CN105340163B - 逆变器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供在使交流旋转电机进行再生动作的状态下，在直流电源与逆变器的电连接未预期地被切断的情况下，能够在早期进行抑制系统电压的上升的动作的逆变器装置。逆变器装置具备：电流传感器，其检测在连接直流电源与逆变器的电线中流通的电流；以及控制装置，其基于在使交流旋转电机进行产生电力的再生动作的情况下的由电流传感器检测出的电流，判定是否使多个开关元件的全部的驱动停止。

Description

逆变器装置

技术领域

本发明涉及具备夹在直流电源及平滑电容器与交流旋转电机之间且具备多个开关元件的逆变器、和控制上述多个开关元件的驱动的控制装置的逆变器装置。

背景技术

作为上述那样的逆变器装置，例如，已知有下述的专利文献1、2所记载的装置。在专利文献1的技术中，构成为：在将直流电源与逆变器电连接的继电器为开状态的情况下，为了使积蓄在平滑电容器的电荷放电，通过使正极侧的开关元件和负极侧的开关元件双方为接通状态，来使平滑电容器的两端子短路。

在专利文献2的技术中，构成为：若通过由交流旋转电机产生的再生电力而平滑电容器的端子间的电压上升，则使过压保护电路所具备的开关元件接通，平滑电容器的端子间经由电阻连接，抑制电压的上升。

专利文献1：日本特开2011－083123号公报

专利文献2：日本特开平4－069096号公报

另外，在使交流旋转电机进行再生动作时，存在由于某些要因而产生继电器从闭状态成为开状态的故障等、直流电源与逆变器的电连接未预期地被切断的可能性。若逆变器的控制装置没有能够检测出这样的切断而继续再生动作，则正极侧的电线与负极侧的电线之间的系统电压急速上升。若系统电压上升到超过开关元件的耐压，则有开关元件破损之虞。

因此，期望尽量在早期检测出切断，使再生动作停止，来抑制系统电压的上升。

然而，专利文献1的技术是在正常检测到继电器为开状态之后，将积蓄在平滑电容器的电荷放电的技术，在不能够检测继电器为开状态等产生了异常的情况下，不能够应对有效地抑制系统电压的急速的上升。

另外，认为专利文献2的技术能够抑制通常的再生动作中的系统电压的上升。但是，认为在专利文献2的技术中，观测系统电压，所以在直流电源与逆变器的电连接被切断了的情况下，对于抑制系统电压急速上升存在极限。

这是因为认为：对于产生了切断后的系统电压的上升，因平滑电容器的平滑化效果而产生响应延迟，所以在观测系统电压的方法中，在产生了切断之后，到进行抑制系统电压的上升的动作为止的判定延迟较大。

发明内容

因此，期望如下的逆变器装置的实现：在使交流旋转电机进行再生动作的状态下，在直流电源与逆变器的电连接未预期地被切断了的情况下，能够在早期进行抑制系统电压的上升的动作。

本发明所涉及的逆变器装置具备夹在直流电源及平滑电容器与交流旋转电机之间且具备多个开关元件的逆变器、和控制上述多个开关元件的驱动的控制装置，上述逆变器装置的特征构成在于，

还具备电流传感器，上述电流传感器检测在连接上述直流电源与上述逆变器的电线中流通的电流，

上述控制装置基于在使上述交流旋转电机进行产生电力的再生动作的情况下的由上述电流传感器检测到的电流，判定是否使上述多个开关元件的全部的驱动停止。

在再生动作中直流电源与逆变器的电连接被切断了的情况下，正极侧的电线与负极侧的电线之间的系统电压急速上升，在连接直流电源与逆变器的电线中流通的电流急速降低。此时，虽然在系统电压的上升中产生平滑电容器的平滑化效果所带来的响应延迟，但在电流的降低中不容易产生这样的响应延迟。

根据上述的特征构成，逆变器装置还具备检测在连接直流电源与逆变器的电线中流通的电流的电流传感器，所以通过电流传感器，能够直接检测直流电源与逆变器的电连接的切断所引起的在连接电线中流通的电流的降低。控制装置基于与系统电压相比切断后的响应延迟较小的、由电流传感器检测到的电流来进行判定，所以与基于系统电压进行判定的情况相比，能够缩短从直流电源与逆变器的电连接被切断起到使开关元件的驱动停止为止的延迟。因此，能够有效地抑制在直流电源与逆变器的电连接被切断之后系统电压的上升。

