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JP7252004B2 - power converter - Google Patents
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Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に、サイリスタを備えた電力変換装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter with a thyristor.

交流電力を受電し整流回路にて直流電力に変換した後、逆変換器によって交流に変換する電力変換装置において、その整流回路部はダイオードおよびコンデンサにより直流に変換される。この回路構成において電源投入時にコンデンサにむけて過大な充電電流が電源系統およびダイオードに流れることから、充電電流を抑制するためにスイッチと抵抗を使用した限流回路を備えることが一般的に行われている。電源投入時にはスイッチをオフ状態とし一時的に抵抗を通してコンデンサに充電を行い、充電電流の抑制を行う。充電完了後スイッチをオンにし、抵抗をバイパスさせ通常運転時の電流はスイッチを通して逆変換器へ給電が行われる。 2. Description of the Related Art In a power converter that receives AC power and converts it to DC power by a rectifier circuit and then converts it to AC power by an inverter, the rectifier circuit section is converted to DC power by a diode and a capacitor. In this circuit configuration, when the power is turned on, an excessive charging current flows into the power supply system and the diode toward the capacitor. ing. When the power is turned on, the switch is turned off and the capacitor is temporarily charged through the resistor to suppress the charging current. After charging is completed, the switch is turned on to bypass the resistor, and the current during normal operation is supplied to the inverter through the switch.

このスイッチには電磁接触器やリレー等の機械接点が使用される場合がある他、パワー半導体であるサイリスタが用いられる場合がある。限流抵抗に対して並列にサイリスタを接続した従来技術として特許文献1が知られている。 Mechanical contacts such as electromagnetic contactors and relays may be used for these switches, and thyristors, which are power semiconductors, may also be used. Patent Document 1 is known as a conventional technique in which a thyristor is connected in parallel with a current-limiting resistor.

特許文献1は、電源投入時に平滑回路に突入電流が流入するのを防止するための突入防止回路を有するインバータ装置及び電動機駆動装置に関する発明である。その中で、突入防止回路は、突入電流を制限する限流手段と、複数の半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング素子を駆動する突入防止回路用駆動回路とを有し、半導体スイッチング素子を並列に接続する構成を開示している。 Patent Document 1 is an invention relating to an inverter device and a motor drive device having a rush prevention circuit for preventing rush current from flowing into a smoothing circuit when power is turned on. Among them, the rush prevention circuit has current limiting means for limiting the rush current, a plurality of semiconductor switching elements, and a rush prevention circuit drive circuit for driving the semiconductor switching elements, and the semiconductor switching elements are connected in parallel. It discloses a connecting configuration.

特開2001-112265JP 2001-112265

サイリスタはパッケージに封入されたモジュール形状として提供されることが一般的であり、パッケージにはゲート信号を印加するゲート端子が用意されている。 A thyristor is generally provided as a module enclosed in a package, and the package is provided with a gate terminal for applying a gate signal.

一方、電力変換装置の制御をする制御回路やスイッチング素子を制御する回路は、基板に実装されることが一般的である。そして、サイリスタを駆動するサイリスタ駆動回路も基板実装されることが一般的である。 On the other hand, a control circuit for controlling the power conversion device and a circuit for controlling the switching elements are generally mounted on the board. A thyristor drive circuit for driving the thyristor is also generally mounted on the board.

サイリスタと、電力変換装置の制御やドライブをつかさどる回路を実装した基板との間のゲート信号の接続には電線による配線にて接続されることが多い。 Wires are often used to connect gate signals between thyristors and substrates on which circuits for controlling and driving power converters are mounted.

配線に不具合があった場合にサイリスタがオンしない状態で運転となり、電流が並列に接続される抵抗を通過することにより過大な熱ストレスが加わり抵抗の故障にいたるおそれがある。 If there is a problem with the wiring, the thyristor will not turn on, and the current will pass through the resistors connected in parallel, causing excessive thermal stress and potentially leading to failure of the resistors.

