JPS619172A - インバ−タの制御装置 - Google Patents

インバ−タの制御装置

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JPS619172A
JPS619172A JP59128870A JP12887084A JPS619172A JP S619172 A JPS619172 A JP S619172A JP 59128870 A JP59128870 A JP 59128870A JP 12887084 A JP12887084 A JP 12887084A JP S619172 A JPS619172 A JP S619172A
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JP
Japan
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current
phase
circuit
output
inverter
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Pending
Application number
JP59128870A
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English (en)
Inventor
Katsu Maekawa
克 前川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS619172A publication Critical patent/JPS619172A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は自己消弧可能な第1の電流領域およびこの電流
領域より大きく、自己消弧はできないが電流を流すこと
は可能な第2の電流領域を有するスイッチング素子を含
んでなるインバータの制御装置に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕近年、新しいス
イッチング素子が文献(IEDM  83r25AMP
、500VOLTINSULATED GATE TR
ANSISTORJ H,F、CHANG他)に発表さ
れている。
このスイッチング素子はI G T (In5ulat
edGate Transistor )と呼ばれ、第
3図に示すように、MO8形電界効果トランジスタ21
にNPNトランジスタ22が並列接続されると共に、P
NPトランジスタ23のベースおよびコレクタがそれぞ
れNPNトランジスタ22のエミッタおよびベースに接
続され、さらに、NPNトランジスタ22のベース・コ
レクタ間に抵抗24を接続した等何回路で表わされ、高
速スイッチングが可能なこと、順方向電圧降下が小さい
こと、および、過電流に強いこと等に特長を有している
ただし、過電流に強いとはこの素子にオンゲート信号が
与えられていることが条件で、自己消弧可能な電流値以
上のときにオフゲート信号はを与えると素子の劣化およ
び破壊を招き易いものであった。
しかして、従来のトランジスタインバータで採用された
保護方法、すなわち、過電流時にスイッチング素子のド
ライブ信号をしゃ断する方法を用いると、過電流保護レ
ベルを自己消弧可能な電流領域内に設定しなければなら
ず、過電流に強いというIGTの長所を生かすことがで
きなかった。
一方、IGTに自己消弧可能な領域を超える電流が流れ
ているときにドライブ信号をしゃ断すると、保護回路自
体が回路素子に損害を与えること1     になる。
(発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、IGTま
たはこのIGTに似た特性のスイッチング素子を含んで
なるインバータを確実に保護し得るインバータの制御装
置の提供を目的とする。
(発明の概要) この目的を達成するために本発明は、自己消弧可能な第
1の電流領域およびこの第1の電流領域より大きく、自
己消弧はできないが電流を流すことは可能な第2の電流
領域を有するスイッチング素子を含んでなるインバータ
を制御するものにおいて、 出力相電流をそれぞれ検出する電流検出器と、この電流
検出器の出力信号に基づき、前記第1の電流領域の上限
を超えたことを検出すると共に、この上限を超えた相の
前記スイッチング素子に対して、上限を超えた時点のゲ
ート信号をそのまま与え続け、且つ、伯の相の前記スイ
ッチング素子をしゃ断または線間電圧が零となるように
制御する保護回路とを具備したことを特徴とするもので
    をある。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例の構成を部分的にブロックで
示した回路図である。
この第1図において、直流電源1には平滑および電力回
生用のコンデンサ2が接続されると共に、インバータ3
が接続されている。インバータ3はグレーツ接続された
6個のIGT31〜36と、これらのIGTにそれぞれ
並列接続された6個のダイオードD1〜D6とでなり、
このうち、IGT31,34の相互接合点、IGT32
,35の相互接合点およびIGT33.36の相互接合
点がそれぞれU相、■相、W相の出力端子5U、5V、
5Wに接続されている。
このインバータ3を制御するために、図示しない負荷の
U相電流およびW相電流を検出する電流検出器5.U、
5Wと、この電流検出器の出力信号に基いてパルス幅変
