CN103250339A - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电力变换装置具备：逆变器部，其具备构成上臂/下臂的多个半导体开关元件，将直流电变换为交流电；栅极驱动部，其对逆变器部输出用于驱动这些的多个半导体开关元件的栅极的栅极信号；驱动控制部，其对栅极驱动部提供使栅极驱动部输出栅极信号的开关控制信号；第1异常探测部，其进行直流电的过电压探测、交流电的过电流探测以及上臂/下臂的温度探测；和第2异常探测部，其对上臂/下臂的多个半导体开关元件的异常进行探测，驱动控制部具备在第1异常探测部检测出异常时进行保护动作的第1保护电路部、和在第2异常检测部检测出异常时进行保护动作的第2保护电路部。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及具备利用了半导体开关元件的逆变器的电力变换装置，尤其涉及具备保护电路的电力变换装置。
背景技术
在由具备半导体开关元件的逆变器电路进行电力变换并将该电力提供给负载的装置中，已知有具备多个过电流保护电路、过电压保护电路等的保护电路的装置(例如，参照专利文献1)。该专利文献1公开了在过电流或者过电压那样的重故障下，使逆变器电路的半导体开关元件的动作紧急停止，在过负载那样的轻故障的情况下，按照半导体开关元件中流过的电流慢慢减少的方式进行控制来使动作停止。即半导体开关元件成为电流不流通的开路状态。
另外，专利文献1公开了进行逆变器电路的故障检测、以及使检测出故障时的开关元件停止的控制电路。
但是，在将专利文献1这样的方法应用到电动机控制用逆变器电路的情况下，该电动机控制电路成为开路状态，所以，电动机自身自由旋转，慢慢地进行减速。而且在电动机驱动的情况下，过电流的情况与过电压的情况下的紧急度为不同的情况较多，专利文献1中，不论对于哪种情况，均同样地使开关元件的动作停止。
专利文献2公开了在PWM产生电路和逆变器的栅极驱动电路之间，具备设有多个三态缓冲器电路的安全停止电路的电动机控制装置。另外，该安全停止电路还具备上位装置可对其自身动作是否正常进行检测的电路。
该专利文献2的三态缓冲器电路阻断对栅极驱动电路供给的PWM信号，电动机成为自由运转状态，慢慢地停止。但是，对该三态缓冲器的控制输入，其构成为通过外部的电动机停止开关以手动来进行。
专利文献3公开了如下的系统，即：电动汽车的行驶中，用于从蓄电池向逆变器电路供给直流电的开关(接触器)若发生了成为开路的不良状况的情况下，逆变器电路的上侧臂或者下侧臂的半导体开关元件短接，从逆变器向电动机的电力供给停止这样的系统。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2003-88093号公报
专利文献2：JP特开2010-104187号公报
专利文献3：JP特开平9-47055号公报
发明概要
发明所要解决的课题
在现有的具备利用了半导体开关元件的逆变器的电力变换装置中，尤其是将该电力变换装置用在电动机驱动的情况下，对逆变器的故障进行检测，但基于该故障的状况却难以迅速实施使逆变器电路短路或者开路那样的、保护包含逆变器电路在内的电力变换装置且安全性高的最佳故障应对。
发明内容
解决课题的手段
根据本发明的第1方案，提供一种电力变换装置，具备：具备：逆变器部，其具有构成上臂的多个半导体开关元件和构成下臂的多个半导体开关元件，将直流电变换为交流电进行输出；栅极驱动部，其对逆变器部输出分别驱动上臂以及下臂的多个半导体开关元件的栅极从而使其进行导通/截止的栅极信号；驱动控制部，其对栅极驱动部提供用于使栅极驱动部输出栅极信号的开关控制信号；第1异常探测部，其进行直流电的过电压探测、交流电的过电流探测以及上臂及下臂的温度探测来检测逆变器部的异常；和第2异常探测部，其对构成上臂的多个半导体开关元件以及构成下臂的多个半导体开关元件各自的异常进行探测来检测逆变器部的异常，驱动控制部具备在第1异常探测部检测出逆变器部的异常时进行保护动作的第1保护电路部、和在第2异常检测部检测出逆变器部的异常时进行保护动作的第2保护电路部。
根据本发明的第2方案，在第1方案的电力变换装置的基础上，驱动控制部还具备上位控制部、以及基于来自上位控制部的信号来生成开关控制信号的控制部，第1保护电路部具备第1保护电路、第2保护电路以及第3保护电路，第2保护电路部具备第4保护电路，第1保护电路至第4保护电路在控制部和栅极驱动部之间依次设置。
根据本发明的第3方案，在第2方案的电力变换装置的基础上，第1异常探测部具备：对逆变器部的正极和负极之间的过电压进行探测，将过电压探测信号输入到驱动控制部的过电压探测部；对逆变器部的交流电输出的过电流进行探测，将过电流探测信号输入到驱动控制部的过电流探测部；和对上臂及下臂的温度进行探测，将温度探测信号输入到驱动控制部的温度探测部。
根据本发明的第4方案，在第3方案的电力变换装置的基础上，第1保护电路部通过基于过电压探测信号、过电流探测信号、温度探测信号、和从上位控制部输入的使构成上臂及下臂的多个半导体开关元件全部为截止的信号、和使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，对第1保护电路输出第1控制信号，对第2保护电路输出第2控制信号，对第3保护电路输出第3控制信号，由此，对第1保护电路至第3保护电路进行控制，来控制对逆变器部的栅极信号的输入。
根据本发明的第5方案，在第4方案的电力变换装置的基础上，第2控制信号以及第3控制信号的上升沿定时比第1控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，第1控制信号的下降沿定时比第2控制信号及第3控制信号的下降沿定时延迟第2规定时间延迟，由此，上臂的半导体开关元件和与该半导体开关元件串联连接的下臂的半导体开关元件不同时成为导通状态。
根据本发明的第6方案，在第4方案的电力变换装置的基础上，第1保护电路部具备保护逻辑电路，在对第1保护电路输入了第1控制信号(高电平)的情况下，第1保护电路取代来自控制部的开关控制信号，而将第1控制信号(高电平)输出至第2保护电路以及第3保护电路，在对第2保护电路输入了第2控制信号(高电平)的情况下，取代来自第1保护电路电路的输出信号而将使第2控制信号(高电平)进行反转后的信号(低电平)输出至第4保护电路，使得仅上臂的多个半导体开关元件导通，在对第3保护电路输入了第3控制信号(高电平)的情况下，取代来自第1保护电路电路的输出信号而将使第3控制信号(高电平)进行反转后的信号(低电平)输出至第4保护电路，使得仅下臂的多个半导体开关元件导通，保护逻辑电路基于过电压探测信号、过电流探测信号、温度探测信号、和从上位控制部输入的使构成上臂及下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号、和使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，来输出第2控制信号和第3控制信号。
根据本发明的第7方案，在第6方案的电力变换装置的基础上，保护逻辑电路具备定时电路和三相短路逻辑电路，三相短路逻辑电路具备使第2控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，使第2控制信号的下降沿时间延迟第3规定时间的第1延迟电路；和使第3控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，使第2控制信号的下降沿时间延迟比第1规定时间短的第3规定时间的第2延迟电路，定时电路通过使第1控制信号的下降沿定时延迟第2规定时间，来使上臂的半导体开关元件和与该半导体开关元件串联连接的下臂的半导体开关元件不同时成为导通状态。
根据本发明的第8方案，在第2方案的电力变换装置的基础上，第2异常探测部在探测到构成上臂的多个半导体开关元件以及构成下臂的多个半导体开关元件各自的异常的情况下，将半导体开关元件异常探测信号向驱动控制部输入，第2保护电路部将半导体开关元件异常探测信号作为对第4保护电路的第4控制信号(高电平)输入至第4保护电路，控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂及下臂的多个半导体开关元件全部截止。
根据本发明的第9方案，在第4或者第5方案的电力变换装置的基础上，在过电压探测信号输入到第1保护电路部的情况下，第1保护电路部控制对逆变器部的栅极信号的输入，以使上臂的多个半导体开关元件的全部导通而下臂的多个半导体开关元件的全部截止，或者使得上臂的多个半导体开关元件的全部截止而下臂的全部的半导体开关元件导通。
根据本发明的第10方案，在第6或者第7的方案的电力变换装置的基础上，在过电压探测信号输入到第1保护电路部的情况下，保护逻辑电路对第1保护电路输入第1控制信号，进而保护逻辑电路对第2保护电路输入第2控制信号，控制对逆变器部的栅极信号的输入以使上臂的多个半导体开关元件的全部导通，或者保护逻辑电路对第3保护电路输入第3控制信号，控制对逆变器部的栅极信号的输入以使下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
根据本发明的第11方案，在第4或者第5方案的电力变换装置的基础上，在过电流探测信号输入到第1保护电路部的情况下，第1保护电路部控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂的多个半导体开关元件的全部导通而下臂的多个半导体开关元件的全部截止，或者使得上臂的多个半导体开关元件的全部截止而下臂的全部的半导体开关元件导通。
