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KR900008393B1 - 인버터장치의 과전류보호회로 - Google Patents

인버터장치의 과전류보호회로 Download PDF

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KR900008393B1
KR900008393B1 KR1019870010324A KR870010324A KR900008393B1 KR 900008393 B1 KR900008393 B1 KR 900008393B1 KR 1019870010324 A KR1019870010324 A KR 1019870010324A KR 870010324 A KR870010324 A KR 870010324A KR 900008393 B1 KR900008393 B1 KR 900008393B1
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KR
South Korea
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signal
electric valve
circuit
overcurrent
current
Prior art date
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Application number
KR1019870010324A
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English (en)
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KR880005720A (ko
Inventor
겐지 히로세
에이이치 스기시마
마사카츠 다이죠
Original Assignee
미츠비시 덴키 가부시키가이샤
시키 모리야
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Publication date
Priority claimed from JP61235012A external-priority patent/JPH0634591B2/ja
Priority claimed from JP62163295A external-priority patent/JPS648826A/ja
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Publication of KR880005720A publication Critical patent/KR880005720A/ko
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Abstract

내용 없음.

Description

인버터장치의 과전류보호회로
제1도는 종래의 인버터장치 및 그 과전류보호회로.
제2도는 베이스신호발생기(6)의 출력인 각 트랜지스터에의 제어신호를 나타낸 도면.
제3도는 단락방지회로의 1회로분의 회로도.
제4도는 단락방지회로의 출력인 각 트랜지스터의 베이스신호를 나타낸 도면.
제5도는 대두선회로(8)의 동작 설명도.
제6도는 모드(6)에 있어서의 출력단락을 나타낸 도면.
제7도는 모드(6)에 있어서의 출력단락시의 각 트랜지스터의 콜렉터전류 및 콜렉터에미터간 전압을 나타낸 도면.
제8도는 본원 발명의 제1실시예에 의한 인버터장치 및 그 과전류회로.
제9도는 제8도의 회로의 차단시의 타임챠트.
제10도는 제8도의 회로를 사용한 경우의 출력단락 발생시의 각 트랜지스터에 흐르는 콜렉터전류 및 콜렉터에미터 전압을 나타낸 도면.
제11도는 본원 발명의 제2실시예에 의한 인버터장치 및 그 과전류보호회로.
제12도는 제11도의 회로의 차단시의 타임챠트.
제13도는 제11도의 회로를 사용한 경우의 출력단락 발생시의 각 트랜지스터에 흐르는 콜렉터전류 및 콜렉터에미터 전압을 나타낸 도면.
제14도는 다수결회로(12)의 일례를 나타낸 회로도.
제15도는 차단회호(70)의 일례를 나타낸 회로도.
제16도는 다수결회로(12)와 차단회로(70)를 합쳐서 구성한 일례를 나타낸 회로도.
본원 발명은 인버터장치의 인버터부에 사용되는 전기밸브가 출력단락시의 과전류에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 과전류보호회로의 개량에 관한 것이다.
제1도는 종래의 범용 인버터(전압형)에 채용되어 있는 인버터장치의 과전류보호회로 및 그 주변회로를나타낸 구성도이고, 본 구성은 현재의 인버터장치의 과전류보호회로로서는 매우 일반적인 것이다. 도면에 있어서 (1)은 직류전원, (2-1)은 트랜지스터 (2-4)와 직렬접속되고 중간점(U)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-3)은 트랜지스터(2-6)과 직렬접속되고 중간점(V)를부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-5)는 트랜지스터(2-2)와 직렬접속되고 중간점(W)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (3-1)은 트랜지스터(2-1)의 도통(導通) 방향과 그 도통방향이 반대가 되도록 역병렬(逆병
Figure kpo00002
列)로 접속된 다이오드, (3-2)는 트랜지스터(2-2)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-3)은 트랜지스터(2-3)과 역병렬로 접속된 다이오드, (3-4)는 트랜지스터(2-4)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-5)는 트랜지스터(2-5)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-6)은 트랜지스터(2-6)과 역병렬로 접속된 다이오드, (4-1)은 트랜지스터(2-1)과 트랜지스터(2-4)의 중간점(U)와 부하(5)의 사이에 삽입된 전류검출기, (4-2)는 트랜지스터(2-3)과 트랜지스터(2-6)의 중간점(V)와 부하(5) 사이에 삽입된 전류검출기.
(4-3)은 트랜지스터(2-5)과 트랜지스터(2-2)의 중간점(W)와 부하(5) 사이에 삽입된 전류검출기, (8)은 전류검출기 (4-1), (4-2), (4-3)의 출력을 각기 입력으로 하고 각출력치의 절대치를 취하여 가장 큰 출력치를 출력하는 대우선(大優先)회로, (9)는 대우선회로(8)의 출력을 입력하고 과전류를 판정하는 과전류판정회로, (10)은 이 과전류판정회로(9)로부터의 판정출력에 해당하는 차단신호, (7)은 단락방지회로(11)의 출력과 차단신호(10)를 입력으로하고 트랜지스터(2-1), (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), (2-6)의 베이스에의 신호를 출력으로 하는 차단회로, (6)은 단락방지회로(11)에의 입력으로 되는 신호발생기이다.
