KR20210014670A - 무정전 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 게이트 구동 회로는, 컨버터(6) 및 인버터(10)에 포함되는 복수의 스위칭 소자의 게이트를 각각 구동한다. 게이트 구동 회로는, 게이트 드라이버 및 전원 회로를 포함한다. 게이트 드라이버는, 제어 장치(18)로부터 스위칭 소자의 게이트 전극에 입력되는 게이트 신호에 따라, 스위칭 소자의 게이트 전위를 H 레벨 또는 L 레벨에 상당하는 전위로 구동한다. 전원 회로는 게이트 드라이버에 전력을 공급한다. 제어 장치(18)는, 제 1 스위치(14)가 온 또한 제 2 스위치(15)가 오프인 경우에 있어서, 게이트 구동 회로의 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 제 2 스위치(15)를 온하고, 제 1 스위치(14)를 오프한다. 게이트 구동 회로는, 전원 회로의 이상이 검출되고 나서 제 2 스위치(15)가 온되기까지의 기간, 스위칭 소자의 게이트 전위를 유지하도록 구성된다.

Description

무정전 전원 장치
이 발명은, 무정전 전원 장치에 관한 것이다.
예를 들어 일본 특허공개 평11-178243호 공보(특허문헌 1)에는, 상용 전원으로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터와, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터를 구비한 무정전 전원 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 무정전 전원 장치는, 인버터와 부하의 사이에 마련된 출력 스위치와, 상용 전원과 부하의 사이에 마련된 사이리스터 스위치를 갖고 있고, 출력 스위치 또는 사이리스터 스위치의 온 지령에 근거하여, 부하에의 급전을 상용 전원 또는 인버터로 전환하도록 구성되어 있다.
특허문헌 1에 있어서는, 인버터 급전 중에 상기 온 지령 등을 생성하는 제어 수단의 제어 전원에 이상(異常)이 검출된 경우, 제어 전원 이상 검출 회로는, 콘덴서에 의해 백업된 시간, 이상 검출 신호를 송출하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 제어 전원이 이상으로 되더라도, 인버터측으로부터 상용 전원측으로 전환하여 부하에 전력을 계속 공급할 수 있다.
일본 특허공개 평11-178243호 공보
이와 같은 무정전 전원 장치는, 일반적으로, 컨버터 및 인버터에 포함되는 복수의 스위칭 소자의 게이트를 구동하는 게이트 구동 회로를 갖고 있다. 게이트 구동 회로는, 제어 장치로부터 주어지는 게이트 신호에 따라, 스위칭 소자의 게이트 전위를 H(논리 하이) 레벨 또는 L(논리 로우) 레벨로 구동하도록 구성된다.
이와 같은 게이트 구동 회로에 전력을 공급하기 위한 전원에 이상이 발생한 경우, 당해 전원은 게이트 구동 회로의 전원 전압을 확보하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 부하에의 급전이 인버터로부터 상용 전원으로 전환되기까지의의 기간, 스위칭 소자의 게이트 전위가 일정하지 않게 될 가능성이 있다. 이에 의해, 스위칭 소자가 잘못하여 온하거나, 또는 스위칭 소자가 잘못하여 오프하는 등 스위칭 소자가 오(誤)동작하는 것이 염려된다.
이 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 게이트 구동 회로의 전원 이상이 발생한 경우에 있어서, 스위칭 소자의 오동작을 발생시키지 않고, 부하에의 급전을 인버터로부터 바이패스 교류 전원으로 전환하는 것이 가능한 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
이 발명에 따른 무정전 전원 장치는, 상용 교류 전원에 접속되는 제 1 단자와, 바이패스 교류 전원에 접속되는 제 2 단자와, 부하에 접속되는 제 3 단자와, 컨버터와, 인버터와, 제 1 스위치와, 제 2 스위치와, 제어 장치와, 복수의 게이트 구동 회로를 구비한다. 컨버터는, 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상용 교류 전원으로부터 제 1 단자를 통하여 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 인버터는, 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 컨버터에 의해 생성된 직류 전력 또는 전력 저장 장치의 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 제 1 스위치는, 한쪽 단자에 인버터의 출력 전압을 받고, 다른 쪽 단자가 제 3 단자에 접속된다. 제 2 스위치는, 제 2 단자 및 제 3 단자간에 접속된다. 제어 장치는, 컨버터 및 인버터에 포함되는 복수의 스위칭 소자의 온 오프를 제어한다. 복수의 게이트 구동 회로는, 복수의 스위칭 소자의 게이트를 각각 구동한다. 복수의 게이트 구동 회로의 각각은, 게이트 드라이버와, 전원 회로를 포함한다. 게이트 드라이버는, 제어 장치로부터 스위칭 소자의 게이트 전극에 입력되는 게이트 신호에 따라, 스위칭 소자의 게이트 전위를 H 레벨 또는 L 레벨에 상당하는 전위로 구동한다. 전원 회로는, 게이트 드라이버에 전력을 공급한다. 제어 장치는, 각 복수의 게이트 구동 회로의 전원 회로의 이상을 검출하도록 구성된 이상 검출 회로를 포함한다. 제어 장치는, 제 1 스위치가 온 또한 제 2 스위치가 오프인 경우에 있어서, 이상 검출 회로에 의해 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 제 2 스위치를 온하고, 제 1 스위치를 오프하도록 구성된다. 게이트 구동 회로는, 전원 회로의 이상이 검출되고 나서 제 2 스위치가 온되기까지의 기간, 스위칭 소자의 게이트 전위를 유지하도록 구성된다.
이 발명에 의하면, 게이트 구동 회로의 전원 이상이 발생한 경우에 있어서, 스위칭 소자의 오동작을 발생시키지 않고, 부하에의 급전을 인버터로부터 바이패스 교류 전원으로 전환하는 것이 가능한 무정전 전원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 이 발명의 실시형태에 따르는 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블럭도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 무정전 전원 장치의 주요부를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 컨버터 및 인버터에 있어서의 스위칭 소자의 제어에 관련되는 부분의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 비교예에 따르는 게이트 구동 회로의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는 비교예에 따르는 게이트 구동 회로의 교류 전원에 이상이 생긴 경우의 도 4의 A점∼D점에 있어서의 전위의 시간적 변화를 모식적으로 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 제어 장치 중 IGBT의 제어에 관련되는 부분의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 이상 검출 회로의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 8은 도 6에 나타낸 전환 지령 생성 회로의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9는 게이트 구동 회로의 교류 전원에 이상이 생긴 경우의 도 7 및 도 8의 A점∼J점에 있어서의 전위의 시간적 변화를 모식적으로 나타내는 파형도이다.
도 10은 도 6에 나타낸 이상 검출 회로의 제 1 변경예를 나타내는 블럭도이다.
도 11은 도 6에 나타낸 이상 검출 회로의 제 2 변경예를 나타내는 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 도면 중의 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 원칙적으로 반복하지 않는 것으로 한다.
도 1은, 이 발명의 실시형태에 따르는 무정전 전원 장치의 구성을 나타내는 회로 블럭도이다. 무정전 전원 장치(1)는, 상용 교류 전원(21)으로부터의 삼상 교류 전력을 직류 전력으로 일단 변환하고, 그 직류 전력을 삼상 교류 전력으로 변환하여 부하(24)에 공급하는 것이다. 도 1에서는, 도면 및 설명의 간단화를 위해, 삼상(U상, V상, W상) 중 일상(一相)(예를 들면 U상)에 대응하는 부분의 회로만이 나타나 있다.
무정전 전원 장치(1)는, 인버터 급전 모드(제 1 모드)와, 바이패스 급전 모드(제 2 모드)를 갖는다. 인버터 급전 모드는, 인버터(10)로부터 부하(24)에 교류 전력이 공급되는 운전 모드이다. 바이패스 급전 모드는, 바이패스 교류 전원(22)으로부터 반도체 스위치(15)(제 2 스위치)를 통하여 부하(24)에 교류 전력이 공급되는 운전 모드이다.
인버터 급전 모드에서는, 상용 교류 전원(21)으로부터 공급되는 교류 전력을 컨버터(6)에 의해 직류 전력으로 변환하고, 그 직류 전력을 인버터(10)에 의해 교류 전력으로 변환하여 부하(24)에 공급한다. 그 때문에, 인버터 급전 모드는, 부하(24)에의 급전 안정성이 우수하다.
이에 비해, 바이패스 급전 모드에서는, 바이패스 교류 전원(22)으로부터 공급되는 교류 전력을, 반도체 스위치(15)(제 2 스위치)를 통하여, 바꾸어 말하면 컨버터(6) 및 인버터(10)를 통하지 않고 부하(24)에 공급한다. 그 때문에, 컨버터(6) 및 인버터(10)에 있어서의 전력 손실의 발생이 억제되어, 결과적으로 무정전 전원 장치(1)의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1에 있어서, 무정전 전원 장치(1)는, 교류 입력 단자 T1, 바이패스 입력 단자 T2, 배터리 단자 T3, 및 교류 출력 단자 T4를 구비한다. 교류 입력 단자 T1은, 상용 교류 전원(21)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 입력 단자 T2는, 바이패스 교류 전원(22)으로부터 상용 주파수의 교류 전력을 받는다. 바이패스 교류 전원(22)은, 상용 교류 전원이어도 되고, 발전기여도 된다.
배터리 단자 T3은, 배터리(전력 저장 장치)(23)에 접속된다. 배터리(23)는, 직류 전력을 축적한다. 배터리(23) 대신에 콘덴서가 접속되어 있어도 상관없다. 교류 출력 단자 T4는, 부하(24)에 접속된다. 부하(24)는, 교류 전력에 의해 구동된다.
무정전 전원 장치(1)는, 또한, 전자기(電磁) 접촉기(2, 8, 14), 전류 검출기(3, 11), 콘덴서(4, 9, 13), 리액터(5, 12), 컨버터(6), 쌍방향 초퍼(7), 인버터(10), 반도체 스위치(15), 조작부(17), 및 제어 장치(18)를 구비한다.
전자기 접촉기(2) 및 리액터(5)는, 교류 입력 단자 T1과 컨버터(6)의 입력 노드의 사이에 직렬 접속된다. 콘덴서(4)는, 전자기 접촉기(2)와 리액터(5)의 사이의 노드 N1에 접속된다. 전자기 접촉기(2)는, 무정전 전원 장치(1)의 사용 시에 온되고, 예를 들어 무정전 전원 장치(1)의 메인터넌스 시에 오프된다.
