功率转换装置的制作方法

专利名称：功率转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种功率转换装置，特别地，涉及一种使功率转换装置的输出状态可视化的方式。
背景技术：
在逆变器中，为了能够以视觉形式识别是以源型运行还是以漏型运行，已有对应于源型和漏型之间的切换而使发光元件点亮或熄灭的方法(专利文献I)。另外，还存在以下方法，S卩，与接受来自外部输入信号源的输入信号并向可编程控制器传送的光耦合器串联，对 应于该输入信号的极性而以两种显示方式中的某一种显示方式进行输入信号的显示(专利文献2 )。专利文献1:日本特开2009 - 55656号公报专利文献2:日本实开平2 - 80809号公报

发明内容
然而，在专利文献I所公开的方法中，由于发光元件与漏型/源型切换电路并联连接，因此存在无法针对逆变器的每个信号输入端子或信号输出端子分别显示通电状态的问题。在专利文献2所公开的方法中，不仅无法防止源型和漏型切换而产生的逆电流，还存在需要另外追加显示灯，使电路结构复杂化的问题。本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种功率转换装置，该功率转换装置能够抑制电路结构的复杂化，同时能够防止源型和漏型切换而产生的逆电流，并且能够针对每个信号输入端子或信号输出端子分别显示通电状态。为了解决上述课题、实现目的，本发明的功率转换装置的特征在于，具有:漏型/源型切换电路，其将来自信号输出端子的信号的输出切换为漏型或源型；单向光耦合器，其向所述信号输出端子传送信号；第I发光二极管，其以在切换为所述漏型时，在从电源电位侧经由所述单向光耦合器朝向所述信号输出端子侧的电流路径上成为正向的方式连接；以及第2发光二极管，其以在切换为所述源型时，在从所述信号输出端子侧经由所述单向光耦合器朝向公共电位侧的电流路径上成为正向的方式连接。发明的效果根据本发明，可实现以下效果，即，能够抑制电路结构的复杂化，同时能够防止源型和漏型切换而产生的逆电流，并且能够针对每个信号输入端子或信号输出端子分别显示通电状态。


图1是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式I的概略结构的框图。图2是表示图1的控制端子台6的输出侧的结构例的电路图。
图3是表示图1的控制端子台6在漏型连接时的输入侧的结构例的电路图。图4是表示图1的控制端子台6在源型连接时的输入侧的结构例的电路图。图5 Ca)是表示图1的功率转换装置2的概略结构的俯视图，图5 (b)是表示图1的功率转换装置2的概略结构的侧视图。图6 Ca)是表示图1的控制端子台6的概略结构的俯视图，图6 (b)是表示图1的控制端子台6的概略结构的侧视图。图7是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式2的控制端子台6的输出侧的结构例的电路图。
具体实施例方式下面，基于附图，对本发明所涉及的功率转换装置的实施方式详细地进行说明。另夕卜，本发明并不限定于本实施方式。实施方式1.图1是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式I的概略结构的框图。在图1中，在功率转换装置2中设有将商用频率的交流变换为直流的转换器4、以及将直流变换为期望频率的交流的逆变器5。在这里，在转换器4侧设有R相输入端子R、S相输入端子S及T相输入端子T，在逆变器5侧设有U相输出端子U、V相输出端子V及W相输出端子W。