JPS6379078A - ベ−スドライブ回路故障診断装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はインバータ装置に組み込まれるへ一ストライブ
回路のベースドライブ回路故障診断装置に係り、特に、
基板に実装されたベースドライブ回路を単体で故陣診所
するようにしたベースドライブ回路故障診断装置に関す
る。

（従来の技術） 第５図はインバータ装置１の全体構成の一例を示してお
り、これは三相交流電源２とモータ３との間に介装され
、三相交流雷ｌ！Ｉ２の周波数を適宜変換してモータ３
に給電し、その回転速度を適宜制ｔＩｌするようにｈ１
成されている。

すなわら、インバータ装ｒｔ！１１は三相交流電源２の
三相交流を整流回路４で直流に変換し、この直流をイン
バータ主回路５で所要の周波数の三相交流に逆変換して
、モータ３に給電するようになっている。

インバータ主回路５は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相とＸ、Ｙ。

Ｚ相の計６個のトランジスタＴｕ−Ｔｚを有し、これら
各相のトランジスタＴｕ−ＴｚのＯＮ、ＯＦＦのスイッ
チング動作はベースドライブ回路６より出力されるベー
スドライブ信号中のベース電流およびベース引き抜き電
流により制御される。

ベースドライブ回路６の出力端はインバータ主回路５の
各トランジスタＴ　ＬＪ　−Ｔ　Ｚとリード線を介して
電気的に接続される一方、その入力端は各］・ランジス
タＴｕ〜ＴＺの各相に対応してＵ相から７相までの６相
に構成されている。

そして、ベースドライブ回路６はインバータ制御回路７
より制御信号として、トランジスタＯＮ指令信号を受け
たとぎに、その指令信号により指定されたインバータ主
回路５の所定相のトランジスタにベース電流を与えて、
ＯＮさせる一方、インバータ制御回路７からの所定相の
トランジスタＯＦＦ指令信号を受けたときに、インバー
タ主回路５の所定相のトランジスタにベース引き抜き電
流を与えて、このトランジスタを強制的にＯＦＦさせる
。これはインバータ主回路５のトランジスタＴｕ−Ｔｚ
のスイッチング時間の短縮を図るためである。

すなわち、ベースドライブ回路６からのベースドライブ
信号は第４図に示すように形成されており、インバータ
ｉｌｌ　Ｉ１１回路７からの入力波形とほぼ同相のパル
スであって、パルスの立ち上がりおよび立ち上がりによ
りトランジスタＴｕ〜ＴｚをＯＮ、ＯＦＦさせ、パルス
の立ち下がり時にはベース引き抜き電流を負方向に流す
負パルスを設りている。

したがって、ベースドライブ回路６の出力端より第４図
で示す波形のベースドライブ信号が出力されている場合
は、ベースドライブ回路６が正常に機能しており、それ
以外の場合は異常であると診断することができる。

このために、ベースドライブ回路６の故障診断はベース
ドライブ回路６の出力波形をオシロスコープにより観測
することが最良とされている。

しかしながら、この方法では、ベースドライブ回路６を
インバータ制御回路７に接続して、インバータ制御回路
７から一定周波数〈例えば３０Ｈ２）の出力をベートラ
イブ回路６に与えなければならないので、インバータ装
置１に組み込んだ状態でベースドライブ回路６を検査し
なければならず、ベースドライブ回路６１１１体では検
査することができず、実用上不向きであるという問題が
ある。

そこで、基板に実装されたベースドライブ回路６をイン
バータ装置１に組みこんだ状態でその出力端にテスタ、
または発光ダイオードを並列に接続し、インバータ装置
１の動作時のベースドライブ回路６からの出力電圧の有
無をテスタで検出し、または、出力電流の有無を発光ダ
イオードの点灯の有無により故障の有無を診断する方法
が考えられる。

