CN115812275A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提高电动机驱动用电力转换装置的可靠性，本发明的电力转换装置包括：对交流电压进行整流而输出直流电压的整流部；使直流电压平滑的平滑电容器；输入直流电压而输出交流电功率的逆变器部；对逆变器部输出栅极信号的逆变器驱动部；与平滑电容器并联连接的再生制动部；对再生制动部输出栅极信号的再生制动驱动部；对逆变器驱动部和再生制动驱动部输出驱动信号的控制部；在再生制动部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的再生制动过电流检测部；和输入从再生制动过电流检测部输出的过电流检出信号而对控制部输出栅极输出切断信号的锁存部，在再生制动过电流检测部检测出过电流的情况下，逆变器部和再生制动部的开关元件以关断状态停止。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及对电动机供给交流电功率的电力转换装置。
背景技术
电动机驱动用的电力转换装置一般而言由将交流电压转换为直流电压的整流部、使直流电压平滑的平滑电容器、对直流电压进行逆转换的逆变器部构成。逆变器部在动力运转动作时将直流电压转换为用于驱动电动机的交流电功率并将其供给至电动机，在再生动作时将电动机中再生的交流电功率转换为直流电力并供给至平滑电容器。从而，在电动机的再生动作时，再生能量经由逆变器电路对平滑电容器充电，所以直流电压上升。
为了防止在电动机的再生动作时直流电压超过平滑电容器的耐压，而对平滑电容器并联地配置由制动电阻与开关元件的串联体构成的再生制动部，在直流电压超过了规定电压的情况下驱动再生制动部的开关元件，用制动电阻消耗再生能量，这样的方法是一般已知的。制动电阻的电阻值和额定功率、开关元件的容许电流依赖于消耗的再生能量的量，所以需要根据设备选定适当的。
此处，在连接了比制动电阻本来所需的值更低的电阻值的电阻的情况下、和误使制动电阻的两端短路的情况下，在开关元件中流过比预想更大的电流，存在导致开关元件破坏的担忧。另外，连接了比制动电阻本来所需的值更低的额定功率的电阻的情况下，存在导致制动电阻烧毁的担忧。因此，电动机驱动用的电力转换装置优选为了提高可靠性而在再生制动部中具有过电流保护电路。
本技术领域中的现有技术文献有专利文献1。专利文献1中，记载了具有对制动电阻和开关元件串联地设置电流切断单元而在检测出过电流时切断制动电阻中流动的电流的保护机构的电力转换装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-315352号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中，对于制动电阻串联地连接带有热继电器的接触器，热继电器因过电流而跳闸时接触器成为关断状态，防止制动电阻烧毁。但是，并没有提及检测出制动电阻过电流时的逆变器部的动作，存在热继电器跳闸时不能达成本来的目的即抑制直流电压上升的课题。
用于解决课题的技术方案
对于本发明，举其一例，是一种电力转换装置，其包括：对交流电压进行整流而输出直流电压的整流部；使直流电压平滑的平滑电容器；输入直流电压而输出交流电功率的逆变器部；对逆变器部输出栅极信号的逆变器驱动部；与平滑电容器并联连接的再生制动部；对再生制动部输出栅极信号的再生制动驱动部；对逆变器驱动部和再生制动驱动部输出驱动信号的控制部；在再生制动部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的再生制动过电流检测部；和输入从再生制动过电流检测部输出的过电流检出信号而对控制部输出栅极输出切断信号的锁存部，在再生制动过电流检测部检测出过电流的情况下，逆变器部和再生制动部的开关元件以关断状态停止。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够防止制动电阻和再生制动部的开关元件被破坏且同时抑制直流电压上升的电力转换装置。
附图说明
图1是实施例1中的电力转换装置的结构图。
图2是说明实施例1中的电力转换装置的动作例的图。
图3是表示实施例1中的再生制动过电流检测部的具体例的结构图。
图4是表示实施例1中的再生制动过电流检测部的具体例的结构图。
图5是表示实施例1中的再生制动驱动部的具体例的结构图。
图6是表示实施例1中的再生制动驱动部的具体例的结构图。
图7是实施例2中的电力转换装置的结构图。
图8是表示实施例2中的锁存部、再生制动驱动部、逆变器驱动部的具体例的结构图。
图9是说明实施例2中的电力转换装置的动作例的图。
图10是表示实施例2中的逆变器过电流检测部的具体例的结构图。
图11是表示实施例2中的逆变器过电流检测部的具体例的结构图。
图12是实施例3中的电力转换装置的结构图。
图13是表示实施例3中的锁存部的具体例的结构图。
图14是说明实施例3中的电力转换装置的动作例的图。
图15是实施例4中的电力转换装置的结构图。
图16是实施例4中的电力转换装置的结构图。
图17是表示实施例4中的涌入电流限制部、电流通路的具体例的结构图。