由此，能够使平滑电容器的电容减少、使开关元件的耐压降低，能够实现装置的低成本化、小型化。

这里，优选上述控制装置具备：驱动部，其驱动上述多个开关元件；驱动控制部，其控制上述驱动部，并且在控制上述驱动部使上述交流旋转电机进行产生预先决定的判定电力以上的电力的再生动作的情况下，输出再生信号；以及切断判定部，其判定是否使上述多个开关元件的全部的驱动停止，在判定为停止的情况下，对上述驱动部输出使上述多个开关元件的全部的驱动停止的信号亦即切断信号，上述切断判定部具备在从上述驱动控制部输出上述再生信号的状态下，判定是否是由上述电流传感器检测到的电流比预先决定的电流判定阈值小的再生中电流降低状态的电流判定部，上述切断判定部基于上述电流判定部的判定结果，判定是否使上述多个开关元件的全部的驱动停止。

直流电源与逆变器的电连接被切断了之后的系统电压的上升速度与使交流旋转电机发电的电力成比例地增大。因此，特别是在发电电力较大的情况下，在早期检测出电连接的切断来使全部的开关元件的驱动停止的必要性较高。根据上述的构成，能够在交流旋转电机的发电电力较大而在判定电力以上的情况下，基于切断后的响应延迟较小的电流传感器的检测电流，在电连接的切断后，在早期使开关元件的驱动停止，有效地抑制系统电压的上升。

另外，若使交流旋转电机发电的电力较小，则即使在直流电源与逆变器的电连接未被切断的正常状态下，在直流电源与逆变器的连接电线中流通的电流也较小，接近电连接被切断了的状态，所以基于电流传感器的检测电流的判定精度恶化。根据上述的构成，在使交流旋转电机发电的电力较大而在判定电力以上且电连接未被切断的正常状态下，在连接电线中流通的电流较大的条件下，能够基于电流传感器的检测电流精度良好地进行电连接是否被切断了的判定，能够使开关元件的驱动停止。因此，在交流旋转电机的发电电力较小的情况下，能够抑制尽管电连接未切断，但停止全部的开关元件的驱动，停止交流旋转电机的发电的情况。

这里，优选上述切断判定部在上述电流判定部判定为是上述再生中电流降低状态的情况下，判定为使上述多个开关元件的全部的驱动停止，并对上述驱动部输出上述切断信号。

根据该构成，能够在判定为在再生动作中由电流传感器检测到的电流比电流判定阈值小之后，迅速地对驱动部输出切断信号，使开关元件的驱动停止。

这里，优选上述切断判定部在连接上述直流电源和上述逆变器的正极侧的上述电线与负极侧的上述电线之间的电压比预先决定的电压判定阈值大的情况下，判定为使上述多个开关元件的全部的驱动停止，

上述切断判定部在上述电流判定部判定为是上述再生中电流降低状态的情况下，与上述电流判定部未判定为是上述再生中电流降低状态的情况相比，使上述电压判定阈值为较低的值。

根据该构成，在判定为在再生动作中由电流传感器检测到的电流比电流判定阈值小的情况下，降低电压判定值，所以即使在基于系统电压进行判定的情况下，也能够缩短到使开关元件的驱动停止为止的延迟。

这里，优选上述电流判定部具备：比较器，其在由上述电流传感器检测到的电流比上述电流判定阈值小的情况下输出低电流信号；以及逻辑电路，其在被输入了上述低电流信号和上述再生信号双方的情况下，输出表示是上述再生中电流降低状态这一情况的再生中电流降低信号。

根据该构成，使用硬件电路进行判定，所以能够提高处理速度，能够缩短到使开关元件的驱动停止为止的延迟。

这里，优选上述平滑电容器被连接在连接上述直流电源与上述逆变器的正极侧的上述电线与负极侧的上述电线之间，

在正极侧或者负极侧的上述电线上的比与上述平滑电容器的连接部分靠上述直流电源侧具备上述电流传感器。

根据该构成，在直流电源与逆变器的电连接被切断了之后，根据平滑电容器的平滑化效果，也从开关元件侧向平滑电容器流入由再生发电产生的电流。在该情况下，由于电流传感器被设置在比平滑电容器的连接部靠直流电源侧的电线上，所以能够不检测从开关元件侧流入至平滑电容器的电流。因此，在直流电源与逆变器的电连接被切断从而在切断部不流通电流的情况下，由电流传感器检测到的电流也与此对应地降低，所以能够迅速地检测电流的切断。

