專利名稱：逆變器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于操作諸如三相感應電動機等之類的負載的逆變器。
背景技術：
通常，逆變器用于控制諸如感應電動機等等之類的負載的操作。所述逆變器通過具有電源單元，將交流電(在下文中稱為“AC”)功率轉換成直流(在下文中為“DC”)功率。然后，所述DC功率通過以下操作負載通過開關單元被切換到多個開關元件，并且被轉換成AC功率。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)廣泛用作所述多個開關元件。
在這種逆變器中，通過控制所述多個開關元件的開關時間和改變提供給負載的AC功率的電壓和頻率，能精確地控制負載的扭矩和旋轉速度。
當通過所述逆變器的運動操作負載時，提供給所述負載的過電流會導致負載故障。因此，逆變器具有故障檢測單元并且檢測是否生成將過電流提供給負載的故障。如果故障檢測單元檢測到故障的生成，則停止逆變器的開關元件并且防止負載受過電流損壞。
所述故障檢測單元傳統(tǒng)上將流向負載的電流轉變成電流檢測電阻的電壓，并且通過使電流檢測電阻串聯(lián)在電源單元和開關單元間，通過電流檢測電阻兩端的電壓檢測流向負載的功率。進一步，故障檢測單元通過將所述電流檢測電阻兩端的電壓與預定標準電壓進行比較，檢測是否生成用于將過電流提供給負載的故障。
當所述電流檢測電阻器的電阻值為高時，電流檢測電阻中的功耗變大。因此，所述電流檢測電阻傳統(tǒng)上設計成具有用于降低電流檢測電阻器的功耗的低電阻值。進一步，傳統(tǒng)上通過使用當正常電流流入負載中時的電流檢測電阻的兩端檢測的電壓和當過電流流入負載時電流檢測電阻器的兩端檢測的電壓間的差值，來檢測所述故障的生成。
通過使用具有低電阻值的電流檢測電阻器并且通過電流檢測電阻器的兩端的電壓檢測故障的生成，當提供給負載的電源的容量低時，所述開關單元可以相對精確地檢測故障生成。
然而，當通過開關單元提供給負載的額定電流的容量高時，由于在電流檢測電阻器生成的功耗，開關單元不能精確地檢測故障的生成。
因此，需要能精確地檢測開關元件的故障的生成而不與提供給負載的額定電流的容量關聯(lián)的技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供能精確地檢測故障的生成而不涉及通過多個開關元件切換DC功率并將其提供給負載的電流的容量的逆變器。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣的逆變器，其能夠檢測多個開關器件每個是否正常操作，并且當檢測到生成故障時，判斷哪個開關元件生成故障。
IGBT，其為通常用于逆變器的開關器件，具有下述特性當大于額定功率的過電流流過時，增加集電極和發(fā)射極間的電壓。
本發(fā)明通過使用開關元件的上述特性檢測故障的生成，并且分別在多個開關元件的集電極和發(fā)射極間，具有多個故障檢測單元。所述多個故障檢測單元每個檢測每個開關元件的發(fā)射極和集電極間的電壓，并且通過將所檢測的電壓與預定參考電壓進行比較，檢測故障的生成。
進一步，本發(fā)明一起生成操作功率，以便當多個開關操作單元生成開關信號時，防止用于檢測多個故障檢測單元的故障的錯誤的生成。通過提供給檢測根據所述開關信號操作的開關元件的集電極和發(fā)射極間的電壓的相應的故障檢測單元，操作所述生成的操作功率。
因此，本發(fā)明的逆變器包括多個開關操作單元，其根據開關控制信號生成開關信號；開關單元，其中，多個開關器件分別通過所述開關操作單元根據生成的開關信號切換DC功率，并且將AC功率提供給負載；多個故障檢測單元，其通過所述多個開關器件的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓檢測故障的生成；以及控制單元，其當操作所述負載時，生成所述開關控制信號并將其輸入到所述開關操作單元，并且當所述多個故障檢測單元中的至少一個檢測到故障生成時，斷開所述開關控制信號。


圖1是表示一般逆變器的結構的電路圖。
圖2是表示圖1的逆變器的故障檢測單元的結構的詳細電路圖。
圖3是表示根據本發(fā)明的逆變器的結構的電路圖。
圖4是表示根據本發(fā)明的逆變器的多個開關操作單元和多個故障檢測單元的結構的電路圖。
具體實施例方式
