電流極性判別器付きスイッチ
【課題】ノイズによってインバータなどの出力電流の極性を誤って検出することなく、正確に検出する。
【解決手段】単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子と該スイッチング素子に逆並列に接続された還流ダイオードからなる逆導通スイッチと、直列に接続されたダイオードと抵抗とフォトカプラと直流電源で構成された電流極性判別器で、前記直流電源の電圧値を前記還流ダイオードに電流が流れた時のみ前記フォトカプラがオンするように設定し、該フォトカプラの出力を電流の極性判別とすることで電圧比較を行うことがなくノイズによる誤検知を防ぐことができる。
【解決手段】単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子と該スイッチング素子に逆並列に接続された還流ダイオードからなる逆導通スイッチと、直列に接続されたダイオードと抵抗とフォトカプラと直流電源で構成された電流極性判別器で、前記直流電源の電圧値を前記還流ダイオードに電流が流れた時のみ前記フォトカプラがオンするように設定し、該フォトカプラの出力を電流の極性判別とすることで電圧比較を行うことがなくノイズによる誤検知を防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータなどの出力電流の極性判別を高精度に検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２を用いて従来技術を説明する。
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子１１と該スイッチング素子１１に逆並列に接続された還流ダイオード１２で構成される逆導通スイッチ１において、還流ダイオード１２のカソードにダイオード４のカソードを接続し、該ダイオード４のアノードには抵抗５を介して直流電源６の正極が接続されている。直流電源６の負極は還流ダイオードのアノードに接続されている。
【０００３】
ここで還流ダイオード１２の順方向電圧降下をＶｋ、ダイオード４の順方向電圧降下をＶｄ、スイッチング素子１１がオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ、直流電源６の電圧をＶｓとし、還流ダイオード１２のアノードからみたダイオード４のアノードの電位Ｅｄは、条件によって以下のようになる。
【０００４】
（１）還流ダイオード１２に電流が流れていてダイオード４が導通している状態
Ｅｄ１＝−Ｖｋ＋Ｖｄ
（２）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオンしていてダ
イオード４が導通している状態
Ｅｄ２＝Ｖｓｗｏｎ＋Ｖｄ
（３）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオフしていてダ
イオード４が導通していない状態
Ｅｄ３＝Ｖｓ
【０００５】
以上より、Ｅｄ１＜Ｅｄ２＜Ｅｄ３の関係が成り立ち、比較電圧源７の電圧をＥｄ１とＥｄ２の間にすることで、比較器８によって還流ダイオード１２に電流が流れているかどうかを判別することが可能になる。比較器８が負極入力よりも正極入力の方が大きい場合に０電位を、逆の場合に正の電位を出力するならば、比較器８の出力は還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）には正の電位、流れていない場合には０電位となる。
【０００６】
前記比較器８の出力を、電流極性判別信号ＳＩとしてＣＰＵ等に入力するために逆導通スイッチ１が接続された回路と絶縁する目的でフォトカプラ９内のフォトダイオード９１のアノードに入力する。該フォトカプラ９はフォトダイオード９１のカソードが接地されていて、該フォトダイオード９１が導通した場合（フォトカプラ９がオン状態）にはＳＩ＝０、そうでない場合（フォトカプラ９がオフ状態）にはＳＩ＝１を出力するものである。以上より、還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）にはＳＩ＝０、流れていない場合にはＳＩ＝１となり、逆導通スイッチ１に流れる電流の極性を得ることができる。この手法は特開２０１０−０７４８７９号公報に適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０７４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、比較器の正極に入力される電圧幅が小さいためノイズの影響を受けやすく誤って検出する恐れがある。また、比較器とフォトカプラを用いるためコスト高となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような問題点を解決するために本発明の請求項１は、単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ１と該スイッチング素子Ｓｗ１に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ１からなる逆導通スイッチにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とフォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１と直流電源Ｅ１で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ１の順方向電圧降下をＶｋ１、前記逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ１のオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、前記ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶｄ１、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ１の電圧降下をＶｒ１、前記フォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１の順方向電圧降下をＶｐｄ１とした場合に、前記直流電源Ｅ１の電圧Ｖｓ１を（Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１−Ｖｋ１）と（Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１）の間にした電流極性判別器を前記還流ダイオードＤｋ１と並列に接続し、前記フォトカプラＰ１の出力によって前記逆導通スイッチに流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【００１０】
