CN111656666A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提高电源失去时的可用性。在电力转换装置(1)中，门极驱动电源电路(50)能够在规定的正常电压范围内供给门极驱动电源。在从门极驱动电源电路(50)施加到下臂门电路(40)的门极驱动电源的电压低于正常电压范围的情况下，备用电源电路(70)向下臂门电路(40)供给门极驱动电源。在从备用电源电路(70)供给门极驱动电源时，下臂门电路(40)在使下臂开关电路(22)的开关元件全部导通的短路状态下驱动下臂开关电路(22)。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置。
背景技术
作为本申请发明的背景技术，已知有专利文献1所述的技术。在专利文献1中公开了一种旋转电机控制装置，其对交流的旋转电机进行驱动控制，该旋转电机控制装置具备：逆变器，其介于高压直流电源和所述旋转电机之间，在直流和交流之间进行电力转换；逆变器控制装置，其通过从与所述高压直流电源绝缘的低压直流电源供给的电力进行动作，对所述逆变器的开关元件进行开关控制，所述低压直流电源是电压比所述高压直流电源低的电源；备用电源，其将所述高压直流电源作为电力源而构成，能够向所述逆变器控制装置供给电力；以及电源切换开关，其在从所述低压直流电源向所述逆变器控制装置供给的电力成为预先规定的基准值以下的低压电源降低状态下，切换电力供给路径，使得从所述备用电源向所述逆变器控制装置供给电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-159684号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的技术中，是通过检测供给到逆变器控制装置的低压直流电源的电力降低，来进行电力供给路径的切换，从使用了高压直流电源的备用电源向逆变器控制装置进行电力供给。因此，不能应对从门极驱动电源供给至门极驱动电路的电源电压的降低，关于电源失去时的可用性有改善的余地。
用于解决问题的技术手段
本发明的电力转换装置具备：逆变器电路部，其包含分别具有多个开关元件的上臂开关电路及下臂开关电路；上臂门电路，其向所述上臂开关电路输出门信号；下臂门电路，其向所述下臂开关电路输出门信号；门极驱动电源电路，其向所述上臂门电路及所述下臂门电路供给电源；以及备用电源电路，其代替所述门极驱动电源电路，向所述上臂门电路及所述下臂门电路的至少一方供给所述电源，所述门极驱动电源电路能够在规定的正常电压范围内供给所述电源，在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述上臂门电路及所述下臂门电路的至少一方供给所述电源，所述上臂门电路及所述下臂门电路的至少一方在从所述备用电源电路被供给所述电源时，在所述上臂开关电路或所述下臂开关电路的一方的开关电路中成为使所有所述开关元件导通的短路状态，在另一方的开关电路中成为使所有所述开关元件截止的开路状态，从而分别驱动所述上臂开关电路及所述下臂开关电路。
发明的效果
根据本发明，能够提高电源失去时的可用性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的电力转换装置的构成的图。
图2是门极驱动电源电路发生故障的情况下的电力转换装置的动作说明图。
图3是表示门极驱动电源电路、低压异常检测电路以及备用电源电路的电路构成例的图。
图4是表示本发明的比较例的电力转换装置的构成的图。
图5是表示本发明的第一变形例的电力转换装置的构成的图。
图6是表示本发明的第二变形例的电力转换装置的构成的图。
图7是表示本发明的第三变形例的电力转换装置的构成的图。
图8是表示本发明的第四变形例的电力转换装置的构成的图。
图9是表示本发明的第五变形例的电力转换装置的构成的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的电力转换装置的构成的图。图1所示的电力转换装置1例如搭载在车辆上，驱动车辆的行驶用马达，该电力转换装置1具备控制电路10、逆变器电路部20、上臂门电路30、下臂门电路40、门极驱动电源电路50、低压异常检测电路60以及备用电源电路70。
