DE69428326T2

DE69428326T2 - Gerät zur Prüfung der elektrischen Bauteile eines Wechselrichters

Info

Publication number: DE69428326T2
Application number: DE69428326T
Authority: DE
Inventors: Fumitomo Takano; Yoshinari Tsukada; Atsushi Ueyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: DE69433701T2; EP0652445A2; EP1046923A2; DE69428326D1; US5798648A; EP1326085A2; EP1326085A3; US5497095A; US5694051A; EP1046923B1; EP0652445B1; EP0652445A3; EP1046923A3; DE69433701D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inspizieren eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung, insbesondere eine Prüfvorrichtung zum Inspizieren eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung, die einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt, während das elektrische Bauteil in einer Wechselrichterschaltung verschaltet ist.
Wechselrichter dienten bisher zum Ein- und Ausschalten von Transistoren basierend auf Steuerimpulsen, die von einer Steuerung geliefert wurden, um einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umzusetzen und damit eine Last, beispielsweise ein Schweißgerät, einen Wechselstrommotor oder dergleichen mit Energie zu versorgen.
Eine typische Wechselrichterschaltung enthält einen Elektrolytkondensator zum Glätten einer Spannung, mehrere Transistoren und mehrere Dioden, die antiparallel zu den Transistoren geschaltet sind. Diese elektrischen Bauteile müssen unmittelbar nach dem Zusammenbau und später dann in gewissen zeitlichen Abständen aufgrund von Verschleiß während des Gebrauchs inspiziert werden. Üblich war es, jedes elektrische Bauteil aus der Wechselrichterschaltung herauszunehmen und das herausgenommene elektrische Bauteil mit einem Spezialgerät zu überprüfen, um zu sehen, ob das Bauteil noch akzeptierbare Qualität hatte oder nicht.
Bislang wurde ein Elektrolytkondensator folgendermaßen geprüft: die elektrostatische Kapazität und ein Ersatz-Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators werden mit beispielsweise einem LCR-Meßgerät gemessen, und es wird der Elektrolytkondensator bezüglich seiner Qualität anhand der gemessenen elektrostatischen Kapazität und des Ersatz- Reihenwiderstands beurteilt. Bei dem Prüfvorgang mit Hilfe des LCR- Meßgeräts wird eine Spannung an dem Elektrolytkondensator gemessen, während ein kleiner Wechselstrom von einigen mA durch den Elektrolytkondensator geleitet wird, und die elektrostatische Kapazität und der Ersatz-Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators werden auf der Grundlage der gemessenen Spannung berechnet. Die Qualität des Elektrolytkondensators wird dadurch ermittelt, daß geprüft wird, ob die berechnete elektrostatische Kapazität und der Ersatz-Reihenwiderstand in jeweilige vorbestimmte Bereiche fallen oder nicht.
Ein weiteres Prüfverfahren ist beispielsweise in der japanischen Patent- Offenlegungsschrift 5-215800 beschrieben. Bei dem dortigen Prüfverfahren wird ein zu überprüfender Elektrolytkondensator über einen Widerstand aufgeladen, und es wird die Aufladezeit, beginnend beim Start des Aufladens des Elektrolytkondensators bis zur Aufladung auf eine vorbestimmte Spannung am Kondensator, gemessen. Die gemessene Ladezeit wird verglichen mit einer Referenzzeit, die vergeht, bis eine Spannung an einem normalen Elektrolytkondensator die vorbestimmte Spannung erreicht, wenn der normale Elektrolytkondensator aufgeladen wird. Ist die gemessene Ladezeit kürzer als die Referenzzeit, so wird der geprüfte Elektrolytkondensator als minderwertig eingestuft.
Transistoren zur Verwendung in Wechselrichterschaltungen müssen bezüglich der Sättigungsspannungs-Emitterstrom-Kennlinie (VCE - IC- Kennlinie) zwischen Emitter und Kollektor sowohl bei Normaltemperatur als auch bei einer vorbestimmten erhöhten Temperatur geprüft werden, um die Zuverlässigkeit der Wechselrichterschaltungen zu garantieren. Um nun festzustellen, ob ein Transistor einer Wechselrichterschaltung akzeptierbar ist oder nicht, war es übliche Praxis, den Transistor von der Wechselrichterschaltung abzutrennen, die VCE - IC-Kennlinie des Transistors mit einem Kennlinienschreiber aufzunehmen und zu prüfen, ob die aufgezeichnete VCE - IC-Kennlinienkurve in einen vorbestimmten Bereich bezüglich einer Referenz-VCE - IC-Kennlinie des Transistors fiel. Die VCE - IC- Kennlinien werden gemessen, wenn der Transistorübergang auf Normaltemperatur ist, zum Beispiel 25ºC, bzw. wenn er auf einer vorbestimmten erhöhten Temperatur ist, beispielsweise 125ºC. Der geprüfte Transistor wird akzeptiert, wenn beide bei diesen Temperaturen gemessenen VCE - IC-Kennlinien in den vorbestimmten Bereich bezüglich der Referenz-VCE - IC-Kennlinie fallen.
Bei dem obigen herkömmlichen Prüfverfahren zum Beurteilen eines Elektrolytkondensators durch Berechnen der elektrostatischen Kapazität und des Ersatz-Serienwiderstands des Elektrolytkondensators, die mit Hilfe des LCR-Meßgeräts gemessen wurden, ist die an den Transistor angelegte Spannung gering, wenn der Stromfluß durch den Transistor gering ist. Wenn ein als Glättungskondensator verwendeter Elektrolytkondensator in einer Wechselrichterschaltung geprüft wird, so kann, da die Bedingungen, unter denen der Elektrolytkondensator geprüft wird, stark abweichen von den Bedingungen, unter denen er tatsächlich in Betrieb ist, und da der Elektrolytkondensator nicht unter den üblichen Betriebsbedingungen geprüft wird, das Ergebnis des Prüfverfahrens nicht als Ergebnis angesehen werden, welches unter den üblichen Betriebsbedingungen zustande gekommen ist. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der zu prüfende Elektrolytkondensator aus der Wechselrichterschaltung entfernt werden muß.
Der Ersatz-Reihenwiderstand eines Elektrolytkondensators wird deshalb als wichtig angesehen, da er verantwortlich ist für die Erwärmung des Elektrolytkondensators, folglich in starkem Maß die Betriebslebensdauer des Elektrolytkondensators beeinflußt. Bei dem Prüfverfahren, welches eine gemessene Ladezeit mit einer Referenzzeit vergleicht, kann der Ersatz-Reihenwiderstand eines zu prüfenden Elektrolytkondensators nicht gemessen oder berechnet werden, da es bei dem Prüfverfahren lediglich möglich ist, die elektrostatische Kapazität des geprüften Elektrolytkrondensators als in gewissem Umfang gegenüber der Kapazität eines Referenz- Elektrolytkondensators vermindert festzustellen.
Der oben beschriebene herkömmliche Vorgang beim Prüfen eines Transistors ist insofern problematisch, als ein zu prüfender Transistor von der betreffenden Wechselrichterschaltung getrennt werden muß und damit der Prüfvorgang mühsam und zeitaufwendig ist, wenn die Wechselrichterschaltung sich im Betrieb befindet. Der Vorgang ist deshalb zeitraubend, weil die Temperatur von der Normaltemperatur (25ºC) auf die erhöhte Temperatur (125ºC) hochgefahren werden muß. Das Verfahren erfordert ein Spezialinstrument, so zum Beispiel einen Kurvenschreiber oder dergleichen, und es beinhaltet eine große Anzahl von Schritten zum Prüfen von Transistoren an einer Massenfertigungsstraße.
Wie oben beschrieben, werden elektrische Bauteile für Wechselrichterschaltungen bei den üblichen Prüfverfahren individuell inspiziert. Die herkömmlichen Prüfverfahren erfordern eine lange Zeit bis zum Abschluß der Prüfung eines elektrischen Bauelements deshalb, weil es erforderlich ist, das elektrische Bauteil aus der Wechselrichterschaltung zu lösen, das elektrische Bauteil zu prüfen und anschließend das elektrische Bauteil, wenn es denn für akzeptierbar befunden wird, wieder in die Wechselrichterschaltung einzubauen.
Der Patent Abstracts of Japan, Vol. 14, Nr. 199 (P-1040), vom 23. April 1990 und die JP-A-02040572 zeigen eine Vorrichtung zur Vor-Ort- Prüfung einer Schaltung bezüglich eines Glättungskondensators in einem Wechselrichter, wobei ein Spannungsdetektor und ein Stromdetektor eingesetzt werden, was auch für Schutzzwecke genutzt werden kann.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum einfachen und hochgenauen Prüfen eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung unter Bedingungen zu schaffen, die den tatsächlichen Betriebsbedingungen nahekommen, wobei das elektrische Bauteil in der Wechselrichterschaltung verbleibt.
