JPS6216063A - スイツチング素子の故障検出装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、スイッチング素子を用いたインバータ装置に
おいて、素子が破壊して短絡または開放状態にあるとぎ
、破壊している素子と破壊の状態を検出するスイッチン
グ素子の故障検出装置に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ スイッチング素子を用いたインバータ装置で、なんらか
の原因で素子が壊れると、インバータ装置は、過電流な
どの保護回路が働き、運転中であれば動作を停止し、停
止中であれば運転開始信号を入れても始動しない。

再び運転を開始するためには壊れた素子を正常な素子と
交換する必要がある。

このとぎ、壊れた素子を捜す方法としては、直流電源に
直列接続された素子のそれぞれに電流検出器ぞ設け、電
流検出器の出力によって素子が破壊しているかどうかを
判断したり、直流電源に直列に接続された素子の端子間
の抵抗値をテスタなとで測定し、その値によって、素子
が破壊しているかどうかを判断している。

前者の例として、スイッチング素子がサイリスタのとき
電流検出器に発光ダイオードを使用した回路を第２図に
示す。

第２図において、サイリスタＴＨＹ１．ＴＨＹ２が共に
正常ならば、オフ制御状態で発光ダイオードＬＥＤａ　
、ＬＥＤｂは直流電圧（交流電圧１を整流器２で整流し
たもの）によりオンとなる。

サイリスタＴＨＹＩが短絡状態の故障のときは、発光ダ
イオードＬＥＤａがオフとなり、サイリスタＴＨＹ２が
、短絡状態のときは発光ダイオードＬＥＤｂがオフとな
る。

また、サイリスタＴＨＹ１が、開放状態の故障のときは
ＴＨＹｌのゲートをオンさせても発光ダイオードＬＥＤ
ａは、オフしない。同様に、サイリスタＴＨＹ２が開放
状態のときはＴＨＹ２のゲートをオンさせても発光ダイ
オードＬＥＤｂはオフしない。

これによって素子の故障が検出できるが、この場合は素
子ごとに電流検出器を設けねばならず、直流電源に接続
している素子のアーム数が増えれば、使用する部品も増
大するという問題がある。

後者の場合は全て手動で操作しなければならず、従って
素子の不良を速やかに検出することは、不可能である。

［発明の目的］ 本発明は、破壊している素子とその破壊状態を速やかに
検出できるコンパクトなスイッチング素子の故障検出装
置を提供することを目的としている。

［発明の概要］ 本発明は、直流電源に接続されて直流電源電圧を２等分
する２直列の同じコンデンサまたは抵抗と、上記直流電
源に２直列に接続された複数アームのスイッチング素子
から成るインバータ装置において、上記２直列接続され
たコンデンサまたは抵抗の中間接続点と、上記２直列接
続されたスイッチング素子の各中間接続点との間にそれ
ぞれ電流検出器（例えば逆並列接続された発光ダイオー
ドまたはフォトカプラ）を挿入し、上記電流検出器の導
通状態をチェックして上記各スイッチング素子の短絡破
壊または開放破壊を判別し、これによって少い部品数で
素子の故障を検出できるコンパクトなスイッチング素子
の故障検出装置である。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。

第１図において、交流電圧１は整流器２で全波整流して
直流電圧に変換され、その出力に直流電圧を２等分する
ように平滑コンデンサＣ１，Ｃ２が直列に接続されると
共に、３組のトランジスタＧＴＲ１とＧＴＲ４、ＧＴＲ
３とＧＴＲ６、ＧＴＲ５とＧＴＲ２がそれぞれ直列に接
続され、さらにコンデンサＣ１，Ｃ２の中間点と各トラ
ンジスタの直列接続の中間点との間にそれぞれフォトカ
プラＰＣＩとＰＯ２、ＰＯ２とＰＯ２、ＰＯ２とＰＯ２
の逆並列回路と直列抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とが直列に接
続されている。

第１図の回路で、電源を入れた時、例えばトランジスタ
ＧＴＲ１が短絡していると、コンデンサＣ１のもってい
る直流電圧の半分の電圧が抵抗Ｒ１とフォトカプラＰＣ
１，ＰＯ２にかかり、順方向のＰＣｌがオンする。