逆变器电路部20将从未图示的高压电池供给的直流电力转换为交流电力并输出到马达，具有上臂开关电路21以及下臂开关电路22。上臂开关电路21以及下臂开关电路22分别具有与马达的相数对应的多个开关元件。例如，在马达是三相交流马达的情况下，上臂开关电路21以及下臂开关电路22分别具有三个开关元件。各开关元件例如使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)而构成。
控制电路10根据从未图示的上位控制器输入的马达的动作指令值，生成与马达的相数对应的PWM信号，并输出到上臂门电路30以及下臂门电路40。例如，在马达是三相交流马达的情况下，控制电路10对上臂门电路30以及下臂门电路40分别生成三个PWM信号并输出。
上臂门电路30以及下臂门电路40根据从控制电路10输入的PWM信号生成门信号，分别输出到上臂开关电路21和下臂开关电路22。上臂开关电路21根据来自上臂门电路30的门信号，分别对多个开关元件进行开关驱动。同样地，下臂开关电路22根据来自下臂门电路40的门信号分别对多个开关元件进行开关驱动。由此，直流电力被转换为交流电力而被供给到马达。
门极驱动电源电路50生成用于上臂门电路30以及下臂门电路40分别动作的电源(以下称为“门极驱动电源”)，并向它们供给。另外，在图1中示出了门极驱动电源电路50使用从马达驱动用的高压电池供给的直流电力生成门极驱动电源的例子，但也可以使用从用作控制电路10等的动作电源的低压电池供给的直流电力生成门极驱动电源。
当从门极驱动电源电路50施加到下臂门电路40的门极驱动电源的电压降低到规定的电压范围时，低压异常检测电路60将其检测为低压异常，使备用电源电路70动作。以下，将低压异常检测电路60检测出低压异常的门极驱动电源的电压范围称为“低压异常检测电压范围”。另外，关于低压异常检测电压范围的详细情况，将在后面参照图2进行说明。
在从门极驱动电源电路50施加到下臂门电路40的门极驱动电源的电压低于正常时门极驱动电源电路50可供给的门极驱动电源的电压范围(以下称为“正常电压范围”)时，备用电源电路70代替门极驱动电源电路50，将备用的门极驱动电源供给到下臂门电路40。具体而言，当从门极驱动电源电路50施加给下臂门电路40的门极驱动电源的电压低于正常电压范围而达到上述低压异常检测电压范围时，通过低压异常检测电路60起动备用电源电路70，开始从备用电源电路70向下臂门电路40供给门极驱动电源。另外，与门极驱动电源电路50同样，在图1中示出了备用电源电路70使用从马达驱动用的高压电池供给的直流电力生成备用的门极驱动电源的例子，但也可以使用从用作控制电路10等动作电源的低压电池供给的直流电力生成门极驱动电源。
上臂门电路30在检测到自身、上臂开关电路21的动作状态异常时，向控制电路10输出上臂门电路异常信号。例如，在从门极驱动电源电路50供给的门极驱动电源的电压低于门信号的生成所需要的规定的动作停止电压的情况下，在上臂开关电路21中流过的电流成为规定的过电流状态的情况下等，上臂门电路30输出上臂门电路异常信号。同样，下臂门电路40在检测到自身、下臂开关电路22的动作状态异常时，向控制电路10输出下臂门电路异常信号。
当从上臂门电路30输入上臂门电路异常信号、或者从下臂门电路40输入下臂门电路异常信号时，控制电路10生成用于使马达安全地停止的PWM信号，并输出到上臂门电路30以及下臂门电路40。例如，对于上臂门电路30和下臂门电路40中的输出了异常信号的一方的门电路，输出使所有开关元件截止而成为开路状态的PWM信号，对于另一方的门电路，输出使所有开关元件导通而成为短路状态的PWM信号。由此，在上臂门电路30、下臂门电路40、上臂开关电路21或下臂开关电路22发生异常的情况下，能够安全地停止马达而将车辆转移到安全状态。
接着，参照图2说明门极驱动电源电路50发生故障的情况下的电力转换装置1的动作。在图2中，符号110所示的电压范围表示门极驱动电源电路50在正常动作时能够供给的门极驱动电源的电压范围、即上述的正常电压范围。该正常电压范围110例如是16V～20V。另外，符号112所示的电压范围表示上臂门电路30以及下臂门电路40不能正常动作的成为低压异常状态的门极驱动电源的电压范围，即小于上述动作停止电压的电压范围。该电压范围112例如小于12.5V。相对于这些电压范围，符号111所示的电压范围表示低压异常检测电路60检测低压异常的低压异常检测电压范围。该低压异常检测电压范围111被设定在正常电压范围110与小于动作停止电压的电压范围112之间。例如，在13V～15V内设定低压异常检测电压范围111。