しかしながら、これではベースドライブ回路６の動作時
の出力の有無を検出するに過ぎず、ベース引き抜き電流
を検出することができないうえに、ベースドライブ回路
６からの出力周波数が高いたに、発光ダイオードの点滅
が茗しく高速となり、その点滅しか確認できないために
、ベースドライブ回路６の入力と出力との同期を検出す
ることができず、故障診断の精度が低いという問題があ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したようにベースドライブ回路の出力波形をオシロ
スコープにより１６１１１する方法では、実用−し不向
きであるという問題がある。

また、ベースドライブ回路の出力電圧をテスタで検出し
、あるいは、その出力電流で発光ダイオードを点灯させ
る方法では、故障診断の精度が低いという問題がある。

〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は、簡単な構成によりベースドライブ回路の故障
の有無を？：＆緒度で診断するようにしたものであり、
次のように構成される。

インバータ制御回路より制御信号を受けたときに、イン
バータ主回路の所要相のトランジスタをＯＮするベース
電流とＯＦＦするベース引き抜き電流とを含むベースド
ライブ信号を出力するベースドライブ回路の回路故障診
断装置において、上記インバータ制御回路からの制御信
号を模擬したワンパルスを上記ベースドライブ回路入力
端の各相に与えるワンパルス発生回路と、これらワンパ
ルスの有無を検出する第１のセンサーと、上記ベースド
ライブ回路出力端の各相の上記ベース電流およびベース
引き抜き電流の有無をそれぞれ検出する第２、第３のセ
ンサーとをそれぞれ有する。

（作用） ワンパルス発生器により、ワンパルスがベースドライブ
回路入力端の各相に順次与えられると、これらワンパル
スが第１のセンサーにより検出される。

また、このとき、ベースドライブ回路出力端からはベー
ス電流とベース引き抜き電流とが第２、第３のセンサー
により順次検出される。

一般に、ベースドライブ回路の故障診断は、その出力波
形が第４図で示すベースドライブ信号の波形に適合する
か否かで判断されるから、第１、第２および第３のセン
サーの検出動作のＯＮ、ＯＦｌ”の同期等を確認するこ
とによりベースドライブ回路の故障の有無を容易かつ高
精度で診断することができる。

寸なわら、ワンパルスの有無を検出する第１のセンサー
と、ベース電流の有無を検出する第２のセンサーとの検
出動作のＯＮ、ＯＦＦが同期し、しかも、第１らしくは
第２のセンサーの検出動作のＯＦＦ時に、ベース引き抜
き電流を検出する第３のセンサーの検出動作がＯＮＬ、
たときは、ベースドライブ回路の出力端から第４図で示
すベースドライブ（５号が出力されており、正常である
と診断することができる。

したがって、本発明によれば、第１、第２および第３の
センサーの検出動作のＯＮ、ＯＦＦの同期等を確認する
ことにより、ベースドライブ回路の故障の有無を容易、
かつ高精度に診断することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明
する。なお、図中、第５図と共通する部分には同一符号
を付して、その説明は省略する。

第２図は本発明の一実施例の配線状態の外観を示す斜視
図であり、図において、ベースドライブ回路故障診断装
置１０はその箱状のキャビネット１１の上面上に、信号
発生押しボタン１２と、診断相選択スイッチ１３と、発
光ダイオードよりなる第１、第２および第３のセンサ“
−ＬＥＤｌ、ＬＥＤ２．ＬＥｒ）３とを各取付位置にそ
れぞれ配置している。

また、ベースドライブ回路故障診断装置１０の受電端１
０ａは渡りリード線１４を介して制御２Ｂ４板１５の出
力端１５ａに接続され、ＭＵリリード線１４中の給電線
を介して、例えば＋５■を制１１１１基根１５より受電
する。

上記制ｍ基板１５は第５図で示すインバータ装置１に組
み込まれるインバータ制御回路７を基板に実装したもの
であり、その受電端は第５図に示すように、三相交流電
源２に接続される。

ベースドライブ回路故障診断装置１０の出力端１０ｂは
渡りリード線１６を介してベースドライブ基板１７のｕ
、ｖ、ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ各相の入力端１７ａに接続され、
ベースドライブ基板１７のＵ、Ｖ、Ｗ相の出力ｔ’Ａ　
１７　ｂオヨヒＸ、　Ｙ、　Ｚｊｒｎの出力端１７ｃは
各渡りリード線１８．１９を介してベースドライブ回路
故障診断装置１０の入力端１０Ｇ、１０ｄにそれぞれ接
続されている。

