TW409451B - A driving method for inverter apparatus - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 409451 A7 B7 五、發明說明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係有關於一種換流器裝置之驅動方法。 〔背景技術〕 第1圖係表示習知換流器裝置之驅動電路，此電路係 針對連接在第1直流電源1的正極的半導體開關元件2進 行ΟΝ/OFF驅動之第2驅動電路4，供給驅動電壓之 蓄電器7，對此蓄電器7充電電荷。此構成電路爲一般所 稱之陰極負載電路：連接在第1直流電源1之負極的半導 體開關元件3於ON期間，因第1圖的輸出端子的電壓略 等於第1直流電源1的負極之電壓，將連接在負極的半導 體開關元件3，從進行ΟΝ/OFF驅動的第1驅動電路 5的驅動電源的第2直流電源6，對蓄電器7充電供給電 荷的電路·是以第1圖中之虛線部份所示的路線所構成的 〇 因藉由此電路會造成充電至蓄電器7的最終充電電壓 略等於第2直流電源6的電壓，故仍可將此蓄電壓7使用 做將連接在正極的半導體開關元件2進行ON/OF F的 第2驅動電路4的驅動電源。 以下於第2圖表示上述構成的習知技術例。 第2圖中裝設有監視蓄電器7的兩端子間電壓之電壓 監視電路9，蓄電器7爲低電壓時，連接在正極的半導體 開關元件2禁止ON，且同時具備有保護此半導體開關元 件2的動作功能1半導體開關元件2在驅動電壓低的狀態 本纸張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- ------II-----* ----- I I 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 409451 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 下，即會ON又會防止熱破壞（甲本特開平 3— 150075 號公報）。 可是第2圖中，蓄電器7的充電電壓較設定在電壓監 視電路9的電壓値低，就不會在一般動作中發生，唯一只 會在換流器裝置的換流器動作開始時，對蓄電器7的初期 充電時而發生。 如上所述之特徵，就連換流器裝置中，對上支臂側半 導體開關元件的ON/OF F驅動電路傳送ON/OF F 驅動訊號之手段方面，不是根據習知採用的電氣絕緣手段 之光耦合器的ON/OF F的連續訊號傳送，而是如第3 圖所示，藉由使用高耐壓I C 1 1的上支臂半導體開關元 件用驅動訊號傳送部1 2，做0N/0FF訊號的邊緣傳 送、閂鎖方式時，會發生如以下的問題。 換流器裝置的換流器動作開始時，對該蓄電器的初期 充電期間中，爲提高充電速度，會將下支臂半導體開關元 件保持長時間連續ON狀態；一方面，上支臂半導體開關 元件的ON/F F訊號傳送爲了邊緣傳送、閂鎖方式，而 在此初期充電期間中，因上支臂半導體開關元件用驅動訊 號傳送訊號傳送部1 2的誤動作和外來侵入噪音，引發 ON訊號閂鎖時，上下支臂半導體開關元件爲ON的關係 ，而造成上下短路的狀態；此時，蓄電器7的電壓，在初 期充電途中電壓低，故以此蓄電器7做爲驅動用電源的上 支臂開關元件，會因驅動電壓不足而ON，並因爲在不飽 和狀態使之動作，而令損耗熱集中而遭破壞°而原來爲了 本紙張尺度適用中固园家標準（CMS)A4規格（210x297公楚） -5- — 111 —------裝 *-------訂·ϊι!1--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 409451 a? __B7__ 五、發明說明（3 ) 保護上下短路所具備的過電流檢出電路1 4，在上述情形 下，因在不飽和狀態的動作使電流受到抑制的關係，而毫 無功能可言。 作爲對付此種問題的對策，於習知技術中雖認爲可利 用蓄電器的充電電壓監視電路，在初期充電期間中之蓄電 器電壓低的期間，來禁止上支臂半導體開關元件O N，且 防止ON訊號閂鎖，但此電壓監視電路的設定電壓値若考 慮到製造上的誤差，就要取得稍低的設定電壓。此種情形 下，如第4圖所示，蓄電器充電電壓超過電壓監視電路的 設定電壓値V r·後，上支臂半導體開關元件的ON訊號就 會產生閂鎖，且上下兩支臂的半導體開關元件爲ON，上 下短路時電流即被抑制在過電流檢出電路還是無效的電平 ，因而有所謂無法保護上支臂半導體開關元件的問題。第 4圖中，V。係過電流檢出電路爲有效的電壓，V。爲蓄電 器的最終充電電壓値。