特許 7588644 スイッチング素子の短絡検出方法、インバータ装置及び手乾燥装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】スイッチング素子の短絡検出方法、インバータ装置及び手乾燥装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022531228

(86)(22)【出願日】2020-06-19

(86)【国際出願番号】 JP2020024210

(87)【国際公開番号】W WO2021255928

(87)【国際公開日】2021-12-23

【審査請求日】2022-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】藤村 達也

(72)【発明者】

【氏名】福田 勇輝

【審査官】白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】特許第３３９７６２０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平１１－１２２９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４３７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２２０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４４５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２～７／９８

Ｈ０２Ｍ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源の正極側に接続された上アームのスイッチング素子と前記直流電源の負極側に接続された下アームのスイッチング素子とが直列に接続されたレグをｎ個備え（ｎは２以上の整数）、ｎ個の前記レグが直流電源に対して互いに並列に接続されるインバータ回路と、複数の前記スイッチング素子のそれぞれを駆動する駆動回路と、それぞれが前記上アームのスイッチング素子の前記駆動回路の駆動用電源として使用され、当該上アームのスイッチング素子と同じレグの下アームのスイッチング素子をオンさせることで充電されるコンデンサと、を備えたインバータ装置に適用されるスイッチング素子の短絡検出方法であって、
任意１つの第１のレグの下アームのスイッチング素子を前記下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、前記第１のレグの短絡有無を確認する第１の確認ステップと、
前記第１のレグの短絡が確認されない場合、前記第１のレグとは異なる相のレグである第２のレグの短絡有無を確認する際に、短絡が無いことを前回確認したレグの下アームのスイッチング素子をオンにし、前記第２のレグの下アームのスイッチング素子を前記第２のレグの下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンする処理を、ｎが２の場合には１回実施し、ｎが３以上の場合には前記第２のレグの相を変更しながらｎ－１回実施する第２の確認ステップと、
前記第２の確認ステップを実施した後に、短絡の確認を最後に終えたレグの下アームのスイッチング素子をオンにして全ての前記コンデンサの充電完了を確認する第３の確認ステップと、
全てのレグの前記下アームのスイッチング素子をオフにし、任意１つの上アームのスイッチング素子を前記上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、前記上アームのスイッチング素子を含むレグの短絡有無を確認する第４の確認ステップと、
を含み、
前記第１から第４の確認ステップを前記インバータ装置によって負荷を駆動する前に実施する
ことを特徴とするスイッチング素子の短絡検出方法。

【請求項2】

複数の前記スイッチング素子のうちの何れかの短絡故障を検出したとき、全ての前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング素子の短絡検出方法。

【請求項3】

前記インバータ装置が搭載され、請求項１又は２に記載のスイッチング素子の短絡検出方法を適用して前記インバータ装置を動作させることを特徴とする手乾燥装置。

【請求項4】

直流電源の正極側に接続された上アームのスイッチング素子と前記直流電源の負極側に接続された下アームのスイッチング素子とが直列に接続されたレグをｎ個備え（ｎは２以上の整数）、ｎ個の前記レグが直流電源に対して互いに並列に接続されるインバータ回路と、
複数の前記スイッチング素子のそれぞれを駆動する駆動回路と、
それぞれが前記上アームのスイッチング素子の前記駆動回路の駆動用電源として使用され、当該上アームのスイッチング素子と同じレグの下アームのスイッチング素子をオンさせることで充電されるコンデンサと、
前記インバータ回路の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、任意１つの第１のレグの下アームのスイッチング素子を前記下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、前記第１のレグの短絡有無を確認し、前記第１のレグの短絡が確認されない場合、前記第１のレグとは異なる相のレグである第２のレグの短絡有無を確認する際に、短絡が無いことを前回確認したレグの下アームのスイッチング素子をオンにし、前記第２のレグの下アームのスイッチング素子を前記第２のレグの下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンする処理を、ｎが２の場合には１回実施し、ｎが３以上の場合には前記第２のレグの相を変更しながらｎ－１回実施した後に、短絡の確認を最後に終えたレグの下アームのスイッチング素子をオンにして全ての前記コンデンサの充電完了を確認し、全ての前記コンデンサの充電が完了した後、全てのレグの下アームのスイッチング素子をオフにし、任意１つの上アームのスイッチング素子を前記上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、前記上アームのスイッチング素子を含むレグの短絡有無を確認することを特徴とするインバータ装置。