本発明の請求項２は、単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ２と該スイッチング素子Ｓｗ２に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ２からなる逆導通スイッチを正極電位Ｖｓｐ、負極電位Ｖｓｎの間に２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ２と抵抗Ｒ２とフォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２と直流電源Ｅ２で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２の順方向電圧降下をＶｋ２、前記ダイオードＤ２の順方向電圧降下をＶｄ２、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ２の電圧降下をＶｒ２、前記フォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２の順方向電圧降下をＶｐｄ２とした場合に、前記直流電源Ｅ２の電圧Ｖｓ１ｎを（Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２−Ｖｋ２）と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間にした電流極性判別器を負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、前記フォトカプラＰ２の出力によって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【００１１】
本発明の請求項３は、請求項２に記載の電流極性判別器を前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、正極電位Ｖｓｐ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２と負極電位Ｖｓｎ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２の出力の組み合わせによって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性および出力線に電流が流れていない状態を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、比較器によって電圧比較をすることなく、フォトカプラの出力のみで電流極性を判別できるのでノイズによって誤って検出することを防げると共にコストを抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による実施方法を示した図である。（実施例１）
【図２】従来技術を説明した図である。
【図３】本発明をＰＷＭインバータの負極電位側の逆導通スイッチに適用した図であ る。（実施例２）
【図４】本発明をＰＷＭインバータの正極電位側と負極電位側の両方の逆導通スイッ チに適用した図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の１実施例を示す図であり、図１を用いて説明する。図２と同様の部分については説明を省略する。
【００１６】
逆導通スイッチ１において、還流ダイオード１２のカソードにダイオード４１のカソードを接続し、該ダイオード４１のアノードには抵抗５１を介してフォトカプラ１０内のフォトダイオード１０１のカソードが接続されている。該フォトダイオード１０１のアノードには直流電源７１の正極が接続されている。フォトカプラ１０はフォトダイオード１０１が導通した場合（フォトカプラ１０がオン状態）にはＳｌｘ＝０、そうでない場合（フォトカプラ１０がオフ状態）にはＳｌｘ＝１を出力するものである。直流電源７１の負極は還流ダイオード１２のアノードに接続されている。
【００１７】
ここで還流ダイオード１２の順方向電圧降下をＶｋ１、ダイオード４１の順方向電圧降下をＶｄ１、スイッチング素子１１がオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、フォトカプラ１０がオン状態となる最小電流を流した時の抵抗５１の電圧降下をＶｒ１、フォトダイオード１０１の順方向電圧降下をＶｐｄ１、直流電源７１の電圧をＶｓ１とし、還流ダイオード１２のアノードからみたフォトダイオード１０１のアノードの電位Ｅｄ１は、条件によって以下のようになる。
【００１８】
（１）還流ダイオード１２に電流が流れていてダイオード４１とフォトダイオード１０
１が導通している状態
Ｅｄ１１＝−Ｖｋ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１
（２）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオンしていてダ
イオード４１とフォトダイオード１０１が導通している状態
Ｅｄ１２＝Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１
（３）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオフしていてダ
イオード４１とフォトダイオード１０１が導通していない状態
Ｅｄ１３＝Ｖｓ１
【００１９】
ここで、Ｅｄ１１＜Ｅｄ１２の関係が成り立ち、直流電圧源７１の電圧Ｖｓ１をＥｄ１１とＥｄ１２の間にすると、上記（２）の状態でフォトダイオード１０１およびダイオード４１は導通しなくなり、フォトダイオード１０１およびダイオード４１が導通するのは上記（１）の状態のみになる。以上より、フォトカプラ１０は還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）にはオン状態となりＳｌｘ＝０、そうでない場合にはオフ状態となりＳｌｘ＝１を出力するので逆導通スイッチ１に流れる電流の極性を得ることができる。
【実施例２】
【００２０】
図３は、本発明の１実施例を示す図であり、正極電位Ｖｓｐと負極電位Ｖｓｎの間に逆導通スイッチを２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータの負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３２において、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのカソードにダイオード４１ａのカソードを接続し、該ダイオード４１ａのアノードには抵抗５１ａを介してフォトカプラ１０ａ内のフォトダイオード１０１ａのカソードが接続されている。該フォトダイオード１０１ａのアノードには直流電源７１ａの正極が接続されている。フォトカプラ１０ａはフォトダイオード１０１ａが導通した場合（フォトカプラ１０ａがオン状態）にはＳｌｘｎ＝０、そうでない場合（フォトカプラ１０ａがオフ状態）にはＳｌｘｎ＝１を出力するものである。直流電源７１ａの負極は逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのアノードに接続されている。
【００２１】
Ｓｐ＝１の時に逆導通スイッチ１３１のスイッチング素子がオンし、Ｓｐ＝０で逆導通スイッチ１３１のスイッチング素子がオフするとし、Ｓｎと逆導通スイッチ１３２のスイッチング素子の動作も同様とした場合に、ＳｐとＳｎを入力している論理和回路１４の出力は逆導通スイッチ１３１と１３２のどちらもオフしているデッドタイム期間中だけ０を出力するようになる。Ｄフリップフロップ回路１５のクロックＣＫ入力には論理和回路１４の出力が接続されており、Ｄフリップフロップ回路１５のデータＤ入力には電流極性判別器３１ａの出力ＳＩｘｎが接続されているため、Ｄフリップフロップ回路１５の出力ＳＩｄはデッドタイム期間中の電流極性判別器３１ａの出力ＳＩｘｎが保持されて出力されることになる。
