JPS5915264Y2 - インバ−タ保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電池電圧を発振器によって交流電圧に変換
するインバータの保護装置に関し、電池電圧がある値以
下になったときや、負荷が短絡状態になったとき、発振
動作が確実に停止するように構成したものである。

つぎに、この考案のインバータ保護装置を、その１実施
例を示した図面とともに、詳細に説明する。

第１図において、電池１の正端子２と負端子である接地
点３との間に接続された発振器４は、同じく正端子２と
接地点３との間に接続された第１増幅器５、変成器６お
よび第２増幅器７とともにインバータを構成しており、
発振器４の発振出力は、第１増幅器５、変成器６および
第２増幅器７によって増幅され、負荷８に供給される。

また、正端子２と端子９との間に、ツェナーダイオード
１０が逆バイアス接続されており、端子９と接地点３と
の間には、抵抗１１．温度補償用ダイオード１２、ツェ
ナーダイオード１３および抵抗１４が直列に接続されて
いる。

抵抗１１とダイオード１２との直列接続点１５には、Ｐ
ＵＴ （Ｎゲートサイリスク）１６の陽極が接続されて
おり、同サイリスタ１６の陰極は、抵抗１７を介して接
地されている。

ツェナーダイオード１３と抵抗１４との直列接続点を端
子１８と呼称すると、端子９と端子１８との藺には、２
個の分圧用抵抗１９．２０が接続されており、この抵抗
１９．２０の直列接続点２１には、Ｎゲートサイリスタ
１６のゲートが接続されている。

抵抗１７の両端子間に接続された制御信号増幅器２２の
出力端子には、スイッチ用トランジスタ２３のベース、
エミッタ間が接続されており、トランジスタ２３のコレ
クタは、発振器４の発振出力端子に、ダイオード２４．
２５を介して接続されている。

また、ツェナーダイオード１０の両端子間にエミッタ、
コレクタ間を接続する第２のスイッチ用トランジスタ２
６のベースが、抵抗２７および２個のダイオード２８．
２９を介して第２増幅器７の出力端子に接続されている
。

さらに、電池１の正端子２と接地点３との間に、抵抗３
０を介して第２のツェナーダイオード３１が逆バイアス
接続されており、抵抗３０とツェナーダイオード３１と
の直列接続点３２は、ダイオード３３を介して端子９に
接続されており、これらは前記インバータに対する保護
装置に構成している。

このようなインバータ保護装置において、抵抗３０、ツ
ェナーダイオード３１およびダイオード３３を除外した
場合の回路動作は次のとおりである。

すなわち、電池１の起電圧がたとえば１６Ｖのとき、発
振器４は正常な発振動作をし、電動機またはヒータ等か
らなる負荷８に正常な交流電圧が供給される。

このため、トランジスタ２６が導通して、ツェナーダイ
オード１０の両端子間が短絡され、端子９は正端子２の
電位となる。

このとき、Ｎゲートサイリスタ１６のゲート電位は陽極
電位よりも高く、したがって、Ｎゲートサイリスタ１６
はターンオンせず、トランジスタ２３は非導通の状態を
保つ。

電池１の起電圧が所定値以下に低下すると、Ｎゲートサ
イリスタ１６のゲート電位が陽極電位以下となり、Ｎゲ
ートサイリスタ１６がターンオンし、トランジスタ２３
が制御信号増幅器２２の出力信号によって導通し、発振
器４の発振出力端子が接地される。

つまり、発振器４の発振動作が停止して、電池１の過放
電が防止されることになる。

また、電池１の起電圧が低下しなくても負荷８が何らか
の理由で短絡状態になったとき、第２増幅器７の出力が
低下してトランジスタ２６が非導通となり、ツェナーダ
イオード１０に対する短絡が解かれるので、端子９の電
位が低下し、Ｎゲートサイリスタ１６がターンオンする
。

そして、トランジスタ２３が導通し、発振器４の発振動
作が停止するので、インバータ構成回路部品が過大な負
荷電流によって破かいする危険が防止される。

ところで、このように構成された保護装置では、Ｎゲー
トサイリスタ１６の陽極電位を基準としてゲート電位の
変化を比較検出するのであるから、Ｎゲートサイリスタ
１６の陽極電位がツェナーダイオード１３等によって常
に一定値に保持されることが大前提となる。

したがって、正端子２と接地点３との間に、非常に低い
起電圧を有する電池が接続された場合、前記大前提がく
ずれてしまい、インバータは保護装置動作なしの運転を
行なうという危険な結果を招く。