在下文中，參考顯示優(yōu)選實施例的附圖，將詳細地說明根據本發(fā)明的逆變器。然而，在描述本發(fā)明中，當判定關于結構的有關公開功能和具體描述不必要地使本發(fā)明的主旨不清楚時，將省略其詳細描述。
圖1是表示一般逆變器的結構的電路圖。參考圖1，逆變器包括電源單元110、用戶接口單元120、控制單元130、多個開關操作單元140、負載150、開關單元160和故障檢測單元170。
所述電源單元110包括橋式二極管BD100，其通過橋式整流輸入的AC功率生成紋波功率；以及平滑電容器，其平滑由所述橋式二極管BD100生成的回波功率并生成DC功率。
所述用戶接口單元120包括多個功能鍵(未示出)，并且根據用戶操作的功能鍵生成操作命令。
所述控制單元130根據由所述用戶接口單元120生成的操作命令，控制逆變器的操作。進一步，所述控制單元130生成開關控制信號并操作逆變器，并且當所述故障檢測單元170檢測到生成故障時，通過切斷所述開關控制信號停止逆變器的操作。
所述多個開關操作單元140分別根據由所述控制單元130生成的所述開關控制信號，生成開關信號。例如，所述開關信號生成為脈寬調制(PWM)。
所述開關單元160在所述平滑電容器C100的兩端間分別串聯(lián)連接多個開關器件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)，并且在多個開關器件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)的每一個的柵極，分別連接所述多個開關操作單元140的輸出端，由此將由多個開關操作單元140輸出的開關信號分別施加到多個開關元件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)的每個柵極。
所述故障檢測單元170通過從所述開關單元160流向所述平滑電容器C100的電流檢測故障的生成，并且生成故障檢測信號。在所述故障檢測單元170生成的故障檢測信號輸入到所述控制單元130。
具有這種結構的逆變器通過電源單元110的橋式二極管BD100的橋式整流，將所輸入的AC功率轉換成紋波功率，并且通過在平滑電容器C100平滑，將紋波功率轉換成DC功率。
在所述平滑電容器C100平滑的DC功率提供給開關單元160，作為操作功率。
如果用戶通過操作用戶接口單元120指示逆變器的操作，則控制單元130有選擇地生成多個開關控制信號。根據所述生成的開關控制信號，多個開關控制單元140分別生成開關信號，并且將所生成的開關信號施加到開關單元160的開關元件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)的每個柵極。
然后，根據開關信號，有選擇地接通和斷開開關元件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)，并且根據開關元件(IGBT101，IGBT102)、(IGBT103，IGBT104)(IGBT105，IGBT106)的接通和斷開，切換所述電源單元110提供的DC功率并轉換成三相AC功率，并且將三相AC功率提供給負載150并操作負載。
如上所述，如果提供三相AC功率并操作負載150，則通過故障檢測單元170，電流變?yōu)閺拈_關單元160流向平滑電容器C100。所述故障檢測單元170檢測從開關單元160流向平滑電容器C100的電流的大小，并且通過所檢測的功率的大小檢測是否生成故障，生成故障檢測信號。由所述故障檢測單元170生成的故障檢測信號輸入到控制單元130。
所述控制單元130通過所述故障檢測單元170生成的故障檢測信號判斷是否生成逆變器的故障。進一步，當判斷逆變器的故障生成時，所述控制單元130通過執(zhí)行有關故障生成的某些操作，防止損壞負載150。例如，控制單元130不輸出開關控制信號。然后，所有多個開關操作單元140不生成開關信號，由此，將不操作所有多個開關元件IGBT101～IGBT106，并且因為不提供過電流的三相AC功率，所以不損害負載150。
圖2是表示圖1的逆變器的故障檢測單元的結構的詳細電路圖。參考圖2，所述故障檢測單元170包括電流檢測電阻器、電壓檢測單元200、參考電壓單元210、比較器220和故障檢測信號輸出單元230。