这里，优选上述直流电源具备能够断开与上述逆变器的电连接的继电器，在上述电线上的上述继电器与和上述平滑电容器的连接部分之间具备上述电流传感器。

根据该构成，在由于某些要因而产生了继电器从闭状态成为开状态的故障的情况下，能够通过在继电器与和平滑电容器的连接部分之间具备的电流传感器，迅速地检测电流的切断。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的逆变器装置等的整体构成的图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的电流判定部的构成的框图。

图3是本发明的比较例所涉及的时间图。

图4是本发明的第一构成例所涉及的时间图。

图5是表示本发明的第二构成例所涉及的切断判定部的构成的框图。

图6是本发明的第二构成例所涉及的时间图。

具体实施方式

参照附图对本发明所涉及的逆变器装置2的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的具备逆变器IN以及控制装置1的逆变器装置2等的简要结构的示意图。

逆变器IN夹在直流电源DC及平滑电容器5与交流旋转电机MG之间且具备多个开关元件3。控制装置1控制多个开关元件3的驱动。

逆变器装置2具备检测在连接直流电源DC与逆变器IN的电线4中流通的电流的电流传感器6。

控制装置1构成为：基于在使交流旋转电机MG进行产生电力的再生动作的情况下的由电流传感器6检测到的电流，判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止。

1.逆变器IN的构成

逆变器IN将直流电源DC所涉及的直流电力和交流旋转电机MG所涉及的交流电力进行转换。

在本实施方式中，构成为：将从直流电源DC供给的直流电力转换为多相(设n为自然数且为n相，这里为三相)的交流电力并供给至交流旋转电机MG，并且将交流旋转电机MG发电(再生)的交流电力转换为直流电力并供给至直流电源DC。

逆变器IN具备多个开关元件3。对开关元件使用IGBT(insulated gate bipolartransistor：绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFET(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等功率半导体元件。

例如在直流与多相交流(这里为三相交流)之间进行电力转换的逆变器IN如已知的那样由具有与多相(这里为三相)的各个对应的数目的臂的桥接电路构成。换句话说，如图1所示，在逆变器IN中的正极侧电线4a与负极侧电线4b之间两个开关元件3串联连接而构成一个臂10L。这里，将与和交流旋转电机MG的连接部相比连接于正极侧电线4a侧的开关元件3称为上部侧开关元件3U(正极侧开关元件或者高侧开关)，将与和交流旋转电机MG的连接部相比连接于负极侧电线4b侧的开关元件3称为下部侧开关元件3L(负极侧开关元件或者低侧开关)。此外，在正极侧电线4a以及负极侧电线4b也包括母线。

在三相交流的情况下，该串联电路(一个臂10L)被并联连接三个线路(三相：10U、10V、10W)。换句话说，构成在与交流旋转电机MG的U相、V相、W对应的定子线圈的各个对应了一组串联电路(臂10L)的桥接电路。各相的上部侧开关元件3U的集电极端子与正极侧电线4a连接，发射极端子与各相的下部侧开关元件3L的集电极端子连接。另外，各相的下部侧开关元件3L的发射极端子与负极侧电线4b连接。由成对的各相的开关元件3形成的串联电路(臂10L)的中间点、即上部侧开关元件3U与下部侧开关元件3L的连接点分别与交流旋转电机MG的定子线圈连接。

此外，在开关元件3分别并联连接有续流二极管39(再生二极管)。续流二极管39以阴极端子与开关元件3的集电极端子连接、阳极端子与开关元件3的发射极端子连接的形式与各开关元件3并联连接。

＜平滑电容器5＞

平滑电容器5连接在正极侧电线4a与负极侧电线4b之间，使正极侧电线4a与负极侧电线4b之间的直流电压(系统电压Vdc)平滑化。

如图1所示，平滑电容器5被并联地设置在具备开关元件3的逆变器IN的主体部与直流电源DC之间。平滑电容器5的正极端子与正极侧电线4a连接，负极端子与负极侧电线4b连接。

平滑电容器5使与交流旋转电机MG的消耗电力的变动、开关元件3的接通断开动作对应地变动的直流电压平滑化并稳定化。平滑电容器5的电容越大，平滑化作用越大。

2.直流电源DC的构成

在本实施方式中，直流电源DC为电池等蓄电装置。

此外，也可以在直流电源DC具备DC－DC转换器。DC－DC转换器是将直流电压升压、降压的直流电力(直流电压)的转换器。DC－DC转换器由开关元件、线圈等构成。

直流电源DC具备能够断开与逆变器IN的电连接的继电器9。继电器9是能够将直流电源DC(蓄电装置)与逆变器IN之间的电连接切换为连接状态或者切断状态的开关。在本实施方式中，对继电器9使用通过电磁铁物理性地移动接点来进行开闭的电磁继电器。继电器9例如是与系统整体的电源的接通断开连动地开闭的系统主继电器(SMR：system mainrelay)。

