16の焼損等の問題もある。ヒューズ2の溶断時間を
短くしようとすればヒューズの電流定格値を小さくすれ
ばよいが、そうすればインバータ装置の負荷を大きくで
きないという問題がでてくる。
In FIG. 4, which is the above-mentioned conventional structure, both when the semiconductor switching element group of the inverter unit 3 is short-circuited and damaged and when the N-channel MOS-FET 5 is short-circuited and damaged,
In each case, the fuse 2 is blown to prevent the occurrence of a secondary disaster of the inverter device. However, when the N-channel MOS-FET 5 is short-circuited and damaged when the semiconductor switching element group of the inverter unit 3 is short-circuited and damaged, the winding resistance of the primary winding 4 of the pulse transformer and the N-channel MOS- Since the short-circuit current value is suppressed by the drain current detecting resistor 6 flowing through the FET 5, the fusing of the fuse 2 is slowed down. In addition, since the voltage between the terminals of the drain current detecting resistor 6 increases, the There is also a problem such as burnout or burnout of the RC filter resistor 15 and the filter capacitor 16 connected to the resistor. In order to shorten the fusing time of the fuse 2, the current rating value of the fuse may be reduced, but in such a case, the load of the inverter device cannot be increased.

【0006】この問題点を解決したのが図5の構成例で
あるが、これはインバータ部3の半導体スイッチング素
子群が短絡破損した場合の保護としてはヒューズ2を、
NチャネルMOS−FET5が短絡破損した場合の保護
としてはヒューズ19をそれぞれに設け、さらにヒュー
ズ19の定格電流値を小さくすることで図4の構成例に
おける問題点を解決している。しかしながら、この図5
の構成では容量が大きく異なる2個のヒューズを使用す
るため、コストが高くなるという問題がある。また図6
に示す前記従来の構成例におけるダイオードの直列接続
体からなる保護回路107は、オン駆動に高い電圧値を
必要とするMOS−FETトランジスタでは適用できな
いという問題がある。
FIG. 5 shows a configuration example which solves this problem. The fuse 2 is used for protection in the case where the semiconductor switching element group of the inverter unit 3 is short-circuited and damaged.
The protection in the case where the N-channel MOS-FET 5 is short-circuited and broken is provided with a fuse 19, and the rated current value of the fuse 19 is reduced to solve the problem in the configuration example of FIG. However, this FIG.
In this configuration, since two fuses having greatly different capacities are used, there is a problem that the cost is increased. FIG.
The protection circuit 107 composed of a series connection of diodes in the above-described conventional configuration example has a problem that it cannot be applied to a MOS-FET transistor requiring a high voltage value for ON driving.

【0007】そこで本発明は、上記従来の問題を解決す
るものであり、インバータ装置におけるインバータ部の
半導体スイッチング素子群が短絡破損した場合及びDC
/DCコンバータ部の半導体スイッチング素子が短絡破
損した場合のいずれにおいても速やかなヒューズ溶断に
よるインバータ装置の2次災害の防止を可能とし、かつ
それを安価な構成にて、しかもDC/DCコンバータ部
の半導体スイッチング素子を選ばない構成にて実現する
インバータ装置のヒューズ溶断回路を提供することを目
的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems.
