KR20130043689A - 전력 변환 장치 - Google Patents

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KR20130043689A
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데츠오 다나카
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

싱크 형식으로 절환되었을 때에 전원 전위측으로부터 단방향 포토 커플러(P1)를 통하여 신호 출력 단자(T3)측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 발광 다이오드(D1)와, 소스 형식으로 절환되었을 때에 신호 출력 단자(T3)측으로부터 단방향 포토 커플러(P1)를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 발광 다이오드(D2)를 마련한다.

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERSION DEVICE}
본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 특히 전력 변환 장치의 출력 상태를 가시화하는 방식에 관한 것이다.
인버터에서는 소스 형식(source format)으로 운전되고 있는지 싱크 형식(sink format)으로 운전되고 있는지를 시인(視認)할 수 있도록 하기 위해서, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 따라서 발광 소자를 점등시키거나 소등시키거나 하는 방법이 있다(특허 문헌 1).
또, 외부 입력 신호원으로부터의 입력 신호를 받아 프로그래머블 콘트롤러로 중개하는 포토 커플러(photocoupler)와 직렬로, 그 입력 신호의 극성에 따라서 2개의 표시 형태 중 어느 한 쪽의 표시 형태로 입력 신호의 표시를 행하는 방법도 있다(특허 문헌 2).
특허 문헌 1: 일본국 특개 2009－55656호 공보 특허 문헌 2: 일본국 실개평 2－80809호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1에 개시된 방법에서는, 싱크／소스 절환 회로와 병렬로 발광 소자가 접속되어 있기 때문에, 인버터의 신호 입력 단자 또는 신호 출력 단자마다 통전(通電) 상태를 표시할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
특허 문헌 2에 개시된 방법에서는, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류(逆電流)를 방지할 수 없을 뿐만 아니라, 표시등을 별도 추가할 필요가 있어, 회로 구성이 복잡해진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 회로 구성의 복잡화를 억제하면서, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류의 방지에 대응할 수 있도록 함과 아울러, 신호 입력 단자 또는 신호 출력 단자마다 통전 상태를 표시하는 것이 가능한 전력 변환 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전력 변환 장치는, 신호 출력 단자로부터의 신호의 출력을 싱크 형식 또는 소스 형식으로 절환하는 싱크／소스 절환 회로와, 상기 신호 출력 단자에 신호를 전송하는 단방향 포토 커플러와, 상기 싱크 형식으로 절환되었을 때에 전원 전위측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 상기 신호 출력 단자측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향(順方向)이 되도록 접속된 제1 발광 다이오드와, 상기 소스 형식으로 절환되었을 때에 상기 신호 출력 단자측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 커먼(common) 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 제2 발광 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 회로 구성의 복잡화를 억제하면서, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류의 방지에 대응할 수 있도록 함과 아울러, 신호 입력 단자 또는 신호 출력 단자마다 통전 상태를 표시하는 것이 가능하다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 실시 형태 1의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 제어 단자대(6)의 출력측의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 제어 단자대(6)의 싱크 접속시에 있어서의 입력측의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 1의 제어 단자대(6)의 소스 접속시에 있어서의 입력측의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 5 (a)는 도 1의 전력 변환 장치(2)의 개략 구성을 나타내는 평면도이고, 도 5 (b)는 도 1의 전력 변환 장치(2)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 6 (a)는 도 1의 제어 단자대(6)의 개략 구성을 나타내는 평면도이고, 도 6 (b)는 도 1의 제어 단자대(6)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 실시 형태 2의 제어 단자대(6)의 출력측의 구성예를 나타내는 회로도이다.
이하에, 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 실시 형태 1의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 전력 변환 장치(2)에는 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 컨버터(4) 및 직류를 소망한 주파수의 교류로 변환하는 인버터(5)가 마련되어 있다. 여기서, 컨버터(4) 측에는 R상 입력 단자(R), S상 입력 단자(S) 및 T상 입력 단자(T)가 마련되고, 인버터(5) 측에는 U상 출력 단자(U), V상 출력 단자(V) 및 W상 출력 단자(W)가 마련되어 있다. 또, 컨버터(4)의 후단에는 평활 콘덴서(C1)가 접속되어 있다.