【００２２】
デッドタイム期間中は、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードを流れるので、負極電位Ｖｓｎから逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎを差し引いた値になり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードを流れるので、正極電位Ｖｓｐに逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐを加えた値になる。よって、出力電流Ｉｏ＞０の場合、逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｅｏ−Ｖｓｎ＝（Ｖｓｎ−Ｖｋｎ）−Ｖｓｎ＝−Ｖｋｎ
となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合の逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｅｏ−Ｖｓｎ＝（Ｖｓｐ＋Ｖｋｐ）−Ｖｓｎ
となる。ただし、一般に還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐは（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）と比較すると非常に小さいため出力電流Ｉｏ＜０の場合の逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｖｓｐ−Ｖｓｎ
と書き直すことができる。
【００２３】
一方、ダイオード４１ａの順方向電圧降下をＶｄ２、フォトカプラ１０ａがオン状態になる最小電流を流した時の抵抗５１ａの電圧降下をＶｒ２、フォトダイオード１０１ａの順方向電圧降下をＶｐｄ２として、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードに電流が流れている状態（出力電流Ｉｏ＞０）でダイオード４１ａとフォトダイオード１０１ａが導通している時、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのアノードからみたフォトダイオード１０１ａのアノードの電位Ｅｄ２を求めると、
Ｅｄ２＝−Ｖｋｎ＋Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２
となる。
【００２４】
ここで電流極性判別器３１ａ内の直流電源７１ａの電圧Ｖｓ１ｎをＥｄ２と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間に設定すると、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３２を流れ、フォトカプラ１０ａがオン状態となるのでＳＩｘｎ＝０となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３１を流れて逆導通スイッチ１３２には流れず、フォトカプラ１０ａがオフ状態となるのでＳＩｘｎ＝１が出力されることから、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄ＝０、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄ＝１となる。以上より、ＳＩｄによってデッドタイム期間中の出力電流の極性を正確に知ることができるので、ＳＩｄを用いてデッドタイム期間中の電圧誤差を正確に補正できるようになる。
【実施例３】
【００２５】
図４は、本発明の１実施例を示す図であり、図３の電流極性判別器３１ａを前記ＰＷＭインバータの正極電位Ｖｓｐ側の逆導通スイッチ１３１と負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３１の両方に適用したもので、正極側の電流極性判別器を３１ｂ、負極側を３１ａとする。図３と同様の部分については説明を省略する。
【００２６】
デッドタイム期間中で出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が正極電位Ｖｓｐ側の逆導通スイッチ１３１の還流ダイオードを流れるので、正極電位Ｖｓｐに逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐを加えた値になり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードを流れるので、負極電位Ｖｓｎから逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎを差し引いた値になる。よって、出力電流Ｉｏ＜０の場合、逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｅｏ＝Ｖｓｐ−（Ｖｓｐ＋Ｖｋｐ）＝−Ｖｋｐ
となり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３２の還流ダイオードを流れるので、逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは、
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｅｏ＝Ｖｓｐ−（Ｖｓｎ−Ｖｋｎ）
となる。ただし、一般に還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎは（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）と比較すると非常に小さいため出力電流Ｉｏ＞０の場合の逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは、
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｖｓｎ
と書き直すことができる。
【００２７】
一方、ダイオード４１ｂの順方向電圧降下をＶｄ３、フォトカプラ１０ｂがオン状態となる最小電流を流した時の抵抗５１ｂの電圧降下をＶｒ３、フォトダイオード１０１ｂの順方向電圧降下をＶｐｄ３として、逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードに電流が流れている状態（出力電流Ｉｏ＜０）でダイオード４１ｂとフォトダイオード１０１ｂが導通している時、逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードのアノードからみたフォトダイオード１０１ｂのアノードの電位Ｅｄ３を求めると、
Ｅｄ３＝−Ｖｋｐ＋Ｖｄ３＋Ｖｒ３＋Ｖｐｄ３
となる。
【００２８】
