CN105682950B - 开关元件的驱动装置及驱动方法、车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种驱动装置,其既抑制了重量增加和成本上升,又确保了热源。一种驱动装置(85),其驱动由使用了碳化硅等高耐热性半导体的晶体管构成的开关元件。所述驱动装置(85)具有:电压调整部(93),为了使所述开关元件为开启状态,所述电压调整部(93)使施加在所述开关元件的导通控制端子上的驱动电压可变,并且电压调整部(93)将晶体管的活性区电压作为驱动电压施加在导通控制端子上。

Description

开关元件的驱动装置及驱动方法、车用空调装置
技术领域
本发明涉及一种开关元件的驱动装置及驱动方法、以及车用空调装置。
背景技术
例如,电动汽车(Electric Vehicle:EV)由于不具备作为内燃机构的引擎,因此不能在制暖中利用引擎排热。并且,在具备引擎的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle:HEV)及插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle:PHEV)中,为了节省耗油量,尽可能地控制使引擎停止。因此,正在研究使用制冷剂的热泵制暖和电加热器制暖。
由于在制暖运行中使用的消耗电力非常大,因此作为进行制暖运行的系统,期望是高COP(Coefficient Of Performance:成绩系数)制暖的热泵系统。这是因为电加热器的COP比1小。然而,在外部气温较低时(例如-10度以下)的热泵制暖中,空气中的水分冷凝而在室外热交换器上形成结霜(Frost),从而有可能导致制暖能力下降。
在家庭用的室内空调等中,若发生结霜,则进行反转运行(从制暖运行变更为制冷运行),对室外热交换器进行除霜。然而,在车用热泵系统中,若进行同样的除霜,则制暖运行将会停止。
为了解决该问题,在专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置中,在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器(主冷凝器)的制冷剂出口侧配置有温水制冷剂热交换器。并且,汽车用冷暖气装置在外部气温较低的区域,当室外热交换器变为结霜状态时,将无法利用室外热交换器吸收的不足热量通过温水制冷剂热交换机进行加热并使其蒸发,从而确保必要的制暖能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特许第3939445号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置除了温水制冷剂热交换机之外,还必须具有内部装有对温水进行加热的护套式加热器的温水槽、用于将温水向温水制冷剂热交换器供给的配管和泵。因此,专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置产生了部件数量增加、重量增加和成本上升的问题。
上述重量增加和成本上升的问题并不限于车用空调装置,而是因为某种目的而需要热源的装置中所共通的问题。
本发明的目的在于,提供一种开关元件的驱动装置及驱动方法、以及车用空调装置,其既能够抑制重量增加和成本上升,又能够确保热源。
技术方案
本发明的第一方式为一种驱动装置,其驱动由使用了碳化硅等高耐热性半导体的晶体管构成的开关元件,所述驱动装置具有:电压调整单元,为了使所述开关元件为开启状态,所述电压调整单元使施加在所述开关元件的导通控制端子上的驱动电压可变,所述电压调整单元将所述晶体管的活性区电压作为所述驱动电压施加在所述导通控制端子上。