图18是表示实施例4中的涌入电流限制部、电流通路的具体例的结构图。
图19是实施例4中的电力转换装置的结构图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施例使用附图进行说明。
实施例1
图1是本实施例中的电力转换装置1的结构图。图1中，电力转换装置1具有输入交流电压并输出直流电压的整流部101、使直流电压平滑的平滑电容器106、检测整流部101输出的直流电压的值的电压检测部102、以在用电压检测部102检测出的电压值超过了规定值的情况下抑制直流电压上升的方式工作的再生制动部103、对再生制动部103输出栅极信号VGB的再生制动驱动部212、以及在再生制动部103中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号SCB的再生制动过电流检测部211。进而，电力转换装置1具有将直流电压转换为交流电功率的逆变器部104、对逆变器部104输出栅极信号VGI的逆变器驱动部202、对再生制动驱动部212与逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI的控制部231、以及在再生制动过电流检测部211输出了过电流检出信号SCB的情况下对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202及控制部231输出栅极输出切断信号GS的锁存部221。
整流部101由至少6个二极管构成，将从输入端子R、S、T输入的交流电压转换为直流电压，并对平滑电容器106的两个电极输出。因整流部101的二极管的整流作用而产生在节点P一侧的直流电压配线中是正电压、在节点N一侧的直流电压配线中是负电压的直流电压。平滑电容器106在节点P与节点N处与直流电压配线连接，使配线间的电压平滑化。
逆变器部104由开关元件1041～1046构成。开关元件1041～1046以在使电动机动力运转的情况下将平滑电容器106的直流电压转换为交流电功率并输出至电动机、在使电动机再生运转的情况下使来自电动机的再生能量对平滑电容器充电的方式工作。另外，图1所示的开关元件应用了IGBT的电路符号作为代表例，但也能够应用MOSFET等其他功率半导体。
再生制动部103由开关元件1031、制动电阻105、二极管1032构成。再生制动部103在用电压检测部102检测出的直流电压值比规定值高时驱动开关元件1031，用制动电阻105消耗能量，抑制直流电压上升。从而，制动电阻105在使逆变器部104的制动转矩上升、逆变器部104高频度地反复通断的情况、和使较大负载惯性矩的电动机减速的情况等、再生能量较大的条件下连接。
再生制动驱动部212由缓冲部214、栅极驱动部213构成，接受控制部231输出的驱动信号GB，对再生制动部103输出栅极信号VGB。
另外，逆变器驱动部202也同样地由缓冲部204、栅极驱动部203构成，接受控制部231输出的驱动信号GI，对逆变器部104输出栅极信号VGI。
再生制动过电流检测部211在再生制动部103中流动的电流因连接了电阻值低于指定值的制动电阻105、误连接导致图1所示的节点P-RB间短路等因素而超过了判断值的情况下，对锁存部221输出过电流检出信号SCB。
锁存部221由触发器等构成，在再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下，对缓冲部214、204的控制输入端子输出栅极输出切断信号GS。缓冲部214、204在接收了栅极输出切断信号GS的情况下，无论从控制部231输出的驱动信号GB、GI如何，都使栅极信号VGB、VGI的输出转移至使再生制动部103和逆变器部104的开关元件以关断状态停止的方式。由此，在再生制动部103中流动过电流的情况下，实现栅极输出切断动作。
锁存部221通过从控制部231接收复位信号RST而解除停止，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202基于从控制部231输出的驱动信号GB、GI输出栅极信号VGB、VGI，重新开始驱动再生制动部103和逆变器部104。
控制部231在接收了锁存部221的栅极输出切断信号GS的情况下，使对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202的驱动信号GB、GI的输出转移至使再生制动部103和逆变器部104的开关元件以关断状态停止的方式。由此，在再生制动部103中流动过电流的情况下，在先前叙述的用缓冲部214、204切断栅极输出之外，能够双重地构建保护系统。
使用图2说明本实施例中的电力转换装置的动作例。图2分别示出了驱动信号GB、GI、栅极信号VGB、VGI、过电流检出信号SCB、栅极输出切断信号GS、复位信号RST，示出了在时间方向上按状态1(Stage1)、状态2(Stage2)、状态3(Stage3)推移的状况。
图2中，在状态1中，从控制部231对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202接受来自控制部231的驱动信号GB、GI，对再生制动部103、逆变器部104输出栅极信号VGB、VGI。