另外，在转换器4的后段连接有平滑电容器Cl。另外，在功率转换装置2中设有控制部10，其进行逆变器5的PWM控制；栅极驱动器14，其基于控制部10的指令，对逆变器5进行驱动；控制端子台6，其对控制功率转换装置2的信号和监视功率转换装置2的运行状态的信号进行输入/输出；操作面板9，其进行功率转换装置2的操作；以及备选(option)端子8。并且，转换器4经由R相输入端子R、S相输入端子S及T相输入端子T与三相电源I连接，逆变器5经由U相输出端子U、V相输出端子V及W相输出端子W与电动机3连接。并且，如果从三相电源I向转换器4输入交流，则该交流由转换器4变换为直流后输入至逆变器5。并且，在逆变器5中，通过按照控制部10的PWM控制将直流变换为交流，并将该交流向电动机3供给，从而对电动机3进行驱动。图2是表示图1的控制端子台6的输出侧的结构例的电路图。在图2中，在控制端子台6中设有电源端子Tl，其输入电源电位；公共端子T2，其输入公共电位；以及信号输出端子T3、T4，它们输出信号。另外，在图2中，示出仅设有两个信号输出端子T3、T4的例子，但信号输出端子T3、T4可以设置任意个。另外，作为从信号输出端子T3、T4输出的信号，例如可以举出频率下限限制信号、低速检测信号、指定速度达成信号、跳闸信号及过载检测信号等。另外，在控制端子台6中设有漏型/源型切换电路13、发光二极管D1、D2、D5、D6、防逆流二极管D3、D4、D7、D8以及单向光耦合器P1、P2。电源端子Tl经由整流二极管DO与控制电源11连接。公共端子T2与接地电位连接。另外，电源端子Tl经由漏型/源型切换电路13的漏型引脚(sink pin),与发光二极管D1、D5的阳极连接。公共端子T2经由漏型/源型切换电路13的源型引脚(sourcepin),与防逆流二极管D4、D8的阴极连接。发光二极管Dl、D2的阴极与单向光耦合器Pl的光敏晶体管的集电极连接。防逆流二极管D3、D4的阳极与单向光耦合器Pl的光敏晶体管的发射极连接。发光二极管D5、D6的阴极与单向光耦合器P2的光敏晶体管的集电极连接。防逆流二极管D7、D8的阳极与单向光耦合器P2的光敏晶体管的发射极连接。发光二极管D2的阳极和防逆流二极管D3的阴极经由限流电阻Rl与信号输出端子T3连接。发光二极管D6的阳极和防逆流二极管D7的阴极，经由限流电阻R2与信号输出端子T4连接。并且，在漏型时，利用漏型/源型切换电路13，使电源端子Tl和发光二极管Dl、D5的阳极连接，使公共端子T2和防逆流二极管D4、D8断开。并且，如果从控制部10向单向光耦合器Pl发送信号，则电流以电源端子Tl —漏型/源型切换电路13 —发光二极管Dl —单向光耦合器Pl —防逆流二极管D3 —限流电阻Rl —信号输出端子T3的路径流过，并从信号输出端子T3输出信号。此时，由于电流在从电源电位侧经由单向光耦合器Pl朝向信号输出端子T3侧的电流路径上正向流入发光二极管D1，因此发光二极管Dl发光，显示漏型下的信号输出端子T3的通电状态。另外，利用发光二极管D2及防逆流二极管D4，能够防止电流逆流。另外，如果从控制部10向单向光耦合器P2发送信号，则电流以电源端子Tl —漏型/源型切换电路13 —发光二极管D5 —单向光耦合器P2 —防逆流二极管D7 —限流电阻R2 —信号输出端子T4的路径流过，并从信号输出端子T4输出信号。此时，由于电流在从电源电位侧经由单向光耦合器P2朝向信号输出端子T4侧的电流路径上正向流入发光二极管D5，因此发光二极管D5发光，显示漏型下的信号输出端子T4的通电状态。另外，利用发光二极管D6及防逆流二极管D8，能够防止电流逆流。