所述電流檢測電阻R200連接在所述開關單元160和所述平滑電容器(C100)間，并且將從開關單元160流向平滑電容器C100的電流轉換成電壓。
所述電壓檢測單元200將電阻R204和電容器C200串聯(lián)連接在電源端B+和地間，并且將電阻R202連接在所述電流檢測電阻器R200與所述平滑電容器C100的連接點和所述電阻R204與所述電容器C200的連接點間。所述電阻R204、R202和電容器C200的連接點連接到所述比較器220的非反相輸入端(+)。
所述參考電壓單元210將電阻R206、R208串聯(lián)連接在所述電源端(B+)和地間，將電容器C202并聯(lián)連接到所述電阻R208，并且將所述電阻R206、R208和電容器C202的連接點連接到所述比較器220的反相輸入端(-)。
所述故障檢測信號輸出單元230通過使所述電源端(B+)相繼通過電阻R210和光耦合器PC200的輻射單元，連接到所述比較器220的輸出端。所述光耦合器PC200的光接收晶體管的發(fā)射極連接到地，并且構造光耦合器PC200的光接收晶體管的集電極，用于輸出故障檢測信號。
如上所述構造的故障檢測單元170通過參考電壓單元210的電阻R206、R208分配施加到電源端(B+)的DC電壓，并且通過電容器C202穩(wěn)定電阻R208兩端的電壓。所述電阻R208兩端的所述穩(wěn)定電壓將參考電壓提供給比較器220的反相輸入端(-)。
在上述狀態(tài)下，通過用于功率檢測的電流檢測電阻R200，從所述開關單元160流向平滑電容器C100的電流轉換成電流檢測電阻R200的電壓。所述電流檢測電阻器R200兩端的電壓通過電壓檢測單元200的電阻R202充電電容器C200，并且作為檢測電壓施加到比較器220的非反相輸入端(+)。
這里，確定電阻(R200～R208)和電容器(C200，C202)的值，以便當所述開關單元160正常執(zhí)行開關操作并且將額定三相AC功率提供給負載150時，施加到比較器220的非反相輸入端(+)的檢測電壓高于施加到反相輸入端(-)的參考電壓，并且當開關單元160不能正常地將三相AC功率提供給負載150時，施加到比較器220的非反相輸入端(+)的檢測電壓低于施加到反相輸入端(-)的參考電壓。
于是，當所述開關單元160將具有正常功率電平的三相AC功率提供給負載150時，施加到比較器220的非反相輸入端(+)的檢測電壓高于施加到反相輸入端(-)的參考電壓。
當所述比較器220輸出高電平的信號時，故障檢測信號輸出單元230的光耦合器PC200的發(fā)射單元不會變?yōu)榘l(fā)射，并且不能接通光耦合器PC200的光接收晶體管。
進一步，當通過所述開關單元160的故障的生成，將過電流提供給負載150時，與上述情形相反，由于施加到比較器220的非反相輸入端(+)的檢測電壓變得低于施加到反相輸入端(-)的參考電壓，所以比較器220輸出低電平的信號。
當所述比較器220輸出低電平的信號時，電源端(B+)的DC電壓連續(xù)地通過故障檢測信號輸出單元230的電阻R210和光耦合器PC200的發(fā)射單元。因此，發(fā)射光耦合器PC200的發(fā)射單元，并且發(fā)射單元的光在光耦合器PC200的光接收晶體管處被接收并接通，并且根據光接收晶體管的接通，將低電平的故障檢測信號輸出到光接收晶體管的集電極，并且將故障生成告知控制單元130。
因此，控制單元130判定逆變器故障生成并停止輸出開關控制信號。根據控制單元130的開關控制信號的輸出的中止，由于多個開關操作單元140不輸出開關信號并且多個開關元件IGBT101～IGBT106不執(zhí)行開關操作，所以過電流不再提供給負載150。
在這樣的逆變器中，所述故障檢測單元170包括開關單元160和電源單元110的平滑電容器C100間的電流檢測電阻器R200，并且通過電流檢測電阻R200的兩端的電壓，檢測逆變器的故障的生成。
因此，當通過開關單元160的切換提供給負載150的電流容量小時，能精確地檢測故障。
然而，當通過開關單元160提供給負載150的電流容量大時，由于電流檢測電阻R200的低電阻值和在電流檢測電阻R200中生成的損耗，不能精確地檢測故障。
因此，需要精確地檢測逆變器的故障，而不涉及由開關單元160提供給負載150的電流容量。