继电器9被设置在连接直流电源DC(蓄电装置)与逆变器IN的电线4上。在本实施方式中，继电器9被设置在正极侧电线4a上的、平滑电容器5的连接部分8与直流电源DC之间。此外，继电器9也可以设置在负极侧电线4b，或者也可以设置在正极侧电线4a以及负极侧电线4b双方。

3.控制装置1的构成

控制装置1控制多个开关元件3的驱动。

控制装置1构成为基于使交流旋转电机MG进行产生电力的再生动作的情况下的由电流传感器6检测到的电流，判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止。控制装置1构成为在判定为停止的情况下，使多个开关元件3的全部的驱动停止。

在本实施方式中，控制装置1具备驱动部20、驱动控制部30以及切断判定部40。

3－1.驱动部20

驱动部20驱动多个开关元件3。

驱动部20具备与多个开关元件3的各个对应的多个驱动电路。即，驱动电路与开关元件3同数目地设置。

作为各开关元件3的控制端子的栅极端子与对应的驱动电路连接。

各驱动电路根据从驱动控制部30传递的各开关元件3的接通指令或者断开指令，对所对应的开关元件3输出接通电压信号或者断开电压信号，使开关元件3成为接通状态或者断开状态。

驱动部20在从切断判定部40输出了切断信号SS的情况下，不管从驱动控制部30传递了接通指令还是断开指令，均强制地使全部的驱动电路输出断开电压信号，使全部的开关元件3成为断开状态。

3－2.驱动控制部30

驱动控制部30对驱动部20进行命令，来对开关元件3进行接通断开控制。

驱动控制部30将与多个开关元件3(驱动电路)的各个对应的接通指令或者断开指令传递给驱动部20。

驱动控制部30通过具备CPU等运算处理装置作为核心部件，并且具有构成为能够由该运算处理装置读出以及写入数据的RAM(随机存取存储器)、构成为能够由运算处理装置读出数据的ROM(只读存储器)等存储装置等而构成。而且，通过存储于驱动控制部30的ROM等的软件(程序)或者另外设置的运算电路等硬件或者它们两方，构成控制逆变器IN以及交流旋转电机MG的功能部等。

例如，驱动控制部30具备进行使用了矢量控制法的电流反馈控制，经由驱动部20以及逆变器IN控制交流旋转电机MG的各种功能部。

＜再生信号SG的输出＞

驱动控制部30构成为在控制驱动部20使交流旋转电机MG进行产生预先决定的判定电力以上的电力的再生动作的情况下，输出再生信号SG。判定电力被设定为比零大的预先决定的值。

在本实施方式中，判定电力被设定为在后述的未切断直流电源DC与逆变器IN的电连接的正常状态下，在连接直流电源DC与逆变器IN的电线4中流通的电流成为比在电流判定部41中设定的电流判定阈值大的值那样的电力。例如，判定电力被设定为将电流判定阈值乘以比1大的规定倍数(例如2倍)后的电流与正常状态下的系统电压Vdc的相乘后的电力。

在本实施方式中，驱动控制部30构成为：在使交流旋转电机MG进行产生预先决定的判定电力以上的电力的再生动作的情况下，输出规定的高电压(例如1V)作为再生信号SG，在其以外的情况下，输出规定的低电压(例如0V)，从而不输出再生信号SG(规定的高电压)。

3－3.切断判定部40

切断判定部40判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止，在判定为停止的情况下，对驱动部20输出使多个开关元件3的全部的驱动停止的信号亦即切断信号SS。

在本实施方式中，切断判定部40构成为：在判定为停止的情况下，输出规定的高电压(例如1V)作为切断信号SS，在判定为不停止的情况下，输出规定的低电压(例如0V)，从而不输出切断信号SS(规定的高电压)。

＜电流判定部41＞

切断判定部40具备在从驱动控制部30输出再生信号SG的状态下，判定是否是由电流传感器6检测到的电流(绝对值)比预先决定的电流判定阈值小的再生中电流降低状态的电流判定部41。

切断判定部40构成为基于电流判定部41的判定结果，判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止。

