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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Leistungswandler, die mit längs in Reihe geschalteten Schaltelementen und einem Treiber zum Ansteuern der Schaltelemente ausgestattet sind.
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Stand der Technik
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Ein bekannter Ansatz als Mittel zu einem Entladen von Ladung, die in einem Glättungskondensator gespeichert ist, ist es, eines oder mehrere Schaltelemente auszuschalten bevor ein Strom, der durch das eine oder mehrere Schaltelemente fließt, ein Überstrom wird. Ein anderer bekannter Ansatz für das Entlademittel ist es, eine Ein-Spannung für ein Schaltelement auf einen Pegel zu reduzieren, der verhindert, dass ein Strom, der durch das Schaltelement fließt, ein Überstrom wird (siehe erstes Patendokument).
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Oben besprochene Technik
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Patentdokument
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- Erstes Patentdokument: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-232620
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Das erste Patentdokument erfüllt jedoch lediglich folgendes: Zuschalten einer Leistungsquelle von einer Leistungsversorgung (VH) zu einem Bereitstellen einer Hochspannung zu einer Leistungsversorgung (VL) zu einem Bereitstellen einer Niederspannung und gleichzeitiges Ein-/Aussteuern eines jeden Schaltelements, das längs in Reihe geschaltet ist. Wenn die Schaltelemente, die längs in Reihe geschaltet sind, gleichzeitig einschaltet werden, kann ein Schaltelement überhitzt werden oder ein Überstrom kann aufgrund irgendeines Grunds, wie beispielsweise Bauteilversagen, Kabelbruch oder ähnliches, hindurchfließen. In einem solchen Fall kann ein Leistungswandler einschließlich der Schaltelemente beschädigt werden.
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Das gleichzeitige Ein-/Aussteuern der Schaltelemente, die längs in Reihe geschaltet sind, führt zu folgenden Problemen:
Das erste Problem ist es, dass selbst, wenn eine Gate-Spannung eingestellt wird, um einen Strom zu steuern, die Abweichungen (individuelle Differenzen) in den Schaltelementen Abweichungen in der Spannung verursachen, die an den Schaltelementen angelegt wird, die Abweichungen im Entladungsstrom verursachen, so dass Grenzwerte für Kurzschlussstrom und Überstrom nicht bestimmt werden können.
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Das zweite Problem ist es, dass wegen Wärme, die von den Schaltelementen, die längs in Reihe geschaltet sind, separat erzeugt wird, Mittel zu einem Verhindern von Überhitzung für jedes der oberen und unteren Schaltelemente vorgesehen werden müssen und Grenzwerte für Überhitzung nicht bestimmt werden können.
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In Anbetracht der genannten Umstände ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Leistungswandler bereitzustellen, die eine Beschädigung von Schaltelementen und dergleichen verhindern und Überstrom oder Überhitzung durch Begrenzung eines Schaltelements zuverlässiger verhindern, das Überstrom oder Überhitzung verursacht, wenn es Ladung entlädt, die in einem Glättungskondensator gespeichert ist.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Insbesondere ein erfindungsgemäßer Leistungswandler nach Anspruch 1 löst diese Probleme. Der Leistungswandler weist erste und zweite Schaltelemente auf, die an einer Hochpotentialseite und einer Niedrigpotentialseite, bezogen auf ein elektrisches Grundpotential, angeordnet und in Reihe geschaltet sind. Die ersten und zweiten Schaltelemente führen eine Umwandlung der Leistung einer Leistungsquelle durch. Der Leistungswandler weist einen Normaltreiber auf, der auf die Leistung zum Ansteuern der ersten und zweiten Schaltelemente unter Verwendung eines Ansteuerungssignals einwirkt, das eine vorgegebene Spannung und Frequenz aufweist, und eines Kondensators, der parallel zu den ersten und zweiten Schaltelementen geschaltet ist. Der Leistungswandler weist eine Reserve-Leistungsquelle auf, die separat zur Leistungsquelle vorgesehen ist. Die Reserve-Leistungsquelle stellt Leistung während zumindest einem Normalzeitraum oder Entladungszeitraum bereit. Der Leistungswandler weist einen Entladungstreiber auf, der auf die Leistung einwirkt, die von der Reserve-Leistungsquelle bereitgestellt wird, und zumindest eines der ersten oder zweiten Schaltelemente basierend auf einem Ansteuerungssignal ein oder ausschaltet, das zumindest eine Spannung oder Frequenz aufweist, und das andere der ersten oder zweiten Schaltelemente so ansteuert, dass das andere der ersten oder zweiten Schaltelemente immer eingeschaltet ist. Wobei zumindest die Spannung oder die Frequenz des Ansteuerungssignals innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, der kleiner als zumindest die vorgegebene Spannung oder die vorgegebene Frequenz des Ansteuerungssignals ist, das von dem Normaltreiber ausgegeben wird.