上記ベースドライブ基板１７は第５図で示すインバータ
装置１に組み込まれるベースドライブ回路６を）を板に
実装したものであり、ベースドライブ回路故障診断装置
１０の故障診断対象である。

ベースドライブ回路６は上述したようにインバータ制御
回路７より制御信号としてトランジスタＯＮ指令信号を
受（プたときに、その指令信号により指定されたインバ
ータ主回路５の所定相のトランジスタにベース電流を与
えてＯＮさせる一方、インバータ制御回路７からの所定
相のトランジスタＯＦＦ指令信号を受けたときに、イン
バータ主回路５の所定相のトランジスタにベース引き扱
き電流を与えて、このトランジスタを強制的にＯＦＦさ
せるように構成されており、その出力端からは第４図で
示すベースドライブ信号が出力される。

第１図は第２図の機能ブロック図であり、図において、
ベースドライブ回路故障診ｆ１７ｉ装置１０のキャビネ
ット１１内にはワンパルス発生回路２０が内蔵されてい
る。

ワンパルス発生回路２０は信号発生ボタン１２（第２図
参照）の抑圧操作毎に第４図に示すワンパルスを所要周
期で発生するものであり、このワンパルスは第５図で示
すインバータ制御回路７より出力される制御信号を模擬
した方形パルスであるが、その制御信号の周波数（例え
ば３０　ＨＺ　’）よりも非常に低い周波数を有し、例
えばこのワンパルスを発光ダイオードに与えて点滅させ
る場合に、そのｙ気滅状態を十分に目視できる程度の低
周波数で出力される。

このワンパルスはその立ち上がりでインバータ主回路５
の各トランジスタＴＵ〜ＴＺにベース電流を通電してＯ
Ｎさせ、ワンパルスの立ち下がりで各トランジスタＴｕ
−Ｔｚへのベース電流の通電を停止してＯＦＦさせるこ
とができる。

ワンパルス発生回路２０は第１のセンサー［ＥＤｌ（第
２図参照）に電気的に接続されており、この第１のセン
サーＬ　Ｅ　Ｄ　１はワンパルスの出力時にのみ点灯し
て、ワンパルスの有無を検出する検出センサーに構成さ
れている。

また、ワンパルス発生回路２０はキャビネット１１内で
診断相選択スイッチ１３に電気的に接続されており、こ
の診断相選択スイッチ１３はベースドライブ回路６の各
相Ｌｌ−Ｚのうちで、これからワンパルスを与えようと
する相を適宜選択するものであり、これにより選択され
た相のベースドライブ基板１７の入力端１７ａにワンパ
ルスが与えられる。

さらに、ベースドライブ回路故障診断装置１０はＵ、Ｖ
、Ｗ相の入力端１０Ｃおよびｘ、ｙ、ｚ相の入力端１０
ｄにセレクト回路２１を接続しており、このセレクト回
路２１により各入ノＪｂｉｌＯＣ，１０ｄにおける相を
、診断相選択スイッチ１３にて選択された相と同一の相
に選択される。

このセレクト回路２１の出力側には第３図に示すように
ベースドライブ信号に対して順方向に第１のフォトカブ
ラ２２が接続され、これに対して逆方向に第２のフォト
カブラ２３がそれぞれ接続され、さらに、第１のフォト
カブラ２２の出力側が第２のセンサーＬＥＤ２に、第２
のフォトカブラ２３の出力側が単安定マルチバイブレー
タ２４を介して第３のセン１ノーＬＥＤ３にそれぞれ接
続されている。

したがって、セレクト回路２１からのベースドライブ信
号中のベース電流パルスは第１のフオｌ−カプラ２２を
経て第２のセンサーＬＥＤ２に、−方、ベース引き扱き
電流パルスは第２のフォトカブラ２３を軽で単安定マル
チバイブレータ２４に与えられ、ここで、パルス時間幅
が所要幅に増幅されて第３のセンサーＬＥＤ３に与えら
れる。

