JP3259652B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電動機駆動
用の電圧形インバータなどの電力変換装置、特にそのス
イッチング用半導体素子として自己消弧素子（たとえ
ば、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなど）の短絡保
護を行う短絡保護装置を有する電力変換装置に関する。
用の電圧形インバータなどの電力変換装置、特にそのス
イッチング用半導体素子として自己消弧素子（たとえ
ば、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなど）の短絡保
護を行う短絡保護装置を有する電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の短絡保護装置を有する電
力変換装置を示す図で、特開平５−２１９７５２号公報
に記載のものである。図において、５０はインバータ部
としての三相インバータ回路、５１（５１ａ〜５１ｆ）
は三相インバータ回路５０を構成する自己消弧素子、５
２（５２ａ〜５２ｆ）は夫々自己消弧素子５１ａ〜５１
ｆを駆動する駆動回路、ＣＴ（ＣＴ１，ＣＴ２）は電流
検出器、５５は制御装置、５６は誘導機、Ｅｄは直流電
源、６０は短絡検知回路、６１は電圧検出回路、６２は
故障判別回路、６３は故障信号である。
力変換装置を示す図で、特開平５−２１９７５２号公報
に記載のものである。図において、５０はインバータ部
としての三相インバータ回路、５１（５１ａ〜５１ｆ）
は三相インバータ回路５０を構成する自己消弧素子、５
２（５２ａ〜５２ｆ）は夫々自己消弧素子５１ａ〜５１
ｆを駆動する駆動回路、ＣＴ（ＣＴ１，ＣＴ２）は電流
検出器、５５は制御装置、５６は誘導機、Ｅｄは直流電
源、６０は短絡検知回路、６１は電圧検出回路、６２は
故障判別回路、６３は故障信号である。
【０００３】三相インバータ回路５０の制御方式として
は、インバータを構成する自己消弧素子５１ａ〜５１ｆ
に点弧信号（ゲート信号）を与えて自己消弧素子５１ａ
〜５１ｆをオン、オフさせて、インバータの出力電圧の
大きさ、並びに周波数を制御するＰＷＭ制御が一般に使
われている。
は、インバータを構成する自己消弧素子５１ａ〜５１ｆ
に点弧信号（ゲート信号）を与えて自己消弧素子５１ａ
〜５１ｆをオン、オフさせて、インバータの出力電圧の
大きさ、並びに周波数を制御するＰＷＭ制御が一般に使
われている。
【０００４】図７は、従来の電力変換装置の短絡保護装
置としての短絡検知回路６０の構成およびその動作を説
明する図である。図において、（ａ）は三相のうちＵ相
１相分の構成を示したもので、他のＶ相，Ｗ相はＵ相と
同様であり、図およびその説明を省略する。また、
（ｂ）は正常時の短絡検知回路６０の動作のタイムチャ
ート、（ｃ）は異常時の短絡検知回路６０の動作のタイ
ムチャートである。
置としての短絡検知回路６０の構成およびその動作を説
明する図である。図において、（ａ）は三相のうちＵ相
１相分の構成を示したもので、他のＶ相，Ｗ相はＵ相と
同様であり、図およびその説明を省略する。また、
（ｂ）は正常時の短絡検知回路６０の動作のタイムチャ
ート、（ｃ）は異常時の短絡検知回路６０の動作のタイ
ムチャートである。
【０００５】図７（ａ）において、電圧検出回路６１で
は、直流電源Ｅｄの負極Ｎの電位を基準にしたインバー
タの出力電圧を分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して検出し、そ
の検出値Ｖｏは故障判別回路６２に入力される。故障判
別回路６２では、この検出値Ｖｏを２つのコンパレータ
ＣＰ１，ＣＰ２で比較し、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２
の出力により故障判別器６４を介して故障判別する。
は、直流電源Ｅｄの負極Ｎの電位を基準にしたインバー
タの出力電圧を分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して検出し、そ
の検出値Ｖｏは故障判別回路６２に入力される。故障判
別回路６２では、この検出値Ｖｏを２つのコンパレータ
ＣＰ１，ＣＰ２で比較し、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２
の出力により故障判別器６４を介して故障判別する。
【０００６】ここで、コンパレータＣＰ１の基準値ａ
は、直流電源電圧Ｅｄの１／２以上で、直流電源電圧Ｅ
ｄよりも低い電圧に相当する値に設定する。そして、コ
ンパレータＣＰ１を介し、この基準値ａと検出値Ｖｏと
を比較し、検出値Ｖｏが基準値ａよりも大きい場合は、
正極側素子（この場合、５１ａ）がオンしていると判別
する。また、コンパレータＣＰ２の基準値ｂは、０Ｖ以
上で直流電源電圧Ｅｄの１／２以下の電圧に相当する値
に設定する。そして、コンパレータＣＰ２を介し、この
基準値ｂと検出値Ｖｏとを比較し、検出値Ｖｏが基準値
ｂよりも小さい場合は、負極側素子（この場合、５１
ｄ）がオンしていると判別する。
は、直流電源電圧Ｅｄの１／２以上で、直流電源電圧Ｅ
ｄよりも低い電圧に相当する値に設定する。そして、コ
ンパレータＣＰ１を介し、この基準値ａと検出値Ｖｏと
を比較し、検出値Ｖｏが基準値ａよりも大きい場合は、
正極側素子（この場合、５１ａ）がオンしていると判別
する。また、コンパレータＣＰ２の基準値ｂは、０Ｖ以
上で直流電源電圧Ｅｄの１／２以下の電圧に相当する値
に設定する。そして、コンパレータＣＰ２を介し、この
基準値ｂと検出値Ｖｏとを比較し、検出値Ｖｏが基準値
ｂよりも小さい場合は、負極側素子（この場合、５１
ｄ）がオンしていると判別する。
【０００７】次に、図７（ｂ），図７（ｃ）のタイムチ
ャートにより故障判別器６４の動作を説明する。ここ
で、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力を、下記の論理
レベル（Ｈ，Ｌ）で表す。 検出値Ｖｏ ＞ 基準値ａまたは基準値ｂ ： Ｌ 検出値Ｖｏ ＜ 基準値ａまたは基準値ｂ ： Ｈ
ャートにより故障判別器６４の動作を説明する。ここ
で、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力を、下記の論理
レベル（Ｈ，Ｌ）で表す。 検出値Ｖｏ ＞ 基準値ａまたは基準値ｂ ： Ｌ 検出値Ｖｏ ＜ 基準値ａまたは基準値ｂ ： Ｈ
【０００８】図７（ｂ）の正常時において、正極側素子
５１ａがオンしている場合、検出値Ｖｏはコンパレータ
ＣＰ１の基準値ａ以上となり、コンパレータＣＰ１，Ｃ
Ｐ２の出力はともに「Ｌ」となり一致する。また、同様
にこの正常時に負極側素子５１ｄがオンしている場合、
検出値ＶｏはコンパレータＣＰ２の基準値ｂ以下とな
り、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力はともに「Ｈ」
となり一致する。
５１ａがオンしている場合、検出値Ｖｏはコンパレータ
ＣＰ１の基準値ａ以上となり、コンパレータＣＰ１，Ｃ
Ｐ２の出力はともに「Ｌ」となり一致する。また、同様
にこの正常時に負極側素子５１ｄがオンしている場合、
検出値ＶｏはコンパレータＣＰ２の基準値ｂ以下とな
り、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力はともに「Ｈ」
となり一致する。
【０００９】ところが、図７（ｃ）に示すように時点ｔ
１で何らかの短絡事故が生じると、検出値Ｖｏはコンパ
レータＣＰ１の基準値ａよりも低く、コンパレータＣＰ
２の基準値ｂよりも高くなるためコンパレータＣＰ１の
出力は「Ｈ」、コンパレータＣＰ２の出力は「Ｌ」とな
り、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力は一致しない。
このように、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力が一致
しないことから、インバータが短絡状態であると見なす
ことができる。
１で何らかの短絡事故が生じると、検出値Ｖｏはコンパ
レータＣＰ１の基準値ａよりも低く、コンパレータＣＰ
２の基準値ｂよりも高くなるためコンパレータＣＰ１の
出力は「Ｈ」、コンパレータＣＰ２の出力は「Ｌ」とな
り、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力は一致しない。
このように、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力が一致
しないことから、インバータが短絡状態であると見なす
ことができる。
【００１０】そこで、故障判別器６４はコンパレータＣ
Ｐ１，ＣＰ２の出力の一致、不一致より故障を判別し、
不一致時に故障信号６３を制御装置５５に伝達する。そ