电流判定阈值预先设定为比零大的值。

在本实施方式中，如图2所示，电流判定部41具备在由电流传感器6检测到的电流(绝对值)比电流判定阈值小的情况下输出低电流信号SL的比较器42、和在被输入了低电流信号SL和再生信号SG双方的情况下，输出表示是再生中电流降低状态这一情况的再生中电流降低信号SGL的逻辑电路43。

对比较器42使用比较所输入的两个电压或者电流信号并根据哪个较大来切换输出信号的元件(例如，运算放大器)。

比较器42被输入与由电流传感器6检测到的电流(绝对值)成比例的电压信号SI(称为电流检测信号SI)、和与电流判定阈值成比例的电压信号SIth(称为电流阈值信号SIth)。而且，比较器42构成为在电流检测信号SI比电流阈值信号SIth小的情况下，输出规定的高电压(例如1V)作为低电流信号SL，在电流检测信号SI比电流阈值信号SIth大的情况下，输出规定的低电压(例如0V)，从而不输出低电流信号SL(规定的高电压)。

如图2所示，在基准电压Vref(例如，5V)与地线GND之间，串联连接两个电阻器R1、R2，电阻器R1与电阻器R2的连接部的电压成为电流阈值信号SIth(SIth＝R2/(R1+R2)×Vref)。以使得生成与电流判定阈值对应的电压(电流阈值信号SIth)，而预先调整电阻器R1的电阻值与电阻器R2的电阻值的平衡来设定各电阻器R1、R2的电阻值。

或者，电流阈值信号SIth也可以是从驱动控制部30输出的电压信号。该情况下，驱动控制部30输出与电流判定阈值对应的电压信号。

逻辑电路43为与电路。逻辑电路43在被输入再生信号SG(规定的高电压)且被输入低电流信号SL(规定的高电压)的情况下，输出规定的高电压(例如1V)作为再生中电流降低信号SGL。逻辑电路43构成为在其以外的情况下，输出规定的低电压(例如0V)，从而不输出再生中电流降低信号SGL(规定的高电压)。

＜电流传感器6＞

如图1所示，在连接直流电源DC与逆变器IN的电线4上，具备检测在该电线4中流通的电流的电流传感器6。

在本实施方式中，在正极侧或者负极侧(这里为正极侧)的电线4上的、比与平滑电容器5的连接部分8靠直流电源DC侧具备电流传感器6。

在本实施方式中，在电线4上的、和平滑电容器5的连接部分8与继电器9之间具备电流传感器6。

电流传感器6被设置在正极侧电线4a上的、逆变器IN的正极侧的外部连接端子P与和平滑电容器5的连接部分8a之间。这里，正极侧的外部连接端子P以及负极侧的外部连接端子N是逆变器IN的外部连接端子，与直流电源DC连接。

此外，也可以在负极侧电线4b上的、比与平滑电容器5的连接部分8b靠直流电源DC侧具备电流传感器6。另外，电流传感器6可以是构成控制装置1的部件，也可以是构成逆变器IN的部件。

＜电流判定部41的必要性＞

在使交流旋转电机MG进行再生动作时，存在由于某些要因而产生继电器9从闭状态成为开状态的故障、连接直流电源DC与逆变器IN的电线4断线、构成该电线4的一部分的端子的连接脱落等，从而直流电源DC与逆变器IN的电连接未预期地被切断的情况。

在像这样电连接被切断了之后，若使交流旋转电机MG进行再生动作，则通过再生发电产生的电力不充电到直流电源DC的蓄电装置，所以没有去处的电力被施加给平滑电容器5的两端。因此，如图3的时间图所示，在时刻t11直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断之后，正极侧电线4a与负极侧电线4b之间的系统电压Vdc从未切断的正常状态的电压起急速上升(时刻t11以后)。若系统电压Vdc上升到超过开关元件3的耐压Vmx，则存在开关元件3破损之虞。此外，若在使交流旋转电机MG进行动力运行动作时，产生上述的切断，则系统电压Vdc降低，所以没有超过开关元件3的耐压Vmx之虞。

因此，在使交流旋转电机MG进行再生动作的情况下，需要在早期检测出直流电源DC与逆变器IN的电连接的切断，使交流旋转电机MG的再生动作停止。

由于与交流旋转电机MG的发电电力对应地切断时的系统电压Vdc的上升速度增大，所以特别是在发电电力较大的情况下，在早期检测出切断的必要性较高。驱动控制部30中的判定电力也可以与在早期检测出切断的必要性较高的发电电力的值相配合地设定。

