CN110932579A - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力转换装置，在栅极驱动电路因静电而误动作时，使栅极驱动电路的输出信号恢复为正常的状态。电力转换装置(10)的栅极信号控制部(50)根据插入到正极侧直流母线(32p)与负极侧直流母线(32n)之间的电容器(38)的预充电的开始指示，将使正极侧开关元件(开关元件(30a)、(30c)、(30e))暂时导通后使其关断的第一栅极信号发送到正极侧栅极驱动电路(栅极驱动电路(40a)、(40c)、(40e))，将使负极侧开关元件(开关元件(30b)、(30d)、(30f))暂时导通后使其关断的第二栅极信号发送到负极侧栅极驱动电路(栅极驱动电路(40b)、(40d)、(40f))。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及一种通过栅极驱动电路来导通/关断开关元件的电力转换装置。

背景技术

在电力转换装置中串联连接有两个开关元件，该串联连接的两个开关元件插入到正极侧直流母线与负极侧直流母线之间。输出节点连接在串联连接的两个开关元件之间。正极侧直流母线与电池的正极连接，负极侧直流母线与电池的负极连接。另外，在正极侧直流母线与负极侧直流母线之间(直流母线之间)插入有电容器。

在电池与电容器(电力转换装置)之间设置有主继电器。在主继电器处于断开状态时，为了防止触电而使电容器放电。在将主继电器接通的情况下，对被放电的电容器进行预充电(充电)。在电容器的预充电过程中，电力转换装置的动作被停止。(例如，专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-24633号公报

发明内容

技术问题

然而，在电力转换装置中设置有栅极驱动电路以及栅极信号控制部。栅极驱动电路针对每个开关元件而设置。栅极信号控制部将指示开关元件进行导通、关断的栅极信号发送到栅极驱动电路。栅极驱动电路按照栅极信号来使开关元件导通、关断。

另外，在栅极驱动电路中，为了对栅极信号控制部侧与开关元件侧之间进行绝缘，有时会设置隔离变压器。隔离变压器不将一次侧的直流部分传递到二次侧，而仅将脉冲式的栅极信号的上升沿以及下降沿传递到二次侧。因此，在设置有隔离变压器的栅极驱动电路中，在隔离变压器的二次侧设置锁存电路。锁存电路若接收到上升沿，则使输出保持高电平状态(例如，“ON”状态)，若接收到下降沿，则使输出保持低电平状态(例如，“OFF”状态)。

在此，例如，有时人触碰到电力转换装置等而对栅极驱动电路施加静电。该情况下，栅极驱动电路有时以与正常的栅极信号相反的方式进行误动作，并因锁存电路而继续输出使开关元件“导通”的输出信号。

例如，在主继电器处于“断开”状态时，若正极侧开关元件与负极侧开关元件两者因静电引起的误动作而“导通”，则导致直流母线之间短路，并且由于继续输出使开关元件“导通”的输出信号，所以导致直流母线之间的短路状态被持续。

若在直流母线之间处于短路状态时进行预充电，则电荷会通过短路的开关元件而在直流母线之间移动，并且电荷无法存储到电容器中。由此，导致预充电不在预定时间内结束，并因超时而被检测出预充电异常。

由此，在因静电而使开关元件“导通”的情况下，由于开关元件本身没有故障，所以若能够使栅极驱动电路的输出信号回到正常的状态，则能够使开关元件恢复为“关断”状态。

但是，对预充电的执行进行控制的车辆控制部在检测到预充电异常时，无法区别该异常是因开关元件的短路故障而引起的，还是因静电导致的误动作而引起的。因此，车辆控制部在检测到预充电异常时，无论实际的短路原因是什么，都当作电力转换装置发生了故障来应对。其结果是，有时即使是开关元件能够恢复的异常，也浪费地进行电力转换装置的更换修理。