在图2中，虚线120和实线121表示在门极驱动电源电路50发生故障的情况下分别供给到上臂门电路30和下臂门电路40的门极驱动电源的电压变化的一例。另外，在时刻t2之前，虚线120和实线121是共同的。
如虚线120及实线121所示，假设在时刻t1，门极驱动电源电路50发生故障，从门极驱动电源电路50施加给上臂门电路30及下臂门电路40的门极驱动电源的电压开始下降。在该情况下，当门极驱动电源的电压低于正常电压范围110而到低压异常检测电压范围111内时，例如在时刻t2，低压异常检测电路60检测出低压异常，使备用电源电路70启动。由此，代替门极驱动电源电路50，从备用电源电路70向下臂门电路40供给备用的门极驱动电源，如实线121所示，施加到下臂门电路40的电压上升。而且，通过使施加到下臂门电路40的电压在规定的动作电压范围内，即使在门极驱动电源电路50发生故障时，也能够使下臂门电路40正常地动作。
另一方面，当门极驱动电源电路50发生故障时，从门极驱动电源电路50施加给上臂门电路30的门极驱动电源的电压如虚线120所示那样持续下降。然后，当施加到上臂门电路30的电压下降到电压范围112时，例如在时刻t3，上臂门电路30向控制电路10输出上臂门电路异常信号。
当在时刻t3从上臂门电路30输入上臂门电路异常信号时，控制电路10对上臂门电路30输出PWM信号，以使上臂开关电路21的所有开关元件截止。接收到该PWM信号的上臂门电路30使上臂开关电路21的所有开关元件截止而成为开路状态。另外，在输出上臂门电路异常信号时，也可以不等待来自控制电路10的PWM信号而进行控制，使得上臂门电路30使上臂开关电路21的所有开关元件截止。另一方面，控制电路10对下臂门电路40输出PWM信号，以使下臂开关电路22的所有开关元件导通。接收到该PWM信号的下臂门电路40使下臂开关电路22的所有开关元件导通而成为短路状态。由此，即使在马达的转速高的状态下，也能够安全地停止马达而将车辆转移到安全状态。
接着，对门极驱动电源电路50、低压异常检测电路60以及备用电源电路70的具体的电路构成例及其动作进行说明。图3是表示针对三相交流马达的门极驱动电源电路50、低压异常检测电路60以及备用电源电路70的电路构成例的图。门极驱动电源电路50由U相门极驱动电源电路51、V相门极驱动电源电路52、W相门极驱动电源电路53构成。另外，图3中的门极驱动电源电路50仅图示了基于回扫方式的电源电路的二次侧。低压异常检测电路60由U相低压异常检测电路61、V相低压异常检测电路62、W相低压异常检测电路63构成。备用电源电路70由U相备用电源电路71、V相备用电源电路72、W相备用电源电路73构成。
在U相低压异常检测电路61中，齐纳二极管Z11的齐纳电压Vz被设定在以下的式(1)所示的范围内。在式(1)中，Vth1是下臂门电路40能够正常动作的门极驱动电源电压的最小值，即下臂门电路40的动作停止电压，相当于图2的电压范围112的上限值。另一方面，Vth2是门极驱动电源电路50的输出电压的最小值，相当于图2的正常电压范围110的下限值。另外，Vbe表示晶体管T11的基极-发射极间电压，Vd表示二极管D11的正向电压降的电压值。另外，V相低压异常检测电路62以及W相低压异常检测电路63也同样。
Vth1+Vbe＜Vz＜Vth2-Vd+Vbe···(1)
当从U相门极驱动电源电路51输出的U相门极驱动电源的电压值降低时，在U相低压异常检测电路61中，齐纳二极管Z11击穿，晶体管T11成为导通状态。于是，在U相备用电源电路71中，从齐纳二极管Z1的齐纳电压减去晶体管T1的门极导通的门极阈值电压所得的电压值作为备用的U相门极驱动电源而输出。另外，V相低压异常检测电路62和V相备用电源电路72、W相低压异常检测电路63和W相备用电源电路73也同样。
如上所述，在U相低压异常检测电路61中，根据晶体管T11的导通/截止状态，来控制由U相备用电源电路71进行的U相门极驱动电源的备用的有效/无效。由此，缩短了从U相门极驱动电源电路51发生异常到开始备用的电源供给为止的时间。另外，对于U相以外的V相、W相也同样。
