JP5354277B2 - Power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング素子からなるスイッチング回路を備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a switching circuit composed of switching elements.
従来、スイッチング素子からなるスイッチング回路を備えた電力変換装置として、例えば特許文献1に開示されているインバータ装置がある。このインバータ装置は、主回路逆変換部と、電流検出器と、制御装置とを備えている。主回路逆変換部は、直列接続された2つのスイッチング素子を3組並列接続して構成されている。制御装置は、電流検出器の検出結果に基づいて主回路逆変換部を構成するスイッチング素子をオン、オフさせ、入力された直流電力を交流電力に変換して交流電動機に供給する。ところで、このインバータ装置は、主回路逆変換部を構成するスイッチング素子の異常を検出するため、異常判定回路を備えている。異常判定回路から信号が出力されると、制御装置は、予め設定されている異常検出のための所定の導通パターンに基づいて主回路逆変換部を構成するスイッチング素子を順次オン、オフさせる。異常判定回路は、その導通パターンに対応した電流検出器の検出結果に基づいてスイッチング素子の異常の有無を判定する。これにより、素子を特定してスイッチング素子の異常を検出することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an inverter device disclosed in Patent Document 1, for example, as a power conversion device including a switching circuit made of a switching element. The inverter device includes a main circuit reverse conversion unit, a current detector, and a control device. The main circuit inverse conversion unit is configured by connecting two sets of two switching elements connected in series in parallel. Based on the detection result of the current detector, the control device turns on and off the switching elements constituting the main circuit inverse conversion unit, converts the input DC power into AC power, and supplies the AC power to the AC motor. By the way, this inverter device is provided with an abnormality determination circuit in order to detect an abnormality of the switching element constituting the main circuit inverse conversion unit. When a signal is output from the abnormality determination circuit, the control device sequentially turns on and off the switching elements constituting the main circuit inverse conversion unit based on a predetermined conduction pattern for detecting abnormality set in advance. The abnormality determination circuit determines whether the switching element is abnormal based on the detection result of the current detector corresponding to the conduction pattern. Thereby, it is possible to detect an abnormality of the switching element by specifying the element.
前述したインバータ装置では、スイッチング素子の異常を検出する場合、異常検出のための所定の導通パターンに基づいてスイッチング素子をオン、オフさせなければならない。そのため、入力された直流電力を交流電力に変換して出力する通常の動作状態において、スイッチング素子の異常を検出することができないという問題があった。これに対し、スイッチング素子の異常に伴って二次的に発生する別の異常を検出することで、間接的にスイッチング素子の異常を検出することが考えられる。しかし、この場合、スイッチング素子以外の部分を二次的に破損させてしまう可能性があった。 In the inverter device described above, when an abnormality of the switching element is detected, the switching element must be turned on / off based on a predetermined conduction pattern for detecting the abnormality. For this reason, there is a problem that an abnormality of the switching element cannot be detected in a normal operation state in which the input DC power is converted into AC power and output. On the other hand, it is conceivable to detect the abnormality of the switching element indirectly by detecting another abnormality that secondarily occurs with the abnormality of the switching element. However, in this case, there is a possibility that a part other than the switching element is secondarily damaged.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a power conversion device capable of directly detecting an open failure of a switching element by specifying the element in a normal operation state. To do.
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、電流センス端子を有するスイッチング素子でスイッチング回路を構成し、電流センス端子の出力に基づいて判定することで、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出できることを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventor constituted a switching circuit with a switching element having a current sense terminal, and determined based on the output of the current sense terminal, The inventors have come up with the idea that an open failure of a switching element can be directly detected by specifying the element in a normal operating state, and the present invention has been completed.
すなわち、請求項1に記載の電力変換装置は、2つのスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続されたスイッチング素子の両端に入力端子が、直列接続点に出力端子がそれぞれ形成され、入力端子が電源に接続されるスイッチング回路と、スイッチング素子の制御端子にそれぞれ接続され、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子と電源の負極端子に接続されたスイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、を備えた電力変換装置において、スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子のオープン故障を検出し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする。 That is, the power conversion device according to claim 1 is configured by connecting two switching elements in series, the input terminals are formed at both ends of the switching elements connected in series, and the output terminals are formed at the series connection points, respectively. The switching element connected to the positive terminal of the power supply so that the alternating current of the target amplitude value is output from the switching circuit whose terminal is connected to the power supply and the control terminal of the switching element, respectively, and is output from the output terminal of the switching circuit And a control circuit that complementarily turns on and off the switching element connected to the negative electrode terminal of the power supply, the switching element is turned on according to the flowing current when the current flows A current sense terminal that outputs current, and the control circuit controls the switching circuit so that current flows out of the output terminal. During the period, based on the output of the current sense terminal of the switching element connected to the positive terminal of the power source and the target amplitude value, an open failure of the switching element connected to the positive terminal of the power source is detected, and the current is output to the output terminal. Switching element connected to the negative terminal of the power source based on the output of the current sense terminal of the switching element connected to the negative terminal of the power source and the target amplitude value during the period in which the switching circuit is controlled to flow It is characterized by detecting an open failure.
この構成によれば、制御回路は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2つのスイッチング素子を相補的にオン、オフする。制御回路が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子に、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子に、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。しかし、スイッチング素子がオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのスイッチング素子に目標振幅値の電流が流れることはない。ここで、スイッチング素子に流れる電流は、電流センス端子の出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、スイッチング素子が故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 According to this configuration, the control circuit complementarily turns on and off the two switching elements connected in series so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. During a period in which the control circuit controls the switching circuit so that a current flows out from the output terminal, a current having a target amplitude value flows through the switching element connected to the positive terminal of the power supply at any timing. . In contrast, during the period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows into the output terminal, the current of the target amplitude value is applied to the switching element connected to the negative terminal of the power supply at any timing. It will flow. However, if the switching element has an open failure, the current having the target amplitude value does not flow through the switching element even during the above-described period. Here, the current flowing through the switching element is obtained based on the output of the current sense terminal. Therefore, during the period when the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, based on the output of the current sense terminal of the switching element connected to the positive terminal of the power supply and the target amplitude value, During the period when the switching circuit is controlled so that the current flows into the output terminal, the switching element breaks down based on the output of the current sense terminal of the switching element connected to the negative terminal of the power source and the target amplitude value. It can be directly determined whether or not. Moreover, since it is not necessary to turn on and off with a predetermined conduction pattern for detecting an abnormality as in the prior art, an open failure can be detected by specifying an element in a normal operation state. Therefore, in a normal operation state, an open failure of the switching element can be directly detected by specifying the element.
請求項2に記載の電力変換装置は、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子に流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子がオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子に流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子がオープン故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子のオープン故障を確実に検出することができる。
The power conversion device according to
請求項3に記載の電力変換装置は、複数のスイッチング素子を並列してなるスイッチング素子群を2組直列接続して構成され、直列接続されたスイッチング素子群の両端に入力端子が、直列接続点に出力端子がそれぞれ形成され、入力端子が電源に接続されるスイッチング回路と、スイッチング素子の制御端子にそれぞれ接続され、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子と電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、を備えた電力変換装置において、スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする。 The power conversion device according to claim 3 is configured by connecting two sets of switching element groups each having a plurality of switching elements in parallel, and input terminals are connected to both ends of the series-connected switching element groups. The output terminal is formed on the power supply circuit, the input terminal is connected to the power supply, and the control terminal of the switching element is connected to the power supply so that the alternating current of the target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. A power conversion device comprising: a switching element constituting a switching element group connected to a positive terminal of the power supply; and a control circuit that complementarily turns on and off the switching element constituting the switching element group connected to a negative terminal of a power source In the current sense, when the switching element is turned on and a current flows, the current sensing outputs a current corresponding to the flowing current. In the period when the control circuit controls the switching circuit so that current flows out from the output terminal, the output of the current sense terminal of the switching element that constitutes the switching element group connected to the positive terminal of the power supply Based on the target amplitude value and the target amplitude value, the switching circuit constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power source is detected and the switching circuit is controlled so that the current flows into the output terminal. Based on the output of the current sense terminal of the switching element that constitutes the switching element group connected to the negative terminal of the power source and the target amplitude value, the switching element that constitutes the switching element group connected to the negative terminal of the power source is opened. It is characterized by detecting a failure.