ここで正極電位側の電流極性判別器３１ｂ内の直流電源７１ｂの電圧Ｖｓ１ｐをＥｄ３と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間に設定すると、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３１を流れ、フォトカプラ１０ｂがオン状態となるのでＳＩｘｐ＝０となり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３２を流れて逆導通スイッチ１３１を流れず、フォトカプラ１０ｂがオフ状態となるのでＳＩｘｐ＝１が出力されることから、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄｐ＝０、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄｐ＝１となる。負極電位側の電流極性判別器３１aは図３の動作と同様なので詳細な説明を省略する。
【００２９】
Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２のクロックＣＫ入力には論理和回路１４の出力が接続されており、Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２のデータＤ入力には電流極性判別器３１ｂおよび３１ａの出力ＳＩｘｐ、ＳＩｘｎが接続されているため、Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２の出力ＳＩｄｐ、ＳＩｄｎはデッドタイム期間中の電流極性判別器３１ｂおよび３１ａの出力ＳＩｘｐ、ＳＩｘｎが保持されて出力されることになる。
【００３０】
正極電位側の電流極性判別器３１ｂは出力電流Ｉｏ＞０の場合、ＳＩｘｐ＝１となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、ＳＩｘｐ＝０となる。負極電位側の電流極性判別器３１ａは出力電流Ｉｏ＞０の場合、ＳＩｘｎ＝０となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、ＳＩｘｎ＝１となる。出力電流Ｉｏ＝０の場合は逆導通スイッチ１３１、１３２共に電流が流れないのでＳＩｘｐ＝１とＳＩｘｎ＝１となる。以上より、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄｐ＝１とＳＩｄｎ＝０、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄｐ＝０とＳＩｄｎ＝１、出力電流Ｉｏ＝０の場合はＳＩｄｐ＝１とＳＩｄｎ＝１となる。よって、ＳＩｄｐとＳＩｄｎの組み合わせによって出力電流Ｉｏの極性および電流が流れていない状態を正確に知ることができるので、ＳＩｄｐおよびＳＩｄｎを用いてデッドタイム期間中の電圧誤差を正確に補正できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
簡単な回路を付加するだけで、逆導通スイッチング素子に流れる電流の極性を高精度に判別できるので、ＰＷＭインバータなどに応用することで、デッドタイム等による電圧誤差を正確に補正可能となり、正確な電圧出力や正確な出力電圧推定などが可能となり、インバータの制御性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 逆導通スイッチ
１１ スイッチング素子
１２ 還流ダイオード
３１、３１ａ、３１ｂ 電流極性判別器
４、４１、４１ａ、４１ｂ ダイオード
５、５１、５１ａ、５１ｂ 抵抗
６ 直流電源
７ 比較電圧源
７１、７１ａ、７１ｂ 直流電源
８ 比較器
９ フォトカプラ
９１ フォトダイオード
１０、１０ａ、１０ｂ フォトカプラ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ フォトダイオード
１３１、１３２ 逆導通スイッチ
１４ 論理和回路
１５、１５１、１５２ Ｄフリップフロップ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータなどの出力電流の極性判別を高精度に検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２を用いて従来技術を説明する。
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子１１と該スイッチング素子１１に逆並列に接続された還流ダイオード１２で構成される逆導通スイッチ１において、還流ダイオード１２のカソードにダイオード４のカソードを接続し、該ダイオード４のアノードには抵抗５を介して直流電源６の正極が接続されている。直流電源６の負極は還流ダイオードのアノードに接続されている。
【０００３】
ここで還流ダイオード１２の順方向電圧降下をＶｋ、ダイオード４の順方向電圧降下をＶｄ、スイッチング素子１１がオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ、直流電源６の電圧をＶｓとし、還流ダイオード１２のアノードからみたダイオード４のアノードの電位Ｅｄは、条件によって以下のようになる。
【０００４】
（１）還流ダイオード１２に電流が流れていてダイオード４が導通している状態
Ｅｄ１＝−Ｖｋ＋Ｖｄ
（２）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオンしていてダ
イオード４が導通している状態
Ｅｄ２＝Ｖｓｗｏｎ＋Ｖｄ
（３）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオフしていてダ
イオード４が導通していない状態
Ｅｄ３＝Ｖｓ
【０００５】
以上より、Ｅｄ１＜Ｅｄ２＜Ｅｄ３の関係が成り立ち、比較電圧源７の電圧をＥｄ１とＥｄ２の間にすることで、比較器８によって還流ダイオード１２に電流が流れているかどうかを判別することが可能になる。比較器８が負極入力よりも正極入力の方が大きい場合に０電位を、逆の場合に正の電位を出力するならば、比較器８の出力は還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）には正の電位、流れていない場合には０電位となる。
【０００６】
前記比較器８の出力を、電流極性判別信号ＳＩとしてＣＰＵ等に入力するために逆導通スイッチ１が接続された回路と絶縁する目的でフォトカプラ９内のフォトダイオード９１のアノードに入力する。該フォトカプラ９はフォトダイオード９１のカソードが接地されていて、該フォトダイオード９１が導通した場合（フォトカプラ９がオン状態）にはＳＩ＝０、そうでない場合（フォトカプラ９がオフ状態）にはＳＩ＝１を出力するものである。以上より、還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）にはＳＩ＝０、流れていない場合にはＳＩ＝１となり、逆導通スイッチ１に流れる電流の極性を得ることができる。この手法は特開２０１０−０７４８７９号公報に適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０７４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、比較器の正極に入力される電圧幅が小さいためノイズの影響を受けやすく誤って検出する恐れがある。