Erfindungsgemäß läßt sich das obige Ziel erreichen durch eine Vorrichtung zum Prüfen eines elektronischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung, die sich aus einem Spannungsglättungs-Elektrolytkondensator, mehreren Transistoren und mehreren Dioden in Antiparallelschaltung bezüglich der Transistoren zusammensetzt, umfassend: eine Gleichstromversorgung zum Zuführen eines Gleichstroms zu der Wechselrichterschaltung; eine Spannungsdetektoreinrichtung zum Detektieren einer Spannung an einer Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung; eine Stromdetektoreinrichtung zum Detektieren eines Stroms, der an einer Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung fließt; eine Schalteinrichtung zum Ändern von Stellungen, an denen der Gleichstrom der Wechselrichterschaltung von der Gleichstromversorgung zugespeist wird, von Stellungen, an denen die Spannung innerhalb der Wechselrichterschaltung von der Spannungsdetektoreinrichtung detektiert wird, und von Stellungen, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung von der Stromdetektoreinrichtung detektiert wird; eine Schaltsteuereinrichtung zum Ausgeben eines Schaltsignals an die Schalteinrichtung; eine Elektrolytkondensator- Bestimmungseinrichtung zum Berechnen einer elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators basierend auf einer Zeit, die vergangen ist, nachdem der Elektrolytkondensator mit dem Ladevorgang durch den von der Gleichstromversorgung über einen Widerstand zugeführten Strom begonnen hat, bis eine von der Spannungsdetektoreinrichtung detektierte Spannung den dem Elektrolytkondensator eine vorbestimmte Spannung erreicht, und auch basierend auf einem Widerstandswert des Widerstands, und zum Bestimmen, ob die elektrostatische Kapazität in einen voreingestellten Bereich fällt; und eine Transistorbestimmungseinrichtung zum Feststellen, ob eine durch eine Kollektor-Emitter-Spannung jedes der Transistoren, wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung detektiert wird, und einem Kollektorstrom des Transistors, wie er von der Stromdetektoreinrichtung detektiert wird, erzeugte VCE-IC-Kurve in einen vorbestimmten Bereich fällt; wobei die Ausgestaltung derart ist, daß der Elektrolytkondensator dadurch als akzeptierbar oder nicht eingestuft werden, daß die Stellen, an denen der Gleichstrom seitens der Gleichstromquelle an die Wechselrichterschaltung gegeben wird, die Stellen, an denen die Spannung in der Wechselrichterschaltung von der Spannungsdetektoreinrichtung detektiert wird, und die Stellen, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung von der Stromdetektoreinrichtung detektiert wird, basierend auf dem von der Schaltsteuereinrichtung ausgegebenen Schaltsignal geändert werden.
Die Transistor- Bestimmungseinrichtung kann alternativ jeden der Transistoren dadurch beurteilen, daß ermittelt wird, ob eine Differenz zwischen einer Kollektor-Emitter-Spannung jedes der Transistoren, wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung nachgewiesen wird, wenn ein gegebener Kollektorstrom seitens der Gleichstromversorgung in den Transistor eingespeist wird, wie dies von der Stromdetektoreinrichtung nachgewiesen wird, und einer Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors, wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung festgestellt wird, wenn der gegebene Kollektorstrom zugespeist wird, bis eine Übergangstemperatur des Transistors eine vorbestimmte Temperatur erreicht, in einen voreingestellten Bereich fällt.
Bei der obigen Ausgestaltung wird die Schalteinrichtung betätigt, um die Stellen zu ändern, an denen der Gleichstrom von der Gleichstromversorgung in die Wechselrichterschaltung eingespeist wird, ferner die Stellen zu ändern, an denen die Spannung in der Wechselrichterschaltung durch die Spannungsdetektoreinrichtung erfaßt wird. Die Elektrolytkondensator- Bestimmungseinrichtung berechnet die elektrostatische Kapazität des Elektrolytkondensator basierend auf der Zeit, welche verstreicht, nachdem der Elektrolytkondensator mit dem Aufladen durch den von der Gleichstromversorgung über den Widerstand gelieferten Gleichstrom begonnen hat, bis die Spannung an dem Elektrolytkondensator, wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung nachgewiesen wird, die vorbestimmte Spannung erreicht, außerdem basierend auf dem Widerstandswert des Widerstands, und sie beurteilt, ob der Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht, indem sie die berechnete elektrostatische Kapazität mit einer elektrostatischen Referenz-Kapazität vergleicht.
Wenn dann die Schalteinrichtung betätigt wird, um die Stellen zu ändern, an denen der Gleichstrom von der Gleichstromversorgung in die Wechselrichterschaltung eingespeist wird, außerdem die Stellen zu ändern, an denen die Spannung in der Wechselrichterschaltung von der Spannungsdetektoreinrichtung erfaßt wird, und die Stellen zu ändern, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung von der Stromdetektoreinrichtung erfaßt wird, und die Transistorbestimmungseinrichtung ermittelt, ob die durch die Kollektor-Emitter-Spannung VCE des Transistors, die von der Spannungsdetektoreinrichtung erfaßt wird, und dem von der Stromdetektoreinrichtung erfaßten Kollektorstrom ICE des Transistors gebildete VCE- IE-Kurve in einen vorbestimmten Bereich fällt.
Die elektrische Bauteile der Wechselrichterschaltung lassen sich prüfen, während sie in der Wechselrichterschaltung verschaltet bleiben, sie werden nicht aus der Wechselrichterschaltung entfernt.
Das obige sowie weitere Ziele, und auch Merkmale und Vorteile Eier Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft zeigen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Prüfen eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Wechselrichterschaltung, bestehend aus elektrischen Bauteilen, die sich von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung testen lassen;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Prüfanordnung, in der die Vorichtung nach Fig. 1 eingesetzt wird, um festzustellen, ob ein Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines Betriebsablaufs für die in Fig. 4 gezeigte Prüfanordnung, um eine elektrostatische Kapazität zu ermitteln und so zu beurteilen, ob der Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 6 ist ein Ersatzschaltbild eines Elektrolytkondensators;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm eines Betriebsablaufs zum Berechnen des Ersatz-Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators, um festzustellen, ob der Elektrolytkondensator bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltungsanordnung akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 8 ist ein Ersatzschaltbild, welches die Berechnung des Ersatz- Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltung veranschaulicht;
Fig. 9 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie eine Spannung an dem Elektrolytkondensator sich zur Zeit der Berechnung des Ersatz- Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltungsanordnung ändert;
Fig. 10 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie sich ein Entladestrom aus dem Elektrolytkondensator zur Zeit der Berechnung des Ersatz- Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ändert;
Fig. 11 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Ersatz- Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators sich zeitlich in der in Fig. 4 gezeigten Schaltungsanordnung ändert;
Fig. 12 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie der Ersatz- Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators sich bezüglich des Entladestroms bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltungsanordnung ändert;
Fig. 13 ist in Blockdiagramm einer weiteren Prüfanordnung, in der die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung dazu eingesetzt wird, festzustellen, ob ein Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm einer Prüfanordnung, in der die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung dazu verwendet wird, festzustellen, ob ein Transistor akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm eines Betriebsablaufs der Prüfanordnung nach Fig. 14, um festzustellen, ob der Transistor akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 16A ist ein Diagramm einer Wellenform eines Kollektorstroms bei dem Betriebsablauf in der in Fig. 14 gezeigten Prüfanordnung, um festzustellen, ob der Transistor akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 16B ist ein Diagramm, welches eine Änderung der Kollektor- Emitter-Spannung bei dem Betriebsablauf in der in Fig. 14 gezeigten Prüfanordnung zum Bestimmen, ob der Transistor akzeptierbar ist oder nicht, darstellt;
Fig. 16C ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Kollektorstrom und der Kollektor-Emitter-Spannung bei dem Betriebsablauf in der in Fig. 14 gezeigten Prüfanordnung zeigt, um festzustellen, ob der Transistor akzeptierbar ist oder nicht;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm einer Prüfanordnung, in der die Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird, um festzustellen, ob eine Diode akzeptierbar ist oder nicht; und
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm eines Betriebsablaufs der in Fig. 17 gezeigten Prüfanordnung, um festzustellen, ob die Diode akzeptierbar ist oder nicht.
Fig. 1 zeigt als Blockdiagramm eine Vorrichtung zum Prüfen eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung gemäß der Erfindung, wobei in Fig. 1 die Wechselrichterschaltung selbst auch dargestellt ist.
Die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Vorrichtung besitzt eine Gleichstromversorgung 14 zum Einspeisen eines Gleichstroms in eine Wechselrichterschaltung 12, welche sich aus zu prüfenden elektrischen Bauteilen zusammensetzt, einen Spannungsdetektor 16 zum Messen einer Spannung an einer gewünschten Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung 12, einen Stromdetektor 18 zum Erfassen eines Stroms an einer gewünschten Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung 12, und eine Schaltvorrichtung 24 mit einer Schaltermatrix oder mit Schaltkontakten zum Umschalten zwischen einer Stelle, an der der Gleichstrom von der Gleichstromversorgung 14 einzuspeisen ist, und Stellen, die von dem Spannungsdetektor 16 und dem Stromdetektor 18 zu messen sind.
Die Vorrichtung 10 enthält außerdem eine Steuerung 26 zum Anlegen von Treibersignalen an die Wechselrichterschaltung 12 über eine Wechselrichtersteuereinheit 21, die Gleichstromversorgung 14 und die Schaltvorrichtung 24, zum Lesen einer von dem Spannungsdetektor 16 ausgegebenen Spannung und eines von dem Stromdetektor 18 ausgegebenen Stroms, und zum Bestimmen oder Beurteilen, ob jedes der elektrischen Bauteile in der Wechselrichterschaltung 12 akzeptierbar ist oder nicht, und eine an die Steuerung 26 angeschlossene Anzeigeeinheit 28, um Information darzustellen.
Die Steuerung 26 ist in Fig. 2 als Blockdiagramm dargestellt.
Die Steuerung 26 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 32, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 34 zum vorübergehenden Speichern der Ergebnisse von Berechnungen, die von der CPU 32 ausgeführt werden, einen Festspeicher (ROM) 36 zum Speichern eines Programms, nach welchem die Steuerung 26 die Vorrichtung 10 steuert, eine Schnittstelle (I/F) 38 bezüglich der Wechselrichtersteuereinheit 21, eine I/F 40 bezüglich der Gleichstromversorgung 14 und eine I/F 42 bezüglich der Schaltvorrichtung 24.
