(57)【要約】【課題】  負荷接続部に交流電源が誤接続された場合でも、構成電子部品や基板パターンに突入電流が流れることを確実に回避することができるインバータ装置を提供する。【解決手段】  電源(10,20)から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部(30)と、コンバータ部(30)から出力される直流電圧を任意周波数の交流電圧に変換して負荷(50)に印加するインバータ部(40)とを備えるインバータ装置において、コンバータ部(30)の出力に基づいて作動される常開スイッチ素子(71)をコンバータ部(30)とインバータ部(40)とを結ぶライン(ｌ1)の途中に介在させている。【選択図】  図１
2007014168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部と、該コンバータ部から出力される直流電圧を任意周波数の交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ部とを備えるインバータ装置において、
前記コンバータ部の出力に基づいて作動される常開スイッチ素子を前記コンバータ部とインバータ部とを結ぶラインの途中に介在させたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記常開スイッチ素子は、前記コンバータ部の出力に基づいて作動されるリレーの常開接点であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記常開スイッチ素子は、前記コンバータ部の出力に基づいて導通されるトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記コンバータ部の出力に基づいて所定の直流電圧を発生する電源回路を更に備え、前記直流電圧を、前記インバータ部のスイッチング素子をスイッチング動作させるスイッチング制御手段に供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関し、とくに、負荷の接続部に交流電源が誤接続された場合に対処する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、周知のインバータ装置の構成を概念的に示す回路図である。このインバータ装置は、単相交流電源１００もしくは三相交流電源２００が接続される入力端子（ＲＳＴ端子）ＴINと、この入力端子ＴINを介して入力される単相もしくは三相の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３００と、該コンバータ部３００から出力される直流電圧を任意周波数の交流電圧に変換するインバータ部４００と、このインバータ部４００の出力に接続された出力端子（ＵＶＷ端子）ＴOUTを備え、該出力端子ＴOUTに接続された負荷５００（この例では、モータ）を上記任意周波数の交流電圧で駆動する。
（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５９６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記入力端子ＴINに対する単相交流電源１００もしくは三相交流電源２００の各接続ケーブルの色と、上記出力端子ＴOUTに対する負荷５００の接続ケーブルの色は、互いに同一色で対応付けされていることが多く、そのため、本来負荷５００を接続すべき出力端子ＴOUTに誤って交流電源１００もしくは２００を接続することがあり得る。
【０００５】
いま、図４に示すように、出力端子ＴOUTに交流電源１００が誤接続されたとすると、この場合、出力端子ＴOUT→インバータ部４００の上段のスイッチング素子４１０に並列接続されたフライホイールダイオード４２０→コンバータ部３００のコンデンサ３２０→インバータ部４００の下段のスイッチング素子４１０に並列接続されたフライホイールダイオード４２０→出力端子ＴOUTという経路（実線で示す矢印参照）で突入電流が流れるので、その電流経路内の電子部品や基板パターンが発熱によって破損されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑み、負荷接続部に交流電源が誤接続された場合でも、構成電子部品や基板パターンに突入電流が流れることを確実に回避することができるインバータ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部と、該コンバータ部から出力される直流電圧を任意周波数の交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ部とを備えるインバータ装置において、  前記コンバータ部の出力に基づいて作動される常開スイッチ素子を前記コンバータ部とインバータ部とを結ぶラインの途中に介在させている。
この構成によれば、負荷の接続部位に誤って電源が接続された場合に、上記常開スイッチ素子が開状態を維持することになる。
【０００８】
前記常開スイッチ素子としては、例えば、前記コンバータ部の出力に基づいて作動されるリレーの常開接点や、前記コンバータ部の出力に基づいて導通されるトランジスタを適用することができる。
【０００９】
前記コンバータ部の出力に基づいて所定の直流電圧を発生する電源回路を更に備え、前記直流電圧を、前記インバータ部のスイッチング素子をスイッチング動作させるスイッチング制御手段に供給するように構成することができる。
この構成によれば、負荷の接続部位に誤って電源が接続された場合に、上記電源回路から直流電圧が出力されないので、上記スイッチング制御手段が作動しないことになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るインバータ装置によれば、コンバータ部の出力に基づいて作動される常開スイッチ素子をコンバータ部とインバータ部とを結ぶラインの途中に介在させているので、負荷の接続部位に誤って電源が接続された場合、上記常開スイッチ素子が開状態に維持され、つまり、該常開スイッチ素子によってコンバータ部とインバータ部とが電気的に切り離された状態が継続され、その結果、その突入電流に起因した電子部品や基板パターンの破損が確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明に係るインバータ装置の実施形態を示す回路図である。このインバータ装置は、単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０が接続される入力端子（ＲＳＴ端子）ＴINと、この入力端子ＴINを介して入力される単層もしくは三相の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３０と、該コンバータ部３０から出力される直流電圧を交流電圧に再変換するインバータ部４０と、このインバータ部４０の出力に接続された出力端子（ＵＶＷ端子）ＴOUTとを備え、該出力端子ＴOUTに駆動すべき負荷の一例であるモータ５０が接続される。