다음에 제1도에 나타낸 것의 동작에 대해 설명한다. 먼저 통상의 운전시의 동작에 대하여 기술한다. 지금 도시하지 않은 주파수설정기에서 인버터의 출력주파수가 설정되고, 주파수지령신호로서 베이스신호발생기(6)에 입력되면, 베이스신호발생기(6)에서는 제2도에 도시한 바와같은 이른바 180도 통전형(6스텝)의 각 트랜지스터에의 제어신호를 발생한다. 도면중 T가 주기를 표시하며, 1/T가 그 출력주파수가 된다. 그러나 실제로는 트랜지스터의 스위칭지연이 있기 때문에 각 암의 상하트랜지스터 예를들면 트랜지스터(2-1)과 (2-4), (2-3)과 (2-6), 또는 (2-5)와 (2-2)가 동시에 온상태로 되는 단락상태를 방지하기 위해 베이스신호발생기(6)의 출력을 단락방지회로(11)를 통하여 상하트랜지스터의 베이스신호(점호신호)에 데드타임(td)을 설정하고 있다. 제3도에 단락방지회로(11)의 1회로분의 회로도를 나타낸다. 실제로는 트랜지스터 6개분의 6회로가 준비되는 것은 물론이다.
또한 동작은 단지 지연타이머이므로 상세는 생략하며, 제2도에 도시한 바와 같은 트랜지스터 제어신호를 베이스신호발생기(6)로부터 입력하고, 저항(R)과 콘덴서(C)에서 결정되는 시징수(時定數)분을 지연시키고, 상승시간을 데드타임(td)분 지연시켜 트랜지스터 베이스신호로 하고, 제4도와 같은 파형을 차단회로에 출력하고 있다. 또한 제3도중(D)는 다이오드, (B)는 버퍼이다. 차단회로(7)은 차단신호(10)가 출력되고 있을때는 단락방지회로(11)의 출력인 트랜지스터 베이스신호를 각 트랜지스터의 베이스에 공급한다. 각 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6)은 이것에 따라서 스위칭하고, 부하(5)에 교류전력을 공급한다. 여기서 다이오드(3-1) 내지 (3-6)은 부하(5)의 무효분 에너지의 처리에 사용되는 환류다이오드의 역할을 한다.
다음에 과전류보호회로 동작시의 동작에 대하여 설명한다. 전류검출기(4-1)은 U상(相)의 전류, 전류검출기(4-2)는 V상의 전류, 전류검출기(4-3)은 W상의 전류를 검출하고, 전류에 비례한 전압신호로 변화하여 대우선회로(8)에 송출한다. 대우선회로(8)는 그들 전압신호의 절대치를 취하여 가장 큰 전압을 출력한다. 이 동작을 제5도에 도시한다. 스페이스 과전류판점회로(9)는 이 대우선회로로부터의 출력신호를 받아, 가령 부하가 어떤 이유로 커지고 전류가 증가하면, 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6), 다이오드(3-1) 내지(3-6)의 파손에 이르는 전류치보다 충분히 낮은 레벨로 부하(5)에의 전력공급을 차단하기 위해 차단신호(10)를 차단회로(7)에 송출한다. 차단회로(7)는 이 차단신호(10)에 따라서 각 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6)에의 베이스신호를 차단하기 때문에 각 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6)은 스위치 오프하고 출력은 차단된다. 이상과 같은 동작으로 모든 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6)은 과전류에 의한 파손으로부터 보호된다.
다음에 과전류보호회로의 동작중에서 가장 트랜지스터에 스트레스를 부여하는 출력단락보호에 대하여 설명한다. 여기서 출력단락이라고 하는 것은 U,V,W상중의 어느 2개 또는 3개가 다같이 단락상태로 되는 것을 말한다. 여기서는 U,V,W상의 3개가 다같이 단락상태로 된 때를 생각해본다. 앞서의 제4도에 의하면 데드타입(td)기간 및 트랜지스터의 스위칭타임을 무시하면 각 트랜지스터(2-1)-(2-6)에 인가되는 점호(點號)신호는 표 1에 표시한 바와 같은 6모드로 분류된다.