(比较例)
这里，作为本发明的比较例，对不具有门极驱动电源的备用功能的电力转换装置进行说明。图4是表示本发明的比较例的电力转换装置的构成的图。图4所示的电力转换装置1N除了不具备低压异常检测电路60以及备用电源电路70这一点以外，具有与图1所示的电力转换装置1同样的构成。
在电力转换装置1N中，由于不具备低压异常检测电路60以及备用电源电路70，所以当门极驱动电源电路50发生故障时，从门极驱动电源电路50施加给上臂门电路30以及下臂门电路40的门极驱动电源的电压都持续下降。其结果，从上臂门电路30和下臂门电路40向控制电路10分别输出上臂门电路异常信号和下臂门电路异常信号。在该情况下，控制电路10对上臂门电路30输出PWM信号，以使上臂开关电路21的所有开关元件截止，并且对下臂门电路40也输出PWM信号，以使下臂开关电路22的所有开关元件截止。
如上所述，当上臂开关电路21以及下臂开关电路22中的所有开关元件都被截止时，由马达的旋转产生的电动势被施加到开关元件。因此，在马达的转速高的状态下，马达的电动势超过开关元件的耐压，有可能导致开关元件破坏。另外，由马达的电动势产生的再生电流流入高压电池，还发生产生再生转矩的问题。在电力转换装置1N中，由于不能向下臂门电路40供给备用的门极驱动电源，所以无法避免这些问题。
如以上说明的那样，在比较例的电力转换装置1N中，当门极驱动电源电路50发生故障时，上臂门电路30以及下臂门电路40双方都断开。因此，在上臂开关电路21或下臂开关电路22的一方中，不能成为使构成该开关电路的所有开关元件导通的三相短路状态，难以在该情况下使马达转移到安全状态。
另一方面，在本发明的一实施方式的电力转换装置1中，当门极驱动电源电路50发生故障时，从备用电源电路70对下臂门电路40供给备用的门极驱动电源，使下臂门电路40的动作持续。因此，在逆变器电路部20中，根据来自下臂门电路40的门信号，使下臂开关电路22的所有开关元件导通而成为短路状态，能够使马达转移到安全状态。
另外，以上说明的本发明的实施方式也可以进行如下变形。
(第一变形例)
图5是表示本发明的第一变形例的电力转换装置的构成的图。在图5所示的电力转换装置1A中，低压异常检测电路60以及备用电源电路70与上臂门电路30连接。因此，在门极驱动电源电路50发生故障，从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30的门极驱动电源的电压降低而达到低压异常检测电压范围时，代替门极驱动电源电路50，将备用的门极驱动电源供给到上臂门电路30。由此，在逆变器电路部20中，根据来自上臂门电路30的门信号，使上臂开关电路21的所有开关元件导通而成为短路状态，能够使马达转移到安全状态。除此之外的点与在第一实施方式中说明的电力转换装置1相同。
(第二变形例)
图6是表示本发明的第二变形例的电力转换装置的构成的图。在图6所示的电力转换装置1B中，低压异常检测电路60A以及备用电源电路70A与下臂门电路40连接，并且低压异常检测电路60B以及备用电源电路70B与上臂门电路30连接。另外，低压异常检测电路60A、60B分别与第一实施方式中说明的低压异常检测电路60相同，备用电源电路70A、70B分别与第一实施方式中说明的备用电源电路70相同。因此，当门极驱动电源电路50发生故障，从门极驱动电源电路50输出的门极驱动电源的电压降低而达到低压异常检测电压范围时，代替门极驱动电源电路50，将备用的门极驱动电源分别供给到上臂门电路30以及下臂门电路40。由此，在逆变器电路部20B中，根据来自上臂门电路30或下臂门电路40的门信号，使上臂开关电路21或下臂开关电路22中的任意一方的所有开关元件导通而成为短路状态，使另一方的所有开关元件截止而成为开路状态，从而能够使马达转移到安全状态。
进而，在图6的电力转换装置1B中，逆变器电路部20B具有温度检测电路23。温度检测电路23检测上臂开关电路21以及下臂开关电路22的各开关元件的温度，将与该检测结果对应的温度检测信号输出到控制电路10。控制电路10根据从温度检测电路23输入的温度检测信号，将在短路状态下驱动的开关电路从上臂开关电路21或下臂开关电路22的任意一方切换到另一方。即，在短路状态下驱动中的开关电路中任一开关元件的温度达到规定温度以上的情况下，控制电路10判断该开关元件处于过温度状态，将在短路状态下驱动的开关电路切换到另一方。除此之外的点与在第一实施方式中说明的电力转换装置1相同。