とくに発振器４の発振動作が不安定となって、トランジ
スタ２６が非導通になると、端子９の電位が極度に低下
し、Ｎゲートサイリスタ１６の動作が不安定となる一方
、電動機等からなる負荷８には定格未満の電圧が加わり
、非常に危険な状態に陥る。

これを第２図によって説明すると、電池電圧が１６Ｖで
負荷が短絡になると、トランジスタ２６が非導通となり
、ツェナーダイオード１０による１０Ｖの電圧降下（矢
印Ａ）が端子９に生じ、Ｎゲートサイリスタ１６はター
ンオンし、発振器４は斜線で示す不動作域に突入し、発
振動作を停止する。

ところが、電池電圧が１２Ｖに下り、がつ負荷が短絡状
態になると、ツェナーダイオード１０による１０■の電
圧降下（矢印Ｂ）で端子９の電位が２■となり、Ｎゲー
トサイリスタ１６はターンオンせず、発振器４は不安定
ながら発振動作を行なうという結果を招く。

そこで、この考案を実施した第１図図示の保護装置では
、抵抗３０、ツェナーダイオード３１およびダイオード
３３からなる定電圧回路を付加し、前述のような危険を
とり除いている。

すなわち、第２図に示すように、ダイオード３３は平時
、逆バイアスであるが、前述のように電池電圧が低下し
、かつ負荷が短絡状態に陥ると順バイアスとなり、端子
９の電位をもち上げて（矢印Ｃ）、たとえば５．６Ｖに
保持する（矢印Ｄ）。

端子９がこの程度の電位に保持されても端子２１の電位
は端子１５の電位よりも低いから、Ｎゲートサイリスタ
１６はターンオンし、トランジスタ２３を強制的に導通
させ、これによって発振器４の発振動作が確実に停止す
る。

なお、前記実施例ではＮゲートサイリスタを用いたが、
端子２１の電位を端子１５の基準電圧と比較し、この比
較出力によってスイッチ回路をオン・オフ動作しうる電
圧比較回路であればよい。

また、発振器４の発振動作を停止させるための手段とし
て、発振器４の発振出力端子を接地する代りに、種々の
回路をとりうるのは勿論である。

以上のように、この考案は、電池を電源とする発振器の
発振出力を増幅器によって増幅し、負荷に交流電圧を供
給するインバータの保護装置において、電池の電圧低下
をツェナーダイオードによる基準電圧で比較検出する電
圧比較回路と、この電圧比較回路の出力信号によって発
振器の発振動作を停止させる第１スイッチ回路と、増幅
器の出力電圧低下時に電池と電圧比較回路との間に他の
ツェナーダイオードを逆バイアス接続する第２スイッチ
回路と、第２スイッチ回路の動作によって電圧比較回路
の動作電圧が過小となるのを防ぎ第１スイッチ回路を強
制的に動作させる定電圧回路とを備えることにより、電
池電圧がある値以下に下ったときや、負荷が短絡状態に
なったとき、発振器の発振動作を確実に停止させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のインバータ保護装置の１実施例の電
気回路図、第２図は第１図の動作説明図である。 １・・・電池、４・・・発振器、５，７・・・増幅器、
８・・・負荷、１０．１３．３１・・・ツェナーダイオ
ード、１６・・・Ｎゲートサイリスタ、２３．２６・・
・トランジスタ、３３・・・ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電池を電源とする発振器の発振出力を増幅器によって増
   幅し、負荷に交流電圧を供給するインバータの保護装置
   において、前記電池の電圧低下をツェナーダイオードに
   よる基準電圧で比較検出する電圧比較回路と、この電圧
   比較回路の出力信号によって前記発振器の発振動作を停
   止させる第１スイッチ回路と、前記電池と前記電圧比較
   回路との間に逆バイアス接続された他のツェナーダイオ
   ードと、前記電池電圧が正常のとき前記増幅器の出力に
   て導通して前記性のツェナーダイオードを短絡し前記電
   池電圧が低下したとき前記増幅器の出力にて非導通とな
   って前記短絡を解除する第２スイッチ回路と、前記第２
   スイッチ回路の非導通動作によって前記電圧比較回路の
   動作電圧が過小となるのを防ぎ前記第１スイッチ回路を
   強制的に動作させる定電圧回路とを備えてなるインバー
   タ保護装置。