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Bei dieser Anordnung ist zusätzlich zu dem Normaltreiber der Entladungstreiber vorgesehen als eine Schaltung zu einem Ansteuern der ersten und zweiten Schaltelemente. Der Entladungstreiber, der auf die Leistung einwirkt, die von der Reserve-Leistungsquelle bereitgestellt wird, schaltet ein Schaltelement der in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schaltelemente basierend auf einer Spannung und einer Frequenz innerhalb von vorgegebenen Bereichen ein bzw. aus, und steuert das andere Schaltelement der ersten oder zweiten Schaltelemente so, dass das andere Schaltelement immer eingeschaltet ist.
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Schaltelemente haben eine Charakteristik, in der sich ein Strom abhängig von einer Steuerspannung ändert. Folglich fließt ein Strom durch ein Schaltelement, wenn eine Steuerspannung zu einem Einschalten daran angelegt wird. Um ein Entladen schnell zu beenden, ist es erwünscht, dass ein Schaltelement immer durch eine Steuerspannung eingeschaltet ist, die das Schaltelement vollständig sättigt; die Steuerspannung wird nachfolgend nur noch als Sättigungsspannung bezeichnet. Aus diesem Grund wird die Sättigungsspannung normalerweise als die vorgegebene Spannung genutzt, die von dem Normaltreiber ausgegeben wird.
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Jedoch könnte ein Überstrom durch das Schaltelement fließen, wenn ein Schaltelement durch den Sättigungsstrom immer eingeschaltet wäre, was die Möglichkeit des Auftretens einer Störung im Schaltelement erhöhen könnte.
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Außerdem haben Schaltelemente eine Charakteristik, in der sie sich wahrscheinlich erwärmen (wahrscheinlich an Temperatur zunehmen), wenn sie wiederholt ein-/ausgeschaltet werden.
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Folglich schaltet die vorliegende Erfindung ein Schaltelement der ersten oder zweiten Schaltelemente ein/aus, basierend auf dem Ansteuerungssignal, das zumindest eine Spannung oder Frequenz hat. Die zumindest eine Spannung oder Frequenz des Ansteuerungssignals ist innerhalb eines vorgegebenen Bereichs niedriger als zumindest eine vorgegebene Spannung oder Frequenz des Ansteuerungssignals, die von dem Normaltreiber während eines Entladens des Glättungskondensators ausgegeben wird.
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Folglich ist es möglich, während des Entladens des Glättungskondensators eine Menge an erzeugter Wärme und eine Menge an Strom im Vergleich zu üblichen Mengen zu reduzieren; es ist möglich, die Möglichkeit des Auftretens einer Fehlfunktion in den ersten und zweiten Schaltelementen und dergleichen zu reduzieren. Es ist möglich, eine störungssichere Funktion zu verbessern, weil die Reserve-Leistungsquelle das Entladen des Glättungskondensators erlaubt, obwohl die Leistungsquelle abgeschaltet ist. Es ist möglich, ein Schaltelement zu begrenzen, das Überstrom oder Überhitzung an ersten oder zweiten Schaltelementen verursacht, wodurch Überstrom oder Überhitzung zuverlässiger verhindert wird.