この構成によれば、制御回路は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする。制御回路が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に、いずれかのタイミングで目標振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子に、いずれかのタイミングで1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることとなる。しかし、スイッチング素子がオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのスイッチング素子に1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることはない。ここで、スイッチング素子に流れる電流は、電流センス端子の出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と目標振幅値とに基づいて、スイッチング素子が故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 According to this configuration, the control circuit complementarily turns on the switching elements constituting the two sets of switching elements connected in series so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. Turn off. During the period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows out from the output terminal, the target amplitude value is set to the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply at any timing. A current having a target amplitude value per element flows divided by the number of switching elements connected in parallel. In contrast, during the period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows into the output terminal, the target amplitude per element at any timing is applied to the switching element connected to the negative terminal of the power supply. Value current will flow. However, when an open failure occurs in a switching element, a current having a target amplitude value per element does not flow through the switching element even during the above-described period. Here, the current flowing through the switching element is obtained based on the output of the current sense terminal. Therefore, during the period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, it is based on the output of the current sense terminal of the switching element connected to the positive electrode terminal of the power supply and the target amplitude value. On the other hand, during the period when the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the output of the current sense terminal of the switching element connected to the negative terminal of the power supply and the target amplitude Based on the value, it can be directly determined whether or not the switching element has failed. Moreover, since it is not necessary to turn on and off with a predetermined conduction pattern for detecting an abnormality as in the prior art, an open failure can be detected by specifying an element in a normal operation state. Therefore, in a normal operation state, an open failure of the switching element can be directly detected by specifying the element.
請求項4に記載の電力変換装置は、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に流れる電流が、目標振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子がオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に流れる電流が、目標振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子がオープン故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子のオープン故障を確実に検出することができる。 The power conversion device according to claim 4, wherein the control circuit is connected to the positive terminal of the power source obtained from the output of the current sense terminal during the period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal. The current flowing through the switching elements constituting the switching element group is smaller than the target amplitude value per element obtained by dividing the target amplitude value by the number of switching elements connected in parallel, and the difference between these currents is equal to or greater than the determination threshold value. When the switching circuit constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power source is determined to be open failure and the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the current sensing terminal The current flowing through the switching elements that constitute the switching element group connected to the negative terminal of the power source, obtained from the output, is the target amplitude value. Switching that constitutes a group of switching elements connected to the negative terminal of the power supply when the amplitude is smaller than the target amplitude value per element divided by the number of switching elements connected in parallel and the current difference is equal to or greater than the determination threshold It is determined that the element has an open failure. According to this configuration, an open failure of the switching element can be reliably detected.
請求項5に記載の電力変換装置は、複数のスイッチング素子を並列してなるスイッチング素子群を2組直列接続して構成され、直列接続されたスイッチング素子群の両端に入力端子が、直列接続点に出力端子がそれぞれ形成され、入力端子が電源に接続されるスイッチング回路と、スイッチング回路の出力端子から出力される電流を検出する電流センサと、スイッチング素子の制御端子と電流センサの出力端子にそれぞれ接続され、電流センサの検出結果に基づいて、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子と電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、を備えた電力変換装置において、スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする。 The power conversion device according to claim 5 is configured by serially connecting two sets of switching element groups each having a plurality of switching elements arranged in parallel, and input terminals are connected to both ends of the series-connected switching element groups. A switching circuit in which an output terminal is formed and an input terminal is connected to a power source, a current sensor that detects a current output from the output terminal of the switching circuit, a control terminal of the switching element, and an output terminal of the current sensor, respectively Based on the detection result of the current sensor, the switching elements constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source and the power source so that the alternating current of the target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. A control circuit for complementarily turning on and off the switching elements constituting the switching element group connected to the negative electrode terminal; When the switching element is turned on and a current flows, the switching element has a current sense terminal that outputs a current corresponding to the flowing current, and the control circuit is configured so that the current flows out from the output terminal. During the period in which the switching circuit is controlled, the positive electrode of the power source is determined based on the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power source and the output current detected by the current sensor. The switching element group connected to the negative terminal of the power source during the period when the open circuit of the switching element constituting the switching element group connected to the terminal is detected and the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal The negative terminal of the power source based on the output of the current sense terminal of the switching element and the output current detected by the current sensor And detecting an open fault in switching elements constituting the switching elements connected groups.
この構成によれば、制御回路は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする。スイッチング回路の出力端子から出力される電流は、電流センサによって検出される。制御回路が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に、いずれかのタイミングで出力電流の振幅、つまり出力振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子に、いずれかのタイミングで1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることとなる。しかし、スイッチング素子がオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのスイッチング素子に1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることはない。ここで、スイッチング素子に流れる電流は、電流センス端子の出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、スイッチング素子が故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 According to this configuration, the control circuit complementarily turns on the switching elements constituting the two sets of switching elements connected in series so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. Turn off. The current output from the output terminal of the switching circuit is detected by a current sensor. During the period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows out from the output terminal, the amplitude of the output current is applied to the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply at any timing. That is, a current having an output amplitude value per element flows by dividing the output amplitude value by the number of switching elements connected in parallel. On the other hand, during the period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows into the output terminal, the output amplitude per element is applied to the switching element connected to the negative terminal of the power supply at any timing. Value current will flow. However, if an open failure occurs in a switching element, a current having an output amplitude value per element does not flow through the switching element even during the above-described period. Here, the current flowing through the switching element is obtained based on the output of the current sense terminal. Therefore, during the period when the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply and the output detected by the current sensor On the other hand, during the period in which the switching circuit is controlled so that the current flows into the output terminal, the current sensing terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power supply Based on the output and the output current detected by the current sensor, it can be directly determined whether or not the switching element has failed. Moreover, since it is not necessary to turn on and off with a predetermined conduction pattern for detecting an abnormality as in the prior art, an open failure can be detected by specifying an element in a normal operation state. Therefore, in a normal operation state, an open failure of the switching element can be directly detected by specifying the element.
請求項6に記載の電力変換装置は、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に流れる電流が、電流センサの検出した出力電流から求めた、出力振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子がオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、電流センス端子の出力から求めた、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子に流れる電流が、電流センサの検出した出力電流から求めた、出力振幅値をスイッチング素子の並列接続数で割った、1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子がオープン故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子のオープン故障を確実に検出することができる。 The power conversion device according to claim 6, wherein the control circuit is connected to the positive terminal of the power source obtained from the output of the current sense terminal during the period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal. The current flowing through the switching elements constituting the switching element group is smaller than the output amplitude value per element obtained by dividing the output amplitude value obtained from the output current detected by the current sensor by the number of parallel connections of the switching elements, and When the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold, it is determined that the switching elements constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power supply have an open failure, and the switching circuit is set so that the current flows into the output terminal. During the period of control, the switching elements constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power source obtained from the output of the current sense terminal are used. The current flowing through the chucking element is smaller than the output amplitude value per element obtained by dividing the output amplitude value obtained from the output current detected by the current sensor by the number of parallel connections of the switching elements, and the difference between these currents is When it is equal to or higher than the determination threshold, it is determined that an open failure has occurred in a switching element that constitutes a switching element group connected to the negative terminal of the power supply. According to this configuration, an open failure of the switching element can be reliably detected.
