CN104937426B - 逆变器 - Google Patents

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Abstract

一种逆变器，包括：第一串联电路，在所述第一串联电路中串联连接有第一开关元件和第二开关元件；电容器，所述电容器被并联连接至所述第一串联电路；第一电流检测装置，所述第一电流检测装置用于检测所述第一串联电路中流动的电流；以及放电测试执行装置，所述放电测试执行装置用于：输出用于使所述第一开关元件和所述第二开关元件进入导通状态的信号，并且基于所述第一电流检测装置的检测结果，输出用于将所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个在预定电力在所述第一开关元件中流动之前切换成非导通状态的信号。

Description

逆变器
技术领域
本发明涉及一种将交流(AC)电力提供给AC电机的逆变器。
背景技术
逆变器具备能使直流(DC)电压平稳的电容器。利用DC电压对电容器充电，且优选在没有采用逆变器时或者车辆碰撞时放电。例如，以高电压对电动汽车或者混合动力汽车中能促使电机运转的逆变器充电。电容器必须在发生碰撞事故时或者维修过程中放电。
日本专利申请公布No.1 1-318085(JP 1 1-318085 A)公开了一种技术，其中用于行驶的电机用于对电容器放电。在这种技术中，在车辆碰撞时，利用电容器中存储的电力使得电机转动；因此，存储在电容器中的电能通过转换成动能而被消耗。即，电容器被放电。
对电容器放电的需求仅出现在少数情况下。虽然这种情况很少，但是当需要时，放电必须要可靠地发生，且必须基于历程被测试。例如，优选地，在逆变器操作开始和结束时对电容器执行放电测试，或者如果不需要电机转动(在用于行驶的电机，在其中变速杆处于驻车位置或踩下刹车踏板，且车速由此为零时的情况下)，则检查放电电路是否正常运转。
但是，在电容器的放电测试中，利用存储在电容器中的电力使电机转动会引起乘坐者的不适，这是因为当无需使电机转动时，电机的转动处于正常情况下。即使对电机制动，用户也仍然感觉到不适，因为如果后者被供电，则电机会轻微振动。
发明内容
本发明提供一种在不使电机转动的情况下执行放电测试的逆变器。
逆变器具备与驱动电机的AC电力的相数相同数目的并联支路，使得至少两个开关元件被提供在各个支路中。例如，至少六个开关元件提供在供应三相AC的逆变器中。相应支路中的开关元件通过在不同时刻被切换为开/关而产生多相AC电力。典型地，各个支路都由具有两个开关元件的串联电路组成。允许电流回流的二极管(回转二极管)反并联连接至各个开关元件。为了使用电机对电容器放电，逆变器中的某些开关元件必须进入导通状态。因此，放电测试是检查希望被用于放电的开关元件是否如所期望的那样运行的测试(这种检查不仅包括开关元件自身的检查，也包括放电电路是否正常运转的检查)。为了在不使电机转动的情况下，即在不对电机供电的情况下检查开关元件的导通，需要对串联电路的两个开关元件提供信号(即使开关元件进入导通状态的控制信号)，且监视电流是否流动。这里的使串联电路的两个开关元件进入导通状态暗示短路逆变器，因此开关元件快速产生热量。在放电测试过程中作用于开关元件的负荷(应力)会促使开关元件的退化。本发明提供一种技术，其中减轻在放电测试过程中施加在用于放电的开关元件上的负荷(应力)，且不会促使开关元件由于放电测试而退化。本发明在用于AC产生的开关元件也用于放电控制的情况下也是有效的，而在采用放电专用开关元件的情况下也同样有效。