して、制御装置５５が過電流保護動作、つまり自己消弧
素子５１のゲート遮断を行う。
Ｐ１，ＣＰ２の出力の一致、不一致より故障を判別し、
不一致時に故障信号６３を制御装置５５に伝達する。そ
して、制御装置５５が過電流保護動作、つまり自己消弧
素子５１のゲート遮断を行う。
【００１１】図８は、従来の電力変換装置のゲート信号
とスイッチング用半導体素子のスイッチングとの関係と
を示す表である。この表において、ＧＰはゲート信号
（正極側）、ＧＮはゲート信号（負極側）、Ｖｏは分圧
抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された出力電圧、Ｉｏは出力電流
である。 （１）正極側ゲート信号ＧＰはＯＮ、負極側ゲート信号
ＧＮはＯＦＦの場合、正極側素子はＯＮとなり、出力電
圧Ｖｏは正極電圧となる。 （２）正極側ゲート信号ＧＰはＯＦＦ、負極側ゲート信
号ＧＮはＯＮの場合、負極側素子はＯＮとなり、出力電
圧Ｖｏは負極電圧となる。 （３）正極側ゲート信号ＧＰおよび負極側ゲート信号Ｇ
ＮがＯＦＦの場合、出力電圧Ｖｏは出力電流Ｉｏによっ
て、以下のように異なる。 （ａ）出力電流Ｉｏ＞０の時、出力電圧Ｖｏは負極電圧
となる。 （ｂ）出力電流Ｉｏ＜０の時、出力電圧Ｖｏは正極電圧
となる。 （ｃ）出力電流Ｉｏ＝０の時、出力電圧Ｖｏは不定とな
る。
とスイッチング用半導体素子のスイッチングとの関係と
を示す表である。この表において、ＧＰはゲート信号
（正極側）、ＧＮはゲート信号（負極側）、Ｖｏは分圧
抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された出力電圧、Ｉｏは出力電流
である。 （１）正極側ゲート信号ＧＰはＯＮ、負極側ゲート信号
ＧＮはＯＦＦの場合、正極側素子はＯＮとなり、出力電
圧Ｖｏは正極電圧となる。 （２）正極側ゲート信号ＧＰはＯＦＦ、負極側ゲート信
号ＧＮはＯＮの場合、負極側素子はＯＮとなり、出力電
圧Ｖｏは負極電圧となる。 （３）正極側ゲート信号ＧＰおよび負極側ゲート信号Ｇ
ＮがＯＦＦの場合、出力電圧Ｖｏは出力電流Ｉｏによっ
て、以下のように異なる。 （ａ）出力電流Ｉｏ＞０の時、出力電圧Ｖｏは負極電圧
となる。 （ｂ）出力電流Ｉｏ＜０の時、出力電圧Ｖｏは正極電圧
となる。 （ｃ）出力電流Ｉｏ＝０の時、出力電圧Ｖｏは不定とな
る。
【００１２】図９は、従来の電力変換装置のゲート信号
と出力電圧との関係を示す図であり、（ａ）は出力電流
Ｉｏ＞０の時のゲート信号と出力電圧との関係を、
（ｂ）は出力電流Ｉｏ＜０の時のゲート信号と出力電圧
との関係を示すものである。図において、ａ１，ａ２，
ｂ１，ｂ２はゲート信号の変化時で出力電圧として正極
電圧と負極電圧との中間電圧が発生する期間である。
と出力電圧との関係を示す図であり、（ａ）は出力電流
Ｉｏ＞０の時のゲート信号と出力電圧との関係を、
（ｂ）は出力電流Ｉｏ＜０の時のゲート信号と出力電圧
との関係を示すものである。図において、ａ１，ａ２，
ｂ１，ｂ２はゲート信号の変化時で出力電圧として正極
電圧と負極電圧との中間電圧が発生する期間である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の電
力変換装置においては、図８および図９に示す様に、三
相インバータ回路の上アーム（自己消弧素子５１ａ，５
１ｂ，５１ｃ）と下アーム（自己消弧素子５１ｄ，５１
ｅ，５１ｆ）の切換え時は、流れる電流の方向により電
位が安定しない場合があり、この場合を異常と誤検出す
るという問題点があった。
力変換装置においては、図８および図９に示す様に、三
相インバータ回路の上アーム（自己消弧素子５１ａ，５
１ｂ，５１ｃ）と下アーム（自己消弧素子５１ｄ，５１
ｅ，５１ｆ）の切換え時は、流れる電流の方向により電
位が安定しない場合があり、この場合を異常と誤検出す
るという問題点があった。
【００１４】また、アームを構成している自己消弧素子
等の故障により、上下短絡が発生した場合、破損したア
ームの特定ができないという問題点があった。
等の故障により、上下短絡が発生した場合、破損したア
ームの特定ができないという問題点があった。
【００１５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、インバータ回路
の上下短絡検出を電流検出器を使用することなく、簡単
な回路で実現する電力変換装置を得るものである。
ためになされたもので、第１の目的は、インバータ回路
の上下短絡検出を電流検出器を使用することなく、簡単
な回路で実現する電力変換装置を得るものである。
【００１６】また、第２の目的は、上下短絡が発生した
場合、破損したアームの特定ができる電力変換装置を得
るものである。
場合、破損したアームの特定ができる電力変換装置を得
るものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明の電力変換装置
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子および下ア
ーム用のスイッチング用半導体素子で構成され、このス
イッチング用半導体素子をオン・オフ制御することによ
り、直流電源から入力された直流電力を交流電力に変換
するインバータ部と、このインバータ部の出力電圧を分
圧抵抗を介し直流電源の正極または負極の電位を基準に
して検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路で検出
した検出電圧が正極電圧近傍にあるか判断する第１の比
較器と、電圧検出回路で検出した検出電圧が負極電圧近
傍にあるか判断する第２の比較器と、第１の比較器およ
び第２の比較器の出力とスイッチング用半導体素子をオ
ン・オフ制御する点弧信号の出力とから異常の有無を判
定する制御手段と、を備え、制御手段は、上アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、第１の
比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断し
た場合を正常、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍
にないと判断した場合を異常とし、また、下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、第１の
比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し、かつ
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にあると判断し
た場合を正常、第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍
にないと判断した場合を異常と判定するようにしたもの
である。
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子および下ア
ーム用のスイッチング用半導体素子で構成され、このス
イッチング用半導体素子をオン・オフ制御することによ
り、直流電源から入力された直流電力を交流電力に変換
するインバータ部と、このインバータ部の出力電圧を分
圧抵抗を介し直流電源の正極または負極の電位を基準に
して検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路で検出
した検出電圧が正極電圧近傍にあるか判断する第１の比
較器と、電圧検出回路で検出した検出電圧が負極電圧近
傍にあるか判断する第２の比較器と、第１の比較器およ
び第２の比較器の出力とスイッチング用半導体素子をオ
ン・オフ制御する点弧信号の出力とから異常の有無を判
定する制御手段と、を備え、制御手段は、上アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、第１の
比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断し
た場合を正常、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍
にないと判断した場合を異常とし、また、下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、第１の
比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し、かつ
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にあると判断し
た場合を正常、第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍
にないと判断した場合を異常と判定するようにしたもの
である。
【００１８】また、制御手段は、上アーム用および下ア
ーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号の切換時
のスイッチング遅れを考慮して、第１の比較器および第
２の比較器の出力と、上アーム用および下アーム用のス
イッチング用半導体素子の点弧信号の出力と、から異常
の有無の判定をするようにしたものである。
ーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号の切換時
のスイッチング遅れを考慮して、第１の比較器および第
２の比較器の出力と、上アーム用および下アーム用のス
イッチング用半導体素子の点弧信号の出力と、から異常
の有無の判定をするようにしたものである。
【００１９】さらに、この発明の電力変換装置は、イン
バータ部の出力電圧を第１の分圧抵抗を介し直流電源の
正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回
路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧
近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出回路で
検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断する第２
の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の出力と
インバータ部を構成する上アーム用および下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常
の有無を判定する制御手段と、を備え、第１の比較器お
よび第２の比較器の判断基準となる電圧を電源電位を第
２の分圧抵抗により分圧して求めるとともに、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあ
ると判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を正常、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断した場合を異常とし、ま
た、下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にな
いと判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にあると判断した場合を正常、第２の比較器が検出電
圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定す
るようにしたものである。
バータ部の出力電圧を第１の分圧抵抗を介し直流電源の
正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回
路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧
近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出回路で
検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断する第２
の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の出力と
インバータ部を構成する上アーム用および下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常
の有無を判定する制御手段と、を備え、第１の比較器お
よび第２の比較器の判断基準となる電圧を電源電位を第
２の分圧抵抗により分圧して求めるとともに、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあ
ると判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を正常、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断した場合を異常とし、ま
た、下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にな
いと判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にあると判断した場合を正常、第２の比較器が検出電
圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定す
るようにしたものである。
【００２０】さらにまた、この発明の電力変換装置は、
インバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近
傍または負極電圧近傍にあるか判断する比較器と、イン
バータ部を構成する上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧状態に応じて、この比較器
が判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負
極近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、比較器の
出力と上アームおよび下アームの点弧信号の出力とから
異常の有無を判定する制御手段と、を備え、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判
断し、かつ検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場
合を正常、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判
断した場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチン
グ用半導体素子の点弧信号出力時は、比較器が検出電圧
が正極電圧近傍にないと判断し、かつ検出電圧が負極電
圧近傍にあると判断した場合を正常、比較器が検出電圧
が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定する
ようにしたものである。
インバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近
傍または負極電圧近傍にあるか判断する比較器と、イン
バータ部を構成する上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧状態に応じて、この比較器
が判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負
極近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、比較器の
出力と上アームおよび下アームの点弧信号の出力とから
異常の有無を判定する制御手段と、を備え、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判
断し、かつ検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場
合を正常、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判
断した場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチン
グ用半導体素子の点弧信号出力時は、比較器が検出電圧
が正極電圧近傍にないと判断し、かつ検出電圧が負極電
圧近傍にあると判断した場合を正常、比較器が検出電圧
が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定する
ようにしたものである。
【００２１】また、この発明の電力変換装置は、異常と
判定した場合に、異常が発生したスイッチング用半導体
素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッチン
グを遮断する遮断回路を備えたものである。
判定した場合に、異常が発生したスイッチング用半導体
素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッチン
グを遮断する遮断回路を備えたものである。
【００２２】
実施の形態１．図１は、この発明の一実施の形態である
電力変換装置の構成を示す図で、三相のうちＵ相１相分
の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ相はＵ相と同
様であり、図およびその説明を省略する。また、電力変
換装置の三相インバータ回路は、上述の従来例の図６の
三相インバータ回路５０と同様であり、図およびその説