在再生制动部103的动作中，再生制动过电流检测部211检测出过电流时，再生制动过电流检测部211输出过电流检出信号SCB(SCB：L→H)并转移至状态2。锁存部221因过电流检出信号SCB的转移，而输出栅极输出切断信号GS(GS：L→H)，并锁存该状态。再生制动驱动部212、逆变器驱动部202构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出栅极信号VGB、VGI。另外，控制部231构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出驱动信号GB、GI。通过停止再生制动部103的动作而切断再生制动部103的电流，再生制动过电流检测部211停止输出过电流检出信号SCB(SCB：H→L)。
确认了没有由再生制动部103的过电流引起的故障等动作上的问题的情况下，控制部231输出复位信号RST(RST：L→H)，转移至状态3。锁存部221因复位信号RST上升而解除栅极输出切断信号GS的锁存(GS：H→L)，控制部231响应栅极输出切断信号GS下降而对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202重新开始输出栅极信号VGB、VGI。
另外，图2所示的信号是一例，逻辑可以是任意的。例如，本实施例中对于对复位信号RST输入单发脉冲、在上升时解除锁存部221的锁存停止的动作进行了叙述，但也能够采用在下降时解除锁存等图示的方式以外的方法。
在图3、图4中示出本实施例中的再生制动过电流检测部211的具体例。图3是在再生制动部103的开关元件1031的发射极一侧配置电流检测电阻2111，在电流检测电阻2111的电压(Vs)超过了阈值电压Vth的情况下，比较器输出过电流检出信号SCB的方式。另外，图4是分别以图示的方式在再生制动部103的开关元件1031的集电极端子上连接二极管2112、在栅极端子上连接电阻2113，检测再生制动部103的开关元件1031接通状态(VGB：H)下的发射极-集电极间电压Vce，在Vce超过阈值电压Vth的情况下比较器输出过电流检出信号SCB的方式。这些是一般使用的方式，前者优点在于结构简单，后者优点在于电力损耗小。
在图5、图6中示出本实施例中的缓冲部214的具体例。另外，图5、图6所示的结构是一例，逻辑可以是任意的，但本说明中参考先前叙述的图2所示的动作。图5是在缓冲部214中配置了三态缓冲器的方式，图6是在缓冲部214中以图示的方式配置AND门和NOT门的方式。无论哪一个方式下，都在从锁存部221输出的栅极输出切断信号GS是H的状态下，无论驱动信号GB如何，缓冲部214的输出是L，使栅极驱动部213构成为在输入是L的状态下使再生制动部103的开关元件以关断状态停止，由此实现要求的动作。
如上所述，本实施例中，再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下，使再生制动部103和逆变器部104的开关元件以关断状态停止。由此，在再生制动部103中发生了过电流的情况下，能够防止再生制动部103的开关元件破坏，并且切断来自逆变器部104的再生能量而抑制直流电压上升。
另外，本实施例中对于用缓冲部214切断栅极输出、停止从控制部231输出驱动信号GB、GI这2个种类进行了叙述，这是因为设想了在某一方因故障或误动作等因素而未能工作的情况下，也在再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下，再生制动部103和逆变器部104的开关元件可靠地以关断状态停止的动作。从而，取决于电力转换装置1的保护的程度，也可以仅有某一方。
另外，再生制动过电流检测部211只要具有图3、图4所示的结构，连接场所就可以是任意的。例如，可以对图3、图4所示的电路用外部安装的部件配线，也可以将内置了图3、图4所示的功能的一部分或全部的栅极驱动器应用于再生制动驱动部212。此处，将内置了图3、图4所示的功能的一部分或全部的栅极驱动器应用于再生制动驱动部212的情况下，存在图3、图4所示的过电流检出信号SCB存在于栅极驱动器内部的可能性。该情况下，通过用在再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下从栅极驱动器输出的错误信号等、与过电流检出同步的其他信号代替过电流检出信号SCB，而实现与本实施例中叙述的动作同样的动作。
另外，过电流检出信号SCB也可以是在再生制动过电流检测部211检测出过电流之后经过规定时间后停止输出的自复位型的。
另外，只要是在再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下、能够实现再生制动部103和逆变器部104的开关元件以关断状态停止的动作的结构，缓冲部214、204的连接场所就可以是任意的。作为一例，可以将内置缓冲部214的功能、从外部对使能端子等控制端子输入控制信号时切断栅极输出的栅极驱动器应用于再生制动驱动部212和逆变器驱动部202，将来自锁存部221的控制信号输入至栅极驱动器的控制端子。另外，也可以将通过输出使能等功能内置缓冲部214的功能、能够在对规定端子输入控制信号时使驱动信号的输出停止的微型计算机应用于控制部231，将来自锁存部221的控制信号输入至控制部231的对应端子。