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Man beachte, dass als Leistungsquelle eine Gleichstrom-Leistungsquelle (eine Batterie oder dergleichen), eine System-Leistungsquelle, ein Wandler oder dergleichen, die beispielsweise Leistung bereitstellen können, anwendbar sind. Der Normalzeitraum stellt einen Zeitpunkt oder Zeitraum dar, während dem normale Leistungsumwandlung durchgeführt wird und der Entladungszeitraum stellt einen Zeitpunkt oder Zeitraum dar, während dem Ladung, die im Glättungskondensator gespeichert ist, ohne Leistungsumwandlung entladen wird. Folglich überlappen sich der Normalzeitraum und der Entladungszeitraum nicht. Als Schaltelemente können beliebige Halbleiterelemente, die Schaltfunktionen haben, wie FETs (insbesondere MOSFETs, JFETs, MESFETs, und der gleichen), IGBTs, GTOs und Leistungstransistoren verwendet werden. Als Glättungskondensator kann ein beliebiges Schaltungselement verwendet werden, das ein Speicher- und Entladungsmittel aufweist, wie ein Kondensator, der in der Lage ist, Ladung darin zu speichern und Ladung daraus zu einem Ausführen einer Glättungsfunktion zu entladen. Der Normaltreiber muss für jedes Schaltelement vorgesehen sein, aber zumindest ein Entladungstreiber kann im Leistungswandler vorgesehen sein. Der vorgegebene Bereich ist ein beliebiger Bereich, der niedriger ist als zumindest die vorgegebene Spannung oder Frequenz des Ansteuerungssignals, das von dem Normaltreiber ausgegeben wird (das heißt, ein Signal zu dem Ansteuern eines Schaltelements); und in der Lage ist ein Schaltelement anzusteuern. Für Spannungswerte des Ansteuerungssignals wird bevorzugt ein Bereich festgelegt, der einen Schwellwert aufweist, bei dem ein Schaltelement von ein nach aus oder von aus nach ein geschaltet wird. Zum Beispiel, wenn der Schwellwert 7 V ist, ist der Bereich von 7 bis 10 V bevorzugt für Spannungswerte des Ansteuerungssignals festgelegt.
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Eine Erfindung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungstreiber einen Überhitzungsschutz aufweist, der eines der ersten und/oder zweiten Schaltelemente davor schützt, ein- oder ausgeschaltet zu werden, entsprechend dem Ansteuerungssignal, das zumindest die Spannung oder die Frequenz innerhalb des vorgegebenen Bereichs des Überhitzens hat, wodurch verhindert wird, dass das erste oder zweite Schaltelement eine erlaubte Temperatur überschreitet. Der Überhitzungsschutz kann frei ausgebildet sein als Mittel zu einem Verhindern, dass ein Schaltelement überhitzt, wobei dessen Temperatur die erlaubte Temperatur überschreitet. Zum Beispiel kann der Überhitzungsschutz eine Temperatur-Messeinheit, wie ein Thermometer und eine temperaturempfindliche Diode, die die Temperatur eines Schaltelements misst, und eine Signal-Änderungseinheit aufweisen, die basierend auf Informationen hinweisend auf die Temperatur, die durch die Temperaturmesseinheit gemessen wird, das Ansteuerungssignal (zumindest die Spannung oder die Frequenz) ändert. Durch diese Anordnung schützt der Überhitzungsschutz das Schaltelement vor dem Überschreiten der erlaubten Temperatur, selbst wenn ein Schaltelement eingeschaltet/ausgeschaltet wird. Folglich ist es möglich, die Möglichkeit des Auftretens einer Störung in einem Schaltelement und dergleichen zuverlässiger zu reduzieren.
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Eine Erfindung nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungstreiber einen Überstromschutz aufweist, der verhindert, dass ein Strom, der durch das andere erste oder zweite Schaltelement fließt, das immer eingeschaltet ist, einen erlaubten Stromwert überschreitet. Der Überstromschutz kann frei ausgebildet sein als Mittel zu einem Verhindern, dass ein Strom, der durch ein Schaltelement fließt, den erlaubten Stromwert überschreitet. Zum Beispiel kann der Überstromschutz eine Strommesseinheit, wie ein Amperemeter und ein Stromfühler, die den Strom misst, der durch ein Schaltelement fließt, und eine Steuerspannungs-Änderungseinheit aufweisen, die das Ansteuerungssignal (eine Steuerspannung) ändert, basierend auf Information hinweisend auf den Strom, der durch die Strommesseinheit gemessen wird. Durch diese Anordnung verhindert der Überstromschutz, dass der Strom, der durch das andere Schaltelement fließt, den erlaubten Stromwert überschreitet, selbst wenn das andere Schaltelement gesteuert ist, um immer eingeschaltet zu sein. Folglich ist es möglich, die Möglichkeit des Auftretens einer Störung in einem Schaltelement und der gleichen zuverlässiger zu reduzieren.
