(57)【要約】【課題】  直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法を提供する。【解決手段】  電源が投入され、メインコンデンサ２に充電され、入力電圧が高く、第１のコンパレータ５のレベルより高いと、第１のフォトアイソレータ６はオンし、回生トランジスタ４が動作する段階と、入力電圧が回生トランジスタ４の動作電圧を超えているか否かを、第２のコンパレータ１０のレベルにより第２のフォトアイソレータ８のオンで確認することにより、入力電源の過電圧を確認する段階と、回生トランジスタ４の動作時に、オアゲート７をハイレベルとすることにより、第３のフォトアイソレータ１１はオフし、回生トランジスタ４を不動作として保護する段階とを、有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源を蓄えるメインコンデンサ（２２）と、
前記メインコンデンサ（２２）と並列に接続され、直列に接続された回生抵抗（２３）と回生トランジスタ（２４）とからなる回生回路と、
前記メインコンデンサ（２２）と電源入力部が並列に接続され、電源出力部がモータ（２５）に接続されたパワートランジスタモジュール（２１）とを備えた回路の、直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法であって、
回生動作時、前記パワートランジスタモジュール（２１）の駆動により前記モータ（２５）から前記直流電源に戻ってくる電流から前記回生抵抗（２３）に流れる電流を差し引いて得られる電流、すなわち前記メインコンデンサ（２２）に充電される電流に基づいて、所定時間後の前記直流電源の電圧上昇分をマイクロコンピュータ（２９）で算出し、
前記所定時間後の前記直流電源の電圧が予め設定された過電圧レベルになると予測された時、過電圧異常として前記パワートランジスタモジュール（２１）の駆動を遮断し、前記モータ（２５）から前記メインコンデンサ（２２）への回生電流を停止することにより、前記直流電源の電圧の上昇を防ぎ、前記パワートランジスタモジュール（２１）を過電圧から保護することを特徴とする直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法は、一般に図３および 図４にて示す構成のものが採用されていた。即ち、 図３に示すように直流電源の両端の電圧を測定する過電圧検出回路３５により過電圧を検出して負荷の遮断を行っていたが、この時、回生トランジスタ３４は過電圧より低い電圧で動作するので、過電圧の検出により入力電源を遮断することで保護されていた。また、図４に示すように、コンパレータ４６により、主回路電源の電圧をある過電圧レベルの電圧と比較し、大きい時、過電圧検出していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが 図３にて示す構成の従来技術では、回生トランジスタ３４は過電圧より低い電圧で動作するので、過電圧になる前に回生トランジスタ３４を破損してしまう問題があった。また過電圧になっても入力電源を遮断するまでの間も回生トランジスタ３４は動作し、回生トランジスタ３４を破損してしまうという問題もあった。一方、図４にて示す構成の従来技術では、過電圧になっても主回路のパワートランジスタモジュールを遮断しない限り電圧は上昇するので、主回路遮断が遅いと電圧が高くなりパワートランジスタモジュールを破損するという問題があった。
【０００４】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法は、ダイオードブリッジと、直流電源を蓄えるメインコンデンサと、所定の電圧にて回生抵抗でエネルギーを消費させる回生トランジスタと、コンパレータと、フォトアイソレータと、オアゲートと、マイクロコンピュータとにより構成された回路の直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法であって、電源が投入され、メインコンデンサに充電され、入力電圧が高く、第１のコンパレータのレベルより高いと、第１のフォトアイソレータはオンし、回生トランジスタが動作する段階と、入力電圧が回生トランジスタの動作電圧を超えているか否かを、第２のコンパレータのレベルにより第２のフォトアイソレータのオンで確認することにより、入力電源の過電圧を確認する段階と、回生トランジスタの動作時に、オアゲートをハイレベルとすることにより、第３のフォトアイソレータはオフし、回生トランジスタを不動作として保護する段階とを、有する。上記手段により、入力電源の過電圧を検出できるとともに回生抵抗と回生トランジスタとからなる回生回路の保護を行うことができる。
【０００６】