这样，根据本实施例，因为在检测出制动电阻的过电流的情况下再生制动部的开关元件和逆变器部的开关元件分别以关断状态停止，所以能够防止制动电阻和再生制动部的开关元件的破坏，同时抑制直流电压上升，能够实现电力转换装置的可靠性提高。
实施例2
图7是本实施例中的电力转换装置2的结构图。图7中，对于与图1相同的结构附加相同的附图标记，省略其说明。图7中，与图1的不同点在于追加了在逆变器部104中流过的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号SCI的逆变器过电流检测部201。另外，锁存部221在再生制动过电流检测部211或逆变器过电流检测部201检测出过电流的情况下对控制部231、再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出栅极输出切断信号GS。
即，逆变器过电流检测部201在逆变器部104中流动的电流超过了判断值的情况下，对锁存部221输出过电流检出信号SCI。另外，与实施例1同样，再生制动过电流检测部211在再生制动部103中流动的电流超过了判断值的情况下，对锁存部221输出过电流检出信号SCB。
锁存部221从再生制动过电流检测部211或逆变器过电流检测部201接收到过电流检出信号SCB、SCI的情况下，对缓冲部214、204的控制输入端子输出栅极输出切断信号GS。
在图8中示出本实施例中的锁存部221、再生制动驱动部212、逆变器驱动部202的具体例。另外，图8所示的结构是一例，逻辑可以是任意的。另外，图8中的再生制动驱动部212、逆变器驱动部202的缓冲部采用图5所示的缓冲部的结构作为代表例。
图8中，锁存部221由逻辑电路222、锁存电路223构成。另外，本实施例中假设逻辑电路222是OR门说明动作。再生制动过电流检测部211和逆变器过电流检测部201构成为在通常时输出L、在过电流时输出H，各过电流检测部的输出被输入至逻辑电路222。从而，逻辑电路222在通常时输出L，在再生制动过电流检测部211或逆变器过电流检测部201输出了H的情况下，对锁存电路223输出H。锁存电路223在从逻辑电路222输入了H的情况下，对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202、控制部231输出栅极输出切断信号GS。另外，锁存电路223通过从控制部231接收复位信号RST而解除锁存，基于从控制部231输出的驱动信号GB、GI重新开始再生制动部103、逆变器部104的驱动。
另外，图8中，逆变器驱动部202由缓冲部204和栅极驱动部203构成，缓冲部204由6个与图5所示的缓冲部214同样结构的缓冲部构成，栅极驱动部203也由6个与图5所示的栅极驱动部213同样结构的栅极驱动部构成。然后，接受控制部231输出的6个驱动信号GI，对逆变器部104输出6个栅极信号VGI。
使用图9，说明本实施例中的电力转换装置的再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下的动作。图9分别示出了驱动信号GB、GI、栅极信号VGB、VGI、过电流检出信号SCB、逻辑电路222的输出信号(FO)、栅极输出切断信号GS、复位信号RST，示出了在时间方向上按状态1、状态2、状态3推移的状况。另外，图9所示的信号是一例，逻辑可以是任意的。
图9中，在状态1中，从控制部231对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202接受来自控制部231的驱动信号GB、GI，对再生制动部103、逆变器部104输出栅极信号VGB、VGI。
再生制动过电流检测部211检测出过电流时，再生制动过电流检测部211输出过电流检出信号SCB(SCB：L→H)，转移至状态2。逻辑电路222因过电流检出信号SCB上升而输出H(FO：L→H)，锁存部221因逻辑电路222输出信号上升而输出栅极输出切断信号GS(GS：L→H)，并锁存该状态。再生制动驱动部212、逆变器驱动部202构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出栅极信号VGB、VGI。另外，控制部231构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出驱动信号GB、GI。通过停止再生制动部103的动作而切断再生制动部103的电流，再生制动过电流检测部211停止输出过电流检出信号SCB(SCB：H→L)。
确认了没有由再生制动部103的过电流引起的故障等动作上的问题的情况下，控制部231输出复位信号RST(RST：L→H)，转移至状态3。锁存电路223因复位信号RST上升而解除栅极输出切断信号GS的锁存(GS：H→L)，控制部231因栅极输出切断信号GS下降而对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202重新开始输出栅极信号VGB、VGI。