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Eine Erfindung nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungstreiber ein Schaltelement korrespondierend zu der Hochpotentialseite des ersten und zweiten Schaltelements gemäß dem Ansteuerungssignal ein-/ausschaltet, das zumindest eine Spannung oder die Frequenz innerhalb des vorgegebenen Bereichs aufweist, die niedriger als zumindest die vorgegebene Spannung oder Frequenz des Ansteuerungssignals, das von dem Normaltreiber ausgegeben wird, und das das andere Schaltelement korrespondierend zu der Niedrigpotentialseite des ersten und zweiten Schaltelements so ansteuert, dass das andere Schaltelement immer eingeschaltet ist. Durch diese Anordnung wird Wärme voraussichtlich in dem Schaltelement der Hochpotentialseite erzeugt, anstatt in dem Schaltelement der Niedrigpotentialseite, da das Schaltelement der Hochpotentialseite ein höheres elektrisches Potential hat als das Schaltelement der Niedrigpotentialseite in Bezug auf das elektrische Grundpotential. Folglich kann ein Steuern von Ein-/Aussteuern des Schaltelements der Hochpotentialseite die gesamte Wärmemenge reduzieren. Dies ermöglicht es, die Möglichkeit des Auftretens einer Störung in einem Schaltelement und dergleichen zuverlässiger zu reduzieren.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist eine Ansicht, die schematisch eine erste beispielhafte Anordnung eines Leistungswandlers zeigt;
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2 ist ein Schaltbild, das eine beispielhafte Anordnung eines Schaltelements zeigt;
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3 ist ein Zeitdiagramm hinweisend auf eine zeitabhängige Änderung in einem ersten Beispiel von Abläufen während eines Entladens;
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4 st eine Ansicht, die schematisch eine zweite beispielhafte Anordnung des Leistungswandlers zeigt;
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5 ist eine Ansicht, die schematisch eine dritte beispielhafte Anordnung des Leistungswandlers zeigt;
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6 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Anwendung eines Wechselrichters zeigt;
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7 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Anwendung eines Wandlers zeigt; und
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8 ist ein Zeitdiagramm hinweisend auf eine zeitabhängige Änderung in einem zweiten Beispiel von Abläufen während eines Entladens.
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Ausführungsformen zu dem Ausführen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Man beachte, sofern nicht anders angegeben, dass „verbunden mit” eine elektrische Verbindung bedeutet. Aufeinanderfolgende Bezugszeichen werden durch Verwendung von „-” vereinfacht. Zum Beispiel Schaltelemente Q1–Q6 bedeutet Schaltelemente Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 und Q6. Richtungen, wie aufwärts, abwärts, linke und rechte Richtungen, basieren auf den Beschreibungen in den Zeichnungen. Jedes beliebige Gerät kann als ein „Ausgabegerät” angelegt werden, das Leistung ausgibt, die durch einen Leistungswandler umgewandelt wird. Die Fälle, in denen ein Motor-Generator für Fahrzeuge, der einen Motor starten kann und Leistung erzeugen kann, an ein „Ausgabegerät” angelegt wird, werden als ein Beispiel beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Beispiel des Aufbaus eines Leistungswandlers, der die vorliegende Erfindung entsprechend einer ersten Ausführungsform implementiert, wird mit Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. 1 zeigt schematisch eine erste beispielhafte Anordnung des Leistungswandlers und 2 zeigt ein Schaltbild einer beispielhaften Anordnung eines Schaltelements. 3 zeigt ein Zeitdiagramm hinweisend auf ein erstes Beispiel von Abläufen während eines Entladens. 4 zeigt schematisch eine zweite beispielhafte Anordnung des Leistungswandlers und 5 zeigt schematisch eine dritte beispielhafte Anordnung des Leistungswandlers.
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(Erste beispielhafte Anordnung)
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Die erste beispielhafte Anordnung wird beschrieben mit Bezugnahme auf 1. Der Leistungswandler, der in 1 gezeigt ist, hat eine Funktion zu dem Umwandeln von Leistung, die von einer Leistungsquelle Es bereitgestellt wird, umzuwandeln und auszugeben.