In any case where the semiconductor switching element of the DC / DC converter is short-circuited and damaged, it is possible to prevent the secondary disaster of the inverter device due to the quick blow of the fuse, and to use an inexpensive configuration for the DC / DC converter. It is an object of the present invention to provide a fuse blowing circuit for an inverter device realized by a configuration that does not select a semiconductor switching element.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記問題を解決するため
本発明は、直流電源と、前記直流電源に直列に接続され
たヒューズと、前記直流電源と前記ヒューズとの直列接
続体に並列に接続された半導体スイッチング素子群から
なるインバータ部と、前記直流電源と前記ヒューズとの
直列接続体の正極側に1次側巻き線の一端を接続したパ
ルストランスと、前記パルストランスの1次側巻き線の
他端に出力端子を接続された半導体スイッチング素子
と、前記直流電源とヒューズとの直列接続体の負極側と
該半導体スイッチング素子の残るもう一方の出力端子と
の間に接続された抵抗素子を備えたDC/DCコンバー
タ部とからなるインバータ装置において、前記抵抗素子
と前記半導体スイッチング素子との接続点にアノード側
を接続し前記直流電源と前記ヒューズとの直列接続体の
負極側にカソード側を接続した1つ以上のダイオードの
直列接続体を備えたことを特徴としている。また1つ以
上のダイオードの前記直列接続体を定電圧ダイオードに
置き換え、かつ前記定電圧ダイオードのカソード側を前
記抵抗素子と前記半導体スイッチング素子との接続点に
接続し、前記定電圧ダイオードのアノード側を前記直流
電源と前記ヒューズとの直列接続体の負極側に接続した
ことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a DC power supply, a fuse connected in series to the DC power supply, and a parallel connection of a series connection of the DC power supply and the fuse. An inverter unit composed of a group of semiconductor switching elements, a pulse transformer having one end of a primary winding connected to a positive electrode side of a series connection of the DC power supply and the fuse, and a primary winding of the pulse transformer A semiconductor switching element having an output terminal connected to the other end thereof, and a resistance element connected between the negative electrode side of the series connection of the DC power supply and the fuse and the other output terminal of the semiconductor switching element. An inverter device comprising a DC / DC converter provided with an anode connected to a connection point between the resistance element and the semiconductor switching element. It is characterized by comprising a series connection of one or more diodes connected to the cathode side to the anode side of the series connection of the fuse and. The series connection of one or more diodes is replaced with a constant voltage diode, and the cathode side of the constant voltage diode is connected to a connection point between the resistance element and the semiconductor switching element, and the anode side of the constant voltage diode is connected. Is connected to a negative electrode side of a series connection body of the DC power supply and the fuse.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施例の構成を図
1に示す。図1において1は直流電源、2はヒューズ、
3は6個のIGBTトランジスタおよび還流ダイオード
からなるインバータ部、4はパルストランスの1次側巻
き線、5はNチャネルMOS−FET、6はNチャネル
MOS−FET5を流れるドレイン電流検出用抵抗、7
a及び7bはダイオード、8はモータ、9はインバータ
部3のIGBTトランジスタのオン・オフ駆動回路部、
10はパルストランス2次側電圧整流用ダイオード、1
1はパルストランス2次側電圧平滑用コンデンサ、12
はパルストランス2次側巻き線、13はNチャネルMO
S−FET5のドレイン電流過電流検出遮断機能を備え
たオン・オフ駆動用及びパルストランス2次側電圧制御
回路部、14はNチャネルMOS−FET5の駆動用ゲ
ート抵抗、15及び16はNチャネルMOS−FET5
を流れるドレイン電流検出用のRCフィルタ用抵抗及び
フィルタ用コンデンサ、17はパルストランス2次側電
圧(平滑用コンデンサ11の端子間電圧)検出及び検出
電圧伝送用回路部を示している。
FIG. 1 shows the structure of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a DC power supply, 2 is a fuse,
Reference numeral 3 denotes an inverter unit composed of six IGBT transistors and a freewheeling diode, 4 denotes a primary winding of a pulse transformer, 5 denotes an N-channel MOS-FET, 6 denotes a resistor for detecting a drain current flowing through the N-channel MOS-FET 5, 7
a and 7b are diodes, 8 is a motor, 9 is an IGBT transistor ON / OFF drive circuit of the inverter unit 3,
10 is a diode for voltage rectification on the secondary side of the pulse transformer, 1
1 is a capacitor for smoothing the voltage on the secondary side of the pulse transformer;
Is the secondary winding of the pulse transformer, and 13 is the N-channel MO.
On / off drive and pulse transformer secondary side voltage control circuit section having a drain current overcurrent detection cutoff function of S-FET5, 14 is a gate resistance for driving the N-channel MOS-FET5, and 15 and 16 are N-channel MOS. -FET5
Reference numeral 17 denotes a pulse transformer secondary-side voltage (a voltage between terminals of the smoothing capacitor 11) and a detection voltage transmission circuit unit.