請求項7に記載の電力変換装置は、複数のスイッチング素子を並列してなるスイッチング素子群を2組直列接続して構成され、直列接続されたスイッチング素子群の両端に入力端子が、直列接続点に出力端子がそれぞれ形成され、入力端子が電源に接続されるスイッチング回路と、スイッチング回路の出力端子から出力される電流を検出する電流センサと、スイッチング素子の制御端子と電流センサの出力端子にそれぞれ接続され、電流センサの検出結果に基づいて、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子と電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、を備えた電力変換装置において、スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力に基づいて、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力に基づいて、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする。 The power conversion device according to claim 7 is configured by serially connecting two sets of switching element groups in which a plurality of switching elements are arranged in parallel, and input terminals are connected to both ends of the series-connected switching element groups. A switching circuit in which an output terminal is formed and an input terminal is connected to a power source, a current sensor that detects a current output from the output terminal of the switching circuit, a control terminal of the switching element, and an output terminal of the current sensor, respectively Based on the detection result of the current sensor, the switching elements constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source and the power source so that the alternating current of the target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. A control circuit for complementarily turning on and off the switching elements constituting the switching element group connected to the negative electrode terminal; When the switching element is turned on and a current flows, the switching element has a current sense terminal that outputs a current corresponding to the flowing current, and the control circuit is configured so that the current flows out from the output terminal. During the period in which the switching circuit is controlled, the switching element group connected to the positive terminal of the power source is selected based on the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source. In the period when the switching circuit is controlled so that an open failure of the switching element is detected and the current flows into the output terminal, the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power supply Based on the output of the switching element, the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power source And detecting the emissions failure.
この構成によれば、制御回路は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のスイッチング素子群を構成するスイッチング素子を相補的にオン、オフする。制御回路が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子にそれぞれ等しい電流が流れることとなる。これに対し、制御回路が、出力端子に電流が込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子にそれぞれ等しい電流が流れることとなる。しかし、スイッチング素子群を構成するスイッチング素子の1つがオープン故障していると、そのスイッチング素子には電流が流れなくなる一方、他のスイッチング素子にはより大きな電流が流れることとなる。つまり、スイッチング素子に流れる電流が正常時とオープン故障時で異なることとなる。ここで、スイッチング素子に流れる電流は、電流センス端子の出力に基づいて求めることができる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力に基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の電流センス端子の出力に基づいて、スイッチング素子がオープン故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 According to this configuration, the control circuit complementarily turns on the switching elements constituting the two sets of switching elements connected in series so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. Turn off. During a period in which the control circuit controls the switching circuit so that current flows out from the output terminal, an equal current flows through each of the switching elements constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply. On the other hand, during the period when the control circuit controls the switching circuit so that current flows into the output terminal, equal current flows through each of the switching elements constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power supply. It becomes. However, if one of the switching elements constituting the switching element group has an open failure, no current flows through the switching element, but a larger current flows through the other switching elements. That is, the current flowing through the switching element is different between a normal time and an open failure. Here, the current flowing through the switching element can be obtained based on the output of the current sense terminal. Therefore, during the period when the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, based on the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power supply, During the period when the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the switching element is opened based on the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power source. It is possible to directly determine whether or not a failure has occurred. Moreover, since it is not necessary to turn on and off with a predetermined conduction pattern for detecting an abnormality as in the prior art, an open failure can be detected by specifying an element in a normal operation state. Therefore, in a normal operation state, an open failure of the switching element can be directly detected by specifying the element.
請求項8に記載の電力変換装置は、制御回路は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、電流センス端子の出力から求めた、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成する一のスイッチング素子に流れる電流が、他の全てのスイッチング素子にそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、一のスイッチング素子に流れる電流と、他の全てのスイッチング素子にそれぞれ流れる電流の差が全て判定閾値以上であるとき、電源の正極端子に接続されたスイッチング素子群を構成する一のスイッチング素子がオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、電流センス端子の出力から求めた、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成する一のスイッチング素子に流れる電流が、他の全てのスイッチング素子にそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、一のスイッチング素子に流れる電流と、他の全てのスイッチング素子にそれぞれ流れる電流の差が全て判定閾値以上であるとき、電源の負極端子に接続されたスイッチング素子群を構成する一のスイッチング素子がオープン故障していると判定することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子のオープン故障を確実に検出することができる。 The power converter according to claim 8 is connected to the positive terminal of the power source obtained from the output of the current sense terminal during the period in which the control circuit controls the switching circuit so that the current flows out from the output terminal. The current flowing in one switching element that constitutes the switching element group is smaller than the current flowing in all other switching elements, and the current flowing in one switching element and the current flowing in all other switching elements. When all the differences are equal to or greater than the determination threshold, it is determined that one switching element constituting the switching element group connected to the positive electrode terminal of the power supply has an open failure, and the switching circuit is set so that current flows into the output terminal. During the controlled period, the switching element connected to the negative terminal of the power source, obtained from the output of the current sense terminal, is used. The current flowing through one switching element constituting the group is smaller than the current flowing through all other switching elements, and the difference between the current flowing through one switching element and the current flowing through all other switching elements is When all are equal to or greater than the determination threshold, it is determined that one switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power supply has an open failure. According to this configuration, an open failure of the switching element can be reliably detected.
請求項9に記載の電力変換装置は、制御回路は、外部装置から入力される指令、及び、スイッチング回路の出力端子に接続される負荷装置から入力される負荷装置の状態を示す物理量に基づいて目標振幅値を決定し、外部装置から入力される指令、及び、負荷装置の状態を示す物理量の少なくともいずれかに基づいてスイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする。この構成によれば、外部から入力される指令や、負荷の状態を示す物理量に基づいてスイッチング素子のオープン故障を検出することができる。 In the power conversion device according to claim 9, the control circuit is based on a command input from the external device and a physical quantity indicating a state of the load device input from the load device connected to the output terminal of the switching circuit. A target amplitude value is determined, and an open failure of a switching element is detected based on at least one of a command input from an external device and a physical quantity indicating a state of a load device. According to this configuration, an open failure of the switching element can be detected based on a command input from the outside or a physical quantity indicating a load state.
請求項10に記載の電力変換装置は、制御回路は、目標振幅値が所定値以下のとき、スイッチング素子のオープン故障の判定を行わないことを特徴とする。この構成によれば、オープン故障の誤判定を防止することができる。
The power conversion device according to
請求項11に記載の電力変換装置は、判定閾値は、電流センサの出力誤差の影響を受けないように設定されていることを特徴とする。この構成によれば、電流センサの出力誤差に伴う誤判定を防止することができる。
The power conversion device according to
請求項12に記載の電力変換装置は、判定閾値は、電流センス端子の出力誤差の影響を受けないように設定されていることを特徴とする。この構成によれば、電流センス端子の出力誤差に伴う誤判定を防止することができる。
The power conversion device according to
請求項13に記載の電力変換装置は、車両に搭載され、直流電力を交流電力に変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載され、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置において、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 A power conversion device according to a thirteenth aspect is mounted on a vehicle and converts DC power into AC power. According to this configuration, in a power conversion device that is mounted on a vehicle and converts DC power to AC power, an open failure of a switching element can be identified and directly detected in a normal operating state.
請求項14に記載の電力変換装置は、車両に搭載された交流モータに交流電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載された交流モータに交流電力を供給する電力変換装置において、通常の動作状態において、スイッチング素子のオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a power converter that supplies AC power to an AC motor mounted on a vehicle. According to this configuration, in a power converter that supplies AC power to an AC motor mounted on a vehicle, an open failure of the switching element can be directly detected by specifying the element in a normal operation state.
次に、実施形態を挙げ本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載され、直流電力を交流電力に変換して、同じく車両に搭載された3相交流モータに供給するモータ制御装置に適用した例を示す。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. In this embodiment, an example in which the power conversion device according to the present invention is applied to a motor control device that is mounted on a vehicle, converts DC power to AC power, and supplies the same to a three-phase AC motor mounted on the vehicle. Show.
(第1実施形態)
まず、図1を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図1は、第1実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
(First embodiment)
First, the configuration of the motor control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a circuit diagram of the motor control device according to the first embodiment.