因此，本发明的目的在于，提供一种电力转换装置，其能够在栅极驱动电路因静电而误动作时，使栅极驱动电路的输出信号恢复为正常的状态。

技术方案

为了解决上述课题，本发明的电力转换装置具备：正极侧开关元件，其设置在正极侧直流母线与输出节点之间；负极侧开关元件，其设置在负极侧直流母线与输出节点之间；正极侧栅极驱动电路，其使正极侧开关元件导通、关断；负极侧栅极驱动电路，其使负极侧开关元件导通、关断；以及栅极信号控制部，其将指示正极侧开关元件的导通、关断的栅极信号发送到正极侧栅极驱动电路，并将指示负极侧开关元件的导通、关断的栅极信号发送到负极侧栅极驱动电路，栅极信号控制部根据插入到正极侧直流母线与负极侧直流母线之间的电容器的预充电的开始指示，将使正极侧开关元件暂时导通后使其关断的第一栅极信号发送到正极侧栅极驱动电路，并将使负极侧开关元件暂时导通后使其关断的第二栅极信号发送到负极侧栅极驱动电路。

另外，栅极信号控制部可以以使发送时刻不同的方式来发送第一栅极信号和第二栅极信号。

另外，栅极信号控制部可以在预充电过程中，将第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送交替地重复进行多次。

另外，栅极信号控制部可以在预充电开始时与输出节点连接的电动发电机已经在旋转的情况下，不进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送，并在预充电开始时电动发电机已经停止的情况下，进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。

技术效果

根据本发明，能够在栅极驱动电路因静电而误动作时，使栅极驱动电路的输出信号恢复为正常的状态。

附图说明

图1是示出应用本实施方式的电力转换装置的车辆的构成的示意图。

图2是示出本实施方式的电力转换装置的构成的示意图。

图3是示出栅极驱动电路的构成的示意图。

图4是对施加有静电的情况下的电力转换装置的动作进行说明的时序图。

图5是对栅极信号控制部的动作进行说明的流程图。

符号说明

1 车辆

10 电力转换装置(逆变器)

12 电动发电机

30、30a、30b、30c、30d、30e、30f 开关元件

32p 正极侧直流母线

32n 负极侧直流母线

36u、36v、36w 输出节点

38 电容器

40、40a、40b、40c、40d、40e、40f 栅极驱动电路

50 栅极信号控制部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的一个方式进行详细说明。该实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等仅是为了便于对发明进行理解的示例，除非特别指出的情况，否则不用于限定本发明。应予说明，在本说明书和附图中，对于实质上具有相同功能和结构的要素，标注相同的符号，从而省略重复说明，另外对与本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是示出应用本实施方式的电力转换装置10的车辆1的构成的示意图。在此，对与本实施方式相关的构成进行说明，并省略关联性低的构成的说明。

车辆1构成为包括电力转换装置(逆变器)10、电动发电机12、主继电器14、电池16、启动开关18、以及车辆控制部20。车辆1是以电动发电机12为驱动源的电动汽车。应予说明，车辆1也可以是将发动机与电动发电机12并行地设置而作为驱动源的混合动力电动汽车。

电动发电机12经由电力转换装置10和主继电器14而与电池16连接。电池16是锂离子电池等二次电池。在车辆1加速时等，电力转换装置10将由电池16供给的直流电转换成所期望的交流电，而将其供给到电动发电机12。此时，电动发电机12主要作为电动机发挥功能，并根据由电力转换装置10供给的交流电来驱动车辆1。另外，在车辆1减速时等，电池16充入由电动发电机12发电并利用电力转换装置10转换为直流电而得到的电力(蓄电)。

主继电器14对电力转换装置10与电池16之间的连接进行切换。主继电器14是例如电磁接触器(接触器)等。另外，启动开关18接受搭乘者的READY-ON操作和READY-OFF操作。

车辆控制部20由包括中央处理装置(CPU)、存储有程序等的ROM、以及作为工作区的RAM等的半导体集成电路构成。车辆控制部20主要进行与车辆1的驱动有关的控制。例如，车辆控制部20通过控制电力转换装置10从而控制电动发电机12的旋转。另外，车辆控制部20根据来自启动开关18的指示来控制主继电器14的开闭。