【0010】図2は、図1におけるNチャネルMOS−
FET5のドレイン電流過電流検出遮断機能を備えたオ
ン・オフ駆動用及びパルストランス2次側電圧制御回路
部13とパルストランス2次側電圧(平滑用コンデンサ
11の端子間電圧)検出及び検出電圧伝送用回路部17
を具体的に示したものである。DC/DCコンバータ部
は、パルストランス2次側電圧(平滑用コンデンサ11
の端子間電圧)検出及び検出電圧伝送用回路部17中の
抵抗72の端子間電圧と、NチャネルMOS−FET5
のドレイン電流過電流検出遮断機能を備えたオン・オフ
駆動用及びパルストランス2次側電圧制御回路部13中
の電圧制御用基準電圧32とが一致するように、MOS
−FET5のオン時間幅を制御している。またドレイン
電流を抵抗15とコンデンサ16とのRCフィルタを通
した上での抵抗6の端子間電圧から検出しており、この
検出電圧値(検出ドレイン電流値)が過電流検出用基準
電圧38を越えた際には、コンパレータ37、RSフリ
ップ・フロップ36、NORゲート39を介して瞬時に
MOS−FET5をオフさせ、かつMOS−FET5の
オン・オフ発振周波数(コンパレータ35の比較用入力
端子に三角波電圧を入力して作り出している)の1周期
時間経過後は前記遮断動作をコンパレータ35、RSフ
リップ・フロップ36、NORゲート39により解除す
ることでドレイン電流を過電流検出レベル以内に押さえ
ながら、なおかつ2次側電圧の制御を行っている。
FIG. 2 is a circuit diagram of the N-channel MOS transistor shown in FIG.
On / off drive / pulse transformer secondary voltage control circuit unit 13 having a drain current overcurrent detection / cutoff function of FET 5 and pulse transformer secondary voltage (voltage between terminals of smoothing capacitor 11) detection and detection voltage transmission Circuit section 17
Is specifically shown. The DC / DC converter section includes a secondary voltage of the pulse transformer (the smoothing capacitor 11).
Between the terminals of the resistor 72 in the detection and detection voltage transmission circuit unit 17 and the N-channel MOS-FET 5
In order to match the reference voltage 32 for the on / off driving and the voltage control circuit section 13 on the secondary side of the pulse transformer provided with the drain current overcurrent detection cutoff function of
-Controls the ON time width of FET5. Further, the drain current is detected from the voltage between the terminals of the resistor 6 after passing through the RC filter of the resistor 15 and the capacitor 16, and this detected voltage value (detected drain current value) is used as the reference voltage 38 for overcurrent detection. When it exceeds, the MOS-FET 5 is turned off instantaneously via the comparator 37, the RS flip-flop 36, and the NOR gate 39, and the ON / OFF oscillation frequency of the MOS-FET 5 (the triangular wave is input to the comparison input terminal of the comparator 35). After the elapse of one cycle time (which is made by inputting a voltage), the cutoff operation is released by the comparator 35, the RS flip-flop 36, and the NOR gate 39 so that the drain current is kept within the overcurrent detection level, and The secondary voltage is controlled.

【0011】ヒューズ2の定格電流値はインバータ負荷
容量に合わせて選定されている。まずインバータ部3に
おいて短絡破損が発生した際は、この短絡電流を制限す
る抵抗分がほとんど存在しないため、従って大きな短絡
電流がヒューズ2を流れるので瞬時にヒューズを溶断で
きる。またコンバータ部のMOS−FET5が短絡破損
した際は、短絡初期においては短絡電流の大部分はダイ
オード7a,7bとを通り(抵抗6にはダイオード7
a,7bとの順電圧合計値を抵抗6の抵抗値で割った電
流値のみ流れる)、ダイオード7a,7bとが短絡モー
ドにより破損した後は短絡電流はすべてダイオード7
a,7bとを流れるので、この短絡電流を制限するのは
パルストランスの1次側巻き線4の巻き線抵抗のみとな
る。このパルストランスの1次側巻き線4の巻き線抵抗
値は小さな値なので従って大きな短絡電流がヒューズ2
を流れ、瞬時にヒューズを溶断できる。
The rated current value of the fuse 2 is selected according to the load capacity of the inverter. First, when short-circuit breakage occurs in the inverter section 3, there is almost no resistance for limiting the short-circuit current, and therefore a large short-circuit current flows through the fuse 2, so that the fuse can be blown instantaneously. When the MOS-FET 5 in the converter section is short-circuit-damaged, most of the short-circuit current passes through the diodes 7a and 7b in the initial stage of the short-circuit (the diode 7 is connected to the resistor 6).