【請求項5】

請求項４に記載のインバータ装置を搭載した手乾燥装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インバータ装置、インバータ装置に具備されるスイッチング素子の短絡検出方法、及びインバータ装置を搭載した手乾燥装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インバータ装置は、駆動素子であるスイッチング素子を有する。インバータ装置は、スイッチング素子をパルス幅変調制御することにより、直流入力を交流出力に変換する電力変換装置である。

【0003】

この種のインバータ装置では、２つのスイッチング素子が互いに直列接続されて１相分のレグを構成し、直列接続された少なくとも２つのレグが互いに並列に接続されてブリッジ回路を構成している。ブリッジ回路の両端には、直流電源が接続される。直列に接続されたスイッチング素子群のうち、直流電源の正極側に接続されるスイッチング素子は「上アームのスイッチング素子」又は単に「上アーム」と呼ばれ、直流電源の負極側に接続されるスイッチング素子は「下アームのスイッチング素子」又は単に「下アーム」と呼ばれる。

【0004】

上アーム又は下アームのスイッチング素子の何れかが短絡故障している場合、故障していないスイッチング素子をオン動作させるとアーム短絡となり、これらの２つのスイッチング素子を含む回路に大電流が流れてしまう。このため、下記特許文献１に示されるように、一般的なインバータ装置では、過電流保護回路が搭載される。

【0005】

特許文献１に示されるインバータ装置では、上アームのスイッチング素子の駆動用電源は、下アームのスイッチング素子をオンさせて充電するように構成されている。この構成の場合、上アームのスイッチング素子が短絡故障しているとアーム短絡となる。このアーム短絡を回避するため、特許文献１では、まず、それぞれの相の下アームのスイッチング素子を順に短時間オンし、過電流保護回路で短絡故障の有無を確認する。そして、短絡故障がないと判定された場合に、上アームのスイッチング素子の駆動用電源を充電するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第３３９７６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の方法では、上アームのスイッチング素子の短絡故障は検出できても、下アームのスイッチング素子の短絡故障は検出できないという課題がある。また、特許文献１のように、過電流保護回路でスイッチング素子をオフする方法では、スイッチング素子の負荷短絡耐量によっては、スイッチング素子をオフする前にスイッチング素子が故障してしまうおそれがある。

【0008】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、上アーム及び下アームのスイッチング素子の短絡故障を確実に検出することができるスイッチング素子の短絡検出方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示に係るスイッチング素子の短絡検出方法は、インバータ回路、駆動回路、及び上アームのスイッチング素子の駆動回路の駆動用電源として使用され、当該上アームのスイッチング素子と同じレグの下アームのスイッチング素子をオンさせることで充電されるコンデンサを備えたインバータ装置に適用可能である。インバータ回路は、直流電源の正極側に接続された上アームのスイッチング素子と直流電源の負極側に接続された下アームのスイッチング素子とが直列に接続されたレグをｎ個備える（ｎは２以上の整数）。ｎ個のレグは、直流電源に対して互いに並列に接続される。駆動回路は、複数のスイッチング素子のそれぞれを駆動する。同方法は、任意１つの第１のレグの下アームのスイッチング素子を当該下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、第１のレグの短絡有無を確認する第１の確認ステップと、第１のレグの短絡が確認されない場合、第１のレグとは異なる相のレグである第２のレグの短絡有無を確認する際に、短絡が無いことを前回確認したレグの下アームのスイッチング素子をオンにし、第２のレグの下アームのスイッチング素子を当該第２のレグの下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンする処理を、ｎが２の場合には１回実施し、ｎが３以上の場合には第２のレグの相を変更しながらｎ－１回実施する第２の確認ステップと、第２の確認ステップを実施した後に、短絡の確認を最後に終えたレグの下アームのスイッチング素子をオンにして全てのコンデンサの充電完了を確認する第３の確認ステップと、全てのレグの下アームのスイッチング素子をオフにし、任意１つの上アームのスイッチング素子を当該上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、上アームのスイッチング素子を含むレグの短絡有無を確認する第４の確認ステップとを含み、第１から第４の確認ステップをインバータ装置によって負荷を駆動する前に実施する。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係るスイッチング素子の短絡検出方法によれば、上アーム及び下アームのスイッチング素子の短絡故障を確実に検出することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係るインバータ装置の構成例を示す回路図

