JPS61295878A - 電流形インバ−タの保護回路 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、例えば誘導過熱装置の電源などに使用され
る電流形インバータの保護回路に関する。

Ｂ；発明の概要 この発明の保護回路は、電流形インバータにおけるゲー
ト信号の発生タイミングＴ１と、これより一定時間ΔＬ
以上遅れて発生すべき出力電圧の零点タイミングＴ２と
を比較し、タイミングＴ１よりタイミングＴ２が来た場
合、およびタイミングＴ１より時間Δｔを経過する前に
タイミングＴ２が来た場合を検出してインバータの動作
を停止するもので、転流失敗による過電流からインバー
タを未然に保護する。

Ｃ１従来の技術 電流形インバータにおいては、負荷側で短絡事故が発生
した場合など、出力電圧の零点タイミングが正常時より
早くなり、そのために転流余裕時間が減少して転流失敗
が起きる。

従来においては、転流失敗に対する保護として、転流失
敗によってその後生じる過大電流を検出し、インバータ
の動作を停止させていた。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上述した従来の保護回路では、過大な事故電流を検出し
て初めてインバータを停止させるものであるから、応答
が遅く、事故電流を検出するまでの間にも相当大きな電
流が流れてしまう。定格電流より大きな電流が度々流れ
ると素子の劣化を促進するので、実際には充分な電流余
裕のある大形の素子を用いなければならず、このことが
インバータのコスト低減を阻害する１つの要因であった
。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、負荷側の急変などによって生じた転流失
敗を瞬時に検出し、電流が急増する而にインバータを停
止できるようにした電流形インバータの保護回路を提供
することにある。

Ｅ２問題点を解決するための手段 この発明の保護回路は、ゲート信号の発生タイミングＴ
Ｉと、これより一定時間Δｔ以上遅れて発生すべき出力
電圧の零点タイミングＴ２とを比較し、タイミングＴＩ
よりタイミングＴ２が来た場合、およびタイミングＴＩ
より時間Δｔを経過する前にタイミングＴ２が来た場合
にインバータの動作を停止させるものである。

２１作用 負荷側で短絡事故が発生した場合など、出力電圧の零点
タイミングが正常時より早くなり、上記２つの場合のい
ずれかの状態になると、転流失敗が起こり、それとほぼ
同時に上記保護回路の作用でインバータが停止する。

Ｇ、実施例 第１図はこの発明に系る保護回路を備えた電流形インバ
ータの構成例を示すブロック図であり、第２図はその動
作例を示すタイミングチャートである。

まず電流形インバータの構成と動作の概要を説明する。

１０は点弧制御回路１２により制御されて交流電源入力
を直流に変換するコンバータ部、Ｉ４はコンバータ部ｌ
Ｏの出力を平滑するりアクｌ、ル、１６は点弧制御回路
１８により制御されて直流入力を交流に変換して負荷２
０に供給するインバータ部、２２はインバータ部１６で
つくられた交流出力をトランス２４を介して受けてその
電圧零点を検出する電圧零点検出回路、２６はインバー
タ部１６へのゲート信号の基本となるタイミング信号Ｂ
を点弧制御回路１８に与えるｖｃｏｃ電圧制御型可変周
波数発振器）、２８と３０はＶＣＯ２６の制御電圧を与
える周波数設定器と増幅器、３２は増幅器３０に負の入
力Ｃを与える転流時間設定用の単安定マルチバイブレー
ク（以下モノマルチと称す）、３４は増幅器３０に正の
入力Ｅを与えるフリップフロップである。

第２図に示すようにＶＣ０２６から微少幅パルスのゲー
トタイミング信号Ｂがある周期で出力され、これに従っ
てインバータ部１−６の点弧が制御され、ＶＣ０２６の
発振周波数に対応した周波数の交流出力がインバータ部
１６から得られる。インバータ部１６の出力電圧が零ク
ロスするごとに、電圧零点検出回路２２から微少幅の零
点タイミング信号Ｄが出力される。