(第三变形例)
图7是表示本发明的第三变形例的电力转换装置的构成的图。在图7所示的电力转换装置1C中，从上臂门电路30输出的上臂门电路异常信号不是输入到控制电路10，而是输入到下臂门电路40。当从上臂门电路30输入上臂门电路异常信号时，下臂门电路40使下臂开关电路22的所有开关元件导通而成为短路状态。由此，能够使马达转移到安全状态。除此之外的点与在第一实施方式中说明的电力转换装置1相同。
另外，在图7中，将低压异常检测电路60以及备用电源电路70与下臂门电路40连接，并且将从上臂门电路30输出的上臂门电路异常信号输入到下臂门电路40。但是，即使调换上臂门电路30和下臂门电路40，也能够进行同样的动作。即，也可以如第一变形例那样，在低压异常检测电路60以及备用电源电路70与上臂门电路30连接的结构中，将从下臂门电路40输出的下臂门电路异常信号输入到上臂门电路30。在该情况下，当从下臂门电路40输入下臂门电路异常信号时，上臂门电路30使上臂开关电路21的所有开关元件导通而成为短路状态。这样，也能够将马达转移到安全状态。
(第四变形例)
图8是表示本发明的第四变形例的电力转换装置的构成的图。在图8所示的电力转换装置1D中，备用电源电路70的输出除了与下臂门电路40连接之外，还与逆变器电路部20D所具有的温度检测电路23以及有源放电电路24连接。温度检测电路23检测上臂开关电路21以及下臂开关电路22的各开关元件的温度，将与该检测结果对应的温度检测信号输出到控制电路10。在逆变器电路部20D中，为了防止操作者、驾驶者的意外的触电，有源放电电路24在电源切断时等使蓄积在未图示的平滑电容器等中的电荷急速释放。由此，进一步提高马达停止时的安全性。除此之外的点与在第一实施方式中说明的电力转换装置1相同。
另外，在图8中，将低压异常检测电路60以及备用电源电路70与下臂门电路40连接。但是，即使调换上臂门电路30和下臂门电路40，也能够进行同样的动作。即，也可以如第一变形例那样，在低压异常检测电路60以及备用电源电路70与上臂门电路30连接的结构中，从备用电源电路70向温度检测电路23以及有源放电电路24供给备用的门极驱动电源。进而，也可以如第二变形例那样，在低压异常检测电路60A以及备用电源电路70A与下臂门电路40连接，并且低压异常检测电路60B以及备用电源电路70B与上臂门电路30连接的结构中，从备用电源电路70A以及70B的至少一方向温度检测电路23以及有源放电电路24供给备用的门极驱动电源。或者，在图6所示的第二变形例的电力转换装置1B中，也可以从备用电源电路70A以及70B的至少一方向温度检测电路23供给备用的门极驱动电源。这样，也能够进一步提高马达停止时的安全性。
(第五变形例)
图9是表示本发明的第五变形例的电力转换装置的构成的图。在图9所示的电力转换装置中，第一实施方式中说明的电力转换装置1和比较例中说明的电力转换装置1N与共用的交流马达80连接。即，图1中说明的电力转换装置1的逆变器电路部20和图4中说明的电力转换装置1N的逆变器电路部20与共用的交流马达80连接，分别对该交流马达80供给交流电力。
当在电力转换装置1、1N中门极驱动电源电路50发生故障，从门极驱动电源电路50施加给下臂门电路40的门极驱动电源的电压降低时，电力转换装置1的备用电源电路70向电力转换装置1的下臂门电路40供给备用的门极驱动电源。由此，能够使下臂开关电路22的所有开关元件导通而成为短路状态。另一方面，由于电力转换装置1N不具有备用电源电路70，所以不向电力转换装置1N的下臂门电路40供给备用的门极驱动电源，不能使下臂开关电路22成为短路状态。但是，由于电力转换装置1和电力转换装置1N与同一交流马达80连接，所以通过如上所述地使电力转换装置1的下臂开关电路22成为短路状态，从而在电力转换装置1N中不会产生上述那样的问题。
另外，在图9中，将电力转换装置1和电力转换装置1N与共用的交流马达80连接，但也可以将电力转换装置1置换为在各变形例中说明的电力转换装置1A～1D。另外，也可以将三个以上的电力转换装置与一个交流马达80连接。与交流马达80共同连接的多个电力转换装置中的至少一个只要是在上述实施方式以及各变形例中说明的电力转换装置，则可以是任意的构成。