Die Steuerung 26 enthält ferner einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 44 zum Umsetzen eines detektierten Ausgangssignals des Spannungsdetektors 16 in ein digitales Signal, einen A/D-Wandler 46 zum Umsetzen eines detektierten Ausgangssignals des Stromdetektors 18 in ein digitales Signal, eine Kapazitäts-Bestimmungsschaltung 48 zum Feststellen, ob ein in der Wechselrichterschaltung 12 verschalteter Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht, basierend auf der elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators, eine Ersatz-Reihenwiderstands-Bestimmungsschaltung 50 zum Feststellen, ob ein in der Wechselrichterschaltung 12 verscltalteter Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht, jetzt basierend auf dem Ersatz-Reihenwiderstand (REsp) des Elektrolytkondensators, eine Transistor-Bestimmungsschaltung 52 zum Feststellen, ob ein in der Wechslelrichterschaltung 12 verschalteter Transistor akzeptierbar ist oder nicht, basierend auf der (VCE-IC-)Kurve des Transistors, die die Beziehung zwischen dem Kollektorstrom IC und der Kollektor-Emitter-Spannung VCE darstellt, eine Diodenbestimmungsschaltung 54 zum Feststellen, ob eine in der Wechselrichterschaltung 12 verschaltete Diode akzeptierbar ist oder nicht, und eine Ladezeit-Meßschaltung 56 zum Messen einer Aufladezeit, innerhalb der ein Elektrolytkondensator aufgeladen wird.
Fig. 3 zeigt eine elektrische Schaltung der Wechselrichterschaltung 12.
Die Wechselrichterschaltung 12 enthält einen Elektrolytkondensator C, mehrere Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; und mehrere Dioden D&sub1; ~ D&sub6;, die zwischen die Kollektoren und Emitter der jeweiligen Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; geschaltet sind.
Der Elektrolytkondensator C, die Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; und die Dioden D&sub1; D&sub6; der Wechselrichterschaltung 12 sind elektrische Bauteile, die von der Vorrichtung 10 geprüft werden sollen.
Im folgenden sollen verschiedene Prüfanordnungen beschrieben werden, mit denen festgestellt wird, ob diese elektrischen Bauteile akzeptierbar sind oder nicht.
Als erstes wird im folgenden eine Prüfanordnung zum Prüfen eines Elektrolytkondensators C erläutert, mit der festgestellt wird, ob dieser akzeptierbar ist oder nicht.
Fig. 4 zeigt eine solche Prüfanordnung, in der die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung dazu verwendet wird, festzustellen, ob der Elektrolytkondensator C akzeptierbar ist oder nicht. Die Wechselrichterschaltung 12 ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine Wechselrichter-Steuereinheit 21 an die Wechselrichterschaltung 12 angeschlossen, um die Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; zu vorbestimmten Zeiten ein- und auszuschalten, wenn sie Ausgangssignale von der Steuerung 26 empfangen.
Die Transistoren Q&sub1;, Q&sub2; haben einen gemeinsamen Knoten a, die Transistoren Q&sub3;, Q&sub4; besitzen einen gemeinsamen Knoten "b", und die Transistoren Q&sub5;, Q&sub6; haben einen gemeinsamen Knoten "c". Diese gemeinsamen Knoten oder Verbindungen "a", "b", "c" sind an die Wicklungsenden beispielsweise eines (nicht gezeigten) Drehstrommotors angeschlossen. Die Transistoren Q&sub1; Q&sub6; werden von der Wechselrichter-Steuereinheit 21 ein- und ausgeschaltet, um die von der Gleichstromversorgung 14 kommende Gleichspannung umzusetzen in Wechselspannungen zum Erregen des Drehstrommotors.
Die Steuerung 26 enthält eine Kapazitäts-Meßanzeigetaste 81 und eine Meßanzeigetaste 82 für den Ersatz-Reihenwiderstand. Die Schaltvorrichtung 24 besitzt eine Matrix von Schaltern oder Schaltkontakten 101 bis 116, die durch ein Ausgangssignal der Steuerung 26 steuerbar sind, um Lade- und Entladewege für die Stromzufuhr seitens der Gleichstromversorgung 14 direkt oder über einen Widerstand 64 und die Schaltvorrichtung 24 zu dem Elektrolytkondensator C zu bilden, damit dieser aufgeladen bzw. entladen wird über einen Strombegrenzungswiderstand 63 und einen Transistor 62. Die Vorrichtung 10 besitzt einen von einem Ausgangssignal der Steuerung 26 gesteuerten Treiber 61 zum Aktivieren des Transistors 62, damit der Elektrolytkondensator C entladen wird.
Der Widerstand 64 besitzt einen Widerstandswert, der größer ist als der Innenwiderstand der Gleichstromversorgung 14 und der Ersatz- Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators C. Der Stromdetektor 18 enthält zum Beispiel einen Stromwandler, der in einen Strompfad eingefügt ist, um einen Stromfluß durch den Strompfad zu erfassen, und einen Umsetzer zum Umwandeln eines Ausgangssignals des Stromwandlers in ein Signal vorbestimmten Pegels. Der Spannungsdetektor 16 ist so angeordnet und ausgebildet, daß er die Spannung an dem Elektrolytkondensator C erfaßt, die erfaßte Spannung umsetzt in eine Spannung mit vorbestimmtem Pegel und die umgesetzte Spannung ausgibt.
Die Steuerung 26, genauer gesagt, die CPU 32, die Kapazitätsbestimmungsschaltung 48, die Ersatz-Reihenwiderstands-Bestimmungsschaltung 50 und die Ladezeitmeßschaltung 56 arbeiten gemeinsam als Schalt- Treibersteuerschaltung 261, Taktschaltung 262, Berechnungs- /Bestimmungsschaltungen 263, 265 und Ladesteuerschaltung 264.
Die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 schaltet die Schaltkontakte 101 ~ 116 ein und aus, steuert den Treiber 61 und schaltet die Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; über die Wechselrichter-Steuerschaltung 21 ein und aus.
Die Taktschaltung 262 spricht an auf ein Ausgangssignal der Kapazitäts- Meßanzeigetaste 81, um die Schaltvorrichtung 24 unter der Steuerung der Schalt-Treibersteuerschaltung 261 zu betätigen, damit Strom von der Gleichstromversorgung 14 über den Widerstand 64 dem Elektrolytkondensator C zugeführt wird. Die Taktschaltung 262 liest außerdem eine Spannung an dem Elektrolytkondensator C, die von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, und zwar über einen A/D-Wandler 44, beginnend zu dem Zeitpunkt, zu dem die Taktschaltung 262 die Schaltvorrichtung 24 betätigt hat, und mißt die Zeit, bis zu der die Spannung an dem Elektrolytkondensator 63,21% der Ausgangsspannung E1 der Gleichstromversorgung 14 erreicht.
Die Berechnungs-Bestimmungsschaltung 263 berechnet eine elektrostatische Kapazität CT des Elektrolytkondensators C aus einem Widerstandswert R&sub1; des Widerstands 64 und einer Ladezeit t, die von der Taktschaltung 262 gemessen wird, und ermittelt, ob die berechnete elektrostatische Kapazität CT in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht.
Die Ladesteuerschaltung 264 spricht an auf ein Ausgangssignal der Meßanzeigetaste für den Ersatz-Reihenwiderstand, um die Schaltvorrichtung 64 unter der Steuerung der Schalt-Treibersteuerschaltung 261 zu betätigen, damit ein Strom aus der Gleichstromversorgung 14 in den Elektrolytkondensator C eingespeist wird. Die Ladesteuerschaltung 264 hält die Schaltvorrichtung 24 solange im betätigten Zustand, bis die Ausgangsspannung, die von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, stabil wird, das heißt unverändert bleibt, beginnend zu dem Zeitpunkt, zu dem die Taktschaltung 262 die Schaltvorrichtung 24 betätigt hat.
Die Berechnungs-Bestimmungsschaltung 265 steuert die Schalt- Treibersteuerschaltung 261, um den Treiber 61 zu veranlassen, der Transistor 62 einzuschalten, beginnend zu dem Zeitpunkt, zu dem das Aufladen des Elektrolytkondensators C unter der Steuerung der Ladesteuerschaltung 264 abgeschlossen ist. Die Berechnungs-/Bestimmungsschaltung 265 steuert außerdem die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 zum Betätigen der Schaltvorrichtung 24, damit diese den Strom seitens der Gleichstromversorgung 14 zu dem Elektrolytkondensator C abschaltet, und steuert dann die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 so, daß diese die Schaltvorrichtung 24 betätigt zum Entladen des Elektrolytkondensators C. Wenn das Entladen des Elektrolytkondensators C beendet ist, berechnet die Berechnungs- Bestimmungsschaltung 265 einen Ersatz-Reihenwiderstand aus der Spannung an dem Elektrolytkondensator C und einen von dem Stromdetektor 18 erfaßten Entladestrom, und stellt fest, ob der berechnete Ersatz- Reihenwiderstand in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht.
Die Anzeige 28 zeigt Information darüber an, ob der Elektrolytkondensator C akzeptierbar ist oder nicht, basierend auf Ausgangssignalen der Berechnungs-Bestimmungsschaltungen 263, 265.
Im folgenden soll anhand der Fig. 5 ein Verfahren zum Berechnen der elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators C beschrieben werden.
Die Messung der elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators C wird begonnen, wenn die Kapazitäts-Meßanzeigetaste 81 gedrückt wird. Wird sie gedrückt, so erzeugt die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 ein Ausgangssignal zum Steuern der Wechselrichter-Steuereinheit 21, damit sämtliche Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; ausgeschaltet werden. Die Berechnung- /Bestimmungsschaltung 263 steuert die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 so, daß nur die Schaltkontakte 101, 103, 109, 113, 114 der Schaltvorrichtung 24 eingeschaltet werden, um dadurch aus der Gleichstromversorgung 14 über den Widerstand 64 einen Strom zum Aufladen des Elektrolytkondensators C zu liefern, was in einem Schritt S1 geschieht. Der Elektrolytkondensator beginnt nun in einem Schritt S2, über den Widerstand 64 aufgeladen zu werden. Wenn der Elektrolytkondensator C mit dem Aufladen beginnt, beginnt die Taktschaltung 262 mit der Messung der Zeit, und sie liest eine Spannung ECT an dem Elektrolytkondensator C, die von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, Schritt S3. Die Ausgangsspannung des Spannungsdetektors 16 ist repräsentativ für die Spannung ECT am Elektrolytkondensator C, die sich abhängig von der Zeitkonstanten progressiv erhöht, wobei die Zeitkonstante von dem Widerstandswert R&sub1; des Widerstands 64 und der elektrostatischen Kapazität Cτ des Elektrolytkondensators C abhängt. Der Elektrolytkondensator C wird dauernd aufgeladen, bis die Spannung ECT an dem Elektrolytkondensator C, gelesen von dem Spannungsdetektor 16, den Wert 0,6321E&sub1; im Schritt S4 erreicht.