また、比較器とフォトカプラを用いるためコスト高となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような問題点を解決するために本発明の請求項１は、単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ１と該スイッチング素子Ｓｗ１に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ１からなる逆導通スイッチにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とフォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１と直流電源Ｅ１で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ１の順方向電圧降下をＶｋ１、前記逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ１のオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、前記ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶｄ１、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ１の電圧降下をＶｒ１、前記フォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１の順方向電圧降下をＶｐｄ１とした場合に、前記直流電源Ｅ１の電圧Ｖｓ１を（Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１−Ｖｋ１）と（Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１）の間にした電流極性判別器を前記還流ダイオードＤｋ１と並列に接続し、前記フォトカプラＰ１の出力によって前記逆導通スイッチに流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【００１０】
本発明の請求項２は、単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ２と該スイッチング素子Ｓｗ２に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ２からなる逆導通スイッチを正極電位Ｖｓｐ、負極電位Ｖｓｎの間に２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ２と抵抗Ｒ２とフォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２と直流電源Ｅ２で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２の順方向電圧降下をＶｋ２、前記ダイオードＤ２の順方向電圧降下をＶｄ２、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ２の電圧降下をＶｒ２、前記フォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２の順方向電圧降下をＶｐｄ２とした場合に、前記直流電源Ｅ２の電圧Ｖｓ１ｎを（Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２−Ｖｋ２）と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間にした電流極性判別器を負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、前記フォトカプラＰ２の出力によって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【００１１】
本発明の請求項３は、請求項２に記載の電流極性判別器を前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、正極電位Ｖｓｐ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２と負極電位Ｖｓｎ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２の出力の組み合わせによって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性および出力線に電流が流れていない状態を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、比較器によって電圧比較をすることなく、フォトカプラの出力のみで電流極性を判別できるのでノイズによって誤って検出することを防げると共にコストを抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による実施方法を示した図である。（実施例１）
【図２】従来技術を説明した図である。
【図３】本発明をＰＷＭインバータの負極電位側の逆導通スイッチに適用した図であ る。（実施例２）
【図４】本発明をＰＷＭインバータの正極電位側と負極電位側の両方の逆導通スイッ チに適用した図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の１実施例を示す図であり、図１を用いて説明する。図２と同様の部分については説明を省略する。
【００１６】
逆導通スイッチ１において、還流ダイオード１２のカソードにダイオード４１のカソードを接続し、該ダイオード４１のアノードには抵抗５１を介してフォトカプラ１０内のフォトダイオード１０１のカソードが接続されている。該フォトダイオード１０１のアノードには直流電源７１の正極が接続されている。フォトカプラ１０はフォトダイオード１０１が導通した場合（フォトカプラ１０がオン状態）にはＳｌｘ＝０、そうでない場合（フォトカプラ１０がオフ状態）にはＳｌｘ＝１を出力するものである。直流電源７１の負極は還流ダイオード１２のアノードに接続されている。
【００１７】
ここで還流ダイオード１２の順方向電圧降下をＶｋ１、ダイオード４１の順方向電圧降下をＶｄ１、スイッチング素子１１がオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、フォトカプラ１０がオン状態となる最小電流を流した時の抵抗５１の電圧降下をＶｒ１、フォトダイオード１０１の順方向電圧降下をＶｐｄ１、直流電源７１の電圧をＶｓ１とし、還流ダイオード１２のアノードからみたフォトダイオード１０１のアノードの電位Ｅｄ１は、条件によって以下のようになる。
【００１８】
（１）還流ダイオード１２に電流が流れていてダイオード４１とフォトダイオード１０
１が導通している状態
Ｅｄ１１＝−Ｖｋ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１
（２）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオンしていてダ
イオード４１とフォトダイオード１０１が導通している状態
Ｅｄ１２＝Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１
（３）還流ダイオード１２に電流が流れてなくスイッチング素子１１がオフしていてダ
