逆变器控制电路转让专利

申请号 : CN201610406003.4

文献号 : CN106253234B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 前田大辅樱井健司内海智之佐佐木绅也

申请人 : 株式会社日立功率半导体

摘要 :

本发明提供一种逆变器控制电路。在逆变器控制电路中,能够将累积在电容器中的电荷适当地放电,并且能够廉价地构成异常电压检测单元以及逆变器停止/恢复单元。设置:异常电压检测兼放电电路,其当从电容器输出的直流电压超过预定的正常范围即齐纳二极管的击穿电压以下时,一边输出与上述直流电压(VC)对应的检测信号(VA)一边使上述电容器(6)放电,另一方面,其在上述直流电压被包括在上述正常范围的情况下,与上述直流电压(VC)超过上述正常范围的情况相比阻抗变高;停止/恢复控制电路(40),其根据上述检测信号(VA)将逆变器(20)设为停止状态,该逆变器将上述直流电压(VC)转换为交流电压(MU、MV、MW)并提供给负载(30)。

权利要求 :

1.一种逆变器控制电路,其特征在于,

具有:

异常电压检测兼放电电路,其在从电容器输出的直流电压超过预定的正常范围的情况下,一边输出与上述直流电压对应的检测信号一边使上述电容器放电,另一方面,其在上述直流电压被包括在上述正常范围内的情况下,与上述直流电压超过上述正常范围的情况相比阻抗变高;以及停止/恢复控制电路,其根据上述检测信号将逆变器设为停止状态,该逆变器将上述直流电压转换为交流电压并提供给负载,上述逆变器根据被提供的控制指令电压来控制上述交流电压,并且如果上述控制指令电压超过预定的切断电压,则上述逆变器成为动作状态,如果上述控制指令电压成为上述切断电压以下,则上述逆变器成为停止状态,上述停止/恢复控制电路根据上述检测信号,将上述控制指令电压设为上述切断电压以下。

2.根据权利要求1所述的逆变器控制电路,其特征在于,上述异常电压检测兼放电电路具有齐纳二极管、与上述齐纳二极管串联地连接的一个或多个电阻器,将流过上述齐纳二极管的电流越大信号电平越大的信号作为上述检测信号而输出。

3.根据权利要求2所述的逆变器控制电路,其特征在于,上述停止/恢复电路以上述直流电压为比上述齐纳二极管的击穿电压高的预定电压以上作为条件,将上述逆变器设为停止状态。

4.根据权利要求3所述的逆变器控制电路,其特征在于,如果异常的上述直流电压成为上述正常范围,则上述停止/恢复控制电路使上述逆变器恢复为动作状态。

5.根据权利要求4所述的逆变器控制电路,其特征在于,上述逆变器根据被提供的二值控制信号来设定动作状态以及停止状态,上述停止/恢复控制电路根据上述检测信号,将上述控制信号的值设定为与上述停止状态对应的值。

6.根据权利要求4所述的逆变器控制电路,其特征在于,上述逆变器根据预定的过电流判定端子的电压水平判定在上述逆变器中是否产生了过电流,在判断为产生了过电流的情况下,上述逆变器变为停止状态,上述停止/恢复控制电路根据上述检测信号,将上述过电流判定端子的电压设定为与过电流对应的电压。

7.根据权利要求4所述的逆变器控制电路,其特征在于,上述逆变器接受与上述直流电压不同的电压的控制用电源电压的供给来进行动作,上述停止/恢复控制电路具有:切断部,其根据上述检测信号,切断针对上述逆变器的上述控制用电源电压的供给。

说明书 :

逆变器控制电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种逆变器控制电路。

背景技术

[0002] 作为本技术领域的背景技术,在下述专利文献1的说明书摘要中记载有“在具备逆变器部19的直流电压检测单元22的空调机的电路中配置有一相以上的相电流的电流检测单元6、一对以上的相电压检测单元7、基于其输入的电压相位运算单元9、内置有多个晶体管以及二极管的晶体管模块4、将通过其中的二极管进行整流后的直流电压进行分压的电阻器15、其直流电压检测单元12、与直流电压检测单元12连接的异常电压监视单元13、晶体管控制单元11、决定晶体管模块4的控制方法的运算装置10、与直流电压部连接的平滑用电容器16以及由电抗器3组成的高次谐波电流抑制装置17”。
[0003] 在专利文献1中,虽然没有特别详细描述异常电压监视单元13检测出异常电压时的动作,但是通常为了防止逆变器部19的损坏,考虑停止逆变器部19。但是,如果单纯地停止逆变器部19则会产生以下问题,即维持异常电压直到累积在平滑电容器16中的电荷自然放电为止,而逆变器部19的运行不能够重启。因此,也考虑设置在检测出异常电压时将累积在平滑电容器16中的电荷进行放电的放电电路,但是另外设置放电电路会增加成本。
[0004] 专利文献1:日本特开平10-14253号公报