Wenn die Spannung ECT an dem Elektrolytkondensator C den Wert ECT = 0,6321E&sub1; im Schritt S4 erreicht, dann wird in einem Schritt S5 die Zeit abgelesen, die seit dem Beginn der Aufladung verstrichen ist, das heißt die Aufladezeit τ. Anschließend wird im Schritt S6 die elektrostatische Kapazität CT = τ/R&sub1; berechnet.
An den Schritt S6 schließt sich ein Schritt S7 an, der ermittelt, ob die elektrostatische Kapazität CT in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht. Fällt die Kapazität CT im Schritt S7 in den vorbestimmten Bereich, so zeigt die Anzeigeeinheit 28 Information an, die besagt, daß der Kondensator C akzeptierbar ist, Schritt S8. Wenn hingegen im Schritt S7 die Kapazität CT nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, so zeigt im Schritt S9 die Anzeigeeinheit 28 Information an, die besagt, daß der Elektrolytkondensator C abgewiesen wird.
Die Spannung ECT an dem Elektrolytkondensator C wird allgemein dargestellt durch ECT = E&sub1;(1 - e-(1/CR&sub1;)), wobei τ = CR&sub1;. Wenn t = τ, beträgt die Spannung ECT am Kondensator C dann ECT = E&sub1;(1 - e&supmin;¹) 0,6321E&sub1;. Im Schritt S6 läßt sich daher die elektrostatische Kapazität nach der Formel CT = τ/R&sub1; berechnen aus dem Verhältnis der Ladezeit i bis zum Erreichen von ECT 0,6321E&sub1;, zu dem Widerstandswert R&sub1; des Widerstands 64.
Indem man die Spannung der Gleichstromversorgung 14 und den Widerstandswert R&sub1; des Widerstands 64 in der oben beschriebenen Weise einstellt, kann der Elektrolytkondensator C mit einer Stromstärke gespeist werden, die den aktuellen Betriebsbedingungen nahekommen. Deshalb kann die Kapazität unter solchen Bedingungen gemessen und berechnet werden, wie sie im aktuellen Betrieb des Elektrolytkondensators C vorherrschen.
Im folgenden wird ein Verfahren zum Berechnen des Ersatz- Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators C beschrieben.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird ein Ersatzschaltbild des Elektrolytkondensators C gebildet durch eine Reihenschaltung eines Kondensators mit einer elektrostatischen Kapazität CT und eines Widerstands mit einem Widerstandswert RESR, bezeichnet als Ersatz-Reihenwiderstand. Nimmt der Ersatz-Reihenwiderstand RESR zu, steigt die Temperatur des Elektrolytkondensators C an, was dessen Betriebslebensdauer abträglich beeinflußt, wie oben ausgeführt wurde. Berechnungen des Ersatz-Reihenwiderstands werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert.
Die Messung des Ersatz-Reihenwiderstands wird begonnen, wenn die Ersatz-Reihenwiderstands-Meßanzeigetaste 82 gedrückt wird. Mit dem Drücken dieser Taste erzeugt die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 ein Ausgangssignal zum Steuern der Wechselrichtersteuereinheit 21 so, daß sämtliche Transistoren Q&sub1; - Q&sub6; abgeschaltet werden. Die Ladesteuerschaltung 264 und die Schalt-Treibersteuerschaltung 261 steuern die Schaltvorrichtung 24 so, daß nur die Schaltkontakte 101, 103, 109, 113, 114 eingeschaltet werden, Schritt S11. Der Elektrolytkondensator C wird nun durch einen Strom seitens der Gleichstromversorgung 14 aufgeladen, und zwar kontinuierlich solange, bis die Spannung einem Elektrolytkondensator C, die von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, sich nicht mehr ändert, Schritt S12. Da der Elektrolytkondensator C solange im Schritt S12 aufgeladen wird, bis die Spannung an ihm unverändert bleibt, ist der Kondensator C am Ende des Schritts S12 vollständig aufgeladen.
Nach dem Schritt S12 steuert im Schritt S13 die Schalt- Treibersteuerschaltung 261 die Schaltvorrichtung 24 so, daß diese nur die Schaltkontakte 113, 114 einschaltet, und der Treiber 61 schaltet den Transistor 62 ein. Unter dieser Bedingung wird das Anlegen der Spannung seitens der Gleichstromversorgung 14 an den Elektrolytkondensator C gesperrt, woraufhin der Elektrolytkondensator C über den Strombegrenzungswiderstand 63 und den Transistor 62 im Schritt S14 entladen wird. Ein Entladestrom Id des Elektrolytkondensators C fließt durch den Strombegrenzungswiderstand 63 und den Transistor 62 und wird von dem Stromdetektor 18 erfaßt, und dieser Wert wird über den A/D-Wandler 46 gelesen. Eine Spannung VC an dem Elektrolytkondensator C wird im Schritt S15 von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt.
An den Schritt S15 schließt sich ein Schritt S16 an, in welchem die Berechnungs-Bestimmungsschaltung 265 einen Ersatz-Reihenwiderstand RESR aus dem Entladestrom Id und der Spannung VCV berechnet. Die Berechnung des Ersatz-Reihenwiderstands RESR wird weiter unten beschrieben. Nach dem Schritt S16 ermittelt die Berechnungs- Bestimmungsschaltung 265, ob der Entladestrom 1d Null ist oder nicht, Schritt S17. Die Schritte S14 bis S16 werden solange wiederholt, bis der Entladestrom Id Null wird. Anschließend ermittelt die Berechnungs- Bestimmungsschaltung 265, ob der Ersatz-Reihenwiderstand RESR in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht, Schritt S18. Fällt er im Schritt S18 in den vorbestimmten Bereich, so zeigt die Anzeigeeinheit 28 Information an, die besagt, daß der Elektrolytkondensator C akzeptierbar ist, Schritt S19. Wenn hingegen der Ersatz-Reihenwiderstand RESR im Schritt S18 nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, so zeigt die Anzeigeeinheit 28 im Schritt S20 Information an, die besagt, daß der Elektrolytkondensator C zurückgewiesen wird.
Im folgenden wird die Berechnung des Ersatz-Reihenwiderstands RESR im Schritt S16 beschrieben.
Fig. 8 zeigt ein Ersatzschaltbild des Elektrolytkondensators C bei dessen Entladung. In Fig. 8 bedeutet ein Widerstand Rtr die Summe des Widerstandswerts des Transistors 62 im leitenden Zustand und des Widerstandswerts des Strombegrenzungswiderstands 63. Bei der folgenden Beschreibung bedeutet Qd eine in dem Elektrolytkondensator C bei dessen Entladung verbleibende Ladung, und VESR bedeutet einen Spannungsabfall an dem Elektrolytkondensator C aufgrund dessen Ersatz-Reihenwiderstands RESR.
Wenn das Aufladen des Elektrolytkondensators C abgeschlossen ist, das heißt unmittelbar bevor das Entladen des Elektrolytkondensators C beginnt, wird eine Spannung an dem Elektrolytkondensator C, welche von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, mit VCT bezeichnet. Jetzt fließt kein Entladestrom Id.
Da die Elektrostatische Kapazität des Elektrolytkondensators C den Wert CT hat, und weil die Spannung an dem Kondensator C unmittelbar vor dem Beginn des Entladens VCT beträgt, wird die in den Elektrolytkondensator C unmittelbar vor Beginn des Entladevorgangs gespeicherte Ladung Q ausgedrückt durch:
Q = CT·VCT ... (1).
Wenn der Elektrolytkondensator C zum Zeitpunkt t = 0 (Fig. 9) mit dem Entladen beginnt, verringert sich eine von dem Spannungsdetektor 16 gemessene Spannung VC an dem Elektrolytkondensator C fortschreitend gemaß Fig. 9, und der Entladestrom Id reduziert sich ebenfalls fortschreitend in der in Fig. 10 gezeigten Weise.
Die in dem Elektrolytkondensator C verbleibende Ladung Qd, während der Kondensator entladen wird, wird durch folgende Gleichung (2) ausgedrückt:
Qd(t) = Q - Id(t)dt ... (2).
Durch Dividieren beider Seiten der Gleichung (2) durch die elektrostatische Kapazität CT erhält man gemäß folgender Gleichung (3) die Spannung Vd:
Vd(t) = Qd(t)/CT = VCT - (1/CT) Id(t)dt ... (3).
Die durch die Gleichung (3) gegebene Spannung Vd(t) ist eine Spannung an einem idealen Elektrolytkondensator C, dessen Ersatz- Reihenwiderstand beim Entladen den Wert Null hat.
Eine Spannung VC(t) an dem Elektrolytkondensator C, die von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt wird, während der Kondensator C geladen wird, beinhaltet einen Spannungsabfall, der sich durch den Ersatz- Reihenwiderstand ergibt, wobei der Spannungsabfall VESR aufgrund des Ersatz-Reihenwiderstands durch folgende Gleichung (4) ausgedrückt wird:
VESR(t) = Vd(t) - VC(t) ... (4).
Der Ersatz-Reihenwiderstand RESR ist folglich durch die Gleichung (5) gegeben:
RESR = VESR/Id ... (5).