根据本发明的第12方案，在第6或者第7方案的电力变换装置的基础上，在过电流探测信号输入到第1保护电路部的情况下，保护逻辑电路对第1保护电路输入第1控制信号，进而保护逻辑电路对第2保护电路输入第2控制信号，控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂的多个半导体开关元件的全部导通，或者，保护逻辑电路对第3保护电路输入第3控制信号，控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
根据本发明的第13方案，在第4或者第5方案的电力变换装置中，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，第1保护电路部控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂的多个半导体开关元件的全部导通而下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
根据本发明的第14方案，在第6或者第7方案的电力变换装置的基础上，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，保护逻辑电路对第1保护电路输入第1控制信号，对第2保护电路输入第2控制信号，来控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂的多个半导体开关元件的全部导通。
根据本发明的第15方案，在第4或者第5方案的电力变换装置中，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，第1保护电路部控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得下臂的多个半导体开关元件的全部导通而上臂的多个半导体开关元件的全部截止。
根据本发明的第16方案，在第6或者第7方案的电力变换装置中，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，保护逻辑电路对第1保护电路输入第1控制信号，对第3保护电路输入第3控制信号，来控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
根据本发明的第17方案，在第4或者第5方案的电力变换装置中，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成上臂及下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号的情况下，第1保护电路部控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂及下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
根据本发明的第18方案，在第6或者第7方案的电力变换装置的基础上，在从上位控制部对第1保护电路部输入了使构成上臂及下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号的情况下，保护逻辑电路对第1保护电路输入第1控制信号，来控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂及下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
根据本发明的第19方案，在第2至第18方案的电力变换装置的基础上，第1保护电路至第4保护电路分别具备三态缓冲器。
根据本发明的第20方案，在第7方案的电力变换装置的基础上，三相短路驱动信号控制逻辑基于过电压探测信号、过电流探测信号、温度探测信号；从上位控制部输入的使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，来输出第2控制信号或者第3控制信号的任意一者。
根据本发明的第21方案，在第6或者第7方案的电力变换装置的基础上，保护逻辑电路还具备无效化逻辑，无效化逻辑通过来自控制部的控制来阻断从上位控制装置输出的、使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号、使构成上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号。
根据本发明的第22方案，在第8方案的电力变换装置的基础上，在第2异常探测部的输出被阻断的情况下，第2保护电路部对第4保护电路输入第4控制信号(高电平)，来控制对逆变器部的栅极信号的输入，使得上臂及下臂的多个半导体开关元件全部截止。
根据本发明的第23方案，在第5或者第7方案的电力变换装置的基础上，第1规定时间是作为构成上臂及下臂的多个半导体开关元件而利用的半导体开关元件从导通起至成为截止的开关时间以上。
发明效果
通过具备本发明的保护电路的电力变换装置，能够根据电力变换装置的故障状况，高安全性且迅速地执行包含该电力变换装置在内的系统的最佳保护控制动作。
附图说明
图1是表示将本发明应用于混动力汽车用电动机驱动装置的情况下的电力变换电路的实施例的概要的框图。
图2是表示图1的电动机驱动控制部105的概略、保护电路部110的实施例的概略以及栅极驱动部109的概略的框图。
图3是用于说明图2的本发明的电力变换装置的保护电路部的三相短路动作的信号定时图。
图4是表示图2的三相短路驱动信号控制逻辑204的电路的实施例的概略的框图。
图5(a)是表示图4的臂选择电路600的电路的实施例的图。图5(b)以及图5(c)是图5(a)的实施例的变形例。
图6是用于说明在探测到电力变换装置的过电压时的本发明的保护电路的动作的图。
图7是表示图1的过电压探测部106的实施例的概略例的框图。
图8是表示在具备图2的保护电路部110的电力变换装置中，探测到故障时执行使逆变器部103的半导体开关元件成为三相开路或者三相短路的控制动作的情况下的保护电路的动作状态的图。
图9是表示执行图8中记载的三相开路或者三相短路的保护电路部的动作的各触发的优先级的探测顺序流程图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，参照图1～9，以将本发明应用于混动力汽车用电动机驱动装置的情况为例进行说明。
图1表示将本发明应用于混动力汽车用电动机驱动装置的情况下的电力变换电路的示例。图1中，101是直流电源，102是平滑电容器，103是逆变器部，104是电动机，105是电动机驱动控制部，106是过电压探测部，107是过电流探测部，108是逆变器异常探测部，109是栅极驱动部，111是温度探测部。平滑电容器102与直流电源101并联连接。在直流电源101设有接触器101a。
逆变器部103构成为：将半导体开关元件3a～3f进行三相全桥式连接。本实施方式的逆变器部的开关元件3a～3f利用IGB T，对各IGB T并联地设有回流用二极管。过电压探测部106对直流电源101的正极侧线和负极侧线之间的电压进行测量，在探测到过电压时，对电动机104的驱动控制部即电动机驱动控制部105输出过电压探测信号OV。过电流探测部107对电动机104的各线电流进行测量，在探测到过电流时，将过电流探测信号OC向电动机驱动控制部105输出。
逆变器异常探测部108在探测到电动机104、半导体开关元件或逆变器部103的异常时，对电动机驱动控制部105输出该逆变器异常探测信号即栅极故障信号。“判断为异常的情形”例如是探测到作为半导体开关元件3a～3f而使用的IGB T的短接电流时、IGB T的栅极驱动电源电压比阈值降低时的情形。
IGB T的短接电流探测的方法，例如有利用电流镜IGB T的方法、对IGB T的集电极-发射极间的电压进行监视的方法等，在此并不特别限定。IGB T的短接电流探测阈值例如按照过电流探测部107的阈值的2倍以上的电流流过数μs时进行动作的方式进行设定。栅极驱动电源电压的降低将导致集电极-发射极间的电压上升进而芯片的发热增大。由此，探测阈值设定为不使芯片温度超过热额定的值。关于探测到逆变器部103的异常从而输出了栅极故障信号时的动作，将后叙述。
温度探测部111根据对上臂的温度进行检测的温度传感器TU和对下臂的温度进行检测的温度传感器TL的输出，对上臂即上臂的半导体开关元件的温度和下臂即下臂的半导体开关元件的温度进行检测。检测出的上臂和下臂的温度将输入到电动机控制微机206，用于电力变换装置的控制中。
温度检测部111还对检测出的上臂和下臂的温度进行比较。表示其结果的上臂温度信号和下臂温度信号被输入到三相短路驱动信号逻辑204。在上臂的温度较高的情况下，上臂温度信号为高电平(high)，下臂温度信号为低电平(low)。相反地，在下臂的温度较高的情况下，上臂温度信号为低电平，下臂温度信号为高电平。
栅极驱动部109将与来自电动机驱动控制部105的电动机控制微机206(参照图2)的开关控制信号相应的栅极驱动信号向设于逆变器部103的半导体开关元件3a～3f输出。通常驱动时，作为来自电动机驱动控制部105的开关控制信号，从电动机控制微机输出的PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制信号直接输入到栅极驱动部109，基于该PWM控制信号的栅极信号输入到逆变器部103。这样，基于PWM控制信号来使设于逆变器部103的半导体开关元件3a～3f进行开关动作，由此，从直流电源101输入到逆变器部103的直流电压将变换为任意的三相交流。