根据上述方式,将晶体管的活性区电压作为驱动电压施加在开关元件的导通控制端子上,其中所述开关元件由使用了碳化硅等高耐热性半导体的晶体管构成。由此,与将饱和区电压施加在导通控制端子上而驱动开关元件的情况相比,能够增大开关损耗,且能够增加发热量。并且,通过将该热量作为热源进行利用,能够抑制重量增加和成本上升。
“使驱动电压可变”指的是,包含切换两个值进行输出的情况,即,包含切换饱和区电压与活性区电压进行输出的情况。
为了能够有效利用开关元件产生的热量,可以采用开关元件产生的热量容易向作为加热对象的介质等传导的结构。
上述驱动装置可以具有切换普通模式与发热模式的模式切换单元,在普通模式下,所述电压调整单元可以将所述晶体管的饱和区电压作为驱动电压施加在所述导通控制端子上,在发热模式下,所述电压调整单元可以将所述晶体管的活性区电压作为驱动电压施加在所述导通控制端子上。
根据上述结构,能够仅在需要热源时,使开关元件发出热量,并运用该热量。另外,在普通模式下,通过在饱和区驱动开关元件,能够提高开关效率。
上述驱动装置可以具有:电流检测单元,其检测流经所述开关元件的电流;以及与流经所述开关元件的电流值和所述电压值相关的信息,其中,所述电压调整单元可以在所述发热模式下从所述信息中获取与所述电流检测单元检测出的电流值相对应的电压值,并将获取的电压值的电压施加在所述导通控制端子上。
若在发热模式所需的热量和电流值可知,则可确定唯一的驱动电压。因此,能够求出欲获取特定热量所需的电流值与驱动电压的关系,并基于该关系,由电流检测值决定驱动电压,从而能够获取所需的发热量。
上述驱动装置可以具有温度检测单元,其检测所述开关元件的周围温度,在所述发热模式下,当所述温度检测单元检测出的温度超过规定阈值时,所述电压调整单元可以将普通模式的驱动电压施加在所述导通控制端子上。
根据上述结构,当开关元件的温度超过阈值时,切换为发热量较少的普通模式的驱动电压,因此能够防止元件发生损坏。
本发明的第二方式为车用空调装置,其具有:制暖运行用的热泵循环系统,其经由制冷剂配管按照压缩制冷剂的电动压缩机、车厢内冷凝器、节流阀以及车厢外热交换器的顺序连接;电动压缩机的电机驱动用的逆变器,其具有开关元件,该开关元件由使用了碳化硅等高耐热性半导体元件的晶体管构成;以及具有上述驱动装置的所述逆变器的驱动装置,其中,所述逆变器以能够用所述开关元件产生的热量对被所述电动压缩机压缩的所述制冷剂进行加热的方式设置在所述电动压缩机上,在所述热泵循环系统进行制暖运行时,所述模式切换单元设定为所述发热模式。
根据本方式,能够利用开关元件的发热对制冷剂进行加热。由此,能够在抑制重量增加和成本上升的同时确保制冷剂加热用的热源。
本发明的第三方式为开关元件的驱动方法,其驱动由使用了碳化硅等高耐热性半导体的晶体管构成的开关元件,使施加在所述开关元件的导通控制端子上的驱动电压可变,并将所述晶体管的活性区电压作为驱动电压施加在所述导通控制端子上。
有益效果
根据本发明,具有既能够抑制重量增加和成本上升,又能够确保热源的效果。
附图说明
图1是本发明一实施方式所涉及的热泵式车用空调装置的制冷剂路线图。
图2是本发明一实施方式所涉及的电动压缩机的概要构成图。
图3是本发明一实施方式所涉及的电动压缩机的概要剖视图。
图4是本发明一实施方式所涉及的功率元件配置在电动压缩机上的位置的详细剖视图。
图5是表示本发明一实施方式所涉及的电机驱动装置的概要构成的图。
图6是本发明一实施方式所涉及的逆变器驱动装置的功能模块图。
图7是表示IGBT的一般特性的图。
图8是表示本发明一实施方式所涉及的逆变器驱动装置的一构成例的图。
图9是表示本发明实施方式所涉及的热泵式车用空调装置进行制冷运行时的制冷剂流向的制冷剂路线图。
图10是表示本发明实施方式所涉及的热泵式车用空调装置进行制暖运行时的制冷剂流向的制冷剂路线图。
图11是表示本发明实施方式所涉及的热泵式车用空调装置进行功率元件热源制暖运行时的制冷剂流向的制冷剂路线图。
具体实施方式