明を省略する。図において、１０ａは制御手段、Ｖｏは
出力電圧、ＶPrefは正極電圧近傍値、ＶNrefは負極電圧
近傍値、１１ａは出力電位Ｖｏが正極電圧近傍にあるか
判断する第１の比較器としてのＶＰ用コンパレータ、１
２ａは出力電位Ｖｏが負極電圧近傍にあるか判断する第
２の比較器としてのＶＮ用コンパレータ、ＶPcはＶＰ用
コンパレータ１１ａの出力、ＶNcはＶＮ用コンパレータ
１２ａの出力、５１ａは上アーム用のスイッチング用半
導体素子としての自己消弧素子、５１ｄは下アーム用の
スイッチング用半導体素子としての自己消弧素子、６１
はインバータの出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
である。
電力変換装置の構成を示す図で、三相のうちＵ相１相分
の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ相はＵ相と同
様であり、図およびその説明を省略する。また、電力変
換装置の三相インバータ回路は、上述の従来例の図６の
三相インバータ回路５０と同様であり、図およびその説
明を省略する。図において、１０ａは制御手段、Ｖｏは
出力電圧、ＶPrefは正極電圧近傍値、ＶNrefは負極電圧
近傍値、１１ａは出力電位Ｖｏが正極電圧近傍にあるか
判断する第１の比較器としてのＶＰ用コンパレータ、１
２ａは出力電位Ｖｏが負極電圧近傍にあるか判断する第
２の比較器としてのＶＮ用コンパレータ、ＶPcはＶＰ用
コンパレータ１１ａの出力、ＶNcはＶＮ用コンパレータ
１２ａの出力、５１ａは上アーム用のスイッチング用半
導体素子としての自己消弧素子、５１ｄは下アーム用の
スイッチング用半導体素子としての自己消弧素子、６１
はインバータの出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
である。
【００２３】制御手段１０ａは、ＶＰ用コンパレータ１
１ａおよびＶＮ用コンパレータ１２ａの出力と、インバ
ータ部を構成するスイッチング用半導体素子としての自
己消弧素子（５１ａ，５１ｄ）をオン・オフ制御する点
弧信号の出力とから、、自己消弧素子およびこの自己消
弧素子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常の
有無を判定する。異常と判定した場合に、遮断回路（図
示せず）により、異常が発生したスイッチング用半導体
素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッチン
グを遮断する。
１ａおよびＶＮ用コンパレータ１２ａの出力と、インバ
ータ部を構成するスイッチング用半導体素子としての自
己消弧素子（５１ａ，５１ｄ）をオン・オフ制御する点
弧信号の出力とから、、自己消弧素子およびこの自己消
弧素子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常の
有無を判定する。異常と判定した場合に、遮断回路（図
示せず）により、異常が発生したスイッチング用半導体
素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッチン
グを遮断する。
【００２４】図２は、この発明の一実施の形態である電
力変換装置におけるコンパレータの動作を示す図であ
る。出力電圧Ｖｏが負極電圧以上の場合、ＶＮ用コンパ
レータ１２ａの出力ＶNcはＨとなり、出力電圧ＶｏがＶ
Pref以上の場合、ＶＰ用コンパレータ１１ａの出力ＶPc
はＨとなる。
力変換装置におけるコンパレータの動作を示す図であ
る。出力電圧Ｖｏが負極電圧以上の場合、ＶＮ用コンパ
レータ１２ａの出力ＶNcはＨとなり、出力電圧ＶｏがＶ
Pref以上の場合、ＶＰ用コンパレータ１１ａの出力ＶPc
はＨとなる。
【００２５】図３は、この発明の一実施の形態である電
力変換装置におけるコンパレータの異常判定する表であ
り、表において、ＧＰはゲート信号（正極側）、ＧＮは
ゲート信号（負極側）である。制御手段１０ａは、この
表に基づき、下記の判定をする。上アームの点弧信号出
力時（ゲート信号ＧＰがＯＮ、ＧＮがＯＦＦの状態）
で、コンパレータの出力ＶPcがＨ、ＶNcがＨの場合は正
常と判定し、コンパレータの出力ＶPcがＬの場合（出力
電位が正極電圧近傍にない場合）は異常と判定する。ま
た、下アームの点弧信号出力時（ゲート信号ＧＰがＯＦ
Ｆ、ゲート信号ＧＮがＯＮの状態）で、コンパレータの
出力ＶPcがＬ、ＶNcがＬの場合は正常と判定し、コンパ
レータの出力ＶNcがＨの場合（出力電位が負極電圧近傍
にない場合）は異常と判定する。
力変換装置におけるコンパレータの異常判定する表であ
り、表において、ＧＰはゲート信号（正極側）、ＧＮは
ゲート信号（負極側）である。制御手段１０ａは、この
表に基づき、下記の判定をする。上アームの点弧信号出
力時（ゲート信号ＧＰがＯＮ、ＧＮがＯＦＦの状態）
で、コンパレータの出力ＶPcがＨ、ＶNcがＨの場合は正
常と判定し、コンパレータの出力ＶPcがＬの場合（出力
電位が正極電圧近傍にない場合）は異常と判定する。ま
た、下アームの点弧信号出力時（ゲート信号ＧＰがＯＦ
Ｆ、ゲート信号ＧＮがＯＮの状態）で、コンパレータの
出力ＶPcがＬ、ＶNcがＬの場合は正常と判定し、コンパ
レータの出力ＶNcがＨの場合（出力電位が負極電圧近傍
にない場合）は異常と判定する。
【００２６】制御手段１０ａは、上述の異常の有無の判
定時に、上アーム用のスイッチング用半導体素子として
の自己消弧素子５１ａおよび下アーム用のスイッチング
用半導体素子としての自己消弧素子５１ｄの点弧信号の
切換時のスイッチング遅れを考慮することにより、より
正確な判定をすることができる。
定時に、上アーム用のスイッチング用半導体素子として
の自己消弧素子５１ａおよび下アーム用のスイッチング
用半導体素子としての自己消弧素子５１ｄの点弧信号の
切換時のスイッチング遅れを考慮することにより、より
正確な判定をすることができる。
【００２７】実施の形態２．図４は、この発明の一実施
の形態に係る電力変換装置の構成を示す図で、三相のう
ちＵ相１相分の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ
相はＵ相と同様であり、図およびその説明を省略する。
また、電力変換装置の三相インバータ回路は、上述の従
来例の図６の三相インバータ回路５０と同様であり、図
およびその説明を省略する。図において、Ｒ３，Ｒ４，
Ｒ５は電源電位を分圧するための第２の分圧抵抗として
の抵抗、１０ｂは制御手段、１１ｂは出力電位Ｖｏが正
極電圧近傍にあるか判断する第１の比較器としてのＶＰ
用コンパレータ、１２ｂは出力電位Ｖｏが負極電圧近傍
にあるか判断する第２の比較器としてのＶＮ用コンパレ
ータ、ＶPcはＶＰ用コンパレータ１１ｂの出力、ＶNcは
ＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力、５１ａは上アーム用
のスイッチング用半導体素子としての自己消弧素子、５
１ｄは下アーム用のスイッチング用半導体素子としての
自己消弧素子、６１は直流電源の正極または負極の電位
を基準にしたインバータの出力電圧を第１の分圧抵抗を
介して検出する電圧検出回路である。
の形態に係る電力変換装置の構成を示す図で、三相のう
ちＵ相１相分の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ
相はＵ相と同様であり、図およびその説明を省略する。
また、電力変換装置の三相インバータ回路は、上述の従
来例の図６の三相インバータ回路５０と同様であり、図
およびその説明を省略する。図において、Ｒ３，Ｒ４，
Ｒ５は電源電位を分圧するための第２の分圧抵抗として
の抵抗、１０ｂは制御手段、１１ｂは出力電位Ｖｏが正
極電圧近傍にあるか判断する第１の比較器としてのＶＰ
用コンパレータ、１２ｂは出力電位Ｖｏが負極電圧近傍
にあるか判断する第２の比較器としてのＶＮ用コンパレ
ータ、ＶPcはＶＰ用コンパレータ１１ｂの出力、ＶNcは
ＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力、５１ａは上アーム用
のスイッチング用半導体素子としての自己消弧素子、５
１ｄは下アーム用のスイッチング用半導体素子としての
自己消弧素子、６１は直流電源の正極または負極の電位
を基準にしたインバータの出力電圧を第１の分圧抵抗を
介して検出する電圧検出回路である。
【００２８】制御手段１０ｂは、ＶＰ用コンパレータ１
１ｂおよびＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力と、上アー
ム用のスイッチング用半導体素子としての自己消弧素子
５１ａおよび下アーム用のスイッチング用半導体素子と
しての自己消弧素子５１ｄの点弧信号の出力と、から異
常の有無を判定する。異常と判定した場合に、遮断回路
（図示せず）により、異常が発生したスイッチング用半