发明内容

[0005] 该发明是鉴于以上情况而作出的,其目的为提供一种逆变器控制电路,其在能够适当地将累积在电容器中的电荷进行放电的同时,能够廉价地构成异常电压检测单元以及逆变器停止/恢复单元。
[0006] 为了解决上述问题,本发明的逆变器控制电路具备:异常电压检测兼放电电路,其在从电容器输出的直流电压超过预定的正常范围的情况下,一边输出与上述直流电压对应的检测信号一边使上述电容器放电,另一方面,在上述正常范围包括上述直流电压的情况下,与上述直流电压超过上述正常范围的情况相比阻抗变高;以及
[0007] 停止/恢复控制电路,其根据上述检测信号将逆变器设为停止状态,该逆变器将上述直流电压转换为交流电压并提供给负载。
[0008] 根据本发明的逆变器控制电路,能够将累积在电容器中的电荷适当地放电,并且能够廉价地构成异常电压检测单元以及逆变器停止/恢复单元。

附图说明

[0009] 图1是本发明第一实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0010] 图2(a)是第一实施方式的电动机驱动装置中的交流电压VS的波形图;图2(b)是其直流电压VC的波形图;图2(c)是其晶体管的状态图;图2(d)是控制指令电压VSP的波形图。
[0011] 图3是表示直流电压VC和控制指令电压VSP之间的关系的图。
[0012] 图4是本发明第二实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0013] 图5是本发明第三实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0014] 图6是本发明第四实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0015] 图7是本发明第五实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0016] 图8是本发明第六实施方式的电动机驱动装置的框图。
[0017] 图9是第一实施方式的变形例的电动机驱动装置的框图。
[0018] 符号说明
[0019] 2:商用电源、4:变换器、6:电容器、10异常电压检测兼放电电路、12:齐纳二极管、14、16、18:电阻器、19:继电器线圈、20:逆变器、30:电动机(负载)、40、50、60、70、80、90:停止/恢复控制电路、41、43:电阻器、42、52、84:晶体管、44、46:电阻器、48:电容器、51:电容器、61、72、74:电线、82:继电器、82a:继电器接点(切断部)、82b:继电器线圈、92:继电器接点(切断部)、A、D:连接点、SD、NSD:控制信号、VA:检测信号电压、VB:击穿电压、VC:直流电压、VCC:控制用电源电压、VD:消耗电流对应电压、VS:交流电压。