另外，图9中对于再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下的动作进行了叙述，但在逆变器过电流检测部201检测出过电流的情况下，成为将图9的过电流检出信号SCB置换为SCI的动作，与再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况同样，再生制动部103、逆变器部104的开关元件以关断状态停止。
在图10、图11中示出本实施例中的逆变器过电流检测部201的具体例。图10是在逆变器部104的低侧开关元件1042、1044、1046的发射极一侧配置电流检测电阻2011、2012、2013，在电流检测电阻的电压(Vs)超过了阈值电压Vth的情况下，比较器输出过电流检出信号SCI的方式。另外，图11是分别以图示的方式在逆变器部104的开关元件1041～1046的集电极端子上连接二极管2031～2036、在栅极端子上连接电阻2021～2026，检测逆变器部104的开关元件1041～1046接通状态下的发射极-集电极间电压Vce，在Vce超过阈值电压Vth的情况下比较器输出过电流检出信号SCI的方式。这些是一般使用的方式，前者优点在于结构简单，后者优点在于电力损耗小、且能够进行高侧的过电流检测。
如上所述，本实施例中，对于实施例1，追加逆变器过电流检测部201，在实施例1中叙述的动作之外，也在逆变器过电流检测部201输出了过电流检出信号SCI的情况下，停止再生制动部103和逆变器部104的开关。因为误接线引起的过电流等预料之外的事态不限于再生制动部103、也可能在逆变器部104中发生，所以优选根据与再生制动部103同样的理由，电力转换装置2在逆变器部104中也设置过电流检测部。通过由再生制动部103和逆变器部104共用本实施例中叙述的锁存部221以后的结构，而与相对于实施例1用另外的系统具有逆变器部104的过电流保护系统的情况相比削减部件数。
另外，本实施例中使用OR门作为逻辑电路222的具体例进行了说明，但逻辑电路222能够与过电流检测部输出的逻辑相应地适当变更。作为一例，将OR门改为AND门，再生制动过电流检测部211和逆变器过电流检测部201在通常时输出H，在过电流时输出L。由此，AND门在通常时输出H，在再生制动过电流检测部211或逆变器过电流检测部201输出了L的情况下，对锁存电路223输出L。锁存电路223在从AND门输入了L的情况下，对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202、控制部231输出栅极输出切断信号GS。由此，与本实施例中叙述的动作同样地，也能够在再生制动部103或逆变器部104中流过了过电流的情况下，实现栅极输出切断动作。
另外，逆变器过电流检测部201只要具有图10、图11所示的结构，连接场所就可以是任意的。例如，可以对图10、图11所示的电路用外部安装的部件配线，也可以将内置了图10、图11所示的功能的一部分或全部的栅极驱动器应用于逆变器驱动部202。将内置了图10、图11所示的功能的一部分或全部的栅极驱动器应用于逆变器驱动部202的情况下，存在图10、图11所示的过电流检出信号SCI存在于栅极驱动器内部的可能性。该情况下，通过用在逆变器过电流检测部201检测出过电流的情况下从栅极驱动器输出的错误信号等、与过电流检出同步的其他信号代替过电流检出信号SCI，而实现与本实施例中叙述的动作同样的动作。
实施例3
图12是本实施例中的电力转换装置3的结构图。图12中，对于与图7相同的结构附加相同的附图标记，省略其说明。图12中，与图7的不同点在于变更锁存部221的结构，在锁存部221内追加锁存电路224，对逻辑电路222输入锁存电路223、224的输出。
图12中，逆变器过电流检测部201在逆变器部104中流动的电流超过了判断值的情况下，对锁存电路224输出过电流检出信号SCI。锁存电路224接收过电流检出信号SCI时，对逻辑电路222输出栅极输出切断信号GSI。另一方面，再生制动过电流检测部211在再生制动部103中流过的电流超过了判断值的情况下，对锁存电路223输出过电流检出信号SCB。锁存电路223接收过电流检出信号SCB时，对逻辑电路222输出栅极输出切断信号GSB。逻辑电路222在输入过电流检出信号SCB或SCI时，对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202、控制部231输出栅极输出切断信号GS。
在图13中，示出本实施例中的锁存部221的具体例。另外，图13所示的结构是一例，逻辑可以是任意的。
