[发明专利]逆变器装置

说明书

技术领域

本发明涉及使截断半导体开关元件的驱动信号的功能冗余化的逆变器装置。

背景技术

欧洲标准“EN954-1”(ISO13849-1)被认为是机械装置的基本安全标准。对于如表1所示的欧洲标准“EN954-1”，对机械装置要求的安全要求事项以及与这些要求事项相对应的系统性能按照类别进行分类。

例如，除了类别“1”的要求之外，表1的类别“3”还规定：设计应该提供冗余以便安全功能不会由于单一故障而受损。

表1

  类别  要求(简述)  系统性能  B  机械控制系统的安全相关部件和/或它们的  保护设备以及它们的组件应该根据相关的  标准设计、构建、选择、组装和组合使得它  们可以承受住预期的影响。应该应用基本安  全原则。  当故障发生时，可能会导致安全功  能的损失。  1  类别B的要求适用，还使用经试验证明有用  的安全组件和安全原则。  如针对类别B所述，但是安全相关  功能具有更高的安全相关可靠性  (可靠性越高，故障发生的可能性  越小)。  2  类别B的要求和使用经试验证明有用的安全  原则适用。机器控制系统应该在机器启动时  检查安全功能并周期性地检查安全功能。如  果检测到故障，应该启动安全状态，或者如  果不能启动安全状态，则应该给出警报。  通过检查来检测安全功能的损失。  故障的发生可能会导致检测间隔之  间的安全功能的损失。  3  类别B的要求和使用经试验证明有用的安全  原则适用。系统应该被设计成使得该系统的  任何一个部分中的单一故障不会导致安全  功能的损失。在可行的情况下，应该检测单  一故障。  当单一故障发生时，始终执行安全  功能。将检测出一些但不是所有故  障。未检测出的故障的累积可能会  导致安全功能的损失。  4  类别B的要求和使用经试验证明有用的安全  原则适用。系统应该被设计成使得该系统的  任何一个部分中的单一故障不会导致安全  功能的损失。在下一次要求安全功能时或之  前检测单一故障。如果无法进行该检测，则  故障的累积不应导致安全功能的损失。  当故障发生时，始终执行安全功能。  将及时检测出故障以防止安全功能  的损失。

图4至6示出为了符合类别“3”而冗余地设计的逆变器装置的现有技术。

在图4中所示的第一现有技术中，100A是逆变器装置，200是作为负载的电动机。逆变器装置100A包括控制单元110A和驱动单元(电源单元)120A。

产生IGBT门信号的CPU 111和第一截断电路112布置在控制单元110A上，第二截断电路121、驱动光电耦合器122以及IGBT桥接电路123布置在驱动单元120A上。IGBT桥接电路123是由六个桥接的IGBT形成的三相桥接电路，三相的输出端子连接到电动机200。