具体实施方式

[0020] [第一实施方式]
[0021] <实施方式的结构>
[0022] (整体结构)
[0023] 首先,参照图1所示的框图说明本发明第一实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0024] 图1中,变换器4将从商用电源2提供的交流电压VS转换为直流电压VC。变换器4在商用电源2是单相的情况下,例如能够通过桥接4个二极管的全波整流电路来构成。电容器6在变换器4的电压输出端子和接地电位(以下称为“GND电位”)之间进行连接,通过直流电压VC来累积电荷。另外,变换器4的结构不限于上述情况,但是最好构成为电流不会从电容器6逆流到变换器4。当变换器4通过全波整流电路而构成时,在稳定状态下,直流电压VC变得与交流电压VS的波高值几乎相等。例如,当交流电压VS为220[V])(有效值)的情况下,直流电压VC为 左右。
[0025] 异常电压检测兼放电电路10与电容器6并联连接,具有检测直流电压VC的异常,并且将累积在电容器6中的电荷进行放电的功能。停止/恢复控制电路40具有以下功能,即在异常电压检测兼放电电路10检测出直流电压VC的异常的情况下,停止逆变器20的动作。逆变器20在未通过停止/恢复控制电路40停止动作的情况下,将直流电压VC转换为三相交流电压MU、MV、MW并提供给电动机30,从而驱动电动机30。将异常电压检测兼放电电路10和停止/恢复控制电路40总称为“逆变器控制电路”。另外,在本实施方时中,电动机30设想驱动空调机的室内机或室外机的风扇的三相同步电动机,但是电动机30的种类和用途不限于此。
[0026] (异常电压检测兼放电电路10)
[0027] 异常电压检测兼放电电路10是串联连接齐纳二极管12、电阻器14、16,并将电阻器16与GND电位连接的电路。齐纳二极管12的击穿电压VB被设定为比直流电压VC的标准的电压变动范围还要高一些的电压。例如,交流电压VS的标称电压为220[V],如果正常范围(即标准的电压变动范围)是±20%,则交流电压VS的标准的最高电压为264[V]。此时,直流电压VC为 左右,所以作为齐纳二极管12考虑偏差并选择击穿电压VB为
440[V]左右的即可。
[0028] 如果交流电压VS在正常范围内,则直流电压VC也为正常范围内(击穿电压VB以下),电流几乎不流过齐纳二极管12,异常电压检测兼放电电路10相对于电容器6成为高阻抗状态。由此,电阻器14、16的连接点A的电压即检测信号电压VA几乎为0[V]。另一方面,当交流电压VS超过正常范围并上升,从而直流电压VC超过击穿电压VB时,电流流过异常电压检测兼放电电路10。该电流和“VC-VB”成比例,所以直流电压VC越高,该电流越大,检测信号电压VA也与其成比例地变高。
[0029] (逆变器20)
[0030] 如上所述,逆变器20将直流电压VC转换为三相交流电压MU、MV、MW,这是通过未图示的多个开关元件将直流电压VC进行PWM调制而实现的。因此,从变换器4提供给逆变器20的电流在流过电动机30后返回逆变器20,经由GH端子流到GND电位。另外,有时也会在GH端子和GND电位之间安装过电流保护用的电阻等。另外,为了接通/切断控制上述的开关元件,对逆变器20输入约15[V]的控制用电源电压VCC。
[0031] 另外,对逆变器20的VSP端子输入控制指令电压VSP。控制指令电压VSP例如是0~6[V]左右的电压,逆变器20根据电压水平来控制三相交流电压MU、MV、MW。例如,可以控制为电压水平越高则三相交流电压MU、MV、MW的频率变得越高,电压水平越低则三相交流电压MU、MV、MW的频率变得越低。但是,如果控制指令电压VSP不足预定的切断电压Voff(例如1.8[V]左右),则逆变器20成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。另外,控制指令电压VSP是速度指令、占空比指令、转矩指令等控制逆变器20的三相交流电压输出的指令电压即可。
[0032] (停止/恢复控制电路40)
[0033] 在停止/恢复控制电路40的内部,对晶体管42的基极端子输入检测信号电压VA,发射极端子与GND电位连接。如果检测信号电压VA成为晶体管42的基极/发射极间饱和电压以上,则晶体管42为接通状态。另外,从未图示的上位装置对停止/恢复控制电路40提供原始控制指令电压VSP0。电阻器46、电容器48构成低通滤波器,去除原始控制指令电压VSP0中包括的高频成分。这是为了即使在原始控制指令电压VSP0急剧变化的情况下,也缓和控制指令电压VSP的变化。另外,为了限制流向晶体管42的电流,在电阻器46和晶体管42的集电极端子之间连接了电阻器44。另外,电阻器44可有可无。