導体素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッ
チングを遮断する。
１ｂおよびＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力と、上アー
ム用のスイッチング用半導体素子としての自己消弧素子
５１ａおよび下アーム用のスイッチング用半導体素子と
しての自己消弧素子５１ｄの点弧信号の出力と、から異
常の有無を判定する。異常と判定した場合に、遮断回路
（図示せず）により、異常が発生したスイッチング用半
導体素子と対向するスイッチング用半導体素子のスイッ
チングを遮断する。
【００２９】実施の形態１では、ＶＰ用コンパレータ１
１ｂの出力電位Ｖｏが正極電圧近傍にあるか判断する基
準値およびＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力電位Ｖｏが
負極電圧近傍にあるか判断する基準値を外部から与えた
のに対して、この実施の形態２は、この基準値を電源電
位を分圧抵抗により分圧して求めるようにしたものであ
る。
１ｂの出力電位Ｖｏが正極電圧近傍にあるか判断する基
準値およびＶＮ用コンパレータ１２ｂの出力電位Ｖｏが
負極電圧近傍にあるか判断する基準値を外部から与えた
のに対して、この実施の形態２は、この基準値を電源電
位を分圧抵抗により分圧して求めるようにしたものであ
る。
【００３０】実施の形態３．図５は、この発明の一実施
の形態に係る電力変換装置の構成を示す図で、三相のう
ちＵ相１相分の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ
相はＵ相と同様であり、図およびその説明を省略する。
また、電力変換装置の三相インバータ回路は、上述の従
来例の図６の三相インバータ回路５０と同様であり、図
およびその説明を省略する。図において、１０ｃは制御
手段、Ｒ６は抵抗、Ｃはコンデンサ、１３は出力電位Ｖ
ｏの正極電圧近傍、負極電圧近傍を判断する比較器とし
てのコンパレータ、５１ａ，５１ｄは自己消弧素子、６
１は直流電源の正極または負極の電位を基準にしたイン
バータの出力電圧を分圧抵抗を介して検出する電圧検出
回路である。
の形態に係る電力変換装置の構成を示す図で、三相のう
ちＵ相１相分の構成を示したものである。他のＶ相，Ｗ
相はＵ相と同様であり、図およびその説明を省略する。
また、電力変換装置の三相インバータ回路は、上述の従
来例の図６の三相インバータ回路５０と同様であり、図
およびその説明を省略する。図において、１０ｃは制御
手段、Ｒ６は抵抗、Ｃはコンデンサ、１３は出力電位Ｖ
ｏの正極電圧近傍、負極電圧近傍を判断する比較器とし
てのコンパレータ、５１ａ，５１ｄは自己消弧素子、６
１は直流電源の正極または負極の電位を基準にしたイン
バータの出力電圧を分圧抵抗を介して検出する電圧検出
回路である。
【００３１】制御手段１０ｃは、上アーム用のスイッチ
ング用半導体素子としての自己消弧素子５１ａおよび下
アーム用のスイッチング用半導体素子としての自己消弧
素子５１ｄの点弧状態に応じて、、コンパレータ１３が
判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負極
近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、コンパレー
タ１３の出力と、上アーム用のスイッチング用半導体素
子としての自己消弧素子５１ａおよび下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子としての自己消弧素子５１ｄの点
弧信号の出力と、から異常の有無を判定する。異常と判
定した場合に、遮断回路（図示せず）により、異常が発
生したスイッチング用半導体素子と対向するスイッチン
グ用半導体素子のスイッチングを遮断する。
ング用半導体素子としての自己消弧素子５１ａおよび下
アーム用のスイッチング用半導体素子としての自己消弧
素子５１ｄの点弧状態に応じて、、コンパレータ１３が
判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負極
近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、コンパレー
タ１３の出力と、上アーム用のスイッチング用半導体素
子としての自己消弧素子５１ａおよび下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子としての自己消弧素子５１ｄの点
弧信号の出力と、から異常の有無を判定する。異常と判
定した場合に、遮断回路（図示せず）により、異常が発
生したスイッチング用半導体素子と対向するスイッチン
グ用半導体素子のスイッチングを遮断する。
【００３２】この実施の形態は、出力電位Ｖｏの正極電
圧近傍、負極電圧近傍を判断するコンパレータ１３に対
して、自己消弧素子の点弧状態に応じて、判断の基準値
としての正極近傍検出用比較信号と負極近傍検出用比較
信号とを切り換えるようにしたものである。
圧近傍、負極電圧近傍を判断するコンパレータ１３に対
して、自己消弧素子の点弧状態に応じて、判断の基準値
としての正極近傍検出用比較信号と負極近傍検出用比較
信号とを切り換えるようにしたものである。
【００３３】ところで、上述では、電源基準として負極
を基準として説明したが、正極を基準としても、同様の
効果が得られる。
を基準として説明したが、正極を基準としても、同様の
効果が得られる。
【００３４】ところで、上述では、制御手段１０ａ，１
０ｂ，１０ｃを短絡の有無の判定をする専用の制御手段
として説明したが、従来例で示した制御装置５５にその
機能を搭載するようにしても、同様の効果が得られる。
０ｂ，１０ｃを短絡の有無の判定をする専用の制御手段
として説明したが、従来例で示した制御装置５５にその
機能を搭載するようにしても、同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３６】この発明の電力変換装置は、上アーム用の
スイッチング用半導体素子および下アーム用のスイッチ
ング用半導体素子で構成され、このスイッチング用半導
体素子をオン・オフ制御することにより、直流電源から
入力された直流電力を交流電力に変換するインバータ部
と、このインバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流
電源の正極または負極の電位を基準にして検出する電圧
検出回路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正
極電圧近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出
回路で検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断す
る第２の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の
出力とスイッチング用半導体素子をオン・オフ制御する
点弧信号の出力とから異常の有無を判定する制御手段
と、を備え、制御手段は、上アーム用のスイッチング用
半導体素子の点弧信号出力時は、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ第２の比較器が
検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を正常、
第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し
た場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチング用
半導体素子の点弧信号出力時は、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断し、かつ第２の比較器が
検出電圧が負極電圧近傍にあると判断した場合を正常、
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断し
た場合を異常と判定するようにしたので、電流検出器を
使用することなく、簡単な回路でインバータ部のスイッ
チング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体素
子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常を、上
アームと下アームの切換え時で、流れる電流の方向によ
り電位が安定しない場合であっても、正確に検出するこ
とができる。
スイッチング用半導体素子および下アーム用のスイッチ
ング用半導体素子で構成され、このスイッチング用半導
体素子をオン・オフ制御することにより、直流電源から