After the diodes 7a and 7b are damaged by the short-circuit mode, all the short-circuit currents flow through the diodes 7a and 7b.
a and 7b, the short-circuit current is limited only by the winding resistance of the primary winding 4 of the pulse transformer. Since the primary winding 4 of this pulse transformer has a small winding resistance, a large short-circuit current
Flow and blow the fuse instantaneously.

【0012】本発明の第2の実施例の構成を図3に示
す。図3においては図1の構成例に対し図1中のダイオ
ード7a,7bのみを定電圧ダイオード18に置き換
え、その他の構成は同様にしたものである。この場合コ
ンバータ部のMOS−FET5が短絡破損した際は、短
絡初期においては短絡電流の大部分は定電圧ダイオード
18を通り(抵抗6には定電圧ダイオード18の定電圧
値を抵抗6の抵抗値で割った電流値のみ流れる)、定電
圧ダイオード18が短絡モードにより破損した後は短絡
電流はすべて定電圧ダイオード18を流れるので、この
短絡電流を制限するのはパルストランスの1次側巻き線
4の巻き線抵抗のみとなる。このパルストランスの1次
側巻き線4の巻き線抵抗値は小さな値なので従って大き
な短絡電流がヒューズ2を流れ、瞬時にヒューズを溶断
できる。
FIG. 3 shows the configuration of a second embodiment of the present invention. 3, only the diodes 7a and 7b in FIG. 1 are replaced by constant voltage diodes 18 in the configuration example of FIG. 1, and other configurations are the same. In this case, when the MOS-FET 5 of the converter section is short-circuit-damaged, most of the short-circuit current passes through the constant-voltage diode 18 at the initial stage of the short-circuit (the constant voltage of the constant-voltage diode 18 is applied to the resistor 6). After the constant voltage diode 18 is damaged by the short-circuit mode, all the short-circuit current flows through the constant-voltage diode 18. Therefore, the short-circuit current is limited by the primary winding 4 of the pulse transformer. Only the winding resistance. Since the winding resistance of the primary winding 4 of this pulse transformer is small, a large short-circuit current flows through the fuse 2 and the fuse can be blown instantaneously.

【0013】請求項1記載の構成において、直流電源に
直列に接続されたヒューズの定格電流値はインバータ装
置の出力端子に接続された負荷容量にあわせて選定され
ている。従って該直流電源と該ヒューズとの直列接続体
に並列に接続された半導体スイッチング素子群からなる
インバータ部において該半導体スイッチング素子群の短
絡破損が発生した場合、この短絡電流を制限する抵抗分
はほとんど存在せず、その短絡電流は該ヒューズを溶断
するに足る十分な電流を確保できるので、速やかなヒュ
ーズ溶断によりインバータ装置の2次災害の発生を防止
できる。
In the configuration according to the first aspect, the rated current value of the fuse connected in series to the DC power supply is selected according to the load capacity connected to the output terminal of the inverter device. Therefore, when a short circuit breakage of the semiconductor switching element group occurs in the inverter section including the semiconductor switching element group connected in parallel to the series connection of the DC power supply and the fuse, the resistance that limits the short circuit current is almost zero. Since there is no short-circuit current, a sufficient current sufficient to blow the fuse can be secured, so that the secondary blow of the inverter device can be prevented by the quick blow of the fuse.