図1に示すモータ制御装置1(電力変換装置)は、バッテリB1(電源)の出力する直流電圧を3相交流電圧に変換して3相交流モータM1(負荷装置)に供給し、3相交流モータM1を駆動する装置である。つまり、直流電力を交流電力に変換して3相交流モータM1を駆動する装置である。モータ制御装置1は、平滑コンデンサ10と、電力変換回路11と、駆動回路12と、電流センサ13、14と、制御回路15とを備えている。
A motor control device 1 (power conversion device) shown in FIG. 1 converts a DC voltage output from a battery B1 (power supply) into a three-phase AC voltage and supplies the same to a three-phase AC motor M1 (load device). It is a device for driving the motor M1. That is, it is a device that converts DC power into AC power and drives the three-phase AC motor M1. The motor control device 1 includes a smoothing
平滑コンデンサ10は、バッテリB1の直流電圧を平滑するための素子である。平滑コンデンサ10の正極端子及び負極端子は、バッテリB1の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。
The smoothing
電力変換回路11は、平滑コンデンサ10によって平滑されたバッテリB1の直流電圧を3相交流電圧に変換し、3相交流モータM1に供給する回路である。つまり、直流電力を交流電力に変換して3相交流モータM1に供給する回路である。電力変換回路11は、スイッチング回路110〜112を備えている。
The
スイッチング回路110は、2つのIGBT110a、110b(スイッチング素子)によって構成されている。IGBT110a、110bは、オンして電流が流れたときに、流れた電流に比例した、流れた電流よりも小さい電流を出力する電流センス端子Sを備えている。IGBT110a、110bは直列接続されている。具体的には、IGBT110aのエミッタ端子Eが、IGBT110bのコレクタ端子Cに接続されている。直列接続されたIGBT110a、110bの両端には入力端子が形成され、直列接続点には出力端子が形成されている。一方の入力端子であるIGBT110aのコレクタ端子Cは、バッテリB1の正極端子に接続されている。他方の入力端子であるIGBT110bのエミッタ端子Eは、バッテリB1の負極端子に接続されている。出力端子は、3相交流モータM1のU相端子に接続されている。また、IGBT110a、110bのゲート端子G(制御端子)は、駆動回路12にそれぞれ接続されている。さらに、電流センス端子Sは、制御回路15にそれぞれ接続されている。
The
スイッチング回路111は、IGBT110a、110bを備えている。また、スイッチング回路112は、IGBT112a、112bを備えている。スイッチング回路111、112もスイッチング回路110と同様の構成である。
The
駆動回路12は、制御回路15から入力される駆動指令信号に基づいて駆動信号を出力し、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bを駆動する回路である。駆動回路12は、制御回路15に接続されている。また、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bのゲート端子Gにそれぞれ接続されている。
The
電流センサ13、14は、電力変換回路11から3相交流モータM1に供給される
U相電流及びW相電流をそれぞれ検出する素子である。電流センサ13、14は、U相電流及びW相電流に応じた信号をそれぞれ出力する。電流センサ13は、スイッチング回路110の出力端子と3相交流モータM1のU相端子の間に設けられている。また、電流センサ14は、スイッチング回路112の出力端子と3相交流モータM1のW相端子の間に設けられている。
The
制御回路15は、コントローラC1(外部装置)から入力される指令信号、回転角センサR1の検出した3相交流モータM1の回転角度(負荷装置の状態を示す物理量)、電流センサ13、14の検出した3相交流モータM1のU相電流及びW相電流に基づいてスイッチング回路110〜112を制御する回路である。また、電流センス端子Sの出力、及び、目標振幅値に基づいて、スイッチング回路110〜112を構成するIGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bのオープン故障を検出する回路でもある。ここで、目標振幅値は、スイッチング回路110〜112から出力されるべき交流電流の振幅を指示するものである。制御回路15が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路110〜112を制御している期間には、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBT110a、111a、112aに、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路15が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路110〜112を制御している期間には、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBT110b、111b、112bに、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。目標振幅値は、指令信号、回転角度、U相電流及びW相電流に基づいて決定される。
The
制御回路15は、コントローラC1から入力される指令信号、回転角センサR1の検出結果である回転角度、電流センサ13、14の検出結果であるU相電流及びW相電流に基づいて、スイッチング回路110〜112に対する目標振幅値を決定する。そして、スイッチング回路110〜112の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bをオン、オフするための駆動指令信号を出力する。具体的には、IGBT110a、110b、IGBT111a、111b及びIGBT112a、112bをそれぞれ相補的にオン、オフするための駆動指令信号を出力する。また、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路110〜112を制御している期間には、IGBT110a、111a、112aの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、これらのIGBTのオープン故障を検出する。これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路110〜112を制御している期間には、IGBT110b、111b、112bの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、これらのIGBTのオープン故障を検出する。
The
制御回路15は、コントローラC1に接続されている。また、回転角センサR1及び電流センサ13、14にそれぞれ接続されている。さらに、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bの電流センス端子Sにそれぞれ接続されている。
The
次に、図1を参照してモータ制御装置の動作について説明する。図1において、制御回路15は、コントローラC1から入力される指令信号、回転角センサR1の検出した3相交流モータM1の回転角度、電流センサ13、14の検出した3相交流モータM1のU相電流及びW相電流に基づいて、スイッチング回路110〜112がそれぞれ出力すべき目標振幅値を決定する。そして、スイッチング回路110〜112の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bをオン、オフするための駆動指令信号を出力する。具体的には、IGBT110a、110b、IGBT111a、111b及びIGBT112a、112bをそれぞれ相補的にオン、オフするための駆動指令信号を出力する。駆動回路12は、制御回路15から入力される駆動指令信号に基づいて駆動信号を出力し、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bを駆動する。これにより、IGBT110a、110b、111a、111b、112a、112bがオン、オフし、平滑コンデンサ10によって平滑されたバッテリB1の直流電圧が3相交流電圧に変換され、3相交流モータM1に供給される。つまり、直流電力が交流電力に変換され、3相交流モータM1に供給される。
Next, the operation of the motor control device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the
次に、図1及び図2を参照してIGBTのオープン故障検出動作について詳細に説明する。ここで、図2は、図1のモータ制御装置におけるIGBTのオープン故障検出動作を説明するためのフローチャートである。 Next, the open failure detection operation of the IGBT will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a flowchart for explaining an open failure detection operation of the IGBT in the motor control device of FIG.
図1に示す制御回路15は、図2に示すように、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS100)。ステップS100において、当該期間であるとき、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS101)。その後、制御回路15は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS102)。ここで、判定閾値は、電流センス端子Sの出力から求めたIGBTに流れる電流が、目標振幅値であるか否かを、それらの電流の差に基づいて判定するための閾値である。判定閾値は、電流センス端子Sの出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センス端子Sの出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。
As shown in FIG. 2, the
ステップS102において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、目標振幅値の電流が流れていないと考えられることから、当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS103)。これに対し、ステップS102において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、目標振幅値の電流が流れたと考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS104)。 In step S102, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold value, it is considered that the current of the target amplitude value does not flow. Then, it is determined that the IGBT has an open failure (step S103). On the other hand, in step S102, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold, the target amplitude is detected at any timing during the period. Since it is considered that the current of the value has flowed, it is determined that the IGBT does not have an open failure (step S104).
一方、ステップS100において、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間でないとき、制御回路15は、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS105)。ステップS105において、当該期間であるとき、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS106)。その後、制御回路15は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS107)。ここで、判定閾値は、ステップS102の判定閾値と同一である。
On the other hand, in step S100, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, the
ステップS107において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、目標振幅値の電流が流れていないと考えられることから、当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS103)。これに対し、ステップS107において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、目標振幅値の電流が流れていると考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS104)。 In step S107, when the current flowing through the IGBT is smaller than the target amplitude value during the period and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold value, it is considered that the current of the target amplitude value does not flow. It is determined that the IGBT has an open failure (step S103). On the other hand, in step S107, when the current flowing through the IGBT is smaller than the target amplitude value during the period and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold, at any timing during the period, the target amplitude Since it is considered that the current of the value is flowing, it is determined that the IGBT does not have an open failure (step S104).
なお、ステップS105において、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間でないときには、ステップS100に戻る。 In step S105, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the process returns to step S100.