图2表示图1的电动机驱动控制部105、以及用于驱动逆变器部103的半导体开关元件的栅极的栅极驱动部109的框图。电动机驱动控制部105具备电动机控制微机206和保护电路部110。此外，图2的栅极驱动部109中，省略了光耦合器的发光二极管210以后的电路(受光元件)和输出栅极信号的前驱动器电路。
本发明的实施方式中，利用设于电动机驱动控制部105的电动机控制微机206、和比电动机控制微机206更上位的控制装置的主微机207。电动机驱动控制部105通常由电动机控制微机206所控制。电动机控制微机206为了对电动机赋予任意的转矩或转速，对逆变器部103的半导体开关元件的合适的开关时间进行运算，进行PWM控制。其结果，对电动机104的各相施加交流电压以及电流，进行驱动控制。此外，本发明的实施方式中说明的主微机207所担当的保护功能也可以由电动机控制微机206来担当。
电动机控制微机206的异常会成为IGB T、电动机104的动作不良的原因，而且有导致损坏IGB T的可能性，主微机207在探测到电动机控制微机206异常的情况下，从主微机207，不经由电动机控制微机206，作为用于进行三相开路或者三相短路的触发信号，将控制信号向保护电路部110送出，进行逆变器部103的三相短路或者三相开路来确保车辆的安全。
例如，在主微机207和电动机控制微机206间进行SPI(SerialPeripheral Interface：串行外设接口)通信，通过确认针对从主微机207向电动机控制微机206的运算指令的解答(例如，针对“1+1”的运算指令的解答)的一致性，来探测电动机控制微机206是否异常。
在电动机控制微机206和栅极驱动部109之间的开关控制信号的线路上设有构成第1保护电路201的三态缓冲器201B和上拉电阻201R、构成第2保护电路202U的三态缓冲器202UB和下拉电阻202UR、构成第3保护电路202L的三态缓冲器202LB和下拉电阻202LR、以及构成第4保护电路203的三态缓冲器203B。缓冲器201B、上拉电阻201R、缓冲器203B设置在构成上臂/下臂的半导体开关元件3a～3f的开关控制信号线上的全部开关控制信号线上。缓冲器202UB和下拉电阻202UR设置在构成上臂的半导体开关元件3a、3b、3c的开关控制信号线上。缓冲器202LB和下拉电阻202LR设置在构成下臂的半导体开关元件3d、3e、3f的开关控制信号线上。
保护电路部110构成为包含上述的第1至第4保护电路201、202U、202L、203；对第1至第3保护电路201、202U、202L进行控制的保护逻辑电路200。保护电路逻辑电路200进一步构成为包含三相短路驱动信号控制逻辑204、定时电路205、无效化逻辑208、209。此外，第4保护电路由来自逆变器异常探测部108的逆变器异常探测信号(栅极故障信号)来进行控制。
本发明中，通过第1至第4保护电路201、202U、202L、203，控制来自电动机控制微机206的开关信号向栅极驱动部109的供给/阻断，在阻断来自电动机控制微机206的开关控制信号的情况下，取代该开关控制信号，来自各保护电路的输出信号作为开关控制信号将输入到栅极驱动部109。
第1至第4保护电路201、202U、202L、203的缓冲器中输入基于包含上述的电动机控制微机206的异常在内的在电力变换电路内产生的各种异常得到的触发信号作为控制信号。
在电力变换装置未发生异常因此基于异常得到的触发信号也未产生的情况下，从电动机控制微机206输出的用于对各半导体开关元件3a～3f进行开关驱动的开关控制信号将直接通过这些的缓冲器201B、202UB、202LB、203B而输入到栅极驱动部109。
另一方面，控制信号(触发信号)输入到缓冲器201B、202UB、202LB、203B时，各缓冲器分别成为阻断状态(高阻抗状态)。对缓冲器201B输入触发信号，缓冲器201B的输出侧成为阻断状态时，缓冲器202UB、202LB的输入侧通过相连接的上拉电阻201R而上拉至高电平状态，所以，对缓冲器202UB、202LB输入高电平信号。
在对缓冲器202UB、202LB输入触发信号时，缓冲器202UB、202LB的输出侧被阻断，缓冲器203B的输入侧分别通过相连接的下拉电阻202UR、202LR而下拉至低电平状态，所以，对缓冲器203B输入低电平信号。
在对缓冲器203B输入触发信号时，缓冲器203B的输出侧(即，栅极驱动部109的输入侧)成为高阻抗状态，栅极驱动部109内的光耦合器的发光二极管208中电流不流通，因此，不输出光信号，从栅极驱动部109不输出用于驱动开关元件3a～3f的栅极信号。即开关元件3a～3f成为截止。此外，在通过来自缓冲器202UB、202LB的输入而缓冲器203B的输出成为高电平的情况下，也因为光耦合器的发光二极管210中电流不流通，因此不输出光信号，半导体开关元件3a～3f成为截止。
如上所述，在栅极驱动电路109中，从缓冲器203B输入低电平信号时，从发光二极管210输出光信号，输出使半导体开关元件成为导通(导通状态)的栅极驱动信号。相反，在输入高电平信号时，输出使半导体开关元件成为截止(阻断状态)的栅极驱动信号。本实施方式中，作为电力变换装置的异常时的保护动作，通过对缓冲器201B、202UB、202LB、203B的缓冲器输出进行控制，能够进行使半导体开关元件3a～3f全部截止的三相开路动作、仅使上臂3a～3c或者下臂(3d～3f)导通而其他截止的三相短路(上臂三相短路、下臂三相短路)动作。
此外，进行三相短路时，在电动机104的线圈产生基于自感应的反电动势，产生与此相伴的制动效果。利用该制动效果，使车辆迅速停止或者减速，由此，能够在电力逆变器异常产生时，确保车辆的安全。
(三相开路动作)
三相开路动作是由于作为来自主微机207的三相开路的触发信号或者逆变器异常探测部108探测到逆变器部103的异常时产生的触发信号的、来自逆变器异常探测部108的逆变器异常探测信号(栅极故障信号)而执行的。此外，关于因栅极故障信号而执行的三相开路动作，将在后叙述。
主微机207所产生的三相开路的触发信号是主微机207对电力变换装置的动作状态(包含异常)进行监视在判断为需要进行三相开路的各种情况下产生的。关于各种的情况将在后面详述。
来自主微机207的三相开路的触发信号输入到保护逻辑电路200时，该三相开路触发信号经由定时电路205而输入到缓冲器201B。该三相开路信号作为控制(触发)信号而输入到缓冲器201B时，如上所述，缓冲器201B成为阻断状态，而且缓冲器201B的输出侧被上拉而成为高电平状态。另一方面，由于缓冲器202UB、202LB、203B未输入控制信号，因此，均成为导通状态，输入到这些的缓冲器的信号不改变高电平、低电平状态地，直接进行输出。即，从主微机207输入三相开路的触发信号时的三相开路动作时，关于上臂/下臂的全部的半导体开关元件3a～3f的全部，对栅极驱动部109输入高电平信号。其结果，用于驱动半导体开关元件的栅极信号没有从栅极驱动部输出，半导体开关元件3a～3f的全部成为阻断状态。此外，如已经说明的那样，对栅极驱动部109输入高电平信号时，用于驱动半导体开关元件的栅极信号没有输出至逆变器部，半导体开关元件成为截止(阻断状态)，在低电平信号输入到栅极驱动部109时，半导体开关元件成为导通(导通状态)。
来自主微机207的三相开路的触发信号输入消失时，与由定时电路205所设定的时间(图3所示的Δt2)相应地保持对缓冲器201B的三相开路的触发信号的输入后，对缓冲器201B的三相开路信号的输入将消失(成为低电平状态)。即，对缓冲器201B输入的三相开路的触发信号延迟利用从该触发信号的下降沿起进行动作的定时电路205而产生的延迟Δt2后，触发信号成为低电平状态。对缓冲器201B的三相开路信号的输入变无时，缓冲器201B成为导通状态，来自电动机控制微机206的开关信号通过缓冲器201B、202UB、202LB、203B而提供给栅极驱动部109，恢复到通常的PWM控制。
此外，通过将从该电动机控制微机206输出的半导体开关元件的开关控制信号设为高电平也能够执行半导体开关元件的三相开路动作。该情况下的三相开路存在作为通常的PWM控制中的一部分而进行的情况、和通过主微机207产生的三相开路的触发信号或者基于其他异常状态的触发信号(后述)对栅极驱动部109的输入而进行三相开路时，为了进一步确保安全性而执行的情况。
(三相短路动作)
图3是用于说明本发明的电力变换装置的保护电路部110的三相短路动作的图。如上所述，三相短路动作中有使上臂的三相短路的情况和使下臂的三相短路的情况，以下，对使下臂三相短路的情况进行说明。
图3表示进行下臂三相短路的情况下的时序图。此外，上臂三相短路的情况下的时序图也与图3所示的下臂三相短路的情况同样。Δt1、Δt3分别是从三相短路驱动信号控制逻辑204输出的下臂三相短路信号(或者上臂三相短路信号)的下降沿和上升沿的延迟，由三相短路驱动信号控制逻辑204内的电路生成(后述)。如上所述，Δt2是由定时电路205产生的延迟。
主微机207所产生的三相短路的触发信号是在主微机207对电力变换装置的动作状态(包含异常)以及车辆的状态进行监视并判断为需要进行三相短路的各种情况下产生的。关于各种的情况将在后进行详述。