另一方面，在源型时，利用漏型/源型切换电路13，使电源端子Tl和发光二极管D1、D5的阳极断开，使公共端子T2和防逆流二极管D4、D8连接。并且，如果从控制部10向单向光耦合器Pl发送信号，则电流以信号输出端子T3 —限流电阻Rl —发光二极管D2 —单向光耦合器Pl —防逆流二极管D4 —漏型/源型切换电路13 —公共端子T2的路径流过，并从信号输出端子T3输出信号。此时，由于电流在从信号输出端子T3侧经由单向光耦合器Pl朝向公共电位侧的电流路径上正向流动，因此发光二极管D2发光，显示源型下的信号输出端子T3的通电状态。另外，利用发光二极管Dl及防逆流二极管D3，能够防止电流逆流。另外，如果从控制部10向单向光耦合器P2发送信号，则电流以信号输出端子T4 —限流电阻R2 —发光二极管D6 —单向光耦合器P2 —防逆流二极管D8 —漏型/源型切换电路13 —公共端子T2的路径流过，并从信号输出端子T4输出信号。此时，由于电流在从信号输出端子T4侧经由单向光耦合器P2朝向公共电位侧的电流路径上正向流动，因此发光二极管D6发光，显示源型下的信号输出端子T4的通电状态。另外，利用发光二极管D5及防逆流二极管D7，能够防止电流逆流。由此，能够利用发光二极管D1、D2、D5、D6，针对每个信号输出端子T3、T4分别显示通电状态，并且，能够防止源型和漏型切换所产生的逆电流。因此，无需为了针对信号输出端子T3、Τ4分别显示通电状态而另外追加显示灯，能够抑制电路结构的复杂化，并且抑制成本提闻。另外，无需为了针对每个信号输出端子Τ3、Τ4分别显示通电状态而利用控制部10对信号输出端子Τ3、Τ4的通电状态进行监视，无需利用控制部10进行显示控制，因此安全性提闻。另外，发光二极管Dl、D2、D5、D6也可以对应于漏型及源型而使发光颜色彼此不同。例如，可以使发光二极管Dl、D5的发光颜色为红色,使发光二极管D2、D6的发光颜色为绿色。另外，在图2的例子中，对于将发光二极管Dl、D2、D5、D6兼作防逆流二极管的方法进行了说明，防逆流二极管D3、D4、D7、D8也可以使用发光二极管。图3是表示图1的控制端子台6在漏型连接时的输入侧的结构例的电路图。在图3中，在控制端子台6上设有电源端子Tl，其输入电源电位；公共端子T2，其输入公共电位；以及信号输入端子T5、T6，它们输入信号。另外，在图3中，示出仅设有两个信号输入端子Τ5、Τ6的例子，但信号输入端子Τ5、Τ6可以设置任意个。另外，作为输入至信号输入端子Τ5、Τ6的信号，例如可以举出正转/反转运行指令、运行准备指令、多级速度指令、直流制动指令以及复位指令等。另外，在控制端子台6上设有漏型/源型切换电路13、发光二极管D11、D12、D15、D16、防逆流二极管D13、D14、D17、D18及单向光耦合器P3、P4。电源端子Tl经由漏型/源型切换电路13的漏型引脚，与发光二极管Dll、D15的阳极连接。公共端子T2经由漏型/源型切换电路13的源型引脚，与防逆流二极管D14、D18的阴极连接。发光二极管Dll、D12的阴极与单向光耦合器P3的发光二极管的阳极连接。防逆流二极管D13、D14的阳极与单向光耦合器P3的发光二极管的阴极连接。发光二极管D15、D16的阴极与单向光耦合器P4的发光二极管的阳极连接。防逆流二极管D17、D18的阳极与单向光耦合器P4的发光二极管的阴极连接。发光二极管D12的阳极和防逆流二极管D13的阴极，经由限流电阻R3与信号输入端子T5连接。发光二极管D16的阳极和防逆流二极管D17的阴极，经由限流电阻R4与信号输入端子T6连接。另外，在可编程控制器12中设有电阻RH、晶体管Mll及单向光耦合器PU。