イオード４１とフォトダイオード１０１が導通していない状態
Ｅｄ１３＝Ｖｓ１
【００１９】
ここで、Ｅｄ１１＜Ｅｄ１２の関係が成り立ち、直流電圧源７１の電圧Ｖｓ１をＥｄ１１とＥｄ１２の間にすると、上記（２）の状態でフォトダイオード１０１およびダイオード４１は導通しなくなり、フォトダイオード１０１およびダイオード４１が導通するのは上記（１）の状態のみになる。以上より、フォトカプラ１０は還流ダイオード１２に電流が流れている場合（Ｉｓ＜０）にはオン状態となりＳｌｘ＝０、そうでない場合にはオフ状態となりＳｌｘ＝１を出力するので逆導通スイッチ１に流れる電流の極性を得ることができる。
【実施例２】
【００２０】
図３は、本発明の１実施例を示す図であり、正極電位Ｖｓｐと負極電位Ｖｓｎの間に逆導通スイッチを２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータの負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３２において、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのカソードにダイオード４１ａのカソードを接続し、該ダイオード４１ａのアノードには抵抗５１ａを介してフォトカプラ１０ａ内のフォトダイオード１０１ａのカソードが接続されている。該フォトダイオード１０１ａのアノードには直流電源７１ａの正極が接続されている。フォトカプラ１０ａはフォトダイオード１０１ａが導通した場合（フォトカプラ１０ａがオン状態）にはＳｌｘｎ＝０、そうでない場合（フォトカプラ１０ａがオフ状態）にはＳｌｘｎ＝１を出力するものである。直流電源７１ａの負極は逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのアノードに接続されている。
【００２１】
Ｓｐ＝１の時に逆導通スイッチ１３１のスイッチング素子がオンし、Ｓｐ＝０で逆導通スイッチ１３１のスイッチング素子がオフするとし、Ｓｎと逆導通スイッチ１３２のスイッチング素子の動作も同様とした場合に、ＳｐとＳｎを入力している論理和回路１４の出力は逆導通スイッチ１３１と１３２のどちらもオフしているデッドタイム期間中だけ０を出力するようになる。Ｄフリップフロップ回路１５のクロックＣＫ入力には論理和回路１４の出力が接続されており、Ｄフリップフロップ回路１５のデータＤ入力には電流極性判別器３１ａの出力ＳＩｘｎが接続されているため、Ｄフリップフロップ回路１５の出力ＳＩｄはデッドタイム期間中の電流極性判別器３１ａの出力ＳＩｘｎが保持されて出力されることになる。
【００２２】
デッドタイム期間中は、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードを流れるので、負極電位Ｖｓｎから逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎを差し引いた値になり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードを流れるので、正極電位Ｖｓｐに逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐを加えた値になる。よって、出力電流Ｉｏ＞０の場合、逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｅｏ−Ｖｓｎ＝（Ｖｓｎ−Ｖｋｎ）−Ｖｓｎ＝−Ｖｋｎ
となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合の逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｅｏ−Ｖｓｎ＝（Ｖｓｐ＋Ｖｋｐ）−Ｖｓｎ
となる。ただし、一般に還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐは（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）と比較すると非常に小さいため出力電流Ｉｏ＜０の場合の逆導通スイッチ１３２の端子間電圧Ｖｓｗｎは
Ｖｓｗｎ＝Ｖｓｐ−Ｖｓｎ
と書き直すことができる。
【００２３】
一方、ダイオード４１ａの順方向電圧降下をＶｄ２、フォトカプラ１０ａがオン状態になる最小電流を流した時の抵抗５１ａの電圧降下をＶｒ２、フォトダイオード１０１ａの順方向電圧降下をＶｐｄ２として、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードに電流が流れている状態（出力電流Ｉｏ＞０）でダイオード４１ａとフォトダイオード１０１ａが導通している時、逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードのアノードからみたフォトダイオード１０１ａのアノードの電位Ｅｄ２を求めると、
Ｅｄ２＝−Ｖｋｎ＋Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２
となる。
【００２４】
ここで電流極性判別器３１ａ内の直流電源７１ａの電圧Ｖｓ１ｎをＥｄ２と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間に設定すると、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３２を流れ、フォトカプラ１０ａがオン状態となるのでＳＩｘｎ＝０となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３１を流れて逆導通スイッチ１３２には流れず、フォトカプラ１０ａがオフ状態となるのでＳＩｘｎ＝１が出力されることから、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄ＝０、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄ＝１となる。以上より、ＳＩｄによってデッドタイム期間中の出力電流の極性を正確に知ることができるので、ＳＩｄを用いてデッドタイム期間中の電圧誤差を正確に補正できるようになる。
【実施例３】
【００２５】
図４は、本発明の１実施例を示す図であり、図３の電流極性判別器３１ａを前記ＰＷＭインバータの正極電位Ｖｓｐ側の逆導通スイッチ１３１と負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３１の両方に適用したもので、正極側の電流極性判別器を３１ｂ、負極側を３１ａとする。図３と同様の部分については説明を省略する。
【００２６】
デッドタイム期間中で出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が正極電位Ｖｓｐ側の逆導通スイッチ１３１の還流ダイオードを流れるので、正極電位Ｖｓｐに逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｐを加えた値になり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電圧Ｅｏは電流が逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードを流れるので、負極電位Ｖｓｎから逆導通スイッチ１３２内の還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎを差し引いた値になる。よって、出力電流Ｉｏ＜０の場合、逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｅｏ＝Ｖｓｐ−（Ｖｓｐ＋Ｖｋｐ）＝−Ｖｋｐ