根据本发明一个方面的逆变器包括：第一串联电路，在所述第一串联电路中串联连接有第一开关元件和第二开关元件；电容器，所述电容器被并联连接至所述第一串联电路；第一电流检测装置，所述第一电流检测装置用于检测所述第一串联电路中流动的电流；以及放电测试执行装置，所述放电测试执行装置用于：输出用于使所述第一开关元件和所述第二开关元件进入导通状态的信号，并且基于所述第一电流检测装置的检测结果，输出用于将所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个在预定电力在所述第一开关元件中流动之前切换成非导通状态的信号。
为方便起见，“用于使开关元件进入导通状态(非导通状态)的控制信号提供至开关元件的栅极”可在下文简述为使开关元件进入导通状态(非导通状态)。
证实如果电流检测装置在上述控制信号的施加时检测到预定电流，则具有开关元件的放电电路可如所希望的正常运转。
在上述方面中，串联电路的两个开关元件都同时和暂时进入导通状态，但是所涉及的时段被限于没有等于或大于预定电力量的电力量流动的时段。因此减小了开关元件的负荷。
预先建立预定电力量。具体地，预定电力量可建立为在短路串联电路时的可接受的电力量。可根据开关元件的性能以及基于根据电容器中存储的预期最大电力量建立电力量。
在上述方面中，放电测试执行装置可输出使第一开关元件和第二开关元件按预定时段进入导通状态的信号，且可输出使第一开关元件和第二开关元件中的一个在经过预先建立的时段之后切换成非导通状态的信号。
如果在预先建立的时段期间流动的电流为所设计的幅值，则证实开关元件正常运转，同时如果幅值小于所设计的幅值，则确定开关元件没有正常运转。
为了检查开关元件是否处于正常情况，两个开关元件都处于导通状态的时段优选是长的时段。为方便起见，上述时段被称为“测试时段”。但是，测试时段可被设定为短的时段，以便在使两个开关元件都简单地进入导通状态时减小作用于开关元件上的负荷(应力)。
在上述方面中，放电测试执行装置可以以在连接至逆变器的电机驱动时的导通状态下的第二开关元件的电阻值高于第二开关元件的导通期间的电阻值，且低于电机驱动时的第二开关元件的非导通期间的电阻值的方式，输出运转第二开关元件的信号。
在上述方面中，放电测试执行装置可将使第二开关元件重复进入导通状态和非导通状态的控制信号提供给第二开关元件。
上述方面允许在第一开关元件响应于控制信号而正常运转的情况下每单位时间流动的电流量减小。由此可确保长测试时段。相反，如果短的测试时段是足够的，则可降低开关元件中流动的电力量，这又会使负荷进一步降低。
如上所述，本发明的逆变器具备执行用于电流平稳的电容器的放电测试的电路(放电测试执行装置)。这种电路降低了放电测试中的开关元件的负荷。
位于第一开关元件和第二开关元件的串联电路的高压侧的开关元件被称为“上臂”，且位于低压侧的开关元件被称为“下臂”。为方便起见，采用“第一开关元件”和“第二开关元件”的命名，以区分串联连接的两个开关元件。因此第一开关元件可以是上臂开关元件或下臂开关元件。
附图说明
以下将参考附图说明本发明的示例性实施例的特征，优点以及技术和工业意义，其中相同的数字表示相同的元件，且其中：
图1是说明根据本发明实施例的逆变器的系统构造的框图；
图2是说明根据本发明的实施例的逆变器控制装置的系统构造的框图；
图3A是说明根据本发明的实施例的放电测试中采用的波形(控制信号)的示例的图表组；
图3B是说明根据本发明的实施例的放电测试中采用的波形(控制信号)的示例的图表组；
图3C是说明根据本发明的实施例的放电测试中采用的波形(控制信号)的示例的图表组；
图4是说明通过根据本发明的实施例的放电控制装置执行的处理步骤的流程图；
图5A是说明放电测试中采用的波形(控制信号)的第一变型的图表组；
图5B是说明放电测试中采用的波形(控制信号)的第一变型的图表组；
图6A是说明放电测试中采用的波形(控制信号)的第二变型的图表组；
图6B是说明放电测试中采用的波形(控制信号)的第二变型的图表组；
图7A是说明根据本发明的实施例的放电测试中采用的波形(控制信号)的第三变型的图表组；