圖3是表示根據本發(fā)明的逆變器的結構的電路圖。這里，參考數字310是電源單元。通過橋式二極管BD300的橋式整流，所述電源單元310將所輸入的AC功率轉換成紋波功率，并且通過用平滑電容器C300平滑，所述紋波功率被轉換成DC功率。
參考數字320是用戶接口單元。所述用戶接口單元320包括多個功能鍵，并且根據用戶操作功能鍵，生成相應的動作命令。
參考數字330是控制單元。所述控制單元330根據由所述用戶接口單元320生成的動作命令控制逆變器的操作。進一步，所述控制單元330生成開關控制信號并操作逆變器，并且當檢測到逆變器故障時，通過切斷所述開關控制信號停止逆變器的運動。
參考數字340是多個開關操作單元。所述多個開關操作單元340根據由所述控制單元330生成的開關控制信號分別生成開關信號。
參考數字350是負載，諸如三相感應電動機，并且參考數字360是開關單元，其中，在所述平滑電容器310的兩端間串聯(lián)連接開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)。所述開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)的柵極連接到所述多個開關操作單元340的輸出端，從而將由多個開關操作單元340輸出的開關信號分別施加到開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)的柵極。進一步，所述開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)的每一連接點連接到所述負載350。
參考數字370是多個故障檢測單元。當所述多個開關操作單元340分別生成開關信號時，通過分別由多個開關操作單元340提供的操作功率，操作所述多個故障檢測單元370的每一個。進一步，所述多個故障檢測單元370分別檢測所述多個開關元件IGBT301～IGBT306的每一個的集電極和發(fā)射極間的電壓，并且通過使用檢測電壓的電平，檢測是否生成故障，將故障檢測信號輸出到所述控制單元330。
通過橋式二極管BD300的橋式整流，具有這種結構的本發(fā)明的逆變器將所輸入的AC功率轉換成紋波功率，并且通過平滑電容器C300的平滑，將紋波功率轉換成DC功率。
將由所述平滑電容器C300平滑的DC功率提供給開關單元360，作為操作功率。
在上述狀態(tài)下，如果用戶通過控制用戶接口單元320命令逆變器的操作，則控制單元330有選擇地生成多個開關控制信號。根據由所述控制單元330有選擇地生成的開關控制信號，多個開關操作單元340生成開關信號，并且將所生成的開關信號分別施加到開關單元360的開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)的柵極。
然后，有選擇地操作所述開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)，并且根據開關元件(IGBT301，IGBT302)、(IGBT303，IGBT304)(IGBT305，IGBT306)的選擇操作，將三相功率提供給負載350并操作它。
在這樣的操作中，當根據開關控制信號生成開關信號時，所述多個開關操作單元340分別生成操作功率，并且將所生成的操作功率分別施加到多個故障檢測單元370，從而將檢測生成故障。
當從多個開關操作單元340分別提供操作功率時，多個故障檢測單元370的每一個檢測所述多個開關元件IGBT301～IGBT306的每一集電極和發(fā)射極間的電壓，并且操作多個故障檢測單元370。多個故障檢測單元370的每一個通過將所述檢測電壓與預定參考電壓的電平比較，檢測逆變器的故障的生成，并且當檢測到故障生成時，生成故障檢測信號并將其輸入到控制單元330。
當所述多個開關操作單元340的任何一個生成故障檢測信號時，所述控制單元330判定逆變器的故障的生成，切斷開關控制信號，并且不再輸出開關控制信號。根據由所述控制單元330切斷所述開關控制信號，停止逆變器的運動，并且由于多個開關操作單元340不生成開關信號，由此多個開關元件IGBT301～IGBT306不操作，所以防止由于過電流損壞負載350。
圖4是表示根據本發(fā)明的逆變器的所述多個開關操作單元340和多個故障檢測單元370的結構的電路圖。參考圖4，所述多個開關操作單元340分別包括開關控制信號輸入單元400、開關控制信號發(fā)送電阻R302和開關信號輸出單元410。