となり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ１３２の還流ダイオードを流れるので、逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは、
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｅｏ＝Ｖｓｐ−（Ｖｓｎ−Ｖｋｎ）
となる。ただし、一般に還流ダイオードの順方向電圧降下Ｖｋｎは（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）と比較すると非常に小さいため出力電流Ｉｏ＞０の場合の逆導通スイッチ１３１の端子間電圧Ｖｓｗｐは、
Ｖｓｗｐ＝Ｖｓｐ−Ｖｓｎ
と書き直すことができる。
【００２７】
一方、ダイオード４１ｂの順方向電圧降下をＶｄ３、フォトカプラ１０ｂがオン状態となる最小電流を流した時の抵抗５１ｂの電圧降下をＶｒ３、フォトダイオード１０１ｂの順方向電圧降下をＶｐｄ３として、逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードに電流が流れている状態（出力電流Ｉｏ＜０）でダイオード４１ｂとフォトダイオード１０１ｂが導通している時、逆導通スイッチ１３１内の還流ダイオードのアノードからみたフォトダイオード１０１ｂのアノードの電位Ｅｄ３を求めると、
Ｅｄ３＝−Ｖｋｐ＋Ｖｄ３＋Ｖｒ３＋Ｖｐｄ３
となる。
【００２８】
ここで正極電位側の電流極性判別器３１ｂ内の直流電源７１ｂの電圧Ｖｓ１ｐをＥｄ３と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間に設定すると、出力電流Ｉｏ＜０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３１を流れ、フォトカプラ１０ｂがオン状態となるのでＳＩｘｐ＝０となり、出力電流Ｉｏ＞０の場合、出力電流Ｉｏは逆導通スイッチ１３２を流れて逆導通スイッチ１３１を流れず、フォトカプラ１０ｂがオフ状態となるのでＳＩｘｐ＝１が出力されることから、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄｐ＝０、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄｐ＝１となる。負極電位側の電流極性判別器３１aは図３の動作と同様なので詳細な説明を省略する。
【００２９】
Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２のクロックＣＫ入力には論理和回路１４の出力が接続されており、Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２のデータＤ入力には電流極性判別器３１ｂおよび３１ａの出力ＳＩｘｐ、ＳＩｘｎが接続されているため、Ｄフリップフロップ回路１５１および１５２の出力ＳＩｄｐ、ＳＩｄｎはデッドタイム期間中の電流極性判別器３１ｂおよび３１ａの出力ＳＩｘｐ、ＳＩｘｎが保持されて出力されることになる。
【００３０】
正極電位側の電流極性判別器３１ｂは出力電流Ｉｏ＞０の場合、ＳＩｘｐ＝１となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、ＳＩｘｐ＝０となる。負極電位側の電流極性判別器３１ａは出力電流Ｉｏ＞０の場合、ＳＩｘｎ＝０となり、出力電流Ｉｏ＜０の場合、ＳＩｘｎ＝１となる。出力電流Ｉｏ＝０の場合は逆導通スイッチ１３１、１３２共に電流が流れないのでＳＩｘｐ＝１とＳＩｘｎ＝１となる。以上より、デッドタイム期間終了後において、出力電流Ｉｏ＞０の場合はＳＩｄｐ＝１とＳＩｄｎ＝０、出力電流Ｉｏ＜０の場合はＳＩｄｐ＝０とＳＩｄｎ＝１、出力電流Ｉｏ＝０の場合はＳＩｄｐ＝１とＳＩｄｎ＝１となる。よって、ＳＩｄｐとＳＩｄｎの組み合わせによって出力電流Ｉｏの極性および電流が流れていない状態を正確に知ることができるので、ＳＩｄｐおよびＳＩｄｎを用いてデッドタイム期間中の電圧誤差を正確に補正できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
簡単な回路を付加するだけで、逆導通スイッチング素子に流れる電流の極性を高精度に判別できるので、ＰＷＭインバータなどに応用することで、デッドタイム等による電圧誤差を正確に補正可能となり、正確な電圧出力や正確な出力電圧推定などが可能となり、インバータの制御性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ 逆導通スイッチ
１１ スイッチング素子
１２ 還流ダイオード
３１、３１ａ、３１ｂ 電流極性判別器
４、４１、４１ａ、４１ｂ ダイオード
５、５１、５１ａ、５１ｂ 抵抗
６ 直流電源
７ 比較電圧源
７１、７１ａ、７１ｂ 直流電源
８ 比較器
９ フォトカプラ
９１ フォトダイオード
１０、１０ａ、１０ｂ フォトカプラ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ フォトダイオード
１３１、１３２ 逆導通スイッチ
１４ 論理和回路
１５、１５１、１５２ Ｄフリップフロップ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ１と該スイッチング素子Ｓｗ１に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ１からなる逆導通スイッチにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とフォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１と直流電源Ｅ１で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ１の順方向電圧降下をＶｋ１、前記逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ１のオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、前記ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶｄ１、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ１の電圧降下をＶｒ１、前記フォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１の順方向電圧降下をＶｐｄ１とした場合に、前記直流電源Ｅ１の電圧Ｖｓ１を（Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１−Ｖｋ１）と（Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１）の間にした電流極性判別器を前記還流ダイオードＤｋ１と並列に接続し、前記フォトカプラＰ１の出力によって前記逆導通スイッチに流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【請求項２】