以下参照附图,对将本发明所涉及的开关元件的驱动装置及驱动方法应用于车用空调装置时的一实施方式进行说明。
图1是本发明一实施方式所涉及的车用空调装置10的制冷剂路线图。
本实施方式所涉及的车用空调装置10具有:HVAC单元(Heating Ventilation andAir Conditioning Unit:暖通空调单元)12;以及能够制冷制暖的热泵循环系统16。
HVAC单元12具备:鼓风机20,其通过内外气体切换风门18将来自车厢内的内部空气或来自车厢外的外部空气切换导入,并压送到下游侧;以及车厢内蒸发器24及车厢内冷凝器26,所述车厢内蒸发器24及车厢内冷凝器26在与鼓风机20相连的空气流路中从上游侧到下游侧依次配设。该HVAC单元12设置在车厢侧仪表盘内,将经由车厢内蒸发器24及车厢内冷凝器26调温的空气,从朝向车厢内开口的多个除霜出风口28、面部出风口30、脚部出风口32的任意一个,通过出风模式切换风门34、36、38选择性地切换出风模式,由此向车厢内出风,将车厢内调节成设定温度。并且,在车厢内蒸发器24与车厢内冷凝器26之间,自由旋转地设置有空气混合风门40,使其能够控制流入车厢内冷凝器26的空气的流量。另外,在HVAC单元12上,设置有出风空气温度传感器(FS)42。
能够制冷制暖的热泵循环系统16具有制暖运行用循环系统,其经由制冷剂配管60按照压缩制冷剂的电动压缩机50、车厢内冷凝器26、节流阀52(膨胀阀)以及车厢外热交换器54这样的顺序连接。并且,在车厢外热交换器54与电动压缩机50之间,连接有蓄能器56。
即,与电动压缩机50的制冷剂出口连接的喷出配管60A与车厢内冷凝器26连接,车厢内冷凝器26通过制冷剂配管60B经由节流阀52与车厢外热交换器54连接。在制冷剂配管60B上,设置有绕过节流阀52的旁路配管60C,在旁路配管60C上设置有切换阀62。在本实施方式中,采用毛细管等固定节流阀作为节流阀52,但是并不限于此,也可以采用温度式自动膨胀阀等作为节流阀52。
车厢外热交换器54通过制冷剂配管60D经由蓄能器56与电动压缩机50的制冷剂入口连接。车厢外热交换器54通过车厢外风扇55与外部空气进行通风,将制冷剂的热量进行热交换。
在连接车厢外热交换器54与蓄能器56的制冷剂配管60D上,在车厢外热交换器54侧设置有三通切换阀64A及三通切换阀64B。该三通切换阀64A、64B例如能够用两个电磁阀组合的结构来代替。
三通切换阀64A与制冷剂配管60E连接,制冷剂配管60E经由节流阀66与车厢内蒸发器24连接,车厢内蒸发器24经由制冷剂配管60F与蓄能器56连接。
在本实施方式中,与节流阀52相同采用毛细管等固定节流阀作为节流阀66,但是并不限于此,也可以采用温度式自动膨胀阀等作为节流阀66。
三通切换阀64B与旁路配管60G连接,旁路配管60G与电动压缩机50的制冷剂入口连接。即,旁路配管60G绕过蓄能器56而连接车厢外热交换器54与电动压缩机50。
在上述热泵循环系统16中,关闭切换阀62,制冷剂通过三通切换阀64A,车厢外热交换器54与电动压缩机50通过三通切换阀64B经由蓄能器56连接,从而构成制暖运行用的冷冻循环。
另一方面,制冷运行用的冷冻循环由打开切换阀62,并且通过三通切换阀64A连接车厢外热交换器54与车厢内蒸发器24而构成。
图2是本实施方式所涉及的电动压缩机50的概要构成图。
在电动压缩机50上,设置有逆变器72,其使用功率元件(开关元件)70(例如IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor),该功率元件70由使用了高耐热性能良好的半导体的晶体管构成。即,电动压缩机50与逆变器72一体化。
构成功率元件70的高耐热性半导体元件是与传统的Si等半导体元件相比耐热性更高的半导体元件。并且,高耐热性半导体元件只要可承受制冷剂的温度上升即可。