また、本発明の直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法は、直流電源を蓄えるメインコンデンサと、所定の電圧にて回生抵抗でエネルギーを消費させる回生トランジスタと、パワートランジスタモジュールと、直流電源により駆動されるモータと、Ａ／Ｄ変換器と、マイクロコンピュータとにより構成された回路の直流電源の過電圧を検出して回路を保護する方法であって、回生抵抗と回生トランジスタとの回生動作により、モータから戻ってくる電流より回生抵抗により消費される電流を差し引いて得られる電流分より、所定時間後の直流電源の電圧の上昇分を算出し、所定時間後の直流電源の電圧が過電圧レベルになると予測される時、過電圧異常としてパワートランジスタモジュールを遮断する。上記手段により、過電圧異常を検出して、主回路であるパワートランジスタモジュールを遮断するのに、電圧をあるレベル以下に抑えられるので、パワートランジスタモジュールを保護することができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように本発明は、入力電源の過電圧を検出できるとともに回生トランジスタの動作を停止して回生抵抗と回生トランジスタとからなる回生回路を保護することができるので、動作による回生回路の破損等を防止することができるという効果がある。また、本発明によれば、過電圧異常を検出して、主回路をベース遮断するのに、上昇分を考慮しているので電圧をあるレベル以下に抑えられるので、主回路であるパワートランジスタモジュールを破損することなく余裕をもって行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１に示して説明する。図１において、１はダイオードブリッジ、２は直流電源を蓄えるメインコンデンサ、４はある電圧にて回生抵抗３でエネルギーを消費させる回生トランジスタ、５は第１のコンパレータ、１０は第２のコンパレータ、６は第１のフォトアイソレータ、８は第２のフォトアイソレータ、１１は第３のフォトアイソレータ、７はオアゲート、９はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）である。
【０００９】
以上のように構成された回路についてその動作を説明する。まず、電源が投入されると、メインコンデンサ２に充電される。この時入力電圧が高く、第１のコンパレータ５のレベルより高いと第１のフォトアイソレータ６はオンし、回生トランジスタは動作する。入力電圧が回生トランジスタの動作電圧を超えているか否かは、第２のコンパレータ１０のレベルにより第２のフォトアイソレータ８のオンで確認できる。これにより入力電源の過電圧を確認し、回生トランジスタの動作時に、オアゲート７をハイレベルとし、第３のフォトアイソレータ１１はオフし、回生トランジスタを不動作として保護する。
【００１０】
次に、以下、本発明の第２の実施の形態を図２に示して説明する。図２において、２１はパワートランジスタモジュール、２２は直流電源を蓄えるメインコンデンサ、２４はある電圧にて回生抵抗２３でエネルギーを消費させる回生トランジスタ、２５はモータ、２６はＡ／Ｄ変換器、２９はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）である。
【００１１】
以上のように構成された回路についてその動作について説明する。まず回生抵抗２３と回生トランジスタ２４との回生動作により、モータ２５から戻ってくる電流から回生抵抗２３により消費される電流を差し引いて得られる電流分（メインコンデンサに蓄えられる電荷相当分）から、所定時間後の直流電源の電圧の上昇分を算出し、所定時間後の直流電源の電圧が過電圧レベルになると予測される時、過電圧異常としてパワートランジスタモジュール２１で構成される主回路を遮断する。電流と電圧の関係は次式のようになる。
ΔＶ＝（１／Ｃ）ｉΔｔ （１）
Ｖ ：電圧ΔＶ：所定時間後の直流電源の電圧の上昇分Ｃ ：コンデンサ容量ｉ ：モータから戻ってくる電流から回生抵抗により消費される電流を差し引いて得られる電流分ｔ ：時間Δｔ：サンプル時間ここで、Δｔをサンプル時間にとれば、次のサンプリングする時迄の電圧ΔＶが算出できる。モータ２５から戻ってくる電流から回生抵抗２３により消費される電流を差し引いて得られる電流分（メインコンデンサに蓄えられる電荷相当分）はそれ迄の電圧と時間より求めている。ＶS ≦ＶO ＋ΔＶ （２）
ＶS ：過電圧レベルＶO ：ある電圧ΔＶ：次の電圧差（２）式のように過電圧レベルになった時に過電圧異常とする。
【００１２】
また本実施例ではΔＶを求めるのに今までの電圧差より得ているが、これを負荷トルクを電流にしてそれより消費される回生回路分を差し引き、それより式（１）で電圧を求めることにより、Ａ／Ｄ変換器２６の代りにある電圧レベルの比較信号を入力しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図３】従来の実施例の構成図である。
【図４】従来の実施例の構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１、３１    ダイオードブリッジ
２、２２、３２、４２    メインコンデンサ
３、２３、３３、４３    回生抵抗
４、２４、３４、４４    回生トランジスタ
５    第１のコンパレータ
６    第１のフォトアイソレータ
７    オアゲート
８    第２のフォトアイソレータ
９、２９    マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）
１０    第２のコンパレータ
１１    第３のフォトアイソレータ
２１、４１    パワートランジスタモジュール
２５、４５    モータ
２６    Ａ／Ｄ変換器
３５    過電圧検出回路
４６    コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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