一方、第１図に示すようにベースドライブ基板１７はそ
の入力端１７　ａの各相に、フォトカブラ等よりなるア
イソレータ２５と増幅器２６とを接続しており、入力端
１７ａの所要相に入力されたワンパルスをアイソレータ
２５で受けて、電気的に絶縁した状態でワンパルスを増
幅２！ｉ２４で増幅するように構成されている。

また、ベースドライブ回路６は上述したようにベース電
流とは逆バイアスのベース引き抜き電流を、インバータ
主回路５の各トランジスタ１”ｕ〜ＴｚのＯＦＦ時に与
えて、そのＯＦＦ時間を短縮するように構成されている
ので、ベースドライブ基板１７が正常であれば、その出
力端１７ｂ、１７Ｃからは第４図で示すベースドライブ
信号波形のパルスが出力される。

すなわち、ベースドライブ基板１７の出力端１７ｂ、１
７ｃより第４図で示づベースドライブ信号波形のパルス
が出力されていればベースドライブ基板１７が正常であ
り、それ以外は異常であると診断することができる。

次に、本実施例の作用を述べる。

にず、第２図に示すようにベースドライブ回路故障診断
装置１０を渡りリード線１４，１６，１８，１９により
制ｆｉｌＩＷ板１５とベースドライブ基板１７とに結合
してから、第２図で示す信号発生ボタン１２を押圧する
と、第４図で示す低周波のワンパルスが第３図で示すよ
うにワンパルス発生回路２０より第１の発光ダイオード
ＬＥＤ１と、診断相選択スイッチ１３とにそれぞれ与え
られる。

このために、第１の発光ダイオードＬＥＤ１はワンパル
スを受けたときのみ点灯して、ワンパルスの出力を検出
する。

一方、診断相選択スイッチ１３では、例えばまず、Ｕ相
が選択される場合には、ワンパルスがベースドライブ基
板１７のＵ相の入力端１７ａより与えられる。

次いで、ワンパルスはベースドライブ回路６のアイソレ
ータ２５で受けられ、電気的に絶縁された状態で増幅器
２６により増幅されると共に、ワンパルスの立ち上がり
詩に負パルスを付加してベース引き抜き電流を追加出力
する。

したがって、ベースドライブ回路６の出力端からは第４
図で示すベースドライブ信号波形のパルスが出力される
。

このベースドライブ信号波形のパルスは再びベースドラ
イブ回路故障診断装置１０の入力端１０ｃ、１０ｄに与
えられて、セレクト回路２１により再びＵ相に選択され
、その出力側で逆並列に接続された第１、第２のフォト
カブラ２２．２３にベース電流とベース引き抜き電流と
がそれぞれ分流されて与えられる。

すなわち、セレクト回路１の出力側のα点では第４図で
示すベースドライブ信号波形のパルスが出力されるが、
このパルスが第１、第２のフォトカブラ２２．２３に与
えられると、第１のフォトカブラ２２が上記α点のパル
スのうちの正パルスの部分、つまり、ベース［１を検出
して増幅し、一方、第２のフォトカブラ２３はα点のパ
ルスのうち、負パルスの部分、つまり、ベース引き抜き
電流を検出して反転増幅するので、第４図に示すように
β点ではベース引き抜き電流が正パルスに反転されて出
力される。

したがって、第２のセンサーＬＥＤ２に入力されるパル
スは第４図に示すように低周波のワンパルスとほぼ同相
になるから、このワンパルスを検出する第１のセンサー
ＬＥＤ１と第２のセンサーＬＥＤ２との点灯および消灯
が同ｔ！Ｉｌする。

一方、第４図で示すβ点のパルスが単安定マルチバイブ
レータ２４に入ツノされると、ここで、その入力パルス
の時間幅が所要幅に増幅された方形パルスに変換され、
このパルスが第３のセンサーＬＥＤ３に与えられるので
、第３のセンサーＬＥＤ３は第１もしくは第２のセンサ
ーＬＥＤ１．ＬＥＤ２の点灯が消灯したときからパルス
の時間幅に相当する時間だけ点灯する。