調信号SU、SV、Swを作る制御回路6と、電流検出
器5tJ、5Wの出力信号に基づき、負荷の相電流が自
己消弧可能な電流領域の上限を超えたI 、G Tに対
して、この上限を超えた時点のゲート信号をそのまま与
え続けると共に、他の相のIGTの全てにオフゲート信
号を与える過電流保護回路7とを具えている。
ここで、制御回路6は公知であるので、その構成説明を
省略する。
次に、第2図は過電流保護回路7の詳細な構成を示す回
路図である。
この過電流保護回路7は先ず、相電流信号11゜11W
f入力してそれぞれ設定された過電流レベルを超えたと
き論理“O″の信号を、過電流レベル以下のとき論理“
′1″の信号(以下論理を省略する)を出力する過電流
検出器11LJ、11W’、および、相電流信号j 、
i を加算器10で加算HI    Iw して■相電流の絶対値が設定された過電流レベルを超え
たときO゛′の信号を、過電流レベル以下のとき“1′
″の信号を出力する過電流検出器11Vを有している。
また、上記制御回路6のパルス幅変調信号SU。
S およびSwをラッチするラッチ回路12U。
■ 12V、12Wを有している。これらのラッチ回路は対
応する過電流検出器11’U、 11V、 11Wが“
1″の信号を出力している間それぞれパルス幅変調信号
SU、SV、Swと同じ論理信号をQ端子から出力し、
その反転信号をQ端子から出力する。反対に、過電流検
出器11U、11V。
11Wの何れかがII OIIの信号を出力すると、対
応するラッチ回路が動作して過電流検出時点のパルス幅
変調信号およびその反転信号をラッチする。
次に、過電流検出器11L1.11V’、 11Wの出
力信号をそれぞれ反転するNOT回路13U。
13V、13Wと、これらのNOT回路の出力の論理和
をとるOR回路14と、このOR回路の出力を反転する
NOT回路15とが設けられ、過電流検出器11U、1
1V、11Wの全てが1″の信号を出力しているときの
み、NOT回路15が“1′″の信号を出力する。
1     また、ラッチ回路12Uに対応してAND
回路16a、 16b、OR回路17a、17b。
AND回路18a、18bが設けられ、コU)うち、A
ND回路16a、16bはそれぞれNOT回路15の出
力とラッチ回路12UのQ端子出力、Q端子出力との論
理積をとり、AND回路18a。
18bはそれぞれNOT回路13LJの出力とラッチ回
路121JのQfi&子出力、Q@i子出力出力論理積
をとり、さらにOR回路17aはAND回路16aおよ
び188両出力の論理和を、OR回路17bはAND回
路16bおよび18.b両出力の論理和をそれぞれとる
構成になっている。
これと同様に、ラッチ回路12Vに対応してAND回路
16c、16d、OR回路17c、17d、AND回路
18c、18dが設けられ、このうち、AND回路16
c、16dはそれぞれNOOR回路14出力とラッチ回
路12VのQ端子出力、Q端子出力との論理積をとり、
AND回路18c、18dはそれぞれNOT回路13V
の出力とラッチ回路12VのQ端子出力、Q端子出力と
の論理積をとり、さらに、OR回路17cはAND回路
16c、18a両出力の論理和をOR回路17dはAN
D回路16d、18d両出力の論理和をそれぞれとる構
成になっている。
同様にしてラッチ回路12Wに対応してAND回路16
e、16f、OR回路17e、17f。
AND回路18e、18fが設けられ、このうち、端子
出力との論理積をとり、AND回路18e。
18fはそれぞれNOT回路13Wの出力とラッチ回路
12WのQ端子出力1.Q端子出力との論理積をとり、
さらに、OR回路17eはAN[)回路16eおよび1
88両出力の論理和を、OR回路17fはAND回路1
6fおよび18f両出力の論理和をそれぞれとる構成に
なっている。
上記の如く構成された本実施例の作用を以下に説明する
先ず、第1−において保護回路7から出力されるゲート
信号d1.1〜G6によりIGT31〜36の導通(以
下オンと言う)、シゃ断(以下オフと言う)が制御され
負荷に繋がる出力端子5tJ。
5’V、5Wの電圧が制御されている。とする。
今、U相の負側に接続されたIGT34が過電流である
ことを知るには、U相電流が出力端子5UからIGT3
4を介して直流型m1の負側へ流れていることを知る必
要がある。それには、電流が端子5Uからインバータの
U相に流れる極性と、この電流がダイオードD1ではな
く IGT34に流れていることを検出する回路が必要
である。この場合の処理としてはIGT34にオンゲー
ト信号を与え、IGT31にはオフゲート信号を与えな
ければならない。
逆に、電流が直流電源1の負側からダイオードD4を介
して出力端子5Uに流れており、その大きさがIGTの
消弧可能な電流値を超えている場合には、rGT34に
対してオン、オフ何れのゲート信号も考えられるが、I
GT31に対しては必ずオフゲート信号が与えられてい
る。このとき、IGT31をオンにするとオフできなく
なるので、IGT31はオフに保持した方がよい、仮り
に、IGT34にオンゲート信号が与えられておればオ
フにしてもあるいはオンしたままでもよい。
このことは、1GT31およびダイオードD1について
も同様である。
かくして、ある相の電流が過電流検出レベルを超えたと
き、その相に対応するどのI GT、どのダイオードに
流れているかに関係なく、過電流検出時点においてその
相のIGTに与えていたゲート信号をそのまま与え続け
れば、しゃ断できない電流をしや断しようとしてIGT
を破損させることはなく、しゃ断できない電流値である