图13中，锁存部221由逻辑电路222、锁存电路223、224构成。另外，本实施例中假设逻辑电路222是OR门说明动作。再生制动过电流检测部211和逆变器过电流检测部201构成为在通常时输出L、在过电流时输出H，各过电流检测部的输出分别被输入至锁存电路223、224。锁存电路223、224在从再生制动过电流检测部211和逆变器过电流检测部201输入了H的情况下，对逻辑电路222输出栅极输出切断信号GSB、GSI。逻辑电路222在输出了栅极输出切断信号GSB或GSI的情况下，对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202、控制部231输出栅极输出切断信号GS。锁存电路223、224通过从控制部231接收复位信号RST而解除锁存，基于从控制部231输出的驱动信号GB、GI重新开始再生制动部103、逆变器部104的驱动。
使用图14，说明本实施例中的电力转换装置3的再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下的动作。图14分别示出了驱动信号GB、GI、栅极信号VGB、VGI、过电流检出信号SCB、栅极输出切断信号GSB、GS、复位信号RST，示出了在时间方向上按状态1、状态2、状态3推移的状况。另外，图14所示的信号是一例，逻辑可以是任意的。
图14中，在状态1中，从控制部231对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202接受来自控制部231的驱动信号GB、GI，对再生制动部103、逆变器部104输出栅极信号VGB、VGI。
再生制动过电流检测部211检测出过电流时，再生制动过电流检测部211输出过电流检出信号SCB(SCB：L→H)，转移至状态2。锁存电路223因过电流检出信号SCB上升而输出H(GSB：L→H)，并锁存该状态。逻辑电路222因过电流检出信号SCB上升而输出H(GS：L→H)。再生制动驱动部212、逆变器驱动部202构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出栅极信号VGB、VGI。另外，控制部231构成为在栅极输出切断信号GS是H状态的期间中，停止输出驱动信号GB、GI。通过停止再生制动部103的动作而切断再生制动部103的电流，再生制动过电流检测部211停止输出过电流检出信号SCB(SCB：H→L)。
确认了没有由再生制动部103的过电流引起的故障等动作上的问题的情况下，控制部231输出复位信号RST(RST：L→H)并转移至状态3。锁存电路223因复位信号RST上升而解除栅极输出切断信号GSB的锁存(GSB：H→L)，逻辑电路222因栅极输出切断信号GSB下降而输出L(GS：H→L)。控制部231因栅极输出切断信号GS下降而对再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出驱动信号GB、GI，再生制动驱动部212、逆变器驱动部202重新开始输出栅极信号VGB、VGI。
另外，图14中对于再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况下的动作进行了叙述，但在逆变器过电流检测部201检测出过电流的情况下，成为将图14的过电流检出信号SCB置换为SCI、将栅极输出切断信号GSB置换为GSI的动作，与再生制动过电流检测部211检测出过电流的情况同样，再生制动部103、逆变器部104的开关元件以关断状态停止。
如上所述，本实施例中，对于实施例2追加锁存电路224，对逻辑电路222输入锁存电路223、224的输出，从逻辑电路222对控制部231、再生制动驱动部212、逆变器驱动部202输出栅极输出切断信号GS。本实施例中叙述的电力转换装置3是实施例2中叙述的电力转换装置2的变形例，它们都实现在检测出过电流时使再生制动部103和逆变器部104的开关元件以关断状态停止的动作，所以能够考虑安装面积和部件成本等根据需要适当变更。
此处，只要是图12所示的结构，锁存电路224的连接场所就可以是任意的。例如，可以对锁存电路224用外部安装的部件配线，也可以将内置了过电流保护时的锁存功能的栅极驱动器应用于逆变器驱动部202。将内置了过电流保护时的锁存功能的栅极驱动器应用于逆变器驱动部202的情况下，存在图12所示的栅极切断信号SCI存在于栅极驱动器内部的可能性。该情况下，通过用在逆变器过电流检测部201检测出过电流的情况下从栅极驱动器输出的错误信号等、与过电流检出同步的其他信号代替过电流检出信号SCI、或者从栅极驱动器直接输出过电流检出信号SCI，而实现与本实施例中叙述的动作同样的动作。
实施例4
图15、图16是本实施例中的电力转换装置4的结构图。本实施例中，对于图1、图7、图12等中记载的电力转换装置的电力转换部，叙述结构例。
如图15所示，本实施例中的电力转换装置4中，整流部101、构成再生制动部103的开关元件1031和二极管1032、逆变器部104配置在同一封装即半导体模块107的内部。这样的方式的半导体模块一般称为PIM(Power Integrated Module：功率集成模块)。
另外，图16所示的结构与图15不同，用半导体模块108构成整流部101，用半导体模块109构成逆变器部104，用分立元件110、112构成了构成再生制动部103的开关元件1031、二极管1032。在图15、图16所示的结构以外，关于半导体模块中内置的电路的组合，也存在例如在同一封装中内置了整流部101和逆变器部104等各种各样的组合。