图2是示出本实施方式的电力转换装置10的构成的示意图。电力转换装置10构成为包括开关元件30a、30b、30c、30d、30e、30f、正极侧直流母线32p、负极侧直流母线32n、防反二极管34a、34b、34c、34d、34e、34f、电容器38、栅极驱动电路40a、40b、40c、40d、40e、40f、以及栅极信号控制部50。

以下，有时将开关元件30a、30b、30c、30d、30e、30f统称为开关元件30。另外，在开关元件30中，有时将开关元件30a、30c、30e称为正极侧开关元件，将开关元件30b、30d、30f称为负极侧开关元件。另外，有时将栅极驱动电路40a、40b、40c、40d、40e、40f统称为栅极驱动电路40。另外，在栅极驱动电路40中，有时将栅极驱动电路40a、40c、40e称为正极侧栅极驱动电路，有时将栅极驱动电路40b、40d、40f称为负极侧栅极驱动电路。另外，有时将正极侧直流母线32p与负极侧直流母线32n之间称为直流母线之间。

开关元件30是例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。开关元件30a的集电极C与正极侧直流母线32p连接。开关元件30a的发射极E与开关元件30b的集电极C连接。开关元件30b的发射极E与负极侧直流母线32n连接。

开关元件30c的集电极C与正极侧直流母线32p连接。开关元件30c的发射极E与开关元件30d的集电极C连接。开关元件30d的发射极E与负极侧直流母线32n连接。

开关元件30e的集电极C与正极侧直流母线32p连接。开关元件30e的发射极E与开关元件30f的集电极C连接。开关元件30f的发射极E与负极侧直流母线32n连接。

即，串联连接的两个开关元件30a、30b、串联连接的两个开关元件30c、30d、以及串联连接的两个开关元件30e、30f并联地插入到正极侧直流母线32p与负极侧直流母线32n之间。

续流二极管34a的阴极K与开关元件30a的集电极C连接，续流二极管34a的阳极A与开关元件30a的发射极E连接。即，续流二极管34a与开关元件30a反向并联连接。同样地，续流二极管34b、34c、34d、34e、34f分别与开关元件30b、30c、30d、30e、30f反向并联连接。

开关元件30a的发射极E与开关元件30b的集电极C的连接节点作为U相的输出节点36u而发挥功能。同样地，开关元件30c的发射极E与开关元件30d的集电极C的连接节点作为V相的输出节点36v而发挥功能，开关元件30e的发射极E与开关元件30f的集电极C的连接节点作为W相的输出节点36w而发挥功能。各输出节点36u、36v、36w与电动发电机(MG)12连接。

栅极驱动电路40a与开关元件30a的栅极G连接，并使开关元件30a导通、关断。同样地，栅极驱动电路40b与开关元件30b的栅极G连接，并使开关元件30b导通、关断。栅极驱动电路40c与开关元件30c的栅极G连接，并使开关元件30c导通、关断。栅极驱动电路40d与开关元件30d的栅极G连接，并使开关元件30d导通、关断。栅极驱动电路40e与开关元件30e的栅极G连接，并使开关元件30e导通、关断。栅极驱动电路40f与开关元件30f的栅极G连接，并使开关元件30f导通、关断。

栅极信号控制部50由包括中央处理装置(CPU)、存储有程序等的ROM、以及作为工作区的RAM等的半导体集成电路构成。栅极信号控制部50在车辆控制部20的控制之下，生成指示开关元件30的导通、关断的栅极信号，并将生成的栅极信号发送到栅极驱动电路40。栅极信号是例如脉冲式的信号。

