JPS58224577A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPS58224577A
JPS58224577A JP57107240A JP10724082A JPS58224577A JP S58224577 A JPS58224577 A JP S58224577A JP 57107240 A JP57107240 A JP 57107240A JP 10724082 A JP10724082 A JP 10724082A JP S58224577 A JPS58224577 A JP S58224577A
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transistor
power transistor
power
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signal
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JP57107240A
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JPH0219706B2 (ja
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Sachio Ueno
上野 佐千夫
Yasuo Yokoi
横井 弥寿雄
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NIPPON INBAATA KK
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
NIPPON INBAATA KK
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トランジスタインバータ、トランジスタチョ
ッパ、トランジスタ式スイッチングレギュレータのよう
な、スイッチングトランジスタによる電力変換装置に関
する。
一般に、トランジスタインバータやトランジスタチョッ
パ、スイッチングレギュレータなどの電源機器に於ては
、パワートランジスタを周期的にオン、オフの状態を繰
返えさせることによって、直流電圧の変換や、直流−交
流の変換を行なわ」Jている。これ等の機器は、他の電
気設備の電力の源として重要な役割を担うもので、当然
高い信頼性を持ったものでなければならない。更に、こ
れ等の機器には、宿命的に、過負荷や、出ブ1短絡、と
云った、他の半導体製品には伺随しないような、不確定
要素が加えられ、きわめて破壊を招きνJい状況に置か
れるのが常である。この困難な課題に対して、従来から
種々の1呆護回路の提案がなされてきたが、鋭敏に作動
するものは装置自体の実用性を損い、順応性に富んだも
のは耐破壊性が不光分である。又、いずれにしても保護
回路自体の電源が安定でなけれは不動な保護機能を発揮
しないものが多く、瞬時停電等の、制御電源不安定時に
起きる内因性破壊には効果がない。
従来、主として用いられている方式は、定電流垂下方式
と、遮断方式の併用である。前者はパワートランジスタ
に流れる電流の平均値が所定の値を越えないように、線
型フィードバック制御を施すもので、順応性は良いが、
耐破壊性は不光分である。後者はパワートランジスタに
流れる電流の波高値がある一定の値に達すると、たソ゛
ちにパワー トランジスタ で、トランジスタの保護には有効であるが、電源装置と
して生産ラインなどに用いると重大な二次的損失を発生
するIJ↑れがある。
本発明の目的に1:、きわめて応答性がよく、個々のパ
ワートランジスタごとに対応することができ、危険な状
態が消失すると直ちに且つ自動的に保護状態が解除さノ
ーシて元の状態に戻る、スイッチングトランジスタによ
る電力変換装置を提供することにある。
本発明の第1の特徴は、各パワートランジスタが個別に
保護回路を有していることである。
本発明の第2の特徴は、パワートランジスタを所定の時