【0014】またDC/DCコンバータ部においてパル
ストランスの1次側巻き線に接続された半導体スイッチ
ング素子が短絡破損した場合には、短絡電流は該パルス
トランスの1次側巻き線、短絡破損した半導体スイッチ
ング素子、該直流電源とヒューズとの直列接続体の負極
側にカソード側を接続した1つ以上のダイオードの直列
接続体へと順に流れることになる。したがって該直流電
源とヒューズとの直列接続体の負極側と該半導体スイッ
チング素子の出力端子との間に接続された抵抗素子の端
子間電圧値は、該ダイオードの直列接続体の順電圧合計
値でクランプされることになる。この状態がしばらく持
続(極めて短時間である)した後、該ダイオードの直列
接続体は前記持続期間中の(短絡電流×順電圧合計値)
による発生損失で、短絡モードにより破損する。この該
ダイオードの直列接続体の短絡モードによる破損後は、
該抵抗素子の端子間電圧は零にクランプされるので、そ
のまま短絡電流が流れても該抵抗の焼損、あるいは該抵
抗に接続されている他の抵抗や、あるいはコンデンサの
焼損等も発生しない。同様に短絡破損した該ダイオード
の直列接続体の端子間電圧も零となるので該ダイオード
の直列接続体での発生損失はなくなり、従ってその後の
短絡電流(ヒューズが溶断動作を開始しているので短絡
電流は急激に減少している)による該ダイオードの直列
接続体での焼損等も発生しない。ここで該ダイオードの
直列接続体の破損前及び破損後いずれの場合において
も、その短絡電流を制限するものは該パルストランスの
1次側巻き線抵抗のみであり、この抵抗値は一般的に小
さな値なので該ヒューズを溶断するに足る十分な短絡電
流を確保でき、従って速やかなヒューズ溶断によりイン
バータ装置の2次災害の発生を防止できる。
When the semiconductor switching element connected to the primary winding of the pulse transformer in the DC / DC converter section is short-circuited and damaged, the short-circuit current is applied to the primary winding of the pulse transformer and the short-circuited semiconductor. The current flows sequentially to a series connection of one or more diodes having a cathode connected to the negative side of the series connection of the switching element, the DC power supply and the fuse. Therefore, the terminal-to-terminal voltage value of the resistance element connected between the negative electrode side of the series connection of the DC power supply and the fuse and the output terminal of the semiconductor switching element is the total forward voltage of the series connection of the diodes. It will be clamped. After this state lasts for a while (extremely short time), the series connection of the diodes becomes (shorter current × total forward voltage) for the duration.
Damage caused by short-circuit mode. After this series connected diode is damaged by the short-circuit mode,
Since the voltage between the terminals of the resistance element is clamped to zero, even if a short-circuit current flows as it is, the resistance of the resistance, the resistance of another resistance connected to the resistance, or the damage of the capacitor does not occur. Similarly, the voltage between the terminals of the series connection of the diode that has been short-circuited and broken is also zero, so that the loss generated in the series connection of the diode is eliminated, and therefore, the short-circuit current (the short-circuit since the fuse has started to be blown) (The current is sharply reduced.). Here, in both cases before and after breakage of the series connection of the diodes, the only thing that limits the short-circuit current is the primary winding resistance of the pulse transformer, and this resistance value is generally small. Since the value is a value, a short-circuit current sufficient to blow the fuse can be secured, so that a secondary disaster of the inverter device can be prevented from occurring due to the quick blow of the fuse.

【0015】ここで1つ以上のダイオードの直列接続体
を使用するのは、DC/DCコンバータ部の通常動作時
における該直流電源と該ヒューズとの直列接続体の負極
側と該半導体スイッチング素子の出力端子との間に接続
された抵抗素子において、該半導体スイッチング素子を
流れる電流により発生する該抵抗素子の端子間電圧値に
対し、該ダイオードの順電圧値が低ければ前記DC/D
Cコンバータ部の通常動作に対し干渉してしまうので、
従ってこの干渉を防止するため該ダイオードを直列接続
体としてその順電圧合計値(以下ダイオードのクランプ
電圧とする)が必ず前記該抵抗の端子間電圧値よりも大
きくなるように設定するためである。また請求項2記載
の構成においては、該ダイオードの直列接続体を定電圧
ダイオードに置き換え、かつ定電圧ダイオードのカソー
ド側を該抵抗素子と該半導体スイッチング素子との接続
点に接続し、定電圧ダイオードのアノード側を該直流電
源とヒューズとの直列接続体の負極側に接続している。
この定電圧ダイオードの定電圧値が、請求項1記載の構
成におけるダイオードのクランプ電圧に相当する。
Here, the series connection of one or more diodes is used because the negative side of the series connection of the DC power supply and the fuse and the semiconductor switching element during normal operation of the DC / DC converter section. When the forward voltage value of the diode is lower than the voltage value between the terminals of the resistance element generated by the current flowing through the semiconductor switching element, the DC / D
Since it interferes with the normal operation of the C converter,
Therefore, in order to prevent this interference, the diode is connected in series so that the total forward voltage (hereinafter referred to as the diode clamping voltage) is set to be always larger than the voltage between the terminals of the resistor. Further, in the configuration according to claim 2, the series connection of the diodes is replaced with a constant voltage diode, and a cathode side of the constant voltage diode is connected to a connection point between the resistance element and the semiconductor switching element. Of the DC power supply and the fuse is connected to the negative electrode side of a series connection body of the DC power supply and the fuse.