노드 N1에 나타나는 교류 입력 전압 Vi의 순시값은, 제어 장치(18)에 의해 검출된다. 교류 입력 전압 Vi의 순시값에 근거하여, 정전의 발생의 유무 등이 판별된다. 전류 검출기(3)는, 노드 N1에 흐르는 교류 입력 전류 Ii를 검출하고, 그 검출값을 나타내는 신호 Iif를 제어 장치(18)에 준다.
콘덴서(4) 및 리액터(5)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 상용 교류 전원(21)으로부터 컨버터(6)에 상용 주파수의 교류 전력을 통과시켜, 컨버터(6)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 상용 교류 전원(21)에 통과하는 것을 방지한다.
컨버터(6)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(21)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 통상 시에는, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 직류 라인 L1에 출력한다. 상용 교류 전원(21)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 컨버터(6)의 운전은 정지된다. 컨버터(6)의 출력 전압은, 원하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다.
콘덴서(9)는, 직류 라인 L1에 접속되고, 직류 라인 L1의 전압을 평활화시킨다. 직류 라인 L1에 나타나는 직류 전압 VDC의 순시값은, 제어 장치(18)에 의해 검출된다. 직류 라인 L1은 쌍방향 초퍼(7)의 고전압측 노드에 접속되고, 쌍방향 초퍼(7)의 저전압측 노드는 전자기 접촉기(8)를 통하여 배터리 단자 T3에 접속된다.
전자기 접촉기(8)는, 무정전 전원 장치(1)의 사용 시에는 온되고, 예를 들어 무정전 전원 장치(1) 및 배터리(23)의 메인터넌스 시에 오프된다. 배터리 단자 T3에 나타나는 배터리(23)의 단자간 전압 VB의 순시값은, 제어 장치(18)에 의해 검출된다.
쌍방향 초퍼(7)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되고, 상용 교류 전원(21)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 통상 시에는, 컨버터(6)에 의해 생성된 직류 전력을 배터리(23)에 축적하고, 상용 교류 전원(21)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 배터리(23)의 직류 전력을 직류 라인 L1을 통하여 인버터(10)에 공급한다.
쌍방향 초퍼(7)는, 직류 전력을 배터리(23)에 축적하는 경우는, 직류 라인 L1의 직류 전압 VDC를 강압하고 배터리(23)에 준다. 또, 쌍방향 초퍼(7)는, 배터리(23)의 직류 전력을 인버터(10)에 공급하는 경우는, 배터리(23)의 단자간 전압 VB를 승압하고 직류 라인 L1에 출력한다. 직류 라인 L1은, 인버터(10)의 입력 노드에 접속되어 있다.
인버터(10)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되어, 컨버터(6) 또는 쌍방향 초퍼(7)로부터 직류 라인 L1을 통하여 공급되는 직류 전력을 상용 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 즉, 인버터(10)는, 통상 시에는 컨버터(6)로부터 직류 라인 L1을 통하여 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 정전 시에는 배터리(23)로부터 쌍방향 초퍼(7)를 통하여 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 인버터(10)의 출력 전압은, 원하는 값으로 제어 가능하게 되어 있다.
인버터(10)의 출력 노드(10a)는 리액터(12)의 한쪽 단자에 접속되고, 리액터(12)의 다른 쪽 단자(노드 N2)는 전자기 접촉기(14)를 통하여 교류 출력 단자 T4에 접속된다. 콘덴서(13)는, 노드 N2에 접속된다.
전류 검출기(11)는, 인버터(10)의 출력 전류 Io의 순시값을 검출하고, 그 검출값을 나타내는 신호 Iof를 제어 장치(18)에 준다. 노드 N2에 나타나는 교류 출력 전압 Vo의 순시값은, 제어 장치(18)에 의해 검출된다.
리액터(12) 및 콘덴서(13)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 인버터(10)에서 생성된 상용 주파수의 교류 전력을 교류 출력 단자 T4에 통과시켜, 인버터(10)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호가 교류 출력 단자 T4에 통과하는 것을 방지한다.
전자기 접촉기(14)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되어, 인버터 급전 모드 시에는 온되고, 바이패스 급전 모드 시에는 오프된다. 본원 명세서에서는, 전자기 접촉기(14)를 인버터(10)의 출력 전력을 부하(24)에 공급하기 위한 「출력 스위치」라고도 칭한다. 전자기 접촉기(14)는 「제 1 스위치」의 일 실시예에 대응한다.
반도체 스위치(15)는, 사이리스터를 포함하고, 바이패스 입력 단자 T2와 교류 출력 단자 T4의 사이에 접속된다. 반도체 스위치(15)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되어, 인버터 급전 모드 시에는 오프되고, 바이패스 급전 모드 시에는 온 된다. 반도체 스위치(15)는 「제 2 스위치」의 일 실시예에 대응한다. 예를 들면, 반도체 스위치(15)는, 인버터 급전 모드 시에 인버터(10)가 고장난 경우는 순식간에 온하여, 바이패스 교류 전원(22)으로부터의 교류 전력을 부하(24)에 공급한다. 바이패스 입력 단자 T2 및 반도체 스위치(15)의 사이의 노드 N3에 나타나는 교류 입력 전압 Vi2의 순시값은, 제어 장치(18)에 의해 검출된다. 교류 입력 전압 Vi2의 순시값 및 교류 출력 전압 Vo의 순시값에 근거하여, 바이패스 교류 전원(22)의 전압과 인버터(10)의 출력 전압의 동기(同期)/비동기(非同期)가 판별된다.
조작부(17)는, 무정전 전원 장치(1)의 사용자에 의해 조작되는 복수의 버튼, 여러 가지의 정보를 표시하는 화상 표시부 등을 포함한다. 사용자가 조작부(17)를 조작하는 것에 의해, 무정전 전원 장치(1)의 전원을 온 및 오프하거나, 바이패스 급전 모드 및 인버터 급전 모드 중 어느 한쪽의 모드를 선택하는 것이 가능하게 되어 있다.
제어 장치(18)는, 조작부(17)로부터의 신호, 교류 입력 전압 Vi, Vi2, 교류 입력 전류 Ii, 직류 전압 VDC, 배터리 전압 VB, 교류 출력 전류 Io, 및 교류 출력 전압 Vo 등에 근거하여 무정전 전원 장치(1) 전체를 제어한다. 즉, 제어 장치(18)는, 교류 입력 전압 Vi의 검출값에 근거하여 정전이 발생했는지 여부를 검출하고, 교류 입력 전압 Vi의 위상에 동기하여 컨버터(6) 및 인버터(10)를 제어한다.
또한 제어 장치(18)는, 상용 교류 전원(21)으로부터 교류 전력이 공급되고 있는 통상 시에는, 직류 전압 VDC가 원하는 목표 전압 VDCT가 되도록 컨버터(6)을 제어하고, 상용 교류 전원(21)으로부터의 교류 전력의 공급이 정지된 정전 시에는, 컨버터(6)의 운전을 정지시킨다.
또한 제어 장치(18)는, 통상 시에는, 배터리 전압 VB가 원하는 목표 배터리 전압 VBT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어하고, 정전 시에는, 직류 전압 VDC가 원하는 목표 전압 VDCT가 되도록 쌍방향 초퍼(7)를 제어한다.
도 2는, 도 1에 나타낸 무정전 전원 장치(1)의 주요부를 나타내는 회로도이다. 도 1에서는 삼상 교류 전압 중 일상에 관련되는 부분만을 나타냈지만, 도 2에서는 삼상에 관련되는 부분을 나타내고 있다. 또, 전자기 접촉기(2, 14), 반도체 스위치(15), 조작부(17), 및 제어 장치(18)의 도시는 생략되어 있다.
도 2에 있어서, 무정전 전원 장치(1)는, 교류 입력 단자 T1a, T1b, T1c, 교류 출력 단자 T4a, T4b, T4c, 전류 검출기(3, 11), 콘덴서(4a, 4b, 4c, 13a, 13b, 13c), 리액터(5a, 5b, 5c, 12a, 12b, 12c), 컨버터(6), 직류 라인 L1, L2, 및 인버터(10)를 구비한다.
교류 입력 단자 T1a, T1b, T1c는, 상용 교류 전원(21)(도 1)으로부터의 삼상 교류 전압(U상 교류 전압, V상 교류 전압, 및 W상 교류 전압)을 각각 받는다. 교류 출력 단자 T4a, T4b, T4c에는, 상용 교류 전원(21)으로부터의 삼상 교류 전압에 동기한 삼상 교류 전압이 출력된다. 부하(24)는, 교류 출력 단자 T4a, T4b, T4c로부터의 삼상 교류 전압에 의해 구동된다.
리액터(5a, 5b, 5c)의 한쪽 단자는 각각 교류 입력 단자 T1a, T1b, T1c에 접속되고, 그들의 다른 쪽 단자는 컨버터(6)의 입력 노드(6a, 6b, 6c)에 각각 접속된다. 콘덴서(4a, 4b, 4c)의 한쪽 전극은 각각 리액터(5a∼5c)의 한쪽 단자에 접속되고, 그들의 다른 쪽 전극은 함께 중성점 NP에 접속된다.
콘덴서(4a∼4c) 및 리액터(5a∼5c)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 교류 입력 단자 T1a, T1b, T1c로부터 컨버터(6)에 상용 주파수의 삼상 교류 전력을 통과시켜, 컨버터(6)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호를 차단한다. 리액터(5a)의 한쪽 단자에 나타나는 교류 입력 전압 Vi의 순시값은 제어 장치(18)(도 1)에 의해 검출된다. 전류 검출기(3)는, 노드 N1(즉 교류 입력 단자 T1a)에 흐르는 교류 입력 전류 Ii를 검출하고, 그 검출값을 나타내는 신호 Iif를 제어 장치(18)에 준다.
컨버터(6)는, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) Q1∼Q6 및 다이오드 D1∼D6을 포함한다. IGBT는 「스위칭 소자」를 구성한다. IGBT Q1∼Q3의 컬렉터는 모두 직류 라인 L1에 접속되고, 그들의 에미터는 각각 입력 노드(6a, 6b, 6c)에 접속된다. IGBT Q4∼Q6의 컬렉터는 각각 입력 노드(6a, 6b, 6c)에 접속되고, 그들의 에미터는 모두 직류 라인 L2에 접속된다. 다이오드 D1∼D6은, 각각 IGBT Q1∼Q6에 역병렬로 접속된다.
IGBT Q1, Q4는 각각 게이트 신호 Au, Bu에 의해 제어되고, IGBT Q2, Q5는 각각 게이트 신호 Av, Bv에 의해 제어되고, IGBT Q3, Q6은 각각 게이트 신호 Aw, Bw에 의해 제어된다. 게이트 신호 Bu, Bv, Bw는, 각각 게이트 신호 Au, Av, Aw의 반전 신호이다.