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Dieser Leistungswandler weist eine Reserve-Leistungsquelle Eb, einen Glättungskondensator Cav, Normaltreiber Mu und Md, einen Entladungstreiber Mb, Schaltelemente Qu und Qd, Dioden Du und Dd und ein Steuergerät CU auf. In diesen Elementen ist der Normaltreiber Mu für das Schaltelement Qu bereitgestellt und der Normaltreiber Md ist für das Schaltelement Qd bereitgestellt. Im Gegensatz dazu ist der Entladungstreiber Mb für jedes Paar der Schaltelemente Qu und Qd bereitgestellt, die in Reihe verbunden sind und zwischen der Oberseite (Hochpotentialseite) und der Unterseite (Niedrigpotentialseite) der Leistungsquelle Es parallel dazu geschaltet sind. Die Anzahl von weiteren Elementen in diesen Elementen, die im Leistungswandler bereitgestellt werden, ist eins oder höher.
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Die Leistungsquelle Es und die Reserve-Leistungsquelle Eb sind unterschiedliche Leistungsversorgungsquellen. Der Glättungskondensator Cav ist parallel verbunden mit der Leistungsquelle Es und die Reserve-Leistungsquelle Eb ist parallel verbunden mit dem Glättungskondensator Cav.
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Als Leistungsquelle Es ist eine Gleichstrom-Leistungsquelle (Batterie oder dergleichen), eine System-Leistungsquelle, eine Wandlerschaltung oder dergleichen verwendbar. Die Reserve-Leistungsquelle Eb kann zumindest eines davon haben: einen Aufbau, der normalerweise Leistung parallel zur Leistungsquelle Es bereitstellt, oder einen Aufbau, der Notstrom bereitstellt, wenn die Leistungsquelle Es aufgrund einer Abschaltung, wie einer Unterbrechung im Leistungsversorgungskabel oder dergleichen, keine Leistung bereitstellen kann. Zum Beispiel wandelt der letztere Aufbau Ladung, das heißt Leistung, die in dem dargestellten Glättungskondensator Cav als einer Leistungsquelle gespeichert ist, in benötigte Spannung oder Strom um und stellt diese bereit.
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Der Glättungskondensator Cav ist betreibbar, um Leistung zu glätten, insbesondere Spannung, die von der Leistungsquelle Es bereitgestellt wird. Als Glättungskondensator Cav kann ein Element verwendet werden, das in der Lage ist, Ladung darin zu speichern und Ladung daraus zu entladen. Die Position des Glättungskondensators Cav ist optional, und daher kann der Glättungskondensator Cav innerhalb des Leistungswandlers, innerhalb der Leistungsquelle Es, zwischen dem Leistungswandler und der Leistungsquelle Es oder dergleichen bereitgestellt werden.
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Die Schaltelemente Qu und Qd sind längs in Reihe geschaltet und betreibbar, um Leistung umzuwandeln, wenn sie ein- oder ausgeschaltet werden. Die Schaltelemente Qu und Qd sind mit der Reserve-Leistungsquelle Eb parallel geschaltet.
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Für die Schaltelemente Qu und Qd werden Halbleiterelemente verwendet, wie IGBTs und Leistungstransistoren, die eine Schaltfunktion haben. Zu dem Ausführen der vorliegenden Erfindung wird ein spezielles Schaltungsbeispiel, das die Schaltelemente Qu und Qd aufweist, später beschrieben (siehe 2). Jede der Dioden Du und Dd ist zwischen einem Eingangsanschlusspunkt (zum Beispiel Source, Kollektor oder dergleichen) und einem Ausgangsanschlusspunkt (zum Beispiel Drain, Emitter oder dergleichen) eines entsprechenden Schaltelements Qu oder Qd und parallel dazu geschaltet. Jede der Dioden Du und Dd dient als eine Freilaufdiode.
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Insbesondere der Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Qu ist mit dem Eingangsanschlusspunkt des Schaltelements Qd verbunden, und der Eingangsanschlusspunkt des Schaltelements Qu ist mit dem positiven Anschlusspunkt sowohl der Leistungsquelle Es als auch der Reserve-Leistungsquelle Eb und einem Ende des Glättungskondensators Cav verbunden. Der Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Qd ist mit dem negativen Anschlusspunkt sowohl der Leistungsquelle Es als auch der Reserve-Leistungsquelle Eb und dem anderen Ende des Glättungskondensators Cav verbunden.
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Jeder der Normaltreiber Mu und Md ist mit einem Steueranschlusspunkt (zum Beispiel Gate, Basis oder dergleichen) eines entsprechenden Schaltelements Qu oder Qd verbunden. Die Normaltreiber Mu und Md haben zugehörige Anschlusspunkte Pu und Pd, und die Anschlusspunkte Pu und Pd sind mit dem Steuergerät CU verbunden.