Wie aus der obigen Analyse ersichtlich ist, wird die durch die nachfolgende Gleichung (6) wiedergegebene Berechnung im Schritt S16 durchgeführt, um den Ersatz-Reihenwiderstand RESR zu bestimmen:
{VCT - (1/CT) Ia(t)dt - Vc(t)}/Id(t) ... (6).
Als Ergebnis erhält man den Ersatz-Reihenwiderstand RESR bezüglich der Entladezeit gemäß Fig. 11, und der Ersatz-Reihenwiderstand RESR bezüglich des Entladestroms ist gemäß Fig. 12 gegeben.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Prüfanordnung, in der die Vorrichtung nach Fig. 1 dazu verwendet wird, festzustellen, ob ein Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht. Fig. 13 zeigt außerdem eine Wechselrichterschaltung.
Die in Fig. 13 gezeigte Prüfanordnung ist ähnlich der in Fig. 4 dargestellten Prüfanordnung, mit folgenden Ausnahmen: ein Teil der Transistoren Q&sub1; ~ Q&sub6; bildet einen Entladungsweg für den Elektrolytkondensator C. Der Strombegrenzungswiderstand 63 ist derart angeordnet, daß er durch die Schaltkontakte 115, 116 unter der Steuerung der Schalt- Treibersteuerschaltung 261 angeschlossen wird, wenn der Elektrolytkondensator C entladen wird. Der Elektrolytkondensator C wird über die Transistoren Q&sub1;, Q&sub4; anstelle des Treibers 61 und des Transistors 62 entladen, und ein durch den gemeinsamen Knoten "a" fließender Strom wird von dem Stromdetektor 18 erfaßt.
Da das erfassende Ende des Stromdetektors 18 aus einem Stromtransformator besteht, ist es einfach, die Stellen zu ändern, an denen der Stromdetektor 18 zum Erfassen des Stroms eingefügt wird.
Das Verfahren zum Berechnen und Bestimmen der elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators C und ein Verfahren zum Laden des Elektrolytkondensators C beim Berechnen und Bestimmen des Ersatz- Reihenwiderstands des Elektrolytkondensators C in der in Fig. 13 gezeigten Prüfanordnung sind genauso wie bei der in Fig. 4 dargestellten Prüfanordnung und werden daher im folgenden nicht noch einmal beschrieben.
In Fig. 13 unterscheidet sich der Ablauf des Entladens des Elektrolytkondensators C beim Berechnen und Ermitteln des Reihen-Ersatzwiderstands des Elektrolytkondensators C, das heißt die Schritte S13 und S14 nach Fig. 7, gegenüber der Prüfanordnung nach Fig. 4. Die anderen Schritte sind die gleichen wie in Fig. 7. Deshalb werden im folgenden die Schritte S13 und S14 für die in Fig. 13 gezeigte Prüfanordnung beschrieben.
Im Anschluß an den Schritt S12 schaltet die Wechselrichtersteuereinheit nur den Transistor Q&sub1; an, und die Schalter-Treibersteuerschaltung 261 schaltet nur die Schaltkontakte 105, 111, 113, 114, 115, 116.
Wenn diese Schaltkontakte eingeschaltet sind, werden eine Spannung an dem Elektrolytkondensator C unmittelbar vor dessen Entladungs-Beginn und eine Spannung an dem Elektrolytkondensator C, während dieser entladen wird, von dem Spannungsdetektor 16 über die Schaltkontakte 113, 114 erfaßt. Durch Einschalten des Transistors Q&sub4; wird der Elektrolytkondensator C über den Transistor Q&sub1;, die Schaltkontakte 105, 115, den Strombegrenzungswiderstand 63, die Schaltkontakte 116, 111 und den Transistor Q&sub4; entladen. Der Entladestrom Id aus dem Elektrolytkondensator C wird von dem Stromdetektor 18 umfaßt. Wie bei der Anordnung nach Fig. 4 werden daher die Schritte S14 bis S16 solange wiederholt, bis der Entladestrom Id Null wird, um den Ersatz-Reihenwiderstand RESR zu berechnen.
Wenngleich die Transistoren Q&sub1;, Q&sub4; bei der Anordnung nach Fig. 13 eingeschaltet werden, läßt sich der Transistor Q&sub4; zuerst einschalten, bevor dann der Transistor Q&sub1; zum Entladen des Elektrolytkondensators C eingeschaltet wird, oder man kann die Transistoren Q&sub2;, Q&sub3; anstelle der Transistoren Q&sub1;, Q&sub4; einschalten, außerdem die Schaltkontakte 106, 110 anstelle der Schaltkontakte 105, 111 einschalten. Alternativ können die Transistoren Q&sub3;, Q&sub6;, oder können die Transistoren Q&sub5;, Q&sub4; eingeschaltet werden.
Für die in den Fig. 4 und 13 dargestellte Prüfanordnung wird die Wechselrichtersteuereinheit 21 von dem Ausgangssignal der Schalt- Treibersteuerschaltung 261 gesteuert, um das Einschalten und das Ausschalten der Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; zum Prüfen des Elektrolytkondensators C zu steuern. Allerdings läßt sich das Einschalten und das Ausschalten der Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; auch direkt durch das Ausgangssignal der Schalt-Treibersteuerschaltung 261 zum Prüfen des Elektrolytkondensators C steuern.
Wie oben beschrieben, kann beim Feststellen, ob der Elektrolytkondensator akzeptierbar ist oder nicht, der Elektrolytkondensator unter Bedingungen aufgeladen werden, die jenen nahekommen, unter denen er tatsächlich in Betrieb ist, indem die Spannung der Gleichstromversorgung und der Widerstandswert des Widerstands gewählt werden, und damit läßt sich die elektrostatische Kapazität des Elektrolytkondensators unter Bedingungen berechnen, die jenen ähneln, unter denen er tatsächlich betrieben wird. Die Spannung an dem Elektrolytkondensator läßt sich einfach messen, und lediglich die Messung der Spannung an dem Elektrolytkondensator und die Ladezeit reichen aus für die Berechnung der elektrostatischen Kapazität. Der Elektrolytkondensator läßt sich einfach bei hoher Genauigkeit prüfen, während er in der Wechselrichterschaltung verschaltet bleibt.
Während der aufgeladene Elektrolytkondensator entladen wird, wird die Spannung an dem Elektrolytkondensator gemessen, und der Entladestrom aus dem Elektrolytkondensator wird ebenfalls gemessen. Der Ersatz- Reihenwiderstand des Elektrolytkondensators wird basierend auf der Spannung an dem Elektrolytkondensator zur Zeit des Beginns der Entladung berechnet, basierend auf der berechneten elektrostatischen Kapazität, des gemessenen Entladestroms und der gemessenen Spannung an dem Elektrolytkondensator. Der Elektrolytkondensator läßt sich folglich basierend sowohl auf der Kapazität als auch auf dem Ersatz-Reihenwiderstand prüfen.
Zum Berechnen des Ersatz-Reihenwiderstands wird der Elektrolytkondensator aufgeladen, bis die Spannung an ihm unverändert bleibt. Folglich wird der Elektrolytkondensator aus dem vollständig aufgeladenen Zustand heraus entladen, wodurch es möglich ist, mit hoher Genauigkeit verschiedene Daten zu messen und zu berechnen.
Den Ersatz-Reihenwiderstand erhält man unter Bedingungen, die jenen nahekommen, unter denen der Elektrolytkondensator tatsächlich eingesetzt wird, da der Ersatz-Reihenwiderstand berechnet wird, während der Elektrolytkondensator unter Bedingungen aufgeladen wird, die jenen Bedingungen nahekommen, unter denen er tatsächlich eingesetzt wird.
Der Ersatz-Reihenwiderstand läßt sich berechnen durch Messen der Spannung an dem Elektrolytkondensator, während dieser entladen wird, und dem Entladestrom, der aus dem Elektrolytkondensator fließt. Da die Spannung an dem Elektrolytkondensator und der daraus fließende Entladestrom sich einfach messen lassen, läßt sich der Elektrolytkondensator einfach bei hoher Genauigkeit prüfen, während er in der Wechselrichterschaltung verbleibt.
Der Entladestrom ist nicht so stark, wenn der Elektrolytkondensator über den Strombegrenzungswiderstand entladen wird.
Der Entladestrom wird von dem Stromdetektor gemessen, der einen Stromtransformator an dem Detektorende enthält. Dementsprechend läßt sich der Meßpunkt leicht bewegen, und die Wechselrichterschaltung braucht nicht abgetrennt zu werden.
Fig. 14 zeigt in Blockform eine Prüfanordnung, in der die Vorrichtung nach Fig. 1 dazu benutzt wird, festzustellen, ob ein Transistor akzeptierbar ist oder nicht, Fig. 14 zeigt außerdem eine Wechselrichterschaltung.
Ein Verfahren zum Ermitteln, ob Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; einer Wechselrichterschaltung 12 akzeptierbar sind oder nicht, indem VCE-IC-Kurven der Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; ausgemessen werden, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 15 zeigt einen Betriebsablauf für die in Fig. 14 dargestellte Prüfanordnung zum Feststellen, ob die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; akzeptierbar sind oder nicht, indem deren VCE-IC-Kurven vermessen werden.
In Fig. 14 hat eine Schaltvorrichtung 24 die gleichen Schaltkontakte wie in Fig. 4, so daß aus der Darstellung diese Schaltkontakte weggelassen sind. Eine Gleichstromversorgung 14, ein Spannungsdetektor 16, ein Stromdetektor 18 und eine Steuerung 26 sind identisch mit den entsprechenden, in Fig. 2 gezeigten Teilen.