또, 전력 변환 장치(2)에는 인버터(5)의 PWM 제어를 행하는 제어부(10), 제어부(10)에 의한 지령에 기초하여 인버터(5)를 구동하는 게이트 드라이버(14), 전력 변환 장치(2)를 제어하는 신호나 전력 변환 장치(2)의 운전 상태를 감시하는 신호의 입출력을 행하는 제어 단자대(6), 전력 변환 장치(2)의 조작을 행하는 조작 패널(9) 및 옵션 단자(8)가 마련되어 있다.
그리고 컨버터(4)는 R상 입력 단자(R), S상 입력 단자(S) 및 T상 입력 단자(T)를 통하여 삼상(三相) 전원(1)에 접속되고, 인버터(5)는 U상 출력 단자(U), V상 출력 단자(V) 및 W상 출력 단자(W)를 통하여 모터(3)에 접속되어 있다.
그리고 삼상 전원(1)으로부터 컨버터(4)에 교류가 입력되면, 컨버터(4)에서 직류로 변환되어, 인버터(5)에 입력된다. 그리고 인버터(5)에 있어서, 제어부(10)에 의한 PWM 제어에 따라서 직류가 교류로 변환되고, 그 교류가 모터(3)에 공급됨으로써 모터(3)가 구동된다.
도 2는 도 1의 제어 단자대(6)의 출력측의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 2에 있어서, 제어 단자대(6)에는 전원 전위를 입력하는 전원 단자(T1), 커먼 전위를 입력하는 커먼 단자(T2), 신호를 출력하는 신호 출력 단자(T3, T4)가 마련되어 있다. 또한, 도 2에서는, 신호 출력 단자(T3, T4)를 2개만 마련한 예를 나타냈지만, 신호 출력 단자(T3, T4)는 임의의 개수만큼 마련할 수 있다.
또한, 신호 출력 단자(T3, T4)로부터 출력되는 신호로서는, 예를 들면, 주파수 하한 리미트 신호, 저속도 검출 신호, 지정 속도 도달 신호, 트립 신호(trip signal), 과부하 검출 신호 등을 들 수 있다.
또, 제어 단자대(6)에는 싱크／소스 절환 회로(13), 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6), 역류 방지 다이오드(D3, D4, D7, D8) 및 단방향 포토 커플러(P1, P2)가 마련되어 있다.
전원 단자(T1)에는 제어 전원(11)이 정류 다이오드(D0)를 통하여 접속되어 있다. 커먼 단자(T2)에는 그라운드 전위가 접속되어 있다.
또, 전원 단자(T1)는 싱크／소스 절환 회로(13)의 싱크 핀(sink pin)을 통하여 발광 다이오드(D1, D5)의 애노드에 접속되어 있다. 커먼 단자(T2)는 싱크／소스 절환 회로(13)의 소스 핀을 통하여 역류 방지 다이오드(D4, D8)의 캐소드에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D1, D2)의 캐소드는 단방향 포토 커플러(P1)의 포토 트랜지스터의 컬렉터에 접속되어 있다. 역류 방지 다이오드(D3, D4)의 애노드는 단방향 포토 커플러(P1)의 포토 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D5, D6)의 캐소드는 단방향 포토 커플러(P2)의 포토 트랜지스터의 컬렉터에 접속되어 있다. 역류 방지 다이오드(D7, D8)의 애노드는 단방향 포토 커플러(P2)의 포토 트랜지스터의 이미터에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D2)의 애노드와 역류 방지 다이오드(D3)의 캐소드는, 전류 제한 저항(R1)을 통하여 신호 출력 단자(T3)에 접속되어 있다. 발광 다이오드(D6)의 애노드와 역류 방지 다이오드(D7)의 캐소드는, 전류 제한 저항(R2)을 통하여 신호 출력 단자(T4)에 접속되어 있다.
그리고 싱크 형식에서는, 싱크／소스 절환 회로(13)에 의해 전원 단자(T1)와 발광 다이오드(D1, D5)의 애노드가 접속되고, 커먼 단자(T2)와 역류 방지 다이오드(D4, D8)가 절리(切離)된다.
그리고 제어부(10)로부터 단방향 포토 커플러(P1)에 신호가 보내지면, 전원 단자(T1)→싱크／소스 절환 회로(13)→발광 다이오드(D1)→단방향 포토 커플러(P1)→역류 방지 다이오드(D3)→전류 제한 저항(R1)→신호 출력 단자(T3)와 같은 경로로 전류가 흘러, 신호 출력 단자(T3)로부터 신호가 출력된다.