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Jeder der Normaltreiber Mu und Md ist betreibbar, um während einem Normalzeitraum, in dem Leistung umgewandelt wird, um an ein Ausgabegerät ausgegeben zu werden, ein Ansteuerungssignal zu dem Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Qu oder Qd auszugeben gemäß einer Anweisung, die von dem Steuergerät CU einem entsprechendem Anschlusspunkt Pu oder Pd zugeführt wird, wodurch ein Ein/Aus eines entsprechenden der Schaltelemente Qu oder Qd individuell gesteuert wird. Die Normaltreiber Mu und Md arbeiten mit Leistung (Spannung Vs), die von einer Normaltreiber-Leistungsquelle (nicht gezeigt) bereitgestellt wird. Die Normaltreiber-Leistungsquelle weist einen Stabilisator und dergleichen auf. Die Normaltreiber-Leistungsquelle erhält Leistung, die von der Leistungsquelle Es oder dergleichen bereitgestellt wird, wandelt diese in Leistung um, wie Spannung und Strom, womit der Normaltreiber Mu und Md betrieben werden kann, und stellt die umgewandelte Leistung stabil bereit. Jedes Signal, das die Schaltelemente ansteuern kann, kann als Ansteuerungssignal verwendet werden. In der ersten beispielhaften Anordnung ist das Ansteuerungssignal ein Spannungssignal mit vorgegebener Amplitude und vorgegebener Frequenz. Ein Pulsweiten-Modulationssignal (PWM) oder ein Pulsfrequenz-Modulationssignal (PFM) kann als Ansteuerungssignal verwendet werden.
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Der Entladungstreiber Mb ist mit dem Steueranschlusspunkt eines jeden Schaltelements Qu und Qd verbunden. Der Entladungstreiber Mb hat einen Anschlusspunkt Pb, der mit dem Steuergerät CU verbunden ist.
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Der Entladungstreiber Mb wird während eines Entladungszeitraums angesteuert, das heißt, während eines Zeitraums, in dem eine Entladung von Ladung durchgeführt wird, die im Glättungskondensator Cav gespeichert ist; dieser Zeitraum ist anders als der Normalzeitraum. Wenn der Entladungstreiber Mb angesteuert wird, gibt er das Ansteuerungssignal an den Ausgangsanschlusspunkt aus, beispielsweise an das Gate eines jeden Schaltelements Qu und Qd, wodurch das individuelle Ein/Aus eines jeden Schaltelements Qu und Qd individuell gesteuert wird. Das Ansteuerungssignal ist ein Spannungssignal mit einer vorgegebenen Amplitude und einer vorgegebener Frequenz. Ein Pulsweiten-Modulationssignal (PWM) oder ein Pulsfrequenz-Modulationssignal (PFM) ist als Ansteuerungssignal verwendbar.
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Der Entladungstreiber Mb wird aktiviert, wenn er Leistung empfängt (Spannung Vb), die von der Reserve-Leistungsquelle Eb bereitgestellt wird, und weist einen Überhitzungsschutz Mh, einen Überstromschutz Mc und so weiter auf.
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Der Überhitzungsschutz Mh hat eine Funktion die Temperatur eines Schaltelements zu überwachen, das während des Entladungszeitraums ein- oder ausgeschaltet werden soll, etwa die Temperatur eines jeden Schaltelements Qu und Qd in 1, und das Schaltelement vor Überhitzung zu schützen, wodurch verhindert wird, dass die überwachte Temperatur eine erlaubte Temperatur überschreitet. Der Überhitzungsschutz Mh kann beliebig ausgebildet sein, soweit er diese Funktion erfüllt. Zum Beispiel weist der Überhitzungsschutz Mh beispielsweise eine Temperaturerfassungseinheit und eine Signaländerungseinheit auf. Beispielsweise ist ein Thermometer oder eine temperaturempfindliche Diode als Temperaturerfassungseinheit verwendbar. Die Temperaturerfassungseinheit misst die Temperatur der Schaltelemente. Die Signaländerungseinheit ändert, basierend auf Informationen hinweisend auf die Temperatur, die durch die Temperaturerfassungseinheit gemessen wird, das Ansteuerungssignal, das zu den Schaltelementen Qu und Qd gesendet werden soll. Zum Beispiel ändert die Signaländerungseinheit in der ersten beispielhaften Anordnung zumindest die Amplitude (Spannung) oder die Frequenz.