与此相对，考虑通过观测系统电压Vdc的上升，来使交流旋转电机MG的再生动作停止。

但是，与本实施方式不同，在构成为仅通过观测系统电压Vdc的上升来判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止的比较例的情况下存在以下的课题。即，在该比较例的情况下，从直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断起到判定为停止为止的期间较长。

这是因为如图3所示那样切断后的系统电压Vdc的上升由于平滑电容器5的平滑化效果而具有响应延迟。即，在切断后，到系统电压Vdc达到判定阈值为止(从时刻t11到时刻t12)，产生平滑电容器5所引起的响应延迟，所以从切断到停止判定为止的判定延迟(从时刻t11到时刻t12)较长。因此，在仅观测系统电压Vdc的上升的比较例的构成中，判定延迟期间的系统电压Vdc的上升量较大，从而系统电压Vdc达到开关元件3的耐压Vmx的可能性较高。

＜电流判定部41的早期切断检测＞

另一方面，对于由电流传感器6检测出的电流而言，不产生系统电压Vdc那样的响应延迟。

特别是，在本实施方式中，在正极侧或者负极侧的电线4上的、比与平滑电容器5的连接部分8靠直流电源DC侧具备电流传感器6，所以由电流传感器6检测到的电流的响应延迟较小。

在直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断之后，由于平滑电容器5的平滑化效果，也从开关元件3侧向平滑电容器5流入由再生发电产生的电流。在该情况下，由于电流传感器6被设置在比平滑电容器5的连接部靠直流电源DC侧的电线4上，所以能够不检测从开关元件3侧流入至平滑电容器5的电流。因此，在直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断而在切断部中不流通电流的情况下，由电流传感器6检测到的电流也与其对应地降低，能够无响应延迟地检测电流的切断。

在本实施方式中，如上述那样，切断判定部40构成为：具备在从驱动控制部30输出了再生信号SG的状态下，判定是否是由电流传感器6检测到的电流(绝对值)比预先决定的电流判定阈值小的再生中电流降低状态的电流判定部41，并基于电流判定部41的判定结果，判定是否使多个开关元件3的全部的驱动停止。

因此，在本实施方式中，如图4的时间图所示，基于与系统电压Vdc相比切断后的响应延迟较小的、由电流传感器6检测到的电流来进行判定，所以能够与图3所示的仅使用系统电压Vdc进行判定的情况相比，缩短从在时刻21直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断起到判定为停止为止的判定延迟(从时刻t21到时刻22)。

＜平滑电容器5的电容降低＞

另外，在本实施方式所涉及的驱动部20中，在从切断判定部40输出切断信号SS起到实际上驱动部20停止与驱动控制部30的指令对应的用于再生的开关元件3的接通断开驱动并强制地使全部的开关元件3为断开状态为止，产生规定的停止延迟时间(图3中的从时刻t12到时刻t13，图4中的从时刻t22到时刻t23)。因此，在切断判定部40输出切断信号SS之后，系统电压Vdc也继续上升直到全部的开关元件3为断开状态为止。

为了使系统电压Vdc在该规定的停止延迟时间的期间不上升到开关元件3的耐压Vmx，有使平滑电容器5的电容增加的方法。

系统电压Vdc的上升的响应延迟(时间常数)与平滑电容器5的电容成比例地增大。因此，通过增大平滑电容器5的电容，即使是相同的停止延迟时间，也能够使系统电压Vdc的上升量减少，使其不达到开关元件的耐压。

但是，若增大平滑电容器5的电容，则存在平滑电容器5大型化、高成本化等问题。

在上述的仅观测系统电压Vdc的比较例中，判定延迟较长，判定延迟的期间的系统电压Vdc的上升量较大，所以必须增大为了不使其达到开关元件3的耐压Vmx所需要的平滑电容器5的电容。

但是，在观测电流的本实施方式中，能够使判定延迟缩短，所以与比较例相比能够相应分量地减小平滑电容器5的电容。由此，在本实施方式中，能够实现平滑电容器的小型化、轻型化、低成本化。