이때, 전원 전위측으로부터 단방향 포토 커플러(P1)를 통하여 신호 출력 단자(T3)측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D1)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D1)가 발광하여, 싱크 형식에 의한 신호 출력 단자(T3)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D2) 및 역류 방지 다이오드(D4)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
또, 제어부(10)로부터 단방향 포토 커플러(P2)에 신호가 보내지면, 전원 단자(T1)→싱크／소스 절환 회로(13)→발광 다이오드(D5)→단방향 포토 커플러(P2)→역류 방지 다이오드(D7)→전류 제한 저항(R2)→신호 출력 단자(T4)와 같은 경로로 전류가 흘러, 신호 출력 단자(T4)로부터 신호가 출력된다.
이때, 전원 전위측으로부터 단방향 포토 커플러(P2)를 통하여 신호 출력 단자(T4)측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D5)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D5)가 발광하여, 싱크 형식에 의한 신호 출력 단자(T4)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D6) 및 역류 방지 다이오드(D8)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
한편, 소스 형식에서는, 싱크／소스 절환 회로(13)에 의해 전원 단자(T1)와 발광 다이오드(D1, D5)의 애노드가 절리되고, 커먼 단자(T2)와 역류 방지 다이오드(D4, D8)가 접속된다.
그리고 제어부(10)로부터 단방향 포토 커플러(P1)에 신호가 보내지면, 신호 출력 단자(T3)→전류 제한 저항(R1)→발광 다이오드(D2)→단방향 포토 커플러(P1)→역류 방지 다이오드(D4)→싱크／소스 절환 회로(13)→커먼 단자(T2)와 같은 경로로 전류가 흘러, 신호 출력 단자(T3)로부터 신호가 출력된다.
이때, 신호 출력 단자(T3)측으로부터 단방향 포토 커플러(P1)를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D2)가 발광하여, 소스 형식에 의한 신호 출력 단자(T3)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D1) 및 역류 방지 다이오드(D3)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
또, 제어부(10)로부터 단방향 포토 커플러(P2)에 신호가 보내지면, 신호 출력 단자(T4)→전류 제한 저항(R2)→발광 다이오드(D6)→단방향 포토 커플러(P2)→역류 방지 다이오드(D8)→싱크／소스 절환 회로(13)→커먼 단자(T2)와 같은 경로로 전류가 흘러, 신호 출력 단자(T4)로부터 신호가 출력된다.
이때, 신호 출력 단자(T4)측으로부터 단방향 포토 커플러(P2)를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D6)가 발광하여, 소스 형식에 의한 신호 출력 단자(T4)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D5) 및 역류 방지 다이오드(D7)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
이것에 의해, 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6)에 의해 신호 출력 단자(T3, T4)마다 통전 상태를 표시하는 것이 가능해짐과 아울러, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류의 방지에도 대응시킬 수 있다. 이 때문에, 신호 출력 단자(T3, T4)마다 통전 상태를 표시하기 위해서 표시등을 별도 추가할 필요가 없어져, 회로 구성의 복잡화를 억제하면서, 비용 업의 상승을 억제할 수 있다.
또, 신호 출력 단자(T3, T4)마다 통전 상태를 표시시키기 위해서, 신호 출력 단자(T3, T4)의 통전 상태를 제어부(10)에 의해 감시시킬 필요가 없어지고, 제어부(10)에 의해 표시 제어를 행할 필요가 없어지는 것으로부터, 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6)는 싱크 형식 및 소스 형식마다 발광색이 서로 다르도록 해도 좋다. 예를 들면, 발광 다이오드(D1, D5)의 발광색은 적색, 발광 다이오드(D2, D6)의 발광색은 녹색으로 하도록 해도 좋다.
또, 도 2의 예에서는, 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6)를 역류 방지 다이오드로서도 사용하는 방법에 대해서 설명했지만, 역류 방지 다이오드(D3, D4, D7, D8)에 발광 다이오드를 이용하도록 해도 좋다.
도 3은 도 1의 제어 단자대(6)의 싱크 접속시에 있어서의 입력측의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 3에 있어서, 제어 단자대(6)에는 전원 전위를 입력하는 전원 단자(T1), 커먼 전위를 입력하는 커먼 단자(T2), 신호를 입력하는 신호 입력 단자(T5, T6)가 마련되어 있다. 또한, 도 3에서는, 신호 입력 단자(T5, T6)를 2개만 마련한 예를 나타냈지만, 신호 입력 단자(T5, T6)는 임의의 개수만큼 마련할 수 있다.