此后，使用图15作为代表例对于本实施例进行叙述。从交流电源输入的交流电压被输入至半导体模块107的R端子、S端子、T端子，用半导体模块107内部配置的整流部101整流为直流电压。直流电压的高电压侧从半导体模块107的P1端子向半导体模块107外部输出，对涌入电流限制部111输入。涌入电流限制部111防止在接入交流电源时对平滑电容器106的充电电流过大。
从涌入电流限制部111输出的直流电压被输入至半导体模块107的P2端子，通过逆变器部104的开关而从U端子、V端子、W端子输出交流电功率。
如前所述，对于制动电阻105，根据逆变器部104的制动转矩和电动机的惯性矩判断是否需要连接。此处，不连接制动电阻105、并且开关元件1031关断时，开关元件1031的集电极端子(图15的RB端子)以开关元件1031的关断状态的电阻值与节点N连接。开关元件1031的关断状态的电阻值是MΩ量级的高阻抗值，在该状态下从交流电源对电动机供电的情况下，存在因逆变器部104中产生的电磁噪声而使再生制动过电流检测部211误动作、输出再生制动过电流检出信号SCB的担忧。
于是，在RB端子与节点N之间配置电流通路1033。通过配置电流通路1033的效果，即使开关元件1031是关断状态，从逆变器部104产生的电磁噪声也通过电流通路1033流向节点N，所以RB端子的电位稳定，耐噪声性提高。
在图17中示出涌入电流限制部111、电流通路1033的一例。涌入电流限制部111由继电器1111和限流电阻1112构成。接入交流电源时等、在涌入电流限制部111的两端产生电压的条件下，继电器1111关断而在限流电阻1112中流动电流。平滑电容器106被充电、直流电压比规定值更高时，继电器1111接通。涌入电流限制部111除此以外也能够用晶闸管等构成。
电流通路1033以阳极与开关元件1031的节点N、阴极与RB端子连接的方向配置二极管1034。通过以图示的方向追加二极管1034，即使开关元件1031是关断状态，也因为RB端子以二极管1034的阳极-阴极间的断路电阻与NB端子或节点N连接，所以与不连接电流通路1033的情况相比，RB端子的电位更稳定。
图18中，与图17不同，电流通路1033在节点N与RB端子之间配置电阻1035。由此，与图17同样，即使开关元件1031是关断状态，也因为RB端子以电阻1035的电阻值与节点N连接，所以与不连接电流通路1033的情况相比，RB端子的电位更稳定。
图19与图15不同，将电流通路1033配置在节点P与RB端子之间，通过使从逆变器部104产生的电磁噪声在节点P流动，而提高再生制动过电流检测部211的耐噪声性。电流通路1033与实施例4同样能够由二极管或电阻构成。
电流通路1033电阻值越低则耐噪声性越提高，但另一方面，损耗越增加。为了具有最低限度的耐噪声性而不使从逆变器部104产生的电磁噪声流过开关元件1031，优选以电流通路1033的电阻值比开关元件1031的关断状态的电阻值更低的方式进行选定。
以上对于实施例进行了说明，但上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具有说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
附图标记说明
1、2、3、4：电力转换装置，101：整流部，102：电压检测部，103：再生制动部，1031、1041～1046：开关元件，1032、1034、2112、2031～2026：二极管，1033：电流通路，1035、2021～2026、2113：电阻，104：逆变器部，105：制动电阻，106：平滑电容器，107、108、109：半导体模块，110、112：分立元件，111：涌入电流限制部，1111：继电器，1112：限流电阻，201：逆变器过电流检测部，2011～2013、2111：电流检测电阻，202：逆变器驱动部，203、213：栅极驱动部，204、214：缓冲部，211：再生制动过电流检测部，212：再生制动驱动部，221：锁存部，222：逻辑电路，223、224：锁存电路，231：控制部。

Claims (15)

1.一种输入交流电压并输出交流电功率的电力转换装置，其特征在于，包括：
对交流电压进行整流而输出直流电压的整流部；
使所述直流电压平滑的平滑电容器；
输入所述直流电压而输出交流电功率的逆变器部；
对所述逆变器部输出栅极信号的逆变器驱动部；
与所述平滑电容器并联连接的再生制动部；
对所述再生制动部输出栅极信号的再生制动驱动部；
对所述逆变器驱动部和所述再生制动驱动部输出驱动信号的控制部；
在所述再生制动部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的再生制动过电流检测部；和
输入从所述再生制动过电流检测部输出的过电流检出信号而对所述控制部输出栅极输出切断信号的锁存部，
在所述再生制动过电流检测部检测出过电流的情况下，所述逆变器部和所述再生制动部的开关元件以关断状态停止。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述再生制动驱动部具有从所述控制部输入驱动信号的再生制动缓冲部和对所述再生制动部输出栅极信号的再生制动栅极驱动部。