或者，在维持平滑电容器的电容的情况下，能够使开关元件3的耐压Vmx降低。因此，能够实现开关元件3的低成本化。

3－3－1.切断判定部40的第一构成例

对切断判定部40的第一构成例进行说明。

切断判定部40构成为：在电流判定部41判定为是再生中电流降低状态的情况下，判定为使多个开关元件3的全部的驱动停止，并对驱动部20输出切断信号SS。

在本例中，如图2所示，切断判定部40构成为直接输出电流判定部41输出的再生中电流降低信号SGL作为切断信号SS。

因此，如使用图4所说明的那样，在第一构成例中，能够使判定延迟减少，能够使判定延迟的期间的系统电压Vdc的上升量减少。

3－3－2.切断判定部40的第二构成例

接下来，对切断判定部40的第二构成例进行说明。

切断判定部40还具备在连接直流电源DC与逆变器IN的正极侧电线4a与负极侧电线4b之间的电压亦即系统电压Vdc比预先决定的电压判定阈值大的情况下，判定为使多个开关元件3的全部的驱动停止，并对驱动部20输出切断信号SS的电压判定部50。

而且，电压判定部50构成为在电流判定部41判定为是再生中电流降低状态的情况下，与电流判定部41未判定为是再生中电流降低状态的情况相比，使电压判定阈值为较低的值。

在本实施方式中，如图5所示，电压判定部50具备在由电压检测部7检测到的系统电压Vdc比电压判定阈值大的情况下输出切断信号SS的比较器52、和在从电流判定部41输出了再生中电流降低信号SGL的情况下，与未输出再生中电流降低信号SGL的情况相比，使电压判定阈值降低的输出切换器54。

即，判定为再生中电流降低状态的情况下的电压判定阈值比未判定为再生中电流降低状态的情况下的电压判定阈值小。

对比较器52使用比较所输入的两个电压或者电流信号并根据哪个较大来切换输出信号的元件(例如，运算放大器)。

比较器52被输入与由电压检测部7检测到的系统电压Vdc成比例的电压信号SV(称为电压检测信号SV)、和与电压判定阈值成比例的电压信号SVth(称为电压阈值信号SVth)。而且，比较器52构成为：在电压检测信号SV比电压阈值信号SVth大的情况下，输出规定的高电压(例如1V)作为切断信号SS，在电压检测信号SV比电压阈值信号SVth小的情况下，输出规定的低电压(例如0V)，从而不输出切断信号SS(规定的高电压)。

输出切换器54具备在基准电压Vref(例如，5V)与地线GND之间串联连接的三个电阻器R3、R4、R5，电阻器R3与电阻器R4的连接部的电压为电压阈值信号SVth。另外，输出切换器54具备开关元件51，开关元件51在从电流判定部41输出再生中电流降低信号SGL的情况下，将电阻器R4和电阻器R5的连接部与地线GND连接。

因此，从电流判定部41输出再生中电流降低信号SGL的情况下的电压阈值信号SVth亦即第二电压阈值信号SVthL由电阻器R3的电阻值与电阻器R4的电阻值的平衡来决定(SVthL＝R4/(R3+R4)×Vref)。未从电流判定部41输出再生中电流降低信号SGL的情况下的电压阈值信号SVth亦即第一电压阈值信号SVthH由电阻器R3的电阻值与电阻器R4及电阻器R5的电阻值的平衡来决定(SVthH＝(R4+R5)/(R3+R4+R5)×Vref)。

以使得生成未判定为再生中电流降低状态的情况下的电压阈值信号SVth亦即第一电压阈值信号SVthH和判定为再生中电流降低状态的情况下的电压阈值信号SVth亦即第二电压阈值信号SVthL，而预先调整电阻器R3的电阻值和电阻器R4的电阻值和电阻器R5的电阻值的平衡来设定各电阻器R3、R4、R5的电阻值。

电压检测部7为输出与所输入的系统电压Vdc成比例的电压检测信号SV的、具备运算放大器53的差动放大电路。电压检测信号SV根据系统电压Vdc在基准电压Vref与地线GND之间变化。

＜时间图＞

在第二构成例中，如图6的时间图所示，在时刻t31直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断之后，在电流判定部41判定为电流传感器6的检测电流比电流判定阈值小从而是再生中电流降低状态的情况下(时刻t32)，电压阈值信号SVth从未判定为再生中电流降低状态的情况下的第一电压阈值信号SVthH降低至判定为再生中电流降低状态的情况下的第二电压阈值信号SVthL(时刻t32)。

根据电流降低的检测从而电压阈值信号SVth降低，所以与图3所示的比较例的情况相比，能够缩短从直流电源DC与逆变器IN的电连接被切断起到判定为使全部的开关元件3的驱动停止为止的判定延迟(从时刻t31到时刻t33)。因此，在第二构成例中，也能够通过切断检测的早期化，使平滑电容器5的电容减少，或者使开关元件3的耐压Vmx降低。