高耐热性半导体元件的一例是碳化硅(SiC),但是并不限定于此,也可以是氮化镓类或金刚石类的半导体。
逆变器72以能够用功率元件70的发热对被电动压缩机50压缩的制冷剂进行加热的方式设置在电动压缩机50上。即,制冷剂在从电动压缩机50的制冷剂入口50A到制冷剂出口50B之间,通过功率元件70的发热以及电动压缩机50的电机发热而被加热。
通过用高耐热性半导体元件构成功率元件70,功率元件70能够利用高耐热性半导体元件本身产生的热量对制冷剂进行加热。即,车用空调装置10用高耐热性半导体元件构成在逆变器72中使用的功率元件70,在热泵循环系统16进行制暖运行时,将其作为加热制冷剂的热源进行利用。
逆变器72的设置位置虽然取决于车辆的设计,但是优选设置在电动压缩机50的侧面(图2中的实线)或背后(图2中的虚线)的制冷剂入口50A的附近。
通过将高耐热性半导体元件作为功率元件70使用,不仅能够提高电动压缩机50的可靠性,而且能够提高车用空调装置10的可靠性。
图3是本实施方式所涉及的电动压缩机50的概要剖视图。
如图3所示,与制冷剂配管60A以及制冷剂配管60G连接的制冷剂流路61以与电动压缩机50的电机50C的表面接触的方式设置,功率元件70以与制冷剂流路61接触的方式设置。由此,沿制冷剂流路61流动的制冷剂被功率元件70和电机50C加热。并且,与此同时,功率元件70和电机50C被制冷剂冷却。
这里所说的接触可以是直接接触或间接接触的任意一种。设置在制冷剂流路61上的功率元件70的个数以及位置并无限定,可以是图3所示的四处,也可以是一处。
图4是功率元件70配置在电动压缩机50上的位置的详细剖视图。
如图4所示,功率元件70的上部配置有控制基板74。
功率元件70经由收纳功率元件70以及控制基板74的壳体(例如铝壳)76与制冷剂流路61连接。
制冷剂流路61例如是分支成多个而并列地与电机50C连接。并且,功率元件70以与分支的各个制冷剂流路61相对应的方式设置。另外,制冷剂流路61可以不分支成多个,即串联地与电机50C接触。
在壳体76与功率元件70之间,壳体76与制冷剂流路61之间,制冷剂流路61与电机50C之间,适当设置有放热润滑油、导热片等提高从功率元件70向壳体76的热传导性的结构。
使用铜镶嵌基板或散热基板作为控制基板74时,控制基板74配置在功率元件70的下部,并且控制基板74与壳体76接触。即,来自功率元件70的热量经由控制基板74以及壳体76传递给制冷剂。
接下来,参照图5至图8对构成上述逆变器72的功率元件70的驱动装置及驱动方法进行说明。
图5是表示包含逆变器72的、驱动电机50C的电机驱动装置80的概要结构的图。如图5所示,电机驱动装置80的主要结构具有:转换器82,其将来自交流电源81的交流电转换为直流电进行输出;逆变器72,其将从转换器82输出的直流电转换为三相交流电并向电动压缩机50的电机50C供给;以及逆变器驱动装置85,其驱动逆变器72。在逆变器72上,设置有:电流传感器86,其检测流经功率元件70的电流;以及温度传感器87,其检测逆变器72的周围温度。电流传感器86可以与构成逆变器72的各条支路分别对应设置,如图5所示,也可以相对于逆变器72设置一个。逆变器驱动装置85搭载于上述控制基板74上。
逆变器驱动装置85例如具有MPU(Micro Processing Unit:微处理器)。MPU具有计算机能够读取的记录介质,其记录用于进行以下所述的各种处理的程序,CPU将记录在该记录介质中的程序读出到RAM等主存储装置中执行,从而实现以下各种处理。作为计算机能够读取的记录介质,可以举出例如磁盘、光磁盘、半导体存储器等。
图6是逆变器驱动装置85上的MPU90的功能模块图。如图6所示,MPU90的主要结构具有:PWM信号生成部91、模式切换部92以及电压调整部93。