例えば、制御回路15が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路110を制御している期間には、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBT110aの電流センス端子Sの出力からIGBT110aに流れる電流を求める。その後、当該期間中、IGBT110aに流れる電流が、目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。そして、当該期間中、IGBT110aに流れる電流が、目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT110aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT110aはオープン故障していないと判定する。
For example, during the period in which the
一方、制御回路15が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路110を制御している期間には、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBT110bの電流センス端子Sの出力からIGBT110bに流れる電流を求める。その後、当該期間中、IGBT110bに流れる電流が、目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。そして、当該期間中、IGBT110bに流れる電流が、目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT110bがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT110bはオープン故障していないと判定する。
On the other hand, during the period in which the
図1に示す制御回路15は、同様の処理を繰り返し、通常の動作状態において、全てのIGBTに対してオープン故障の有無を判定する。
The
最後に、効果について説明する。第1実施形態によれば、制御回路15は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2つのIGBTを相補的にオン、オフする。制御回路15が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBTに、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路15が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBTに、いずれかのタイミングで目標振幅値の電流が流れることとなる。しかし、IGBTがオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのIGBTに目標振幅値の電流が流れることはない。ここで、IGBTに流れる電流は、電流センス端子Sの出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBTの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBTの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、IGBTが故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、車両に搭載され、車両に搭載された3相交流モータM1に直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置1において、通常の動作状態において、IGBTのオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。
Finally, the effect will be described. According to the first embodiment, the
また、第1実施形態によれば、制御回路15は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB1の正極端子に接続されたIGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB1の負極端子に接続されたIGBTに流れる電流が目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定する。そのため、IGBTのオープン故障を確実に検出することができる。
Further, according to the first embodiment, during the period when the
さらに、第1実施形態によれば、判定閾値は、電流センス端子Sの出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センス端子の出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。そのため、電流センス端子の出力誤差に伴う誤判定を防止することができる。 Further, according to the first embodiment, the determination threshold value is set to a value that is not affected by the output error of the current sense terminal so that the determination threshold value is not erroneously determined due to the effect of the output error of the current sense terminal S. Yes. For this reason, it is possible to prevent erroneous determination due to an output error of the current sense terminal.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のモータ制御装置について説明する。第2実施形態のモータ制御装置は、第1実施形態のモータ制御装置が、2つのIGBTを直列接続してスイッチング回路を構成していたのに対して、2つのIGBTを並列接続してなるIGBT群を2組直列接続してスイッチング回路を構成するようにしたものである。
(Second Embodiment)
Next, the motor control device of the second embodiment will be described. The motor control device according to the second embodiment is an IGBT formed by connecting two IGBTs in parallel, whereas the motor control device according to the first embodiment configures a switching circuit by connecting two IGBTs in series. Two groups are connected in series to form a switching circuit.
まず、図3を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図3は、第2実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。ここでは、第1実施形態のモータ制御装置との相違部分であるスイッチング回路の構成のみについて説明し、共通する部分につては説明を省略する。 First, the configuration of the motor control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a circuit diagram of the motor control device according to the second embodiment. Here, only the configuration of the switching circuit, which is different from the motor control device of the first embodiment, will be described, and description of common parts will be omitted.
図3に示すように、モータ制御装置2は、平滑コンデンサ20と、電力変換回路21と、駆動回路22と、電流センサ23、24と、制御回路25とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
電力変換回路21は、スイッチング回路210〜212を備えている。スイッチング回路210は、2組のIGBT群2100、2101(スイッチング素子群)によって構成されている。IGBT群2100は、並列接続された2つのIGBT2100a、2100bによって構成されている。IGBT群2101は、並列接続された2つのIGBT2101a、2101bによって構成されている。IGBT2100a、2100b、2101a、2101bは、オンして電流が流れたときに、流れた電流に比例した、流れた電流よりも小さい電流を出力する電流センス端子Sを備えている。IGBT群2100、2101は直列接続されている。具体的には、IGBT2100a、2100bのエミッタ端子Eが、IGBT2101a、2101bのコレクタ端子Cに接続されている。直列接続されたIGBT群2100、2101の両端には入力端子が形成され、直列接続点には出力端子が形成されている。一方の入力端子であるIGBT2100a、2100bのコレクタ端子Cは、バッテリB2の正極端子に接続されている。他方の入力端子であるIGBT2101a、2101bのエミッタ端子Eは、バッテリB2の負極端子に接続されている。出力端子は、3相交流モータM2のU相端子に接続されている。また、IGBT2100a、2100b、2101a,2101bのゲート端子Gは、駆動回路22にそれぞれ接続されている。さらに、電流センス端子Sは、制御回路15にそれぞれ接続されている。
The
スイッチング回路211は、IGBT2110a、2110bからなるIGBT群2110と、IGBT2111a、2111bからなるIGBT群2111とを備えている。スイッチング回路212は、IGBT2120a、2120bからなるIGBT群2120と、IGBT2121a、2121bからなるIGBT群2121とを備えている。スイッチング回路211、212もスイッチング回路210と同様の構成である。
The
次に、図3及び図4を参照してモータ制御装置の動作について説明する。第2実施形態のモータ制御装置の動作は、IGBTのオープン故障検出動作を除いて第1実施形態のモータ制御装置の動作と同一である。そのため、モータ制御装置におけるIGBTのオープン故障検出動作について説明する。ここで、図4は、図3のモータ制御装置におけるIGBTのオープン故障検出動作を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the motor control device will be described with reference to FIGS. The operation of the motor control device of the second embodiment is the same as the operation of the motor control device of the first embodiment except for the open failure detection operation of the IGBT. Therefore, the IGBT open failure detection operation in the motor control device will be described. Here, FIG. 4 is a flowchart for explaining an open failure detection operation of the IGBT in the motor control device of FIG.
図3に示す制御回路25は、図4に示すように、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS200)。ステップS200において、当該期間であるとき、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS201)。その後、制御回路25は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、目標振幅値を、IGBT群を構成するIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS202)。ここで、判定閾値は、電流センス端子Sの出力から求めたIGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値であるか否かを、それらの電流の差に基づいて判定するための閾値である。判定閾値は、電流センス端子Sの出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センス端子Sの出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。
As shown in FIG. 4, the
ステップS202において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、IGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れていないと考えられることから、当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS203)。これに対し、ステップS202において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、IGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れたと考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS204)。 In step S202, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold, the target amplitude per IGBT element Since it is considered that the current of the value does not flow, it is determined that the IGBT has an open failure (step S203). On the other hand, in step S202, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold value, Since it is considered that the current of the target amplitude value per one element of the IGBT has flowed at this timing, it is determined that the IGBT does not have an open failure (step S204).
一方、ステップS200において、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間でないとき、制御回路25は、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS205)。ステップS205において、当該期間であるとき、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS206)。その後、制御回路25は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が目標振幅値を、IGBT群を構成するIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS207)。ここで、判定閾値は、ステップS202の判定閾値と同一である。
On the other hand, in step S200, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, the
ステップS207において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、目標振幅値の電流が流れていないと考えられることから、当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS203)。これに対し、ステップS207において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、IGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れていると考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS204)。 In step S207, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold, the current of the target amplitude value is flowing. Therefore, it is determined that the IGBT has an open failure (step S203). On the other hand, in step S207, if the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the target amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold value, Since it is considered that the current of the target amplitude value per one element of the IGBT is flowing at this timing, it is determined that the IGBT is not in an open failure (step S204).
なお、ステップS205において、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間でないときには、ステップS200に戻る。 In step S205, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the process returns to step S200.