モノフル３２はゲートタイミング信号Ｂによってトリガ
され、所定幅で所定電圧の負の方形波パルスＣを出力す
る。フリップフロップ３４は、ゲートタイミング信号Ｂ
でセットされ、零点タイミング信号りでリセットされ、
その所定電圧のセット出力Ｅが増幅器３０に入力される
。このフリップフロップ３４のセット出力Ｅの方形波パ
ルスの時間幅によってＶＣ０２６の周期が変化し、その
結果インバータ部１６の点弧角が調整される。

インバータ部１６のスイッチング素子（サイリスタなど
）のターンオフ時間があるために、ゲートタイミング信
号Ｂが発生してから実際に転流が行なわれ、出力電圧が
零クロスして零点タイミング信号りが発生するまでには
ある程度の時間を要する。その時間差の正常範囲の最小
値をΔｔとする。つまり正常に転流が行なわれていれば
、ゲートタイミング信号Ｂが発生してからΔｔ時間以上
遅れて零点タイミング信号りか出力される。

次に、この発明による保護回路３６について説明する。

保護回路３６は、上記フリップフロップ３４の出力Ｅを
上記Δｔ時間遅延するディレィ回路３８と、ディレィ回
路３８の出力Ｆを反転するノット回路４０と、ノット回
路４０の出力と上記電圧零点検出回路２２の出力りとを
入力とするアンド回路４２とで構成されている。アンド
回路４．２　ＧがＨレベルになると、それがインバータ
に対する停止命令であり、この信号Ｇによって点弧制御
回路１２．１’８の動作が停止する。つまりインバータ
が停止する。

ゲートタイミング信号ＢからΔｔ時間以上遅れて零点タ
イミング信号りが発生していれば、零点タイミング信号
りの発生時にディレィ回路３８の出力Ｆは必ずＨレベル
になっている。したがってアンド回路４２の出力ＧはＬ
レベルに保たれている。これは正常な状態である。

負荷２０側でインピーダンスの急変や短絡事故などが発
生すると、出力電圧が急激に変化して電圧零点が正常よ
り早くなる。第２図Ａはインバータ部１６の入力端子を
示しているが、上記のように出力側で事故があると、入
力側の電圧も点線のよう波形になってしまう。出力電圧
がゲートタイミング信号Ｂより早く発生した場合は、イ
ンバータ部１６の転流余裕時間が確保できなくなり、転
流失敗□が発生する。

この状態になると、保護回路３６においては、ディレス
回路３８の出力ＦがＬレベルになっているときに零点タ
イミング信号りが発生し、アンド回路４２から■］レベ
ルのパルス（停止命令）が生じ、インバータが停止する
。つまり、転流失敗により出力電流の異常上昇をみる而
にインバータが停止する。

零点タイミング信号りがゲートタイミング信号Ｂより遅
れて発生しても、その時間差がΔｔに満たなければ、や
はり転流失敗が起こるので、上記と同様にアンド回路４
２の出ツノによってインバータが停止する。

Ｉ４　、発明の効果 以上詳細に説明したように、この発明に係る電流形イン
バータの保護回路によれば、負荷側の急変などによって
転流失敗が起こると、その直後にインバータの動作が停
止する。したがって出力電流が急増する前にインバータ
の動作が停止することになる。そのためインバータのス
イッチング素子にそれ程大きな電流余裕をもたせる必要
がなく、必要最少限の小型の素子を用いて安価なインバ
ータを構成できる。

４、図面の簡単説明 第１図はこの発明に係る保護回路を備えた電流形インバ
ータの構成例を示すブロック図、第２図はその動作例を
示すタイミングチャートである。

ＩＯ・・・コンバータ部、１６・・・インバータ部、２
２・・・電圧零点検出回路、２６・・・電圧制御型可変
周波数発振器、３６・・・保護回路。

第１図 Δ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲート信号の発生タイミングＴ１と、これより一
   定時間Δｔ以上遅れて発生すべき出力電圧の零点タイミ
   ングＴ２とを比較し、タイミングＴ１より速くタイミン
   グＴ２がきた場合、およびタイミングＴ１より時間Δｔ
   を経過する前にタイミングＴ２が来た場合にインバータ
   の動作を停止させることを特徴とする電流形インバータ
   の保護回路