JP2001268929A - 半導体制御装置 - Google Patents
半導体制御装置Info
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- JP2001268929A JP2001268929A JP2000074102A JP2000074102A JP2001268929A JP 2001268929 A JP2001268929 A JP 2001268929A JP 2000074102 A JP2000074102 A JP 2000074102A JP 2000074102 A JP2000074102 A JP 2000074102A JP 2001268929 A JP2001268929 A JP 2001268929A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータ装置においては、直流電源の短絡
電流を検出するのに高価な変流器を用いて電流検出を行
っていた。 【解決手段】 逆並列ダイオードを備えた第一及び第二
のスイッチング素子と導電物より成る直列回路を直流電
源の両端に、第一及び第二のスイッチング素子導通時に
順方向に通電する極性に接続したインバータ、導電物の
両端部間に発生する電圧を入力とする積分器、該積分器
の出力が所定値に達したことを検出する短絡検知器、該
短絡検知器が短絡検知したときに第一及び第二のスイッ
チング素子のゲート信号を停止する機能のあるゲート制
御装置を備えて構成する。
電流を検出するのに高価な変流器を用いて電流検出を行
っていた。 【解決手段】 逆並列ダイオードを備えた第一及び第二
のスイッチング素子と導電物より成る直列回路を直流電
源の両端に、第一及び第二のスイッチング素子導通時に
順方向に通電する極性に接続したインバータ、導電物の
両端部間に発生する電圧を入力とする積分器、該積分器
の出力が所定値に達したことを検出する短絡検知器、該
短絡検知器が短絡検知したときに第一及び第二のスイッ
チング素子のゲート信号を停止する機能のあるゲート制
御装置を備えて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列接続されたス
イッチング素子が同時に導通することにより直流電圧源
から短絡電流が流れたときの保護を安価な導電物と積分
器を用いて実現する半導体制御装置に関わるものであ
る。
イッチング素子が同時に導通することにより直流電圧源
から短絡電流が流れたときの保護を安価な導電物と積分
器を用いて実現する半導体制御装置に関わるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】インバータ等の半導体制御装置において
は、一般に直流電圧源の短絡電流を検出するのに変流器
を用いて電流検出を行っていた。以下、図４により従来
技術の概要を説明する。図４中、１は、直流電圧源、２
及び３は逆並列ダイオードを備えたスイッチング素子で
あり、スイッチング素子としてはＩＧＢＴやＳＩサイリ
スタなどが用いられる。４は交流出力端子、31は変流器
である。スイッチング素子２、３、交流端子４、変流器
31は基本インバータを示し、インバータが三相の場合は
基本インバータ３組で構成される。
は、一般に直流電圧源の短絡電流を検出するのに変流器
を用いて電流検出を行っていた。以下、図４により従来
技術の概要を説明する。図４中、１は、直流電圧源、２
及び３は逆並列ダイオードを備えたスイッチング素子で
あり、スイッチング素子としてはＩＧＢＴやＳＩサイリ
スタなどが用いられる。４は交流出力端子、31は変流器
である。スイッチング素子２、３、交流端子４、変流器
31は基本インバータを示し、インバータが三相の場合は
基本インバータ３組で構成される。
【０００３】３２はスイッチング素子２、３用のゲート
制御装置である。通常のインバータ動作においては、ス
イッチング素子２と３は同時に導通することがないよう
に制御されるが、何らかの原因でスイッチング素子２と
３が同時に導通すると直流電圧源１からスイッチング素
子２、変流器31、スイッチング素子３を経て閉回路が構
成され、短絡電流が流れる。このような短絡電流はスイ
ッチング素子２や３を破損させる可能性があるため、変
流器31で電流を検出し、この電流値が所定値よりも大き
いと短絡電流が流れているものと判断してスイッチング
素子２及び３に対してゲートブロックを行い、素子破壊
等を未然に防止するのが一般的な制御方法である。
制御装置である。通常のインバータ動作においては、ス
イッチング素子２と３は同時に導通することがないよう
に制御されるが、何らかの原因でスイッチング素子２と
３が同時に導通すると直流電圧源１からスイッチング素
子２、変流器31、スイッチング素子３を経て閉回路が構
成され、短絡電流が流れる。このような短絡電流はスイ
ッチング素子２や３を破損させる可能性があるため、変
流器31で電流を検出し、この電流値が所定値よりも大き
いと短絡電流が流れているものと判断してスイッチング
素子２及び３に対してゲートブロックを行い、素子破壊
等を未然に防止するのが一般的な制御方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変流器
は一般に高価である。特に、上下二つの素子が導通し、
直流電圧源が短絡状態になったときの過大な直流電流に
対しても鉄心が飽和しないような変流器となると非常に
高価になってしまうという課題があった。本発明は、こ
のような課題を解決するため導電物と積分器を用いて安
価な電源短絡検知を実現するものである。
は一般に高価である。特に、上下二つの素子が導通し、
直流電圧源が短絡状態になったときの過大な直流電流に
対しても鉄心が飽和しないような変流器となると非常に
高価になってしまうという課題があった。本発明は、こ
のような課題を解決するため導電物と積分器を用いて安
価な電源短絡検知を実現するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】その実現のために、本発
明では、逆並列ダイオードを備えた第一及び第二のスイ
ッチング素子と導電物より成る直列回路を直流電圧源の
両端に、第一及び第二のスイッチング素子導通時に順方
向に通電する極性に接続した半導体ユニット、前記導電
物の両端部間に発生する電圧を入力とする積分器、該積
分器の出力が所定値に達したことを検出する短絡検知
器、該短絡検知器が短絡検知したときに前記第一及び第
二のスイッチング素子のゲート信号を停止する機能のあ
るゲート制御装置を備えて構成する。