[0034] 如果晶体管42是断开状态,则流过电阻器44的电流I tr大致为0[A],所以去除了高频成分的原始控制指令电压VSP0被作为控制指令电压VSP提供给逆变器20。另一方面,当晶体管42为接通状态,电流I tr流过晶体管42时,通过电阻器46、电阻器44以及晶体管42将去除了高频成分的原始控制指令电压VSP0进行分压后的电压被作为控制指令电压VSP提供给逆变器20。
[0035] <实施方式的动作>
[0036] 接着,说明本实施方式的动作例子。图2(a)~(d)表示产生异常电压前后的各部的波形等的例子,图2(a)是交流电压VS的振幅值的波形图,图2(b)是直流电压VC的波形图,图2(c)是晶体管42的状态图,图2(d)是控制指令电压VSP的波形图。交流电压VS的时刻t1以前的值是VS1,在时刻t1阶梯状地上升到VS2,时刻t1~t6之间的期间被保存在VS2中,在时刻t6再次阶梯状地恢复到VS1。在图示的例子中,假设VS1是标准的电压变动范围内的电压,VS2是其2倍左右的电压。
[0037] 在时刻t1以前,在变换器4是全波整流电路的情况下,直流电压VC是大致等于交流电压VS1的波高值 的值(VC1)。并且,在时刻t1如果电压VS1阶梯状地上升,则在时刻t1以后,直流电压VC慢慢地增加。在时刻t2,直流电压VC达到VC2。电压VC2是与齐纳二极管12的击穿电压VB相等的值。因此,在时刻t2,电流开始流过齐纳二极管12、电阻器14、
16。在时刻t2以前检测信号电压VA大约为0[V],但是在时刻t2以后,检测信号电压VA与“VC-VB”成比例地上升。
[0038] 之后,在时刻t3,直流电压VC达到VC3。该电压VC3是连接点A的检测信号电压VA达到晶体管42的基极/发射极间饱和电压的电压。因此,如图2(c)所示,在时刻t3晶体管42成为接通状态。之后,在时刻t4,直流电压VC达到VC4。该电压VC4是控制指令电压VSP成为切断电压Voff的电压。由此,逆变器20成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。之后,在时刻t5,直流电压VC成为VC5。电压VC5在变换器4为全波整流电路的情况下,是与该时间点的交流电压VS即电压VS2的波高值大致相等的值。
[0039] 这里,参照图3说明直流电压VC和控制指令电压VSP之间的关系。在图示的例子中,假设从未图示的上位装置提供的原始控制指令电压VSP0是固定值(6[V])。当直流电压VC比电压VC3低时,流过晶体管42的电流I tr(参照图1)大致为0[A],所以控制指令电压VSP与原始控制指令电压VSP0大致相等。但是,如果直流电压VC在电压VC3以上,则电流I tr与“VC-VB”成比例,因此控制指令电压VSP比原始控制指令电压VSP0要低电阻器46中产生的电压降的量。
[0040] 但是,当直流电压VC是电压VC3附近时,晶体管42的接通电阻大,因此电流I tr变得比较小,控制指令电压VSP成为接近原始控制指令电压VSP0的值。如果直流电压VC成为电压VC3、VC4的中间值附近,则晶体管42的接通电阻变小,会流过比较大的电流I tr,控制指令电压VSP相对于直流电压VC的斜率变大。并且,如上所述,如果直流电压VC变为VC4以上,则控制指令电压VSP变为切断电压Voff以下,因此逆变器20停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。
[0041] 返回图2,如果在时刻t6交流电压VS再次恢复到VS1,则电容器6的电荷经由异常电压检测兼放电电路10(参照图1)开始放电。在之后的时刻t7,如果控制指令电压VSP超过切断电压Voff,则逆变器20成为动作状态。即,一边与控制指令电压VSP对应,一边重新开始三相交流电压MU、MV、MW的输出。例如,以与控制指令电压VSP对应的频率来重新开始三相交流电压MU、MV、MW的输出。在之后的时刻t8,如果直流电压VC低于VC3,则晶体管42成为切断状态,控制指令电压VSP变得与原始控制指令电压VSP0相等。由此,电动机驱动装置的动作恢复为稳定状态,电动机30以与原始控制指令电压VSP0对应的速度被驱动旋转。
[0042] 在之后的时刻t9,如果直流电压VC低于VC2(齐纳二极管12的击穿电压VB),则电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路10。因此,在时刻t9以后,通过电动机驱动装置内的各部的自然放电以及伴随电动机驱动的电力消耗,直流电压VC慢慢接近VC1。这里,使电压VC4比电压VC2(击穿电压VB)高也是本实施方式的特征之一。根据该特征,通过加快VC4以上的电压的放电来缩短过电压状态的时间,并且在控制指令电压VSP成为预定的切断电压Voff以上之后,异常电压检测兼放电电路10也能够继续放电。