また、電力変換装置の電力容量が大きい場合、サイリスタの容量をあわせて大きくする必要があるが、サイリスタの容量をかせぐ方法として、サイリスタを並列に使用する場合がある。サイリスタを並列にした場合において、仮にサイリスタのゲート配線が並列のうち一方に、前記のようなゲート信号配線に不具合があると、不具合のある側のサイリスタはゲート信号をオンにすることができないため電流が流れず、もう一方の配線が正常な側のサイリスタにのみに全電流が流れることになる。 Further, when the power capacity of the power conversion device is large, it is necessary to increase the capacity of the thyristors as well. As a method of increasing the capacity of the thyristors, thyristors may be used in parallel. When thyristors are connected in parallel, if one of the thyristor gate wirings in parallel has a defect in the gate signal wiring as described above, the thyristor on the defective side cannot turn on the gate signal. No current flows, and the entire current flows only through the thyristor on the other side where the wiring is normal.

したがって、正常側のサイリスタに容量をこえる電流が流れる状態で使用されることになり故障にいたるおそれがある。特許文献1では、前記したような配線不具合による故障を防ぐことについて、配慮されてはいない。 Therefore, the thyristor on the normal side is used in a state in which a current exceeding the capacity flows, which may lead to failure. In Patent Document 1, no consideration is given to preventing failures due to wiring defects as described above.

本発明の目的は、サイリスタとサイリスタ駆動回路との間の配線不具合による故障を未然に防ぐ電力変換装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power conversion device that prevents failures due to faulty wiring between a thyristor and a thyristor drive circuit.

本発明の好ましい一例は、整流器と、前記整流器の出力電圧を平滑化する平滑手段と、電源投入時に前記平滑手段への突入電流を抑制する抵抗と、サイリスタと、基板とを有し、前記基板は、前記サイリスタを駆動するサイリスタ駆動回路と、前記サイリスタ駆動回路を制御する制御回路とを有し、前記基板と前記サイリスタとは配線により接続されており、
前記サイリスタ駆動回路は、前記制御回路からの信号に従い、前記サイリスタのゲート信号を流すスイッチと、前記サイリスタのゲートとカソードとの間の電圧の異常を検出する電圧検出器とを有する電力変換装置である。
A preferred example of the present invention includes a rectifier, smoothing means for smoothing the output voltage of the rectifier, a resistor for suppressing rush current to the smoothing means when power is turned on, a thyristor, and a substrate, wherein the substrate is has a thyristor drive circuit for driving the thyristor and a control circuit for controlling the thyristor drive circuit, the substrate and the thyristor are connected by wiring,
The thyristor drive circuit is a power conversion device having a switch for passing a gate signal of the thyristor according to a signal from the control circuit, and a voltage detector for detecting an abnormality in the voltage between the gate and the cathode of the thyristor. be.

本発明によれば、サイリスタとサイリスタ駆動回路との間の配線不具合による故障を未然に防ぐ電力変換装置を実現できる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to realize a power conversion device that prevents failures due to faulty wiring between a thyristor and a thyristor drive circuit.

実施例1の電力変換装置の全体回路を示す図である。1 is a diagram showing an overall circuit of a power conversion device of Example 1; FIG. 実施例1の全体構造を示す図である。1 is a diagram showing the overall structure of Example 1. FIG. 実施例1の回路を示す図である。1 is a diagram showing a circuit of Example 1; FIG. 実施例1のタイミングチャートである。4 is a timing chart of Example 1. FIG. 実施例2の回路を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of Example 2; 実施例3の回路を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of Example 3; 実施例4の回路を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of Example 4; 実施例5の回路を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of Example 5; 実施例2の変形例1の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of Modification 1 of Embodiment 2; 実施例2の変形例2の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of Modification 2 of Embodiment 2;

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施例1の電力変換装置1の全体回路構成を示す図である。電力変換装置1は、交流電源2の電力を入力し、整流器としてのダイオード3、逆変換器としてのスイッチング素子5、抵抗7とサイリスタ8、コンデンサ4、スイッチング素子5を制御するスイッチング素子駆動回路13、サイリスタ8を制御するサイリスタ駆動回路12、スイッチング素子駆動回路13とサイリスタ駆動回路12を制御する制御回路11、制御電源回路14、操作パネル15を備える。電力変換装置1は、電力を負荷6に供給する。 FIG. 1 is a diagram showing the overall circuit configuration of a power conversion device 1 of Example 1. As shown in FIG. A power conversion device 1 receives power from an AC power supply 2, and includes a diode 3 as a rectifier, a switching element 5 as an inverter, a resistor 7 and a thyristor 8, a capacitor 4, and a switching element drive circuit 13 that controls the switching element 5. , a thyristor drive circuit 12 for controlling the thyristor 8 , a control circuit 11 for controlling the switching element drive circuit 13 and the thyristor drive circuit 12 , a control power supply circuit 14 , and an operation panel 15 . Power converter 1 supplies power to load 6 .