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Der Überstromschutz Mc hat eine Funktion den Strom zu überwachen, der durch ein Schaltelement fließt, das während des Entladungszeitraums immer eingeschaltet ist, so wie jedes Schaltelement Qu oder Qd in 1, und zu verhindern, dass ein Überstrom fließt durch Verhindern, dass der überwachte Strom einen erlaubten Stromwert überschreitet. Der Überstromschutz Mc kann beliebig ausgebildet sein, soweit er diese Funktion erfüllt. Zum Beispiel weist der Überstromschutz Mc beispielsweise eine Stromerfassungseinheit und eine Steuerspannungs-Änderungseinheit auf. Beispielsweise ist ein Amperemeter oder ein Fühler-Anschlusspunkt als Stromerfassungseinheit verwendbar. Die Stromerfassungseinheit misst den Strom, der durch die Schaltelemente fließt. Die Steuerspannungs-Änderungseinheit ändert eine Steuerspannung (zum Beispiel die Gate-Spannung) basierend auf Informationen hinweisend auf den Strom, der durch die Stromerfassungseinheit gemessen wird.
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Es gibt zwei Strukturen zu einem Ausgeben des Ansteuerungssignals von dem Entladungstreiber Mb:
Die Struktur ist so, dass das Ansteuerungssignal von dem Entladungstreiber Mb entsprechend einer Anweisung ausgegeben wird, die von dem Steuergerät CU dem Anschlusspunkt Pb zugeführt wird.
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Die Struktur, bezeichnet als eine aktive Struktur, ist so, dass das Ansteuerungssignal von dem Entladungstreiber Mb entsprechend der Bestimmung des Entladungstreibers Mb selbst ausgegeben wird.
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Wie beispielsweise durch die Strichpunktlinie mit zwei Punkten dargestellt, überwacht die aktive Struktur Leistung (Spannung Vs), die den Normaltreibern Mu und Md bereitgestellt wird, und gibt von sich aus das Ansteuerungssignal zu jedem der Schaltelemente Qu und Qd aus, wenn die überwachte Leistung (Spannung Vs) von Normalwerten geändert wird und einen vorgegebenen Schwellwert erreicht; der vorgegebene Schwellwert, etwa 3 V, ist ein Wert, der jedes Schaltelement Qu oder Qd dazu bringt, in dem Zustand zu sein, in dem jedes der Schaltelemente Qu und Qd keine Leistungsumwandlung durchführen kann.
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Das Steuergerät CU hat eine Funktion die Gesamtvorgänge des Leistungswandlers, eines anderen Gerätes oder einer Schaltung und der gleichen, zu steuern. Das Steuergerät CU kann beliebig ausgebildet sein, soweit es diese Funktion erfüllt. Zum Beispiel ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), die in Fahrzeugen installierbar ist, als Steuergerät CU verwendbar. In dem Beispiel, das in 1 dargestellt ist, übermittelt das Steuergerät CU individuell zu jedem der Normaltreiber Mu und Md und dem Entladungstreiber Mb eine Anweisung, um jedes Schaltelement Qu und Qd ein- oder auszusteuern.
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Ein spezielles Schaltungsbeispiel aufweisend die Schaltelemente Qu und Qd wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigt das Schaltungsbeispiel basierend auf einem Schaltelement Qn. Das Schaltelement Qn ist repräsentativ für jedes Schaltelement Qu oder Qd und eine Diode Dn ist repräsentativ für jede der Dioden Du und Dd, die nachstehend für Schaltelemente und Dioden verwendet werden, die ebenso in den 6 und 7 dargestellt sind.
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Ebenso wie die Diode Du oder Dd für das Schaltelement Qu oder Qd, dargestellt in 1, ist eine Diode Dn zwischen einem Eingangsanschlusspunkt (zum Beispiel Source, Kollektor oder dergleichen) und einem Ausgangsanschlusspunkt (zum Beispiel Drain, Emitter oder dergleichen) des Schaltelements Qn und parallel dazu geschaltet. Eine temperaturempfindliche Diode Dtn ist für das Schaltelement Qn als ein Strukturelement des Überhitzungsschutzes Mh vorgesehen. Zum Beispiel ist die temperaturempfindliche Diode Dtn im Schaltelement Qn oder auf der Oberfläche (eine oder mehrere Seiten) des Schaltelements Qn vorgesehen.