主继电器14构成为包括主开关14a、14b、14c以及电阻器14d。主开关14a的一侧的触点与电池16的正极连接，另一侧的触点与正极侧直流母线32p连接。主开关14b的一侧的触点与电池16的负极连接，另一侧的触点与负极侧直流母线32n连接。主开关14c的一侧的触点连接在主开关14a的电池16侧的触点，另一侧的触点经由电阻器14d而连接在主开关14a的电力转换装置10侧的触点。

电容器38在主继电器14与电力转换装置10之间，插入到直流母线之间。电容器38使直流母线之间的电压平滑。

在此，在车辆1处于READY-OFF(IG-OFF)时，主开关14a、14b、14c全部“断开(开)”，电容器38被放电。若由搭乘者进行READY-ON操作，则从启动开关18向车辆控制部20发送电容器38预充电(充电)的开始指示。车辆控制部20若接收到预充电的开始指示，则开始电容器38的预充电。具体而言，车辆控制部20使主开关14b、14c“接通(闭)”。由此，电容器38通过电阻器14d而逐渐被充电。

车辆控制部20判定在预定时间内电容器38的电压是否达到了预定电压以上。预定时间是例如几秒的程度，其基于由电容器38的电容和电阻器14d的电阻值确定的时间常数来设定。预定电压设定为与电池16的电压相同的程度(例如，电池16的电压的95％等)。

若电容器38的电压在预定时间内达到预定电压以上，则车辆控制部20使主开关14c“断开”，并使电容器38的预充电结束。其后，车辆控制部20使主开关14a“接通”，而使电力转换装置10与电池16连接。由此，车辆1处于READY-ON(IG-ON)。另一方面，在预定时间内电容器38的电压没有达到预定电压以上的情况下，车辆控制部20判定为发生了预充电异常。

另外，车辆控制部20若接收到预充电的开始指示，则将预充电信号设为“是”(ON)发送到栅极信号控制部50。车辆控制部20在进行预充电期间，持续发送预充电信号“是”，若预充电结束，则将预充电信号设为“否”(OFF)发送到栅极信号控制部50。

图3是示出栅极驱动电路40的构成的示意图。栅极驱动电路40构成为包括隔离变压器60和锁存电路62。

隔离变压器60的一次侧与栅极信号控制部50连接，隔离变压器60的二次侧与锁存电路62连接。锁存电路62与开关元件30连接。

将隔离变压器60的一次侧与二次侧进行绝缘。另外，隔离变压器60不将一次侧的直流部分传递到二次侧，而仅将脉冲式的栅极信号的上升沿以及下降沿传递到二次侧。

锁存电路62若接收到上升沿，则使输出保持高电平状态(例如，ON状态)，若接收到下降沿，则使输出保持低电平状态(例如，OFF状态)。由此，锁存电路62将基于接收到的上升沿和下降沿的脉冲式的输出信号输出到开关元件30。

应予说明，栅极驱动电路40也可以构成为包括短路检测部，该短路检测部通过判定开关元件30的电流是否为过电流从而检测出通过开关元件30的直流母线之间的短路。短路检测部也可以在检测到发生了短路起预定时间内将短路信号“是”持续发送到栅极信号控制部50。

然而，电力转换装置10与例如电池16和/或DC/DC转换器等一起被收容在金属制的壳体中。该壳体设置在例如车辆1的后备箱的下方等。该壳体虽然以被塑料等非金属材料所覆盖的方式设置在后备箱的下方，但是在构造上，壳体的一部分(金属部分)会露出来。

例如，在人打开车辆1的后备箱门而将手伸入后备箱时等，收容有电力转换装置10的壳体的露出的金属部分有可能被人触碰到。若该金属部分被人触碰，则有时静电会被施加到壳体上，并通过壳体而将静电传导到电力转换装置10的栅极驱动电路40。

在该情况下，栅极驱动电路40有时以与正常的栅极信号相反的方式进行误动作，并因锁存电路62而继续输出使开关元件30“导通”的输出信号。

例如，若正极侧开关元件与负极侧开关元件两者因静电引起的误动作而“导通”，则直流母线之间发生短路，并且由于继续输出使开关元件30“导通”的输出信号，所以导致直流母线之间的短路状态被持续。