또한, 신호 입력 단자(T5, T6)에 입력되는 신호로서는, 예를 들면, 정전(正轉)／역전(逆轉) 운전 지령, 운전 준비 지령, 다단(多段) 속도 지령, 직류 제동 지령, 리셋트 지령 등을 들 수 있다.
또, 제어 단자대(6)에는 싱크／소스 절환 회로(13), 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16), 역류 방지 다이오드(D13, D14, D17, D18) 및 단방향 포토 커플러(P3, P4)가 마련되어 있다.
전원 단자(T1)는 싱크／소스 절환 회로(13)의 싱크 핀을 통하여 발광 다이오드(D11, D15)의 애노드에 접속되어 있다. 커먼 단자(T2)는 싱크／소스 절환 회로(13)의 소스 핀을 통하여 역류 방지 다이오드(D14, D18)의 캐소드에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D11, D12)의 캐소드는 단방향 포토 커플러(P3)의 발광 다이오드의 애노드에 접속되어 있다. 역류 방지 다이오드(D13, D14)의 애노드는, 단방향 포토 커플러(P3)의 발광 다이오드의 캐소드에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D15, D16)의 캐소드는 단방향 포토 커플러(P4)의 발광 다이오드의 애노드에 접속되어 있다. 역류 방지 다이오드(D17, D18)의 애노드는, 단방향 포토 커플러(P4)의 발광 다이오드의 캐소드에 접속되어 있다.
발광 다이오드(D12)의 애노드와 역류 방지 다이오드(D13)의 캐소드는, 전류 제한 저항(R3)을 통하여 신호 입력 단자(T5)에 접속되어 있다. 발광 다이오드(D16)의 애노드와 역류 방지 다이오드(D17)의 캐소드는, 전류 제한 저항(R4)을 통하여 신호 입력 단자(T6)에 접속되어 있다.
또, 프로그래머블 콘트롤러(12)에는 저항(R11), 트랜지스터(M11) 및 단방향 포토 커플러(P11)가 마련되어 있다.
그리고 단방향 포토 커플러(P11)의 포토 트랜지스터의 컬렉터는 외부 단자(T11)에 접속되고, 단방향 포토 커플러(P11)의 포토 트랜지스터의 이미터는 저항(R11)을 통하여 트랜지스터(M11)의 베이스에 접속되어 있다.
또, 트랜지스터(M11)의 컬렉터는 외부 단자(T13)에 접속되고, 트랜지스터(M11)의 이미터는 외부 단자(T12)에 접속되어 있다. 외부 단자(T11, T12) 간에는 외부 전원(15)이 접속되고, 예를 들면, 외부 단자(T11)에는 DC 24V, 외부 단자(T12)에는 0V를 줄 수 있다.
그리고 싱크 형식에서는, 싱크／소스 절환 회로(13)에 의해 전원 단자(T1)와 발광 다이오드(D11, D15)의 애노드가 접속되고, 커먼 단자(T2)와 역류 방지 다이오드(D14, D18)가 절리된다. 또, 신호 입력 단자(T5)에 신호를 입력하는 경우, 외부 단자(T11)에는 전원 단자(T1)가 접속되고, 외부 단자(T13)에는 신호 입력 단자(T5)가 접속된다.
그리고 단방향 포토 커플러(P11)에 신호가 보내지면, 트랜지스터(M11)가 온되어, 외부 단자(T13)를 통하여 신호 입력 단자(T5)에 신호가 입력된다. 신호 입력 단자(T5)에 신호가 입력되면, 전원 단자(T1)→싱크／소스 절환 회로(13)→발광 다이오드(D11)→단방향 포토 커플러(P3)→역류 방지 다이오드(D13)→전류 제한 저항(R3)→신호 입력 단자(T5)와 같은 경로로 전류가 흐른다.