間関係で周期的にオンオフさせるだめの制御信号を利用
し、パワートランジスタがオンに制御される時11旧こ
け保護回路が機能するように構成されていることである
本発明の第3の特徴は、サイリスタのアノ− ド。
カソード電圧が所定値以下に低下すると自動的にオフ状
態に戻る性質と、制御入力が周期的にオンオフを繰返す
ことを巧みに利用して、オフ制御時間に保護状態を一旦
解除し、なお危険状態が持続している場合は次のオン制
御時間に再び保護回路が機能するよう構成されているこ
とである。
本発明の第4の特徴は、パワートランジスタのコレクタ
電流の増大のみでなく、コレクタ電位の上昇によっても
保護回路を作動させることにより、パワートランジスタ
が非飽和領域で動作することを防止していることである
次に、本発明をトランジスタインバータに実施した実施
例について説明する。
第1図にトランジスタインバータの全体構成図を示す。
クロックパルス発振器1のクロック信号が.分周器、カ
ウンタ等を含む分配回路2 VC入力され、分配回路2
は所定の位相関係とパルス幅をもつ制御信号81.82
・・・・・S6fそれぞれ周期的に出力する。直流電源
3の正電源線4と3相交流出力gty,v,wの間には
パワートランジスタQ1Q3 、 Qsが接続され、直
流電源3の負電源線5と34目交流出力線U 、 V 
、 Wの間にはパワートランジスタQ2 、 Q4 、
 Q6が接続されている。なお、各パ「ツートランジス
タQ1,Q2・・・・・・Q6と並列に逆電圧防上用ダ
イオードIh 、 D2,・・・・・D6が接続されて
いる。これら各パワートランジスタQ1,Q2・・・・
・Q6はそれぞれ開閉制御回路A1, A2・・・・・
・A6によりオンオフ制御され、各開閉制御回路Ai,
A2・・・・・A6 は上述した制御信号S1,S2・
・・・・・S6に従い作動する。本発明の保護回路は、
この開閉制御回路内に設けられる。
第2図に、第1図の開閉制御回路の一つA1 の具体的
構成を示す。なお、6個の開閉制御回路A1。
A2・・・・・A6はいずれも第2図と同一に構成され
ている。
パワー)・ランジスタQ1のエミッタ、コレクタ回路に
電流検出用抵抗Rが直列接続され、その両端子間電圧を
取り出すための線11が導出されてぃる。捷だ、パワー
トランジスタQ1のコレクタ′iL圧Vci検出するた
め分圧抵抗R1,R2が直列接続され、その接続点から
線12が導出されている。
コンパレータCP+は過電流を検出するためのもので、
非反転入力H−1に勝11が接続されている。
コンパレータCP2は非飽和領域動作を検出するだめの
もので、反転入力(@に想12が接続されている。コン
パレータCP 2の基準電圧はツェナダイオードZDの
ツェナ電圧により規定される。コンパレータCP1の基
準電圧はコンノ々レータCP2 の状態出力により異な
ったものとなる。すなわち、パワートランジスタのコレ
クタ電位VCが低くコンパレータCP2の状態出力が“
高”レベに全抵抗R3とR4で分圧した値であって、こ
の状態で電流検出用抵抗Hの端子電圧全検出している。
コンノ(L/ −夕CR2カパワートランジスタの非飽
和領域動作を検出して出力が”低″ニ反転1するとコン
ノ々レータCP1の基準電圧は実質的に容重で低下する
一方、制御回路用電源Eに負荷抵抗R5全通(〜で補助
用トランジスタq1  のエミッタ、コレクタ電極が接
続され、このベース電極に制御信号S1が入力され、コ
レクタ回路13から、相補形トランジスタ回路14を介
してパワートランジスタQ1のベース回路に至るパワー
トランジスタの制御回路が形成されている。従って、補
助用トランジスタq、は制御信−弓がオン制御信号のと
きにパワートランジスタQ1 ’lr導通させ、制御信
号がオフ制御信号のときにパワートランジスタQ1  
を遮断させる。この補助用トランジスタq1 のエミッ
タ。
コレクタ間にサイリスクSCHのアノード、カソード電
極が1〆続され、このサイリスクSCRのゲート電極に
コンパレータCP1の出力が接続されている。
このような構成において、インバータが正常に作動1.