若在直流母线之间处于短路状态时进行电容器38的预充电，则导致电荷通过短路的开关元件30而在直流母线之间移动，并且电荷无法存储到电容器38中。由此，导致预充电不在预定时间内结束，并因超时而被检测出预充电异常。

另外，在预充电过程中，开关元件30与电阻器14d串联连接。由此，即使在预充电过程中直流母线之间发生了短路，在短路的开关元件30上也没有被施加高电压，没有流通过电流。因此，在预充电过程中，无法在栅极驱动电路40检测出直流母线之间的短路。

在因静电而使开关元件“导通”的情况下，由于开关元件本身没有故障，所以若能够使栅极驱动电路的输出信号回到正常的状态，则能够使开关元件恢复为“关断”状态。

因此，栅极信号控制部50根据电容器38的预充电的开始指示，将使正极侧开关元件暂时导通后使其关断的第一栅极信号发送到正极侧栅极驱动电路，并将使负极侧开关元件暂时导通后使其关断的第二栅极信号发送到负极侧栅极驱动电路。在电力转换装置10中，利用第一栅极信号中的下降沿以及第二栅极信号中的下降沿来使栅极驱动电路40的输出信号恢复为正常的状态，并使预充电正常地进行。

图4是对施加有静电的情况下的电力转换装置10的动作进行说明的时序图。例如，假设在时刻T10，车辆1处于READY-OFF，电容器38被放电。并且，假设在时刻T10，如单点划线的圆圈标记A1所示，U相的栅极驱动电路40a、40b的输出信号因静电而与栅极信号相反分别成为“是”。

由此，U相的开关元件30a、30b“导通”，直流母线之间通过U相的开关元件30a、30b短路。但是，在该时刻，由于电力转换装置10从电池16断开，所以即使直流母线之间发生了短路，也不会产生通过U相的开关元件30a、30b的电荷的移动。

另外，在时刻T10以后，U相的栅极驱动电路40a、40b因锁存电路62而继续输出输出信号“是”。因此，U相的开关元件30a、30b被保持在“导通”状态，并且通过U相的开关元件30a、30b的直流母线之间的短路状态被保持。

假设在其后的时刻T11，由搭乘者进行READY-ON操作，车辆控制部20从启动开关18接收到预充电的开始指示。此时，车辆控制部20使主开关14b、14c“接通”而开始电容器38的预充电，并且将预充电信号“是”发送到栅极信号控制部50。

在时刻T11，由于直流母线之间通过U相的开关元件30a、30b而短路，所以导致从电池16供给的电荷通过U相的开关元件30a、30b而移动在直流母线之间，电荷无法存储到电容器38中。为此，在时刻T11，电容器38的电压保持为0V。

假设在比时刻T11靠后的时刻T12，栅极信号控制部50接收到预充电信号“是”。栅极信号控制部50能够通过预充电信号变为“是”来掌握存在预充电的开始指示的情况。此时，栅极信号控制部50将栅极信号“是”发送到U相正极侧的栅极驱动电路40a、V相正极侧的栅极驱动电路40c、以及W相正极侧的栅极驱动电路40e。然后，栅极信号控制部50在紧接着时刻T12不久的时刻T13，将栅极信号“否”发送到U相正极侧的栅极驱动电路40a、V相正极侧的栅极驱动电路40c、以及W相正极侧的栅极驱动电路40e。

即，栅极信号控制部50从时刻T12到时刻T13发送第一栅极信号。应予说明，此时的栅极信号的“是”与“否”之间的时间间隔可以设定为例如栅极驱动电路40能够将栅极信号作为脉冲而适当地识别的最短时间。