The constant voltage value of the constant voltage diode corresponds to the diode clamp voltage in the configuration of the first aspect.

【0016】請求項2記載の構成の場合、DC/DCコ
ンバータ部においてパルストランスの1次側巻き線に接
続された半導体スイッチング素子が短絡破損した場合に
は、短絡電流は該パルストランスの1次側巻き線、短絡
破損した半導体スイッチング素子、定電圧ダイオードへ
と順に流れることになる。したがって該直流電源とヒュ
ーズとの直列接続体の負極側と該半導体スイッチング素
子の出力端子との間に接続された抵抗素子の端子間電圧
値は、該定電圧ダイオードの定電圧値でクランプされる
ことになる。この状態がしばらく持続(極めて短時間で
ある)した後、該定電圧ダイオードは前記持続期間中の
(短絡電流×定電圧値)による発生損失で短絡モードに
より破損する。この該定電圧ダイオードの短絡モードに
よる破損後は、該抵抗素子の端子間電圧は零にクランプ
されるので、そのまま短絡電流が流れても該抵抗の焼
損、あるいは該抵抗に接続されている他の抵抗や、ある
いはコンデンサの焼損等も発生しない。同様に短絡破損
した該定電圧ダイオードの端子間電圧も零となるので該
定電圧ダイオードでの発生損失はなくなり、従ってその
後の短絡電流(ヒューズが溶断動作を開始しているので
短絡電流は急激に減少している)による該ダイオードの
直列接続体での焼損等も発生しない。ここで該ダイオー
ドの直列接続体の破損前及び破損後いずれの場合におい
ても、その短絡電流を制限するものは該パルストランス
の1次側巻き線抵抗のみであり、この抵抗値は一般的に
小さな値なので該ヒューズを溶断するに足る十分な短絡
電流を確保でき、従って速やかなヒューズ溶断によりイ
ンバータ装置の2次災害の発生を防止できる。
According to the second aspect of the present invention, if the semiconductor switching element connected to the primary winding of the pulse transformer is short-circuited and damaged in the DC / DC converter, the short-circuit current is reduced to the primary current of the pulse transformer. The current flows sequentially to the side winding, the short-circuit damaged semiconductor switching element, and the constant voltage diode. Therefore, the voltage value between the terminals of the resistance element connected between the negative electrode side of the series connection of the DC power supply and the fuse and the output terminal of the semiconductor switching element is clamped by the constant voltage value of the constant voltage diode. Will be. After this state lasts for a while (extremely short time), the constant voltage diode is damaged by the short circuit mode due to the loss caused by (short circuit current × constant voltage value) during the above period. After the constant voltage diode is damaged by the short-circuit mode, the voltage between the terminals of the resistance element is clamped to zero. Therefore, even if the short-circuit current flows as it is, the resistance is burned out, or another resistance connected to the resistance is connected. No resistance or capacitor burnout occurs. Similarly, the voltage between the terminals of the short-circuit damaged constant voltage diode becomes zero, so that no loss occurs in the constant voltage diode. Therefore, the short-circuit current thereafter (the short-circuit current sharply increases because the fuse has started to blow). ) In the series connection of the diodes. Here, in both cases before and after breakage of the series connection of the diodes, the only thing that limits the short-circuit current is the primary winding resistance of the pulse transformer, and this resistance value is generally small. Since the value is a value, a short-circuit current sufficient to blow the fuse can be secured, so that a secondary disaster of the inverter device can be prevented from occurring due to the quick blow of the fuse.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
バータ装置におけるインバータ部の半導体スイッチング
素子群が短絡破損した場合及びDC/DCコンバータ部
の半導体スイッチング素子が短絡破損した場合のいずれ
においても速やかなヒューズ溶断によりインバータ装置
の2次災害の防止を可能とし、かつそれを1個のヒュー
ズ構成による低コストで実現できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, both when the semiconductor switching element group of the inverter unit in the inverter unit is short-circuited and damaged and when the semiconductor switching element of the DC / DC converter unit is short-circuited and damaged. There is an effect that it is possible to prevent a secondary disaster of the inverter device by quickly blowing the fuse, and to realize the same at a low cost by using a single fuse configuration.