图7B是说明根据本发明的实施例的放电测试中采用的波形(控制信号)的第三变型的图表组；
图8是说明逆变器的构造的变型的示意图；以及
图9是用于说明电容放电过程的示意图。
具体实施方式
图1说明具备DC电源12，逆变器22以及电机13的驱动力产生装置。驱动力产生装置安装在电动汽车或混合动力汽车中。这里汽车通过电机13的转动而行驶。在汽车制动时，电机13变成为DC电源12充电的发电机。虽然在附图中未示出，但是DC电源12从逆变器22断开的系统主继电器插入DC电源12和逆变器22之间。升压电路11可插入DC电源12和逆变器22之间。
逆变器22具备电流平稳电容器10。逆变器22产生U-,V-,W-相AC电流。逆变器22具备U相上臂开关元件1，U相下臂开关元件2，U相电流检测装置3，V相上臂开关元件4，V相下臂开关元件5，V相电流检测装置6，W相上臂开关元件7，W相下臂开关元件8以及W相电流检测装置9。各相的上臂开关元件和下臂开关元件串联连接。即，各相的上臂开关元件和下臂开关元件构成相应的串联电路。
续流二极管1a并联连接至开关元件1，续流二极管2a并联连接至开关元件2，续流二极管4a并联连接至开关元件4，续流二极管5a并联连接至开关元件5，续流二极管7a并联连接至开关元件7，且续流二极管8a并联连接至开关元件8。
U相上臂开关元件1的栅极端子1b，U相下臂开关元件2的栅极端子2b，V相上臂开关元件4的栅极端子4b，V相下臂开关元件5的栅极端子5b，W相上臂开关元件7的栅极端子7b以及W相下臂开关元件8的栅极端子8b连接至逆变器控制装置(未示出)。逆变器控制装置中已经建立了执行放电测试的电路。
逆变器控制装置产生三相交流电流，从而在不同时刻通过开关元件1,2,4,5,7,8的开/关切换为电机13供电。U相的电流波形在V相的电流波形之前的相位改变120度，且W相的电流波形在V相的电流波形之后的相位改变120度。
图2示出涉及放电控制的逆变器控制装置中的部分的系统构造。参考符号14表示加速度传感器。加速度传感器14建立在未示出的气囊系统中，并在车辆中的预定加速度产生时产生特定信号。触发特定信号产生的加速度阈值使得信号不能在车辆正常行驶时被产生的幅值，且被设定为预测车辆碰撞发生时的加速度幅值。即通过加速度传感器14产生的特定信号是表示车辆似乎已经碰撞的信号。这种信号将在下文被称为碰撞信号。
逆变器控制装置在从加速度传感器14接收碰撞信号时对电容器10放电。因此，来自加速度传感器14的信号通过混合动力车辆(HV)-ECU 15输入至电动发电机(MG)电子控制单元(ECU)。在碰撞信号输入时，MG-ECU 16操作放电控制装置17。在这种情况下，放电控制装置17(或者诸如HV-ECU 15的分离控制装置)释放系统主继电器，由此将DC电源12从逆变器22断开并对电容器10放电。放电控制装置17导通U相，V相以及W相的上臂开关元件中任一个(开关元件1，4，7中任一个)并导通不同于导通的上臂的相的相的下臂开关元件(开关元件2，5，8中任一个)。因此，存储在电容器10中的电力通过逆变器22流至电机13。具体地，存储在电容器10中的电能以电机的转动能或电机的线圈中的热能的形式被消耗。
电容器10的放电电路必须也在车辆碰撞的情况下运行。因此，在电容器10的放电过程中，电力通过备用电源28提供至HV-ECU 15，MG-ECU 16以及放电控制装置17。或者，可以以由备用电源28提供的电源限于放电控制装置17，切断提供至HV-ECU 15和/或MG-ECU16的电源，且在电容器中的剩余电荷时发生放电的方式执行控制。