入力された直流電力を交流電力に変換するインバータ部
と、このインバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流
電源の正極または負極の電位を基準にして検出する電圧
検出回路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正
極電圧近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出
回路で検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断す
る第２の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の
出力とスイッチング用半導体素子をオン・オフ制御する
点弧信号の出力とから異常の有無を判定する制御手段
と、を備え、制御手段は、上アーム用のスイッチング用
半導体素子の点弧信号出力時は、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ第２の比較器が
検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を正常、
第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し
た場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチング用
半導体素子の点弧信号出力時は、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断し、かつ第２の比較器が
検出電圧が負極電圧近傍にあると判断した場合を正常、
第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断し
た場合を異常と判定するようにしたので、電流検出器を
使用することなく、簡単な回路でインバータ部のスイッ
チング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体素
子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常を、上
アームと下アームの切換え時で、流れる電流の方向によ
り電位が安定しない場合であっても、正確に検出するこ
とができる。
【００３７】また、制御手段は、上アーム用および下ア
ーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号の切換時
のスイッチング遅れを考慮して、第１の比較器および第
２の比較器の出力と上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常の有
無の判定をするようにしたので、インバータ部のスイッ
チング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体素
子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常検出に
おいてより正確な判定をすることができる。
ーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号の切換時
のスイッチング遅れを考慮して、第１の比較器および第
２の比較器の出力と上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常の有
無の判定をするようにしたので、インバータ部のスイッ
チング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体素
子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常検出に
おいてより正確な判定をすることができる。
【００３８】さらに、この発明の電力変換装置は、イン
バータ部の出力電圧を第１の分圧抵抗を介し直流電源の
正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回
路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧
近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出回路で
検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断する第２
の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の出力と
インバータ部を構成する上アーム用および下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常
の有無を判定する制御手段と、を備え、第１の比較器お
よび第２の比較器の判断基準となる電圧を電源電位を第
２の分圧抵抗により分圧して求めるとともに、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあ
ると判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を正常、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断した場合を異常とし、ま
た、下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にな
いと判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にあると判断した場合を正常、第２の比較器が検出電
圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定す
るようにしたので、出力電位の正極近傍、負極近傍の判
定をするための比較器の比較信号に対して電源電圧の変
動による影響をなくすことができ、インバータ部のスイ
ッチング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体
素子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常を、
上アームと下アームの切換え時で、流れる電流の方向に
より電位が安定しない場合であっても、正確に検出で
き、より正確な判定をすることができる。
バータ部の出力電圧を第１の分圧抵抗を介し直流電源の
正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回
路と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧
近傍にあるか判断する第１の比較器と、電圧検出回路で
検出した検出電圧が負極電圧近傍にあるか判断する第２
の比較器と、第１の比較器および第２の比較器の出力と
インバータ部を構成する上アーム用および下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常
の有無を判定する制御手段と、を備え、第１の比較器お
よび第２の比較器の判断基準となる電圧を電源電位を第
２の分圧抵抗により分圧して求めるとともに、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあ
ると判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を正常、第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にないと判断した場合を異常とし、ま
た、下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にな
いと判断し、かつ第２の比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にあると判断した場合を正常、第２の比較器が検出電
圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定す
るようにしたので、出力電位の正極近傍、負極近傍の判
定をするための比較器の比較信号に対して電源電圧の変
動による影響をなくすことができ、インバータ部のスイ
ッチング用半導体素子およびこのスイッチング用半導体
素子に点弧信号を出力する回路（図示せず）の異常を、
上アームと下アームの切換え時で、流れる電流の方向に
より電位が安定しない場合であっても、正確に検出で
き、より正確な判定をすることができる。
【００３９】さらにまた、この発明の電力変換装置は、
インバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近
傍または負極電圧近傍にあるか判断する比較器と、イン