用于进行三相短路的触发信号(下臂三相短路)从主微机207输入到缓冲器201B和三相短路驱动信号控制逻辑204。其中，该情况下输入到缓冲器201B的触发信号是与使缓冲器201B全部阻断的、上述的三相开路的触发信号在实质上相同的信号，缓冲器201B的输出被阻断。其结果，设于缓冲器201B后级的缓冲器202UB、缓冲器202LB的输入侧被上拉至高电平状态。
此外，此时如上述那样，为了进一步提高动作的安全性，可按照半导体开关元件成为三相开路动作的方式，将来自电动机控制微机206的开关控制信号设为高电平。主微机207和电动机控制微机206进行SPI连接，所以，根据主微机207的指示来进行这样的栅极控制。该情况下，并不是从通常电动机控制微机206输出的PWM信号，高电平状态的信号作为开关控制信号而从电动机控制微机206输出。
进行这样的控制的理由在于：在进行三相短路的情况下，逆变器部103的上臂侧半导体开关元件3a～3c或者下臂侧半导体开关元件3d～3f的一方成为导通(导通)状态，另一方必须可靠地成为非导通(截止)。如果产生上臂侧以及下臂侧的半导体开关元件一并成为导通的状态时，则由于相对于直流电源101而形成短接电路，大电流将在半导体开关元件持续流过，将成为导致开关元件损坏的原因。
如上所述，对栅极驱动部109输入低电平信号时，半导体开关元件成为导通，输入高电平信号时，半导体开关元件成为截止，所以，进行三相短路的触发信号(该情况下，与三相开路的触发信号在实质上相同的信号)输入到缓冲器201B时，如上所述，缓冲器202UB、缓冲器202LB的输入侧(缓冲器201B的输出侧)成为高电平状态。而且，输入到缓冲器202UB的高电平信号通过缓冲器203B直接输入到栅极驱动部109，因此，半导体开关元件3a～3c成为截止。
另一方面，进行三相短路的触发信号经由三相短路驱动信号控制逻辑204而输入到缓冲器202LB，阻断缓冲器202LB的输出。在阻断缓冲器202LB的输出时，缓冲器202LB的输出侧被下拉至低电平状态。其结果，关于下臂的半导体开关元件3d～3f，低电平信号输入到栅极驱动部109，半导体开关元件3d～3f成为导通。这样地，本实施方式在三相短路动作中，最初进行使全部的半导体开关元件3a～3f成为截止的三相开路动作，其后使半导体开关元件3a～3c或者半导体开关元件3d～3f导通。
其中，此时，对缓冲器202LB输入的进行三相短路的触发信号在输入到缓冲器202LB之前，如后述那样，通过三相短路驱动信号控制逻辑204而延迟Δt1。即，较之缓冲器201B的输出阻断，延迟规定延迟时间Δt1输出进行下臂的三相短路的触发信号(下臂三相短路动作的情况下)。其结果，首先缓冲器201B的输出被阻断，进而延迟规定延迟时间Δt1，缓冲器202LB的输出侧成为低电平状态。
进行三相短路的触发信号变无时，即该触发信号成为低电平状态时，成为该低电平状态的定时将通过三相短路驱动信号控制逻辑204而延迟Δt3(Δt3《Δt1)，所以，缓冲器202LB(上臂三相短路动作的情况下，缓冲器202UB)延迟Δt3而返回至导通状态。此时，缓冲器201B的输出侧如前述那样延迟Δt2从高电平变为低电平，所以，半导体开关元件3d～3f自进行三相短路的触发信号成为低电平起经过了Δt3后也成为截止，切换为三相开路状态。接下来，以通过定时电路205所设定的延迟时间Δt2来保持缓冲器201B的输出阻断后，缓冲器201B返回至导通状态，所以，从进行三相短路的触发信号成为低电平起经过了Δt2后恢复至通常的PWM控制。即，在三相短路信号变无后，暂时设为三相开路的状态后恢复至通常的PWM控制。此外，关于Δt1以及Δt3的设定，将进行后述。
如上所述，本实施方式中，进行三相短路动作的控制时，实际在半导体开关元件被设为三相短路的期间的前后，设有进行三相开路的期间。
在逆变器部中作为半导体开关元件而使用的IGB T具有在开关动作时IGB T固有的死区时间，即在栅极信号从高电平变为低电平或者从低电平变为高电平而进行切换时成为不稳定的状态的期间。由此，上述那样进行三相短路控制时，按照以比该IGB T的死区时间更长的时间使上臂/下臂半导体开关元件成为开路状态的方式，将半导体开关元件的栅极信号设为低电平状态，由此，能够防止产生上侧臂和下侧臂的半导体开关元件的短接，能够形成安全性高的结构。
例如，如果用作半导体开关元件3a～3f的IGB T的死区时间的额定值如为5μs，通过确保该三相短路期间的前后的三相开路期间(Δt1，Δt2)最低也为5μs以上，能够切实防止上臂/下臂短接的产生。通常，由于在该IGB T的死区时间，开关(栅极信号)的上升沿比下降沿稍长，因此可设为Δt2＞Δt1。
另外，通过将这一系列的保护逻辑、定时电路205、三相短路驱动信号控制逻辑204以硬件电路来构成，由此，与使用微机和软件的结构相比，能够实现成本降低。而且，微机异常时、软件错误产生时，也能够一边确保充分的三相开路期间一边进行保护动作，所以，既能确保充分的安全性，也能够实施三相短路动作。
图4是表示三相短路驱动信号控制逻辑204的概略的框图。
对三相短路驱动信号控制逻辑204输入进行三相短路(上三相短路或者下三相短路)的多个触发信号(控制信号)。关于这些的触发信号，输入来自主微机207的上臂三相短路信号、过电压探测信号OV以及过电流探测信号OC。另外，对三相短路驱动信号控制逻辑204输入来自温度探测部的上臂温度信号和下臂温度信号。
过电压探测信号OV输入到AND电路501和503，并且对AND电路501输入上臂温度信号，对AND电路503输入下臂温度信号。由此，探测到过电压时，若上臂温度较高，则进行基于过电压的上臂三相短路的信号将输出到OR电路505。另外在下臂温度较高的情况下，进行基于过电压的下臂三相短路的信号将输出到OR电路506。
过电流探测信号OC被输入到AND电路502和504，进而对AND电路502输入上臂温度信号，对AND电路504输入下臂温度信号。由此，在探测到过电流时，若上臂温度较高，则进行基于过电流的上臂三相短路的信号输出至OR电路505。另外，下臂温度较高的情况下，进行基于过电流的下臂三相短路的信号输出至OR电路506。
如以上那样，来自主微机207的上臂三相短路信号、基于过电压探测的上臂三相短路信号以及基于过电流的上臂三相短路信号通过OR电路505，只要这些信号的任意一信号成为高电平状态，则上臂三相短路信号将输入到臂选择电路600。
另外，来自主微机207的下臂三相短路信号、基于过电压探测的下臂三相短路信号以及基于过电流的下臂三相短路信号通过OR电路506，只要这些信号中的任意一信号成为高电平状态，则下臂三相短路信号将输入到臂选择电路600。
在包含上面说明的保护逻辑电路200的电动机驱动部105的动作中，即使在电力变换装置产生了异常的情况下，通常仅上臂三相短路信号或者下臂三相短路信号的任意一者被输入到臂选择电路。
但是，根据主微机207的异常或者温度探测部的异常，存在上臂三相短路信号和下臂三相短路信号同时产生且两方均被输入到臂选择电路600的可能性。
臂选择电路600是即使在这样地因某种异常而导致上臂三相短路信号和下臂三相短路信号同时产生的情况下，也能够选择其中一方的信号，对缓冲器202UB或者缓冲器202LB进行输出的电路。
图5(a)是表示臂选择电路600的电路例的图。
臂选择电路600具备输出上臂三相短路信号的电路和输出下臂三相短路信号的电路。输出上臂三相短路信号的电路由三态缓冲器604、以及进行信号波形的延迟以及成形的延迟电路602构成。同样地，输出下臂三相短路信号的电路由三态缓冲器605、以及延迟电路603构成。
来自主微机207的进行上臂三相短路的信号、基于过电压探测信号的进行上臂三相短路的信号、基于过电流探测信号的上臂三相短路信号输入到三态缓冲器601。另外，来自主微机207的进行下臂三相短路的信号、基于过电压探测信号的进行下臂三相短路的信号、基于过电流探测信号的下臂三相短路信号被输入到三态缓冲器605，并作为三态缓冲器601的控制信号而被输入。
三态缓冲器601在输入下臂三相短路信号时，三态缓冲器601的输出侧成为高阻抗，输出被阻断。
三态缓冲器601成为高阻抗时，通过下拉电阻R3将三态缓冲器601的输出侧迅速下拉至低电平状态。由此，在由于上臂三相短路信号和下臂三相短路信号之间微小的时间差而从三态缓冲器601些许地输出信号的情况下，也不会从驱动信号控制逻辑204输出上臂三相短路信号。
因此，在上臂三相短路信号和下臂三相短路信号同时输入到臂选择电路600的情况下，仅下臂三相短路信号通过延迟电路603，作为缓冲器201B的控制信号而进行输出，而不输出上臂三相短路信号。即，通过三态缓冲器601，下臂三相短路信号优先被输出。
这样地，即使在对驱动信号控制逻辑204同时输入上臂三相短路信号和下臂三相短路信号的情况下，从驱动信号控制逻辑204也不输出上臂三相短路信号，因此，能够防止上臂侧和下臂侧的半导体开关元件的短接。
如以上那样，因某种异常，同时输出用于阻断缓冲器202UB的输出的上臂三相短路信号和阻断缓冲器202LB的输出的下臂三相短路信号的情况下，也能通过使用图4、图5(a)所示这样的臂选择电路600，在上臂三相短路信号和下臂三相短路信号之间设定优先级(在此，优先下臂三相短路)，仅使上臂侧或者下臂侧的任意一者的半导体开关元件成为导通，则能够使得不会出现上臂和下臂的上下短接。
此外，能通过对臂选择电路600进行稍微变更即可变更该上臂和下臂的三相短路的优先级。