除此之外，HV-ECU 15选择适于测试的时段，例如在汽车运行开始时，汽车运行结束时，或其中不必使电机13转动的时段(其中变速杆处于驻车位置或踩下刹车踏板，且车速因此为零的时段)时，并输出放电测试开始命令。放电控制装置17在放电测试开始命令从HV-ECU 15输入至MG-ECU 16时执行放电测试。来自备用电源28的电力可设定为也在放电测试的情况下提供至HV-ECU 15，MG-ECU 16以及放电控制装置17。在这种情况下，放电测试包括对由备用电源28提供的电力是否处于正常情况的检查。
如果执行放电测试，放电控制装置17将图3A中所示的栅极电压(控制信号)施加至开关元件1的栅极端子1b。栅极电压是使开关元件1的发射极和集电极之间的导通电阻充分降低的电压Vf。换言之，栅极电压Vf等于开关元件在常规运行中驱动电机的过程中导通的开关元件的电压。在某些情况下，使开关元件1的发射极和集电极之间的导通电阻足够低的电压Vf被称为全导通电压Vf。该名称指定了足以满足引发开关元件2中全部情况的电压。
在该实施例中，开关元件1对应于第一开关元件。在该实施例中，绝缘栅双极晶体管(IGBT)用作开关元件1,2,4,5,7,8。该实施例的技术不限于采用IGBT的情况，且也用于采用某些其它开关元件的情况，例如金属氧化物半导体(MOS)晶体管等。开关元件2对应于第二开关元件。在放电测试中施加至第一开关元件1的栅极端子1b的控制信号(该实施例中的图3A中所示的信号)在下文将被称为第一控制信号。施加至第二开关元件2的栅极端子2b的控制信号(该实施例中的图3B中所示的信号)将在下文被称为第二控制信号。例如，第一开关元件1是用于电容器10的放电的开关元件，且第二开关元件2是操作以便确认第一开关元件1在放电过程中正常操作的开关元件。
在放电测试的执行中，放电控制装置17将图3B中所示的栅极电压(第二控制信号)提供至第二开关元件2的栅极端子2b。栅极电压被设定为电压随时间流逝而上升的关系。即，上限电压保持为低于上述全导通电压Vf的幅值。在这种电压下，开关元件2的电阻值高于在连接至逆变器22的电机13的驱动时的开关元件2的导通期间的该电阻值，且低于电机驱动时的非导通期间的开关元件2的电阻值。这种电压在下文也被称为半导通电压。这个名称指定了开关元件2的发射极和集电极之间流动的电流小于全导通电压Vf的施加过程中的电流。
该实施例中采用以步进方式上升的电压的栅极电压(图3B)，但是也可施加随时间流逝连续上升的电压。该实施例中采用的电压在电压步进改变时暂时变成零。但是，该实施例中也可采用在任一时段都不为零的电压。通过逻辑电路快速产生步进改变的电压。
随着第二开关元件2的栅极电压上升，第一开关元件1处于导通状态(低阻态)，第二开关元件2初始展现出高电阻且在U相中没有电流流动。但是，随着第二开关元件2的栅极电压上升，第二开关元件2的电阻降低，且电流(放电电流)开始在U相下流动。电流开始流动时的电流值小。图3C示出在该时间的电流值Id。通过U相电流检测装置3检测小的放电电流Id的流动。如果通过U相电流检测装置3检测电流Id，则经过采用U相放电的电容器10的电路可被证明处于正常情况。特别地，用于放电的开关元件1(第一开关元件)可被证实正常操作。因此，无需进一步持续该测试，且因此终止该测试。在用于证实采用U相的放电电路正常操作的测试(放电测试)中的第一开关元件1和第二开关元件2中流动的电流值Id呈现小的值。即，在放电测试中没有过度的应力施加至第一开关元件1或第二开关元件2。
在利用V相和W相开关元件执行放电控制的情况下对V相和W相执行相同测试。如果通过V相电流检测装置6检测到电流，则采用V相的放电电路可被证实处于正常情况，且如果通过W相电流检测装置9检测到电流，则采用W相的电源控制单元(PCU)放电电路可被证实处于正常情况。
可同时检查U相，V相以及W相。因此，使施加至各个相的第二开关元件的栅极电压保持上升，直至电流被U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9全部检测到。如果放电电路没有异常，则电流Id在早期就可被U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9全部检测到。此时，在U相，V相和W相中任一个的开关元件中流动的电流是低的电流。因此变得能执行放电测试，同时抑制施加至所有开关元件的负荷。