トランジスタＧＴＲ４が短絡していると、コンデンサＣ
２による直流電圧の半分の電圧によって、フォトカプラ
ＰＣ４がオンする。

同様にして、トランジスタＧＴＲ３が短絡していればフ
ォトカプラＰＣ３がオンし、トランジスタＧＴＲ６が短
絡していればフォトカプラＰＣ６がオンし、トランジス
タＧＴＲ５が短絡していればフォトカプラＰＣ５がオン
し、トランジスタＧＴＲ２が短絡していればフォトカプ
ラＰＣ２がオンする。

電源を入れても、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ６が全てオ
フであるときは、各トランジスタのゲートを順次オンさ
せる。

例えば、トランジスタＧＴＲ１のゲートをオンするーと
、ＧＴＲｌが正常であれば通電するのでフォトカプラＰ
ＣＩがオンする。もしフォト力ブラＰＣｌがオフしてい
ればトランジスタＧＴＲ１は開放状態で破壊していると
判定できる。

同様にして、ＧＴＲ４のゲートをオンしてもＰＯ２がオ
フ、ＧＴＲ３のゲートをオンしてもＰＯ２がオフ、ＧＴ
Ｒ６のゲートをオンしてもＰＯ２がオフ、ＧＴＲ５のゲ
ートをオンしてもＰＯ２がオフ、ＧＴＲ２のゲートをオ
ンしてもＰＯ２がオフならそれぞれ対応するトランジス
タが開放状態で破壊していると判別できる。

従ってフォトカプラＰＣＩ〜ＰＣ６の出力をＯシックシ
ーケンスまたはマイクロプロセッサに組みこみ、電源を
入れてフォトカプラがオンすれば、そのフォトカプラに
該当するトランジスタが短絡状態で破壊しているという
情報を出し、また短絡がなければ、次にトランジスタの
ゲートをオンさせ該当するフォトカプラがオフしていれ
ば、そのトランジスタは開放状態で破壊しているという
情報を出すようにする。これによって破壊しているトラ
ンジスタの検出を速やかに行うことが出来る。

第３図は上記検出動作の手順を示すフローチャートであ
る。

本発明の伯の実施例を第４図に示す。

第４図は第１図におけるフォトカプラＰ　Ｃ１−・ＰＯ
２の代わりに、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＦＤ６を使
用したものであり、この場合短絡状態で破壊しているト
ランジスタをみつけるときは、電源を入れて発光ダイオ
ードがオンしているかどうかを見ればよい。

開放状態で破壊しているトランジスタをみつりる場合は
、押しボタンスイッチ等でトランジスタのゲートをオン
させ、該当する発光ダイオードがオンしているかどうか
を見る。

本発明のさらに他の実施例を第５図に示す。

第５図は第１図における平滑コンデンサＣＩ。

Ｃ２の代わりに、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を用いて直流電圧
を２分しており、他は第１図と同じである。

この場合は、直流電圧源に接続されたスイッチング素子
のアーム数が３ア一ム以上から使用する抵抗が少なくな
るメリットがあり、その動作は第１図の場合と全く同じ
である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、各スイッチング素
子ごとに電流検出器と抵抗を入れる必要がないので、使
用する部品の数が少なく簡単な回路となり、コンパクト
な装置で、速やかにスイッチング素子の故障検出を行う
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を示す故障検出装置の回路図
、第２図は従来の故障検出装置の回路図、第３図は第１
図の検出動作を示すフローチャート、第４図および第５
図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す故障検出装置の
回路図である。 １・・・交流電源 ２・・・整流器 ＴＨＹｌ、ＴＩ−（Ｙ２・・・サイリスタＬＥＤ１〜Ｌ
ＥＤ６．ＬＥＤａ　、ＬＥＤｂ・・・発光ダイオード Ｃ１，Ｃ２・・・コンデンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源に接続されて直流電源電圧を２等分する
   ２直列の同じコンデンサまたは抵抗と、上記直流電源に
   ２直列に接続された複数アームのスイッチング素子から
   成るインバータ装置において、上記２直列接続されたコ
   ンデンサまたは抵抗の中間接続点と、上記２直列接続さ
   れたスイッチング素子の各中間接続点との間にそれぞれ
   電流検出器を挿入し、上記電流検出器の導通状態をチェ
   ッして上記各スイッチング素子の短絡破壊または開放破
   壊を判別することを特徴とするスイッチング素子の故障
   検出装置。
2. （２）電流検出器として、逆並列接続された発光ダイオ
   ードを用いた特許請求の範囲第１項記載のスイッチング
   素子の故障検出装置。
3. （３）電流検出器として逆並列接続されたフォトカプラ
   を用いた特許請求の範囲第１項記載のスイッチング素子
   の故障検出装置。