Ansprechend auf einen Befehl zum Feststellen, ob die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; akzeptierbar sind oder nicht, steuert die CPU 32 die Schaltvorrichtung 24 über die I/F 42, um den Elektrolytkondensator C mit einem Strom aus der Gleichstromversorgung 14 während einer vorbestimmten Zeitspanne aufzuladen. Nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne wird das Aufladen des Elektrolytkondensators C beendet, und die CPU 32 gibt ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung 24, um die Spannung von dem aufgeladenen Elektrolytkondensator C zwischen Kollektor und Emitter eines zu prüfenden Transistors zu geben, Schritt S21. Basierend auf dem zugeführten Schaltsignal werden die Schaltkontakte der Schaltvorrichtung 24 so betätigt, daß ein positiver (+) Anschluß der Gleichstromversorgung 14 über den Widerstand 64 an einen Anschluß P der Wechselrichterschaltung 12 gelegt wird, der Spannungsdetektor 16 zwischen Kollektor und Emitter des Transistors Q&sub1; gelegt wird, und der des Transistors Q&sub1; gelegt wird, und der Stromdetektor 16 so verschaltet wird, daß er einen Kollektorstrom IC des Transistors Q&sub1; erfaßt.
Dann gibt die CPU 32 ein Erregungs-Startsignal an die Gleichstromversorgung 14, um einen Ladestrom aus der Gleichstromversorgung 14 über den Widerstand 64 zum Aufladen des Elektrolytkondensators C der Wechselrichterschaltung 12 während einer vorbestimmten Zeitspanne zu liefern, Schritt S22. Bei Empfang des Ausgangssignals von der Steuerung 26 legt die Wechselrichtersteuereinheit 21 ein Treibersignal an die Basen beispielweise der Transistoren Q&sub1;, Q&sub4; der Wechselrichterschaltung 12, um diese zwischen Kollektor und Emitter leitend zu machen, Schritt S23. Nun wird der aufgeladene Elektrolytkondensator C über die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub4; entladen.
Der Spannungsdetektor 16 erfaßt die Kollektor-Emitter-Spannung VCE des Transistors Q&sub1;, und die Kollektor-Emitter-Spannung VCE wird von dem A/D-Wandler 44 (siehe Fig. 2) in einen digitalen Wert umgewandelt, der an die Transistor-Bestimmungsschaltung 52 gegeben wird. Der Stromdetektor 18 detektiert einen Kollektorstrom IC von dem Transistor Q&sub1;, und der Kollektorstrom IC wird von dem A/D-Wandler 46 in einen Digitalwert umgewandelt, der auch an die Transistor-Bestimmungsschaltung 42 geliefert wird, Schritt S24.
Die Kollektor-Emitter-Spannung VCE und der Kollektorstrom IC ändern sich, während der Elektrolytkondensator C entladen wird. Die Kollektor- Emitter-Spannung VCE und der Kollektorstrom IC werden in gewissen Zeitintervallen gemessen, während sie sich ändern. Die Transistor- Bestimmungsschaltung 52 generiert eine VCE-IC-Kurve aus der Kollektor- Emitter-Spannung VCE und dem Kollektorstrom IC, welche gemessen werden, Schritt S25, und sie bestimmt, ob die erzeugte VCE-IC-Kurve in einen vorbestimmten Bereich vorgegebener Breite fällt, welche in der Transistor-Bestimmungsschaltung 52 gespeichert ist, Schritt S26. Das Ergebnis der Bestimmung wird an die CPU 32 gegeben.
Wenn die VCE-IC-Kurve in den vorbestimmten Bereich fällt, gibt die CPU 32 ein Signal aus, um die Anzeigeeinheit 28 zum Anzeigen von Information zu veranlassen, welche bedeutet, daß der Transistor Q&sub1; akzeptierbar ist, Schritt S27. Fällt die VCE-IC-Kurve nicht in den vorbestimmten Bereich, so gibt die CPU 32 ein Signal aus, um die Anzeigeeinheit 28 so zu steuern, daß sie Information darstellt, die besagt, daß der Transistor Q&sub1; zurückgewiesen wird, Schritt S28.
Die Schritte S21 bis S28 werden solange wiederholt, bis die VCE-IC- Kurven sämtlicher Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; im Schritt S29 festgestellt sind.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Transistor akzeptierbar ist oder nicht, wird im folgenden beschrieben.
Die CPU 32 gibt über die VF Lücke 42 an die Schaltvorrichtung 24 ein Schaltsignal, um die Schaltkontakte der Schaltvorrichtung 24 zu betätigen. Der positive (+) Anschluß der Gleichstromversorgung 14 ist direkt mit dem Anschluß P der Wechselrichterschaltung 12 verbunden, der Spannungsdetektor 16 liegt zwischen Kollektor und Emitter des Transistors Q&sub1;, der Stromdetektor 18 ist so geschaltet, daß er einen Kollektorstrom IC des Transistors Q&sub1; erfaßt. Bei dieser Ausführungsform liegt der gemeinsame Verbindungspunkt "a" an einem negativen (-) Anschluß der Gleichstromversorgung 14, damit der Stromdetektor 18 den Kollektorstrom IC des Transistors Q&sub1; feststellen kann.
Anschließend gibt die Wechselrichtersteuereinheit 21 aufgrund des Ausgangssignals von der Steuerung 26 ein Treibersignal an die Basis des Transistors Q&sub1; der Wechselrichterschaltung 12, um den Transistor Q&sub1; zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter leitend zu machen. Ein Stromfluß von der Gleichstromversorgung 14 fließt nur durch den Transistor Q&sub1;, basierend auf einem Erregungs-Startsignal, das von der CPU 32 an die Gleichstromversorgung 14 gegeben wird.
Die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; erreicht TJ(0) von 25ºC, beispielsweise dann, wenn der von der Gleichstromversorgung 14 an den Transistor Q&sub1; gelieferte Strom nach dem Beginn der Zuspeisung den Wert IC erreicht. Die Gleichstromversorgung 14 wird so gesteuert, daß, nachdem der von dem Stromdetektor 18 gemessene Strom den Wert IC erreicht hat, der von der Gleichstromversorgung 14 gelieferte Strom gesperrt wird, wenn die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; beispielsweise Ti(t) = 125ºC erreicht.
Wenn der Strom beginnt, von der Gleichstromversorgung 14 an den Transistor Q&sub1; gegeben zu werden, so nimmt der Stromfluß durch den Kollektor des Transistors Q&sub1; progressiv zu und wird dann auf dem Wert IC gehalten. Der Strom IC, der von dem Stromdetektor 18 gemessen wird, fließt von dem Kollektor zu dem Emitter des Transistors Q&sub1;. Der Kollektorstrom hat eine Wellenform, wie sie in Fig. 16A gezeigt ist. In Fig. 16A ist auf der vertikalen Achse der von dem Stromdetektor 18 erfaßte Strom dargestellt, auf der horizontalen Achse ist die Zeit dargestellt, die von dem Augenblick an gemessen wird, zu dem der Strom von der Gleichstromversorgung 14 zugeführt wird. Eine Emitter-Kollektor-Sättigungsspannung VCE (sat) des Transistors Q&sub1; zur Zeit, zu der der von dem Stromdetektor 18 gemessene Strom den Wert IC erreicht, wird von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt. Die Emitter-Kollektor-Sättigungsspannung VCE (sat) wird im folgenden als Emitter-Kollektor-Spannung VCE oder einfach als Spannung VCE bezeichnet, deren Wellenform in Fig. 16B gezeigt ist.
Wenn der Kollektorstrom den Wert IC aufgrund des von der Gleichstromversorgung 14 zugespeisten Stroms erreicht, beträgt die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; immer noch beispielsweise TJ(0) = 25ºC. Die von dem Spannungsdetektor 16 zu dem Zeitpunkt gemessene Spannung, zu dem der Kollektorstrom den Wert IC erreicht, wird gelesen. Die zu diesem Zeitpunkt gemessene Spannung wird mit VCE(0) bezeichnet.
Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem der Kollektorstrom den Wert IC erreicht hat, das heißt, nach Verstreichen einer Zeitspanne, in der die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; beispielsweise den Wert Tj(t) = 125ºC erreicht hat, wird die Stromzufuhr von der Gleichspannungsversorgung 14 gestoppt. Im Ergebnis wird der von der Gleichstromversorgung 14 zum Kollektor des Transistors Q&sub1; fließende Strom gesperrt. Die von dem Spannungsdetektor zu dem Zeitpunkt gemessene Spannung, zu dem der von der Gleichspannungsversorgung 14 gelieferte Strom gesperrt wird, wird gemessen, und die Meßspannung wird mit VCE(t) bezeichnet. Die Spannung VCE des Transistors Q&sub1;, nachdem der Strom von der Gleichspannungsversorgung 14 begonnen hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der von der Gleichspannungsversorgung 14 gelieferte Strom gesperrt wird, hat die in Fig. 16B dargestellte Wellenform.
Die Zeitspanne, die vergeht von der Zeit, zu der der Strom seitens der Gleichspannungsversorgung 14 gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kollektorstrom den Wert IC erreicht, entspricht einer Zeitspanne, bis zu der die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; den Wert Tj(0) = 25ºC beispielsweise erreicht hat, und wird in Fig. 16B mit Anfangsperiode bezeichnet. Die Zeitspanne, die von dem Zeitpunkt an, zu dem der Kollektorstrom den Wert IC erreicht hat, bis zu der Zeit vergeht, zu der der Strom von der Gleichspannungsversorgung 14 gesperrt wird, das heißt die Zeitspanne, in der der Kollektorstrom auf dem Wert IC gehalten wird, gleicht einer Zeitspanne, die benötigt wird, damit die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; beispielsweise Tj(t) = 125ºC ausgehend von TJ(0) = 25ºC erreicht und wird in Fig. 16B mit Erwärmungszeitspanne bezeichnet. In der Erwärmungszeitspanne steigt die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; mit dem zugespeisten Strom an. Die in Fig. 16B dargestellte Beziehung läßt sich darstellen durch die Beziehung VCE und dem Kollektorstrom, wie dies in Fig. 16C gezeigt ist. In Fig. 16C nimmt der Kollektorstrom von der Anfangszeitspanne an bis zu dem Wert IC zu und wird während der Erwärmungszeitspanne auf dem Wert IC gehalten, bis die Erwärmungszeitspanne zu Ende ist. Wenn die Differenz zwischen der Spannung VCE(0) zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kollektorstrom den Wert IC erreicht, und die Spannung VCE(t) zu der Zeit, zu der der von der Gleichstromversorgung 14 gelieferte Strom gesperrt wird, das heißt die Spannung VCE(t) zur Zeit, zu der die Übergangstemperatur des Transistors Q&sub1; zum Beispiel Tj(t) = 125ºC erreicht, mit ΔVCE dargestellt wird, so wird der Transistors Q&sub1; als normal eingestuft oder festgestellt, wenn ΔVCE = { VCB(0) - VCE(t)} in einen vorbestimmten Bereich fällt.