如果电流Id被U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9全部检测到，则施加至各相的第一开关元件的第一控制信号被设定为零，且施加至第二开关元件的第二控制信号被设定为零。图3A和3B中所示的虚线表示所设计的第一控制信号(图3A)和所设计的第二控制信号(图3B)。第二控制信号的电压随时间流逝而上升。其上限被设定为低于全导通电压Vf的值。预先建立第二控制信号的电压初始值，以及各个步进的电压增量。因此，可预先掌握从放电测试开始直至电压呈现低于全导通电压Vf的值所经过的时段。这个时段是由图3A中所示的参考符号Ta表示的时段。在图3A至3C中，放电测试在时间Ts处开始，且时间Te是在经过时段Ta之后设计用于放电测试终止的时间点。如果在放电测试终止时间Te之前在时间Td处检测到U相的放电电流Id，则放电测试在该时间点终止，且第一控制信号和第二控制信号都被设定为零。如果电流没有被U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9中任一个检测到，则判断该相的放电电路异常，即使在经过时段Ta之后已经到达时间Te。图3B中的实线表示放电电路没有处于正常情况的实例。一旦图3C中所示的放电电流Id被U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9全部检测到，施加至各相的第一开关元件的第一控制信号被设定为零，且施加至各相的第二开关元件的第二控制信号也被设定为零。因此，终止放电测试，同时各个开关元件中流动的电力量小。
如果放电电路处于正常情况，则已经在第一控制信号和第二控制信号施加至相应开关元件时获得可能流入各个开关元件的电流幅值。步进地施加的第二控制信号的最大电压幅值以及放电测试时段Ta根据以下关系建立。具体地，当放电电路处于正常情况且存在设计用于放电测试时段Ta的持续时间的施加的第一和第二控制信号时，第二控制信号的最大电压幅值，以及放电测试时段Ta建立为使开关元件的退化没有被由于第一开关元件(第二开关元件)中流动的电力量而施加在第一开关元件(第二开关元件)上的负荷(应力)促进的值。换言之，上述特征包括下述内容。执行放电测试的放电控制装置17使第一开关元件和第二开关元件进入导通状态，且使第一开关元件和第二开关元件中的一个在预定电力在第一开关元件中流动之前进入非导通状态。“预定电力”可被设定为使得第一和第二开关元件不经历上述退化的电力。如果在上述表述中，特征“在预定电力在第一开关元件中流动之前”被设定为“在预定电力在第二开关元件中流动之前”，也可获得相同效果。无需使放电测试执行装置17将开关元件保持为导通状态直至在串联电路中流动预定量的电力。在各个开关元件都被证实将正常操作的时间点处，放电测试执行装置17可通过使开关元件中的任一个进入非导通状态而终止放电测试。
放电控制装置17具备：输入来自MG-ECU 16的放电测试开始信号的装置18；控制装置19；将U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9的检测值输入至控制装置19的装置21；以及响应于控制装置19的指令产生施加至第一开关元件的栅极和第二开关元件的栅极的控制信号的栅极电压产生电路20。
对于U相来说，开关元件1或开关元件2用作第一开关元件，且另一个用作第二开关元件。类似地，对于V相来说，开关元件4或开关元件5用作第一开关元件，且另一个用作第二开关元件。类似地，对于W相来说，开关元件7或开关元件8用作第一开关元件，且另一个用作第二开关元件。在上述示例中，开关元件1用作第一开关元件，且开关元件2用作第二开关元件。