交流電源2から供給される電流は、ブリッジ接続されたダイオード3が、整流器の役割をして全波整流する。整流器から出力された電圧は、コンデンサ4にて、平滑化される。コンデンサ4の出力は、直流電力となる。 The current supplied from the AC power supply 2 is full-wave rectified by the bridge-connected diode 3 acting as a rectifier. The voltage output from the rectifier is smoothed by capacitor 4 . The output of capacitor 4 is DC power.

複数のスイッチング素子5をONもしくはOFFに切替えることで、直流電力を任意の周波数、任意の電圧の交流電力に変換する逆変換器の役割を行う。そして、負荷6に交流電力が出力される。スイッチング素子は、IGBTやMOS FET等のパワー半導体が用いられる。 By switching ON or OFF the plurality of switching elements 5, it functions as an inverse converter that converts DC power into AC power of any frequency and any voltage. AC power is then output to the load 6 . Power semiconductors such as IGBTs and MOS FETs are used as switching elements.

サイリスタ8と抵抗7は、電源投入時に、平滑手段としてのコンデンサ4に、充電電流として流す突入電流を抑制する為に設けられる。電源投入時には、サイリスタ8をオフ状態にしておく。その場合には、充電電流は抵抗7を流れることになるため、突入電流が抵抗7によって抑制される。 The thyristor 8 and the resistor 7 are provided to suppress rush current flowing as charging current to the capacitor 4 as smoothing means when power is turned on. When the power is turned on, the thyristor 8 is turned off. In that case, the charging current flows through the resistor 7, so the rush current is suppressed by the resistor 7.

コンデンサ4の充電が終わると、サイリスタ8をオンさせ、抵抗7をバイパスさせる。通常の電力変換装置が運転時に通過する電流は、サイリスタ8を通過してコンデンサ4およびスイッチング素子5へ供給される。 After the capacitor 4 is fully charged, the thyristor 8 is turned on and the resistor 7 is bypassed. Current that a normal power converter passes during operation passes through thyristor 8 and is supplied to capacitor 4 and switching element 5 .

電力変換装置1の制御を行うマイコンなどの制御回路11、サイリスタ8のゲート駆動を行うサイリスタ駆動回路12、スイッチング素子5のゲートの駆動を行うスイッチング素子駆動回路13、各回路の電源を給電する制御電源回路14などが、基板9に実装されている。本実施例は、基板9に備えられたサイリスタ駆動回路12の構成に特徴がある。 A control circuit 11 such as a microcomputer that controls the power conversion device 1, a thyristor drive circuit 12 that drives the gate of the thyristor 8, a switching element drive circuit 13 that drives the gate of the switching element 5, and a control that supplies power to each circuit. A power supply circuit 14 and the like are mounted on the board 9 . This embodiment is characterized by the configuration of the thyristor drive circuit 12 provided on the substrate 9. FIG.

図2は、実施例1の電力変換装置の全体構造を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the overall structure of the power conversion device of Example 1. As shown in FIG.

ダイオード、サイリスタ、スイッチング素子の電力半導体は、ブリッジ接続した構成でパッケージに封入されたモジュールの状態で提供されることが多い。図2は、モジュールの状態での電力半導体を使用した例を示している。 Power semiconductors such as diodes, thyristors and switching elements are often provided in packaged modules in a bridge-connected configuration. FIG. 2 shows an example using power semiconductors in the form of modules.

冷却手段である冷却フィン21の上に、整流器であるダイオード3、サイリスタ8、逆変換器としてのスイッチング素子5が配置され、これらの電力半導体などから発生される熱を、冷却フィン21が冷却する。 A diode 3 as a rectifier, a thyristor 8, and a switching element 5 as an inverter are arranged on the cooling fins 21 as cooling means, and the cooling fins 21 cool the heat generated from these power semiconductors. .