PWM信号生成部91生成PWM信号,该PWM信号使电机转速与从上位装置(省略图示)输入的电机转速指令一致。另外,关于该PWM信号的生成方法,可适当地采用公知技术,在此省略详细说明。
模式切换部92对普通模式和发热模式进行切换。例如,模式切换部92在后述制冷运行时和普通制暖运行时设定为普通模式,在后述功率元件热源制暖运行时设定为发热模式。
电压调整部93调整驱动电压,该驱动电压为为了使功率元件70为开启状态而施加在功率元件70的导通控制端子(例如,当功率元件70为IGBT时,为基极端子)上的驱动电压。更具体而言,当通过模式切换部92选择为普通模式时,电压调整部93将功率元件70的饱和区中预先设定的预定电压(例如,15V)作为驱动电压进行施加。另一方面,当设定为发热模式时,将功率元件70的活性区电压作为驱动电压进行施加。
例如,电压调整部93具有图表,该图表与为了获取预定发热量而流经功率元件70的电流值以及施加在导通控制端子上的驱动电压值相关,在发热模式下,从图表中获取与电流传感器所检测出的电流值相对应的驱动电压值,并将获取的驱动电压值的电压施加在导通控制端子上。
图7表示IGBT的一般特性。在图7中,横轴表示基极-发射极间电压,纵轴表示集电极-发射极间电压,并示出有使集电极-发射极间电流发生变化时的各个电压特性。从图7可知,若基极-发射极间电压从饱和区(例如,15V)下降到活性区(例如,约12V以下),则能够获得较高的集电极-发射极间电压。
例如,当集电极-发射极间电流为24A时,施加大约8V的基极-发射极间电压,这时,集电极-发射极间电压为8V,能够产生相当于8V×24A=192W的电力的热量。并且,可知,当施加15V的基极-发射极间电压时,由于集电极-发射极间电压大约为2V,这时的电力为2V×24A=48W,与在上述活性区动作的情况相比,大幅度减小。
在发热模式下,当温度传感器87检测出的温度超过规定阈值时,电压调整部93将普通模式的驱动电压施加在导通控制端子上。这样一来,当功率元件70的温度超过阈值时,由于切换为发热量较少的普通模式的驱动电压(例如,15V),因此能够防止元件发生损坏。
图8是表示逆变器驱动装置85的具体结构的一例的图。在图8中,为了便于说明,以驱动一个功率元件70的结构为例进行了图示,但该结构与各个功率元件70分别对应设置。
在图7中,向MPU90的端子IN1输入电流检测值,向端子IN2输入温度检测值。在MPU90中,当模式切换部92设定为普通模式时,电压调整部93输出与饱和区的预定值相对应的电压,例如,从端子OUT1输出5V。从端子OUT1输出的5V被电压跟随器100增幅三倍,输出15V电压。并且,从MPU90的端子OUT2输出由PWM信号生成部91生成的PWM信号。通过基于该PWM信号驱动基极驱动器101,向功率元件70的导通控制端子施加15V电压。
当模式切换部92设定为发热模式时,电压调整部93从上述图表中获取与从端子IN1输入的电流检测值相对应的电压值,从端子OUT1输出与获取的电压值相对应的电压。即,在本实施方式中,由于电压跟随器100将输入电压增幅三倍,因此电压调整部93输出用从图表中获取的电压值除以3算出的值的电压。由此,电压跟随器100的输出为从图表获取的电压值,基极驱动器101基于PWM信号进行驱动,从而向功率元件70的导通控制端子施加与电流检测值相对应的电压值的驱动电压。
当设定为发热模式时,电压调整部93监视从端子IN2输入的温度检测值是否超出规定阈值,当超出阈值时,从端子OUT1输出的电压切换为普通模式的电压。
接下来,利用图9至图11对上述热泵式车用空调装置10运行时的制冷剂流向进行说明。另外,各图中运行时的制冷剂流向路径用粗线表示。
[制冷运行]
在制冷运行时,切换阀62控制为全开状态,车厢外热交换器54与车厢内蒸发器24通过三通切换阀64A连接。并且,空气混合风门40位于空气不会向车厢内冷凝器26流通的位置。另外,当需要用HVAC单元12进行温度调整时,空气混合风门40适时打开,对向车厢内吹出的空气的温度进行调整。