IGBT Q1∼Q3은, 각각 게이트 신호 Au, Av, Aw가 「H(논리 하이)」 레벨로 된 경우에 온하고, 각각 게이트 신호 Au, Av, Aw가 「L(논리 로우)」 레벨로 된 경우에 오프한다. IGBT Q4∼Q6은, 각각 게이트 신호 Bu, Bv, Bw가 「H」 레벨로 된 경우에 온하고, 각각 게이트 신호 Bu, Bv, Bw가 「L」 레벨로 된 경우에 오프한다.
게이트 신호 Au, Bu, Av, Bv, Aw, Bw의 각각은, 펄스 신호열이고, PWM(Pulse Width Modulation) 신호이다. 게이트 신호 Au, Bu의 위상과 게이트 신호 Av, Bv의 위상과 게이트 신호 Aw, Bw의 위상은 120도씩 어긋나 있다. 게이트 신호 Au, Bu, Av, Bv, Aw, Bw는, 제어 장치(18)에 의해 생성된다.
예를 들면, 교류 입력 단자 T1a의 전압 레벨이 교류 입력 단자 T1b의 전압 레벨보다도 높은 경우는, IGBT Q1, Q5가 온되고, 교류 입력 단자 T1a로부터 리액터(5a), IGBT Q1, 직류 라인 L1, 콘덴서(9), 직류 라인 L2, IGBT Q5, 및 리액터(5b)를 통하여 교류 입력 단자 T1b에 전류가 흘러, 콘덴서(9)가 양전압(positive voltage)으로 충전된다.
반대로, 교류 입력 단자 T1b의 전압 레벨이 교류 입력 단자 T1a의 전압 레벨보다도 높은 경우는, IGBT Q2, Q4가 온되고, 교류 입력 단자 T1b로부터 리액터(5b), IGBT Q2, 직류 라인 L1, 콘덴서(9), 직류 라인 L2, IGBT Q4, 및 리액터(5a)를 통하여 교류 입력 단자 T1a에 전류가 흘러, 콘덴서(9)가 양전압으로 충전된다. 다른 경우도 마찬가지이다.
게이트 신호 Au, Bu, Av, Bv, Aw, Bw에 의해 IGBT Q1∼Q6의 각각을 소정의 타이밍에서 온 및 오프시킴과 더불어, IGBT Q1∼Q6의 각각의 온 시간을 조정하는 것에 의해, 입력 노드(6a∼6c)에 주어진 삼상 교류 전압을 직류 전압 VDC(콘덴서(9)의 단자간 전압)로 변환하는 것이 가능하게 되어 있다.
인버터(10)는, IGBT Q11∼Q16 및 다이오드 D11∼D16을 포함한다. IGBT는 「스위칭 소자」를 구성한다. IGBT Q11∼Q13의 컬렉터는 모두 직류 라인 L1에 접속되고, 그들의 에미터는 각각 출력 노드(10a, 10b, 10c)에 접속된다. IGBT Q14∼Q16의 컬렉터는 각각 출력 노드(10a, 10b, 10c)에 접속되고, 그들의 에미터는 모두 직류 라인 L2에 접속된다. 다이오드 D11∼D16은, 각각 IGBT Q11∼Q16에 역병렬로 접속된다.
IGBT Q11, Q14는 각각 게이트 신호 Xu, Yu에 의해 제어되고, IGBT Q12, Q15는 각각 게이트 신호 Xv, Yv에 의해 제어되고, IGBT Q13, Q16은 각각 게이트 신호 Xw, Yw에 의해 제어된다. 게이트 신호 Yu, Yv, Yw는, 각각 게이트 신호 Xu, Xv, Xw의 반전 신호이다.
IGBT Q11∼Q13은, 각각 게이트 신호 Xu, Xv, Xw가 H 레벨로 된 경우에 온하고, 각각 게이트 신호 Xu, Xv, Xw가 L 레벨로 된 경우에 오프한다. IGBT Q14∼Q16은, 각각 게이트 신호 Yu, Yv, Yw가 H 레벨로 된 경우에 온하고, 각각 게이트 신호 Yu, Yv, Yw가 L 레벨로 된 경우에 오프한다.
게이트 신호 Xu, Yu, Xv, Yv, Xw, Yw의 각각은, 펄스 신호열이고, PWM 신호이다. 게이트 신호 Xu, Yu의 위상과 게이트 신호 Xv, Yv의 위상과 게이트 신호 Xw, Yw의 위상은 120도씩 어긋나 있다. 게이트 신호 Xu, Yu, Xv, Yv, Xw, Yw는, 제어 장치(18)에 의해 생성된다.
예를 들면, IGBT Q11, Q15가 온하면, 양(positive)측의 직류 라인 L1이 IGBT Q11을 통하여 출력 노드(10a)에 접속됨과 더불어, 출력 노드(10b)가 IGBT Q15를 통하여 음(negative)측의 직류 라인 L2에 접속되어, 출력 노드(10a, 10b)간에 양전압이 출력된다.
또, IGBT Q12, Q14가 온하면, 양측의 직류 라인 L1이 IGBT Q12를 통하여 출력 노드(10b)에 접속됨과 더불어, 출력 노드(10a)가 IGBT Q14를 통하여 음측의 직류 라인 L2에 접속되어, 출력 노드(10a, 10b)간에 음전압(negative voltage)이 출력된다.
게이트 신호 Xu, Yu, Xv, Yv, Xw, Yw에 의해 IGBT Q11∼Q16의 각각을 소정의 타이밍에서 온 및 오프시킴과 더불어, IGBT Q11∼Q16의 각각의 온 시간을 조정하는 것에 의해, 직류 라인 L1, L2간의 직류 전압을 삼상 교류 전압으로 변환하는 것이 가능하게 되어 있다.
리액터(12a∼12c)의 한쪽 단자는 인버터(10)의 출력 노드(10a, 10b, 10c)에 각각 접속되고, 그들의 다른 쪽 단자는 각각 교류 출력 단자 T4a, T4b, T4c에 접속된다. 콘덴서(13a, 13b, 13c)의 한쪽 전극은 각각 리액터(12a∼12c)의 다른 쪽 단자에 접속되고, 그들의 다른 쪽 전극은 함께 중성점 NP에 접속된다.
리액터(12a∼12c) 및 콘덴서(13a, 13b, 13c)는, 저역 통과 필터를 구성하고, 인버터(10)로부터 교류 출력 단자 T4a, T4b, T4c에 상용 주파수의 삼상 교류 전력을 통과시켜, 인버터(10)에서 발생하는 스위칭 주파수의 신호를 차단한다.
전류 검출기(11)는, 리액터(12a)에 흐르는 교류 출력 전류 Io를 검출하고, 그 검출값을 나타내는 신호 Iof를 제어 장치(18)에 준다. 리액터(12a)의 다른 쪽 단자(노드 N2)에 나타나는 교류 출력 전압 Vo의 순시값은 제어 장치(18)(도 1)에 의해 검출된다.
도 3은, 도 1에 나타낸 컨버터(6) 및 인버터(10)에 있어서의 스위칭 소자의 제어에 관련되는 부분의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 3에서는, 컨버터(6)의 IGBT Q1∼Q6 및 인버터(10)의 IGBT Q11∼Q16을 통틀어, IGBT Qx로 나타낸다.
도 3을 참조하면, IGBT Qx에는 게이트 구동 회로(30)가 접속된다. 게이트 구동 회로(30)는, 제어 장치(18)로부터 주어지는 게이트 신호에 따라, IGBT Qx를 구동하는 게이트 드라이버(30A)와, 게이트 드라이버(30A)에 전력을 공급하는 전원 회로(30B)로 구성된다.
전원 회로(30B)는, 교류 전원(31)으로부터 공급된 교류 전력을 직류 전압으로 변환하여 직류 모선 PL1, NL1에 출력한다. 대표적으로는, 교류 전원(31)은, 소정 주파수(예를 들면, 50Hz 또는 60Hz)의 교류 전압을 공급하는 상용 교류 전원에 의해 구성된다. 이하에서는, 전원 회로(30B)로부터 출력되는 직류 전압을, 간단히 출력 전압이라고도 칭한다. 출력 전압은, 직류 정모선 PL1 및 직류 부모선 NL1간에 전기적으로 접속된 게이트 드라이버(30A)에 공급된다.
우선, 전원 회로(30B)의 구성에 대해 설명한다. 전원 회로(30B)는, 교류 전원(31), 트랜스(32), 정류기(33), 직류 정모선 PL1, 직류 부모선 NL1, 직류 중성점 모선 CL1, 및 평활 콘덴서 C1, C1을 갖는다.
트랜스(32)는, 일차 권선 및 이차 권선을 갖는다. 일차 권선은, 교류 전원(31)과 전기적으로 접속된다. 교류 전원(31)으로부터 공급된 교류 전압은 일차 권선에 인가된다. 이차 권선에는, 일차 권선 및 이차 권선의 권수비(turn ratio)에 따라 진폭이 변환된, 일차 권선의 교류 전압과 동일 주파수의 교류 전압이 출력된다.
정류기(33)는, 다이오드 브리지를 갖는다. 정류기(33)는, 트랜스(32)의 이차 권선에 출력된 교류 전압을 전파(全波) 정류하고, 직류 정모선 PL1 및 직류 부모선 NL1에 출력한다.
평활 콘덴서 C1, C2는 직류 정모선 PL1 및 직류 부모선 NL1간에 직렬 접속된다. 평활 콘덴서 C1, C2는 예를 들면 전해 콘덴서이다. 평활 콘덴서 C1, C2는, 정류기(33)에 의해 정류된 전압을 평활한다. 이 결과, 평활 콘덴서 C1, C2에 의해, 직류 정모선 PL1 및 직류 부모선 NL1간의 전압은, 트랜스(32)의 이차 권선의 출력 전압의 진폭에 상당한 직류 전압으로 유지된다. 이에 의해, 교류 전원(31)으로부터의 전력에 의해, 게이트 드라이버(30A)의 전원 전압을 확보할 수 있다. 평활 콘덴서 C1, C2의 접속점은 직류 중성점 모선 CL1에 접속된다. 직류 중성점 모선 CL1은 IGBT Qx의 에미터와 전기적으로 접속된다.