【００１２】
コンバータ部３０は、複数のダイオード３１ａをブリッジ接続してなる整流回路３１と、この整流回路３１の出力を平滑するコンデンサ３２とによって構成され、また、インバータ部４０は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子４１（この例では、トランジスタであるが、ＦＥＴやＩＧＢＴ等も使用される）と、それらのスイッチング素子４１にそれぞれ並列接続したフライホイールダイオード４２とによって構成されている。そして、このインバータ部４０の各スイッチング素子４１には、該各スイッチング素子４１をスイッチングする図示していないＰＷＭスイッチング制御回路が接続されている。
【００１３】
この実施形態に係るインバータ装置においては、コンバータ部３０とインバータ部４０との間に、制御電源回路６０およびリレー７０が設けられている。
制御電源回路６０は、コンバータ部３０の整流回路３１の直流出力電圧に基づいて所定の安定化された直流電圧Ｖccを出力するように構成されている。
リレー７０は、コンバータ部３０とインバータ部４０とを結ぶ一方のラインｌ1の途中にその常開接点７１が介在され、また、コンバータ部３０とインバータ部４０とを結ぶ他方のラインｌ2と上記制御電源回路６０のＶcc出力端子との間にその励磁コイル７２が介在されている。
【００１４】
この実施形態に係るインバータ装置において、図示のように、入力端子（ＲＳＴ端子）ＴINに単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０が接続されている場合には、コンバータ部３０の整流回路３１から所定の直流電圧が出力されるので、制御電源回路６０から電圧Ｖccが出力される。これにより、リレー７０が作動されてその接点７１が閉成されるので、コンバータ部３０の出力電圧がインバータ部４０に供給される。
一方、制御電源回路６０の出力電圧Ｖccは、上記ＰＷＭスイッチング制御回路等の周辺回路にも供給されるので、このスイッチング制御回路によってインバータ部４０の各スイッチング素子４１が制御される。その結果、ＰＷＭ制御された任意周波数の交流電圧がモータ５０に印加されて、該モータ５０が駆動される。
【００１５】
次に、単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０を誤って負荷接続端子である出力端子ＴOUTに接続した場合について説明する。
この場合、コンバータ部３０が直流電圧を出力しないので、制御電源回路６０から電圧Ｖccが出力されない。そのため、リレー７０は作動されず、その常開接点７１が開状態を維持する。これにより、コンバータ部３０とインバータ部４０は、リレー７０の常開接点７１によって電気的に切り離された状態を継続することになるので、図３を参照して説明した突入電流の経路が形成されず、その結果、この突入電流に基づく電子部品や基板パターンの破損が確実に防止される。
【００１６】
ところで、上記のように単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０を出力端子ＴOUTに誤接続した状態でインバータ部４０の各スイッチング素子４１がスイッチング動作された場合には、図４に点線で示す経路で電流が流れて、その電流経路内の電子部品や基板パターンが発熱によって破損される場合があり得る。
しかし、この実施形態に係るインバータ装置においては、電源１０もしくは２０の誤接続時に上記スイッチング制御回路に上記電圧Ｖccが供給されないので、上記インバータ部４０の各スイッチング素子４１のスイッチング動作が実行されず、このため、上記点線で示す経路で電流が流れることはない。
【００１７】
なお、上記実施形態では、制御電源回路６０の出力電圧Ｖccによってリレー７０を作動させているが、もちろん、このリレー７０をコンバータ部３０の出力電圧によって直接、あるいは、その電圧を抵抗で分割した電圧によって作動させることも可能である。
また、上記実施形態では、電源１０もしくは２０の誤接続時にスイッチング制御回路に上記電圧Ｖccが供給されなくなるということを利用して、インバータ部４０の各スイッチング素子４１の作動を規制しているが、上記リレー７０の他の接点を用いて、この接点が作動したときのみ上記ＰＷＭスイッチング制御回路が作動するように構成しても良い。つまり、リレー７０の接点をスイッチング制御回路を作動させるためのインターロック手段として用いても良い。この場合、スイッチング制御回路に対しては、コンバータ部３０から切り離された電源回路から電源を供給することが可能になる。
【００１８】
図２は、本発明に係るインバータ装置の他の実施形態を示している。このインバータ装置は、図１に示すリレー７０に代えてトランジスタ８０を使用している。このトランジスタ８０はコンバータ部３０とインバータ部４０とを結ぶ前記ラインｌ1に介在され、コンバータ部３０の出力電圧を抵抗９１,９２によって分割した電圧がベースに加えられる。
【００１９】
この実施形態において、入力端子ＴINに単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０が接続されている場合には、コンバータ部３０の整流回路３１から所定の直流電圧が出力されるとともに、上記トランジスタ８０のベースに所定のベース電圧が加えられるので、該トランジスタ８０が導通して、コンバータ部３０の出力電圧がインバータ部４０に供給される。
次に、単相交流電源１０もしくは三相交流電源２０が誤って出力端子ＴOUTに接続された場合には、コンバータ部３０が直流電圧を出力しないので、トランジスタ８０が導通しない。したがって、図３に実線で示す突入電流の経路が形成されず、その結果、この突入電流に基づく電子部品や基板パターンの破損が確実に防止される。
【００２０】
なお、図２の実施形態では、常開スイッチ素子としてｎｐｎ型のトランジスタ８０を使用しているが、もちろん、この常開スイッチ素子としてｐｐｎ型のトランジスタを使用することも可能であり、更に、この常開スイッチ素子として、サイリスタ等の他の半導体スイッチ素子を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るインバータ装置の一実施形態を概念的に示す回路図である。
【図２】本発明に係るインバータ装置の他の実施形態を概念的に示す回路図である。
【図３】従来のインバータ装置を概念的に示す回路図である。
【図４】従来のインバータ装置において交流電源を誤接続した場合に形成される電流経路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  単相交流電源
２０  三相交流電源
３０  コンバータ部
４０  インバータ部
５０  モータ
６０  制御電源回路
７０  リレー
８０  トランジスタ
【図１】
2007014168.tif 000003
【図２】
2007014168.tif 000004
【図３】
2007014168.tif 000005
【図４】
2007014168.tif 000006