ダイオード3、サイリスタ8、スイッチング素子5といった電力半導体と、コンデンサ4、および抵抗7とは、電線や銅バーといった配線材22で、配線される。制御回路11、サイリスタ駆動回路12、スイッチング素子駆動回路13などが搭載された基板9と、サイリスタ8、スイッチング素子5とは、電線などの配線材24、25で、配線される。 Power semiconductors such as diodes 3, thyristors 8 and switching elements 5, capacitors 4, and resistors 7 are wired with wiring materials 22 such as electric wires and copper bars. The substrate 9 on which the control circuit 11, the thyristor drive circuit 12, the switching element drive circuit 13, etc. are mounted, the thyristor 8, and the switching element 5 are wired by wiring materials 24 and 25 such as electric wires.

図3は、サイリスタ8と、サイリスタ駆動回路12、制御回路11とからなる実施例1の回路を示す図である。図3では、電力変換装置1のうち、抵抗7などの部品は、省略している。図5から図10も同様である。 FIG. 3 is a diagram showing a circuit of Example 1 comprising a thyristor 8, a thyristor drive circuit 12, and a control circuit 11. As shown in FIG. In FIG. 3, parts such as the resistor 7 of the power converter 1 are omitted. 5 to 10 are the same.

サイリスタ駆動回路12は、直流電源31、制御回路11からのサイリスタオン信号Sに従ってオンするスイッチ32、ゲート抵抗33、サイリスタのゲートとカソード間の電圧の状態を監視する電圧検出器35を備える。 The thyristor drive circuit 12 includes a DC power supply 31, a switch 32 that is turned on according to a thyristor-on signal S from the control circuit 11, a gate resistor 33, and a voltage detector 35 that monitors the state of the voltage between the gate and cathode of the thyristor.

直流電源31は、駆動用電源Vsを給電する。スイッチ32は、制御回路11からのサイリスタオン信号Sにてオンし、ゲート抵抗33を経由にてサイリスタ8のゲート端子に電流を供給し、サイリスタ8をオンさせる。スイッチ32にはトランジスタやリレーが一般的に使用される。 A DC power supply 31 feeds a driving power supply Vs. The switch 32 is turned on by the thyristor-on signal S from the control circuit 11, supplies current to the gate terminal of the thyristor 8 via the gate resistor 33, and turns the thyristor 8 on. A transistor or a relay is generally used for the switch 32 .

電圧検出器35は、サイリスタのゲートとカソード間の電圧の状態を監視し、あらかじめ設定され定められた電圧を超えた際に、異常が生じたとして制御回路11へ検出信号fを送る。検出信号fを受け取った制御回路11は、スイッチング素子駆動回路13の動作を停止させ運転を停止させるとともに、操作パネル15に異常が発生したこと、もしくはスイッチング素子駆動回路13の動作を異常により停止したことを表示させる。 The voltage detector 35 monitors the state of the voltage between the gate and cathode of the thyristor, and sends a detection signal f to the control circuit 11 assuming that an abnormality has occurred when the voltage exceeds a predetermined voltage. Upon receiving the detection signal f, the control circuit 11 stops the operation of the switching element drive circuit 13, and stops the operation of the operation panel 15 or the operation of the switching element drive circuit 13 due to the abnormality. display that

次に、図3の回路の動作について説明する。図4は、図3に示したサイリスタ駆動回路のタイミングチャートを示す図である。図4は、横軸が時刻で、縦軸はそれぞれ、図3の回路におけるサイリスタオン信号S、サイリスタのゲートとカソード間の検出電圧V1、電圧検出器35からの検出信号fの信号状態を示す。 Next, the operation of the circuit of FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a diagram showing a timing chart of the thyristor drive circuit shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the signal states of the thyristor-on signal S, the detection voltage V1 between the gate and cathode of the thyristor, and the detection signal f from the voltage detector 35 in the circuit of FIG. .