例えば、制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群2100を構成するIGBT2100aの電流センス端子Sの出力からIGBT2100aに流れる電流を求める。その後、当該期間中、IGBT2100aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。ここで、IGBTの1素子当たりの目標振幅値は、目標振幅値を、IGBT群2100を構成するIGBTの並列接続数2で割った値である。そして、当該期間中、IGBT2100aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2100aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2100aはオープン故障していないと判定する。
For example, during the period in which the
一方、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群2101を構成するIGBT2101aの電流センス端子Sの出力からIGBT2101aに流れる電流を求める。その後、当該期間中、IGBT2101aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。ここで、IGBTの1素子当たりの目標振幅値は、目標振幅値を、IGBT群2101を構成するIGBTの並列接続数2で割った値である。そして、当該期間中、IGBT2101aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2101aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2101aはオープン故障していないと判定する。
On the other hand, during the period when the
図3に示す制御回路25は、同様の処理を繰り返し、通常の動作状態において、全てのIGBTに対してオープン故障の有無を判定する。
The
最後に、効果について説明する。第2実施形態によれば、制御回路25は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のIGBT群を構成するIGBTを相補的にオン、オフする。制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに、いずれかのタイミングで、目標振幅値をIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに、いずれかのタイミングでIGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることとなる。しかし、IGBTがオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのIGBTにIGBTの1素子当たりの目標振幅値の電流が流れることはない。ここで、IGBTに流れる電流は、電流センス端子Sの出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力と目標振幅値とに基づいて、IGBTが故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、車両に搭載され、車両に搭載された3相交流モータM2に直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置2において、通常の動作状態において、IGBTのオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。
Finally, the effect will be described. According to the second embodiment, the
また、第2実施形態によれば、 制御回路25は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに流れ電流が、IGBTの1素子当たりの目標振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定する。そのため、IGBTのオープン故障を確実に検出することができる。
In addition, according to the second embodiment, the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のモータ制御装置について説明する。第3実施形態のモータ制御装置は、第2実施形態のモータ制御装置が、電流センス端子の出力と目標電流とに基づいてオープン故障を検出していたのに対して、電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいてオープン故障を検出するようにしたものである。
(Third embodiment)
Next, the motor control apparatus of 3rd Embodiment is demonstrated. The motor control device of the third embodiment is different from the motor control device of the second embodiment that detects an open failure based on the output of the current sense terminal and the target current, whereas the output of the current sense terminal An open failure is detected based on the output current detected by the current sensor.
ここで、第3実施形態のモータ制御装置の構成は、第2実施形態のモータ制御装置の構成と同一であるため説明を省略する。 Here, since the configuration of the motor control device of the third embodiment is the same as the configuration of the motor control device of the second embodiment, the description thereof is omitted.
まず、図3及び図5を参照してモータ制御装置の動作について説明する。第3実施形態のモータ制御装置の動作は、IGBTのオープン故障検出動作を除いて第2実施形態のモータ制御装置の動作と同一である。そのため、IGBTのオープン故障検出動作について説明する。ここで、図5は、第3実施形態のモータ制御装置におけるIGBTのオープン故障検出動作を説明するためのフローチャートである。 First, the operation of the motor control device will be described with reference to FIGS. The operation of the motor control device of the third embodiment is the same as the operation of the motor control device of the second embodiment except for the open failure detection operation of the IGBT. Therefore, an open failure detection operation of the IGBT will be described. Here, FIG. 5 is a flowchart for explaining an open failure detection operation of the IGBT in the motor control device of the third embodiment.
図3に示す制御回路25は、図5に示すように、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS300)。ステップS300において、当該期間であるとき、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS301)。その後、電流センサの検出した出力電流から、当該IGBTを含むスイッチング回路の出力振幅値を求める(ステップS302)。なお、スイッチング回路211の出力電流を直接検出する電流センサが設けられていないが、他の電流センサ23、24から求めることができる。そして、制御回路25は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、出力振幅値を、IGBT群を構成するIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS303)。ここで、判定閾値は、電流センス端子Sの出力から求めたIGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力電流であるか否かを、それらの電流の差に基づいて判定するための閾値である。判定閾値は、電流センス端子S及び電流センサ23、24の出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センス端子S及び電流センサ23、24の出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。
As shown in FIG. 5, the
ステップS303において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、IGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れていないと考えられることから、
当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS304)。これに対し、ステップS303において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、IGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れたと考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS305)。
In step S303, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the output amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold, the output amplitude per IGBT element. Value current is considered not flowing,
It is determined that the IGBT has an open failure (step S304). On the other hand, in step S303, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the output amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold value, At this timing, it is considered that a current having an output amplitude value per one element of the IGBT has flown, and therefore it is determined that the IGBT is not in an open failure (step S305).
一方、ステップS300において、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間でないとき、制御回路25は、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS306)。ステップS306において、当該期間であるとき、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力から当該IGBTに流れる電流を求める(ステップS307)。その後、電流センサの検出した出力電流から当該IGBTを含む、スイッチング回路の出力振幅値を求める(ステップS308)。そして、制御回路25は、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が出力振幅値を、IGBT群を構成するIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する(ステップS309)。
On the other hand, in step S300, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, the
ステップS309において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、IGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れていないと考えられることから、当該IGBTがオープン故障していると判定する(ステップS304)。これに対し、ステップS309において、当該期間中、当該IGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上でないとき、当該期間中のいずれかのタイミングで、IGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れたと考えられることから、当該IGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS305)。 In step S309, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the output amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is equal to or greater than the determination threshold, the output amplitude per IGBT element Since it is considered that the current of the value does not flow, it is determined that the IGBT has an open failure (step S304). On the other hand, in step S309, when the current flowing through the IGBT during the period is smaller than the output amplitude value per IGBT element and the difference between the currents is not equal to or greater than the determination threshold value, At this timing, it is considered that a current having an output amplitude value per one element of the IGBT has flown, and therefore it is determined that the IGBT is not in an open failure (step S305).
なお、ステップS306において、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間でないときには、ステップS300に戻る。 In step S306, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the process returns to step S300.
例えば、制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群2100を構成するIGBT2100aの電流センス端子Sの出力からIGBT2100aに流れる電流を求める。その後、電流センサ23の検出した出力電流からIGBT2100aを含むスイッチング回路210の出力振幅値を求める。そして、当該期間中、IGBT2100aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。ここで、IGBTの1素子当たりの出力振幅値は、出力振幅値を、IGBT群2100を構成するIGBTの並列接続数2で割った値である。そして、当該期間中、IGBT2100aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2100aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2100aはオープン故障していないと判定する。
For example, during the period in which the
一方、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群2101を構成するIGBT2101aの電流センス端子Sの出力からIGBT2101aに流れる電流を求める。その後、電流センサ23の検出した出力電流からIGBT2101aを含むスイッチング回路210の出力振幅値を求める。そして、当該期間中、IGBT2101aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。ここで、IGBTの1素子当たりの出力振幅値は、出力振幅値を、IGBT群2101を構成するIGBTの並列接続数2で割った値である。そして、当該期間中、IGBT2101aに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2101aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2101aはオープン故障していないと判定する。
On the other hand, during the period when the
図3に示す制御回路25は、同様の処理を繰り返し、通常の動作状態において、全てのIGBTに対してオープン故障の有無を判定する。
The
最後に、効果について説明する。第3実施形態によれば、制御回路は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のIGBT群を構成するIGBTを相補的にオン、オフする。スイッチング回路の出力端子から出力される電流は、電流センサによって検出される。制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに、いずれかのタイミングで、出力振幅値をIGBTの並列接続数で割った、IGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることとなる。これに対し、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに、いずれかのタイミングでIGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることとなる。しかし、IGBTがオープン故障していると、前述した期間中であっても、そのIGBTにIGBTの1素子当たりの出力振幅値の電流が流れることはない。ここで、IGBTに流れる電流は、電流センス端子Sの出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、IGBTが故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、車両に搭載され、車両に搭載された3相交流モータM2に直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置2において、通常の動作状態において、IGBTのオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。
Finally, the effect will be described. According to the third embodiment, the control circuit complementarily turns on the IGBTs constituting the two sets of IGBT groups connected in series so that the alternating current having the target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. Turn off. The current output from the output terminal of the switching circuit is detected by a current sensor. During the period in which the
また、第3実施形態によれば、 制御回路25は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに流れる電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間中、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTに流れ電流が、IGBTの1素子当たりの出力振幅値より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定する。そのため、IGBTのオープン故障を確実に検出することができる。
Further, according to the third embodiment, the
さらに、第3実施形態によれば、判定閾値は、電流センサ23、24の出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センサ23、24の出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。そのため、電流センサ23、24の出力誤差に伴う誤判定を防止することができる。
Furthermore, according to the third embodiment, the determination threshold value is set to a value that is not affected by the output error of the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態のモータ制御装置について説明する。第4実施形態のモータ制御装置は、第2実施形態のモータ制御装置が、電流センス端子の出力と目標電流とに基づいて、第3実施形態のモータ制御装置が、電流センス端子の出力と電流センサの検出した出力電流とに基づいて、それぞれオープン故障を検出していたのに対して、IGBT群を構成するIGBTの電流センス端子の出力に基づいて、オープン故障を検出するようにしたものである。
(Fourth embodiment)
Next, a motor control device according to a fourth embodiment will be described. In the motor control device of the fourth embodiment, the motor control device of the second embodiment is based on the output of the current sense terminal and the target current. While open faults were detected based on the output current detected by the sensor, open faults were detected based on the output of the current sense terminals of the IGBTs that make up the IGBT group. is there.