표 1
Figure kpo00003
표 1에서 1은 트랜지스터가 온의 상태, 0은 트랜지스터가 오프의 상태이다. 이것을 잘 살펴보면 반드시 트랜지스터는 다음 2가지 상태에 있다는 것을 알 수 있다. 즉 (가) 위쪽 트랜지스터가 2개(2상) 온 아래쪽 트랜지스터가 1개(1상) 은 (나) 위쪽 트랜지스터가 1개(1상) 온 아래쪽 트랜지스터가 2개(상) 온 이다. (가), (나)는 상대적이므로 대표예로서 (가)중의 모드 6 즉 트랜지스터(2-1), (2-3), (2-2)가 온상태 일때에 출력 U,V,W상이 단락상태로 된 때를 생각해본다.
이 상태를 제6도에 도시한다. 또한 단락시의 각 트랜지스터에 흐르는 콜렉터전류 및 콜렉터에미터간 전압을 제7도에 도시한다. 다음에 제7도에 대해 설명한다. 시각(t1)에서 단락상태가 생기면 각기 트랜지스터의 콜렉터전류는 출력 임피던스가 저하하기 때문에 급격히 상승한다. 트랜지스터(2-2)는 부여되어 있는 베이스전류와 그 트랜지스터고유의 전류증폭율(hFE)로 제한되는 전류까지 콜렉터전류 i(2-2)를 상승시켜 클램프한다. 한편 각 트랜지스터의 전기적 특성이 대략 같다고 가정하면, 각 트랜지스터(2-1), (2-3)에 흐르는 전류는 키르히호프(Kirchhof)의 법칙에 의하여 대략 하기 식과 같이 된다.
Figure kpo00004
따라서 트랜지스터(2-1), (2-3)과 (2-2)의 각 콜렉터에미터간 전압은 ic-VcE(콜렉터전류-콜렉터에미터전압) 특성의 관계가 비직선형이기 때문에 일반적으로 제7도에 도시한 바와 같이 콜렉터전류의 큰 트랜지스터(2-2)가 거의 전압을 분담하고, 트랜지스터(2-1)과 (2-3)은 그다지 전압을 분담하기 않는다. 다시말하면 트랜지스터(2-2)는 트랜지스터(2-1)과 (2-3)에 비하여 보다 능동영역에서 동작하고 있으며, 심한스트레스에 노출되고 있는 것이다.
여기서 전류 i(2-2) 즉 W상 전류가 시각(t2)에 있어서 과전류판정레벨을 초과하며, 도면에 도시하는 바와 같이 시각(t3)으로 되어 비로소 차단을 개시하고 있다. 이것은 전류검출기(4-3), 대우선회로(8), 과전류판정회로(9), 차단회로(7)등의 응답지연, 그리고 도시하지 않은 베이스구동회로의 응답지연 및 트랜지스터의 스트레이지타임 등에 의한 응답지연이다. 따라서 트랜지스터는 단락시의 이들 전류, 전압에 이 응답지연시간동안 노출되어도 파손이 없도록 배려된 것을 사용한다.
그리고 시각(t3)이 되면 전류는 차단을 개시한다. 이 차단은 상술한 바와 같이 트랜지스터(2-2)가 가장깊은 능동영역에 있기 때문에 스트레이지타임은 가장 짧으며, 3개의 트랜지스터중에는 가장 빨리 차단을 개시한다. 따라서 시각(t3)에 차단을 개시하는 것은 트랜지스터(2-2)이고, 트랜지스터(2-1), (2-3)은 트랜지스터(2-2)가 차단되기 때문에 외적으로 콜렉터전류 i(2-1), i(2-3)을 감소하고 있는 것이다. 시각(t3)에서 (t4)까지의 풀타임이 걸리고, 전류감쇠율(di/dt)로 트랜지스터(2-2)는 전류를 0으로 감소하여 차단을 완료하나, 이때에 배선인덕턴스(L)에 의한 스파이크전압(μP)
Figure kpo00005
가 트랜지스터의 콜렉터에미터간 전압(μCE)(2-2)에 생기고, 트랜지스터(2-2)를 심한 스트레스에 노출하게 된다. 이것을 트랜지스터의 R,B,S,O,A(Reverse Bias Safety Operation Area)내에 수납하기 위해 스나버회로 등으로 억제하거나 R,B,S,O,A의 커다란 트랜지스터를 선정하기도 한다. 이상 설명한 바와 같이 어느 경우에 있어도 단독점호하고 있는 트랜지스터가 단락시에 가장 심한 스트레스에 노출되는 것을 알수있다.
종래의 인버터장치의 과전류호보호회로는 이상과 같이 구성되어 있으므로 출력이 단락상태로 되었을때 단독점호하고 있는 트랜지스터가 매우 심한 스트레스에 노출된다. 제7도의 시각(t1)로부터 (t3)의 상태에 있어서의 스트레스는 상술한 바와 같이 전류검출기(4-3), 대우선회로(8), 과전류판정회로(9), 차단회로(7)등의 응답지연, 또한 도시하지 않은 베이스구동회로의 응답지연을 짧게 개선하므로써, 단락상태에 있어서의 트랜지스터의 스트레스를 작게 할 수 있다. 한편 시각(t3)로부터 (t4)의 턴오프시의 단독점호하고 있는 트랜지스터가 받는 스트레스는 상술한 바와 같이 배선인덕턴스의 영향이기 때문에 스트레스 감소에는 배선 인덕턴스를 작게하든가 스나버회로의 강화에 의해 스파이크전압을 억제하는 등의 방법을 고려할 수 있다. 그러나 어느것이나 구조적인 배려가 필요하거나, 스나버회로가 대형화하는 등 기기의 소형화를 저해하고 있고, 소형화가 필요한 경우에는 R, B, S,O,A가 매우 고가의 트랜지스터를 사용할 필요가 있었다.