Im allgemeinen ist der thermische Widerstand Zth(t) einer Diode von dem Hersteller der Diode angegeben und gemäß folgender Gleichung (7) definiert:
wobei P die von der Diode verbrauchte elektrische Energie ist und Tjd(0), Tjd(t), Tad die Übergangstemperatur (ºK) zu der Zeit, zu der der zugeführte Strom einen vorbestimmten Wert nach Beginn der Stromzuführung, die Übergangstemperatur (ºK) zu der Zeit, zu der der vorbestimmte Strom kontinuierlich über eine vorbestimmte Zeitspanne zugeführt wird, bzw. die Umgebungstemperatur (ºK) der Diode bedeuten.
Aus der Gleichung (7) läßt sich die elektrische Energie P ermitteln, die von der Diode zu verbrauchen ist, bis die Übergangstemperatur Tjd(t) erreicht ist. Die zum Erreichen einer Soll-Übergangstemperatur erforderliche elektrische Energie läßt sich dadurch feststellen. Bei dem obigen Beispiel läßt sich die Zeitspanne bestimmen, in der der Strom zuzuführen ist, damit die Soll-Übergangstemperatur von 125ºC erreicht wird.
Die Übergangstemperatur Tjd und eine Durchlaßspannung Vf stehen folgendermaßen zueinander in Beziehung:
wobei n der Emissionskoeffizient, k die Boltzmann-Konstante, q die elektrische Ladung eines Elektrons, If der Durchlaßstrom und Is der Sättigungsstrom ist.
Wenn daher die Durchlaßspannung zu der Zeit, zu der die Übergangstemperatur Tjd(t) bzw. Tjd(0) beträgt, mit Vf(t) bzw. mit Tv(0) bezeichnet werden, so drückt sich die Differenz ΔVf = {Vf(t) - Vf(0)} zwischen den Größen folgendermaßen aus:
Es ist bekannt, daß die Qualität einer Diode aus ΔVf bezüglich Tjd(t) und Tjd(0) bestimmt werden kann. Insbesondere wird die Diode dann als akzeptierbar erachtet, wenn ΔVf in einen vorbestimmten Bereich fällt.
Es ist bekannt, daß ein auf die Übergangstemperatur bezogener Durchlaß- Spannungsabfall dazu herangezogen werden kann, auch eine Festlegung für einen Transistor ebenso wie für eine Diode vorzunehmen. Ein Strom IC aus der Gleichstromversorgung 14 läßt sich einstellen, und ebenfalls einstellen läßt sich eine Zeit, zu der der von der Gleichstromversorgung 14 gelieferte Strom zu sperren ist, das heißt eine Zeitspanne, innerhalb der der Strom IC aufrechtzuerhalten ist. Ferner ist es bekannt, daß die Qualität eines Transistors unter Verwendung von ΔVCE genau wie bei einer Diode ausgewertet werden kann. Wenn daher ΔVCE in einen vorbestimmten Bereich fällt, wird der Transistor Q&sub1; als akzeptierbar eingestuft, und wenn ΔVCE nicht in einen vorbestimmten Bereich fällt, wird der Transistor Q&sub1; als zurückgewiesen eingestuft.
Wird ein einzelner Transistor mit einem Kurvenschreiber gemessen, so hat die Kennlinie bezüglich ΔVCE { = VCE(t) - VCE(0)} und IC zu der Zeit, zu der ein Strom die gleiche Wellenform und den Wert hat, wie dies in Fig. 16A gezeigt ist, identischen Verlauf wie in Fig. 16C. Akzeptierbare Transistoren besitzen einen Wert ΔVCE, der in einen vorbestimmten Bereich fällt, zurückgewiesene Transistoren fallen mit ΔVCE aus dem vorbestimmten Bereich heraus. Dies unterstützt die obige Angabe, daß ein Durchlaß- Spannungsabfall, der in Korrelation zu der Übergangstemperatur steht, ebenfalls zur Beurteilung eines Transistors herangezogen werden kann.
Die Zeitspanne, die benötigt wird, um den Transistor Q&sub1; in der oben beschriebenen Weise zu beurteilen, ist deshalb kurz, weil der Transistor Q&sub1; sich beurteilen läßt, während er in der Wechselrichterschaltung einbezogen bleibt.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Übergangstemperatur Tj(0) mit 25ºC angegeben. Allerdings kann es auch eine Übergangstemperatur zur Zeit der Prüfung sein. In diesem Fall wird ein Strom IC eingestellt, es wird eine Zeitspanne bis zum Erreichen der Übergangstemperatur von Tj(t) = 125ºC des Transistors Q&sub1; beispielsweise bestimmt, und es wird der Strom IC für die vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten.
In der obigen Beschreibung wurde der Transistor Q&sub1; bezüglich seiner Qualität beurteilt. Allerdings ist leicht zu sehen, daß jeder andere Transistor Q&sub2; bis Q&sub6; ebenfalls beurteilt werden kann, während er in der Wechselrichterschaltung 12 verbleibt. Um irgendeinen dieser Transistoren Q&sub2; bis Q&sub6; zu prüfen, wird der gemeinsame Verbindungsknoten zwischen dem Stromdetektor 28 und dem Spannungsdetektor 16 an den Kollektor des zu prüfenden Transistors angeschlossen, von der Gleichstromversorgung wird ein Strom in den Kollektor des zu prüfenden Transistors eingespeist, es wird eine Kollektor-Emitter-Spannung VCE des zu prüfenden Transistors gemessen, und an die Basis des zu prüfenden Transistors wird eine Spannung entsprechend einem Treibersignal gelegt, um nur den zu prüfenden Transistor zu betreiben.
Die Aufwärmzeit, in der der Kollektorstrom auf dem Wert IC gehalten wird, beträgt etwa eine Sekunde, wenn die Stromstärke IC den Wert 400 A hat. Deshalb sollten der Strom IC und die Spannung VCE vorzugsweise durch gleichzeitige Beobachtung eines Zweikanal-Oszillographen oder eines Zweikanal-Digitalisierers erfaßt werden anstatt durch den Stromdetektor 18 und den Spannungsdetektor 16.
Wie oben beschrieben wurde, sind für die Prüfung der Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; bezüglich ihrer Qualität, während sie in der Wechselrichterschaltung 12 verbleiben, die zum Prüfen der Transistoren aufzuwendende Zeit und die aufzuwendende Anzahl von Schritten relativ gering, da es nicht notwendig ist, die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; aus der Wechselrichterschaltung 12 herauszulösen und sie dann wieder in die Wechselrichterschaltung einzubringen.
Die Qualitätsbestimmung von Dioden D&sub1; bis D&sub6;, die antiparallel zwischen Kollektor und Emitter der jeweiligen Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; liegen, soll im folgenden in Verbindung mit den Fig. 17 und 18 beschrieben werden.
Fig. 17 zeigt in Blockform eine Prüfanordnung, in der die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung dazu verwendet wird, festzustellen, ob eine Diode akzeptierbar ist oder nicht, und Fig. 18 zeigt einen Betriebsablauf für die in Fig. 17 gezeigte Prüfanordnung, um zu beurteilen, ob die Diode akzeptierbar ist oder nicht.
In Fig. 17 besitzt eine Schaltvorrichtung 24 die gleichen Schaltkontakte wie in Fig. 4, so daß diese Schaltkontakte aus der Darstellung weggelassen sind. Eine Gleichstromversorgung 14, ein Spannungsdetektor 16, ein Stromdetektor 18 und eine Steuerung 26 sind genauso wie in Fig. 2 vorhanden.
Die CPU 32 gibt über die I/F 42 an die Schaltvorrichtung 24 ein Schaltsignal, und die Schaltkontakte der Schaltvorrichtung 24 werden im Schritt S41 ansprechend auf das Schaltsignal betätigt. Wenn die Schaltkontakte der Schaltvorrichtung 24 betätigt werden, wird ein Elektrolytkondensator 79 parallel zu der Gleichstromversorgung 14 geschaltet, der Spannungsdetektor 16 wird zwischen Kollektor und Emitter des Transistors Q&sub1; gelegt, und der Stromdetektor 18 wird so verbunden, daß er einen Durchlaßstrom If der Diode D&sub1; erfaßt.
Die Wechselrichtersteuereinheit 21 gibt nun bei Empfang des Ausgangssignals von der Steuerung 26 ein Entregungssignal an die Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6;, um diese dadurch zwischen Kollektor und Emitter nicht-leitend zu machen. Die CPU 32 legt ein Erregungs-Startsignal an die Gleichstromversorgung 14. Der Schaltkontakt 101 wird geschlossen, der Schaltkontakt 105 geöffnet. Ansprechend auf das Erregungsstartsignal liefert die Gleichstromversorgung 14 einen Ladestrom zum Aufladen des Elektrolytkondensators 79, Schritt S42.