所述開關控制信號輸入單元400將光耦合器PC301的發(fā)射單元和電阻R301串聯(lián)連接在電源端B1+和所述控制單元330的輸出端間，并且將所述光耦合器PC301的發(fā)光晶體管OTR301、OTR302串聯(lián)連接在電源端(B2+)和(B2-)間。每一發(fā)光晶體管OTR301、OTR302是NPN型和PNP型，并且將發(fā)光晶體管OTR301、OTR302的發(fā)射極連接到所述開關控制信號發(fā)送電阻R302的端子的一側。
所述開關信號輸出單元410將晶體管TR301、TR302串聯(lián)連接在電源端(B2+)(B2-)間。每一晶體管TR301、TR302是NPN型和PNP型，并且晶體管TR301、TR302的發(fā)射極彼此連接。進一步，所述晶體管TR301、TR302的連接點通過電阻R303，連接到所述開關元件IGBT301～IGBT306的柵極。
所述多個故障檢測單元370分別包括電壓檢測單元420、參考電壓單元430、比較器440和故障檢測信號輸出單元450。
所述電壓檢測單元420在所述開關元件IGBT301～IGBT306的集電極和發(fā)射極間串聯(lián)連接二極管D301和電阻器R304、R305，并且使電容器C303與電阻R305并聯(lián)。進一步，所述電阻R304、R305和電容器C303的連接點連接到所述比較器440的反相輸入端(-)，并且所述發(fā)光晶體管OTR301、OTR302和開關控制信號發(fā)送電阻R302的連接點通過電阻R306連接到所述比較器440的反相輸入端(-)。
所述參考電壓單元430使電阻R307、R308串聯(lián)連接到電源端(B2+)，使電容器C304并聯(lián)連接到所述電阻R308，并且將電阻R307、R308和電容器(C304)的連接點連接到所述比較器440的非反相輸入端(+)。
在所述故障檢測信號輸出單元450中，將所述比較器440的輸出端通過電阻R309連接到晶體管TR303的基極。所述開關控制信號發(fā)送電阻R302和所述晶體管TR301、TR302的基極的連接點連接到晶體管TR303的發(fā)射極，同時通過并聯(lián)連接的電阻R310和電容器C305，連接到所述晶體管TR303的基極。電阻R311連接在所述晶體管TR303的集電極和電源端B2-間，進一步，電阻R312和光耦合器PC302的發(fā)射單元串聯(lián)連接在所述晶體管TR303的集電極和電源端B2-間，由此，光耦合器PC302的發(fā)光晶體管的集電極連接到所述控制單元330的輸入端。
在圖4的描述中，未描述的參考數字C301和C302是穩(wěn)定施加到所述電源端(B2+)(B2-)的DC功率的電容器。
這樣的開關操作單元340和故障檢測單元370通過電容器C301、C302穩(wěn)定施加到電源端(B1+)(B2+，B2-)的DC功率。
在上述狀態(tài)下，當控制單元330輸出開關控制信號時，開關操作單元340的開關控制信號輸入單元400的光耦合器PC301的發(fā)射單元會對開關控制信號發(fā)光和熄滅，并且根據所述發(fā)射單元的熄滅和發(fā)光，有選擇地接通和斷開發(fā)光晶體管OTR301、OTR302。
亦即，當從控制單元330輸出的開關控制信號為低電平信號時，電流通過光耦合器PC301的發(fā)射單元和電阻R301，從電源端B1+流向控制單元330，并且使光耦合器PC301的發(fā)射單元發(fā)光，由此，接通發(fā)光晶體管OTR301。當從控制單元330輸出的開關控制信號是高電平信號時，熄滅光耦合器PC301的發(fā)射單元，由此，與上述情形相反，接通發(fā)光晶體管OTR302。
這里，本發(fā)明通過光耦合器PC301，將由控制單元330輸出的開關控制信號輸入到開關控制信號輸入單元400，防止由從開關控制信號輸入單元400到控制單元330的噪聲的反向電流等等引起的控制單元330錯誤的發(fā)生。
當接通所述光接收晶體管OTR301時，通過光接收晶體管OTR301和開關控制信號發(fā)送電阻R302，將電源端B2+的DC功率施加到晶體管TR301的基極。因此，通過接通晶體管TR301，并且通過晶體管TR301，將電源端B2+的DC功率施加到開關元件IGBT301～IGBT306的柵極，開關元件IGBT301～IGBT306變?yōu)樘幱诮油顟B(tài)。