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

【図1】 本発明の第1の実施例におけるインバータ装
置のヒューズ溶断回路の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuse blowing circuit of an inverter device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施例における部分詳細構成
FIG. 2 is a partial detailed configuration diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2の実施例におけるインバータ装
置のヒューズ溶断回路の構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a fuse blowing circuit of an inverter device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 従来例におけるインバータ装置のヒューズ溶
断回路の第1の構成図
FIG. 4 is a first configuration diagram of a fuse blowing circuit of an inverter device in a conventional example.

【図5】 従来例におけるインバータ装置のヒューズ溶
断回路の第2の構成図
FIG. 5 is a second configuration diagram of a fuse blowing circuit of the inverter device in the conventional example.

【図6】 従来例におけるインバータ装置のヒューズ溶
断回路の第3の構成図
FIG. 6 is a third configuration diagram of a fuse blowing circuit of an inverter device in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 ヒューズ 3 6個のIGBTトランジスタおよび還流ダイオード
からなるインバータ部 4 パルストランスの1次側巻き線 5 NチャネルMOS−FET 6 NチャネルMOS−FET5を流れるドレイン電流
検出用抵抗 7a、7b ダイオード 8 モータ 9 インバータ部3のIGBTトランジスタのオン・オ
フ駆動回路部 10 パルストランス2次側電圧整流用ダイオード 11 パルストランス2次側電圧平滑用コンデンサ 12 パルストランス2次側巻き線 13 NチャネルMOS−FET5のドレイン電流過電
流検出遮断機能を備えたオン・オフ駆動用及びパルスト
ランス2次側電圧制御回路部 14 NチャネルMOS−FET5の駆動用ゲート抵抗 15 NチャネルMOS−FET5を流れるドレイン電
流検出用のRCフィルタ用抵抗 16 NチャネルMOS−FET5を流れるドレイン電
流検出用のRCフィルタ用コンデンサ 17 パルストランス2次側電圧(平滑用コンデンサ1
1の端子間電圧)検出及び検出電圧伝送用回路部 18 定電圧ダイオード 19 ヒューズ 31 抵抗 32 電圧制御用基準電圧 33 オペアンプ 34a MOS−FET5のゲート駆動用上段側トラン
ジスタ 34b MOS−FET5のゲート駆動用下段側トラン
ジスタ 35 コンパレータ 36 RSフリップ・フロップ 37 コンパレータ 38 過電流検出用基準電圧 39 NORゲート 71、72 抵抗 101 商用交流電源 102 電流ヒューズ 103 整流平滑回路 104 高周波トランス 104a 高周波トランスの1次側巻き線 104b 高周波トランスの2次側巻き線 105 スイッチングトランジスタ 106 過電流検出用抵抗 107 保護回路 108 ベース駆動低電圧回路 109 2次側整流平滑回路 110、111 出力端子 112 短絡電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Fuse 3 Inverter part consisting of six IGBT transistors and a freewheeling diode 4 Primary winding of pulse transformer 5 N-channel MOS-FET 6 Drain current detection resistors 7a, 7b diodes flowing through N-channel MOS-FET5 Reference Signs List 8 Motor 9 ON / OFF drive circuit section of IGBT transistor of inverter section 3 10 Pulse transformer secondary side voltage rectification diode 11 Pulse transformer secondary side voltage smoothing capacitor 12 Pulse transformer secondary side winding 13 N-channel MOS-FET5 And a pulse transformer secondary-side voltage control circuit unit 14 having a drain current overcurrent detection cut-off function and a gate resistance for driving the N-channel MOS-FET 5 15 For detecting a drain current flowing through the N-channel MOS-FET 5 RC file Capacitor resistor 16 N-channel MOS-FET 5 the drain current RC filter capacitor 17 pulse transformer secondary voltage for detecting flowing (smoothing capacitor 1