【図2】実施の形態に係るインバータ装置の動作説明に供するフローチャート

【図3】実施の形態に係るインバータ装置の動作説明に供するタイムチャート

【図4】実施の形態に係るインバータ装置が搭載される手乾燥装置の構成例を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係るスイッチング素子の短絡検出方法、インバータ装置及び手乾燥装置について詳細に説明する。

【0013】

実施の形態．
図１は、実施の形態に係るインバータ装置６０の構成例を示す回路図である。インバータ装置６０は、図１に示すように、直流電源１から供給される電力を負荷であるモータ３０への交流電力に変換して、モータ３０に供給する電力変換装置である。インバータ装置６０は、下アーム駆動用電源２と、インバータ回路５０と、駆動回路９～１４と、コンデンサ１５～１７と、ダイオード１８～２０と、制御部２１と、電流検知回路２２とを備える。なお、直流電源１は、インバータ装置６０に含まれていてもよい。

【0014】

次に、インバータ回路５０の構成について説明する。インバータ回路５０は、スイッチング素子３～８を備える。上アームのスイッチング素子３～５は直流電源１の正極側に接続され、下アームのスイッチング素子６～８は直流電源１の負極側に接続される。スイッチング素子３とスイッチング素子６は、直列に接続されてレグ４０を構成する。スイッチング素子４とスイッチング素子７は、直列に接続されてレグ４１を構成する。スイッチング素子５とスイッチング素子８は、直列に接続されてレグ４２を構成する。レグ４０～４２は、直流電源１に対して互いに並列に接続される。

【0015】

図１に示すモータ３０は、三相モータである。モータ３０における図示しない各相巻線は、レグ４０～４２のそれぞれから引き出された配線４４に接続される。なお、モータ３０は単相モータであってもよい。モータ３０が単相モータである場合、インバータ回路５０は、２つのレグで動作可能である。また、モータ３０は多相モータであってもよい。モータ３０が多相モータである場合、インバータ回路５０は、多相モータに対応した数のレグを備えるように構成される。

【0016】

コンデンサ１５～１７は、上アームのスイッチング素子３～５の駆動用電源として使用される。コンデンサ１５は、ダイオード１８を介して下アーム駆動用電源２に接続されている。コンデンサ１６，１７も同様であり、コンデンサ１６はダイオード１９を介して下アーム駆動用電源２に接続され、コンデンサ１７はダイオード２０を介して下アーム駆動用電源２に接続されている。

【0017】

駆動回路９～１１は、それぞれ上アームのスイッチング素子３～５の駆動回路である。駆動回路９にはコンデンサ１５の電圧が印加され、当該電圧を使用してスイッチング素子３を駆動する。駆動回路１０，１１も同様の構成であり、駆動回路１０はコンデンサ１６から印加される電圧を使用してスイッチング素子４を駆動する。また、駆動回路１１はコンデンサ１７から印加される電圧を使用してスイッチング素子５を駆動する。

【0018】

駆動回路１２～１４は、それぞれ下アームのスイッチング素子６～８の駆動回路である。駆動回路１２～１４のそれぞれには、下アーム駆動用電源２の電圧が印加される。駆動回路１２～１４のそれぞれは、下アーム駆動用電源２から印加される電圧を使用してスイッチング素子６～８を駆動する。

【0019】

電流検知回路２２は、レグ４０～４２の接続点と直流電源１の負極側との間に接続される。電流検知回路２２は、直流電源１の電流、即ち直流電源１に流出入する電流を検出する。

【0020】

制御部２１は、プロセッサ２３と、メモリ２４とを備える。制御部２１は、駆動回路９～１４及び電流検知回路２２に接続されている。プロセッサ２３は、下述する制御部２１の機能を実行する処理部である。メモリ２４には、プロセッサ２３によって読みとられるプログラムが保存される。メモリ２４は、プロセッサ２３が演算処理を行う際の作業領域としても使用される。なお、プロセッサ２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイコン、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などと称されるものであってもよい。また、メモリ２４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリが一般的である。