并且，单向光耦合器Pll的光敏晶体管的集电极与外部端子Tll连接，单向光耦合器Pll的光敏晶体管的发射极，经由电阻Rll与晶体管Mll的基极连接。另外，晶体管Mll的集电极与外部端子T13连接，晶体管Mll的发射极与外部端子T12连接。在外部端子TH、T12之间连接有外部电源15，例如，可以向外部端子Tll施加DC24V，向外部端子T12施加0V。并且，在漏型下，利用漏型/源型切换电路13，使电源端子Tl和发光二极管D11、D15的阳极连接，使公共端子T2和防逆流二极管D14、D18断开。另外，在向信号输入端子T5输入信号的情况下，外部端子Tll与电源端子Tl连接，外部端子T13与信号输入端子T5连接。并且，如果向单向光耦合器Pll发送信号，则晶体管Mll接通，经由外部端子T13向信号输入端子T5输入信号。如果信号被输入至信号输入端子T5,则电流以电源端子Tl —漏型/源型切换电路13—发光二极管D11—单向光耦合器Ρ3—防逆流二极管D13—限流电阻R3 —信号输入端子Τ5的路径流过。此时，由于电流在从电源电位侧经由单向光耦合器Ρ3朝向信号输入端子Τ5侧的电流路径上正向流入发光二极管D11，因此发光二极管Dll发光，显示漏型下的信号输入端子Τ5的通电状态。另外，利用发光二极管D12及防逆流二极管D14，能够防止电流逆流。另外，如果信号被输入至信号输入端子Τ6，则电流以电源端子Tl —漏型/源型切换电路13 —发光二极管D15 —单向光耦合器Ρ4 —防逆流二极管D17 —限流电阻R4 —信号输入端子Τ6的路径流过。此时，由于电流在从电源电位侧经由单向光I禹合器Ρ4朝向信号输入端子Τ6侧的电流路径上正向流入发光二极管D15，因此，发光二极管D15发光，显示漏型下的信号输入端子Τ6的通电状态。另外，利用发光二极管D16及防逆流二极管D18，能够防止电流逆流。图4是表示图1的控制端子台6在源型连接时的输入侧的结构例的电路图。在图4中，在可编程控制器12中设有电阻R12、晶体管Μ12及单向光耦合器Ρ12。并且，单向光耦合器Ρ12的光敏晶体管的发射极与外部端子Τ22连接，单向光耦合器Ρ12的光敏晶体管的集电极，经由电阻R12与晶体管Μ12的基极连接。另外，晶体管Μ12的集电极与外部端子Τ23连接，晶体管Μ12的发射极与外部端子Τ22连接。在外部端子Τ21、Τ22之间连接有外部电源15，例如，可以向外部端子Τ12施加DC24V，向外部端子Τ22施加0V。并且，在源型下，利用漏型/源型切换电路13，使电源端子Tl和发光二极管D11、D15的阳极断开，使公共端子Τ2和防逆流二极管D14、D18连接。另外，在向信号输入端子Τ5输入信号的情况下，公共端子Τ2与外部端子Τ22连接，信号输入端子Τ5与外部端子Τ23连接。并且，如果向单向光耦合器Ρ12发送信号，则晶体管Μ12接通，经由外部端子Τ23向信号输入端子Τ5输入信号。如果信号被输入至信号输入端子Τ5,则电流以信号输入端子Τ5 —限流电阻R3 —发光二极管D12 —单向光耦合器Ρ3 —防逆流二极管D14 —漏型/源型切换电路13 —公共端子Τ2的路径流过。此时，由于电流在从信号输入端子Τ5侧经由单向光f禹合器Ρ3朝向公共电位侧的电流路径上正向流入发光二极管D12，因此发光二极管D12发光，显示源型下的信号输入端子Τ5的通电状态。另外，利用发光二极管Dll及防逆流二极管D13，能够防止电流逆流。另外，如果向信号输入端子Τ6输入信号，则电流以信号输入端子Τ6 —限流电阻R4 —发光二极管D16 —单向光耦合器Ρ4 —防逆流二极管D18 —漏型/源型切换电路13 —公共端子Τ2的路径流过。