時刻t1で、サイリスタオン信号Sがオンになり、スイッチ32がオンとなり、サイリスタのゲートからカソードへゲート電流が流れ、サイリスタはオン状態となる。この時の電圧検出器35の検出電圧V1は、サイリスタのゲートとカソード間の正常時の電圧VGTになる。 At time t1, the thyristor-on signal S is turned on, the switch 32 is turned on, a gate current flows from the gate of the thyristor to the cathode, and the thyristor is turned on. The detected voltage V1 of the voltage detector 35 at this time becomes the normal voltage V GT between the gate and the cathode of the thyristor.

ここで、時刻t2で、サイリスタ8と基板9間のゲート配線24が断線したとすると、ゲート電流が流れなくなり、V1は電源電圧Vsまで上昇する。 Here, if the gate wiring 24 between the thyristor 8 and the substrate 9 is disconnected at time t2, the gate current stops flowing and V1 rises to the power supply voltage Vs.

ゲートカソード間電圧VGTから電源電圧Vsまでの範囲の任意の値から選ばれて、定めておいた閾値電圧Vthを、電圧検出器35に設定し、検出電圧V1と比較することにより、検出電圧が閾値電圧以下の場合、つまり、V1≦Vthのときは正常であると判断する。そして、検出電圧が閾値電圧を超えた場合、つまりV1>Vthのときは、配線不良による異常と判断する。 A predetermined threshold voltage Vth selected from an arbitrary value in the range from the gate-cathode voltage VGT to the power supply voltage Vs is set in the voltage detector 35, and compared with the detection voltage V1, the detection voltage is obtained. is equal to or less than the threshold voltage, that is, when V1≤Vth, it is judged to be normal. When the detected voltage exceeds the threshold voltage, that is, when V1>Vth, it is determined that there is an abnormality due to a wiring defect.

なお、Vthの値は、VGTのバラツキや温度変化による最大値、Vsのバラツキや変動を考慮して正常時に動作しないように正常時におけるサイリスタのゲートとカソード間の電圧VGTよりマージンをもった値とするのが良い。 The Vth value should have a margin greater than the voltage VGT between the gate and cathode of the thyristor during normal operation, considering the maximum value due to variations in VGT and temperature changes, as well as variations and fluctuations in Vs to prevent operation under normal conditions. It is better to set the value as

実施例1によれば、サイリスタ駆動回路を実装した基板9と、サイリスタ8との間の配線不具合を検出でき、抵抗やサイリスタに故障を生じさせるといった、二次的な故障を未然に防止することができる。 According to the first embodiment, it is possible to detect wiring defects between the substrate 9 on which the thyristor drive circuit is mounted and the thyristors 8, thereby preventing secondary failures such as failures in resistors and thyristors. can be done.

図5は、サイリスタ駆動回路12、サイリスタ8、制御回路11からなる実施例2における回路を示す図である。実施例1と重複する説明は省略する。 FIG. 5 is a diagram showing a circuit in Example 2 comprising the thyristor drive circuit 12, the thyristor 8, and the control circuit 11. As shown in FIG. Descriptions overlapping those of the first embodiment are omitted.

電圧検出器35は、定電圧ダイオード51とフォトカプラ52を直列に接続することにより構成される。フォトカプラ52の二次側は制御回路に接続される。
定電圧ダイオード51の定電圧時の電圧Vz、フォトカプラ52一次側の順方向電圧Vfとする。
The voltage detector 35 is configured by connecting a constant voltage diode 51 and a photocoupler 52 in series. A secondary side of the photocoupler 52 is connected to a control circuit.
It is assumed that the voltage Vz of the constant voltage diode 51 and the forward voltage Vf of the primary side of the photocoupler 52 are assumed.

ここで、V1の電圧が上昇し、Vz+Vfよりも大きくなると定電圧ダイオード51とフォトカプラ52が導通状態となり、電流が流れフォトカプラ52の二次側がオンし制御回路11へ、検出信号fを伝送する。実施例1のVthは、Vz+Vfで設定できる。 Here, when the voltage of V1 rises and becomes higher than Vz+Vf, the constant voltage diode 51 and the photocoupler 52 become conductive, current flows, the secondary side of the photocoupler 52 turns on, and the detection signal f is sent to the control circuit 11. to transmit. Vth in Example 1 can be set by Vz+Vf.