다음에, 게이트 드라이버(30A)의 구성에 대해 설명한다. 게이트 드라이버(30A)는, npn 트랜지스터 Tr1, pnp 트랜지스터 Tr2 및 게이트 저항 R1을 갖는다. npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터는 직류 정모선 PL1에 접속되고, 에미터는 pnp 트랜지스터 Tr2의 컬렉터에 접속된다. pnp 트랜지스터 Tr2의 에미터는 직류 부모선 NL1에 접속된다. 게이트 저항 R1은, npn 트랜지스터 Tr1 및 pnp 트랜지스터 Tr2의 접속점과 IGBT Qx의 게이트 전극의 사이에 전기적으로 접속된다.
npn 트랜지스터 Tr1 및 pnp 트랜지스터 Tr2의 제어 전극(베이스)에는 제어 장치(18)로부터 게이트 신호가 인가된다. npn 트랜지스터 Tr1 및 pnp 트랜지스터 Tr2는, 게이트 신호에 따라 상보적으로 온 오프된다. 구체적으로는, 게이트 신호가 H 레벨인 기간에는, npn 트랜지스터 Tr1이 온하는 한편, pnp 트랜지스터 Tr2가 오프한다. 이때, npn 트랜지스터 Tr1에 의해, IGBT Qx의 게이트 전극을 충전하기 위한 구동 전류가, 직류 정모선 PL1로부터 게이트 전극에 공급된다. 이에 의해, 게이트 전극은, 게이트 저항 R1을 경유한 충전 경로에 의해, 고(高)전위측으로 구동된다. 이에 수반하여 IGBT Qx는, 게이트·소스간 전압이 임계값 전압보다도 높아지는 것에 따라 온한다.
이에 비해, 게이트 신호가 L 레벨인 기간에는, npn 트랜지스터 Tr1이 오프하는 한편, pnp 트랜지스터 Tr2가 온한다. 이에 의해, IGBT Qx의 게이트 전극으로부터 게이트 저항 R1을 경유하여 직류 부모선 NL1에 이르는 방전 경로가 형성되는 것에 의해 게이트·소스간 전압이 임계값 전압보다도 낮아지면, IGBT Qx는 오프된다.
이와 같이 게이트 드라이버(30A)는, 전원 회로(30B)로부터 전력의 공급을 받는 것에 의해, 제어 장치(18)로부터 주어지는 게이트 신호에 따라, IGBT Qx를 온 오프시킬 수 있다.
제어 장치(18)는, 컨버터(6) 및 인버터(10)를 구성하는 IGBT Qx의 게이트 신호를 생성함과 더불어, 반도체 스위치(15)(제 2 스위치)의 온 오프를 제어하기 위한 제어 지령(이하, 「반도체 스위치 온 지령」이라고도 칭함), 및 출력 스위치(14)(제 1 스위치)의 온 오프를 제어하기 위한 제어 지령(이하, 「출력 스위치 온 지령」이라고도 칭함)을 생성한다.
반도체 스위치(15)는, 반도체 스위치 온 지령이 H 레벨로 된 경우에 온하고, 반도체 스위치 온 지령이 L 레벨로 된 경우에 오프한다. 출력 스위치(14)는, 출력 스위치 온 지령이 H 레벨로 된 경우에 온하고, 출력 스위치 온 지령이 L 레벨로 된 경우에 오프한다.
구체적으로는, 제어 장치(18)는, 인버터 급전 모드 시, H 레벨의 출력 스위치 온 지령을 생성하는 한편, L 레벨의 반도체 스위치 온 지령을 생성한다. 출력 스위치(14)가 온하는 것에 의해, 인버터(10)에 의해 생성된 교류 전력이 부하(24)에 공급된다.
한편, 바이패스 급전 모드 시에는, 제어 장치(18)는, H 레벨의 반도체 스위치 온 지령을 생성하는 한편, L 레벨의 출력 스위치 온 지령을 생성한다. 반도체 스위치(15)가 온하는 것에 의해, 바이패스 교류 전원(22)으로부터의 교류 전력이 부하(24)에 공급된다.
제어 장치(18)는, 또한, 인버터 급전 모드 시에 있어서, 게이트 구동 회로(30)에 있어서의 교류 전원(31)의 이상을 검출하도록 구성된다. 제어 장치(18)는, 교류 전원(31)의 이상을 검출하면, 출력 스위치 온 지령을 H 레벨로부터 L 레벨로 천이시킴과 더불어, 반도체 스위치 온 지령을 L 레벨로부터 H 레벨로 천이시키는 것에 의해, 무정전 전원 장치(1)를 인버터 급전 모드로부터 바이패스 급전 모드로 이행시킨다. 이에 의해, 교류 전원(31)의 이상이 생긴 후에 있어서도, 무정전 전원 장치(1)는 부하(24)에의 급전을 계속할 수 있다.
한편, 제어 장치(18)에는, 교류 전원(31)과는 다른 전원인 제어 전원(19)으로부터 전원이 공급되고 있다. 그 때문에, 교류 전원(31)이 이상으로 되더라도, 전술한 인버터 급전 모드 및 바이패스 급전 모드의 전환 동작을 행할 수 있다.
그러나, 교류 전원(31)의 이상이 발생하면, 전원 회로(30B)는 게이트 드라이버(30A)의 전원 전압을 확보하는 것이 곤란해지기 때문에, 반도체 스위치(15)가 온되기까지의 기간에 있어서, IGBT Qx의 게이트 전극의 전위가 일정하지 않게 될 가능성이 있다. 그 결과, IGBT Qx가 잘못하여 온하거나, 또는 IGBT Qx가 잘못하여 오프하는 등 IGBT Qx가 오동작하는 것이 염려된다.
이하, 도 4 및 도 5를 이용하여, 비교예에 따르는 게이트 구동 회로에 있어서 교류 전원의 이상이 생긴 경우의 문제점에 대해서 설명한다.
도 4에는, 비교예에 따르는 게이트 구동 회로(100)가 나타난다. 비교예에 따른 게이트 구동 회로(100)는, 도 3에 나타낸 게이트 구동 회로(30)와 마찬가지로, 게이트 드라이버(100A) 및 전원 회로(100B)에 의해 구성된다. 게이트 드라이버(100A) 및 전원 회로(100B)는, 평활 콘덴서 C10, C20를 제외하고, 도 3에 나타낸 게이트 드라이버(30A) 및 전원 회로(30B)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 평활 콘덴서 C10, C20는 예를 들면 필름 콘덴서이다.
도 4에 나타내는 게이트 구동 회로(100)에 있어서, 트랜스(32)의 일차 권선의 한쪽단을 「A점」, 직류 정모선 PL1과 평활 콘덴서 C1의 한쪽단의 접속점을 「B점」, 게이트 드라이버(100A)의 npn 트랜지스터 Tr1의 제어 전극을 「C점」, IGBT Qx의 게이트 전극을 「D점」으로 한다.
도 5는, 비교예에 따르는 게이트 구동 회로(100)의 교류 전원(31)에 이상이 생긴 경우의 도 4의 A점∼D점에 있어서의 전위의 시간적 변화를 모식적으로 나타내는 파형도이다.
도 5를 참조하면, A점의 전위는 교류 전원(31)으로부터 공급되는 전원 전위를 나타내고 있다. B점의 전위는 직류 정모선 PL1의 전위를 나타내고 있다. C점의 전위는 제어 장치(18)로부터 공급되는 게이트 신호의 전위를 나타내고 있다. D점의 전위는 IGBT Qx의 게이트 전극의 전위를 나타내고 있다. 도 5의 예에서는, npn 트랜지스터 Tr1 및 pnp 트랜지스터 Tr2의 제어 전극에 대해서, 도시하지 않은 제어 장치로부터 H 레벨의 게이트 신호가 입력되어 있는 것으로 한다.
교류 전원(31)이 정상인 경우, 교류 전원(31)으로부터 공급되는 교류 전압은, 트랜스(32)에 의해 진폭이 변환된 후, 정류기(33)를 경유함으로써 전파 정류되고 직류 정모선 PL1에 출력된다. 따라서, 직류 정모선 PL1의 전위(B점)는, 평활 콘덴서 C10에 의해 평활됨으로써, 전원 전위(A점)의 진폭에 비례한 진폭을 갖는 직류 전압으로 유지된다. 제어 전극에 H 레벨의 게이트 신호(C점)를 받아 npn 트랜지스터 Tr1이 온함으로써, IGBT Qx의 게이트 전극의 전위(D점)는, 직류 정모선 PL1의 전위에 따른 H 레벨의 전위로 구동된다. IGBT Qx는, 게이트·소스간 전압이 임계값 전압보다도 높아지는 것에 따라 온한다.
여기에서, 시각 t1에 있어서, 교류 전원(31)의 전원 전압이 소실되는 이상이 발생한 경우를 상정한다.
교류 전원(31)으로부터 교류 전압의 공급이 끊어지면, 평활 콘덴서 C10에 축적된 에너지가 방출되기 때문에, 시각 t1 이후, 직류 정모선 PL1의 전위(B점)가 서서히 저하된다. 이에 의해, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압도 서서히 저하된다.
그 한편으로, npn 트랜지스터 Tr1의 제어 전극에는 H 레벨의 게이트 신호가 입력되어 있다(C점). 단, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압이 저하되고 있기 때문에, npn 트랜지스터 Tr1을 온 상태로 유지할 수 없게 되어, 결과적으로 IGBT Qx의 게이트 전위가 일정하지 않게 되어 버린다는 문제가 있다. 한편, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압이 0이 되면, 게이트 전위도 L 레벨(접지 전위)이 되어, IGBT Qx는 오프된다.
이와 같이 비교예에 따르는 게이트 구동 회로(100)에 있어서는, 전원 이상에 의해 IGBT Qx의 게이트 전위가 일정하지 않게 되는 것에 의해, IGBT Qx가 오동작해 버릴 우려가 있다. 그 때문에, 전원 이상이 발생한 시각 t1부터 무정전 전원 장치가 인버터 급전 모드로부터 바이패스 급전 모드로 이행하는 시각까지의 기간에 있어서, 컨버터(6) 또는 인버터(10)가 오동작하는 것이 염려된다.
그래서, 본 실시형태에 따르는 무정전 전원 장치(1)에서는, 제어 장치(18) 및 게이트 구동 회로(30)는, 게이트 구동 회로(30)의 전원 이상이 검출되고 나서 반도체 스위치(15)가 온되기까지의 기간, IGBT Qx의 게이트 전위를 유지하도록 구성된다. 이에 의해, IGBT Qx의 오동작을 발생시키지 않고, 무정전 전원 장치(1)를 바이패스 급전 모드로 이행시킨다.
도 6은, 도 3에 나타낸 제어 장치(18) 중 IGBT Qx의 제어에 관련되는 부분의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 제어 장치(18)는, 제어 지령 생성 회로(40), 이상 검출 회로(42), 전환 지령 생성 회로(44) 및 논리곱 회로(46)를 포함한다.