이때, 전원 전위측으로부터 단방향 포토 커플러(P3)를 통하여 신호 입력 단자(T5)측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D11)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D11)가 발광하여, 싱크 형식에 의한 신호 입력 단자(T5)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D12) 및 역류 방지 다이오드(D14)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
또, 신호 입력 단자(T6)에 신호가 입력되면, 전원 단자(T1)→싱크／소스 절환 회로(13)→발광 다이오드(D15)→단방향 포토 커플러(P4)→역류 방지 다이오드(D17)→전류 제한 저항(R4)→신호 입력 단자(T6)와 같은 경로로 전류가 흐른다.
이때, 전원 전위측으로부터 단방향 포토 커플러(P4)를 통하여 신호 입력 단자(T6)측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D15)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D15)가 발광하여, 싱크 형식에 의한 신호 입력 단자(T6)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D16) 및 역류 방지 다이오드(D18)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
도 4는 도 1의 제어 단자대(6)의 소스 접속시에 있어서의 입력측의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 4에 있어서, 프로그래머블 콘트롤러(12)에는 저항(R12), 트랜지스터(M12) 및 단방향 포토 커플러(P12)가 마련되어 있다.
그리고 단방향 포토 커플러(P12)의 포토 트랜지스터의 이미터는 외부 단자(T22)에 접속되고, 단방향 포토 커플러(P12)의 포토 트랜지스터의 컬렉터는 저항(R12)을 통하여 트랜지스터(M12)의 베이스에 접속되어 있다.
또, 트랜지스터(M12)의 컬렉터는 외부 단자(T23)에 접속되고, 트랜지스터(M12)의 이미터는 외부 단자(T22)에 접속되어 있다. 외부 단자(T21, T22) 간에는 외부 전원(15)이 접속되고, 예를 들면, 외부 단자(T12)에는 DC 24V, 외부 단자(T22)에는 0V를 줄 수 있다.
그리고 소스 형식에서는, 싱크／소스 절환 회로(13)에 의해 전원 단자(T1)와 발광 다이오드(D11, D15)의 애노드가 절리되고, 커먼 단자(T2)와 역류 방지 다이오드(D14, D18)가 접속된다. 또, 신호 입력 단자(T5)에 신호를 입력하는 경우, 외부 단자(T22)에는 커먼 단자(T2)가 접속되고, 외부 단자(T23)에는 신호 입력 단자(T5)가 접속된다.
그리고 단방향 포토 커플러(P12)에 신호가 보내지면, 트랜지스터(M12)가 온되어, 외부 단자(T23)를 통하여 신호 입력 단자(T5)에 신호가 입력된다. 신호 입력 단자(T5)에 신호가 입력되면, 신호 입력 단자(T5)→전류 제한 저항(R3)→발광 다이오드(D12)→단방향 포토 커플러(P3)→역류 방지 다이오드(D14)→싱크／소스 절환 회로(13)→커먼 단자(T2)와 같은 경로로 전류가 흐른다.
이때, 신호 입력 단자(T5)측으로부터 단방향 포토 커플러(P3)를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D12)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D12)가 발광하여, 소스 형식에 의한 신호 입력 단자(T5)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D11) 및 역류 방지 다이오드(D13)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
또, 신호 입력 단자(T6)에 신호가 입력되면, 신호 입력 단자(T6)→전류 제한 저항(R4)→발광 다이오드(D16)→단방향 포토 커플러(P4)→역류 방지 다이오드(D18)→싱크／소스 절환 회로(13)→커먼 단자(T2)와 같은 경로로 전류가 흐른다.
이때, 신호 입력 단자(T6)측으로부터 단방향 포토 커플러(P4)를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 발광 다이오드(D16)에 순방향으로 전류가 흐르기 때문에, 발광 다이오드(D16)가 발광하여, 소스 형식에 의한 신호 입력 단자(T6)의 통전 상태가 표시된다. 또, 발광 다이오드(D15) 및 역류 방지 다이오드(D17)에 의해 전류가 역류하는 것이 방지된다.
이것에 의해, 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16)에 의해 신호 입력 단자(T5, T6)마다 통전 상태를 표시하는 것이 가능해짐과 아울러, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류의 방지에도 대응시킬 수 있다. 이 때문에, 신호 입력 단자(T5, T6)마다 통전 상태를 표시하기 위해서 표시등을 별도 추가할 필요가 없어져, 회로 구성의 복잡화를 억제하면서, 비용 업의 상승을 억제할 수 있다.