[0043] 如上所述,根据本实施方式,如果交流电压VS超过正常范围而上升,并且从电容器6输出的直流电压VC也超过正常范围而上升,则异常电压检测兼放电电路10输出与直流电源VC对应的检测信号电压VA,所以能够通过该检测信号电压VA将晶体管42设为接通状态来停止逆变器20。并且,如果交流电压VS返回到正常范围,则异常电压检测兼放电电路10将累积在电容器6中的电荷迅速地放电,所以能够使直流电压VC迅速地恢复到正常范围。
[0044] 进一步,当直流电压VC在正常范围内时,电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路10,所以能够抑制异常电压检测兼放电电路10中的消耗电力。并且,异常电压检测兼放电电路10兼有“异常电压的检测”和“放电”的功能,因此与独立设置分别发挥功能的电路的情况相比,能够削减电动机驱动装置中的部件个数。
[0045] [第二实施方式]
[0046] 接着,参照图4所示的框图来说明本发明第二实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0047] 在本实施方式中,应用图4所示的逆变器130来取代第一实施方式的逆变器20。对该逆变器130输入二值信号即控制信号SD。如果控制信号SD成为H(高)电平(预定阈值以上的电压),则逆变器130成为动作状态,将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。另一方面,如果控制信号SD成为L(低)电平(低于上述阈值的电压),则逆变器130成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。另外,本实施方式的逆变器130也和第一实施方式的逆变器20同样地根据控制指令电压VSP来设定三相交流电压MU、MV、MW。但是,在本实施方式中,不根据直流电压VC操作控制指令电压VSP,因此省略相关的电路的图示。
[0048] 另外,在本实施方式中,应用图4所示的停止/恢复控制电路50来代替第一实施方式的停止/恢复控制电路40。在停止/恢复控制电路50的内部对晶体管52的基极端子输入检测信号电压VA,发射极端子与GND电位连接。另外,集电极端子与电阻器51的一端连接,在电阻器51的另一端施加控制用电源电压VCC。并且,晶体管52的集电极端子的电压被作为控制信号SD提供给逆变器130。另外,本实施方式的上述以外的结构和第一实施方式的结构(图1)相同。
[0049] 在上述结构中,当直流电压VC是正常范围内时,电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路10,所以检测信号电压VA几乎为0[V]。因此,晶体管52成为切断状态,控制信号SD通过电阻器51而被上拉,成为H电平。这样,逆变器130成为动作状态,将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。
[0050] 另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则流过异常电压检测兼放电电路10的电流与“VC-VB”成比例。如果直流电压VC进一步变高,检测信号电压VA成为晶体管52的基极/发射极间饱和电压以上,则晶体管52成为接通状态。这样,控制信号SD成为接近0[V]的值、即L电平,所以逆变器130成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。
[0051] 如上所述,根据本实施方式,和第一实施方式相同,能够根据直流电压VC切换逆变器130的动作状态/停止状态,达到和第一实施方式同样的效果。
[0052] [第三实施方式]
[0053] 接着,参照图5所示的框图来说明本发明的第三实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0054] 对本实施方式的逆变器140输入负逻辑的控制信号NSD来代替第二实施方式中的控制信号SD。即,如果控制信号NSD成为L电平(低于预定的阈值的电压),则逆变器140成为动作状态,将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。另一方面,如果控制信号NSD成为H电平(上述阈值以上的电压),则逆变器140成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。另外,在本实施方式中,应用图5所示的停止/恢复控制电路60来代替第二实施方式的停止/恢复控制电路50。停止/恢复控制电路60由一根电线61而构成,该电线61将从异常电压检测兼放电电路10输出的检测信号电压VA作为控制信号NSD提供给逆变器140。本实施方式的上述以外的结构和第二实施方式的结构(图4)相同。