根据以上说明的本发明的实施方式，起到以下的作用效果。
(1)电力转换装置1、1A～1D具备：逆变器电路部20，其包含分别具有多个开关元件的上臂开关电路21及下臂开关电路22；上臂门电路30，其向上臂开关电路21输出门信号；下臂门电路40，其向下臂开关电路22输出门信号；门极驱动电源电路50，其向上臂门电路30及下臂门电路40供给门极驱动电源；以及备用电源电路70，其代替门极驱动电源电路50，向上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方供给门极驱动电源。门极驱动电源电路50能够在规定的正常电压范围110内供给门极驱动电源。在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，备用电源电路70向上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方供给门极驱动电源。上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方在从备用电源电路70供给门极驱动电源时，在上臂开关电路21或下臂开关电路22的一方的开关电路中成为使所有开关元件导通的短路状态，在另一方的开关电路中成为使所有开关元件截止的开路状态，从而分别驱动上臂开关电路21及下臂开关电路22。因此，能够提高门极驱动电源失去时的可用性。
(2)还具备低压异常检测电路(60)，在从门极驱动电源电路(50)施加到上臂门电路(30)及下臂门电路(40)的至少一方的门极驱动电源的电压在比正常电压范围(110)低的规定的低压异常检测电压范围(111)内的情况下，该低压异常检测电路(60)检测出低压异常，使备用电源电路(70)动作。因此，能够在适当的时刻从备用电源电路70供给备用的门极驱动电源。
(3)上臂门电路30及下臂门电路40中的至少一方在从门极驱动电源电路50供给的门极驱动电源的电压小于规定的动作停止电压Vth1时，在开路状态下分别驱动上臂开关电路21及下臂开关电路22。在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110且高于动作停止电压Vth1的情况下，备用电源电路70向上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方供给门极驱动电源。因此，能够在上臂门电路30、下臂门电路40成为不能正常动作的低压异常状态之前，供给备用的门极驱动电源。
(4)在电力转换装置1中，在从门极驱动电源电路50施加到下臂门电路40的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，备用电源电路70向下臂门电路40供给门极驱动电源。因此，在提高门极驱动电源失去时的可用性时，能够实现消耗功率的削减、电路规模的降低、低成本化等。
(5)在电力转换装置1A中，在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，备用电源电路70向上臂门电路30供给门极驱动电源。因此，与上述同样，在提高门极驱动电源失去时的可用性时，能够实现消耗功率的削减、电路规模的降低、低成本化等。
(6)在电力转换装置1B中，备用电源电路70A、70B执行如下动作：在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，向上臂门电路30供给门极驱动电源，在从门极驱动电源电路50施加到下臂门电路40的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，向下臂门电路40供给门极驱动电源。因此，能够进一步提高门极驱动电源失去时的可用性。
(7)另外，在电力转换装置1B中，逆变器电路部20B具有温度检测电路23，该温度检测电路23检测上臂开关电路21及下臂开关电路22的各开关元件的温度。在上臂开关电路21或下臂开关电路22的一方的开关电路在短路状态下被驱动时，在由温度检测电路23检测出的开关元件的温度成为规定温度以上的情况下，将在短路状态下驱动的开关电路从一方的开关电路切换到另一方的开关电路，将在开路状态下驱动的开关电路从另一方的开关电路切换到一方的开关电路。因此，即使在一方的开关电路中开关元件成为过温度状态的情况下，也能够通过一方的开关电路使短路状态持续。