したがって、第１、第２のセンサーＬＥＤ１゜ＬＥＤ２
の点滅がほぼ同期し、しかも、第１らしくは第２のセン
サーＬＥＤＩ、ＬＥＤ２の点灯が消灯したときに第３の
センサーＬＥＤ３が点灯した場合には、このベースドラ
イブ基板１７のＵ相の出力’４１０　Ｇからは第４図で
示すベースドライブ信号が出力されており、正常である
と診断することができ、これ以外の場合は何らかの故障
があるものと診断することができる。

これらの診断操作を、ベースドライブ基板１７の全相Ｕ
〜Ｚについて繰り返すことにより、ベースドライブ基板
１７全体が正常か否かを診断することができる。

その結果、不実施例によれば、第１、第２および第３の
センサーＬＥＤ１．ＬＥＤ２．ＬＥＤ３の点滅状態を目
視することによりベースドライブ回路６が正常であるか
否かを容易に診断づることができる。

しかも、木実論例ではベースドライブ回路６の出力端よ
りベース電流と共に、ベース引き抜き電流を検出し、こ
れらとベースドライブ回路６の入力との同期を検出する
ので、その診断を高精度で行なうことができる。

なお、上記実施例では第１、第２および第３のセンサー
ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ３を発光ダイオードにより構成した場
合について迷べたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、ワンパルス、ベースミ流およびベース引き扱き
電流を検出し得るものであればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ベースドライブ回路の出
力端よりベース電流とベース引き抜き電流とを共に検出
し、これらの各電流とベースドライブ回路への入力との
同期を、第１、第２および第３のセンサーの検出動作の
ＯＮ、ＯＦＦにより確認することができるので、ベース
ドライブ回路の故障の有無を容易かつ高精度で診断する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベースドライブ回路故陣診１１Ｆ
ｉ装賀の一実施例の機能ブロック図、第２図は第１図の
外１！斜視図、第３図は第１図で示す実施例の作用を説
明するための概略回路図、第４図は第１図で示す実施例
における各点の出力波形を示すタイムチャート、第５図
はインバータ装置の全体構成の一例を示す回路図である
。 １・・・インバータ装置、５・・・インバータ主回路、
６・・・ベースドライブ信号、７・・・インバータ制御
回路、１０・・・ベースドライブ回路数Ｖ５ｎ断装胃、
１５・・・、１．Ｉｔ御基板、１７・・・ベースドライ
ブ基板、２０・・・ワンパルス発生回路、ＬＥＤｌ・・
・第１のセンサー、ＬＥＤ２・・・第２のセンサー、Ｌ
ＥＤ３・・・第３のセンサー。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　　湯　　山　　幸　　夫１５　軍り
御基４反　　　　　　　　　　　　　　　１７ペースド
ライフ゛基、限第２図 ＯＮ　　　ＯＦＦ　　　　ＯＮ　　　　ＯＦＦ第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、インバータ制御回路より制御信号を受けたとき
   に、インバータ主回路の所要相のトランジスタをＯＮす
   るベース電流とＯＦＦするベース引き抜き電流とを含む
   ベースドライブ信号を出力するベースドライブ回路の回
   路故障診断装置において、上記インバータ制御回路から
   の制御信号を模擬したワンパルスを上記ベースドライブ
   回路入力端の各相に与えるワンパルス発生回路と、これ
   らワンパルスの有無を検出する第１のセンサーと、上記
   ベースドライブ回路出力端の各相の上記ベース電流およ
   びベース引き抜き電流の有無をそれぞれ検出する第２、
   第３のセンサーとをそれぞれ有することを特徴とするベ
   ースドライブ回路故障診断装置。
2. （２）、第１、第２および第３のセンサーが発光ダイオ
   ード等の発光素子である特許請求の範囲第１項に記載の
   ベースドライブ回路故障診断装置。