【0021】

次に、実施の形態に係る実施の形態に係るインバータ装置６０の動作について、図１から図３の図面を参照して説明する。図２は、実施の形態に係るインバータ装置６０の動作説明に供するフローチャートである。図３は、実施の形態に係るインバータ装置６０の動作説明に供するタイムチャートである。なお、図２では、駆動回路９～１４のそれぞれに動作信号を出力することを、それぞれ「Ｕ上出力」、「Ｖ上出力」、「Ｗ上出力」、「Ｕ下出力」、「Ｖ下出力」及び「Ｗ下出力」と表記している。また、図３では、駆動回路９～１４への動作信号をそれぞれ「Ｕ上」、「Ｖ上」、「Ｗ上」、「Ｕ下」、「Ｖ下」及び「Ｗ下」と表記している。

【0022】

まず、ステップＳ１１において、制御部２１は、駆動回路１２を介して下アームのスイッチング素子６を短時間オンする。オン時間は、下アームのスイッチング素子６の負荷短絡耐量より十分短く、且つアーム短絡した場合に電流検知回路２２にて電流が検出可能な時間をあらかじめプロセッサ２３に設定しておく。オン時間の例は、各スイッチング素子の負荷短絡耐量の５０％程度である。

【0023】

スイッチング素子６をオンすると、コンデンサ１５の負側の電位は、直流電源１の負側の電位とほぼ同電位となる。このとき、コンデンサ１５には下アーム駆動用電源２からダイオード１８を介して充電電流が流れる。これにより、コンデンサ１５は、下アーム駆動用電源２とほぼ同電位に充電される。その後、下アームのスイッチング素子６をオフしてもダイオード１８により下アーム駆動用電源２へ電流が流れることはなく、コンデンサ１５の電荷は保持される。なお、下アームのスイッチング素子６がオンしているとき、コンデンサ１６，１７の負側の電位もモータ３０を介して電気的に接続されているので、直流電源１の負側の電位に近づく。コンデンサ１６，１７の充電はモータ３０を介するので、コンデンサ１５の充電速度よりも遅くなるが、充電電圧はコンデンサ１５と同一又は同等になる。

【0024】

次のステップＳ１２において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、下アームのスイッチング素子６を含むレグ４０におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１３に移行する。

【0025】

ステップＳ１３において、制御部２１は、駆動回路１２を介して下アームのスイッチング素子６をオンすると共に、ステップＳ１１と同様に駆動回路１３を介して下アームのスイッチング素子７を短時間オンする。ここで、上下アームのスイッチング素子３，６を具備するレグ４０は、ステップＳ１２において、下アームのスイッチング素子６をオンしてもアーム短絡しないことが既に確認できている。このため、制御部２１は、コンデンサ１５～１７の充電が完了するまでの間、スイッチング素子６のオンを継続させる。

【0026】

次のステップＳ１４において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、下アームのスイッチング素子７を含むレグ４１におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１５に移行する。

【0027】

ステップＳ１５において、制御部２１は、駆動回路１３を介して下アームのスイッチング素子７をオンすると共に、駆動回路１４を介して下アームのスイッチング素子８を短時間オンする。ここで、上下アームのスイッチング素子４，７を具備するレグ４１は、ステップＳ１４において、下アームのスイッチング素子７をオンしてもアーム短絡しないことが既に確認できている。このため、制御部２１は、コンデンサ１５～１７の充電が完了するまでの間、下アームのスイッチング素子７のオンを継続させる。つまり、下アームのスイッチング素子６，７は、コンデンサ１５～１７の充電が完了するまでオンを継続する。

【0028】

次のステップＳ１６において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、下アームのスイッチング素子８を含むレグ４２におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ１６，Ｎｏ）、ステップＳ１７に移行する。

【0029】

ステップＳ１６までの処理により、各レグにおける下アームのスイッチング素子６～８をオンしてもアーム短絡しないこと、即ち上アームのスイッチング素子３～５が短絡故障していないことが確認できている。また、下アームのスイッチング素子６を含むレグ４０と、下アームのスイッチング素子７を含むレグ４１とがアーム短絡していないことを確認して以降、下アームのスイッチング素子６，７は、常時オンに制御されている。これにより、コンデンサ１５，１６の充電は当然行われており、コンデンサ１７の充電もモータ３０を介して行われている。

【0030】

次のステップＳ１７において、制御部２１は、駆動回路１４を介して下アームのスイッチング素子８をオンする。これにより、下アームのスイッチング素子６～８は、全てオン状態となる。