图5(b)是用于变更上臂三相短路和下臂三相短路的优先级的、图5(a)的臂选择电路600的变形实施例。图5(b)中，在图5(a)所示的臂选择电路的输入侧另设1个三态缓冲器606和2个切换开关S1、S2，由主微机207对开关S1、S2同时进行切换，由此，能够容易地变更上臂三相短路信号和下臂三相短路信号的优先级。
图5(c)是能够切换上臂和下臂的三相短路的优先级的另一变形实施例。图5(c)中，在图5(a)所示的臂选择电路的输入侧，设有2个开关S1、S2，在输出侧设有2个切换开关S3、S4，由主微机207对开关S1～S4同时切换，由此，能够容易地变更上臂三相短路信号和下臂三相短路信号的优先级。
开关S1～S4的基于主微机207的切换也可以是：利用在逆变器部103的上侧臂和下侧臂分别设置的温度传感器TU、TL(参照图1)，根据由温度探测部111探测到的上侧臂或者下侧臂的温度来进行。通过这样的切换，能够恰当地提高上侧臂或者下侧臂的温度较高的一方的优先级，在上侧臂或者下侧臂中某一方易成为高温的情况下，能够提高易成为该高温的臂的优先级，能够防止仅一方的臂的温度变高。
此外，虽在图2中未示出，但过电压探测信号OV也可输入到电动机控制微机206以及主微机207，所以，能够从电动机控制微机206以及/或者主微机207输出在产生了过电压探测信号OV的情况下的三相短路的触发信号。
(延迟Δt1、Δt3的设定)
延迟电路602以及603分别由电阻R1、R2，电容器C1和负逻辑施密特触发器S T1构成。
从延迟电路602的施密特触发器S T1输出的上臂三相短路信号作为三态缓冲器202UB的控制输入而输出，从延迟电路603的施密特触发器S T1输出的下臂三相短路信号作为三态缓冲器202LB的控制输入而输出。
上述的延迟Δt1、Δt3是在基于由该电路602以及电路603的R1、R2、C1所产生的波形迟钝的负逻辑施密特触发器电路ST1内的延迟。因此，通过对设于电路602、603的电阻R1、R2、电容器C1的设计常数进行调整，能够比IGBT的死区时间充分变长地调整Δt1、Δt3。
上述中说明的下侧臂三相短路的情况下的延迟Δt1是图3中所示的三相短路信号的上升沿波形的延迟。该情况下，图5的三态缓冲器605成为高阻抗，所以，阻断三态缓冲器605的输出，施密特触发器S T1的输入侧的高电平状态以通过电路603的R1、R2、C1所确定的时间常数τ1＝(R1+R2)×C1进行衰减后成为低电平状态。在此，R2是下拉电阻，R1＜＜R2。
另外，延迟Δt3是图3中所示的三相短路信号的下降沿时的波形的延迟，该情况下由于三态缓冲器605不为高阻抗状态，施密特触发器S T1的输入侧的低电平状态以由电阻R1和C1所确定的时间常数τ2＝R1×C1进行上升后成为高电平状态。
因此，根据R1＜＜R2的关系，成为τ2＜＜τ1，Δt3＜＜Δt1，成为图3所示那样的信号定时。
(过电流探测时的动作)
本发明的电力变换装置的保护电路在探测到过电流的情况下进行上述那样的三相短路的保护动作。在探测到过电流时进行三相短路的情况下，不依赖于主微机，如上所述，基于来自过电流探测部107的过电流探测信号和由温度检测部111检测出的上臂或者下臂的温度，如上所述地进行上臂三相短路或者下臂三相短路。以下，为了简便，对进行下臂三相短路的情况的示例进行说明。
在产生电动机104的相间短接、接地故障、微机的动作不良等时，存在有大线圈电流流过的情形。过大的线圈电流将成为导致电动机104、电缆的烧损、半导体开关元件3d～3f损坏的原因，因此，需对过电流进行探测并进行保护。本发明的实施方式中，如图1所示那样，设有过电流探测部107，过电流探测部107在探测到过电流时，如图2所示那样，过电流探测部107将过电流探测信号(OC信号)作为进行三相短路的触发(控制)信号(三相短路信号)向电动机驱动控制部105输出。与上述的在探测到过电压时的动作同样地，电动机驱动控制部105将进行该三相短路的触发信号经由定时电路205输入到三态缓冲器201B，同时输入到三相短路驱动信号控制逻辑204，按照经过三相开路动作期间而转移至三相短路动作的方式，将进行了延迟的三相短路信号(下臂三相短路信号)向三态缓冲器202LB输出。
在从逆变器部103的通常PWM动作起向三相短路转移时，如果除去过渡性的电流变动，将稳定为由三相短路动作中电动机的感应电压和电动机的阻抗所确定的电流。由此，三相短路作为用于抑制过电流的保护是有效的。另外，由于三相短路动作时将成为与电动机的感应电压相应的电流，因此，在电动机中将产生与此对应的制动转矩。在车辆产生某种异常时，也存在为了车辆安全确保、稳定动作以获得该制动转矩，而通过电动机控制微机进行三相短路动作的情况。在此，作为过电流保护而能够应用三相短路动作的情形仅仅是该三相短路动作时的电流处于IGB T、电动机不发生故障的范围的情况，即，以IGB T的额定所确定的连续最大电流以下。
此外，本发明的实施方式中，如图1、2所示那样，设为将过电流探测信号OC输入到电动机驱动控制部105以使其进行三相短路动作的结构。在图2中虽未示出，但过电流探测信号OC也输入到电动机控制微机206以及主微机207，所以，也可从电动机控制微机206以及/或者主微机207输出在产生了过电压探测信号OV的情况下的三相短路的触发信号。
(探测到过电压时的保护动作)
本发明的电力变换装置的保护电路在过电流探测的基础上探测到过电压的情况下也进行三相短路的保护动作。在探测到过电压时进行三相短路的情况下，与探测到过电流时的情形同样地，不依赖于主微机207，如上所述，基于来自过电压探测部106的过电压探测信号和通过温度检测部111检测出的上臂或者下臂的温度来进行上臂三相短路或者下臂三相短路。以下，为了简便，关于进行下臂三相短路的情况下的示例进行说明。
在此，关于在包含本发明的电力变换装置的混动力汽车用电动机驱动装置中产生过电压异常的情况下的示例与此时的保护动作进行说明。
再生动作中，为了对直流电源101充电，按照直流电源线路的电压比直流电源101的电压要高的方式对逆变器部103进行控制，进行所谓的斩波控制。此时，在直流电源101的接触器101a成为截止等在直流电源线路产生异常时，平滑电容器102被快速充电，直流电源线路的电压将上升。
另外，在电动机104进行高速旋转的情况下，电动机104的感应电压变大，在逆变器部103中的电压超过直流电源电压时，从逆变器部103向直流电源101侧流过电流。并且，在直流电源101的接触器101a成为截止等在直流电源线路产生异常时平滑电容器102被快速充电，直流电源线路的电压上升。
这样地，直流电源线路的电压上升，即使是一瞬间超过半导体开关元件3d～3f的耐压时也会导致半导体开关元件3d～3f损坏。由此，需要对直流电源线路的电压进行测量，在施加可损坏半导体开关元件3d～3f的电压之前，使直流电源线路的电压降低。
于是，本发明的实施方式中，如图6所示，在过电压探测部106设置考虑了半导体开关元件3d～3f的耐压和进行保护动作为止的延迟时间的阈值，在探测到直流电源线路的过电压时，进行三相短路。通过三相短路，电流在电动机104和半导体开关元件3d～3f之间进行回流，从而能够抑制直流电源线路的电压上升。此时的三相短路时间取决于电动机的旋转速度、车辆的驾驶状况。
以下，关于过电压探测阈值，参照图6进行说明。对半导体开关元件3d～3f(IGB T)所施加的电压是将直流电源线路的电压和开关浪涌电压相加而得到的电压，需要使该相加得到的电压不超过IGB T的耐压地进行保护。在此，将为了转移至保护动作而应探测到的直流电压(即，过电压探测阈值)定义为第一过电压，将IGB T的耐压减去开关浪涌电压后的直流电压定义为第二过电压。
第一过电压存在于IGB T的使用动作范围和第二过电压之间，不损害使用动作范围，且考虑探测偏差、探测延迟的基础上，按照在保护动作开始时刻点尚未达到第二过电压的方式进行选定。另外，第二过电压是由IGB T和逆变器部103的特性所决定。一般，在提高IGB T耐压时导通电压也变高，发热也变大。其结果，需要采取冷却性提高对策或使芯片面积增大，但这将成为逆变器效率降低、尺寸增大、成本提高的要因。由此，重要的是极力地降低IGB T耐压和第二过电压。
为了极力降低IGB T耐压和第二过电压，第一过电压探测的探测精度和探测延迟时间将成为重要的要素。探测精度低时，电源电压即使超过第一过电压而实际到探测到超过该第一过电压为止的时间变长。探测精度高时，则能够使至探测到超过该第一过电压为止的探测延迟时间(第一过电压探测延迟时间)变短。由此，通过提高探测精度，即使产生些许延迟，也能有插入测量噪声去除滤波器的富余。此外，不可缺少噪声除去滤波器，但由于越是高精度，一般传感器系统越贵，因此，对过电压探测的传感器需设定妥当的精度和延迟时间。
再生动作中，在图6的A点，在产生因直流电源线路异常而导致的直流电源101的接触器101a的阻断等时，直流电源线路的电压上升。作为一个示例，在此，将电压的上升幅度约设为1V/μs。另外，将第一过电压探测范围设为400V±10V。在直流电源线路的电压上升至第一过电压探测范围的最大值(Max)时，在上述的第一过电压探测延迟时间后过电压探测部106输出三相短路信号(OV信号)。其结果，如前所述，在Δt1的三相开路期间后转移至三相短路。此时，需要使转移至三相短路之前不久的电压不超过从IGBT耐压减去开关浪涌电压后的第二过电压。
在图6所示的示例中，IGBT耐压＝600V，开关浪涌电压设为150V，所以，第二过电压(450V)和第一过电压(400V±10V)之间的差最小为40V。由此，在将电压的上升幅度约设为1V/μs时，过电压保护容许时间约为40μs。因此，需要按照所上述第一过电压探测延迟时间与Δt1之和成为40μs以下的方式设定第一过电压探测的探测精度。