제어 지령 생성 회로(40)는, 무정전 전원 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 지령을 생성한다. 이 제어 지령에는, 컨버터(6) 및 인버터(10)를 구성하는 IGBT Qx의 온 오프를 제어하기 위한 게이트 신호, 동기 신호, 전환 지령, 출력 스위치 온 지령, 및 전원 정지 지령이 포함된다.
게이트 신호는, 도 2에 나타낸 게이트 신호 Au, Bu, Av, Bv, Aw, Bw와, 게이트 신호 Xu, Yu, Xv, Yv, Xw, Yw를 포함한다. 각 게이트 신호는, 펄스 신호예이며, PWM 신호이다.
동기 신호는, 인버터(10)에 의해 생성되는 교류 전압이 바이패스 교류 전원(22)으로부터 공급되는 교류 전압에 동기하고 있는지 여부를 나타내는 신호이다. 인버터(10)의 출력 전압이 바이패스 교류 전원(22)의 전압에 동기하고 있을 때, 동기 신호는 H 레벨이 된다. 한편, 인버터(10)의 출력 전압이 바이패스 교류 전원(22)의 전압에 동기하고 있지 않을 때, 동기 신호는 L 레벨이 된다.
전환 지령은, 무정전 전원 장치(1)의 운전 모드를 인버터 급전 모드와 바이패스 급전 모드의 사이에서 전환하기 위한 제어 지령이다. 전환 지령은, 조작부(17)(도 1)의 조작에 근거하여 생성된다. 사용자가 조작부(17)를 조작하는 것에 의해, 인버터 급전 모드가 선택된 경우에는 L 레벨의 전환 지령이 생성되고, 바이패스 급전 모드가 선택된 경우에는 H 레벨의 전환 지령이 생성된다.
출력 스위치 온 지령은, 출력 스위치(14)의 온 오프를 제어하기 위한 제어 지령이다. 출력 스위치 온 지령이 H 레벨일 때에 출력 스위치(14)가 온하고, 출력 스위치 온 지령이 L 레벨일 때에 출력 스위치(14)가 오프한다. 사용자가 조작부(17)를 조작하는 것에 의해 인버터 급전 모드가 선택된 경우, 제어 지령 생성 회로(40)는, L 레벨의 전환 지령을 생성함과 더불어, H 레벨의 출력 스위치 온 지령을 생성한다.
전원 정지 지령은, 게이트 구동 회로(30)에 있어서, 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에의 급전의 실행 및 정지를 제어하기 위한 제어 지령이다. 전원 정지 지령은, 조작부(17)(도 1)의 조작에 근거하여 생성된다. 사용자가 조작부(17)를 조작하는 것에 의해, 무정전 전원 장치(1)의 전원을 온했을 때에는 L 레벨의 전원 정지 지령이 생성된다. 한편, 무정전 전원 장치(1)의 전원을 오프했을 때에는 H 레벨의 전원 정지 지령이 생성된다. 전원 정지 지령이 L 레벨인 기간에 있어서 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에 전력이 공급된다. 전원 정지 지령이 H 레벨이 되면, 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에의 급전이 정지된다.
이상 검출 회로(42)는, 게이트 구동 회로(30)에 있어서의 교류 전원(31)의 이상을 검출하도록 구성된다. 이상 검출 회로(42)는, 교류 전원(31)으로부터 공급되는 교류 전압을 검출하고, 그 검출값에 근거하여 교류 전원(31)이 정상인지 이상인지를 판정한다. 교류 전원(31)이 정상이라고 판정된 경우, 이상 검출 회로(42)는 L 레벨의 이상 검출 신호를 생성한다. 한편, 교류 전원(31)이 이상이라고 판정된 경우, 이상 검출 회로(42)는 H 레벨의 이상 검출 신호를 생성한다.
이상 검출 회로(42)는, 또한, 제어 지령 생성 회로(40)로부터 H 레벨의 전원 정지 지령을 받았을 때, 또는, 교류 전원(31)의 이상이 검출되었을 때에는, 게이트 구동 회로(30)에 대해서 H 레벨의 전원 정지 지령을 출력한다. 게이트 구동 회로(30)는, H 레벨의 전원 정지 지령을 받으면, 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에의 급전을 정지한다.
전환 지령 생성 회로(44)는, 제어 지령 생성 회로(40)로부터 동기 신호, 전환 지령 및 출력 스위치 온 지령을 받고, 이상 검출 회로(42)로부터 이상 검출 신호를 받는다. 전환 지령 생성 회로(44)는, 이들의 입력 신호에 근거하여, 출력 스위치(14) 및 반도체 스위치(15)의 온 오프를 제어함과 더불어, 컨버터(6) 및 인버터(10)에 포함되는 IGBT Qx의 온 오프를 제어한다.
구체적으로는, 전환 지령 생성 회로(44)는, 동기 신호, 전환 지령, 출력 스위치 온 지령 및 이상 검출 신호에 근거하여, 반도체 스위치 온 지령, 출력 스위치 온 지령 및 게이트 오프 지령을 생성한다. 게이트 오프 지령은, IGBT Qx를 강제적으로 오프하기 위한 제어 지령이다. 전환 지령 생성 회로(44)는, IGBT Qx를 오프시키고자 하는 경우, 게이트 오프 지령은 H 레벨로 활성화시킨다.
논리곱 회로(46)는, 게이트 오프 지령 및 게이트 신호를 받고, 그들의 논리곱을 연산한다. 논리곱 회로(26)의 연산 결과는, 게이트 신호로서 게이트 구동 회로(30)(게이트 드라이버(30A))에 주어진다.
논리곱 회로(46)의 제 1 입력 단자에는 게이트 신호가 입력되고, 제 2 입력 단자에는 게이트 오프 지령의 반전 신호가 입력된다. 따라서, 게이트 오프 지령이 L 레벨일 때에는, 제어 지령 생성 회로(40)에 의해 생성된 게이트 신호에 일치한 게이트 신호가 논리곱 회로(46)로부터 게이트 구동 회로(30)에 입력되게 된다. 한편, 게이트 오프 지령이 H 레벨일 때에는, 제어 지령 생성 회로(40)에 의해 생성된 게이트 신호에 의하지 않고, L 레벨의 게이트 신호가 게이트 구동 회로(30)에 입력되게 된다. 즉, 게이트 오프 지령이 H 레벨로 활성화되면, 게이트 신호가 강제적으로 L 레벨로 구동되어, 결과적으로 IGBT Qx는 강제적으로 오프된다.
도 7을 이용하여, 도 6에 나타낸 이상 검출 회로(42)의 구성에 대해 더 설명한다.
도 7을 참조하면, 이상 검출 회로(42)는, 정류 회로(50), 필터(51), 비교기(52, 53), 및 논리합 회로(54, 55)를 갖는다.
정류 회로(50)는, 교류 전원(31)으로부터의 교류 전압을 전파 정류하고 필터(51)에 출력한다. 필터(51)는, 정류 회로(50)에 의해 정류된 전압의 고주파 성분을 제거한다. 필터(51)의 출력 전압은, 교류 전원(31)에 의한 교류 전압의 진폭에 상당한 직류 전압으로 유지된다. 정류 회로(50) 및 필터(51)는, 교류 전원(31)의 공급 전압의 진폭을 검출하기 위한 「전압 검출기」를 구성한다.
비교기(52)는, 교류 전원(31)의 공급 전압의 진폭과 제 1 기준값 VL을 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 출력한다. 제 1 기준값 VL는, 교류 전원(31)이 과소(전원 소실을 포함함)할 때의 공급 전압의 진폭으로 설정되어 있다. 공급 전압의 진폭이 제 1 기준값 VL보다도 큰 경우, 비교기(52)의 출력 신호는 L 레벨이 된다. 한편, 공급 전압의 진폭이 제 1 기준값 VL 이하인 경우, 비교기(52)의 출력 신호는 H 레벨이 된다.
비교기(53)는, 공급 전압의 진폭과 제 2 기준값 VH를 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 출력한다. 제 2 기준값 VH는, 교류 전원(31)이 과대할 때의 공급 전압의 진폭으로 설정되어 있다. 공급 전압의 진폭이 제 2 기준값 VH보다도 큰 경우, 비교기(53)의 출력 신호는 H 레벨이 된다. 한편, 공급 전압의 진폭이 제 2 기준값 VH 이하인 경우, 비교기(53)의 출력 신호는 L 레벨이 된다.
논리합 회로(54)는, 비교기(52)의 출력 신호 및 비교기(53)의 출력 신호를 받고, 그들의 논리합을 연산한다. 비교기(52)의 출력 신호 및 비교기(53)의 출력 신호 중 어느 하나가 H 레벨일 때, 즉, 공급 전압의 진폭이 제 1 기준값 VL 이하, 또는 공급 전압의 진폭이 제 2 기준값 VH보다 큰 경우, 논리합 회로(54)의 연산 결과는 H 레벨이 된다. 논리합 회로(34)는, 연산 결과를 이상 검출 신호로서, 전환 지령 생성 회로(44)(도 6)에 출력한다. 이와 같이 하여 교류 전원(31)의 공급 전압이 과대 또는 과소할 때에는, 이상 검출 회로(42)는, 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)이 이상이라고 판정하고, 전환 지령 생성 회로(44)에 대해서 H 레벨의 이상 검출 신호를 출력한다.
한편, 교류 전원(31)의 공급 전압의 진폭이 제 1 기준값 VL보다 크고, 또한 제 2 기준값 VH 이하인 경우, 논리합 회로(54)의 연산 결과는 L 레벨이 된다. 이 경우, 이상 검출 회로(42)는, 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)이 정상이라고 판정하고, 전환 지령 생성 회로(44)에 대해서 L 레벨의 이상 검출 신호를 출력한다.
논리합 회로(55)는, 논리합 회로(54)가 출력하는 이상 검출 신호 및 제어 지령 생성 회로(40)가 출력하는 전원 정지 지령을 받고, 그들의 논리합을 연산한다. 논리합 회로(55)의 연산 결과는 전원 정지 지령으로서, 게이트 구동 회로(30)에 출력된다. 이에 의하면, 제어 지령 생성 회로(40)에 의해 H 레벨의 전원 정지 지령이 생성되었을 때, 또는, 이상 검출 회로(42)에 의해 H 레벨의 이상 검출 신호가 생성되었을 때(교류 전원(31)의 이상이 검출되었을 때에 상당), 게이트 구동 회로(30)에 H 레벨의 전원 정지 지령이 주어지게 된다. 게이트 구동 회로(30)는, H 레벨의 전원 정지 지령을 받으면, 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에의 급전을 정지한다.