【0031】

次のステップＳ１８において、制御部２１は、コンデンサ１５～１７の充電が完了したか否かを判断する。コンデンサ１５～１７の充電が完了していなければ（ステップＳ１８，Ｎｏ）、ステップＳ１８の判定処理を適宜繰り返す。コンデンサ１５～１７の充電が完了していれば（ステップＳ１８，Ｙｅｓ）、ステップＳ１９に移行する。なお、充電完了までの時間は、コンデンサ１５～１７の容量、モータ３０におけるモータ定数などに基づいて予め決定しておき、メモリ２４に記憶しておく。制御部２１は、設定した時間の経過をもって充電完了と判断する。

【0032】

次のステップＳ１９において、制御部２１は、下アームのスイッチング素子６～８を全てオフし、駆動回路９を介して上アームのスイッチング素子３を短時間オンする。短時間の意味は、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５と同じである。

【0033】

次のステップＳ２０において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、上アームのスイッチング素子３を含むレグ４０におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ２０，Ｎｏ）、ステップＳ２１に移行する。

【0034】

ステップＳ２１において、制御部２１は、駆動回路１０を介して上アームのスイッチング素子４を短時間オンする。

【0035】

次のステップＳ２２において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、上アームのスイッチング素子４を含むレグ４１におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ２２，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ２２，Ｎｏ）、ステップＳ２３に移行する。

【0036】

ステップＳ２３において、制御部２１は、駆動回路１１を介して上アームのスイッチング素子５を短時間オンする。

【0037】

次のステップＳ２４において、制御部２１は、電流検知回路２２の電流検知信号に基づいて、上アームのスイッチング素子５を含むレグ４２におけるアーム短絡の有無を判断する。アーム短絡と判断した場合（ステップＳ２４，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０に移行して全ての出力を停止する。アーム短絡ではないと判断した場合（ステップＳ２４，Ｎｏ）、図２の処理フローを終了する。

【0038】

ステップＳ２４において、アーム短絡ではないと判断された場合、スイッチング素子３～８に短絡故障がないことが分かる。また、ステップＳ１８の判定により、コンデンサ１５～１７の充電完了が確認できているので、インバータ装置６０は動作可能な状態となる。

【0039】

上記の動作をタイミングチャートで示したものが図３である。図３には、上段側から順に駆動回路９～１４への動作信号が示されている。駆動回路９～１４への動作信号は、スイッチング素子３～８の状態を表している。

【0040】

なお、図２及び図３の例では、下アームのスイッチング素子６～８をこの順でオンし、コンデンサ１５～１７の充電完了後に、上アームのスイッチング素子３～５をこの順でオンするようにしているが、これに限定されない。各スイッチング素子をオンする順序は、任意に変更してもよい。

【0041】

また、実施の形態では、故障箇所を特定するために下アームのスイッチング素子６～８及び上アームのスイッチング素子３～５のそれぞれを、順にオンするようにしているが、これに限定されない。故障箇所の特定が不要であれば、下アームのスイッチング素子６～８のうちの２つ又は３つを同時に短時間オンしてアーム短絡の有無を確認してもよい。同様に、故障箇所の特定が不要であれば、上アームのスイッチング素子３～５のうちの２つ又は３つを同時に短時間オンしてアーム短絡の有無を確認してもよい。このように動作させることで、インバータ装置６０が動作可能になるまでの時間を更に短くすることができる。

【0042】

以上説明した通り、実施の形態に係るスイッチング素子の短絡検出方法は、インバータ装置によって負荷を駆動する前に、下アームのスイッチング素子を当該下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンする第１のステップを含む。また、同方法は、下アームのスイッチング素子を含む第１のレグの短絡有無を確認した後、第１のレグとは異なる相のレグである第２のレグの短絡有無を確認する際に、第１のレグの下アームのスイッチング素子をオンにする第２のステップを含む。これらの第１及び第２のステップによる処理は、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とが直列に接続されたレグを２つ以上備え、２つ以上のレグが直流電源に対して互いに並列に接続される構成のインバータ装置に適用可能である。これにより、上アームのスイッチング素子の短絡故障を検出しつつ、上アームのスイッチング素子の駆動回路の電源となるコンデンサの充電時間を短縮することができる。