转移至三相短路后，直流电源线路的电压慢慢降低，在低于包含滞后的第一过电压探测范围时，三相短路信号消失。其结果，从三相短路转移至三相开路后，恢复至通常动作。
图7是表示过电压探测部106的一个示例的图。过电压探测部106分为电压测量部401和过电压判定部402。电压测量部401中的测量电压输入到过电压判定部402，并且也输入到主微机207或者电动机控制微机206。
作为转移至保护动作的方式，存在有在通过主微机207或者电动机控制微机206探测到第一过电压后转移至保护动作的方式和通过过电压判定部402进行判定后转移至保护动作的方式。但是，如图6所示那样地向保护动作的转移需在包含三相开路期间而在40μs以内进行的情况下，主微机207或者电动机控制微机206的运算周期中，存在保护动作来不及进行的可能性。在这样的情况下，以模拟电路构成过电压判定部402，进行过电压探测，并基于该探测结果，以图2所示那样的结构来进行保护动作，则能够缩短第一过电压探测延迟时间，能够在过电压容许时间内进行过电压保护动作。此外，关于过电流探测，通过同样地构成，也能够在过电流容许时间内进行过电流保护动作。
一般，过电流时的保护动作设为三相开路，阻断IGBT中流过的电流，但如上所述，本发明的实施方式中，将过电流时的保护动作设为三相短路。
向三相短路动作的转移时，存在电动机104的线圈电流过渡性增加而成为过电流探测部107的阈值以上，进而输出过电流探测信号OC的情况。
将过电流时的保护动作设为现有的三相开路，而不是三相短路的情况下，不能充分地获得三相短路中的制动效果。例如在三相短路动作中过渡性的电流增加被探测到过电流的情况下，从三相短路设为三相开路(通过图2的电路为了使该动作进行，输出了过电流探测信号OC的情况下，将此作为进行三相开路的触发信号而仅输入到缓冲器201B，另外可追加将对驱动信号控制电路输入的其他三相短路信号进行分块的电路。)。三相短路动作的指令源持续发出三相短路指令时，过电流状态解除后将再次转移至三相短路动作，因此，三相短路动作和三相开路动作被反复进行，通过三相短路不能获得充分的制动效果。
现有技术中，在探测到过电流的情况下实施三相开路动作，但在本发明的实施方式中，即使通过三相短路动作而电流过渡性增加，由于基于过电流探测的保护动作是三相短路动作，因此，不切换为三相开路动作，能够持续三相短路动作。其结果，例如是过电压保护的三相短路的情况下，即使暂时检测出过电流也能够持续三相短路动作，因此，能够通过三相短路的效果来可靠地抑制过电压。另外，针对通过电动机控制微机从通常的PWM控制转移至三相短路动作的情况下的过渡性的电流增加，也能够继续三相短路动作，即使在以三相短路动作要获得制动转矩的情况下，也能够可靠地获得效果。
(逆变器异常探测部108的说明)
接下来，说明逆变器异常探测部108对逆变器部103的异常进行探测，从逆变器异常探测部108输出栅极故障信号时的动作。如前所述，例如在探测到IGB T的短接电流时、IGB T的栅极驱动电源电压较阈值降低时，判断为异常。
当在逆变器部103检测到异常的情况下，存在半导体开关元件等的损坏已产生的可能性，由于有在包含逆变器部103的电力变换装置的内部产生短接的可能性，因此，较其他的异常产生的情况而言紧急度高，另外，需要阻断直流电源101和逆变器部103的连接以及逆变器部103和电动机104的连接。该情况下，阻断三态缓冲器203B的输出，且迅速地进行三相开路。
在从逆变器异常探测电路108向电动机驱动控制部105输入栅极故障信号时，栅极故障信号被输入到缓冲器203B。缓冲器203B在开关控制信号线上，与进行三相短路的缓冲器202UB、202LB相比而设置在下游侧，因此，在缓冲器201B、202UB、202LB以及203B之中具有最高的优先级。在对缓冲器203B输入作为触发信号的栅极故障信号时，缓冲器203B成为高阻抗，阻断来自缓冲器203B的输出。
由此，栅极驱动电路的光耦合器的发光二极管210中变得没有电流流过，从栅极驱动部109向逆变器部103的半导体开关元件的栅极信号输出全部成为低电平状态，全部的半导体开关元件动作停止而成为非导通的状态。即，上臂侧下臂侧均成为三相开路。
此外，将在此的保护动作设为三相开路的原因在于：由于在作为逆变器异常要因的情形中包含半导体开关元件的损坏、电动机短接，因此，在探测到逆变器异常时，进行三相短路这样的在半导体开关元件和电动机中流过电流的动作的情形，在可靠性上并不认为是最佳的。另外，在逆变器异常探测部108成为能探测半导体开关元件的短接电流的结构的情况下，只要设定为以比三相短路动作时流过的电流高的阈值来输出栅极故障信号，则不会妨碍基于上述三相短路的保护。
此外，在正常时，栅极故障信号为低电平状态。逆变器异常探测部因某种原因而出现故障，其输出成为截止状态(高阻抗)的情况下，通过上拉电阻203R，缓冲器203B的输入侧成为高电平状态。由此缓冲器203B的输出被阻断，与栅极故障信号输出到缓冲器203B的情况同样地，全部的半导体开关元件动作停止且成为非导通的状态。即，上臂侧下臂侧均成为三相开路。
(基于主微机的电动机控制微机的代替)
此外，本发明的实施方式中，具备主微机207和电动机控制微机206，但通常电动机驱动控制部105由电动机控制微机206所控制。由此，在电动机控制微机206产生了异常的情况下，若没有该电动机控制微机206的代替功能，则存在有导致电动机104的异常动作、半导体开关元件3a～3f的不良情况等的可能性。
于是，主微机207在探测到电动机控制微机206的异常时，例如，在探测到电动机控制微机206的电源关闭时，从主微机207送出三相开路或者三相短路的信号来进行保护动作，由此，来确保车辆的安全。该情况下，能够通过对主微机207输入电动机的旋转速度信息(例如，解析器(resolver)信号)，根据电动机旋转速度来选择三相开路或三相短路。例如车辆处于高速运转中而探测到电动机控制微机206的异常的情况下，使之停止或者降低速度与车辆的安全确保相关，所以，通过进行三相短路能够获得制动效果，能够迅速地使车辆停止或者降低速度。
另一方面，还有由于主微机207的异常而从主微机207误输出三相开路信号或三相短路信号的情况。于是，通过电动机控制微机206进行主微机207的异常诊断，在判定为主微机207异常时，通过将无效化信号输入到保护电路部110的无效化逻辑208以及209，来使主微机207的控制信号无效化。主微机207的异常诊断，例如通过SPI通信，从电动机控制微机206确认运算指令的解答(例如相对于“1+1”的运算指令的解答)的一致性来探测异常。并且，主微机207以及电动机控制微机206的异常诊断能够利用多个微机来确认一致性，由此，能够防止误探测。
在来自主微机207的三相开路信号、三相短路信号通过电动机控制微机而被无效化的情况下，电动机控制微机将三相开路信号、三相短路信号输入到保护电路部110。
虽未图示，在实际的电动车辆中，例如具备用在车内空调用的压缩机中的电动机等多个电动机和用于驱动电动机的电力变换电路，这些电力变换电路分别具备电动机控制微机。这些电动机控制微机与主微机207进行SPI连接，所以，能够利用这些的多个电动机控制微机和主微机207来确认一致性。
另外，关于基于电动机控制微机206使主微机207的控制信号(三相开路信号、三相短路信号)的无效化，例如能够通过使用三态缓冲器将无效化信号作为三态缓冲器的控制信号而输入，将输出侧设为高阻抗来进行。
这样地，即使主微机207输出三相开路信号、三相短路信号，在主微机207侧产生了异常的情况下，也能够无视该信号，能够防止误执行保护动作。
图8关于上述本发明的电力变换装置中的保护动作来表示进行三相开路或者三相短路的各种的触发信号、在产生了这些的触发信号的情况下的电动机控制微机206的输出、三态缓冲器201B、202UB、202LB、203B的输出状态(导通：通常输出状态；截止：高阻抗即输出阻断)。将这些的触发信号按照优先级由高到低的顺序进行记载时，如下所述。
1)栅极故障信号(三相开路)
2a)基于过电压探测信号OV的下臂三相短路信号(三相短路)
2b)基于过电压探测信号OV的上臂三相短路信号(三相短路)
3a)基于过电流探测信号OC的下臂三相短路信号(三相短路)
3b)基于过电流探测信号OC的下臂三相短路信号(三相短路)
4a)基于主微机的下臂三相短路信号(三相短路)
4b)基于主微机的上臂三相短路信号(三相短路)
5)基于主微机的三相开路信号(三相开路)
6a)基于电动机控制微机的上臂三相短路控制
6b)基于电动机控制微机的下臂三相短路控制
7)基于电动机控制微机的三相开路控制
8)通常动作(基于电动机控制微机的PWM控制)
此外，如上所述，来自主微机207的控制信号在电动机控制微机206判断为主微机异常时被无效。另外，上述之外，还有电动机控制微机复位状态(三相开路)，但电动机控制微机206的复位时由于不能进行电动机控制，因此，通过来自主微机207的三相开路信号而被设为三相开路。
此外，对于上述的6a)的上臂三相短路，通过将来自电动机控制微机206的上臂的多个半导体开关元件的开关控制信号的全部设为低电平，将下臂的多个半导体开关元件的开关控制信号全部设为高电平，由此，能够进行上臂三相短路。另外，对于6b)的下臂三相短路，通过将上臂的多个半导体开关元件的开关控制信号的全部设为高电平，且将下臂的多个半导体开关元件的开关控制信号全部设为低电平，由此，能够进行下臂三相短路。其中，即使在这样的情况下，也不对保护电路部110的第1保护电路至第4保护电路输入控制信号，需要将来自电动机控制微机的开关控制信号直接输入到栅极驱动部109的情形是同样的。