图4示出放电测试执行时的处理步骤的一个实例。图4的流程图中的处理主要在放电控制装置17中执行。步骤S2是监视放电测试到达执行时刻的处理，且包括监视汽车的开关(就绪开关)从关到开的改变的到达时刻。在该实施例中，当汽车使用开始时执行放电测试。执行放电测试的时刻不限于汽车使用开始时的时间。在以下说明中，开关元件1，4，7用作第一开关元件，且开关元件2，5，8用作第二开关元件。
在放电测试执行过程中执行步骤S4之后的步骤。在步骤S4中，对电容器10初始充电，从而进入可进行放电测试的状态。在步骤S6中，HV-ECU 15输出被输入至MG-ECU 16的专用信道(DCH)信号。DCH信号是放电测试的开始命令。能使HV-ECU 15，MG-ECU 16以及放电控制装置17进行操作的电源随后可从DC电源12切换至备用电源28。
在步骤S8中，使第一开关元件1，4，7的导通电阻充分降低的幅值的电压(全导通电压Vf)施加至第一开关元件1，4，7的栅极端子lb,4b,7b。这种栅极信号对应于上述第一控制信号。如果放电电路处于正常情况，则第一开关元件1，4，7处于低电阻。
在步骤S10中，第二控制信号施加至第二开关元件2，5，8的栅极端子2b,5b,8b。第二控制信号的电压随时间流逝而上升，如图3B中所示。信号的最大值低于全导通电压Vf的值，且预先限制施加电压的时段Ta。
在步骤S12中，确定放电电流是否能由U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9全部检测到。如果放电电路处于正常情况下，则随着步骤S12重复，步骤S12中的确定结果产生YES。如果放电电路处于正常情况下，则施加至第一开关元件1，4，7的第一控制信号在步骤S18中被设定为零，施加至第二开关元件2，5，8的第二控制信号在步骤S20中被设定为零，且放电电路终止。一旦初始检查结束，汽车进入其中汽车可正常使用的状态。HV-ECU 15，MG-ECU 16以及放电控制装置17的电源从备用电源28转换回DC电源12。
当步骤S12产生NO时，处理返回至NO步骤S10，且重复上述步骤(步骤S14：NO)。第二控制信号的电压借助每次重复而稳定上升。如果在放电电路中发生异常，则即使第二控制信号上升至上限值，步骤S12也不产生YES。如果步骤S14产生YES，则这意味着在放电电路中已经发生异常。因此在步骤S16中执行异常处理。如上所述，第二控制信号的上限值唯一地对应于放电测试时段Ta。因此，步骤S14中的确定是等效地确定“经过放电时段Ta？”。在这种情况下的处理对应于“在默认时段(时段Ta)中，第一开关元件和第二开关元件切换至导通状态，且在默认时段之后，第一开关元件和第二开关元件中的一个切换至非导通状态”。
在该实施例中，同时执行用于U相，V相以及W相的放电测试。由于本文所用的U相电流检测装置3，V相电流检测装置6以及W相电流检测装置9，因此可测试各相。如果存在异常，则因此变得能指定已经检测到异常的相。
(变型1)
如图5A和5B中所示，负电极侧(下臂开关元件2)上的开关元件可用作第一开关元件，且正电极侧(上臂开关元件1)上的开关元件可用作第二开关元件。具体地，全导通电压Vf(图5B)可施加至开关元件2的栅极端子2b，且在每一步都增大的电压(图5A)可施加至开关元件1的栅极端子1b。对于V相和W相来说，情况也是相同的。
(变型2)