（A)是能用電壓監視電路完成確 實保護的區間，亦即，不能用過電流檢出電路予以保護的 區間，（B)是無法用電壓監視電路完成確實保護的區間 ，亦即不能用過電流檢出電路予以保護的區間，（C)是 能用過電流電路完成確實保護的區間，亦即不能用電壓監 視電路完成確實保護的區間，（D)是能用過電流檢出電 路確實保護的區間，亦即能用電壓監視電路予以保護的區 間。 〔發明之揭示〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -6 - mil——-----I -裝-----！| 訂 ---------線 (請先閱讀背面之注ί項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 409451 A7 B7 五、發明說明（4 ) 本發明欲解決之課題係在於蓄電器初期充電期間中， 即使上支臂半導體開關元件發生ON訊號、閂鎖，還是不 會破壞該半導體開關元件，蓄電器得以完成初期充電。 爲解決上述課題，本發明之換流器裝置之驅動方法， 係針對具備有將串接的互補式0 N/〇 F F驅動的一對半 導體開關元件所構成之串聯體，至少一個電路以上連接在 第1直流電源的正、負極之輸出部；對連接在前述第1直 流電源負極的半導體開關元件進行0N/〇 F F驅動之第 1驅動電路；對連接在前述第1直流電源正極的半導體開 關元件進行ON/0 F F驅動之第2驅動電路；對前述第 1驅動電路供給半導體開關元件驅動用電壓之第2直流電 源：在前述第1直流電源之負極所連接的半導體開關元件 的ON期間中，對介由該半導體開關元件自前述第2直流 電源進行充電電荷的前述第2驅動電路供給半導體開關元 件驅動用電壓之蓄電器：連接在前述第1直流電源的正/ 負極的一對以上的半導體開關元件之0N/0 F F訊號處 理電路；和將來自前述訊號處理電路的訊號中，僅將連接 在前述第1直流電源正極的半導體開關元件之ON/ 0 F F訊號傳送至前述第2驅動電路的高耐壓I C構成之 傳送手段的換流器裝置之驅動方法，乃藉由將前述一對串 接的半導體開關元件，一邊交互地重覆進行短時間的ON /0 F F動作一邊驅動，俾對換流器動作開始時的前述蓄 電器進行初期充電。 按本發明|在做爲上支臂半導體開關元件的驅用電源 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐〉 -7 - ---------------------^ ·11111-- (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4Q9451 a? _B7__ 五、發明說明（5 ) 之蓄電器的初期充電中，對上支臂半導體開關元件的驅動 電路，因高耐壓I C的ON/OF F訊號傳送部的誤動作 或因外來侵入的噪音，於該傳送部中產生Ο N訊號閂鎖時 ，具有不會破壞支臂半導體開關元件，能對蓄電器完成初 期充電之效果。 〔用以實施本發明之最佳形態〕 本發明中，上支臂半導體開關元件爲ON訊號閂鎖狀 態時，爲解除閂鎖，必須對上支臂半導體開關元件用驅動 電路傳送◦ F F訊號。該0 F F訊號的傳送只要是邊緣傳 送，從第3圖中的ΟΝ/OFF訊號發生部15，再次成 爲上支臂半導體開關元件的驅動訊號，並依ON—OFF 的順序來傳送第3圖中的ΟΝ/OFF訊號處理電路16 即可；當訊號由ON改爲OF F時，實行邊緣傳送，對第 3圖中的上支臂半導體開關元件用驅動訊號傳送部12傳 送OF F訊號，以解除ON訊號的閂鎖狀態。 本發明係一邊以短時間的周期重覆實行上述動作一邊 對作爲上支臂半導體開關元件驅用電源的蓄電器7進行初 期充電，並利用上支臂半導體開關元件的ON訊號閂鎖對 蓄電器7充電的關係，在下支臂半導體開關元件的ON期 間中引起的上下短路，也因ON期間很短，在上支臂半導 體開關元件破壞前，下支臂半導體開關元件0 F F即停止 上下短路，接著對上支臂半導體開關元件傳送短時間的 ON— OF F訊號，如前所述解除ON訊號閂鎖，然後再 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ----------裝 i — l—1— 訂·！ II---综 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 409451 A7 B7 五、發明說明（6) 充電的關係，下支臂半導體開關元件爲ON ’但此時巳經 解除ON訊號閂鎖的緣故’並不會發生上下短路’因而不 會破壞上支臂半導體開關元件’可繼續對蓄電器充電。 