본원 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것이며, 출력이 단락상태로 되어 과전류보호회로의 동작에 의해 트랜지스터를 턴오프시킬때의 단독점호하고 있는 트랜지스터의 스트레스를 현저하게 감소시켜 종래의 트랜지스터를 이때의 파손으로부터 방지하기 위해 필요하였다. 기기의 대형화를 수반하는 스나버회로의 강화나 R,B,S,O,A가 매우 고가의 트랜지스터를 사용하지 않고 트랜지스터를 보호할 수 있는 인버터장치의 과전류보호회로를 얻는 것을 목적으로 한다.
본원 발명의 제1의 목적은 전기밸브의 개폐신호를 받아 3암의 위쪽 전기밸브의 폐신호(閉信號)와 3암의 아래쪽 전개밸브의 폐신호의 다수결(多數決)을 취하는 다수결회로를 설치하고, 과전류보호 동작시 다수결회로의 판정에 따라서 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호(開信號)로 하고, 어떤 시한후 소수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 개(開)로 하도록 한 인버터장치의 과전류보호회로를 제공하는 것이다.
본원 발명의 다른 목적은 전기밸브의 개폐신호를 받아 3암의 위쪽 전기밸브의 폐신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 폐신호의 다수결을 취하는 다수결회로를 설치하고, 과전류보호 동작시 다수결회로의 판정에 의하여 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브 중 하나의 전기밸브의 폐신호를 우선 개신호로 하고 어느 시한후 나머지 전기밸브의 폐신호를 개로 하도록 한 인버터장치의 과전류보호회로를 제공하는 것이다.
본원 발명에 있어서의 과전류보호회로는 출력단락시 등 전기밸브에 과대한 스트레스가 가해져 그 제1의 스트레스로부터 전기밸브를 해방시키고저 전기밸브를 개로 할때 제2의 스트레스를 가장 심하게 받는 전기밸브를 검출하고, 그 전기밸브에 부여하는 스트레스를 적어지도록 전개밸브의 여는 순서를 제어하고, 출력단락시 등에 전기밸브가 받는 과대한 스트레스에 의해 전기밸브가 파손되는 것을 보호한다.
이하, 본원 발명의 제1실시예를 도면에 도시하여 설명한다. 제8도에 있어서, (1)은 직류전원, (2-1)은 트랜지스터(2-4)와 직렬접속되고 중간점(U)을 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-3)은 트랜지스터(2-6)과 직렬접속되고 중간점(V)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-5)는 트랜지스터(2-2)와 직렬접속되고 중간점(W)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (3-1)은 트랜지스터(2-1)의 도통방향과 그 도통방향이 반대가 되도록 역병렬로 접속된 다이오드, (3-2)는 트랜지스터(2-2)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-3)은 트랜지스터(2-3)과 역병렬로 접속된 다이오드, (3-4)는 트랜지스터(2-4)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-5)은 트랜지스터(2-5)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-6)은 트랜지스터(2-6)과 역병렬로 접속된 다이오드, (4-1)은 트랜지스터(2-1)과 (2-4)의 중간점(U)와 부하(5) 사이에 삽입된 전류검출기, (4-2)는 트랜지스터(2-3)과 (2-6)의 중간점(V)과 부하(5) 사이에 삽입된 전류검출기, (4-3)은 트랜지스터(2-5)와 (2-2)의 중간점(W)와 부하(5) 사이에 삽입된 전류검출기, (8)은 전류검출기(4-1), (4-2), (4-3)의 출력을 각기 입력하고 각 출력치의 절대치를 취하여 가장 큰 출력치를 출력하는 대우선회로, (9)는 대우선회로(8)의 출력을 압력으로 하고 과전류를 판정하는 과전류판정회로, (10)은 이 과전류판정회로(9)로부터의 판정출력에 해당하는 차단신호, (6)은 단락방지회로(11)에의 입력이 되는 베이스신호발생기, (12)는 단락방지회로(11)의 출력과 차단신호(10)를 입력으로 하는 다수결회로, (13)은 다수결회로의 출력인다수결 결과신호, (70)은 다수결회로의 출력과 차단신호(10)를 입력으로 하고 트랜지스터(2-1), (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), (2-6)에 베이스에의 신호를 출력으로 하는 차단회로이다.