在时刻T13，由于发送到U相正极侧的栅极驱动电路40a的栅极信号从“是”变为“否”，所以U相正极侧的栅极驱动电路40a接收到下降沿。由此，U相正极侧的锁存电路62的输出从高电平状态切换到低电平状态，如单点划线的圆圈标记A2所示，U相正极侧的栅极驱动电路40a的输出信号成为“否”。其结果为，与因静电而误动作的U相正极侧的栅极驱动电路40a相对应的开关元件30a恢复为“关断”状态。

在时刻T13，由于U相正极侧的开关元件30a恢复为“关断”状态，所以直流母线之间从短路恢复。为此，在时刻T13以后，电荷变为存储到电容器38中，并且电容器38的电压逐渐上升。即，在时刻T13以后，预充电变为正常进行。

在其后的时刻T14，栅极信号控制部50将栅极信号“是”发送到U相负极侧的栅极驱动电路40b、V相负极侧的栅极驱动电路40d、以及W相负极侧的栅极驱动电路40f。然后，栅极信号控制部50在紧接着时刻T14不久的时刻T15，将栅极信号“否”发送到U相负极侧的栅极驱动电路40b、V相负极侧的栅极驱动电路40d、以及W相负极侧的栅极驱动电路40f。

即，栅极信号控制部50从时刻T14到时刻T15发送第二栅极信号。应予说明，此时的栅极信号的“是”与“否”之间的时间间隔可以设定为例如栅极驱动电路40能够将栅极信号作为脉冲而适当地识别的最短时间。

在时刻T15，由于发送到U相负极侧的栅极驱动电路40b的栅极信号从“是”变为“否”，所以U相负极侧的栅极驱动电路40b接收到下降沿。由此，U相负极侧的锁存电路62的输出从高电平状态切换为低电平状态，如单点划线的圆圈标记A3所示，U相负极侧的栅极驱动电路40b的输出信号成为“否”。其结果为，与因静电而误动作的U相负极侧的栅极驱动电路40b相对应的开关元件30b恢复为“关断”状态。

由此，在电力转换装置10中，通过第一栅极信号而使正极侧栅极驱动电路成为正常的状态，通过第二栅极信号而使负极侧栅极驱动电路成为正常的状态。栅极信号控制部50在例如1ms(1毫秒)之内进行第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送。

然而，若在预充电过程中产生新的因静电引起的误动作，使直流母线之间再次短路，则电容器38中未存储满的电荷会通过短路的相的开关元件30而被放电。这样，有时预充电会不在预定时间内结束。

因此，栅极信号控制部50在预充电信号为“是”的期间(预充电过程中)，将第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送交替地重复进行多次。

由此，在电力转换装置10中，即使在预充电过程中产生了新的因静电引起的误动作，也能够通过第一栅极信号以及第二栅极信号来使开关元件30尽快地恢复为“关断”状态，并能够使预充电在预定时间内结束。

并且，在经过预定时间时电容器38的电压达到了预定电压以上的情况下，车辆控制部20结束预充电，并且将预充电信号“否”发送到栅极信号控制部50。

若栅极信号控制部50接收到预充电信号“否”，则结束第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送。

应予说明，虽然在图4中，对直流母线之间通过U相的开关元件30a、30b而发生了短路的情况进行了说明，但是即使在V相和W相中发生了短路也能够同样地使其恢复。另外，虽然在图4中示出重复进行三次第一栅极信号以及第二栅极信号的发送，但是重复次数不限于三次。

另外，发送第一栅极信号与发送第二栅极信号的间隔可以比在检测到直流母线之间的短路时发送的短路信号“是”的持续时间短。这是因为在预充电过程中直流母线之间发生了短路的情况下，栅极驱动电路40不能够检测到直流母线之间的短路，不能从栅极驱动电路40发送短路信号“是”。

另外，例如，在正极侧开关元件和负极侧开关元件两者发生短路故障而使直流母线之间短路的情况下，由于无法使开关元件30恢复，所以在电力转换装置10中检测到预充电异常。另外，在正极侧开关元件发生了短路故障的情况下，在电力转换装置10中，由于在发送了第二栅极信号时直流母线之间短路，所以无法继续进行预充电，并检测到预充电异常。另外，在负极侧开关元件发生了短路故障的情况下，在电力转换装置10中，由于在发送了第一栅极信号时直流母线之间短路，所以无法继续进行预充电，并检测到预充电异常。因此，在电力转换装置10中，能够通过预充电异常来推测开关元件30有短路故障。