如此按本發明無論蓄電器初期充電途中的任何時刻發 生ON訊號閂鎖’均不會破壞上支臂半導體開關元件’且 可繼續對蓄電器完成初期充電。 以下，根據第5圖說明本發明之第1實施例。 對於利用第3圖構成之換流器裝置之驅動裝置方面’ 換流器動作開始時藉由具備演算裝置之ON/O F F訊號 發生部1 5，只在設定成爲上支臂半導體開關元件的驅動 用電源之蓄電器7初期充電的期間中，如第5圖（a )所 示，使上下支臂兩半導體開關元件交互地於短時間產生 ON/OF F的訊號；此ON/OF F訊號會介由ON/ 0 F F訊號處理電路1 6傳送至下支臂半導體開關元件’ 且介由ON/OF F訊號處理電路1 6與上支臂半導體開 關元件用驅動訊號傳送部12傳送至上支臂半導體開關元 件。此例蓄電器7的充電只實行表示於第5圖（a )的下 支臂半導體開關元件爲ON的短時間（先設定ON/ 〇FF訊號發生部15的ON時間T :數//S〜30#S )0 雖因上支臂半導體開關元件用驅動訊號傳送部12的 誤動作發生ON訊號閂鎖的情形，於蓄電器7充電在下支 臂半導體開關元件ON期間中發生上下短路，卻因ON期 間很短，故不會破壞上支臂半導體開關元件。更對下一個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- -----—II--I" I I ! I J 訂1111 *5^ (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4094οι Δ7

Pit B7 五、發明說明（7) 上支臂半導體開關元件用驅動訊號傳送部12利用ON/ OF F訊號傳送’會在第5圖（a )所示的OF F開始時 的訊號邊緣a ，解除ON訊號閂鎖。 因而藉由ΟΝ/OFF訊號發生部15 ’僅在先前設 定的期間中使上下支臂半導體開關元件交互地在短時間發 生ON/OF F的訊號，藉以安全結束蓄電器7的初期充 電，此設定期間結束後，ΟΝ/OF F訊號發生部1 5會 回到一般的換流器動作。 又半導體開關元件也合乎雙極電晶體、IGBT、功 率Μ 0 S — F E T等之任何情形。 又第2實施例，如第6圖所示能用蓄電器7的充電電 壓監視電路確實保護的區間，係爲針對利用第3圖構成之 換流器裝置之驅動裝置中，於換流器動作開始指令時利用 具備演算裝置之ΟΝ/OFF訊號發生部1 5，只在先前 設定的期間Ti*，如第6圖（a )所示將下支臂半導體開 關元件進行連續ON狀態。更下一次之先前設定的期間T2 中是與第1實施例相同，此兩期間Τ! ' Τ2結束後，ON 訊號發生部1 5會回到一般的換流器動作。第6圖（b ) 中TP爲能用電壓監視電路9確實保護的區間。 〔產業上之可利用性〕 本發明係可利用在驅動馬達和照明等之換流器的領域 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐） -10- I------------裝--------訂- --------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係表示利用陰極負載電路對作爲上支臂半導體 開關元件的驅動用電源的蓄電器之習知充電方法之電路圖 s 第2圖係表示作爲習知技術之於陰極負載電路配備蓄 電器的充電電壓監視電路之例舉電路圖； 第3圖係用陰極負載電路且利用高耐壓IC的訊號傳 送來實施對上支臂半導體開關元件的0 N/0 F F訊號傳 送情形之方塊圖； 第4圖係以說明利用第3圖的電路方式所發生問題之 說明圖； 第5圖（a )係表示本發明第1實施例之上下支臂半 導體開關元件的ON訊號波形圖，第5圖（b )係此時之 蓄電器的初期充電電壓波形圖； 第6圖（a )係表示本發明第1實施例之上下支臂半 導體開關元件的ON訊號波形圖，第6圖（b )係此時之 蓄電器的初期充電電壓波形圖。 (符號說明） 1 第1直流電源 2 上支臂半導體開關元件（IGBT) 3 下支臂半導體開關元件（IGBT) 4 第2驅動電路 5 第1驅動電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公龙） · Ή ---I -----!·裝.I I ---訂 I-------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 409451 A7 B7 五、發明說明（9 ) 6 第 2 直 流 電 源 7 蓄 電 器 ( 電 容 8 二 極 am 腊 9 電 壓 監 視 電 路 1 1 高 耐 壓 I C 1 2 上 支 臂 I G 1 3 電 流 檢 測 器 1 4 過 電 流 檢 測 1 5 0 N / 0 F 1 6 〇 N / 〇 F 器） B T用驅動信號傳送部 電路 F信號產生部 F信號處理電路 --- ----------------訂--------- (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 AR wm i 六、申請專知省圍 1:二…j 1 .