明では、逆並列ダイオードを備えた第一及び第二のスイ
ッチング素子と導電物より成る直列回路を直流電圧源の
両端に、第一及び第二のスイッチング素子導通時に順方
向に通電する極性に接続した半導体ユニット、前記導電
物の両端部間に発生する電圧を入力とする積分器、該積
分器の出力が所定値に達したことを検出する短絡検知
器、該短絡検知器が短絡検知したときに前記第一及び第
二のスイッチング素子のゲート信号を停止する機能のあ
るゲート制御装置を備えて構成する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、その詳細を図によって説明
する。図１は、本発明を説明するための回路図であり、
５は導電物、６は積分器、７は短絡検知器、８はゲート
信号停止装置、９はスイッチング素子用のゲート制御装
置である。なお、図４と同一部分には同一符号を付して
いる。この場合、基本インバータは、スイッチング素子
２、３、交流出力端子４と導電物５から構成される。
する。図１は、本発明を説明するための回路図であり、
５は導電物、６は積分器、７は短絡検知器、８はゲート
信号停止装置、９はスイッチング素子用のゲート制御装
置である。なお、図４と同一部分には同一符号を付して
いる。この場合、基本インバータは、スイッチング素子
２、３、交流出力端子４と導電物５から構成される。
【０００７】図２は、本発明の動作を説明するための各
部の電流波形等を示し、11は、スイッチング素子２、３
が同時に導通状態になり直流電圧源１が短絡状態になっ
たときに導電物に流入する電流波形、12は導電物の両端
部間に発生する電圧波形である。13は、導電物の両端部
間に発生する電圧波形を入力とする積分器の出力波形で
ある。すなわち、導電物は必ずなにがしかのインダクタ
ンスを有するため導電物の両端部から取り出した波形は
電流波形11の微分波形となる。この電圧を入力とする積
分器５の出力電圧は、電流波形11の微分波形を積分する
ことになり、結局、電流波形11が復元されることにな
る。本発明のポイントはここにある。
部の電流波形等を示し、11は、スイッチング素子２、３
が同時に導通状態になり直流電圧源１が短絡状態になっ
たときに導電物に流入する電流波形、12は導電物の両端
部間に発生する電圧波形である。13は、導電物の両端部
間に発生する電圧波形を入力とする積分器の出力波形で
ある。すなわち、導電物は必ずなにがしかのインダクタ
ンスを有するため導電物の両端部から取り出した波形は
電流波形11の微分波形となる。この電圧を入力とする積
分器５の出力電圧は、電流波形11の微分波形を積分する
ことになり、結局、電流波形11が復元されることにな
る。本発明のポイントはここにある。
【０００８】以下、積分器６の出力が所定値に達すると
短絡検知器７が出力を発生し、その結果、ゲート信号停
止装置８に出力が与えられてゲートストップに至る部分
は従来と同様である。以上に述べたように、本発明によ
れば導電物の浮遊のインダクタンスを利用し、積分器と
組み合わせることにより高価な変流器を用いることなく
直流電圧源の短絡電流を復元することができる。
短絡検知器７が出力を発生し、その結果、ゲート信号停
止装置８に出力が与えられてゲートストップに至る部分
は従来と同様である。以上に述べたように、本発明によ
れば導電物の浮遊のインダクタンスを利用し、積分器と
組み合わせることにより高価な変流器を用いることなく
直流電圧源の短絡電流を復元することができる。
【０００９】図1では、導電物を逆並列ダイオード２と
３の間に挿入したが、接続位置としてはスイッチング素
子２のコレクタ側でも、スイッチング素子３のエミッタ
側でも良いことは言うまでもない。導電物としては、銅
製の板やアルミ製の板あるいは分流器等が用いられる。
３の間に挿入したが、接続位置としてはスイッチング素
子２のコレクタ側でも、スイッチング素子３のエミッタ
側でも良いことは言うまでもない。導電物としては、銅
製の板やアルミ製の板あるいは分流器等が用いられる。
【００１０】図３は、本発明の他の実施例であり、交流
をコンバータを介して直流電圧源に供給し、直流電圧源
からインバータを介して交流を得る場合を示し、21は直
流電圧源、22〜25はスイッチング素子、26、27は導電
物、28はインバータである。なお、導電物の出力が与え
られるゲート制御装置は図示を省略したが、導電物26、
２７の出力が、積分器、短絡検知器を介してゲート信号
停止装置に与えられ、ゲートブロックに至る動作は図１
の場合と同一である。
をコンバータを介して直流電圧源に供給し、直流電圧源
からインバータを介して交流を得る場合を示し、21は直
流電圧源、22〜25はスイッチング素子、26、27は導電
物、28はインバータである。なお、導電物の出力が与え
られるゲート制御装置は図示を省略したが、導電物26、
２７の出力が、積分器、短絡検知器を介してゲート信号
停止装置に与えられ、ゲートブロックに至る動作は図１
の場合と同一である。
【００１１】この場合においてスイッチング素子22と23
が同時に導通した場合、直流電圧源21からスイッチング
素子22と23を通じて短絡電流が流れるが、この場合にも
本発明が適用されることは言うまでもない。図３では単
相のコンバータの場合を示したが、三相の場合にも適用
できることは言うまでもない。
が同時に導通した場合、直流電圧源21からスイッチング
素子22と23を通じて短絡電流が流れるが、この場合にも
本発明が適用されることは言うまでもない。図３では単
相のコンバータの場合を示したが、三相の場合にも適用
できることは言うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明では導電物
の有する浮遊のインダクタンスを利用し、導電物の両端
間に発生する電圧を積分器に入力することにより元の電
流波形を復元することができ、短絡電流検出のために高
価な変流器を用いる必要がなくなる。
の有する浮遊のインダクタンスを利用し、導電物の両端
間に発生する電圧を積分器に入力することにより元の電
流波形を復元することができ、短絡電流検出のために高
価な変流器を用いる必要がなくなる。
【図１】本発明を説明するための回路図である。
【図２】本発明の各部電流波形等を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図４】従来の技術を説明するための回路図である。
１、２１ 直流電圧源 ２、３、２２〜２５ スイッチング素子 ４ 交流出力端子 ５、２６、２７ 導電物 ６ 積分器 ７ 短絡検知器 ８ ゲート信号停止装置 ９、３２ ゲート制御装置 11 直流電圧源の短絡電流波形 12 導電物両端電圧波形 13 積分器出力波形 28 インバータ