同样地，所述的7)的三相开路控制能够通过将来自电动机控制微机206的上臂及下臂的多个半导体开关元件的开关控制信号全部设为高电平，由此将上臂及下臂的多个半导体开关元件全部设为截止来执行。其中，在该情况下，不对保护电路部110的第1保护电路至第4保护电路输入控制信号，需要将来自电动机控制微机的开关控制信号直接输入到栅极驱动部109。
图9是表示执行图8所示的三相开路或者三相短路的保护动作的各触发的优先级的探测顺序流程图。此外，如上所述，来自主微机207的控制信号在电动机控制微机206判断为主微机异常时被无效。另外，为了简便，图8的2a)和2b)、3a)和3b)、4a)和4b)、6a)和6b)分别综合为1个。
如以上说明的那样，本发明的实施方式的电力变换装置具备：逆变器部103，其使构成逆变器部103的上臂的多个半导体开关元件3a～3c以及构成下臂的多个半导体开关元件3d～3f进行开关动作，将从直流电源101所供给的直流电流变换为交流电流；栅极驱动部109，其具有作为生成对这些的半导体开关元件3a～3f的各自的开关动作进行控制的开关信号的信号生成部的电动机控制微机206，且将该生成的开关信号作为逆变器部103的半导体开关元件的栅极控制信号而进行输出；电动机驱动控制部105，该电动机驱动控制部105具有在电动机控制微机206和栅极驱动部109之间的开关信号线上串联连接的缓冲器201B、202UB、202LB、203B，其在非保护动作时将从电动机控制微机输出的开关信号直接输出，在保护动作时取代来自电动机控制微机的开关信号，将用于使半导体开关元件3a～3f成为阻断状态或者导通状态的控制信号作为半导体开关元件3a～3f的开关信号而向栅极驱动部109输出。
由于缓冲器201B和缓冲器202UB、202LB和缓冲器203B串联连接，所以，越是下游侧的缓冲器其优先级越高。例如对下游侧的缓冲器能够以紧急度更高的控制信号来进行控制(例如，对缓冲器203B以栅极故障信号进行控制)。这样地，根据本发明，在电源装置内产生了多个异常的情况下，针对与各异常对应的多个三相开路或者三相短路的触发信号赋予优先级来执行三相开路或者三相短路，能够对车辆的状态在确保高安全性的同时进行最佳的保护动作。
能够将以上说明的实施方式按照如下地进行变形来实施。
(1)在上述的实施方式中，将缓冲器201B、202UB、202LB以及203B、三相短路驱动信号控制逻辑204、定时电路205分别以硬件电路独立地构成，实现图3所示的时序图。但是，图3的时序图也可以通过利用了PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、微机以及由此执行的软件程序等的结构来实现。这样的结构中，能够仅以1个硬件设备来实现上述的本发明的保护功能。但是，为了确保保护电路的安全性，优选上述的缓冲器201B、202UB、202LB以及203B、三相短路驱动信号控制逻辑204、定时电路205以及电动机控制微机206、主微机207分别作为独立的电路来构成。至少缓冲器201B、202UB、202LB、203B、三相短路驱动信号控制逻辑204、电动机控制微机以及主微机207优选分别以独立的电路来构成。
通过这样地构成，由此，栅极故障信号以及过电压探测信号、过电流探测信号通过多个控制电路来进行探测，从这些的多个控制电路来控制多个缓冲器，由此，能够可靠地进行逆变器部103的半导体开关元件的三相开路或者三相短路，所以，能够确保电力变换装置的充分安全性。
(2)另外，在三相短路中，由于使上臂的半导体开关元件3a～3c或者下臂的半导体开关元件3d～3f导通从而使电流回流，因此导通的一侧的半导体开关元件将发热。由此，为了防止因热而产生的半导体开关元件的故障，可恰当切换三相短路的臂。该切换可通过主微机207或者电动机控制微机206的控制来进行，如上所述，也可以根据来自温度探测部的温度探测信号和三相短路驱动信号控制逻辑204，或以与此不同的可进行同等动作的硬件电路来进行。另外，可在逆变器部103的上臂侧和下臂侧分别设置温度传感器，根据这些的温度传感器的输出，按照上臂侧和下臂侧的半导体开关元件的温度成为同程度的方式来进行实施该三相短路的臂的切换。
(3)另外，缓冲器201B、202UB、202LB以及203B的电源是在电动机控制微机206以及主微机207的至少一方进行动作时为有效的电源。例如，利用对电动机控制微机206和主微机207提供电源的冗余电源。构成这样的结构的理由在于，例如，由于电动机控制微机206的电源异常而基于电动机控制微机206的电动机104的控制成为不可能的情况下，需要通过主微机207的信号来控制缓冲器201B、202UB、202LB以及203B的输出，转移至保护动作。另外，还因为即使主微机207的电源异常时也需要通过电动机控制微机206来驱动控制电动机。
在上述实施方式中，利用三态缓冲器来构成第1保护电路至第4保护电路，但只要具有与上述第1保护电路至第4保护电路同等功能的电路即可，并不限于三态缓冲器。
此外，主微机207在检测出包含电力变换装置的车辆的异常时，根据需要，将三相短路信号(上臂三相短路信号或者下臂三相短路信号)向保护逻辑电路200输出。另外，并不定是车辆的异常的情况，例如，也可基于驾驶者的操作或者车辆的运转状态，根据需要来产生三相短路信号。
以上，以将本发明应用到用于驱动电动车辆中的电动机的电力变换装置的情况为例进行了说明，本发明并不限于将电动机作为驱动源的电动车辆，在电动机作为驱动源而使用的装置中，对于连接了使该电动机产生大的惯性轮效果的负载那样的装置均可适用。另外，也可应用于在风力发电这样的发电装置中所用的逆变器的半导体开关元件的保护。
此外，上述的各实施方式也可以各自单独或组合使用。各实施方式的效果能够单独或者相乘地获得。另外，只要不损害本发明的特征，本发明并不限于上述实施方式。

Claims (23)

1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：
逆变器部，其具有构成上臂的多个半导体开关元件和构成下臂的多个半导体开关元件，将直流电变换为交流电进行输出；
栅极驱动部，其对所述逆变器部输出分别驱动所述上臂以及所述下臂的多个半导体开关元件的栅极从而使其进行导通/截止的栅极信号；
驱动控制部，其对所述栅极驱动部提供用于使所述栅极驱动部输出所述栅极信号的开关控制信号；
第1异常探测部，其进行所述直流电的过电压探测、所述交流电的过电流探测以及所述上臂及所述下臂的温度探测来检测所述逆变器部的异常；和
第2异常探测部，其对构成所述上臂的多个半导体开关元件以及构成所述下臂的多个半导体开关元件各自的异常进行探测来检测所述逆变器部的异常，
所述驱动控制部具备在所述第1异常探测部检测出所述逆变器部的异常时进行保护动作的第1保护电路部、和在所述第2异常检测部检测出所述逆变器部的异常时进行保护动作的第2保护电路部。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述驱动控制部还具备上位控制部、以及基于来自所述上位控制部的信号来生成开关控制信号的控制部，
所述第1保护电路部具备第1保护电路、第2保护电路以及第3保护电路，
所述第2保护电路部具备第4保护电路，
所述第1保护电路至所述第4保护电路依次设置在所述控制部和所述栅极驱动部之间。
3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第1异常探测部具备：
过电压探测部，其对所述逆变器部的正极和负极之间的过电压进行探测，并将过电压探测信号输入到所述驱动控制部；
过电流探测部，其对所述逆变器部的交流电输出的过电流进行探测，并将过电流探测信号输入到所述驱动控制部；和
温度探测部，其对所述上臂及所述下臂的温度进行探测，将温度探测信号输入到所述驱动控制部。
4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第1保护电路部基于所述过电压探测信号、所述过电流探测信号、所述温度探测信号、和从所述上位控制部输入的使构成所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号、和使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，对所述第1保护电路输出第1控制信号，对所述第2保护电路输出第2控制信号，对所述第3保护电路输出第3控制信号，由此对所述第1保护电路至所述第3保护电路进行控制，来控制对所述逆变器部的栅极信号的输入。
5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第2控制信号以及所述第3控制信号的上升沿定时比所述第1控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，所述第1控制信号的下降沿定时比所述第2控制信号及所述第3控制信号的下降沿定时延迟第2规定时间，由此所述上臂的半导体开关元件和与该半导体开关元件串联连接的所述下臂的半导体开关元件不会同时成为导通状态。
6.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第1保护电路部具备保护逻辑电路，
在对所述第1保护电路输入了所述第1控制信号(高电平)的情况下，所述第1保护电路取代来自所述控制部的开关控制信号，而将所述第1控制信号(高电平)输出至所述第2保护电路以及所述第3保护电路，