[0055] 在上述结构中,当直流电压VC是正常范围内时,电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路10,所以检测信号电压VA大致为0[V]。因此,控制信号NSD成为L电平,因此逆变器140成为动作状态,将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则流过异常电压检测兼放电电路10的电流与“VC-VB”成比例。如果直流电压VC进一步变高,检测信号电压VA成为上述阈值以上,则控制信号NSD成为H电平,所以逆变器140成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。
[0056] 如上所述,根据本实施方式,与第一、第二实施方式相同,能够根据直流电压VC切换逆变器140的动作状态/停止状态,达到和第一、第二实施方式相同的效果。进而,本实施方式的停止/恢复控制电路60和第一、第二实施方式的停止/恢复控制电路40、50相比,结构简单,能够实现成本下降。
[0057] [第四实施方式]
[0058] 接着,参照图6所示的框图,说明本发明第四实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0059] 在本实施方式中,应用具有RS端子的逆变器150来代替第一实施方式的逆变器20(图1)。另外,后面描述RS端子的功能。
[0060] 另外,在本实施方式中的异常电压检测兼放电电路110中,在依次串联连接齐纳二极管12和3个电阻器14、16、18之后,与GND电位连接。另外,电阻器18是低电阻的分路电阻器。电阻器16、18的连接点D经由电线74与逆变器150的GH端子连接。另外,电阻器14、16的连接点A的检测信号电压VA经由电线72与逆变器150的RS端子连接。这些电线72、74被包括在本实施方式中的停止/恢复控制电路70中。
[0061] 这里,逆变器150的GH端子的功能和第一实施方式的功能(图1)相同,是用于将流过电动机30的电流流到GND电位的端子。如本实施方式那样,如果在GH端子和GND电位之间连接电阻器18,则GH端子的电压VD与流过电阻器18的电流成比例地上升,因此如果测量电压VD,则能够检测出逆变器150中是否流过过电流。因此,将电压VD称为“消耗电流对应电压”。
[0062] 在通常的使用方法中,RS端子与GH端子连接,根据消耗电流对应电压VD是否超过了预定的阈值VDth来检测过电流是否流过了逆变器150。但是,在本实施方式中,如图6所示,RS端子与连接点A连接。因此,说明该意义。如果直流电压VC低于齐纳二极管12的击穿电压VB,则电流几乎不流过电阻器14、16,所以,检测信号电压VA变得与消耗电流对应电压VD相等。
[0063] 因此,与通常的使用方法的情况相同,逆变器150根据检测信号电压VA和阈值VDth之间的比较结果,能够检测出逆变器150中是否产生过电流。另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则电阻器16中流过与“VC-VB”成比例的电流,所以,检测信号电压VA比消耗电流对应电压VD高出电阻器16中的电压降的量。本实施方式的上述以外的结构和第一实施方式的结构(图1)相同。
[0064] 在上述结构中,当直流电压VC是正常范围内时,检测信号电压VA变得大致与消耗电流对应电压VD相等。因此,只要过电流没有流过逆变器150,逆变器150就成为动作状态,将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则电流流过异常电压检测兼放电电路110,检测信号电压VA变得比消耗电流对应电压VD要高。如果直流电压VC进一步变高,检测信号电压VA超过阈值VDth,则逆变器150成为停止状态,停止三相交流电压MU、MV、MW的输出。
[0065] 如上所述,根据本实施方式,与第一~第三实施方式相同,能够根据直流电压VC切换逆变器150的动作状态/停止状态,达到和第一~第三实施方式相同的效果。进而,在本实施方式中,使用过电流检测用的RS端子来切换逆变器150的动作状态/停止状态,因此能够经由公共的端子(RS端子)来检测“逆变器150中的过电流”和“直流电压VC的异常”,所以,与分别检测双方的情况比较,能够简化电路结构,并能够实现成本降低。
[0066] [第五实施方式]