実施例2では、定電圧ダイオード51やフォトカプラ52で、電圧検出器35を構成することにより、通常のコンパレータに比べて、部品点数やコストを低減できる。そして、基板9と、サイリスタ8との間の配線不具合を検出できる。 In the second embodiment, by configuring the voltage detector 35 with the constant voltage diode 51 and the photocoupler 52, it is possible to reduce the number of parts and cost compared to a normal comparator. Then, wiring defects between the substrate 9 and the thyristor 8 can be detected.

図9は、実施例2の変形例1の回路図を示す。図9では、定電圧ダイオード51とフォトカプラ52の接続位置が、図5の回路と比べて、逆の方向に配置している。そのような構成でも図5で示した回路と同様な効果を有する。 FIG. 9 shows a circuit diagram of Modification 1 of Embodiment 2. As shown in FIG. In FIG. 9, the connection positions of the zener diode 51 and the photocoupler 52 are arranged in the opposite direction compared to the circuit of FIG. Such a configuration also has the same effect as the circuit shown in FIG.

図10は、実施例2の変形例2の回路図を示す。図9では、図5の回路に、電流制限用の抵抗53や動作安定用の抵抗54を追加した回路構成である。 FIG. 10 shows a circuit diagram of Modification 2 of Embodiment 2. As shown in FIG. 9 shows a circuit configuration in which a current limiting resistor 53 and an operation stabilizing resistor 54 are added to the circuit of FIG.

動作安定用の抵抗54や電流制限用の抵抗53を、図10に示すように備えることにより、漏れ電流による電圧検出の誤動作を防ぐことができる。 By providing the operation stabilizing resistor 54 and the current limiting resistor 53 as shown in FIG. 10, it is possible to prevent voltage detection from malfunctioning due to leakage current.

図6は、実施例3の回路例を示す図であり、サイリスタモジュールを2並列構成で使用する場合である。前記した実施例と重複する説明は省略する。図6では、符号35で示す電圧検出器1と符号63で示した電圧検出器2からの信号のORを論理和回路64が出力することにより、どちらか一方に異常がある場合に検出が可能としている。 FIG. 6 is a diagram showing a circuit example of Example 3, in which thyristor modules are used in a two-parallel configuration. A description that overlaps with the above-described embodiment will be omitted. In FIG. 6, an OR circuit 64 outputs the OR of the signals from the voltage detector 1 indicated by reference numeral 35 and the voltage detector 2 indicated by reference numeral 63, so that it is possible to detect if one of them has an abnormality. and

本実施例では、サイリスタを2並列にした例で説明したが、3並列以上にも適用できる。また、本実施例ではスイッチ32を一つで共用にしているがスイッチ部をサイリスタの数に応じて複数に並列構成としても構わない。 In this embodiment, an example in which two thyristors are arranged in parallel has been described, but it is also applicable to three or more parallel thyristors. Also, in this embodiment, one switch 32 is shared, but a plurality of switch units may be arranged in parallel according to the number of thyristors.

実施例3によれば、2つ以上並列に接続したサイリスタを備えた電力変換装置における、基板9と、サイリスタ8との間の配線不具合を検出でき、抵抗やサイリスタの故障など、二次的な故障を未然に防止することができる。 According to the third embodiment, it is possible to detect a wiring defect between the substrate 9 and the thyristor 8 in a power conversion device having two or more thyristors connected in parallel, and to Failures can be prevented.

図7は、実施例4の回路を示す図であり、実施例3と同様に、サイリスタモジュールを2並列構成で使用する場合の例である。前記した実施例と重複する説明は省略する。 FIG. 7 is a diagram showing a circuit of Example 4, which is an example of using two thyristor modules in parallel as in Example 3. In FIG. A description that overlaps with the above-described embodiment will be omitted.

実施例4は、実施例2の回路をベースに、サイリスタを2並列構成にしている。一方のサイリスタ8のゲートとカソードとの間に、定電圧ダイオード51とフォトカプラ52を接続する。また、他方のサイリスタ62のゲートとカソードとの間に、定電圧ダイオード71とフォトカプラ72を接続している。 Example 4 is based on the circuit of Example 2, and has two thyristors in parallel. A zener diode 51 and a photocoupler 52 are connected between the gate and cathode of one thyristor 8 . A voltage regulator diode 71 and a photocoupler 72 are connected between the gate and cathode of the other thyristor 62 .