또, 신호 입력 단자(T5, T6)마다 통전 상태를 표시시키기 위해서, 신호 입력 단자(T5, T6)의 통전 상태를 제어부(10)에 의해 감시시킬 필요가 없어져, 제어부(10)에 의해 표시 제어를 행할 필요가 없어지는 것으로부터, 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16)는 싱크 형식 및 소스 형식마다 발광색이 서로 다르도록 해도 좋다. 예를 들면, 발광 다이오드(D11, D15)의 발광색은 적색, 발광 다이오드(D12, D16)의 발광색은 녹색으로 하도록 해도 좋다.
도 5 (a)는 도 1의 전력 변환 장치(2)의 개략 구성을 나타내는 평면도이고, 도 5 (b)는 도 1의 전력 변환 장치(2)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 도 5에 있어서, 반도체 모듈(21)은 주회로 기판(25)에 실장되어 모듈 핀(23)을 통하여 주회로 기판(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 반도체 모듈(21)에는, 도 1의 컨버터(4) 및 인버터(5)를 구성하는 반도체 칩을 탑재할 수 있다.
그리고 반도체 모듈(21)의 이면(裏面)에는, 반도체 모듈(21)로부터 발생한 열을 방출하는 히트 싱크(22)가 배치되어 있다. 또, 반도체 모듈(21)의 표면측으로부터는 모듈 핀(23)이 인출(引出)되어 있다.
또, 주회로 기판(25)에는, 평활 콘덴서(C1) 및 주회로 단자대(26)가 실장되어 있다. 또한, 주회로 단자대(26)에는 도 1의 R상 입력 단자(R), S상 입력 단자(S), T상 입력 단자(T), U상 출력 단자(U), V상 출력 단자(V) 및 W상 출력 단자(W)를 마련할 수 있다.
또, 주회로 기판(25)상에는, 제어 단자대 기판(31) 및 제어 기판(33)이 마련되어 있다. 그리고 제어 단자대 기판(31)과 제어 기판(33)은 커넥터(32, 34)를 통하여 서로 접속되어 있다.
또, 제어 단자대 기판(31)상에는 제어 단자대 본체(16) 및 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16)가 실장되어 있다. 이러한 제어 단자대 기판(31) 및 제어 단자대 본체(16)는 도 1의 제어 단자대(6)를 구성할 수 있다.
제어 기판(33)상에는 마이크로 컴퓨터(35)가 실장되어 있다. 이러한 제어 기판(33) 및 마이크로 컴퓨터(35)는, 도 1의 제어부(10)를 구성할 수 있다. 그리고 제어 기판(33)은 케이블(36)을 통하여 주회로 기판(25)에 전기적으로 접속되어 있다.
또, 제어 기판(33)상에는 조작 패널(9)이 배치되어 있다. 또한, 이 조작 패널(9)은 전력 변환 장치(2)의 각종의 조작 지령을 제어부(10)에 보내거나, 제어부(10)로부터 보내진 운전 정보를 표시할 수 있다. 또한, 조작 패널(9)은 제어 기판(33)으로부터 탈착 가능하게 구성되어 있다.
도 6 (a)는 도 1의 제어 단자대(6)의 개략 구성을 나타내는 평면도이고, 도 6(b)는 도 1의 제어 단자대(6)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 도 6에 있어서, 제어 단자대 본체(16)에는 도 2의 전원 단자(T1), 커먼 단자(T2), 신호 출력 단자(T3, T4) 및 도 3의 신호 입력 단자(T5, T6)가 마련되어 있다.
그리고 제어 단자대 본체(16)의 전원 단자(T1), 커먼 단자(T2), 신호 출력 단자(T3, T4) 및 도 3의 신호 입력 단자(T5, T6)에는, 제어 신호선(38)이 나사(37)에 의해 고정되어 있다.
또, 발광 다이오드(D11, D12)는 제어 단자대 본체(16)의 신호 입력 단자(T5)에 인접해 배치되고, 발광 다이오드(D15, D16)는 제어 단자대 본체(16)의 신호 입력 단자(T6)에 인접해 배치되어 있다.
이것에 의해, 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16)의 발광 상태를 확인함으로써, 어느 신호 입력 단자(T5, T6)가 통전 상태에 있는지를 용이하게 판별할 수 있어, 각 신호 입력 단자(T5, T6)의 통전 상태의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또, 발광 다이오드(D11, D12, D15, D16)를 제어 단자대 기판(31)상에 실장함으로써, 조작 패널(9)이 분리되어 있는 경우에도, 신호 입력 단자(T5, T6)의 통전 상태를 확인할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 2.