由此,如图9所示,被电动压缩机50压缩的制冷剂经由车厢内冷凝器26,绕过节流阀52导入车厢外热交换器54,与通过车厢外风扇55进行通风的外部空气进行热交换而被冷凝液化。然后,制冷剂在节流阀66处被减压,变为气液二相状态,被供给到车厢内蒸发器24。在车厢内蒸发器24中,在制冷剂被从鼓风机20送出来的内部空气或者内外部空气的混合空气进行热交换而蒸发气化之后,导入到蓄能器56内,暂时贮留之后,吸入电动压缩机50,被再次压缩。以下,反复进行同样的循环。
在车厢内蒸发器24中,通过与制冷剂的热交换而被冷却的内部空气或者内外部空气的混合空气根据出风模式,从除霜出风口28、面部出风口30以及脚部出风口32的任意一个向车厢内出风,对车厢内进行制冷,其中所述出风模式通过出风模式切换风门34、36、38进行切换。
[正常制暖运行]
在普通制暖运行时,切换阀62控制为全闭状态,车厢外热交换器54与电动压缩机50通过三通切换阀64A、64B经由蓄能器56连接。并且,空气混合风门40位于使空气向车厢内冷凝器26流通的位置。
由此,如图10所示,被电动压缩机50压缩的制冷剂从喷出配管60A导入车厢内冷凝器26,在车厢内冷凝器26与从鼓风机20送出来的内部空气或者内外部空气的混合空气进行热交换而放热。由此,被加热的空气根据出风模式,从除霜出风口28、面部出风口30、脚部出风口32的任意一个向车厢内吹出,对车厢内进行制暖。
在车厢内冷凝器26放热而被冷凝液化的制冷剂被引导至节流阀52,被减压而变为气液二相状态,并被供给到车厢外热交换器54,与通过车厢外风扇55而通风的外部空气进行热交换,变为二相状态的蒸发气体。然后,制冷剂经由蓄能器56被导入电动压缩机50的制冷剂入口,被再次压缩。以下,反复进行同样的循环。
[功率元件热源制暖运行]
功率元件热源制暖运行使用功率元件70作为热源,在通过功率元件70的发热对制冷剂进行加热时进行。并且,功率元件热源制暖运行在例如外部空气温度降低到需要对车厢外热交换器54进行除霜时进行。
在功率元件热源制暖运行中,虽然与普通运行时相同,但是如图11所示,制冷剂通过三通切换阀64B,绕过蓄能器56从车厢外热交换器54导入电动压缩机50。
由此,制冷剂并不经由蓄能器56,而是在气液的二相状态下导入电动压缩机50。另外,制冷剂变为气液的理由是,外部空气温度较低,制冷剂就不能通过室外热交换器54充分吸热,其结果导致制冷剂不能充分蒸发。与气体状态相比,制冷剂在气液的状态下其热传导率更高。因此,气液状的制冷剂能够有效地吸收功率元件70产生的热量。
在该模式下,通过逆变器驱动装置85上的模式切换部92设定发热模式。由此,与电流传感器86的电流检测值相对应的活性区电压值的驱动电压通过电压调整部93施加在功率元件70的导通控制端子上。因此,与向导通控制端子施加饱和区电压的普通模式相比,能够使功率元件70产生更多的热量。能够通过该功率元件70的发热对制冷剂进行加热。
如上说明,根据本实施方式所涉及的车用空调装置10,在需要热量的发热模式下,由于向功率元件70的导通控制端子施加活性区电压,因此与向导通控制端子施加饱和区电压的普通模式相比,能够使功率元件70产生较多的热量。由此,既能够在抑制重量增加和成本上升的同时确保热源,又能够提高对制冷剂的加热能力。
以上使用上述实施方式对本发明进行了说明,但是本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所述的范围。可在不超出发明要旨的范围内对上述实施方式实施各种变更或改良,实施该变更或改良的方式包含在本发明的技术范围内。