在对所述第2保护电路输入了所述第2控制信号(高电平)的情况下，取代来自所述第1保护电路电路的输出信号而将使所述第2控制信号(高电平)进行反转后的信号(低电平)输出至所述第4保护电路，使得仅所述上臂的多个半导体开关元件导通，
在对所述第3保护电路输入了所述第3控制信号(高电平)的情况下，取代来自所述第1保护电路电路的输出信号而将使所述第3控制信号(高电平)进行反转后的信号(低电平)输出至所述第4保护电路，使得仅所述下臂的多个半导体开关元件导通，
所述保护逻辑电路基于所述过电压探测信号、所述过电流探测信号、所述温度探测信号、和从所述上位控制部输入的使构成所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号、和使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，来输出所述第2控制信号和所述第3控制信号。
7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其特征在于，
所述保护逻辑电路具备定时电路和三相短路逻辑电路，
所述三相短路逻辑电路具备：第1延迟电路，其使所述第2控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，使所述第2控制信号的下降沿时间延迟第3规定时间；和第2延迟电路，其使所述第3控制信号的上升沿定时延迟第1规定时间，使所述第2控制信号的下降沿时间延迟比所述第1规定时间短的第3规定时间，
所述定时电路通过使所述第1控制信号的下降沿定时延迟第2规定时间，使得所述上臂的半导体开关元件和与该半导体开关元件串联连接的所述下臂的半导体开关元件不同时成为导通状态。
8.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第2异常探测部在探测到构成所述上臂的多个半导体开关元件以及构成所述下臂的多个半导体开关元件各自的异常的情况下，将半导体开关元件异常探测信号向所述驱动控制部输入，
所述第2保护电路部将所述半导体开关元件异常探测信号作为对所述第4保护电路的第4控制信号(高电平)输入至所述第4保护电路，控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止。
9.根据权利要求4或5所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述过电压探测信号输入到所述第1保护电路部的情况下，所述第1保护电路部控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，以使所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通而所述下臂的多个半导体开关元件的全部截止，或者使得所述上臂的多个半导体开关元件的全部截止而所述下臂的全部的半导体开关元件导通。
10.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述过电压探测信号输入到所述第1保护电路部的情况下，所述保护逻辑电路对所述第1保护电路输入所述第1控制信号，进而所述保护逻辑电路对所述第2保护电路输入所述第2控制信号，控制对所述逆变器部的栅极信号的输入以使所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通，或者所述保护逻辑电路对所述第3保护电路输入所述第3控制信号，控制对所述逆变器部的栅极信号的输入以使所述下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
11.根据权利要求4或5所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述过电流探测信号输入到所述第1保护电路部的情况下，所述第1保护电路部控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通而所述下臂的多个半导体开关元件的全部截止，或者使得上臂的多个半导体开关元件的全部截止而所述下臂的全部的半导体开关元件导通。
12.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述过电流探测信号输入到所述第1保护电路部的情况下，所述保护逻辑电路对所述第1保护电路输入所述第1控制信号，进而所述保护逻辑电路对所述第2保护电路输入所述第2控制信号，控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通，或者，所述保护逻辑电路对所述第3保护电路输入所述第3控制信号，控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
13.根据权利要求4或5所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，所述第1保护电路部控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通而所述下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
14.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，所述保护逻辑电路对所述第1保护电路输入所述第1控制信号，对所述第2保护电路输入所述第2控制信号，来控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂的多个半导体开关元件的全部导通。
15.根据权利要求4或5所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，所述第1保护电路部控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述下臂的多个半导体开关元件的全部导通而所述上臂的多个半导体开关元件的全部截止。
16.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号的情况下，所述保护逻辑电路对所述第1保护电路输入所述第1控制信号，对所述第3保护电路输入所述第3控制信号，来控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述下臂的多个半导体开关元件的全部导通。
17.根据权利要求4或5所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号的情况下，所述第1保护电路部控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
18.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
在从所述上位控制部对所述第1保护电路部输入了使构成所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止的信号的情况下，所述保护逻辑电路对所述第1保护电路输入所述第1控制信号，来控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件的全部截止。
19.根据权利要求2至18中任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第1保护电路至所述第4保护电路分别具备三态缓冲器。
20.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，
所述三相短路驱动信号控制逻辑基于所述过电压探测信号、所述过电流探测信号、所述温度探测信号、和从所述上位控制部输入的使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号，来输出所述第2控制信号或者所述第3控制信号的任意一个。
21.根据权利要求6或7所述的电力变换装置，其特征在于，
所述保护逻辑电路还具备无效化逻辑，
所述无效化逻辑通过来自所述控制部的控制，阻断从所述上位控制装置输出的使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号、使构成所述上臂的多个半导体开关元件全部导通的信号或者使构成所述下臂的多个半导体开关元件全部导通的信号。
22.根据权利要求8所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述第2异常探测部的输出被阻断的情况下，所述第2保护电路部对所述第4保护电路输入第4控制信号(高电平)，来控制对所述逆变器部的栅极信号的输入，使得所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件全部截止。
23.根据权利要求5或7所述的电力变换装置，其特征在于，
所述第1规定时间在作为构成所述上臂及所述下臂的多个半导体开关元件而利用的半导体开关元件从导通到截止的开关时间以上。
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