3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：
所述锁存部在所述再生制动过电流检测部检测出过电流的情况下对所述再生制动缓冲部输出栅极输出切断信号，使得从所述再生制动驱动部输出的栅极信号使所述再生制动部的开关元件以关断状态停止。
4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
具有在所述逆变器部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的逆变器过电流检测部，
所述锁存部输入从所述再生制动过电流检测部和所述逆变器过电流检测部输出的过电流检出信号，来对所述控制部输出栅极输出切断信号。
5.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于：
所述再生制动驱动部具有从所述控制部输入驱动信号的再生制动缓冲部和对所述再生制动部输出栅极信号的再生制动栅极驱动部，
所述逆变器驱动部具有从所述控制部输入驱动信号的逆变器缓冲部和对所述逆变器部输出栅极信号的逆变器栅极驱动部。
6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：
所述锁存部在所述再生制动过电流检测部或所述逆变器过电流检测部检测出过电流的情况下对所述再生制动缓冲部和所述逆变器缓冲部输出栅极输出切断信号，使得从所述再生制动驱动部和所述逆变器驱动部输出的栅极信号使所述再生制动部和所述逆变器驱动部的开关元件以关断状态停止。
7.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于：
所述锁存部由逻辑电路和锁存电路构成。
8.如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于：
所述逻辑电路输入从所述再生制动过电流检测部和所述逆变器过电流检测部输出的过电流检出信号，在所述再生制动过电流检测部或所述逆变器过电流检测部检测出过电流的情况下输出过电流检出信号，
所述锁存电路在输入了从所述逻辑电路输出的过电流检出信号的情况下输出栅极输出切断信号，使得从所述再生制动驱动部和所述逆变器驱动部输出的栅极信号使所述再生制动部和所述逆变器部的开关元件以关断状态停止。
9.如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于：
所述锁存电路输入从所述再生制动过电流检测部和所述逆变器过电流检测部输出的过电流检出信号，在所述再生制动过电流检测部或所述逆变器过电流检测部检测出过电流的情况下输出栅极输出切断信号，
所述逻辑电路在输入了从所述锁存电路输出的栅极输出切断信号的情况下输出栅极输出切断信号，使得从所述再生制动驱动部和所述逆变器驱动部输出的栅极信号使所述再生制动部和所述逆变器部的开关元件以关断状态停止。
10.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述锁存部包括触发器电路，接收从所述控制部输出的复位信号来解除锁存停止状态。
11.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述过电流检出信号从所述再生制动过电流检测部检测出过电流起经过规定时间后停止输出。
12.一种输入交流电压并输出交流电功率的电力转换装置，其特征在于，包括：
对交流电压进行整流而输出直流电压的整流部；
使所述直流电压平滑的平滑电容器；
输入所述直流电压而输出交流电功率的逆变器部；
与所述平滑电容器并联连接的再生制动部；和
在所述再生制动部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的再生制动过电流检测部，
在内置有构成所述再生制动部的开关元件的半导体封装的外部的、所述开关元件的集电极端子或漏极端子与所述直流电压的负电压侧之间，具有电流通路。
13.一种输入交流电压并输出交流电功率的电力转换装置，其特征在于，包括：
对交流电压进行整流而输出直流电压的整流部；
使所述直流电压平滑的平滑电容器；
输入所述直流电压而输出交流电功率的逆变器部；
与所述平滑电容器并联连接的再生制动部；和
在所述再生制动部中流动的电流超过了判断值的情况下输出过电流检出信号的再生制动过电流检测部，
在内置有构成所述再生制动部的开关元件的半导体封装的外部的、所述开关元件的集电极端子或漏极端子与所述直流电压的高电压侧之间，具有电流通路。
14.如权利要求12或13所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电流通路包括二极管或电阻。
15.如权利要求12或13所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电流通路的电阻值低于所述开关元件的关断状态的电阻值。
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