图5是对栅极信号控制部50的动作进行说明的流程图。栅极信号控制部50例如在预定的控制周期判定预充电信号是否为“是”(S100)。在预充电信号不是“是”的情况下(S100中的否)，栅极信号控制部50结束一系列的处理。

另一方面，在预充电信号为“是”的情况下(S100中的是)，栅极信号控制部50判定电动发电机12是否正在旋转(S110)。应予说明，电动发电机12的旋转可以利用设置在电动发电机12的旋转轴的编码器来检测，也可以基于电动发电机12与电力转换装置10之间的电流来检测。

在此，有如下情况：在车辆1行驶过程中(减速过程中)进行READY-OFF操作，并在车辆1停止之前再次进行READY-ON操作。该情况下，由于电容器38因READY-OFF操作而被放电，所以在进行了READY-ON操作时，再次进行电容器38的预充电。另外，在车辆1的减速过程中电动发电机12作为发电机而旋转。

由此，在电动发电机12正在旋转并且是在预充电过程中的情况下，若进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送，则有可能导致由电动发电机12感应得到的电压通过电力转换装置10而过度地施加到直流母线之间，并造成电容器38和/或电池16受损。

因此，在电动发电机12正在旋转的情况下(S110中的是)，栅极信号控制部50不进行第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送，并结束一系列的处理。

另一方面，在电动发电机没有正在旋转的情况下(S110中的否)，栅极信号控制部50发送第一栅极信号(S120)。其后，栅极信号控制部50发送第二栅极信号(S130)，并重复步骤S100以后的处理。由此，在预充电过程中重复进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。

如以上所述，本实施方式的电力转换装置10根据电容器38的预充电的开始指示，将使正极侧开关元件暂时导通后使其关断的第一栅极信号发送到正极侧栅极驱动电路，并将使负极侧开关元件暂时导通后使其关断的第二栅极信号发送到负极侧栅极驱动电路。

因此，根据本实施方式的电力转换装置10，能够在栅极驱动电路40因静电而误动作时，使栅极驱动电路40的输出信号恢复到正常的状态。其结果为，在本实施方式的电力转换装置10中，能够使开关元件30恢复为“关断”状态，并使电容器38的预充电正常地完成。

另外，例如有如下情况：仅正极侧栅极驱动电路以及负极侧栅极驱动电路中的一者因静电而误动作。该情况下，由于直流母线之间没有短路，所以预充电正常地进行。在此，若不发送第一栅极信号和第二栅极信号，则进行了误动作的栅极驱动电路40的输出信号在预充电完成后还保持在“是”状态。这样，在使电力转换装置10进行常规动作时会产生直流母线之间的短路。

在本实施方式的电力转换装置10中，即使仅正极侧栅极驱动电路以及负极侧栅极驱动电路中的一者因静电而误动作，也能够通过第一栅极信号和第二栅极信号的发送来使误动作的栅极驱动电路40的输出信号恢复到正常的状态。为此，在本实施方式的电力转换装置10中，能够将使电力转换装置10进行常规动作时的直流母线之间的短路防患于未然。

另外，栅极信号控制部50以使发送时刻不同的方式来发送第一栅极信号和第二栅极信号。为此，在本实施方式的电力转换装置10中，能够避免因第一栅极信号和第二栅极信号的发送时刻重合而导致直流母线之间的短路。

另外，栅极信号控制部50在预充电过程中，将第一栅极信号的发送与第二栅极信号的发送交替地重复进行多次。为此，在本实施方式的电力转换装置10中，即使在预充电过程中栅极驱动电路40因静电而进行了误动作，也能够使栅极驱动电路40的输出信号恢复到正常的状态。