如图6A和6B中所示，全导通电压Vf可施加至第一开关元件1的栅极端子1b，且低于全导通电压Vf的半导通电压Vh可施加至第二开关元件2的栅极端子2b。半导通电压Vh是使处于导通状态的第二开关元件2的电阻值高于电机13驱动时的第二开关元件2的导通期间的电阻值的控制信号，但是这种状态下的第二开关元件2的电阻值低于电机驱动时的非导通期间的第二开关元件2的电阻值。当施加这种控制信号时，在放电电路处于正常情况下的开关元件中流动的电流小于全导通电压Vf施加至第一和第二开关元件的栅极端子的情况。因此变得能减小放电测试中作用于开关元件的负荷(应力)。同样在这种变型中，测试时段Ta被建立为这样的值使得如果放电电路处于正常情况，则没有通过时段Ta期间流动的电力促进开关元件的退化。在测试时段Ta结束之后，第一和第二控制信号被设定为零，且第一开关元件1和第二开关元件2都进入非导通状态。换言之，在放电测试中，放电控制装置17使第一开关元件1和第二开关元件2进入导通状态，且在预定电力在第一开关元件1中流动之前将第一开关元件1和第二开关元件2中至少一个切换为非导通状态。对于V相和W相来说，情况也是相同的。
(变型3)
如图7A和7B中所示，全导通电压Vf的控制信号(第一控制信号)可施加至第一开关元件1的栅极端子1b，且全导通电压Vf的脉冲控制信号(第二控制信号)可施加至第二开关元件2的栅极端子2b。这里的全导通电压Vf的控制信号同时施加至第一和第二开关元件，但是脉冲控制信号施加至开关元件中的一个。因此，在预定时段Ta流过开关元件的电力小于恒定的电压Vf同时施加至两个开关元件的情况，即使放电电路处于正常情况下。例如当施加50％占空比的脉冲全导通电压Vf时，开关元件中流动的电力相对于100％占空比时为一半。当放电电路处于正常情况下，且恒定的全导通电压Vf施加至开关元件之一的栅极且脉冲全导通电压Vf施加至另一开关元件的栅极电压时，根据没有通过开关元件中流动的电力促进开关元件的退化的情况建立测试时段Ta。
(变型4)
如果用于电容器10的放电的相从U相，V相以及W相之中指定，则为了测试的目的，用于测试的栅极电压(第一和第二控制信号)不必施加至所有相的开关元件。将用于测试的栅极电压仅施加至用于放电的被激励的相的开关元件就足够了。
(变型5)
在放电涉及所有相的开关元件的情况下，可以执行用于各相的放电测试。例如，可以以U相测试，V相测试以及W相测试的顺序执行放电测试。在这种情况下，在具有独立的相的布线区(即如图8中所示的逆变器22的公共布线区30(公共地线))设置一个电流检测装置32就足够了。
以下解释电容器10的放电处理。在没有放电测试而是电容器10的实际放电的情况下，相同相的上臂开关元件和下臂开关元件，即串联电路的两个开关元件没有进入导通状态；替代地，并联连接的三个串联电路(U相，V相以及W相)中的第一串联电路的上臂开关元件进入导通状态，且不同于第一串联电路的第二串联电路的下臂开关元件进入导通状态。图9示出电容器放电时的电流流动。粗线表示电流路径。在图9的情况下，放电控制装置17使U相的上臂开关元件1和V相的下臂开关元件5进入导通状态。因此，存储在电容器10中的电力通过开关元件1，然后通过电机13的线圈，且随后通过V相的下臂开关元件5。存储在电容器10中的电力经过电机13的线圈。即，存储在电容器10中的电力以电机13中的扭矩以及电机13的线圈中产生的热量的方式被耗散。因此存储在电容器10中的电力迅速消耗。如上所述，在U相的上臂开关元件1以及V相的下臂开关元件5用于放电的情况下，在放电测试中作为目标的开关元件是开关元件1和5。在这种情况下，在U相中，开关元件1用作第一开关元件且开关元件2用作第二开关元件。在V相中，开关元件5用作第一开关元件且开关元件4用作第二开关元件。如上所述，其中电机所依赖的放电也例如在除U相上臂开关元件和V相下臂开关元件的组合之外的情况下得以实现。
与该实施例中解释的特征有关的需要记住的要点如下。该实施例的放电控制装置17对应于放电测试执行装置的示例。该实施例的逆变器安装在电动汽车中。说明书中公开的特征可应用至具有其中安装了电机和用于行驶的引擎的HV的逆变器。