Circuit for detecting and transmitting detected voltage 18) Constant voltage diode 19 Fuse 31 Resistor 32 Voltage control reference voltage 33 Operational amplifier 34a Upper transistor for gate drive of MOS-FET5 34b Lower stage for gate drive of MOS-FET5 Side transistor 35 Comparator 36 RS flip-flop 37 Comparator 38 Overcurrent detection reference voltage 39 NOR gate 71, 72 Resistance 101 Commercial AC power supply 102 Current fuse 103 Rectifier smoothing circuit 104 High frequency transformer 104a Primary winding of high frequency transformer 104b High frequency Transformer secondary winding 105 Switching transistor 106 Overcurrent detection resistor 107 Protection circuit 108 Base drive low voltage circuit 109 Secondary side rectification and smoothing circuit 110, 111 Output terminal 112 Short Fault current

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、前記直流電源に直列に接続
されたヒューズと、前記直流電源と前記ヒューズとの直
列接続体に並列に接続された半導体スイッチング素子群
からなるインバータ部と、前記直流電源と前記ヒューズ
との直列接続体の正極側に1次側巻き線の一端を接続し
たパルストランスと、前記パルストランスの1次側巻き
線の他端に出力端子を接続された半導体スイッチング素
子と、前記直流電源と前記ヒューズとの直列接続体の負
極側と該半導体スイッチング素子の残るもう一方の出力
端子との間に接続された抵抗素子を備えたDC/DCコ
ンバータ部とからなるインバータ装置において、 前記抵抗素子と前記半導体スイッチング素子との接続点
にアノード側を接続し前記直流電源と前記ヒューズとの
直列接続体の負極側にカソード側を接続した1つ以上の
ダイオードの直列接続体を備えたことを特徴とするイン
バータ装置のヒューズ溶断回路。
An inverter unit including a DC power supply, a fuse connected in series to the DC power supply, and a semiconductor switching element group connected in parallel to a series connection of the DC power supply and the fuse; A pulse transformer in which one end of a primary winding is connected to a positive electrode side of a series connection of a power supply and the fuse; and a semiconductor switching element in which an output terminal is connected to the other end of the primary winding of the pulse transformer. An inverter device comprising a DC / DC converter unit having a resistance element connected between a negative electrode side of a series connection body of the DC power supply and the fuse and the other output terminal of the semiconductor switching element. An anode is connected to a connection point between the resistance element and the semiconductor switching element, and a cathode is connected to a negative side of a series connection body of the DC power supply and the fuse. Fuse circuit of an inverter apparatus comprising the series connection of one or more diodes connected to over de side.
【請求項2】 1つ以上のダイオードの前記直列接続体
を定電圧ダイオードに置き換え、かつ前記定電圧ダイオ
ードのカソード側を前記抵抗素子と前記半導体スイッチ
ング素子との接続点に接続し、前記定電圧ダイオードの
アノード側を前記直流電源と前記ヒューズとの直列接続
体の負極側に接続したことを特徴とする請求項1に記載
のインバータ装置のヒューズ溶断回路。
2. A constant voltage diode, wherein the series connection of one or more diodes is replaced by a constant voltage diode, and a cathode side of the constant voltage diode is connected to a connection point between the resistance element and the semiconductor switching element. 2. The fuse blowing circuit of claim 1, wherein an anode of the diode is connected to a negative electrode of a series connection of the DC power supply and the fuse.
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