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ２と該スイッチング素子Ｓｗ２に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ２からなる逆導通スイッチを正極電位Ｖｓｐ、負極電位Ｖｓｎの間に２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ２と抵抗Ｒ２とフォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２と直流電源Ｅ２で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２の順方向電圧降下をＶｋ２、前記ダイオードＤ２の順方向電圧降下をＶｄ２、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ２の電圧降下をＶｒ２、前記フォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２の順方向電圧降下をＶｐｄ２とした場合に、前記直流電源Ｅ２の電圧Ｖｓ１ｎを（Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２−Ｖｋ２）と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間にした電流極性判別器を負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、前記フォトカプラＰ２の出力によって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【請求項３】
請求項２に記載の電流極性判別器を前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、正極電位Ｖｓｐ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２と負極電位Ｖｓｎ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２の出力の組み合わせによって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性および出力線に電流が流れていない状態を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【請求項１】
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ１と該スイッチング素子Ｓｗ１に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ１からなる逆導通スイッチにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とフォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１と直流電源Ｅ１で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ１の順方向電圧降下をＶｋ１、前記逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ１のオン状態の電圧降下をＶｓｗｏｎ１、前記ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶｄ１、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ１の電圧降下をＶｒ１、前記フォトカプラＰ１内のフォトダイオードＰｄ１の順方向電圧降下をＶｐｄ１とした場合に、前記直流電源Ｅ１の電圧Ｖｓ１を（Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１−Ｖｋ１）と（Ｖｓｗｏｎ１＋Ｖｄ１＋Ｖｒ１＋Ｖｐｄ１）の間にした電流極性判別器を前記還流ダイオードＤｋ１と並列に接続し、前記フォトカプラＰ１の出力によって前記逆導通スイッチに流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【請求項２】
単方向の電流をスイッチングできるスイッチング素子Ｓｗ２と該スイッチング素子Ｓｗ２に逆並列に接続された還流ダイオードＤｋ２からなる逆導通スイッチを正極電位Ｖｓｐ、負極電位Ｖｓｎの間に２個直列に接続し、該接続点に出力線が接続されたＰＷＭインバータにおいて、
直列に接続されたダイオードＤ２と抵抗Ｒ２とフォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２と直流電源Ｅ２で構成され、
前記逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２の順方向電圧降下をＶｋ２、前記ダイオードＤ２の順方向電圧降下をＶｄ２、前記フォトカプラＰ１がオン状態となる最小電流を流した時の前記抵抗Ｒ２の電圧降下をＶｒ２、前記フォトカプラＰ２内のフォトダイオードＰｄ２の順方向電圧降下をＶｐｄ２とした場合に、前記直流電源Ｅ２の電圧Ｖｓ１ｎを（Ｖｄ２＋Ｖｒ２＋Ｖｐｄ２−Ｖｋ２）と（Ｖｓｐ−Ｖｓｎ）の間にした電流極性判別器を負極電位Ｖｓｎ側の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、前記フォトカプラＰ２の出力によって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【請求項３】
請求項２に記載の電流極性判別器を前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内の還流ダイオードＤｋ２と並列に接続し、
前記ＰＷＭインバータの両方の逆導通スイッチ内のスイッチング素子Ｓｗ２がオフ状態において、正極電位Ｖｓｐ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２と負極電位Ｖｓｎ側の電流極性判別器内のフォトカプラＰ２の出力の組み合わせによって前記ＰＷＭインバータの出力線に流れる電流の極性および出力線に電流が流れていない状態を判別することを特徴とする電流極性判別器付きスイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３９０７３（Ｐ２０１２−２３９０７３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７４３７（Ｐ２０１１−１０７４３７）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００３１１５）東洋電機製造株式会社 (380)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００３１１５）東洋電機製造株式会社 (380)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]