當接通所述光接收晶體管OTR302時，因為將低電平信號施加到晶體管TR302的基極，所以接通晶體管TR302，并且將低電平信號施加到開關元件IGBT301～IGBT306的柵極，開關元件IGBT301～IGBT306變?yōu)樘幱谇袛酄顟B(tài)。
在這樣的操作中，如上所述，當由于光接收晶體管OTR302的接通而接通晶體管TR302并且所述開關元件IGBT301～IGBT306變?yōu)樘幱谇袛酄顟B(tài)時，由于未將操作功率提供給故障檢測單元370的電壓檢測單元420和故障檢測信號輸出單元450，所以不操作故障檢測單元。
進一步，如上所述，當由于發(fā)光晶體管OTR301的接通而接通晶體管TR301并且所述開關元件IGBT301～IGBT306變?yōu)樘幱诮油顟B(tài)時，將所述發(fā)光晶體管OTR301的發(fā)射極電壓提供給所述電壓檢測單元420，作為操作功率。進一步，通過開關控制信號發(fā)送電阻R302，輸出到發(fā)光晶體管OTR301的發(fā)射極的電壓提供給故障檢測信號輸出單元450的操作功率，由此將正常地操作故障檢測單元370。
當正常地操作所述故障檢測單元370時，從所述開關操作單元340提供到電壓檢測單元420的DC電壓通過電阻R306充電電容器C303。這里，通過電阻R305、R306和電容器C303的值確定電壓檢測單元420的充電時間常數。將所述電容器C303的充電電壓施加到比較器440的反相輸入端(-)，進一步，將所述電容器C303的充電電壓通過電阻R304和二極管D301施加到開關元件IGBT301～IGBT306的集電極。
因此，根據開關元件IGBT301～IGBT306的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓，箝位施加到所述比較器440的反相輸入端(-)的電壓。
故障檢測單元的參考電壓單元430通過電阻R307、R308分配電源端B2+的DC電壓，并且電阻R308的兩端的電壓由電容器C304穩(wěn)定并施加到比較器440的非反相輸入端(+)，作為參考電壓。
這里，當小于正常電平的功率流向所述開關元件IGBT301～IGBT306時，確定電阻R305～R308以及電容器C303、C304的值，以便使施加到比較器440的反相輸入端(-)的電壓小于施加到比較器440的非反相輸入端(+)的電壓。
于是，當小于正常電平的功率流入所述開關元件IGBT301～IGBT306時，施加到所述比較器440的反相輸入端(-)的電壓變?yōu)榈陀谑┘拥椒欠聪噍斎攵?+)的電壓。因此，通過比較器440輸出高電平信號，故障檢測信號輸出單元450的晶體管TR303變?yōu)樘幱诮刂範顟B(tài)，并且由于不能使光耦合器PC302的發(fā)射單元發(fā)光，所以光接收晶體管變?yōu)樘幱诮刂範顟B(tài)，并且不輸出故障檢測信號。
相反，當超出正常電平的過功率流入所述開關元件IGBT301～IGBT306時，根據開關元件IGBT301～IGBT306的操作特性，增加所述開關元件IGBT301～IGBT306的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓，并且由于電容器C303的充電電壓的增加，施加到所述比較器440的反相輸入端(-)的電壓變?yōu)楦哂谑┘拥椒欠聪噍斎攵?+)的電壓。
然后，根據比較結果，比較器440輸出低電平信號，并且晶體管TR303變?yōu)樘幱趯顟B(tài)，由此，使光耦合器PC302的發(fā)射單元發(fā)光，并且接通光接收晶體管，并且將故障檢測信號輸出到控制單元330。
這里，本發(fā)明用故障檢測信號輸出單元450通過光耦合器PC302輸出故障檢測信號，并且將其輸入到控制單元330，防止出現(xiàn)由于噪聲和故障檢測信號一起流入控制單元330而出現(xiàn)的錯誤。
如上所述，如果故障檢測信號輸入到控制單元330，則控制單元330不輸出開關控制信號。于是，由于多個開關操作單元340不生成開關信號，并且多個開關元件IGBT301～IGBT306不執(zhí)行開關操作，所以能防止由過電流損壞負載350。