[0067] 接着,参照图7所示的框图,说明本发明的第五实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0068] 在本实施方式中,应用图7所示的停止/恢复控制电路80来代替第一实施方式的停止/恢复控制电路40(参照图1)。在停止/恢复控制电路80的内部对晶体管84的基极端子输入检测信号电压VA,发射极端子与GND电位连接。另外,集电极端子与继电器82的继电器线圈82b的一端连接,对继电器线圈82b的另一端施加控制用电源电压VCC。并且,控制用电源电压VCC经由继电器82的继电器接点82a而被提供给逆变器20的VCC端子。这里,当流过继电器线圈82b的电流低于预定的阈值时,继电器接点82a成为接通状态,该电流为该阈值以上时,继电器接点82a成为切断状态。本实施方式的上述以外的结构和第一实施方式的结构(图1)相同。
[0069] 在上述结构中,当直流电压VC是正常范围内时,电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路10,所以检测信号电压VA大致为0[V]。因此,晶体管84成为切断状态,电流几乎不流过继电器线圈82b,继电器线圈82b成为接通状态。这样,将控制用电源电压VCC提供给逆变器20的VCC端子,逆变器20接通/切断控制其内部的开关元件(未图示),将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。
[0070] 另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则流过异常电压检测兼放电电路10的电流与“VC-VB”成比例。如果直流电压VC进一步变高,检测信号电压VA成为晶体管84的基极/发射极间饱和电压以上,则晶体管84成为接通状态。如果上述阈值以上的电流流过继电器线圈82b,则继电器接点82a成为切断状态。这样,对逆变器20不提供控制用电源电压VCC,三相交流电压MU、MV、MW的输出也停止。
[0071] 以上,根据本实施方式,和第一~第四实施方式相同,能够根据直流电压VC来切换逆变器20的接通/切断状态,达到和第一~第四实施方式同样的效果。
[0072] [第六实施方式]
[0073] 接着,参照图8所示的框图来说明本发明的第六实施方式的电动机驱动装置的结构。
[0074] 在本实施方式中,异常电压检测兼放电电路120将齐纳二极管12、电阻器14以及继电器线圈19串联连接,将继电器线圈19与GND电位连接。另外,应用图8所示的停止/恢复控制电路90来代替第五实施方式的停止/恢复控制电路80(参照图7)。停止/恢复控制电路90具有通过流过继电器线圈19的电流来切换接通/切断状态的继电器接点92。对继电器接点92的一端施加控制用电源电压VCC,另一端连接逆变器20的VCC端子。
[0075] 继电器接点92在流过继电器线圈19的电流低于预定的阈值时成为接通状态,如果该电流为该阈值以上则成为切断状态。如众所周知那样,继电器线圈19如果有电流流过则产生磁通量,并通过该磁通量驱动继电器接点92。因此,在本实施方式中,“继电器线圈19所产生的磁通量”是“检测信号”,停止/恢复控制电路90通过具有继电器接点92而根据该检测信号来控制逆变器20。本实施方式的上述以外的结构和第五实施方式的结构(图7)相同。
[0076] 在上述结构中,直流电压VC是正常范围内时,电流几乎不流过异常电压检测兼放电电路120,所以继电器接点92为接通状态。这样,对逆变器20的VCC端子提供控制用电源电压VCC,逆变器20接通/切断控制其内部的开关元件(未图示),并将三相交流电压MU、MV、MW输出给电动机30。
[0077] 另一方面,如果直流电压VC成为齐纳二极管12的击穿电压VB以上,则电流流过异常电压检测兼放电电路120。若直流电压VC进一步变高,流过继电器线圈19的电流成为上述阈值以上,则继电器接点92成为切断状态。这样,对逆变器20不提供控制用电源电压VCC,三相交流电压MU、MV、MW的输出也停止。
[0078] 如上所述,根据本实施方式,和第一~第五实施方式相同,能够根据直流电压VC来切换逆变器20的接通/切断状态,达到和第一~第五实施方式同样的效果。
[0079] [变形例]
[0080] 本发明不限于上述的实施方式,能够有各种变形。上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而进行的例示,不一定限于具备所说明的所有结构的方式。另外,能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构,另外,也能够对某个实施方式的结构增加其他实施方式的结构。另外,能够对各实施方式的结构的一部分进行删除或其他结构的追加/置换。例如能够对上述实施方式进行的变形为以下变形。
[0081] (1)在第一、第二、第五实施方式(图1、图4、图7)中,可以追加使所使用的晶体管42、52、84的动作稳定的电阻器。图9表示对第一实施方式(图1)追加了电阻器的结构的一例。图9的结构和图1的结构几乎同样,但是,在代替停止/恢复控制电路40而设置的停止/恢复控制电路40A中,在异常电压检测兼放电电路10内的连接点A和晶体管42的基极端子之间插入电阻器41,在晶体管42的基极端子和发射极端子之间连接有电阻器43。另外,包括晶体管42和电阻器41、43而封入一个封装中的也作为“晶体管”进行流通,所以也可以应用这种晶体管。