도 8을 이용하여, 도 6에 나타낸 전환 지령 생성 회로(44)의 구성에 대해 더 설명한다.
도 8을 참조하면, 전환 지령 생성 회로(44)는, 논리합 회로(60, 67, 69), 반전기(61), D 플립플롭(62), RS 플립플롭(63), 논리곱 회로(64, 65, 70), 온 딜레이 회로(66, 68)를 갖는다.
논리합 회로(60)는, 이상 검출 회로(42)(도 7)로부터 이상 검출 신호를 받고, 제어 지령 생성 회로(40)(도 6)로부터 전환 지령을 받으면, 그들의 논리합을 연산한다. 이상 검출 신호가 H 레벨일 때, 즉 게이트 구동 회로(30)의 전원 이상이 검출되었을 때, 또는, 전환 지령이 H 레벨일 때, 즉 조작부(17)(도 1)의 조작에 의해 바이패스 급전 모드가 선택되었을 때에는, 논리합 회로(60)는 H 레벨의 연산 결과를 출력한다. 한편, 전환 지령이 L 레벨일 때, 즉 조작부(17)의 조작에 의해 인버터 급전 모드가 선택되었을 때이고, 또한, 이상 검출 신호가 L 레벨일 때, 즉 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)이 정상일 때에는, 논리합 회로(60)는 L 레벨의 연산 결과를 출력한다.
논리합 회로(60)의 연산 결과는, 전환 세트 지령으로서, RS 플립플롭(63)세트 단자 S에 입력된다. RS 플립플롭(63)의 리셋 단자 R에는, 반전기(61)에 의해 전환 세트 지령의 반전 신호(전환 리셋 지령)가 입력된다. RS 플립플롭(63)의 출력 단자 Q는, 논리곱 회로(64, 65, 70)의 제 1 입력 단자에 접속된다. 한편, 논리곱 회로(70)의 제 1 입력 단자에는, RS 플립플롭(63)의 출력 신호의 반전 신호가 입력된다.
RS 플립플롭(63)은, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때에 세트 상태가 되고, 출력 신호가 H 레벨이 된다. 한편, 전환 세트 지령이 L 레벨일 때에 리셋 상태가 되고, 출력 신호가 L 레벨이 된다.
전환 세트 지령은 또한, D 플립플롭(62)의 트리거 단자 T에 입력된다. D 플립플롭(62)의 딜레이 단자 D에는 동기 신호가 입력된다. D 플립플롭(62)의 출력 단자 Q는, 논리곱 회로(64, 65)의 제 2 입력 단자에 접속된다. 한편, 논리곱 회로(65)의 제 2 입력 단자에는, D 플립플롭(62)의 출력 신호의 반전 신호가 입력된다. D 플립플롭(62)은, 전환 세트 지령의 상승에 따라 동기 신호를 도입하고, 동기 신호를 출력한다.
논리곱 회로(64)는, D 플립플롭(62)의 출력 신호 및 RS 플립플롭(63)의 출력 신호를 받고, 그들의 논리곱을 연산한다. 동기 신호가 H 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, 논리곱 회로(64)는 H 레벨의 신호를 출력한다. 한편, 동기 신호가 L 레벨, 또는, 전환 세트 지령이 L 레벨일 때, 논리곱 회로(64)는 L 레벨의 신호를 출력한다. 논리곱 회로(64)의 출력 신호는 논리합 회로(69)의 제 1 입력 단자에 입력됨과 더불어, 온 딜레이 회로(66)를 통하여 논리합 회로(67)의 제 1 입력 단자에 입력된다. 온 딜레이 회로(66)는, H 레벨의 신호가 입력되고 나서 소정 시간 경과 후에 H 레벨의 신호를 출력한다.
논리곱 회로(65)는, D 플립플롭(62)의 출력 신호의 반전 신호 및 RS 플립플롭(63)의 출력 신호를 받고, 그들의 논리곱을 연산한다. 동기 신호가 L 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, 논리곱 회로(65)는 H 레벨의 신호를 출력한다. 한편, 동기 신호가 H 레벨, 또는, 전환 세트 지령이 L 레벨일 때, 논리곱 회로(65)는 L 레벨의 신호를 출력한다. 논리곱 회로(65)의 출력 신호는 논리합 회로(67)의 제 2 입력 단자에 입력됨과 더불어, 온 딜레이 회로(68)를 통하여 논리합 회로(69)의 제 2 입력 단자에 입력된다. 온 딜레이 회로(68)는, H 레벨의 신호가 입력되고 나서 소정 시간 경과 후에 H 레벨의 신호를 출력한다.
논리합 회로(67)는, 온 딜레이 회로(66)의 출력 신호 및 논리곱 회로(65)의 출력 신호를 받고, 그들의 논리합을 연산한다. 온 딜레이 회로(66)의 출력 신호가 H 레벨, 또는, 논리곱 회로(65)의 출력 신호가 H 레벨일 때, 논리합 회로(67)는 H 레벨의 신호를 출력한다. 한편, 온 딜레이 회로(66)의 출력 신호가 L 레벨, 또한, 논리곱 회로(65)의 출력 신호가 L 레벨일 때, 논리합 회로(67)는 L 레벨의 신호를 출력한다. 논리합 회로(67)의 출력 신호는 게이트 오프 지령으로서 논리곱 회로(46)의 제 1 입력 단자에 입력된다.
게이트 오프 지령은, 동기 신호가 H 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, 또는, 동기 신호가 L 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, H 레벨이 된다. 한편, 동기 신호가 H 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때에는, 전환 세트 지령이 H 레벨이 되고 나서 소정 시간 경과 후에 게이트 오프 지령이 H 레벨이 된다.
논리곱 회로(46)는, 게이트 신호 및 게이트 오프 지령의 반전 신호를 받고, 그들의 논리곱을 연산한다. 논리곱 회로(46)의 출력 신호는 게이트 신호로서 게이트 구동 회로(30)에 입력된다. 게이트 오프 지령이 L 레벨일 때에는, 논리곱 회로(46)에 입력되는 게이트 신호가 논리곱 회로(46)로부터 출력되어 게이트 구동 회로(30)에 입력된다. 한편, 게이트 오프 지령이 H 레벨일 때에는, L 레벨의 게이트 신호가 게이트 구동 회로(30)에 입력된다. 즉, 게이트 오프 지령이 H 레벨이 되면, 게이트 신호가 강제적으로 L 레벨로 된다.
논리합 회로(69)는, 논리곱 회로(64)의 출력 신호 및 온 딜레이 회로(68)의 출력 신호를 받고, 그들의 논리합을 연산한다. 온 딜레이 회로(68)의 출력 신호가 H 레벨, 또는, 논리곱 회로(64)의 출력 신호가 H 레벨일 때, 논리합 회로(69)는 H 레벨의 신호를 출력한다. 한편, 온 딜레이 회로(68)의 출력 신호가 L 레벨, 또한, 논리곱 회로(64)의 출력 신호가 L 레벨일 때, 논리합 회로(69)는 L 레벨의 신호를 출력한다. 논리합 회로(69)의 출력 신호는 반도체 스위치 온 지령으로서 반도체 스위치(15)(도 1)에 입력된다.
반도체 스위치 온 지령은, 동기 신호가 H 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, 또는, 동기 신호가 L 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, H 레벨이 된다. 한편, 동기 신호가 L 레벨, 또한, 전환 세트 지령이 H 레벨일 때, 전환 세트 지령이 H 레벨이 되고 나서 소정 시간 경과 후에 반도체 스위치 온 지령이 H 레벨이 된다.
이상을 정리하면, 동기 신호가 H 레벨인 경우에는, 전환 세트 지령이 H 레벨이 되면, 반도체 스위치 온 지령이 H 레벨이 되고, 소정 시간 경과 후에 게이트 오프 지령이 H 레벨이 된다. 이에 의하면, 인버터(10)의 출력 전압이 바이패스 교류 전원(22)의 전압과 동기하고 있는 경우, 반도체 스위치 온 지령이 H 레벨이 되고 나서 소정 시간 경과 후에 게이트 신호가 L 레벨이 된다.
한편, 동기 신호가 L 레벨인 경우에는, 전환 세트 지령이 L 레벨이 되면, 게이트 오프 지령이 H 레벨이 되고, 소정 시간 경과 후에 반도체 스위치 온 지령이 온이 된다. 이에 의하면, 인버터(10)의 출력 전압이 바이패스 교류 전원(22)의 전압과 동기하고 있지 않은 경우, 게이트 신호가 L 레벨이 되고 나서 소정 시간 경과 후에 반도체 스위치 온 지령이 온이 된다.
논리곱 회로(70)는, RS 플립플롭(63)의 출력 신호의 반전 신호 및 출력 스위치 온 지령을 받고, 그들의 논리곱을 연산한다. 논리곱 회로(70)의 출력 신호는 출력 스위치 온 지령으로서, 출력 스위치(14)(도 1)에 입력된다.
출력 스위치 온 지령은, 전환 세트 지령이 L 레벨, 또한, 출력 스위치 온 지령이 H 레벨일 때, H 레벨이 된다. 한편, 전환 세트 지령이 H 레벨이 되면, 출력 스위치 온 지령은 L 레벨이 된다.
다음에, 도 9를 이용하여, 본 실시형태에 따른 무정전 전원 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 도 7에 나타내는 게이트 구동 회로(30)에 있어서, 트랜스(32)의 일차측 코일의 한쪽단을 「A점」, 직류 정모선 PL1과 평활 콘덴서 C1의 한쪽단의 접속점을 「B점」, 게이트 드라이버(30A)의 npn 트랜지스터 Tr1의 제어 전극을 「C점」, IGBT Qx의 게이트 전극을 「D점」으로 한다. 도 7에 나타내는 이상 검출 회로(42)에 있어서, 필터(51)의 출력 단자를 「E점」, 논리합 회로(54)의 출력 단자를 「F점」으로 한다. 도 8에 나타내는 전환 지령 생성 회로(44)에 있어서, 동기 신호를 「G점」, 논리합 회로(69)의 출력 단자를 「H점」, 논리합 회로(67)의 출력 단자를 「I점」, 논리곱 회로(70)의 출력 단자를 「J점」으로 한다.
도 9는, 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)에 이상이 생긴 경우의 도 7 및 도 8의 A점∼J점에 있어서의 전위의 시간적 변화를 모식적으로 나타내는 파형도이다.