此时，由于电流在从信号输入端子Τ6侧经由单向光耦合器Ρ4流向公共电位侧的电流路径上正向流入发光二极管D16，因此发光二极管D16发光，显示源型下的信号输入端子Τ6的通电状态。另外，利用发光二极管D15及防逆流二极管D17，能够防止电流逆流。由此，利用发光二极管D11、D12、D15、D16，能够针对各信号输入端子T5、T6分别显示通电状态，并且能够防止源型和漏型切换而产生的逆电流。因此，无需为了针对每个信号输入端子Τ5、Τ6分别显示通电状态而另外追加显示灯，能够抑制电路结构的复杂化，并且抑制成本升高。另外，无需为了针对每个信号输入端子T5、T6分别显示通电状态而利用控制部10监视信号输入端子Τ5、Τ6的通电状态，无需利用控制部10进行显示控制，因此能够提高安全性。另外，发光二极管D11、D12、D15、D16可以对应于漏型及源型而使发光颜色彼此不同。例如，可以使发光二极管Dll、D15的发光颜色为红色,使发光二极管D12、D16的发光颜色为绿色。图5 Ca)是表示图1的功率转换装置2的概略结构的俯视图，图5 (b)是表示图1的功率转换装置2的概略结构的侧视图。在图5中，半导体模块21安装在主电路基板25上，经由模块引脚23与主电路基板25电连接。另外，能够在半导体模块21上搭载构成图1的转换器4及逆变器5的半导体芯片。并且，在半导体模块21的背面配置有散热器22，该散热器22释放半导体模块21产生的热量。另外，从半导体模块21的正面侧将模块引脚23引出。另外，在主电路基板25上安装有平滑电容器Cl及主电路端子台26。另外，能够在主电路端子台26上设置图1的R相输入端子R、S相输入端子S、T相输入端子T、U相输出端子U、V相输出端子V及W相输出端子W。另外，在主电路基板25上设有控制端子台基板31及控制基板33。并且，控制端子台基板31和控制基板33经由连接器32、34彼此连接。另外，在控制端子台基板31上安装有控制端子台主体16及发光二极管D11、D12、D15、D16。上述的控制端子台基板31及控制端子台主体16能够构成图1的控制端子台6。在控制基板33上安装有微型计算机35。上述的控制基板33及微型计算机35能够构成图1的控制部10。并且，控制基板33经由电缆36与主电路基板25电连接。另外，在控制基板33上配置有操作面板9。此外，该操作面板9能够向控制部10发送功率转换装置2的各种操作指令，或显示从控制部10发送来的运行信息。另外，操作面板9构成为，可相对于控制基板33自由拆装。图6 Ca)是表示图1的控制端子台6的概略结构的俯视图，图6 (b)是表示图1的控制端子台6的概略结构的侧视图。在图6中，在控制端子台主体16上设有图2的电源端子Tl、公共端子T2、信号输出端子T3、T4以及图3的信号输入端子Τ5、Τ6。并且，控制信号线38利用螺钉37固定在控制端子台主体16的电源端子Tl、公共端子Τ2、信号输出端子Τ3、Τ4以及图3的信号输入端子Τ5、Τ6处。另外，发光二极管D11、D12与控制端子台主体16的信号输入端子Τ5相邻配置，发光二极管D15、D16与控制端子台主体16的信号输入端子Τ6相邻配置。由此，通过对发光二极管Dl1、D12、D15、D16的发光状态进行确认，从而能够容易地判别出信号输入端子Τ5、Τ6中的哪一个处于通电状态，提高各信号输入端子Τ5、Τ6的通电状态的视觉识别性。另外，通过将发光二极管D11、D12、D15、D16安装在控制端子台基板31上，即使在操作面板9被拆下的情况下，也能够确认信号输入端子T5、T6的通电状态，能够提高安全性。实施方式2.