即,在本实施方式中,对将本发明的开关元件的驱动装置及驱动方法应用于车用空调装置10的情况进行了说明,但是并不限于本实施方式,本发明的开关元件的驱动装置及驱动方法也能够应用于具有开关元件,且需要确保热源的其他产品中。在车用空调装置中,除了上述逆变器之外,还使用开关元件。例如,利用电加热器对制冷剂进行加热时控制电加热器开关的开关元件。在这样的开关元件中,也可以利用本发明的开关元件的驱动装置及驱动方法,通过开关元件的发热对制冷剂进行加热。
在本实施方式中,在功率元件热源制暖运行时设定为发热模式,但在正常制暖运行时也可以设定为发热模式。
符号说明
10 车用空调装置
16 热泵循环系统
26 车厢内冷凝器
50 电动压缩机
52 节流阀
54 车厢外热交换器
56 蓄能器
60 制冷剂配管
60G 旁路配管
70 功率元件
72 逆变器
80 电机驱动装置
85 逆变器驱动装置
86 电流传感器
87 温度传感器
90 MPU
91 PWM信号生成部
92 模式切换部
93 电压调整部
100 电压跟随器
101 基极驱动器

Claims (5)

1.一种驱动装置,其驱动由使用了碳化硅、氮化镓或金刚石的高耐热性半导体的晶体管构成的开关元件,特征在于,具有:
电压调整单元,为了使所述开关元件为开启状态,所述电压调整单元使施加在所述开关元件的导通控制端子上的驱动电压可变;
模式切换单元,其切换普通模式与发热模式;以及
温度检测单元,其检测所述开关元件的周围温度,其中,
在所述发热模式下,当所述温度检测单元检测出的温度超过规定阈值时,所述模式切换单元从所述发热模式切换为所述普通模式,
在所述发热模式下,所述电压调整单元将所述晶体管的活性区电压作为所述驱动电压施加在所述导通控制端子上,在所述普通模式下,所述电压调整单元将所述晶体管的饱和区电压作为驱动电压施加在所述导通控制端子上。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,具有:电流检测单元,其检测流经所述开关元件的电流;和
与流经所述开关元件的电流值和电压值相关的信息,
其中,
在所述发热模式下,所述电压调整单元从所述信息中获取与所述电流检测单元检测出的电流值相对应的电压值,并将获取的电压值的电压施加在所述导通控制端子上。
3.一种车用空调装置,其特征在于,具有:制暖运行用的热泵循环系统,其经由制冷剂配管按照压缩制冷剂的电动压缩机、车厢内冷凝器、节流阀以及车厢外热交换器的顺序连接;
所述电动压缩机的电机驱动用的逆变器,其具有开关元件,所述开关元件由使用了碳化硅、氮化镓或金刚石的高耐热性半导体的晶体管构成;和
具有权利要求1或2所述的驱动装置的所述逆变器的驱动装置,
其中,
所述逆变器以能够用所述开关元件产生的热量对被所述电动压缩机压缩的所述制冷剂进行加热的方式设置在所述电动压缩机上,
在所述热泵循环系统进行制暖运行时,所述模式切换单元设定为所述发热模式。
4.一种开关元件的驱动方法,其驱动由使用了碳化硅、氮化镓或金刚石的高耐热性半导体的晶体管构成的开关元件,特征在于,
检测所述开关元件的周围温度,
在发热模式下,当所述开关元件的周围温度超过规定阈值时,从所述发热模式切换为普通模式,
在所述发热模式下,将所述晶体管的活性区电压作为驱动电压施加在所述开关元件的导通控制端子上,在所述普通模式下,将所述晶体管的饱和区电压作为所述驱动电压施加在所述开关元件的导通控制端子上。
5.根据权利要求3所述的车用空调装置,其特征在于,
所述热泵循环系统进行制暖运行时,在外部空气温度降低到需要对车厢外热交换器进行除霜的温度的情况下,所述模式切换单元设定为所述发热模式。
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Patentee after: MITSUBISHI heavy industry refrigeration air conditioning system Co Ltd

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