バータ部を構成する上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧状態に応じて、この比較器
が判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負
極近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、比較器の
出力と上アームおよび下アームの点弧信号の出力とから
異常の有無を判定する制御手段と、を備え、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判
断し、かつ検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場
合を正常、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判
断した場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチン
グ用半導体素子の点弧信号出力時は、比較器が検出電圧
が正極電圧近傍にないと判断し、かつ検出電圧が負極電
圧近傍にあると判断した場合を正常、比較器が検出電圧
が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定する
ようにしたので、検出回路を簡素化することができ、さ
らにインバータ部のスイッチング用半導体素子およびこ
のスイッチング用半導体素子に点弧信号を出力する回路
（図示せず）の異常を、上アームと下アームの切換え時
で、流れる電流の方向により電位が安定しない場合であ
っても、正確に検出でき、異常が発生した場合に、異常
となったアームを特定することができる。
インバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源の正
極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出回路
と、この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近
傍または負極電圧近傍にあるか判断する比較器と、イン
バータ部を構成する上アーム用および下アーム用のスイ
ッチング用半導体素子の点弧状態に応じて、この比較器
が判断する基準値としての正極近傍検出用比較信号と負
極近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、比較器の
出力と上アームおよび下アームの点弧信号の出力とから
異常の有無を判定する制御手段と、を備え、制御手段
は、上アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
出力時は、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にあると判
断し、かつ検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場
合を正常、比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判
断した場合を異常とし、また、下アーム用のスイッチン
グ用半導体素子の点弧信号出力時は、比較器が検出電圧
が正極電圧近傍にないと判断し、かつ検出電圧が負極電
圧近傍にあると判断した場合を正常、比較器が検出電圧
が負極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定する
ようにしたので、検出回路を簡素化することができ、さ
らにインバータ部のスイッチング用半導体素子およびこ
のスイッチング用半導体素子に点弧信号を出力する回路
（図示せず）の異常を、上アームと下アームの切換え時
で、流れる電流の方向により電位が安定しない場合であ
っても、正確に検出でき、異常が発生した場合に、異常
となったアームを特定することができる。
【００４０】また、インバータ部のスイッチング用半導
体素子およびこのスイッチング用半導体素子に点弧信号
を出力する回路（図示せず）に異常が発生したと判定し
た場合に、異常が発生したスイッチング用半導体素子と
対向するスイッチング用半導体素子のスイッチングを遮
断する遮断回路を備えたので、２次破損を防止すること
ができる。
体素子およびこのスイッチング用半導体素子に点弧信号
を出力する回路（図示せず）に異常が発生したと判定し
た場合に、異常が発生したスイッチング用半導体素子と
対向するスイッチング用半導体素子のスイッチングを遮
断する遮断回路を備えたので、２次破損を防止すること
ができる。
【図１】 この発明の一実施の形態である電力変換装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】 この発明の一実施の形態である電力変換装置
におけるコンパレータの動作を示す図である。
におけるコンパレータの動作を示す図である。
【図３】 この発明の一実施の形態である電力変換装置
におけるコンパレータの異常判定する表である。
におけるコンパレータの異常判定する表である。
【図４】 この発明の一実施の形態に係る電力変換装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図５】 この発明の一実施の形態に係る電力変換装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図６】 従来の電力変換装置およびその短絡保護装置
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 従来の電力変換装置の短絡保護装置としての
短絡検知回路６０の構成およびその動作を説明する図で
ある。
短絡検知回路６０の構成およびその動作を説明する図で
ある。
【図８】 従来の電力変換装置のゲート信号と半導体素
子のスイッチングとの関係とを示す表である。
子のスイッチングとの関係とを示す表である。
【図９】 従来の電力変換装置のゲート信号と出力電圧
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 制御手段、 １１ａ，１１ｂ
ＶＰ用コンパレータ、 １２ａ，１２ｂ ＶＮ用コン
パレータ、 １３ コンパレータ、 １４ 比較信号切
換手段、 ５１ａ，５１ｄ 自己消弧素子、 ６１ 電
圧検出回路、Ｖｏ 出力電圧、 Ｖｐｒｅｆ 正極電圧
近傍値、 Ｖｎｒｅｆ 負極電圧近傍値、 Ｖｐｃ Ｖ
Ｐ用コンパレータ１１ａ，１１ｂ の出力、 Ｖｎｃ Ｖ
Ｎ用コンパレータ１２ａ，１２ｂ の出力、ＧＰ，ＧＮ
ゲート信号、 Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 電源電位を分圧する
ための抵抗、 Ｒ６ 抵抗、 Ｃ１ コンデンサ。
ＶＰ用コンパレータ、 １２ａ，１２ｂ ＶＮ用コン
パレータ、 １３ コンパレータ、 １４ 比較信号切
換手段、 ５１ａ，５１ｄ 自己消弧素子、 ６１ 電
圧検出回路、Ｖｏ 出力電圧、 Ｖｐｒｅｆ 正極電圧
近傍値、 Ｖｎｒｅｆ 負極電圧近傍値、 Ｖｐｃ Ｖ
Ｐ用コンパレータ１１ａ，１１ｂ の出力、 Ｖｎｃ Ｖ
Ｎ用コンパレータ１２ａ，１２ｂ の出力、ＧＰ，ＧＮ
ゲート信号、 Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 電源電位を分圧する
ための抵抗、 Ｒ６ 抵抗、 Ｃ１ コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五藤 洋一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 大上 正勝 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 西廣 昭徳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−219752（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−233402（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−275543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02H 3/24
Claims (5)
- 【請求項１】 上アーム用のスイッチング用半導体素子
および下アーム用のスイッチング用半導体素子で構成さ
れ、このスイッチング用半導体素子をオン・オフ制御す
ることにより、直流電源から入力された直流電力を交流
電力に変換するインバータ部と、 このインバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源