(8)在电力转换装置1C中，在从门极驱动电源电路50供给的门极驱动电源的电压小于规定的动作停止电压Vth1时，上臂门电路30或下臂门电路40的一方的门电路向另一方的门电路输出规定的异常信号。当从一方的门电路输入异常信号时，另一方的门电路在短路状态下驱动上臂开关电路21或下臂开关电路22。因此，即使在控制电路10不能正常动作的情况下，也能够使上臂开关电路21或下臂开关电路22短路，因此能够进一步提高门极驱动电源失去时的可用性。
(9)在电力转换装置1D中，逆变器电路部20D具有：温度检测电路23，其检测上臂开关电路21及下臂开关电路22的各开关元件的温度；以及有源放电电路14，其释放蓄积在逆变器电路部20D中的电荷。在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，备用电源电路70也向温度检测电路23及有源放电电路24的至少一方供给备用的门极驱动电源。另外，在电力转换装置1B中，在从门极驱动电源电路50施加到上臂门电路30及下臂门电路40的至少一方的门极驱动电源的电压低于正常电压范围110的情况下，备用电源电路70A、70B也可以向温度检测电路23供给备用的电源。因此，能够进一步提高马达停止时的安全性。
(10)第五变形例中说明的电力转换装置除了电力转换装置1之外，还具备电力转换装置1N，该电力转换装置1N具有：逆变器电路部20，其包含分别具有多个开关元件的上臂开关电路21及下臂开关电路22；上臂门电路30，其向上臂开关电路21输出门信号；以及下臂门电路40，其向下臂开关电路22输出门信号。电力转换装置1的逆变器电路部20及电力转换装置1N的逆变器电路部20与共用的交流马达80连接。电力转换装置1的备用电源电路70不向电力转换装置1N的上臂门电路30及下臂门电路40中的任意一方供给门极驱动电源。因此，在由多个逆变器驱动马达的构成的电力转换装置中，能够以低成本提高门极驱动电源失去时的可用性。
以上说明的实施方式、各种变形例仅仅是一例，只要不损害发明的特征，本发明不限于这些内容。另外，以上说明了各种实施方式、变形例，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可以考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。
符号说明
1、1A、1B、1C、1D、1N：电力转换装置，10：控制电路，20、20B、20D：逆变器电路部，21：上臂开关电路，22：下臂开关电路，23：温度检测电路，24：有源放电电路，30：上臂门电路，40：下臂门电路，50：门极驱动电源电路，60、60A、60B：低压异常检测电路，70、70A、70B：备用电源电路。

Claims (11)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
逆变器电路部，其包括分别具有多个开关元件的上臂开关电路以及下臂开关电路；
上臂门电路，其向所述上臂开关电路输出门信号；
下臂门电路，其向所述下臂开关电路输出门信号；
门极驱动电源电路，其向所述上臂门电路以及所述下臂门电路供给电源；以及
备用电源电路，其代替所述门极驱动电源电路，向所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方供给所述电源，
所述门极驱动电源电路能够在规定的正常电压范围内供给所述电源，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方供给所述电源，
所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方在从所述备用电源电路供给所述电源时，在所述上臂开关电路或所述下臂开关电路的一方的开关电路中成为使所有所述开关元件导通的短路状态，在另一方的开关电路中成为使所有所述开关元件截止的开路状态，从而分别驱动所述上臂开关电路以及所述下臂开关电路。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