이하, 제8도에 도시한 것의 동작에 대해 설명한다. 먼저 통상 동작시 즉 차단신호(10)가 출력되어 있지않을때는 다수결회로(12) 및 차단회로(70)는 단락방지회로(11)의 출력을 그대로 트랜지스터(2-1), (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), (2-6)의 베이스신호로 하는 회로로 되어 있으므로 종래예와 전혀 동작이 동일하게되며, 여기서는 그 설명을 생략한다.
다음에 과전류동작시에 대하여 설명하며, 전류검출기(4-1), (4-2), (4-3), 대우선회로(8), 과전류판정회로(9), 차단신호(10)의 동작도 종래예와 동일하므로 그 설명은 생략한다. 여기서는 차단신호(10)가 출력되는 경우의 다수결회로(12), 다수결결과신호(13), 차단회로(70)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
다수결회로(12)에서는 위쪽 암의 트랜지스터(2-1), (2-3), (2-5)에의 베이스신호(온 신호)와 아래쪽 암의 트랜지스터(2-2), (2-4), (2-6)에의 베이스신호(온 신호)의 다수결을 취한다. 종래예에서 설명에 사용한 표 1을 사용하여 모드 1애에서 모드 6까지의 각기 다수결의 결과인 다수결결과신호(13)를 표 2에 나타낸다. 여기서 트랜지스터 란의 1은 베이스신호(온 신호)가 출력되어 있는 상태, 0은 출력되어 있지 않은 상태, 다수결결과신호(13)란의 1은 위쪽 암의 트랜지스터가 다수, 0은 아래쪽 암의 트랜지스터가 다수임을 표시한다. 또 다수결결과신호(13)는 차단신호(10)에 의해 래치된다.
표 2
Figure kpo00006
여기서 출력단락 등의 발생에 의하여 차단신호(10)가 출력되면 차단회로(70)는 이 다수결결과신호(13)과 차단신호(10)를 받아 다음에 설명하는 시퀀스로 트랜지스터(2-1)-(2-6)의 베이스신호를 차단한다. 다수결결과신호(13)에서 1이 출력되었을때는 먼저 위쪽암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)를 1에서 0으로 즉 차단(오프)하고, 어느 시한(tx)후에 아래쪽 암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)를 1에서 0으로 즉 차단(오프)한다. 반대로 다수결결와신호(13)에서 0이 출력되었을때는 먼저 아래쪽 암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)를 1에서 0으로 즉 차단(오프)하고, 어느 시한(tx)후에 위쪽 암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)를 1에서 0으로 즉 차단(오프)한다. 일례로서 모드(6)에서 차단신호(10)가 출력되었을때의 각 트랜지스터의 베이스신호의 차단타임차트를 제9도에 도시한다.
또 제10도에서 모드(6)에 있어서 단락발생시의 각 트랜지스터에 흐르는 콜렉터 전류 및 콜렉터에미터간 전압을 나타낸다(모드 6)의 단락상태도는 제6도 참조). 시각(t1)에 있어서 단락상태가 생기면 각기 트랜지스터의 콜렉터전류는 출력임피던스가 저하하기 때문에 급격하게 상승한다. 시각(t2)이 되어 전류 i(2-2)가 과전류판정레벨(Ls)을 초과하며, 응답지연 때문에 시각(t3)이 되어 비로소 차단신호(10)가 출력되어 앞서 설명한 제9도와 같은 차단시퀀스로 차단동작을 한다. 따라서 먼저 콜렉터전류가 적고 포화영역에 가까운 트랜지스터(2-1), (2-3)를 차단한다. 그러나 종래예의 제7도에 비하여 작은 전류를 늦은 스피드로 자르므로(포화상태에 가깝기 때문에 단독점호하여 능동영역에 있는 트랜지스터를 차단하는 종래예보다 늦은 스피드로 자르므로)서지전압은 스나버회로에도 의하지만 거의 발생하지 않으며, 종래예의 제2스트레스에 비하여 매우 스트레스(제2스트레스)는 작아진다.
또한 상기 실시예에서는 전기밸브에 트랜지스터를 사용하였으나, FET등 다른 전기밸브라도 마찬가지의 효과를 올리는 것은 물론이다.
그리고 상기 실시예에서는 인버터의 전기밸브의 제어신호(베이스신호)로서 이른바 180도 통전형(6스텝)을 예로 들었으나, 정현파 PWM등 다른 전기밸브의 제어신호방식이라도 본원 발명의 취지를 따른 과전류 보호회로를 구성하고 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 차단신호발생과 동시에 베이스신호 발생기(6)의 출력에 래치를 걸고 있지 않기때문에 간혹 차단동작시에 베이스신호가 전환되어 지장이 발생될 가능성도 있다. 이것을 회피하는데는 베이스신호발생기(6) 또는 단락방지회로(11)에 차단신호(10)가 제8도의 파선으로 표시하는 바와같이 부여되는동시에 이 신호(10)에 의해 래치를 걸어 베이스신호의 출력상태를 고정하도록 하면 된다.