—種換流器裝置之驅動方法，乃屬於具備有：將 串接的互補式ON/O F F驅動的一對半導體開關元件（ 2) (3)所構成的串聯體，至少一個電路以上連接在第 1直流電源（1 )的正、負極之輸出部；對連接在前述第 1直流電源（1 )負極的半導體開關元件（3 )進行ON /OFF驅動之第1驅動電路（5):對連接在前述第1 直流電源（1 )正極的半導體開關元件（2 )進行ON/ OFF驅動之第2驅動電路（4);對前述第1驅動電路 (5) ，供給半導體開關元件驅動用電壓之第2直流電源 (6) :在前述第1直流電源（1)之負極所連接的半導 體開關元件（3 )的0 N期間中，對介由該半導體開關元 件（3 )自前述第2直流電源（6 )進行充電電荷的前述 第2驅動電路（4 )供給半導體開關元件驅動用電壓之蓄 電器（7);連接在前述第1直流電源（1)的正/負極 的一對以上的半導體開關元件（2) (3)之ON/ 0 F F訊號處理電路（1 6 ):和將來自前述訊號處理電 路（1 6 )的訊號中，僅將連接在前述第1直流電源（1 )正極的半導體開關元件（2)之ΟΝ/OFF訊號傳送 至前述第2驅動電路（4)的高耐壓1C (11)構成之 傳送手段（1 2 )的換流器裝置之驅動方法，其特徵爲： 換流器動作開始時之對上述蓄電器7之初期充電動作 ，係藉由重複將上述第1直流電源（1)之負極側連接之 半導體開關元件（3 )進行數；tz S〜3 0 g S之短時間 ON動作來進行，而且在上述短時間之各ON動作前介由 —ill--------裝 ------—訂----I -線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） _ 13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 AR wm i 六、申請專知省圍 1:二…j 1 .—種換流器裝置之驅動方法，乃屬於具備有：將 串接的互補式ON/O F F驅動的一對半導體開關元件（ 2) (3)所構成的串聯體，至少一個電路以上連接在第 1直流電源（1 )的正、負極之輸出部；對連接在前述第 1直流電源（1 )負極的半導體開關元件（3 )進行ON /OFF驅動之第1驅動電路（5):對連接在前述第1 直流電源（1 )正極的半導體開關元件（2 )進行ON/ OFF驅動之第2驅動電路（4);對前述第1驅動電路 (5) ，供給半導體開關元件驅動用電壓之第2直流電源 (6) :在前述第1直流電源（1)之負極所連接的半導 體開關元件（3 )的0 N期間中，對介由該半導體開關元 件（3 )自前述第2直流電源（6 )進行充電電荷的前述 第2驅動電路（4 )供給半導體開關元件驅動用電壓之蓄 電器（7);連接在前述第1直流電源（1)的正/負極 的一對以上的半導體開關元件（2) (3)之ON/ 0 F F訊號處理電路（1 6 ):和將來自前述訊號處理電 路（1 6 )的訊號中，僅將連接在前述第1直流電源（1 )正極的半導體開關元件（2)之ΟΝ/OFF訊號傳送 至前述第2驅動電路（4)的高耐壓1C (11)構成之 傳送手段（1 2 )的換流器裝置之驅動方法，其特徵爲： 換流器動作開始時之對上述蓄電器7之初期充電動作 ，係藉由重複將上述第1直流電源（1)之負極側連接之 半導體開關元件（3 )進行數；tz S〜3 0 g S之短時間 ON動作來進行，而且在上述短時間之各ON動作前介由 —ill--------裝 ------—訂----I -線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） _ 13- A8i 409451 申請專利範圍 高耐壓1C (11)構成之邊緣信號傳送裝置（12)對 上述第2驅動電路（4)'依序傳送ON訊號及OFF訊號 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公蜚） -14- A8i 409451 申請專利範圍 高耐壓1C (11)構成之邊緣信號傳送裝置（12)對 上述第2驅動電路（4)'依序傳送ON訊號及OFF訊號 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公蜚） -14-