还具备低压异常检测电路，在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压在比所述正常电压范围低的规定的低压异常检测电压范围内的情况下，该低压异常检测电路检测出低压异常，使所述备用电源电路动作。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述上臂门电路以及所述下臂门电路中的至少一方在从所述门极驱动电源电路供给的所述电源的电压小于规定的动作停止电压时，在所述开路状态下分别驱动所述上臂开关电路以及所述下臂开关电路，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压低于所述正常电压范围且高于所述动作停止电压的情况下，所述备用电源电路向所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方供给所述电源。
4.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述下臂门电路的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述下臂门电路供给所述电源。
5.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述上臂门电路供给所述电源。
6.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述上臂门电路供给所述电源，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述下臂门电路的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路向所述下臂门电路供给所述电源。
7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于，
所述逆变器电路部具有温度检测电路，该温度检测电路检测所述上臂开关电路及所述下臂开关电路的各开关元件的温度，
在所述一方的开关电路在所述短路状态下被驱动时，在由所述温度检测电路检测出的所述开关元件的温度成为规定温度以上的情况下，将在所述短路状态下驱动的开关电路从所述一方的开关电路切换到所述另一方的开关电路，将在所述开路状态下驱动的开关电路从所述另一方的开关电路切换到所述一方的开关电路。
8.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
在从所述门极驱动电源电路供给的所述电源的电压小于规定的动作停止电压时，所述上臂门电路或所述下臂门电路的一方的门电路向另一方的门电路输出规定的异常信号，
当从所述一方的门电路输入所述异常信号时，所述另一方的门电路在所述短路状态下驱动所述上臂开关电路或所述下臂开关电路。
9.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述逆变器电路部具有：温度检测电路，其检测所述上臂开关电路及所述下臂开关电路的各开关元件的温度；以及有源放电电路，其释放蓄积在所述逆变器电路部中的电荷，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路也向所述温度检测电路以及所述有源放电电路的至少一方供给所述电源。
10.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，
在从所述门极驱动电源电路施加到所述上臂门电路以及所述下臂门电路的至少一方的所述电源的电压低于所述正常电压范围的情况下，所述备用电源电路也向所述温度检测电路供给所述电源。
11.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，还具备：
第二逆变器电路部，其包含分别具有多个开关元件的第二上臂开关电路以及第二下臂开关电路；
第二上臂门电路，其向所述第二上臂开关电路输出门信号；以及
第二下臂门电路，其向所述第二下臂开关电路输出门信号，
所述逆变器电路部以及所述第二逆变器电路部与共用的马达连接，
所述备用电源电路不向所述第二上臂门电路以及所述第二下臂门电路中的任意一方供给所述电源。
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