도 9를 참조하면, A점의 전위는 교류 전원(31)으로부터 공급되는 전원 전위를 나타내고 있다. B점의 전위는 직류 정모선 PL1의 전위를 나타내고 있다. C점의 전위는 제어 장치(18)로부터 공급되는 게이트 신호의 전위를 나타내고 있다. D점의 전위는 IGBT Qx의 게이트 전극의 전위를 나타내고 있다. E점의 전위는 전압 검출기(정류 회로(50) 및 필터(51))에 의해 검출되는 교류 전원(31)의 전압 진폭을 나타내고 있다. F점의 전위는 이상 검출 신호의 전위를 나타내고 있다. G점의 전위는 동기 신호의 전위를 나타내고 있다. H점의 전위는 반도체 스위치 온 지령의 전위를 나타내고 있다. I점의 전위는 게이트 오프 지령의 전위를 나타내고 있다. J점의 전위는 출력 스위치 온 지령의 전위를 나타내고 있다. 도 9의 예에서는, npn 트랜지스터 Tr1 및 pnp 트랜지스터 Tr2의 제어 전극에 대해서, 제어 장치(18)로부터 H 레벨의 게이트 신호가 입력되어 있는 것으로 한다.
교류 전원(31)이 정상인 경우, 교류 전원(31)으로부터 공급되는 교류 전압은, 트랜스(32)에 의해 진폭이 변환된 후, 정류기(33)를 경유함으로써 전파 정류되고 직류 정모선 PL1에 출력된다. 따라서, 직류 정모선 PL1의 전위(B점)는, 평활 콘덴서 C1에 의해 평활됨으로써, 전원 전위(A점)의 진폭에 비례한 진폭을 갖는 직류 전압으로 유지된다. 전압 검출기(정류 회로(50) 및 필터(51))의 검출값(E점)는, 전원 전위(A점)의 진폭에 비례한 진폭을 갖는다.
제어 전극에 H 레벨의 게이트 신호(C점)를 받아 npn 트랜지스터 Tr1이 온함으로써, IGBT Qx의 게이트 전극의 전위(D점)는, 직류 정모선 PL1의 전위에 따른 H 레벨의 전위로 구동된다. IGBT Qx는, 게이트·소스간 전압이 임계값 전압보다도 높아지는 것에 따라 온한다. 인버터(10)의 출력 전압과 바이패스 교류 전원(22)의 전압이 동기하고 있기 때문에, 동기 신호의 전위(G점)는 H 레벨을 유지하고 있다.
여기에서, 시각 t1에 있어서, 교류 전원(31)에 있어서 전원 전압이 소실되는 이상이 발생한 경우를 상정한다.
교류 전원(31)으로부터 교류 전압의 공급이 끊어지면, 평활 콘덴서 C1에 축적된 에너지가 방출되기 때문에, 시각 t1 이후, 직류 정모선 PL1의 전위(B점)가 서서히 저하된다. 이에 의해, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압도 서서히 저하된다.
시각 t1 이후, 전압 검출기의 검출값(E점)도 서서히 저하된다. 이상 검출 회로(42)는, 검출값이 제 1 기준값 VL 이하가 되면(시각 t2), 교류 전원(31)이 이상이라고 판정하고, 전환 지령 생성 회로(44)(도 8)에 대해서 H 레벨의 이상 검출 신호를 출력한다(F점).
전환 지령 생성 회로(44)(도 8)에 있어서는, 이상 검출 회로(42)로부터 H 레벨의 이상 검출 신호를 받는 것에 의해, H 레벨의 전환 세트 지령이 생성된다. 이 H 레벨의 전환 세트 지령을 받아, 출력 스위치 온 지령의 전위(J점)는 H 레벨로부터 L 레벨로 천이한다(시각 t3).
H 레벨의 전환 세트 지령이 생성됨으로써, 또한 반도체 스위치 온 지령의 전위(H점)가 L 레벨로부터 H 레벨로 천이한다. 또, 게이트 오프 지령의 전위(I점)가 L 레벨로부터 H 레벨로 천이한다. 단, 게이트 오프 지령의 전위(I점)는, 반도체 스위치 온 지령의 전위(H점)가 H 레벨이 되는 시각 t3으로부터, 온 딜레이 회로(66)의 지연 시간에 상당하는 시간 지연된 시각 t4에 있어서 H 레벨로 천이한다.
게이트 오프 지령의 전위(I점)가 H 레벨이 된 것에 의해(시각 t4), 게이트 신호의 전위(C점)는 H 레벨로부터 L 레벨로 천이한다. 게이트 드라이버(30A)의 npn 트랜지스터 Tr1의 제어 전극에 L 레벨의 게이트 신호가 입력되는 것에 의해, npn 트랜지스터 Tr1이 오프된다. 이에 의해, IGBT Qx의 게이트 전위(D점)가 L 레벨이 되어, IGBT Qx는 오프된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 게이트 구동 회로(30)의 전원 이상이 검출되면(시각 t2), 출력 스위치 온 지령이 L 레벨이 되고, 또한, 반도체 스위치 온 지령이 H 레벨이 되는 것에 의해, 출력 스위치(14)가 오프되고, 반도체 스위치(15)가 온 된다. 이에 의해, 무정전 전원 장치(1)는 인버터 급전 모드로부터 바이패스 급전 모드로 이행한다. npn 트랜지스터 Tr1의 제어 전극에 인가되는 게이트 신호는, 반도체 스위치(15)가 온되는 시각 t3보다 후의 시각 t4까지 H 레벨로 유지되어 있다.
따라서, 교류 전원(31)의 전원 전압이 소실된 시각 t1 이후에 있어서, 게이트 신호가 H 레벨로 유지되는 기간, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압을 유지할 수 있으면, 반도체 스위치(15)가 온되는 시각 t3까지, npn 트랜지스터 Tr1을 온 상태로 유지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 게이트 구동 회로(30)의 전원 회로(30B)에 있어서, 평활 콘덴서 C1, C2의 각각에, 용량이 큰 콘덴서가 이용된다. 평활 콘덴서 C1, C2의 용량은, 교류 전원(31)의 전원 전압이 소실되고 나서 게이트 신호가 H 레벨로 유지되는 기간(도 9의 시각 t1∼t4의 기간), npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압을 보상하기 위한 에너지를 축적할 수 있는 용량으로 설정되어 있다. 평활 콘덴서 C1, C2는, 예를 들면 전해 콘덴서이다. 단, npn 트랜지스터 Tr1의 컬렉터·에미터간 전압을 보상하기 위한 에너지를 축적할 수 있으면, 평활 콘덴서 C1, C2는 필름 콘덴서여도 된다.
이에 의하면, 교류 전원(31)이 소실되더라도, H 레벨의 게이트 신호에 따라 IGBT Qx의 게이트 전위(D점)가 H 레벨로 유지되기 때문에, 전원 이상이 발생한 시각 t1부터 반도체 스위치(15)가 온되는 시각 t3까지의 기간에 있어서, IGBT Qx가 오동작하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, IGBT Qx의 오동작을 발생시키지 않고, 무정전 전원 장치(1)를 바이패스 급전 모드로 이행시킬 수 있다.
한편, 인버터(10)의 출력 전압과 바이패스 교류 전원(22)의 전압이 동기하고 있지 않은 경우에는, 동기 신호의 전위(G점)가 L 레벨이 되기 때문에, 전환 지령 생성 회로(44)에서는, H 레벨의 이상 검출 신호를 받고 H 레벨의 전환 세트 지령이 생성되면, 게이트 오프 지령의 전위(I점)가 H 레벨로 천이한 후, 온 딜레이 회로(68)의 지연 시간에 상당하는 시간 지연되어, 반도체 스위치 온 지령의 전위(H점)가 H 레벨로 천이하게 된다.
이것은, 인버터(10)의 출력 전압과 바이패스 교류 전원(22)의 전압이 비동기인 경우, 예를 들면 인버터(10)의 출력 전압과 바이패스 교류 전원(22)의 전압으로 위상이 180° 어긋나 있는 상태에서 출력 스위치(14)가 오프되고, 반도체 스위치(15)가 온되면, 부하(24)에 과전압이 인가되어 부하(24)가 고장나 버릴 가능성이 있기 때문이다. 그래서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 온 딜레이 회로(68)에서 설정된 지연 시간의 경과 후에 반도체 스위치(15)를 온함으로써, 순간적인 단절(instantaneous interruption)이 생기지만, 부하(24)에 과전압이 인가되는 것을 억제하고 있다. 이와 같은 경우여도, 전원 이상이 발생한 시각부터 출력 스위치(14)가 오프되는 시각까지의 기간에 있어서, IGBT Qx의 게이트 전위를 H 레벨로 유지할 수 있기 때문에, 반도체 스위치(15)가 온되는 시각까지 IGBT Qx의 오동작을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르는 무정전 전원 장치에 의하면, 인버터 급전 모드 시에 있어서, 게이트 구동 회로(30)의 전원 이상이 검출되고 나서 반도체 스위치(15)가 온되기까지의 기간, 스위칭 소자의 게이트 전위를 유지할 수 있다. 이에 의해, 스위칭 소자의 오동작을 발생시키지 않고, 무정전 전원 장치를 바이패스 급전 모드로 이행시킬 수 있다.
[변경예]
다음에, 도 10 및 도 11을 이용하여, 본 실시형태에 따르는 무정전 전원 장치(1)의 변경예에 대해 설명한다.
도 10은, 도 6에 나타낸 이상 검출 회로(42)의 제 1 변경예를 나타내는 블럭도이다.
도 10을 참조하면, 제 1 변경예에 따르는 이상 검출 회로(42)는, 도 7에 나타낸 이상 검출 회로(42)와 비교하고, 비교기(52, 53) 및 논리합 회로(54) 대신에, 션트 저항(shunt resistor) R2 및 비교기(56)를 갖는 점이 상이하다.
션트 저항 R2는, 전원 회로(30B)에 있어서 교류 전원(31) 및 트랜스(32)의 일차 권선의 사이에 전기적으로 접속된다. 션트 저항 R2는, 교류 전원(31) 및 트랜스(32)의 일차 권선의 사이를 흐르는 전류에 따른 전압을 발생시킨다. 션트 저항 R2에 고전류가 흐르면, 션트 저항 R2의 단자간의 전압이 커진다. 션트 저항 R2의 단자간에 발생한 전압은 정류 회로(50)에 입력된다.
정류 회로(50)는, 션트 저항 R2의 전압을 전파 정류하고 필터(51)에 출력한다. 필터(51)는, 정류 회로(50)에 의해 정류된 전압의 고주파 성분을 제거한다. 필터(51)의 출력 전압은, 션트 저항 R2의 전압의 진폭에 상당한 직류 전압으로 유지된다. 션트 저항 R2, 정류 회로(50) 및 필터(51)는, 교류 전원(31)으로부터 공급되는 전류를 검출하기 위한 「전류 검출기」를 구성한다.