ここで、第4実施形態のモータ制御装置の構成は、第2実施形態のモータ制御装置の構成と同一であるため説明を省略する。 Here, since the configuration of the motor control device of the fourth embodiment is the same as the configuration of the motor control device of the second embodiment, the description thereof is omitted.
まず、図3及び図6を参照してモータ制御装置の動作について説明する。第4実施形態のモータ制御装置の動作は、IGBTのオープン故障検出動作を除いて第2実施形態のモータ制御装置の動作と同一である。そのため、IGBTのオープン故障検出動作について説明する。ここで、図6は、第4実施形態のモータ制御装置におけるIGBTのオープン故障検出動作を説明するためのフローチャートである。 First, the operation of the motor control device will be described with reference to FIGS. The operation of the motor control device of the fourth embodiment is the same as the operation of the motor control device of the second embodiment except for the open failure detection operation of the IGBT. Therefore, an open failure detection operation of the IGBT will be described. Here, FIG. 6 is a flowchart for explaining an open failure detection operation of the IGBT in the motor control device of the fourth embodiment.
図3に示す制御回路25は、図6に示すように、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS400)。ステップS400において、当該期間であるとき、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力からIGBTにそれぞれ流れる電流を求める(ステップS401)。その後、制御回路25は、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上であるか否かを判定する(ステップS402)。ここで、判定閾値は、電流センス端子Sの出力から求めた当該一のIGBTに流れる電流と、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流とを、それらの電流の差に基づいて判定するための閾値である。判定閾値は、電流センス端子Sの出力誤差の影響によって誤判定することがないよう、電流センス端子Sの出力誤差の影響を受けないような値に設定されている。
As shown in FIG. 6, the
ステップS402において、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上であるとき、当該一のIGBTがオープン故障していると判定する(ステップS403)。これに対し、ステップS402において、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上でないとき、当該一のIGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS404)。 In step S402, the current flowing through one IGBT constituting the IGBT group connected to the positive terminal of the battery B2 is smaller than the current flowing through each of the other IGBTs, and the current flowing through the one IGBT and the other When the difference between the currents flowing in all the IGBTs is equal to or greater than the determination threshold value, it is determined that the one IGBT has an open failure (step S403). On the other hand, in step S402, the current flowing through one IGBT constituting the IGBT group connected to the positive electrode terminal of battery B2 is smaller than the current flowing through all other IGBTs and flows through the one IGBT. When the difference between the current and each of the currents flowing through all other IGBTs is not equal to or greater than the determination threshold value, it is determined that the one IGBT is not in an open failure (step S404).
一方、ステップS400において、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間でないとき、制御回路25は、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間であるか否かを判断する(ステップS405)。ステップS405において、当該期間であるとき、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子Sの出力からIGBTにそれぞれ流れる電流を求める(ステップS406)。その後、制御回路25は、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上であるか否かを判定する(ステップS407)。ここで、判定閾値は、ステップS402の判定閾値と同一である。
On the other hand, in step S400, when it is not a period in which the switching circuit is controlled so that current flows out from the output terminal, the
ステップS404において、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上であるとき、当該一のIGBTがオープン故障していると判定する(ステップS403)。これに対し、ステップS407において、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、当該一のIGBTに流れる電流と他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流の差が、全て判定閾値以上でないとき、当該一のIGBTはオープン故障していないと判定する(ステップS404)。 In step S404, the current flowing in one IGBT constituting the IGBT group connected to the negative electrode terminal of battery B2 is smaller than the current flowing in all other IGBTs, and the current flowing in the one IGBT and the other When the difference between the currents flowing in all the IGBTs is equal to or greater than the determination threshold value, it is determined that the one IGBT has an open failure (step S403). On the other hand, in step S407, the current flowing through one IGBT constituting the IGBT group connected to the negative terminal of the battery B2 is smaller than the current flowing through all other IGBTs, and flows through the one IGBT. When the difference between the current and each of the currents flowing through all other IGBTs is not equal to or greater than the determination threshold value, it is determined that the one IGBT is not in an open failure (step S404).
なお、ステップS405において、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間でないときには、ステップS400に戻る。 In step S405, when it is not the period during which the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal, the process returns to step S400.
例えば、制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群2100を構成するIGBT2100a、2100bの電流センス端子Sの出力からIGBT2100a、2100bに流れる電流を求める。その後、IGBT2100aに流れる電流が、IGBT2100bに流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。そして、IGBT2100aに流れる電流が、IGBT2100bに流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2100aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2100aはオープン故障していないと判定する。
For example, during the period in which the
一方、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路210を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群2101を構成するIGBT2101a、2101bの電流センス端子Sの出力からIGBT2101a、2101bに流れる電流を求める。その後、IGBT2101aに流れる電流が、IGBT2101bに流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上であるか否かを判断する。そして、IGBT2101aに流れる電流が、IGBT2101bに流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が判定閾値以上のときには、IGBT2101aがオープン故障していると判定し、それ以外のときには、IGBT2101aはオープン故障していないと判定する。
On the other hand, during the period in which the
図3に示す制御回路25は、同様の処理を繰り返し、通常の動作状態において、全てのIGBTに対してオープン故障の有無を判定する。
The
最後に、効果について説明する。第4実施形態によれば、制御回路25は、スイッチング回路の出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、直列接続された2組のIGBT群を構成するIGBTを相補的にオン、オフする。制御回路25が、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTにそれぞれ等しい電流が流れることとなる。これに対し、制御回路25が、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTにそれぞれ等しい電流が流れることとなる。しかし、IGBT群を構成するIGBTの1つががオープン故障していると、そのIGBTには電流が流れなく一方、他のIGBTにはより大きな電流が流れることとなる。つまり、IGBTに流れる電流が正常時とオープン故障時で異なることとなる。ここで、IGBTに流れる電流は、電流センス端子の出力に基づいて求められる。そのため、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子の出力に基づいて、これに対し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間には、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成するIGBTの電流センス端子の出力に基づいて、IGBTがオープン故障しているか否かを直接判定することができる。しかも、従来のように、異常検出のための所定の導通パターンでオン、オフする必要がないため、通常の動作状態において、素子を特定してオープン故障を検出することができる。従って、車両に搭載され、車両に搭載された3相交流モータM2に直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置2において、通常の動作状態において、IGBTのオープン故障を、素子を特定して直接検出することができる。
Finally, the effect will be described. According to the fourth embodiment, the
また、第4実施形態によれば、制御回路25は、出力端子から電流が流れ出すようにスイッチング回路を制御している期間に、バッテリB2の正極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れる電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が全て判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定し、出力端子に電流が流れ込むようにスイッチング回路を制御している期間に、バッテリB2の負極端子に接続されたIGBT群を構成する一のIGBTに流れ電流が、他の全てのIGBTにそれぞれ流れる電流より小さく、かつ、それらの電流の差が全て判定閾値以上であるとき、そのIGBTがオープン故障していると判定する。そのため、IGBTのオープン故障を確実に検出することができる。
Further, according to the fourth embodiment, the
なお、第1実施形態及び第2実施形態では、目標振幅値に基づいてIGBTのオープン故障を判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。目標振幅値が、指令信号及び回転角度に基づいて決定されることから、少なくともこれらのいずれかに基づいてIGBTのオープン故障を判定するようにしてもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。 In the first embodiment and the second embodiment, an example is described in which an open failure of the IGBT is determined based on the target amplitude value, but the present invention is not limited to this. Since the target amplitude value is determined based on the command signal and the rotation angle, the open failure of the IGBT may be determined based on at least one of them. In this case, the same effect can be obtained.