另外，栅极信号控制部50在预充电开始时电动发电机12已经在旋转的情况下，不进行第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送，在预充电开始时电动发电机12已经停止的情况下，进行第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送。为此，本实施方式的电力转换装置10能够在应用电力转换装置10的车辆1中，防止电容器38和/或电池16受损。

另外，在本实施方式的车辆1中，也可以在收容有电力转换装置10的壳体的金属部分等设置非金属制的薄板等绝缘材料。根据该方式，能够抑制向电力转换装置10施加静电。

以上，虽然参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是显然本发明不限于这样的实施方式。对本领域技术人员来说在权利要求书所记载的范畴中能够想到各种变更例或修正例是显而易见的，需要了解这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。

例如，上述实施方式的栅极信号控制部50在预充电过程中，将第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送交替地重复进行了多次。但是，栅极信号控制部50也可以不重复进行多次第一栅极信号的发送以及第二栅极信号的发送，而在预充电开始时仅进行一次。

另外，上述实施方式的栅极信号控制部50从预充电的开始直到结束为止进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。但是，栅极信号控制部50也可以仅在预充电过程中的预定区间进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。例如，栅极信号控制部50也可以在从接收到预充电信号“是”起经过预定时间后，在预定时间内进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。

另外，在上述实施方式中，从开始预充电起(从主开关14b、14c被“接通”起)，进行第一栅极信号以及第二栅极信号的发送。但是，车辆控制部20也可以根据READY-ON操作(预充电开始指示)将预充电信号“是”发送到栅极信号控制部50，并且在栅极信号控制部50将第一栅极信号以及第二栅极信号的发送至少各进行了一次之后，使主开关14b、14c“接通”而开始进行预充电。

另外，上述实施方式的栅极信号控制部50在发送第一栅极信号后发送第二栅极信号。但是，栅极信号控制部50也可以在发送第二栅极信号后发送第一栅极信号。即使在该方式中，也能够在栅极驱动电路40因静电而误动作时，使栅极驱动电路40的输出信号恢复为正常的状态。

另外，上述实施方式的栅极信号控制部50以使发送时刻不同的方式发送第一栅极信号以及第二栅极信号。但是，栅极信号控制部50也可以并行发送第一栅极信号和第二栅极信号。

工业上的可利用性

本发明能够利用于通过栅极驱动电路来导通、关断开关元件的电力转换装置。

Claims (4)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：

正极侧开关元件，其设置在正极侧直流母线与输出节点之间；

负极侧开关元件，其设置在负极侧直流母线与所述输出节点之间；

正极侧栅极驱动电路，其使所述正极侧开关元件导通、关断；

负极侧栅极驱动电路，其使所述负极侧开关元件导通、关断；以及

栅极信号控制部，其将指示所述正极侧开关元件的导通、关断的栅极信号发送到所述正极侧栅极驱动电路，并将指示所述负极侧开关元件的导通、关断的栅极信号发送到所述负极侧栅极驱动电路，

所述栅极信号控制部根据插入到所述正极侧直流母线与所述负极侧直流母线之间的电容器的预充电的开始指示，将使所述正极侧开关元件暂时导通后使其关断的第一栅极信号发送到所述正极侧栅极驱动电路，并将使所述负极侧开关元件暂时导通后使其关断的第二栅极信号发送到所述负极侧栅极驱动电路。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述栅极信号控制部以使发送时刻不同的方式来发送所述第一栅极信号和所述第二栅极信号。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述栅极信号控制部在所述预充电过程中，将所述第一栅极信号的发送以及所述第二栅极信号的发送交替地重复进行多次。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述栅极信号控制部在所述预充电开始时与所述输出节点连接的电动发电机已经在旋转的情况下，不进行所述第一栅极信号以及所述第二栅极信号的发送，并在所述预充电开始时所述电动发电机已经停止的情况下，进行所述第一栅极信号以及所述第二栅极信号的发送。

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