而且，说明书以及附图中说明的技术要素显示了单独的技术实用性且可任意组合。而且，说明书和附图中所述的技术能同时实现多个目的，且具有通过简单实现这些目的中的一个而具备的技术实用性。

Claims (8)

1.一种逆变器(22)，其特征在于包括：
第一串联电路，在所述第一串联电路中串联连接有第一开关元件(1)和第二开关元件(2)；
电容器(10)，所述电容器(10)被并联连接至所述第一串联电路；
第一电流检测装置(3)，所述第一电流检测装置(3)被构造为用于检测所述第一串联电路中流动的电流；以及
放电测试执行装置(17)，所述放电测试执行装置(17)被构造为用于：
输出用于使所述第一开关元件(1)和所述第二开关元件(2)进入导通状态的信号，
基于所述第一电流检测装置(3)的检测结果，输出用于将所述第一开关元件(1)和所述第二开关元件(2)中的一个在预定电力在所述第一开关元件(1)中流动之前切换成非导通状态的信号，
输出用于将全导通电压施加到所述第一开关元件(1)的信号，以及
输出用于使被施加到所述第二开关元件(2)的电压随着时间流逝而升高的信号。
2.根据权利要求1所述的逆变器(22)，其中，
所述放电测试执行装置(17)输出用于使所述第一开关元件(1)和所述第二开关元件(2)按预定时段进入所述导通状态的信号，并且输出用于将所述第一开关元件(1)和所述第二开关元件(2)中的一个在经过所述预定时段之后切换成所述非导通状态的信号。
3.根据权利要求1或2所述的逆变器(22)，其中，
所述放电测试执行装置(17)输出用于操作所述第二开关元件(2)的信号，以使得在导通状态下的所述第二开关元件(2)的电阻值高于第一电阻值并且低于第二电阻值，
所述第一电阻值是当电机(13)被驱动时在导通状态下的所述第二开关元件(2)的电阻值，
所述第二电阻值是当所述电机(13)被驱动时在非导通下的所述第二开关元件(2)的电阻值，并且
所述电机(13)与所述逆变器(22)相连接。
4.根据权利要求1或2所述的逆变器(22)，其中，
所述放电测试执行装置(17)对所述第二开关元件(2)提供用于使所述第二开关元件(2)反复地处于导通状态和非导通状态的控制信号。
5.根据权利要求1或2所述的逆变器(22)，还包括：
第二串联电路，所述第二串联电路被并联连接至所述第一串联电路，并且所述第二串联电路包括被串联连接的第三开关元件(4)和第四开关元件(5)；以及
第二电流检测装置(6)，所述第二电流检测装置(6)被构造为用于检测所述第二串联电路中流动的电流，其中，
所述放电测试执行装置(17)输出用于使所述第三开关元件(4)和所述第四开关元件(5)进入导通状态的信号，并且
所述放电测试执行装置(17)基于所述第二电流检测装置(6)的检测结果，输出用于将所述第三开关元件(4)和所述第四开关元件(5)中的一个在预定电力在所述第三开关元件(4)中流动之前切换成非导通状态的信号。
6.根据权利要求5所述的逆变器(22)，其中，
在接收到用于表示安装有所述放电测试执行装置(17)的车辆的碰撞的信号时，所述放电测试执行装置(17)输出用于使所述第一串联电路的所述第一开关元件(1)进入所述导通状态的信号，并且输出用于使所述第三开关元件(4)进入所述导通状态的信号。
7.根据权利要求5所述的逆变器(22)，其中，
将单个电流检测装置用作所述第一电流检测装置(3)和所述第二电流检测装置(6)这两者；并且
所述单个电流检测装置基于检测到电流的时刻，来检测在所述第一串联电路中流动的电流以及在所述第二串联电路中流动的电流。
8.根据权利要求1所述的逆变器(22)，其中，
当被施加到所述第二开关元件(2)的电压增加直到上限并且所述第一电流检测装置(3)未检测到电流时，所述放电测试执行装置(17)确定所述第一串联电路中发生异常。
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