[0082] (2)在第一实施方式(图1)的异常电压检测兼放电电路10中,串联连接有齐纳二极管12、两个电阻器14、16,但是也可以串联连接齐纳二极管12和一个电阻器,将它们的连接点的电压作为检测信号电压VA来输出。
[0083] [结构/效果的概括]
[0084] 如上所述,第一~第六实施方式,具有:异常电压检测兼放电电路(10、110、120),其在从电容器(6)输出的直流电压(VC)超过预定的正常范围(击穿电压VB以下)时,一边输出与上述直流电压(VC)对应的检测信号(VA)一边使上述电容器(6)放电,另一方面,在上述正常范围包括上述直流电压(VC)的情况下,其阻抗变得比上述直流电压(VC)超过上述正常范围的情况更高;和停止/恢复控制电路(40、50、60、70、80、90),其根据所述检测新用户(VA),将逆变器(20、130、140、150)设为停止状态,该逆变器将上述直流电压(VC)转换为交流电压(MU、MV、MW)并提供给负载(30)。
[0085] 异常电压检测兼放电电路(10、110、120),在直流电压(VC)超过正常范围时,同时发挥输出检测信号(VA)的功能和使上述电容器(6)放电的功能,所以在能够适当地将累积在电容器(6)中的电荷进行放电的同时也能够廉价地构成。
[0086] 进一步,在第一~第六实施方式中,上述异常电压检测兼放电电路(10、110、120)具有齐纳二极管(12)、与上述齐纳二极管(12)串联连接的一个或多个电阻器(14、16、18),将流过上述齐纳二极管(12)的电流越大信号电平越大的信号作为上述检测信号(VA)而输出。
[0087] 将流过齐纳二极管(12)的电流越大信号电平越大的信号设为检测信号(VA),由此能够简化异常电压检测兼放电电路(10、110、120)的电路结构。
[0088] 进一步,在第一~第六实施方式中,上述停止/恢复控制电路(40、50、60、70、80、90)将上述直流电压(VC)是比上述齐纳二极管(12)的击穿电压(VB=VC2)高的预定电压(VC4)以上的情况作为条件,将上述逆变器(20、130、140、150)设为停止状态。
[0089] 这样,能够加速直流电压(VC)为预定电压(VC4)以上时的电容器(6)的放电,能够缩短过电压状态的时间。
[0090] 进一步,在第一~第六实施方式中,如果异常的上述直流电压(VC)成为上述正常范围,则上述停止/恢复控制电路(40、50、60、70、80、90)使上述逆变器(20、130、140、150)恢复到动作状态。
[0091] 这样,如果直流电压(VC)成为正常范围,则能够使逆变器(20、130、140、150)恢复到动作状态。
[0092] 进一步,在第一实施方式中,上述逆变器(20)根据被提供的控制指令电压(VSP)来控制上述交流电压(MU、MV、MW),并且如果上述控制指令电压(VSP)超过预定的切断电压(Voff),则变为动作状态,如果上述控制指令电压(VSP)成为上述切断电压(Voff)以下,则变为停止状态,上述停止/恢复控制电路(40)根据上述检测信号(VA),将上述控制指令电压(VSP)设为上述切断电压(Voff)以下。
[0093] 这样,能够使用控制指令电压(VSP)进行与异常电压对应的控制。
[0094] 进一步,在第二、第三实施方式中,上述逆变器(130、140)根据被提供的二值的控制信号(SD、NSD)来设定动作状态以及停止状态,上述停止/恢复控制电路(50、60)根据上述检测信号(VA)将上述控制信号(SD、SND)的值设为与上述停止状态对应的值。
[0095] 这样,能够使用二值的控制信号(SD、SND)来进行与异常电压对应的控制。
[0096] 进一步,在第四实施方式中,上述逆变器(150)根据预定的过电流判定端子(RS端子)的电压水平来判定在上述逆变器(150)中是否产生了过电流,在判断为产生了过电流的情况下成为停止状态,上述停止/恢复控制电路(70)根据上述检测信号(VA)来将上述过电流判定端子(RS端子)的电压设定为与过电流对应的电压。
[0097] 这样,能够使用过电流判定端子(RS端子)来进行与异常电压对应的控制。
[0098] 进一步,在第五、第六实施方式中,上述逆变器(20)接受与上述直流电压(VC)不同的电压的控制用电源电压(VCC)的供给来进行动作,上述停止/恢复控制电路(80、90)具有切断部(82a、92),其根据上述检测信号(VA),切断针对上述逆变器(20)的上述控制用电源电压(VCC)的供给。
[0099] 这样,能够切断控制用电源电压(VCC)的供给,进行与异常电压对应的控制。