이상과 같이 본원 발명의 제1실시예에 의하면, 과전류보호동작시 다수결회로의 판정에 의해 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하고, 어느 시한후 소수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 개로하도록 구성하였으므로, 과전류보호회로의 동작에 의하여 전기밸브를 턴오프시킬때의 단독점호하고 있는 전기밸브의 스트레스를 현저히 경감하고, 스나버를 소형화할 수 있고, 기기의 소형화나 가격을 저렴하게 할 수 있다.
또한 전기밸브가 가지고 있는 턴오프시의 내량(耐量)도 작아지게 할 수 있고, 가격을 저렴하게 할 수 있다.
다음에 본원 발명의 제2의 실시예에 대하여 도면에 도시하여 설명한다. 제11도에 있어서 제8도와 동일부호는 동일 또는 해당부분을 나타낸다. (1)은 직류전원, (2-1)은 트랜지스터(2-4)와 직렬로 접속되고 중간점(U)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-3)은 트랜지스터(2-6)과 직렬로 접속되고 중간점(V)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (2-5)는 트랜지스터(2-2)와 직렬 접속되고 중간점(W)를 부하(5)와 접속하는 동시에 양끝을 직류전원(1)에 접속한 트랜지스터, (3-1)은 트랜지스터(2-1)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-2)는 트랜지스터(2-2)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-3)은 트랜지스터 (2-3)과 역병렬로 접속된 다이오드, (3-4)는 트랜지스터(2-4)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-5)는 트랜지스터(2-5)와 역병렬로 접속된 다이오드, (3-6)은 트랜지스터(2-6)과 역병렬로 접속된 다이오드, (4-1)은 트랜지스터(2-1)과 트랜지스터(2-4)의 중간점(U)와 부하(5)의 사이에 삽입된 전류검출기, (4-2)는 트랜지스터(2-3)과 (2-6)의 중간점(V)와 부하(5)사이에 삽입된 전류검출기, (4-3)은 트랜지스터(2-5)와 (2-2)의 중간점(W)와 부하(5)사이에 삽입된 전류검출기, (8)은 전류검출기(4-1), (4-2), (4-3)의 출력을 입력으로 하는 대우선회로, (9)는 대우선회로(8)의 출력을 입력으로 하는 과전류판정회로, (10)은 과전류판정회로(9)의 출력의 차단신호, (6)은 단락방지회로(11)에의 입력이 되는 베이스신호발생기, (120)은 단락방지회로(11)의 출력과 차단신호(10)를 입력으로 하는 다수결회로, (13)은 다수결회로 출력인 다수결결과신호, (71)은 다수결회로의 출력과 차단신호(10)을 입력으로 하고 트랜지스터(2-1), (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), (2-6)에 베이스에의 신호를 출력으로 하는 차단회로이다.
이하, 도면에 따라서 동작을 설명한다. 먼저 통상의 동작시 즉 차단신호(10)가 출력되어 있지 않을때는 다수결회로(120) 및 차단회로(71)는 단락방지회로(11)의 출력을 그대로 트랜지스터(2-1), (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), (2-6)의 베이스신호로 하는 회로로 되어 있으므로, 종래예와 동작은 동일하게 되며, 여기서는 그 설명을 생략한다.
다음에 과전류동작시의 설명을 한다. 전류검출기(4-1), (4-2), (4-3), 대우선회로(8), 과전류판정회로(9), 차단신호(10)의 동작도 종래예와 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 여기서는 차단신호(10)가 출력된 경우의 다수결회로(120), 다수결결과신호(13), 차단회로(71)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
다수결회로(120)에서는 위쪽 암의 트랜지스터에의 베이스신호(온신호)와 아래쪽 암의 트랜지스터에의 베이스신호(온신호)의 다수결을 취한다. 종래예에서 설명에 사용한 표 1을 적용하여 모드 1에서 모드 6까지의 각기 다수결의 결과인 다수결결과신호(13)를 표 3에 나타낸다. 여기서 트랜지스터란의 1은 베이스신호(온신호)가 출력되고 있는 상태, 0은 출력되고 있지 않은 상태, 다수결결과신호(13)란의 1은 위쪽 트랜지스터가 다수, 0은 아래쪽 트랜지스터가 다수임을 표시한다. 또한 다수결결과신호(13)는 차단신호(10)에 의해 래치된다.