图7是表示本发明所涉及的功率转换装置的实施方式2的控制端子台6的输出侧的结构例的电路图。在图7中，该控制端子台6的电路结构与图2的控制端子台6的电路结构相同。但是，在图7的控制端子台6中，通过将发光二极管Dl、D2收容在一个封装部Kl中，从而进行一体封装。另外，通过将发光二极管D5、D6收容在一个封装部K2中，从而进行
一体封装。由此，与将发光二极管Dl、D2、D5、D6分别进行封装的方法相比，能够降低发光二极管D1、D2、D5、D6的单价，能够实现成本降低。工业实用性如上所述，本发明所涉及的功率转换装置，适合用在以下方法中，S卩，能够抑制电路结构的复杂化，且能够防止源型和漏型切换而产生的逆电流，并且能够针对各信号输入端子或信号输出端子分别显示通电状态，使功率转换装置的控制端子台的端子通电状态可视化的方法。标号的说明I 三相电源2 功率转换装置3 电动机4 转换器5 逆变器6 控制端子台8 备选端子9 操作面板10控制部Cl平滑电容器RR相输入端子SS相输入端子TT相输入端子UU相输出端子VV相输出端子Wff相输出端子11控制电源12可编程控制器13漏型/源型切换电路14栅极驱动器15外部电源16控制端子台主体Tl电源端子T2公共端子T3、T4信号输出端子Τ5、Τ6信号输入端子
Tll 至 T13、T21 至 T23 外部端子DO整流二极管D1、D2、D5、D6、D11、D12、D15、D16 发光二极管D3、D4、D7、D8、D13、D14、D17、D18 防逆流二极管Pl至P4、P11、P12单向光耦合器Rl至R4限流电阻R1UR12 电阻Ml1、Ml2 晶体管21半导体模块22散热器23模块引脚25主电路基板26主电路端子台31控制端子台基板32,34 连接器33控制基板35微型计算机36 电缆37 螺钉38控制信号线K1、K2 封装部
权利要求
1.一种功率转换装置，其特征在于，具有: 漏型/源型切换电路，其将来自信号输出端子的信号的输出切换为漏型或源型； 单向光耦合器，其向所述信号输出端子传送信号； 第I发光二极管，其以在切换为所述漏型时，在从电源电位侧经由所述单向光耦合器朝向所述信号输出端子侧的电流路径上成为正向的方式连接；以及 第2发光二极管，其以在切换为所述源型时，在从所述信号输出端子侧经由所述单向光耦合器朝向公共电位侧的电流路径上成为正向的方式连接。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 对所述第I发光二极管和所述第2发光二极管进行一体封装。
3.根据权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第I发光二极管和所述第2发光二极管的发光颜色彼此不同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第I发光二极管和所述第2发光二极管安装在控制端子台上，并与所述控制端子台的信号输出端子相邻配置。
5.—种功率转换装置，其特征在于，具有: 漏型/源型切换电路，其将来自信号输入端子的信号的输入切换为漏型或源型； 单向光耦合器，其传送来自所述信号输入端子的信号； 第I发光二极管，其以在切换为所述漏型时，在从电源电位侧经由所述单向光耦合器朝向所述信号输入端子侧的电流路径上成为正向的方式连接；以及 第2发光二极管，其以在切换为所述源型时，在从所述信号输入端子侧经由所述单向光耦合器朝向公共电位侧的电流路径上成为正向的方式连接。
6.根据权利要求5所述的功率转换装置，其特征在于， 对所述第I发光二极管和所述第2发光二极管进行一体封装。
7.根据权利要求5或6所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第I发光二极管和所述第2发光二极管的发光颜色彼此不同。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第I发光二极管和所述第2发光二极管安装在控制端子台上，并与所述控制端子台的信号输入端子相邻配置。
全文摘要
设置有发光二极管(D1)，其以在切换为漏型时，在从电源电位侧经由单向光耦合器(P1)朝向信号输出端子(T3)侧的电流路径上成为正向的方式连接；以及发光二极管(D2)，其以在切换为源型时，在从信号输出端子(T3)侧经由单向光耦合器(P1)朝向公共电位侧的电流路径上成为正向的方式连接。
文档编号H02M1/08GK103081330SQ20108006872
公开日2013年5月1日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者田中哲夫 申请人:三菱电机株式会社