また、第1実施形態〜第4実施形態では、通常の動作状態において、常にオープン故障を判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、目標振幅値が、誤判定のおそれがある所定値以下のとき、IGBTのオープン故障の判定を行わないようにしてもよい。この場合、オープン故障の誤判定を防止することができる。 In the first to fourth embodiments, an example in which an open failure is always determined in a normal operation state is described. However, the present invention is not limited to this. For example, when the target amplitude value is equal to or less than a predetermined value that may cause an erroneous determination, the determination of the IGBT open failure may not be performed. In this case, an erroneous determination of an open failure can be prevented.
さらに、第2実施形態〜第4実施形態では、スイッチング回路210〜212を構成するIGBT群2100、2101、2110、2111、2120、2121が、2つのIGBTを並列接続して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。IGBT群は、3つ以上のIGBTを並列接続して構成してもよい。複数のIGBTを並列接続して構成されていればよい。
Further, in the second to fourth embodiments, the
1、2・・・モータ制御装置(電力変換装置)、10、20・・・平滑コンデンサ、11、21・・・電力変換回路、110、111、112、210、211、212・・・スイッチング回路、110a、110b、111a、111b、112a、112b・・・IGBT(スイッチング素子)、2100、2101、2110、2111、2120、2121・・・IGBT群(スイッチング素子群)、2100a、2100b、2101a、2101b、2110a、2110b、2111a、2111b、2120a、2120b、2121a、2121b・・・IGBT(スイッチング素子)、12、22・・・駆動回路、13、14、23、24・・・電流センサ、15、25・・・制御回路、B1、B2・・・バッテリ(電源)、M1、M2・・・3相交流モータ(負荷装置)、R1、R2・・・回転角センサ、C1、C2・・・コントローラ(外部装置)
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記スイッチング素子の制御端子にそれぞれ接続され、前記スイッチング回路の前記出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、前記電源の正極端子に接続された前記スイッチング素子と前記電源の負極端子に前記接続されたスイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、
前記制御回路は、前記出力端子から電流が流れ出すように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と目標振幅とに基づいて、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子のオープン故障を検出し、前記出力端子に電流が流れ込むように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と目標振幅とに基づいて、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする電力変換装置。 A switching circuit configured by connecting two switching elements in series, an input terminal being formed at both ends of the switching elements connected in series, an output terminal being formed at a series connection point, and the input terminal being connected to a power source;
The switching element connected to the positive terminal of the power source and the negative terminal of the power source, respectively connected to the control terminal of the switching element, so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. And a control circuit for complementarily turning on and off the connected switching elements;
In a power conversion device comprising:
The switching element has a current sense terminal that outputs a current according to the flowing current when the switching element is turned on and a current flows;
The control circuit controls the switching circuit so that current flows out from the output terminal, and outputs the current sense terminal of the switching element connected to the positive terminal of the power source and a target amplitude. And detecting the open failure of the switching element connected to the positive terminal of the power source, and controlling the switching circuit so that a current flows into the output terminal, the negative electrode of the power source A power conversion device that detects an open failure of the switching element connected to the negative terminal of the power supply based on an output of the current sense terminal of the switching element connected to the terminal and a target amplitude. .
前記スイッチング素子の制御端子にそれぞれ接続され、前記スイッチング回路の前記出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、前記電源の正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子と前記電源の負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、
前記制御回路は、前記出力端子から電流が流れ出すように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と目標振幅とに基づいて、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出し、前記出力端子に電流が流れ込むように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と目標振幅とに基づいて、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする電力変換装置。 Two sets of switching elements formed by connecting a plurality of switching elements are connected in series, input terminals are formed at both ends of the series connected switching elements, and output terminals are formed at series connection points. A switching circuit whose terminals are connected to the power supply;
The switching elements constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply so that an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. A control circuit for complementarily turning on and off the switching elements constituting the switching element group connected to a negative electrode terminal of the element and the power source;
In a power conversion device comprising:
The switching element has a current sense terminal that outputs a current according to the flowing current when the switching element is turned on and a current flows;
The control circuit controls the switching circuit such that a current flows out from the output terminal, and the current sensing of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source is performed. Based on the output of the terminal and the target amplitude, the switching circuit is configured to detect an open failure of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source and to allow current to flow into the output terminal. During the period of controlling the negative terminal of the power source based on the output and the target amplitude of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power source Detecting an open failure of the switching elements constituting the switching element group connected to the Power converter, wherein the door.
前記スイッチング回路の前記出力端子から出力される電流を検出する電流センサと、
前記スイッチング素子の制御端子と前記電流センサの出力端子にそれぞれ接続され、前記電流センサの検出結果に基づいて、前記スイッチング回路の前記出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、前記電源の正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子と前記電源の負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、
前記制御回路は、前記出力端子から電流が流れ出すように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と前記電流センサの検出した出力電流とに基づいて、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出し、前記出力端子に電流が流れ込むように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力と前記電流センサの検出した出力電流とに基づいて、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする電力変換装置。 Two switching element groups formed by connecting a plurality of switching elements are connected in series, input terminals are formed at both ends of the switching element groups connected in series, and output terminals are formed at series connection points. A switching circuit connected to the power supply;
A current sensor for detecting a current output from the output terminal of the switching circuit;
The switching element is connected to a control terminal and an output terminal of the current sensor, respectively, and based on a detection result of the current sensor, an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. complementarily turned on the switching elements constituting the switching element group that is connected to the negative terminal of said switching element and said power supply constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply, and a control circuit for turning off,
In a power conversion device comprising:
The switching element has a current sense terminal that outputs a current according to the flowing current when the switching element is turned on and a current flows;
The control circuit controls the switching circuit such that a current flows out from the output terminal, and the current sensing of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source is performed. Based on the output of the terminal and the output current detected by the current sensor, an open failure of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source is detected, and the current is output to the output terminal. the said period of time that controls the switching circuit to flow, detected output of said current sensor and an output of the current sense terminal of the switching elements constituting the switching element group connected to said negative terminal of said power supply The switching element group connected to the negative terminal of the power supply based on the current Power conversion apparatus characterized by detecting the open failure of that the switching element.
前記スイッチング回路の前記出力端子から出力される電流を検出する電流センサと、
前記スイッチング素子の制御端子と前記電流センサの出力端子にそれぞれ接続され、前記電流センサの検出結果に基づいて、前記スイッチング回路の前記出力端子から目標振幅値の交流電流が出力されるように、前記電源の正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子と前記電源の負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子を相補的にオン、オフする制御回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記スイッチング素子は、オンして電流が流れたときに、流れた電流に応じた電流を出力する電流センス端子を有し、
前記制御回路は、前記出力端子から電流が流れ出すように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力に基づいて、前記電源の前記正極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出し、前記出力端子に電流が流れ込むように前記スイッチング回路を制御している期間には、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子の前記電流センス端子の出力に基づいて、前記電源の前記負極端子に接続された前記スイッチング素子群を構成する前記スイッチング素子のオープン故障を検出することを特徴とする電力変換装置。 Two sets of switching elements formed by connecting a plurality of switching elements are connected in series, input terminals are formed at both ends of the series connected switching elements, and output terminals are formed at series connection points. A switching circuit whose terminals are connected to the power supply;
A current sensor for detecting a current output from the output terminal of the switching circuit;
The switching element is connected to a control terminal and an output terminal of the current sensor, respectively, and based on a detection result of the current sensor, an alternating current having a target amplitude value is output from the output terminal of the switching circuit. complementarily turned on the switching elements constituting the switching element group that is connected to the negative terminal of said switching element and said power supply constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power supply, and a control circuit for turning off,
In a power conversion device comprising:
The switching element has a current sense terminal that outputs a current according to the flowing current when the switching element is turned on and a current flows;
The control circuit controls the switching circuit such that a current flows out from the output terminal, and the current sensing of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source is performed. Based on the output of the terminal, an open failure of the switching element constituting the switching element group connected to the positive terminal of the power source is detected, and the switching circuit is controlled so that current flows into the output terminal. The switching element group connected to the negative terminal of the power source based on the output of the current sense terminal of the switching element constituting the switching element group connected to the negative terminal of the power source during the period A power conversion characterized by detecting an open failure of the switching element constituting Location.
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