표 3
Figure kpo00007
여기서 출력단락 등의 발생에 의해 차단신호(10)가 출력되면 차단회로(71)는 이 다수결결과신호(13)와 차단신호(10)를 받아 다음에 설명하는 시퀀스로 트랜지스터(2-1) 내지 (2-6)의 베이스 신호를 차단한다. 다수결결과신호(13)에서 1이 출력되었을때는 먼저 위쪽 암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)의 1인 2개의트랜지스터 중 하나의 트랜지스터의 1소자만 1에서 0으로 즉 차단(오프)하며, 어느 시한(tx)후에 나머지 위쪽암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)의 1소자와 아래쪽암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)의 1소자를 1에서 0으로 즉 차단(오프)한다. 반대로 다수결결과신호(13)에 0이 출력되었을때는 먼저 아래쪽암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)가 1인 2개의 트랜지스터 중 하나의 트랜지스터의 1소자만 1에서 0으로 즉 차단(오프)하고, 어느 시한(tx)후에 나머지 아래쪽 암의 트랜지스터의 베이스신호(온신호)의 1소자와 위쪽암의 트랜지스터의 베이스신호(본신호)의 1소자를 1에서 0으로 즉 차단(오프)한다. 일례로서 모드 6에서 차단신호(10)가 출력되었을때의 각 트랜지스터의 베이스신호의 차단타임차트를 제12도에 나타낸다.
또한 제13도에서 모드 6에 있어서 단락발생시의 각 트랜지스터에 흐르는 콜렉터전류 및 콜렉터에미터간 전압을 표시한다(모드 6의 단락상태도는 제6도 참조). 시각(t1)에서 단락상태가 발생하면 각기 트랜지스터의 콜렉터전류는 출력임피던스가 저하하기 때문에 급격히 상승한다. 시각(b)로 되어 과전류판정레벨(Ls)을 초과하며, 응답지연 때문에 시각(t3)이 되어 비로소 차단신호(10)가 출력되어 앞서 설명한 제12도와 같은 차단시퀀스로 차단동작을 한다. 따라서 먼저 트랜지스터(2-1)이 차단되므로 시각(t3)이후는 트랜지스터(2-3)과 (2-2)만이 온상태로 되므로 각 트랜지스터(2-3)과 (2-2)의 콜렉터에이터는 각기 전압을 약 1/2Edc씩 분담하는 형태로 된다. 따라서 시각(t4)에 트랜지스터(2-3), 트랜지스터(2-4)가 차단될때는 종래예에 비하여 차단시의 제2의 스트레스가 대폭 경감되어 스트레스는 작아진다.
그리고 상기 실시예에서는 인버터의 전기밸브의 제어신호(베이스신호)로서 이른바 180도 통전형(6스텝)을 예로 들었으나, 정현파 PWM등 다른 전기밸브의 제어신호방식이라도 본원 발명의 취지에 상응한 과전류보호회로를 구성하고 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 차단신호발생과 동시에 베이스신호 발생기(6)의 출력에 래치를 걸지 않고 있기때문에 간혹 차단동작시에 베이스신호가 전환되어 지장이 발생할 가능성도 있다. 이것을 회피하는데는 베이스신호발생기(6) 또는 단락방지회로(11)에 차단신호(10)가 제11도의 파선으로 표시한 바와같이 부여되는 동시에 이 신호(10)에 의해 래치를 걸어 베이스신호의 출력상태를 고정하도록 하면 된다.
이상과 같이 본원 발명의 제2의 실시예에 의하면, 과전류보호동작시에 다수결회로의 판정에 의해 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하고, 어느 시한후 소수라도 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 개로 하도록 구성되었으므로 과전류 보호회로의 동작에 의해 전기밸브를 턴오프시킬때의 단독점호하고 있는 전기밸브의 스트레스를 현저히 경감하고 스나버를 소형화 할 수 있고, 기기의 소형화나 가격을 저렴하게 할 수 있다. 또 전기밸브가 가지고 있는 턴오프시의 내량도 작게할 수 있으며, 가격을 저렴하게할 수 있다.
여기서 본원 발명의 제1의 실시예에 나타낸 다수결회로(12)의 일례를 제14도에 도시하여 설명한다. 제14도는 상기한 표 2의 2치화(値化)논리를 단순히 AND회로, OR회로를 복수 조합해서 구성한 것이며, 각 트랜지스터(2-1)-(2-6)의 제어신호가 1(H level)에서 각 트랜지스터가 온되고, 0(L level)에서 각 트랜지스터가 오프되고, 다수결결과신호(13)는 표 2에 나타낸 바와같이 위쪽암의 트랜지스터(2-1), (2-3), (2-5)가 2개 온상태일 때 1(H level)을, 아래쪽 암의 트랜지스터(2-2), (2-4), (2-6)가 2개 온상태일 때 0(L level)으로 되는 것이다.
또한 제15도는 본원 발명의 제1실시예에 나타낸 차단회로(70)의 일례를 나타내는 것이며, 제9도에 도시한 2치화 논리타이머차트를 얻을 수 있도록 단순히 AND회로, OR희로, 시한(소정시간)(tx)를 생성하는 저항(R0)과 콘덴서(C0)로 이루어진 시한회로 및 시한회로의 출력을 파형정형하는 버퍼(B)를 복수 조합하여 구성한 것이다.