そして、フォトカプラ52の2次側と、フォトカプラ72の2次側とはワイヤードORと接続し、ワイヤードORの出力信号は、制御回路11へ送られる回路構成である。ワイヤードORは、直流電圧電源と接続した抵抗を備えた回路であり、その抵抗の一端と、フォトカプラ52、72の二次側の2つの出力とは接続している。 The secondary side of the photocoupler 52 and the secondary side of the photocoupler 72 are connected to a wired OR, and the output signal of the wired OR is sent to the control circuit 11 . A wired OR is a circuit having a resistor connected to a DC voltage source, and one end of the resistor is connected to the two secondary outputs of the photocouplers 52 and 72 .

実施例4によれば、2つ以上並列に接続したサイリスタ8、62を備えた電力変換装置における、基板9と、サイリスタ8、62との間の配線不具合を、簡素な回路で、検出することができる。 According to the fourth embodiment, a wiring fault between the substrate 9 and the thyristors 8, 62 in a power conversion device having two or more thyristors 8, 62 connected in parallel can be detected with a simple circuit. can be done.

図8は、実施例5の電圧検出器を示す図である。実施例4を変形した回路で、サイリスタ8、62のゲート部に、それぞれダイオード81、82を接続し、ダイオード81、82のうち電圧が高い方が、定電圧ダイオード51およびフォトカプラ52に電圧を印加する構成である。前記した実施例と重複する説明は省略する。 FIG. 8 is a diagram showing a voltage detector of Example 5. FIG. In a circuit modified from the fourth embodiment, diodes 81 and 82 are connected to the gates of thyristors 8 and 62, respectively. This is the configuration to apply. A description that overlaps with the above-described embodiment will be omitted.

ダイオード81および82の順方向電圧Vd、定電圧ダイオード51の電圧Vz、フォトカプラ52一次側の順方向電圧Vfとする。サイリスタ8のゲートとカソード間の電圧V1の電圧が上昇し、Vd+Vz+Vfよりも大きくなるとダイオード81、定電圧ダイオード51、フォトカプラ52に電流が流れ、フォトカプラ52の二次側がオンし、制御回路11等へ信号を伝送する。 The forward voltage Vd of the diodes 81 and 82, the voltage Vz of the constant voltage diode 51, and the forward voltage Vf of the primary side of the photocoupler 52 are assumed. When the voltage V1 between the gate and cathode of thyristor 8 rises and becomes higher than Vd+Vz+Vf, current flows through diode 81, voltage regulator diode 51, and photocoupler 52, turning on the secondary side of photocoupler 52. , to the control circuit 11 and the like.

検出の閾値電圧Vthは、Vd+Vz+Vfにて設定できる。一方、サイリスタ62のゲートとカソード間の電圧V2側の電圧が、Vd+Vz+Vfよりも大きくなった場合も同様にフォトカプラ52に電流が流れフォトカプラ52二次側がオンし、制御回路11等へ信号を伝送する。 The detection threshold voltage Vth can be set by Vd+Vz+Vf. On the other hand, when the voltage on the side of voltage V2 between the gate and cathode of thyristor 62 becomes larger than Vd+Vz+Vf, a current similarly flows through photocoupler 52, turning on the secondary side of photocoupler 52 and controlling circuit 11. etc.

実施例5によれば、2つのサイリスタを並列に接続した場合に、1つの定電圧ダイオード51と1つのフォトカプラ52とで、異常を検出でき、実施例4に比べて、より簡素化した回路構成にできるという効果が有る。 According to the fifth embodiment, when two thyristors are connected in parallel, an abnormality can be detected with one zener diode 51 and one photocoupler 52, and the circuit is simpler than the fourth embodiment. There is an effect that it can be configured.