〔其他的实施方式〕

最后，对本发明的其他的实施方式进行说明。此外，以下进行说明的各实施方式的构成并不限定于分别单独应用，只要不产生矛盾，也能够与其他的实施方式的构成组合应用。

(1)在上述的实施方式中，以电流判定部41由比较器42和逻辑电路43构成的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，也可以电流判定部41由运算处理装置构成，电流判定部41的判定功能由软件构成。

(2)在上述的实施方式中，以电压判定部50由比较器52和输出切换器54构成的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，也可以电压判定部50由运算处理装置构成，电压判定部50的判定功能、判定阈值的切换功能由软件构成。

产业上的可利用性

本发明能够优选利用于具备夹在直流电源及平滑电容器与交流旋转电机之间且具备多个开关元件的逆变器、和控制上述多个开关元件的驱动的控制装置的逆变器装置。

附图标记说明：1…控制装置，2…逆变器装置，3…开关元件，4…电线，4a…正极侧电线，4b…负极侧电线，5…平滑电容器，6…电流传感器，7…电压检测部，9…继电器，20…驱动部，30…驱动控制部，40…切断判定部，41…电流判定部，42…比较器，43…逻辑电路，50…电压判定部，DC…直流电源，IN…逆变器，MG…交流旋转电机，SG…再生信号，SGL…再生中电流降低信号，SI…电流检测信号，SIth…电流阈值信号，SL…低电流信号，SS…切断信号，SV…电压检测信号，SVth…电压阈值信号，Vdc…系统电压，Vmx…耐压。

Claims (5)

1.一种逆变器装置，具备逆变器和控制装置，所述逆变器夹在直流电源及平滑电容器与交流旋转电机之间且具备多个开关元件，所述控制装置控制所述多个开关元件的驱动，

所述逆变器装置还具备电流传感器，所述电流传感器检测在连接所述直流电源与所述逆变器的电线中流通的电流，

所述控制装置基于在使所述交流旋转电机进行产生电力的再生动作的情况下的由所述电流传感器检测到的电流，判定是否使所述多个开关元件的全部的驱动停止，

所述平滑电容器被连接在连接所述直流电源与所述逆变器的正极侧的所述电线与负极侧的所述电线之间，

在正极侧或者负极侧的所述电线上的比与所述平滑电容器的连接部分靠所述直流电源侧具备所述电流传感器，

所述直流电源具备能够断开与所述逆变器的电连接的继电器，

在所述电线上的所述继电器与和所述平滑电容器的连接部分之间具备所述电流传感器。

2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其中，

所述控制装置具备：

驱动部，其驱动所述多个开关元件；

驱动控制部，其控制所述驱动部，并且在控制所述驱动部使所述交流旋转电机进行产生预先决定的判定电力以上的电力的再生动作的情况下，输出再生信号；以及

切断判定部，其判定是否使所述多个开关元件的全部的驱动停止，在判定为停止的情况下，对所述驱动部输出使所述多个开关元件的全部的驱动停止的信号亦即切断信号，

所述切断判定部具备电流判定部，所述电流判定部在从所述驱动控制部输出所述再生信号的状态下，判定是否是由所述电流传感器检测到的电流比预先决定的电流判定阈值小的再生中电流降低状态，所述切断判定部基于所述电流判定部的判定结果，判定是否使所述多个开关元件的全部的驱动停止。

3.根据权利要求2所述的逆变器装置，其中，

所述切断判定部在所述电流判定部判定为是所述再生中电流降低状态的情况下，判定为使所述多个开关元件的全部的驱动停止，并对所述驱动部输出所述切断信号。

4.根据权利要求2所述的逆变器装置，其中，

所述切断判定部在连接所述直流电源和所述逆变器的正极侧的所述电线与负极侧的所述电线之间的电压比预先决定的电压判定阈值大的情况下，判定为使所述多个开关元件的全部的驱动停止，

所述切断判定部在所述电流判定部判定为是所述再生中电流降低状态的情况下，与所述电流判定部未判定为是所述再生中电流降低状态的情况相比，使所述电压判定阈值为较低的值。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的逆变器装置，其中，

所述电流判定部具备：比较器，其在由所述电流传感器检测到的电流比所述电流判定阈值小的情况下输出低电流信号；以及逻辑电路，其在被输入了所述低电流信号和所述再生信号双方的情况下，输出表示是所述再生中电流降低状态这一情况的再生中电流降低信号。