비교기(56)는, 필터(51)의 출력 전압과 기준값 Vth를 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 출력한다. 기준값 Vth는, 교류 전원(31)의 공급 전류가 과전류일 때 션트 저항 R2에 생기는 전압의 진폭값으로 설정되어 있다. 필터(51)의 출력 전압이 기준값 Vth보다도 큰 경우, 비교기(56)의 출력 신호는 H 레벨이 된다. 한편, 필터(51)의 출력 전압이 기준값 Vth 이하인 경우, 비교기(56)의 출력 신호는 L 레벨이 된다. 비교기(56)의 출력 신호는 이상 검출 신호로서 전환 지령 생성 회로(44)(도 8)에 주어진다.
이와 같이 하여 교류 전원(31)의 공급 전류가 과전류일 때에는, 이상 검출 회로(42)는, 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)이 이상이라고 판정하고, 전환 지령 생성 회로(44)에 대해서 H 레벨의 이상 검출 신호를 출력한다. 전환 지령 생성 회로(44)는, 도 8에서 설명한 바와 같이, H 레벨의 이상 검출 신호를 받으면, H 레벨의 게이트 오프 지령 및 H 레벨의 반도체 스위치 온 지령을 생성함과 더불어, L 레벨의 출력 스위치 온 지령을 생성한다.
한편, 교류 전원(31)의 공급 전류가 정상일 때에는, 이상 검출 회로(42)는, 게이트 구동 회로(30)의 교류 전원(31)이 정상이라고 판정하고, 전환 지령 생성 회로(44)에 대해서 L 레벨의 이상 검출 신호를 출력한다.
논리합 회로(55)는, 비교기(56)가 출력하는 이상 검출 신호 및 제어 지령 생성 회로(40)(도 6)가 출력하는 전원 정지 지령을 받고, 그들의 논리합을 연산한다. 논리합 회로(55)의 연산 결과는 전원 정지 지령으로서, 게이트 구동 회로(30)에 출력된다. 이에 의하면, 제어 지령 생성 회로(40)에 의해 H 레벨의 전원 정지 지령이 생성되었을 때, 또는, 이상 검출 회로(42)에 의해 H 레벨의 이상 검출 신호가 생성되었을 때(교류 전원(31)의 이상이 검출되었을 때에 상당), 게이트 구동 회로(30)에는 H 레벨의 전원 정지 지령이 주어지게 된다. 게이트 구동 회로(30)는, H 레벨의 전원 정지 지령을 받으면, 전원 회로(30B)로부터 게이트 드라이버(30A)에의 급전을 정지한다.
도 11은, 도 6에 나타낸 이상 검출 회로(42)의 제 2 변경예를 나타내는 블럭도이다.
도 11을 참조하면, 제 2 변경예에 따르는 이상 검출 회로(42)는, 복수의 게이트 구동 회로(30)의 사이에서 공유되어 있다. 제 2 변경예에 따르는 이상 검출 회로(42)의 구성은, 도 6에 나타낸 이상 검출 회로(42)와 동일하다.
본 변경예에서는, 복수의 게이트 구동 회로(30)의 사이에서 교류 전원(31)이 공유되어 있다. 그 때문에, 이 교류 전원(31)의 이상을 검출하는 이상 검출 회로(42)도 복수의 게이트 구동 회로(30)의 사이에서 공유할 수 있다. 이에 의하면, 무정전 전원 장치(1)에 포함되는 복수의 IGBT에 대해서, 교류 전원(31) 및 이상 검출 회로(42)를 각각 1대씩 마련하면 충분하기 때문에, 무정전 전원 장치(1)의 소형화 및 저(低)비용화에 공헌할 수 있다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 무정전 전원 장치, 2, 8, 14: 전자기 접촉기, 3, 11: 전류 검출기, 4, 9, 13: 콘덴서, 5, 12: 리액터, 6: 컨버터, 7: 쌍방향 초퍼, 10: 인버터, 15: 반도체 스위치, 17: 조작부, 18: 제어 장치, 19: 제어 전원, 21: 상용 교류 전원, 22: 바이패스 교류 전원, 23: 전력 저장 장치, 24: 부하, 30, 100: 게이트 구동 회로, 30A, 100A: 게이트 드라이버, 30B, 100B: 전원 회로, 31: 교류 전원, 32: 트랜스, 33: 정류기, 40: 제어 지령 생성 회로, 42: 이상 검출 회로, 44: 전환 지령 생성 회로, 46, 64, 65, 70: 논리곱 회로, 50: 정류 회로, 51: 필터, 52, 53, 56: 비교기, 54, 55, 60, 67, 69: 논리합 회로, 62: D 플립플롭, 63: RS 플립플롭, 66, 68: 온 딜레이 회로, Tr1: npn 트랜지스터, Tn2: pnp 트랜지스터, R1: 게이트 저항, R2: 션트 저항, Q1∼Q6, Q11∼Q16, Qx: IGBT(스위칭 소자), D1∼D6, D11∼D16, Dx: 다이오드, C1, C2, C10, C20: 평활 콘덴서, PL1: 직류 정모선, CL1: 직류 중성점 모선, NL1: 직류 부모선, L1, L2: 직류 라인.

Claims (7)

  1. 상용 교류 전원에 접속되는 제 1 단자와,
    바이패스 교류 전원에 접속되는 제 2 단자와,
    부하에 접속되는 제 3 단자와,
    복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 상용 교류 전원으로부터 상기 제 1 단자를 통하여 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터와,
    복수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 컨버터에 의해 생성된 직류 전력 또는 전력 저장 장치의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터와,
    한쪽 단자에 상기 인버터의 출력 전압을 받고, 다른 쪽 단자가 상기 제 3 단자에 접속되는 제 1 스위치와,
    상기 제 2 단자 및 상기 제 3 단자간에 접속된 제 2 스위치와,
    상기 컨버터 및 상기 인버터에 포함되는 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프를 제어하는 제어 장치와,
    상기 복수의 스위칭 소자의 게이트를 각각 구동하는 복수의 게이트 구동 회로를 구비하고,
    상기 복수의 게이트 구동 회로의 각각은,
    상기 제어 장치로부터 스위칭 소자의 게이트 전극에 입력되는 게이트 신호에 따라, 상기 스위칭 소자의 게이트 전위를 H 레벨 또는 L 레벨에 상당하는 전위로 구동하는 게이트 드라이버와,
    상기 게이트 드라이버에 전력을 공급하는 전원 회로를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 각 상기 복수의 게이트 구동 회로의 상기 전원 회로의 이상(異常)을 검출하도록 구성된 이상 검출 회로를 포함하고, 상기 제 1 스위치가 온 또한 상기 제 2 스위치가 오프인 경우에 있어서, 상기 이상 검출 회로에 의해 상기 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 상기 제 2 스위치를 온하고, 상기 제 1 스위치를 오프하도록 구성되고,
    상기 게이트 구동 회로는, 상기 전원 회로의 이상이 검출되고 나서 상기 제 2 스위치가 온되기까지의 기간, 상기 스위칭 소자의 게이트 전위를 유지하도록 구성되는, 무정전 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 상기 제 2 스위치를 온하기 위한 제어 지령을 생성한 후, 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 상기 게이트 신호를 각 상기 복수의 게이트 구동 회로에 출력하는, 무정전 전원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 인버터의 출력 전압이 상기 바이패스 교류 전원에 동기(同期)하고 있는 경우에 있어서, 상기 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 상기 제 2 스위치를 온하기 위한 제어 지령을 생성한 후, 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 제어 지령을 생성하는, 무정전 전원 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 인버터의 출력 전압이 상기 바이패스 교류 전원에 동기하고 있지 않은 경우에 있어서, 상기 전원 회로의 이상이 검출되었을 때에는, 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 제어 지령을 생성한 후, 상기 제 2 스위치를 온하기 위한 제어 지령을 생성하는, 무정전 전원 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 회로는,
    교류 전원과,
    상기 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전력을 정류하는 정류기와,
    상기 정류기에 의해 정류된 전압을 평활하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 평활 콘덴서를 포함하고,
    상기 평활 콘덴서는, 상기 전원 회로의 이상이 발생하고 나서 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 상기 게이트 신호가 출력될 때까지의 기간, 상기 게이트 드라이버의 전원 전압을 보상하기 위한 에너지를 축적할 수 있는 용량을 갖는, 무정전 전원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 평활 콘덴서는 전해 콘덴서인, 무정전 전원 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 교류 전원은 상기 복수의 구동 회로의 사이에서 공유되어 있고,
    상기 이상 검출 회로는, 상기 교류 전원의 공급 전압 또는 공급 전류의 검출값에 근거하여 상기 전원 회로의 이상을 검출하는, 무정전 전원 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145026A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 ソニーグループ株式会社 情報処理装置及び情報処理端末
JP7348091B2 (ja) * 2020-01-24 2023-09-20 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11178243A (ja) 1997-12-16 1999-07-02 Mitsubishi Electric Corp 無停電電源装置
JP2010187431A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源装置
JP2015115977A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2015198447A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0884479A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Hitachi Ltd スイッチング回路の安全装置
JP4086751B2 (ja) 2003-09-30 2008-05-14 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
JP2008306285A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 半導体スイッチの制御装置
JP5346749B2 (ja) * 2009-09-07 2013-11-20 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP5639752B2 (ja) * 2009-10-27 2014-12-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
JP5431445B2 (ja) * 2011-12-27 2014-03-05 シャープ株式会社 スイッチング電源回路
JP5882884B2 (ja) * 2012-12-20 2016-03-09 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP6329944B2 (ja) * 2013-05-10 2018-05-23 株式会社日立製作所 絶縁ゲート型半導体素子の制御装置およびそれを用いた電力変換装置
JP5768165B2 (ja) * 2014-05-19 2015-08-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
US10038438B2 (en) * 2014-05-30 2018-07-31 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor element driving circuit
JP6224831B2 (ja) * 2014-06-26 2017-11-01 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP6435715B2 (ja) 2014-08-28 2018-12-12 サンケン電気株式会社 無停電電源装置
JP5955425B1 (ja) * 2015-02-10 2016-07-20 菊水電子工業株式会社 ゲート駆動回路およびインバータ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11178243A (ja) 1997-12-16 1999-07-02 Mitsubishi Electric Corp 無停電電源装置
JP2010187431A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源装置
JP2015115977A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2015198447A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置

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