도 7은 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 실시 형태 2의 제어 단자대(6)의 출력측의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 7에 있어서, 이 제어 단자대(6)의 회로 구성은, 도 2의 제어 단자대(6)의 회로 구성과 같다. 단, 도 7의 제어 단자대(6)에서는, 발광 다이오드(D1, D2)는 1개의 패키지(K1)에 수용됨으로써, 원 패키지화되어 있다. 또, 발광 다이오드(D5, D6)는 1개의 패키지(K2)에 수용됨으로써, 원 패키지화되어 있다.
이것에 의해, 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6)를 개별적으로 패키지화하는 방법에 비해 발광 다이오드(D1, D2, D5, D6)의 단가를 내릴 수 있어, 비용 다운을 도모할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이 본 발명에 관한 전력 변환 장치는, 회로 구성의 복잡화를 억제하면서, 소스 형식과 싱크 형식의 절환에 의한 역전류의 방지에 대응할 수 있도록 함과 아울러, 신호 입력 단자 또는 신호 출력 단자마다 통전 상태를 표시하는 것이 가능해져, 전력 변환 장치의 제어 단자대의 단자 통전 상태를 가시화하는 방법에 적합하다.
1: 삼상 전원
2: 전력 변환 장치
3: 모터
4: 컨버터
5: 인버터
6: 제어 단자대
8: 옵션 단자
9: 조작 패널
10: 제어부
C1: 평활 콘덴서
R: R상 입력 단자
S: S상 입력 단자
T: T상 입력 단자
U: U상 출력 단자
V: V상 출력 단자
W: W상 출력 단자
11: 제어 전원
12: 프로그래머블 콘트롤러
13: 싱크／소스 절환 회로
14: 게이트 드라이버
15: 외부 전원
16: 제어 단자대 본체
T1: 전원 단자
T2: 커먼 단자
T3, T4: 신호 출력 단자
T5, T6: 신호 입력 단자
T11 ~ T13, T21 ~ T23: 외부 단자
D0: 정류 다이오드
D1, D2, D5, D6, D11, D12, D15, D16: 발광 다이오드
D3, D4, D7, D8, D13, D14, D17, D18: 역류 방지 다이오드
P1 ~ P4, P11, P12: 단방향 포토 커플러
R1~R4: 전류 제한 저항
R11, R12: 저항
M11, M12: 트랜지스터
21: 반도체 모듈
22: 히트 싱크
23: 모듈 핀
25: 주회로 기판
26: 주회로 단자대
31: 제어 단자대 기판
32, 34: 커넥터
33: 제어 기판
35: 마이크로 컴퓨터
36: 케이블
37: 나사
38: 제어 신호선
K1, K2: 패키지

Claims (8)

  1. 신호 출력 단자로부터의 신호의 출력을 싱크 형식(sink format) 또는 소스 형식(source formate)으로 절환하는 싱크／소스 절환 회로와,
    상기 신호 출력 단자에 신호를 전송하는 단방향 포토 커플러와,
    상기 싱크 형식으로 절환되었을 때에 전원 전위측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 상기 신호 출력 단자측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 제1 발광 다이오드와,
    상기 소스 형식으로 절환되었을 때에 상기 신호 출력 단자측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 제2 발광 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 원 패키지화(all-in-one package)되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 발광색이 서로 다른 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 제어 단자대에 실장되고, 상기 제어 단자대의 신호 출력 단자에 인접해 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  5. 신호 입력 단자로부터의 신호의 입력을 싱크 형식 또는 소스 형식으로 절환하는 싱크／소스 절환 회로와,
    상기 신호 입력 단자로부터의 신호를 전송하는 단방향 포토 커플러와,
    상기 싱크 형식으로 절환되었을 때에 전원 전위측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 상기 신호 입력 단자측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 제1 발광 다이오드와,
    상기 소스 형식으로 절환되었을 때에 상기 신호 입력 단자측으로부터 상기 단방향 포토 커플러를 통하여 커먼 전위측으로 향하는 전류 경로상에서 순방향이 되도록 접속된 제2 발광 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 원 패키지화되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 발광색이 서로 다른 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드는 제어 단자대에 실장되고, 상기 제어 단자대의 신호 입력 단자에 인접해 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
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