또 제16도는 본원 발명의 제1실시예의 다수결회로(12)와 차단회로(70)를 통합하여 구성한 1회로예를 나타내는 것이며, 이들 회로(12), (70)은 어느 것이나 당업자라면 용이하게 구성할 수 있으므로 이들 회로구성에 하등 한정되는 것은 아니다.

Claims (9)

  1. 상하로 직렬접속되고 양끝이 직류전원에 접속되고 중간의 접속점이 부하에 접속된 전기밸브의 암을 3암 가지며, 제어회로로부터의 전기밸브의 개폐신호에 따라서 전기밸브를 차례로 개폐하므로써 부하에 3상교류전력을 공급하는 인버터장치로서, 전기밸브에 흐르는 전류를 직접 또는 간접적으로 감시하는 전류검출기와, 전류검출기의 출력에 따라서 동작하고, 일정전류 이상의 전류가 흘렸을때에 과전류신호를 출력하는과전류 검출회로와, 전기밸브의 개폐신호를 받아 3암의 위쪽 전기밸브의 폐신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 폐신호의 다수결을 취하는 다수결회로를 가지며, 과전류신호발생시에 다수결회로의 판정에 의해 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하고, 어느 시한후 소수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호롤 개로하는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 다수결회로는 3암의 위쪽 전기밸브의 개신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 개신호의 다수결을 취하는 회로로 하고, 과전류발생시에 다수결회로의 판정에 의해 소수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하며, 어느 시한 후 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브의 폐신호를 개로하는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  3. 제1항에 있어서, 다수결회로는 과전류신호발생에 의하여 래치되는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  4. 제1항에 있어서, 제어회로로부터의 전기밸브 개폐신호는 과전류신호발생에 의하여 래치되는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  5. 상하로 직렬접속되고 양끝이 직류전원에 접속되고 중간의 접속점이 부하에 접속된 전기밸브의 암을 3암 가지며, 제어회로로부터의 전기밸브의 개폐신호에 따라시 전기밸브를 차례로 개폐하므로써 부하에 3상교류전력을 공급하는 인버터장치로서, 전기밸브에 흐르는 전류를 직접 또는 간접적으로 감시하는 전류 검출기와, 전류검출기의 출력에 따라서 작동하고, 일정 전류이상의 전류가 흘렀을때 과전류신호를 출력하는 과전류검출회로와, 전기밸브의 개폐신호를 받아 3암의 위쪽 전기밸브의 폐신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 폐신호의 다수결을 취하는 다수결회로를 가지며, 과전류신호발생시에 다수결회로의 판정에 의해 다수라고 판정된 쪽의 전기밸브중의 하나의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하고, 어느 시한 후 나머지 전기밸브의 폐신호를 개로하는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  6. 제5항에 있어서, 다수결회로는 3암의 위쪽 전기벨브의 개폐신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 개폐신호의 다수결을 취하는 회로로 하고, 과전류발생시에 다수결회로의 판정에 의해 다수라고 판정된 쪽의 전기벨브중 하나의 전기밸브의 폐신호를 먼저 개신호로 하며, 어느 시한 후 나머지 전기밸브의 폐신호를 온으로 하는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  7. 제5항에 있어서, 다수결회로는 과전류신호발생에 의하여 래치되는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
  8. 제5항에 있어서, 제어회로로부터의 전기밸브 개폐신호는 과전류신호발생에 의하여 래치되는 것을 특징으로 하는 인버터 장치의 과전류보호회로.
  9. 상하로 직렬접속되고 양끝이 직류전원에 접속되고 중간의 접속점이 부하에 접속된 전기밸브의 암을 3암 가지며, 제어회로로부터의 전기밸브의 개폐신호에 따라서 전기밸브를 차례로 개폐하므로써 부하에 3상교류전력을 공급하는 인버터장치로서, 전기밸브에 흐르는 전류를 직접 또는 간접적으로 감시하는 전류 검출기와, 전류검출기의 출력에 따라서 동작하고, 일정전류 이상의 과전류가 흘렀을때의 과전류신호를 출력하는 과전류검출회로와 전기밸브의 개폐신호를 받아 3암의 위쪽 전기밸브의 폐신호와 3암의 아래쪽 전기밸브의 폐신호의 다수결을 취하는 다수결회로를 가지며, 과전류신호발생시에 다수결회로의 판정에 의해 상기 과전류로부터 전기밸브를 해방시킬 전기밸브를 개로할때 생기는 스트레스를 가장 심히 받는 전기밸브를 검출하고, 그 전기밸브에 부여되는 스트레스를 적게 하도록 전기밸브의 개순서를 제어하여 상기 스트레스로부터 전기밸브를 보호하는 것을 특징으로 하는 인버터장치의 과전류보호회로.
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