の正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出
回路と、 この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近傍に
あるか判断する第１の比較器と、 前記電圧検出回路で検出した検出電圧が負極電圧近傍に
あるか判断する第２の比較器と、 前記第１の比較器および前記第２の比較器の出力と前記
スイッチング用半導体素子をオン・オフ制御する点弧信
号の出力とから異常の有無を判定する制御手段と、を備
え、 前記制御手段は、前記上アーム用のスイッチング用半導
体素子の点弧信号出力時は、前記第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ前記第２の比較
器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を正
常、前記第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にない
と判断した場合を異常とし、また、前記下アーム用のス
イッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、前記第１
の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し、か
つ前記第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にあると
判断した場合を正常、前記第２の比較器が検出電圧が負
極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定するよう
にしたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記上アーム用および
前記下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧信号
の切換時のスイッチング遅れを考慮して、異常の有無を
判定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電
力変換装置。 - 【請求項３】 上アーム用のスイッチング用半導体素子
および下アーム用のスイッチング用半導体素子で構成さ
れ、このスイッチング用半導体素子をオン・オフ制御す
ることにより、直流電源から入力された直流電力を交流
電力に変換するインバータ部と、 このインバータ部の出力電圧を第１の分圧抵抗を介し直
流電源の正極または負極の電位を基準にして検出する電
圧検出回路と、 この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近傍に
あるか判断する第１の比較器と、 前記電圧検出回路で検出した検出電圧が負極電圧近傍に
あるか判断する第２の比較器と、 前記第１の比較器および前記第２の比較器の出力と前記
インバータ部を構成する上アーム用および下アーム用の
スイッチング用半導体素子の点弧信号の出力とから異常
の有無を判定する制御手段と、を備え、 前記第１の比較器および前記第２の比較器の判断基準と
なる電圧を電源電位を第２の分圧抵抗により分圧して求
めるとともに、 前記制御手段は、前記上アーム用のスイッチング用半導
体素子の点弧信号出力時は、前記第１の比較器が検出電
圧が正極電圧近傍にあると判断し、かつ前記第２の比較
器が検出電圧が負極電圧近傍にないと判断した場合を正
常、前記第１の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にない
と判断した場合を異常とし、また、前記下アーム用のス
イッチング用半導体素子の点弧信号出力時は、前記第１
の比較器が検出電圧が正極電圧近傍にないと判断し、か
つ前記第２の比較器が検出電圧が負極電圧近傍にあると
判断した場合を正常、前記第２の比較器が検出電圧が負
極電圧近傍にないと判断した場合を異常と判定するよう
にしたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 上アーム用のスイッチング用半導体素子
および下アーム用のスイッチング用半導体素子で構成さ
れ、このスイッチング用半導体素子をオン・オフ制御す
ることにより、直流電源から入力された直流電力を交流
電力に変換するインバータ部と、 このインバータ部の出力電圧を分圧抵抗を介し直流電源
の正極または負極の電位を基準にして検出する電圧検出
回路と、 この電圧検出回路で検出した検出電圧が正極電圧近傍ま
たは負極電圧近傍にあるか判断する比較器と、 前記インバータ部を構成する上アーム用および下アーム
用のスイッチング用半導体素子の点弧状態に応じて、こ
の比較器が判断する基準値としての正極近傍検出用比較
信号と負極近傍検出用比較信号とを切り換えると共に、
前記比較器の出力と前記上アームおよび下アームの点弧
信号の出力とから異常の有無を判定する制御手段と、を
備え、 前記制御手段は、前記上アーム用のスイッチング用半導
体素子の点弧信号出力時は、前記比較器が検出電圧が正
極電圧近傍にあると判断し、かつ検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を正常、前記比較器が検出電圧
が正極電圧近傍にないと判断した場合を異常とし、ま
た、前記下アーム用のスイッチング用半導体素子の点弧
信号出力時は、前記比較器が検出電圧が正極電圧近傍に
ないと判断し、かつ検出電圧が負極電圧近傍にあると判
断した場合を正常、前記比較器が検出電圧が負極電圧近
傍にないと判断した場合を異常と判定するようにしたこ
とを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項５】 異常と判断した場合に、異常が発生した
スイッチング用半導体素子と対向するスイッチング用半
導体素子のスイッチングを遮断する遮断回路を備えたこ
とを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載
の電力変換装置。
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|---|---|---|---|
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| TW086115913A TW405294B (en) | 1997-03-11 | 1997-10-28 | Power conversion device |
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| US08/987,710 US5933341A (en) | 1997-03-11 | 1997-12-09 | Power converting apparatus |
| DE19800580A DE19800580B4 (de) | 1997-03-11 | 1998-01-09 | Leistungswandlervorrichtung |
| KR1019980001132A KR100276417B1 (ko) | 1997-03-11 | 1998-01-16 | 전력 변환 장치 |
| HK98113283A HK1011899A1 (en) | 1997-03-11 | 1998-12-14 | Power converting apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP3259652B2 true JP3259652B2 (ja) | 2002-02-25 |
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ID=13018587
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05613397A Expired - Lifetime JP3259652B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 電力変換装置 |
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| KR (1) | KR100276417B1 (ja) |
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| TW (1) | TW405294B (ja) |
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- 1997-12-09 US US08/987,710 patent/US5933341A/en not_active Expired - Lifetime
-
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