Anschließend gibt die CPU 32 ein Schaltsignal zum Öffnen des Schaltkontakts 101 und zum Schließen des Schaltkontakts 105 aus. Der Elektrolytkondensator 79 wird nun in einem Schritt S43 über die Diode D&sub1; entladen. Die sich an der Diode D 1 beim Entladen des Elektrolytkondensators 79 entwickelnde Spannung Ef wird von dem Spannungsdetektor 16 erfaßt und von dem A/D-Wandler 44 in ein Digitalsignal umgesetzt, welches in einem Schritt S44 an die Diodenbestimmungsschaltung 54 ausgegeben wird. Der beim Entladen des Elektrolytkondensators 79 durch die Diode D&sub1; fließende Strom If wird von dem Stromdetektor 18 erfaßt und von dem A/D-Wandler 46 in ein Digitalsignal umgesetzt, welches ebenfalls in dem Schritt S44 an die Diodenbestimmungsschaltung 54 ausgegeben wird.
Die Diodenbestimmungsschaltung 54 stellt fest, ob der Durchlaßstrom If bei der Spannung Ef in einen vorbestimmten Bereich fällt, der in der Diodenbestimmungsschaltung 54 gespeichert ist, Schritt S45. Das Bestimmungsergebnis wird an die CPU 32 ausgegeben. Fällt der Durchlaßstrom If in den vorbestimmten Bereich, so gibt die CPU 32 ein Signal zum Steuern an die Anzeigeeinheit 28, damit diese Information darüber anzeigt, daß die Diode D&sub1; akzeptierbar ist, Schritt S46. Fällt der Durchlaßstrom If nicht in den vorbestimmten Bereich, so gibt die CPU 32 ein Signal an die Anzeigeeinheit 28, um diese zur Anzeige von Information zu veranlassen, die besagt, daß die Diode D 1 zurückgewiesen wird, Schritt S47.
Die Schritte S41 bis S47 werden wiederholt, bis sämtliche Dioden D&sub1; bis D&sub6; beurteilt sind, Schritt S48.
Erfindungsgemäß besitzt gemäß obiger Beschreibung die Schaltvornchtung 24 eine Matrix aus Schaltkontakten, die durch ein Schaltsignal von der Steuerung 26 so betätigbar sind, daß ein gewünschter elektrischer Schaltkreis zum sukzessiven Beurteilen der Qualität des Elektrolytkondensators C, der Transistoren Q&sub1; bis Q&sub6; und der Dioden D&sub1; bis D&sub6;, die Bestandteil der Wechselrichterschaltung 12 im vereinten Zustand verbleiben, geschaffen wird.
Da der Elektrolytkondensator C oder der Elektrolytkondensator 49 von der Gleichstromversorgung 14 als Gleichstromquelle geladen wird, läßt sich der maximale Ausgangsstrom der Gleichstromversorgung 14 reduzieren, und deshalb kann die Gleichstromversorgung 14 geringe Größe haben.
Die Vorrichtung zum Prüfen eines elektrischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung gemäß der Erfindung kann ein elektrisches Bauteil in verkürzter Zeit deshalb prüfen, weil das elektrische Bauteil in der Wechselrichterschaltung verschaltet bleibt, jedoch nicht von der Wechselrichterschaltung gelöst wird, während es geprüft wird.
Wenngleich gewisse Ausführungsformen der Erfindung im Detail dargestellt und beschrieben wurden, so versteht sich dennoch, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang gemäß beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Prüfen eines elektronischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung (12), die sich aus einem Spannungsglättungs- Elektrolytkondensator (C), mehreren Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;) und mehreren Dioden (D&sub1;-D&sub6;) in Antiparallelschaltung bezüglich der Transistoren (Q&sub1;- Q&sub6;) zusammensetzt, umfassend:

eine Gleichstromversorgung (14) zum Zuführen eines Gleichstroms zu der Wechselrichterschaltung (12);

eine Spannungsdetektoreinrichtung (16) zum Detektieren einer Spannung an einer Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung (12);

eine Stromdetektoreinrichtung (18) zum Detektieren eines Stroms, der an einer Stelle innerhalb der Wechselrichterschaltung (12) fließt;

eine Schalteinrichtung (24) zum Ändern von Stellen, an denen der Gleichstrom der Wechselrichterschaltung (12) von der Gleichstromversorgung (14) zugespeist wird, von Stellen, an denen die Spannung innerhalb der Wechselrichterschaltung (12) von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) detektiert wird, und von Stellen, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung (12) von der Stromdetektoreinrichtung (18) detektiert wird;

eine Schaltsteuereinrichtung (26) zum Ausgeben eines Schaltsignals an die Schalteinrichtung (24);

eine Elektrolytkondensator-Bestimmungseinrichtung (48) zum Berechnen einer elektrostatischen Kapazität des Elektrolytkondensators (C) basierend auf einer Zeit, die vergangen ist, nachdem der Elektrolytkondensator (C) mit dem Ladevorgang durch den von der Gleichstromversorgung (14) über einen Widerstand (64) zugeführten Strom begonnen hat, bis eine von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) detektierte Spannung an dem Elektrolytkondensator (C) eine vorbestimmte Spannung erreicht, und auch basierend auf einem Widerstandswert des Widerstands (64), und zum Bestimmen, ob die elektrostatische Kapazität in einen voreingestellten Bereich fällt; und

eine Transistorbestimmungseinrichtung (52) zum Feststellen, ob eine durch eine Kollektor-Emitter-Spannung VCE jedes der Transistoren (Q&sub1;- Q&sub6;), wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) detektiert wird, und einen Kollektorstrom IC des Transistors (Q&sub1;-Q&sub6;), wie er von der Stromdetektoreinrichtung (18) detektiert wird, erzeugte VCE - IC-Kurve in einen vorbestimmten Bereich fällt;

wobei die Ausgestaltung derart ist, daß der Elektrolytkondensator (C) dadurch als akzeptierbar oder nicht eingestuft werden, daß die Stellen, an denen der Gleichstrom seitens der Gleichstromquelle (14) an die Wechselrichterschaltung (12) gegeben wird, die Stellen, an denen die Spannung in der Wechselrichterschaltung (12) von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) detektiert wird, und die Stellen, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung (12) von der Stromdetektoreinrichtung (18) detektiert wird, basierend auf dem von der Schaltsteuereinrichtung (26) ausgegebenen Schaltsignal geändert werden.

2. Vorrichtung (10) zum Prüfen eines elektronischen Bauteils in einer Wechselrichterschaltung (12), die sich aus einem Spannungsglättungs- Elektrolytkondensator (C), mehreren Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;) und mehreren Dioden (D&sub1;-D&sub6;) in Antiparallelschaltung bezüglich der Transistoren (Q&sub1;- Q&sub6;), um die Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;) zu schützen zusammensetzt, umfassend:

eine Transistorbestimmungseinrichtung (52) zum Feststellen, ob eine Differenz zwischen einer Kollektor-Emitter-Spannung jedes der Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;), wie sie von der Spannungsdetektiereinrichtung (16) erfaßt wird, wenn seitens der Gleichstromversorgung (14) ein gegebener Kollektorstrom an den Transistor (Q&sub1;-Q&sub6;) gegeben wird, wie dieser von der Stromdetektoreinrichtung (18) erfaßt wird, und einer Kollektor-Emitter- Spannung des Transistors (Q&sub1;-Q&sub6;), die von der Spannungsdetektiereinrichtung (16) erfaßt wird, wenn der gegebene Kollektorstrom zugespeist wird, bis eine Übergangstemperatur des Transistors (Q&sub1;-Q&sub6;) eine vorbestimmte Temperatur erreicht, in einem voreingestellten Bereich fällt;

wobei die Ausgestaltung so ist, daß der Elektrolytkondensator (C) und die Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;) dahingehend beurteilt werden, ob sie akzeptierbar sind oder nicht, indem basierend auf dem von der Schaltsteuereinrichtung (26) ausgegebenen Schaltsignal die Stellen geändert werden, an denen der Gleichstrom seitens der Gleichstromversorgung (14) in die Wechselrichterschaltung (12) eingespeist wird, ebenso wie die Stellen, an denen die Spannung in der Wechselrichterschaltung (12) von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) detektiert wird, und die Stellen, an denen der Strom in der Wechselrichterschaltung (12) von der Stromdetektoreinrichtung (18) erfaßt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Diodenbestimmungseinrichtung (54) zum Ermitteln, ob ein Durchlaßstrom jeder der Dioden (D&sub1;-D&sub6;), wie er von der Stromdetektoreinrichtung (18) erfaßt wird bei einer Spannung an der Diode (D&sub1;-D&sub6;), wie sie von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) erfaßt wird, in einen voreingestellten Bereich fällt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Elektrolytkondensator-Bestimmungseinrichtung (48) eine Bestimmungseinrichtung aufweist zum Berechnen eines Ersatz-Serienwiderstands des Elektrolytkondensators (C) basierend auf einer Spannung an dem Elektrolytkondensator (C), die von der Spannungsdetektoreinrichtung (16) erfaßt wird, wenn der aufgeladene Elektrolytkondensator (C) mit dem Entladen beginnt, ferner einer Spannung an dem Elektrolytkondensator (C), die von der Spannungsdetektiereinrichtung (16) erfaßt wird, wenn der aufgeladene Elektrolytkondensator (C) entladen ist, und einem Entladestrom aus dem Elektrolytkondensator (C), der von der Stromdetektiereinrichtung (18) erfaßt wird, und zum Feststellen, ob der Ersatz-Reihenwiderstand in einen voreingestellten Bereich fällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Elektrolytkondensator (C) über mindestens einen der Transistoren (Q&sub1;-Q&sub6;) der Wechselrichterschaltung (12) entladen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Elektrolytkondensator (C) entladen wird, bis die an dem Elektrolytkondensator (C) erfaßte Spannung unverändert bleibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Elektrolytkondensator (C) über einen Strombegrenzungswiderstand (63) entladen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Stromdetektoreinrichtung (18) an einem Detektoranschluß einen Stromwandler aufweist.