のに10丁をオンすることもないことが判る。
そして、過電流を制御可能な値まで減衰させるには他の
相のIGTを制御することにより可能である。その方法
として、例えば、過電流になった相部外の全てのIGT
にオフゲート信号をちえてもよいし、インバータ出力線
間電圧が全て零になるように他相のIGTに対して、過
電流になった、     相の対応アーム(正側なら正
側、負側なら負側)のゲート信号と同じ信号を与えても
よい。
第2図は過電流になった相部外の全てのIGTにオフゲ
ート信号を与えるための具体回路である。
第2図において、U相電流検出信号’IllおよびW相
電流検出信号’1wは過電流検出器11U。
11Wによって過電流を判定する閾値すなわち、第1の
電流領域の上限に対応する値と比較され、この閾値を超
えたとき“0″の信号を出力する。
また、加算器10では’ Iu+’ 1w’加算してZ
vを過電流検出器11Vに与える。そこで、過電流検出
器11■は−11−絶対値と上記閾値とを比較して、こ
の閾値を超えたとき゛Oパの信号を出力する。
一方、ラッチ回路12U、12V、12Wには上記制御
回路6のパルス幅変調信号SU、SV。
Swがそれぞれ加えられており、出力相電流が過電流レ
ベル以下のとき過電流検出器11U、11V、11Wの
出力は何れも“1”、NOT回路13LJ、13V、1
3Wの出力は0”で、しかもNO丁回路15(7)出力
4.t ” 1 ” rあるZ & h’ら・   1
上記パルス幅変調信号S u 、 S v 、 S w
がそのま    グまOR回路17a、17c、17e
から出力サレそれぞれIGT31〜33にゲート信号0
1〜G3として加えられ、さらに、上記パルス幅変調信
号SU、Sv、SWを反転した信号がOR回路17b、
17d、17fから出力され、それぞれI GT34〜
36にゲート信号04〜G6として加えられる。
一方、過電流検出器11U、11V、11W(7)うち
の何れか1つ、例えば、過電流検出器11tJが過電流
を検出して出力が0”′になると、ラッチ回路12Uが
その時点のパルス幅変調信号SUをラッチする他、NO
T回路13Uの出力が“1″に、NOT回路15の出力
が“ONにそれぞれ反転する。したがって、過電流検出
がなされたU相のみラッチ回路12LIに保持されたパ
ルス幅変調信号がAND回路18a、18bをそれぞれ
介してOR回路17a、17bより出力され、このとき
、他のOR回路170〜17fの出力は全て11011
になる。
かくして、過電流検出がなされた相のIGTには、過電
流検出時点のゲート信号がそのまま与えられ、伯の相の
IGTにはオフゲート信号が与えられるから、過電流の
IGTにオフゲート信号を与えるという事態を未然に防
ぐことができる。
なお、上記実施例では過電流を検出した相部外の全ての
IGTにオフゲート信号を与えたが、その代わりに、出
力線間電圧が零になるように他の相のIGTを制御して
も、上述したと同様な保護が可能である。
なおまた、上記実施例ではIGTを用いたインバータ回
路について説明したが、本発明はIGTと略同様な特性
のG T O(Gate Tune Off thyr
i−stor)を用いても、要は自己消弧可能な第1の
電流領域およびこの第1の電流領域より大きく、自己消
弧はできないが電流を流すことは可能な第2の電流領域
を有するスイッチング素子を含んでなるインバータに全
て適用することが、できる。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば、イ
ンバータを構成する10丁またはこのIGTに似た特性
のスイッチング素子に対して、自己消弧できない領域の
電流が流れた相のスイッチング素子にはその時点のゲー
ト信号をそのまま与え続け、且つ、他の相のスイッチン
グ素子をしゃ断または線間電圧が零になるように制御す
る保護回路を具えているので、この種のインバータを確
実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を部分的にブロックで
示した回路図、第2図は同実施例の主要な要素の詳細な
構成を示す回路図、第3図は本発明の適用対象を構成す
る素子の等価回路図である。 1・・・直流電源、2・・・コンデンサ、3・・・イン
バータ、4.U、4.W・・・電流検出器、6・・・制
御回路、7・・・保護回路、31〜36・・・IGT0
出願人代理人  猪  股    清 曾 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 自己消弧可能な第1の電流領域およびこの第1の電流領
    域より大きく、自己消弧はできないが電流を流すことは
    可能な第2の電流領域を有するスイッチング素子を含ん
    でなるインバータを制御するものにおいて、 出力相電流をそれぞれ検出する電流検出器と、この電流
    検出器の出力信号に基づき前記第1の電流領域の上限を
    超えたことを検出すると共に、この上限を超えた相の前
    記スイッチング素子に対して、上限を超えた時点のゲー
    ト信号をそのまま与え続け、且つ、他の相の前記スイッ
    チング素子をしゃ断または線間電圧が零となるように制
    御する保護回路とを具備したことを特徴とするインバー
    タの制御装置。
JP59128870A 1984-06-22 1984-06-22 インバ−タの制御装置 Pending JPS619172A (ja)

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