【0043】

また、実施の形態に係るスイッチング素子の短絡検出方法は、第２のステップの後にコンデンサの充電完了を確認する第３のステップと、上アームのスイッチング素子を当該上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、上アームのスイッチング素子を含むレグの短絡有無を確認する第４のステップと、を含んでいてもよい。これにより、下アームのスイッチング素子の短絡故障を確実に検出しつつ、インバータ装置が動作可能になるまでの時間を短縮することができる。

【0044】

また、実施の形態に係るスイッチング素子の短絡検出方法は、インバータ装置によって負荷を駆動する前に、複数の下アームのスイッチング素子を各々のスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間同時にオンする第１のステップを含む。また、同方法は、第１のステップの後に各々の下アームのスイッチング素子を含む複数のレグにおける個々の短絡有無を確認する第２のステップを含む。故障箇所の特定が不要であれば、この方法を用いてもよい。この方法によれば、インバータ装置が動作可能になるまでの時間の更なる短縮が可能となる。

【0045】

また、実施の形態に係るスイッチング素子の短絡検出方法は、第２のステップの後にコンデンサの充電完了を確認する第３のステップと、複数の上アームのスイッチング素子を各々の上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間同時にオンする第４のステップと、を含んでいてもよい。これにより、下アームのスイッチング素子の短絡故障を確実に検出しつつ、インバータ装置が動作可能になるまでの時間の更なる短縮が可能となる。

【0046】

また、実施の形態に係るインバータ装置によれば、制御部は、下アームのスイッチング素子を当該下アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、下アームのスイッチング素子を含む第１のレグの短絡有無を確認する。また、制御部は、第１のレグとは異なる相のレグである第２のレグの短絡有無を確認する際に、第１のレグの下アームのスイッチング素子をオンにする。これらの制御は、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とが直列に接続されたレグを２つ以上備え、２つ以上のレグが直流電源に対して互いに並列に接続される構成のインバータ装置に適用可能である。これにより、上アームのスイッチング素子の短絡故障を検出しつつ、上アームのスイッチング素子の駆動回路の電源となるコンデンサの充電時間を短縮することができる。

【0047】

また、実施の形態に係るインバータ装置によれば、制御部は、コンデンサの充電が完了した後、上アームのスイッチング素子を当該上アームのスイッチング素子の負荷短絡耐量よりも短い時間オンし、上アームのスイッチング素子を含むレグの短絡有無を確認する。これにより、下アームのスイッチング素子の短絡故障を確実に検出しつつ、インバータ装置が動作可能になるまでの時間を短縮することができる。

【0048】

次に、実施の形態に係るインバータ装置６０の適用例について説明する。図４は、実施の形態に係るインバータ装置６０が搭載される手乾燥装置９０の構成例を示す斜視図である。

【0049】

手乾燥装置９０は、ケーシング９１、手検知センサ９２、水受け部９３、ドレン容器９４、カバー９６、センサ９７、及び吸気口９８を備える。ここで、センサ９７は、ジャイロセンサ及び人感センサの何れかである。手乾燥装置９０では、ケーシング９１内に図示しない電動送風機を有する。電動送風機は、上述したインバータ装置６０及びモータ３０を備えて構成される。手乾燥装置９０では、水受け部９３の上部にある手挿入部９９に手を挿入することで電動送風機による送風で水を吹き飛ばし、水受け部９３からドレン容器９４へと水を溜めこむ構造となっている。

【0050】

手乾燥装置９０は、起動までの時間が性能に直結する製品である。実施の形態に係るインバータ装置６０によれば、スイッチング素子の短絡故障を短時間で検出することができる。また、実施の形態に係るインバータ装置６０によれば、上アームのスイッチング素子の駆動用電源を短時間で充電することができる。このため、実施の形態に係るインバータ装置６０を搭載した手乾燥装置９０は、これらの効果を享受することが可能となる。

【0051】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ 直流電源、２ 下アーム駆動用電源、３～８ スイッチング素子、９～１４ 駆動回路、１５～１７ コンデンサ、１８～２０ ダイオード、２１ 制御部、２２ 電流検知回路、２３ プロセッサ、２４ メモリ、３０ モータ、４０～４２ レグ、４４ 配線、５０ インバータ回路、６０ インバータ装置、９０ 手乾燥装置、９１ ケーシング、９２ 手検知センサ、９３ 水受け部、９４ ドレン容器、９６ カバー、９７ センサ、９８ 吸気口、９９ 手挿入部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】