同時，盡管結合上文的某些優(yōu)選實施例說明并描述了本發(fā)明，但是能夠容易地知道，本領域技術人員能在該限制內不同地重構和改變本發(fā)明，而不脫離由下文的權利要求書提供的本發(fā)明的精神和范圍。
如上所述，當過電流流入開關器件時，本發(fā)明通過使用用于增加開關器件的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓的操作特性，檢測是否生成故障。本發(fā)明可以精確地檢測故障的生成，并且通過分別檢測每個開關元件中故障的生成，精確地判斷發(fā)生故障的部分。
進一步，本發(fā)明可以提供廉價的柵極操作器件，其由于通過使用比較器判斷故障的生成而能夠簡單地設置參考電壓，并且通過用模擬器件構造而幾乎不受噪聲影響，并且精確地檢測故障的生成，并且在假信號期間停止開關元件的操作并生成故障信號。
本發(fā)明僅詳細地描述了所引用的具體實施例，然而，對本領域的技術人員來說，本發(fā)明的范圍或精神內的各種改進和修正的可能性將是顯而易見的，自然這樣的改進和修正屬于附加的權利要求。
權利要求
1.一種逆變器，包括多個開關操作單元，其根據開關控制信號生成開關信號；開關單元，其當多個開關器件分別通過所述開關操作單元根據生成的開關信號切換DC功率時，將AC功率提供給負載；多個故障檢測單元，其通過所述多個開關器件的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓檢測故障的生成；以及控制單元，其當操作所述負載時，生成所述開關控制信號并將其輸入到所述開關操作單元，并且當所述多個故障檢測單元中的至少一個檢測到故障生成時，斷開所述開關控制信號。
2.如權利要求1所述的逆變器，其中，所述開關操作單元用所述開關信號分別生成操作功率，并且將所生成的操作功率提供給相應的故障檢測單元，其檢測根據所述開關信號切換的開關器件的故障的生成。
3.如權利要求1所述的逆變器，其中，所述多個開關操作單元分別包括開關控制信號輸入單元，其輸入所述控制單元生成的開關控制信號；以及開關信號輸出單元，其根據由所述開關控制信號單元輸入的開關控制信號生成開關信號。
4.如權利要求3所述的逆變器，其中，所述開關控制信號輸入單元將由所述控制單元生成的開關控制信號輸入到光耦合器。
5.如權利要求3所述的逆變器，其中，在所述開關控制信號輸入單元和開關信號輸出單元間，進一步包括開關控制信號發(fā)送電阻，用于將由所述開關控制信號輸入單元輸入的開關控制信號傳送到所述開關信號輸出單元。
6.如權利要求5所述的逆變器，其中，將所述開關控制信號輸入單元和所述開關控制信號傳送電阻的連接點的電壓和所述開關信號輸出單元和所述開關控制信號發(fā)送電阻的連接點的電壓提供給所述相應的故障檢測單元，作為操作功率。
7.如權利要求1所述的逆變器，其中，所述多個故障檢測單元分別包括電壓檢測單元，其檢測所述多個開關器件的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓；比較器，其通過將所述電壓檢測單元的檢測電壓與預定參考電壓進行比較，判斷是否生成故障；以及故障檢測信號輸出單元，其當所述比較器判定生成故障時，生成故障檢測信號并將其輸出到所述控制單元。
8.如權利要求7所述的逆變器，其中，從將開關信號施加到通過所述電壓檢測單元檢測集電極和發(fā)射極間的電壓的開關器件的柵極的相應的開關操作單元中，輸入所述電壓檢測單元和所述故障檢測信號輸出單元的操作功率。
9.如權利要求7所述的逆變器，其中，通過光耦合器，所述故障檢測信號輸出單元將故障檢測信號輸出到所述控制單元。
全文摘要
當逆變器提供AC功率并操作負載時，本發(fā)明檢測是否生成將過電流提供給負載的故障，并且將開關元件的集電極和發(fā)射極間的電壓用于檢測是否將過電流提供給負載。本發(fā)明斷開所述開關控制信號，通過多個開關元件切換DC功率，將AC功率提供給負載，使用多個開關元件的集電極和發(fā)射極的兩端的電壓通過多個故障檢測單元檢測故障的生成，通過控制單元生成開關控制信號并將其輸出到開關操作單元，并且檢測多個故障檢測單元的任何一個的故障的生成。
文檔編號H02H7/122GK1983789SQ20061016364
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權日2005年12月2日
發(fā)明者樸東賢 申請人:Ls產電株式會社