Claims (1)
- 【請求項１】 逆並列ダイオードを備えた第一及び第二
のスイッチング素子と導電物より成る直列回路を直流電
圧源の両端に、前記第一及び第二のスイッチング素子導
通時に順方向に通電する極性に接続した半導体ユニッ
ト、前記導電物の両端部間に発生する電圧を入力とする
積分器、該積分器の出力が所定値に達したことを検出す
る短絡検知器、該短絡検知器が短絡検知したときに前記
第一及び第二のスイッチング素子のゲート信号を停止す
る機能のあるゲート制御装置を備えたことを特徴とする
半導体制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000074102A JP4514278B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | 半導体制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000074102A JP4514278B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | 半導体制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001268929A true JP2001268929A (ja) | 2001-09-28 |
| JP4514278B2 JP4514278B2 (ja) | 2010-07-28 |
Family
ID=18592207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000074102A Expired - Fee Related JP4514278B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | 半導体制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4514278B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008092713A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
| JP2013115852A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Sanken Electric Co Ltd | 過電圧保護回路 |
| JP5944067B1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-07-05 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| KR20200040853A (ko) * | 2017-08-22 | 2020-04-20 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 빠른 전류 감지 및 트랜지스터 타이밍 제어를 위한 시스템 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06217558A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-05 | Sanyo Denki Co Ltd | 電力変換装置 |
-
2000
- 2000-03-16 JP JP2000074102A patent/JP4514278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06217558A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-05 | Sanyo Denki Co Ltd | 電力変換装置 |
Cited By (9)
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| JP2008092713A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
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| WO2016170672A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| US10075091B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-09-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
| KR20200040853A (ko) * | 2017-08-22 | 2020-04-20 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 빠른 전류 감지 및 트랜지스터 타이밍 제어를 위한 시스템 및 방법 |
| JP2020532261A (ja) * | 2017-08-22 | 2020-11-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高速電流感知およびトランジスタタイミング制御のためのシステムおよび方法 |
| JP7209447B2 (ja) | 2017-08-22 | 2023-01-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高速電流感知およびトランジスタタイミング制御のためのシステムおよび方法 |
| KR102581266B1 (ko) * | 2017-08-22 | 2023-09-21 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 빠른 전류 감지 및 트랜지스터 타이밍 제어를 위한 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4514278B2 (ja) | 2010-07-28 |
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|
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