1…電力変換装置、3…ダイオード、4…コンデンサ、5…スイッチング素子、6…負荷、7…抵抗、8…サイリスタ、9…基板、11…制御回路、12…サイリスタ駆動回路、13…スイッチング素子駆動回路、15…操作パネル、35…電圧検出器、51…定電圧ダイオード、52…フォトカプラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Power converter, 3... Diode, 4... Capacitor, 5... Switching element, 6... Load, 7... Resistance, 8... Thyristor, 9... Substrate, 11... Control circuit, 12... Thyristor drive circuit, 13... Switching element Drive circuit 15 Operation panel 35 Voltage detector 51 Constant voltage diode 52 Photocoupler

Claims (9)

整流器と、
前記整流器の出力電圧を平滑化する平滑手段と、
電源から前記平滑手段に流れる電流を遮断するサイリスタと、
前記サイリスタをバイパスする抵抗と、
前記サイリスタのゲートとカソードとの間の電圧が閾値電圧を超えた場合に異常と判定する基板と、を有することを特徴とする電力変換装置。
a rectifier;
smoothing means for smoothing the output voltage of the rectifier;
a thyristor that cuts off current flowing from a power source to the smoothing means ;
a resistor bypassing the thyristor ;
and a substrate for determining an abnormality when the voltage between the gate and cathode of the thyristor exceeds a threshold voltage .
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記基板は、
定電圧ダイオードと、
前記定電圧ダイオードに直列に接続されたフォトカプラとを有しており
前記定電圧ダイオードの電圧と前記フォトカプラの一次側の電圧とにより、前記閾値電圧が設定されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
The substrate is
a zener diode;
and a photocoupler connected in series with the constant voltage diode,
A power converter, wherein the threshold voltage is set by the voltage of the constant voltage diode and the voltage of the primary side of the photocoupler.
請求項に記載の電力変換装置において、
前記基板は、前記フォトカプラに並列に接続された動作安定用の抵抗と、前記定電圧ダイオードと直列に接続された電流制限用の抵抗とを有することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 2 ,
The power conversion device, wherein the substrate has an operation stabilization resistor connected in parallel to the photocoupler, and a current limiting resistor connected in series with the voltage regulator diode.
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記サイリスタ並列に複数接続されており、
前記基板が、
前記複数の前記サイリスタそれぞれの前記ゲートと前記カソードとの間の電圧を検出する複数の電圧検出器
複数の電圧検出器からの出力信号の論理和をとる論理和回路と、を有することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
A plurality of the thyristors are connected in parallel,
the substrate,
a plurality of voltage detectors for detecting a voltage between the gate and the cathode of each of the plurality of thyristors;
and a logical sum circuit that takes a logical sum of output signals from a plurality of voltage detectors.
請求項に記載の電力変換装置において、
前記論理和回路、ワイヤードORであり、
前記電圧検出器、定電圧ダイオードと、前記定電圧ダイオードに直列に接続されたフォトカプラとを有することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 4 ,
the logical sum circuit is a wired OR,
A power conversion device, wherein the voltage detector has a constant voltage diode and a photocoupler connected in series with the constant voltage diode.
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記サイリスタ複数並列に接続されており、
複数の前記サイリスタそれぞれに接続された複数のダイオード、1つの定電圧ダイオードと1つのフォトカプラに対して直列に接続されており
前記基板が、前記複数の前記サイリスタそれぞれの前記ゲートと前記カソードとの間の電圧を検出する複数の電圧検出器を有することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
A plurality of the thyristors are connected in parallel,
A plurality of diodes connected to each of the plurality of thyristors are connected in series to one voltage regulator diode and one photocoupler,
A power converter , wherein the substrate has a plurality of voltage detectors for detecting voltages between the gates and the cathodes of the plurality of thyristors .
請求項1に記載の電力変換装置において、
前記基板が、前記異常を検出した場合に、前記異常が発生したことを操作パネルに表示させることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
A power converter, characterized in that , when the board detects the abnormality, the operation panel displays that the abnormality has occurred.
請求項1に記載の電力変換装置において、
逆変換器としてのスイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動回路を有し、
前記基板が前記異常を検出した場合に、前記スイッチング素子駆動回路動作を停止することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
Having a switching element drive circuit that drives a switching element as an inverse converter,
A power converter, wherein the switching element drive circuit stops operating when the substrate detects the abnormality.
請求項1に記載の電力変換装置において、
逆変換器としてのスイッチング素子を有し、
前記整流器、前記サイリスタ、前記スイッチング素子を冷却する冷却手段を有することを特徴とする電力変換装置。
In the power converter according to claim 1,
Having a switching element as an inverse converter,
A power converter comprising cooling means for cooling the rectifier, the thyristor, and the switching element.
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