、パワートランジスタQ1 に過電流が流れずHつ遮断
領域と飽和領域の間で正常なスイッチング動作が行われ
て:いるときは、コンパレータCP2]出力は“高”、
コンパレータCP1の出力は”低″であってサイリスク
SGRは遮断状態になっている。この状態では前述した
通り、補助用トランジスタq1 のオンオフに従いノく
ワートランジスタQ1  がオンオフ制御される。
パワートランジスタQ1  がオンのとき過電流が流れ
て抵抗Hの端子電圧が設定値をこえて上昇すると、コン
パレータCP1の出力が“低”から°′高パに転じ、サ
イリスクSGR”f導通させるので、補助用トラン7ン
スタq、のコレクタ電位は強制的に゛低″レベルに引き
下げられ、バl’7−)ランリスクQ1にオフに切換え
て保護する。この保護状態は制御信号S1がオン制御時
間の間たけ持続される。
制御信号S1がオフ制御時間になると補助用トランジス
タq1  のコレクタ電位が“低″になるから、サイリ
スタSCRの導通状態が解除される。再び制御信月81
  がオン制御時間になったとき、依然として過電流状
態がつづいておれば、前述と同様にしてそれが検出され
パワートランジスタ及び負荷が保護される。一方、パワ
ートランジスタQ1が非飽和領域で動作すると、周知の
通り、ノくワートランジスタQ1  のコレクタ電位V
Cが」二昇するカラコンパレータCP2がこ:hk検出
し、コンノくし1゜ 一タCP+の反転入力(@全強制的に零に降下させるの
で、抵抗Rの端子間電圧の大小にかかわらず過電流検出
信号が出力され、サイリスタSCR全導通さぜる。
本発明によれば、負荷への電力供給全中断することなく
過電流等の危険な状態を検出し、パワートランジスタ及
び負荷を保護することができる。
また従来のように直流電源線已に過電流検出手段を設け
るのではなく、パワートランジスタ個々に対応して設け
ているので、危険状態の発生に対し速やかに且つ適切な
対処をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例にかかる電力変換装置のブロッ
ク図、第2図は同装置における開閉制御回路の具体的構
成を示す回路図である。 Ql 、 Q2 、・・・・・・Q6  ・・・・・・
パワートランジスタ、Sl、S2.・・・・・S6  
・・・・・制御信号、R・・・・・・電流検出用抵抗、
CPl ・・・・・・過電流検出用コンパレータ、cp
2・・・・・非飽和領域動作検出用コンパレータ、q。 ・・・・・補助用トランジスタ、ScR・・・・・・サ
イリスク。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御信号に従い複数個のバ17−)ランジスタを
    周期的にオンオフさせて電力変換を行う装置において、
    上記パワートランジスタごとに保護回路を設け、この−
    保護回路は、上記パワートランジスタのエミッタ、コレ
    クタ回路に直列接続された電流検出用抵抗Rと、その抵
    抗Hの両端子間型圧が所定の基準値よりも増大したとき
    過電流検出信号を出力する過電流検出手段と、」二記制
    御信号がベース回路に導入されオン制御信号が入力され
    ている時間上記パワートランジスタを導通させオフ制御
    信号が入力されている時間上記パワートランジスタを遮
    断させる補助用トランジスタと、この補助用トランジス
    タのエミッタ、コレクタ間にアノード、カソード電極が
    並列接続されゲート電極が上記過電流検出信号により制
    御されるサイリスタを有し、上記パワートランジスタの
    オン制御時間中に上記過電流検出信号が出力されたとき
    」−記バワートランジスタのベース電位を強制的にオフ
    状態に切換え、その後、上記制御入力がオフ制御信号に
    切換りたとき−に記強制的オフ状態が解除されるよう構
    成した電力変換装置。
  2. (2)上記電流検出用抵抗Rの両端子間型圧が所定の基
    準値以下であっても、上記パワートランジスタのコレク
    タ電位が所定値以上に上昇したことを検出する非飽和領
    域動作検出手段を設け、この検出信号により上記過電流
    検出信号を強制的に出力させるよう構成した特許請求の
    範囲第1項記載の電力変換装置。
JP57107240A 1982-06-21 1982-06-21 電力変換装置 Granted JPS58224577A (ja)

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JP57107240A JPS58224577A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 電力変換装置

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JPS58224577A true JPS58224577A (ja) 1983-12-26
JPH0219706B2 JPH0219706B2 (ja) 1990-05-02

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JP57107240A Granted JPS58224577A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 電力変換装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620460U (ja) * 1992-06-08 1994-03-18 加美産業機器株式会社 金属表面の処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5490527A (en) * 1977-12-28 1979-07-18 Toshiba Corp Protection system for transistor inverter circuit
JPS5563579A (en) * 1978-11-04 1980-05-13 Fanuc Ltd Protective device for electric motor driving inverter circuit

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