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Ein Fühler-Anschlusspunkt Psn ist als ein Strukturelement des Überstromsschutzes Mc für das Schaltelement Qn vorgesehen. Mit anderen Worten, das Schaltelement Qn ist ausgestattet mit dem Fühler-Anschlusspunkt Psn und verwendet den Fühler-Anschlusspunkt Psn als ein Strukturelement des Überstromsschutzes Mc. Ein Widerstand Rn ist zwischen dem Fühler-Anschlusspunkt Psn und dem Ausgangsanschlusspunkt als ein Strukturelement des Überstromsschutzes Mc angeschlossen.
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Die temperaturempfindliche Diode Dtn weist eine oder mehrere Dioden auf, die in Reihe geschaltet sind; jede Diode ändert ihre Spannung zwischen den Anschlüssen abhängig von der Temperatur. Die Anode der temperaturempfindlichen Diode Dtn ist mit einer Leistungsversorgungsquelle (zum Beispiel der Reserve-Leistungsquelle Eb oder dergleichen) verbunden, und die Kathode ist mit dem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Qn verbunden. Ein konstanter Strom wird von einer Leistungsversorgungsquelle an die temperaturempfindliche Diode Dtn bereitgestellt. Eine Spannung Vtn über der temperaturempfindlichen Diode Dtn hängt von der Temperatur Tn ab.
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Eine Steuerspannung Vgn, das heißt eine Spannung des Ansteuerungssignals, wird zwischen einem Steuerungsanschlusspunkt (zum Beispiel Gate, Basis oder dergleichen) und dem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Qn angelegt, um das Schaltelement Qn anzusteuern. Die Stärke eines Stroms I, der von dem Eingangsanschlusspunkt des Schaltelements Qn durch den Ausgangsanschlusspunkt fließt, ändert sich in der Stärke abhängig von der Stärke der Steuerspannung Vgn. Außerdem ändert sich die Größe eines Messstroms Isn, der von dem Messanschlusspunkt Psn fließt, in Abhängigkeit der Größe der Steuerspannung Vgn. Eine Messspannung Vsn entwickelt sich über den Widerstand Rn, durch den der Messstrom Isn fließt; die Messspannung Vsn ist mit dem Messstrom Isn korreliert.
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Die Spannung Vtn wird dem Überhitzungsschutz Mb zugeführt und wird durch einen A/D-Wandler als ein Strukturelement des Überhitzungsschutzes Mb umgewandelt. Die umgewandelte Information (digitale Daten) wird als die Temperaturinformation (die Temperatur Tn) gemäß einer Korrelationsfunktion verwendet, die der Überhitzungsschutz Mb zwischen der Spannung Vtn und Temperatur hat. Die Messspannung Vsn wird dem Überstromschutz Mc zugeführt und wird durch einen A/D-Wandler als ein Strukturelement des Überstromschutzes Mc umgewandelt. Die umgewandelte Information (digitale Daten) wird als die Strominformation (der Stroms I) gemäß einer Korrelationsfunktion verwendet, die der Überstromschutz Mc zwischen der Messspannung Vsn und dem Strom I hat, der von dem Eingangsanschlusspunkt des Schaltelements Qn durch den Ausgangsanschlusspunkt fließt.
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Ein Beispiel von Abläufen des Leistungswandlers, entworfen wie oben dargelegt, wird mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. Als „ein Schaltelement” wird ein Schaltelement des oberen Zweigs bzw. Arms, im folgenden Oberarmschaltelement, Qu und als „das andere Schaltelement” wird ein Schaltelement des unteren Zweigs bzw. Arms, im folgenden Unterarmschaltelement, Qd (siehe 1) als Beispiel verwendet. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, so dass sie mit der Zeit voranschreitet. Die vertikale Achse repräsentiert: Die Änderung in der Versorgungsspannung von der Leistungsquelle Es; die Änderung in dem Ansteuerungssignal, das von dem Normaltreiber Mu (Md) an das Schaltelement Qu (Qd) übertragen wird, die Änderung in der Spannungsversorgung von der Reserve-Leistungsquelle Eb; die Änderung in dem Ansteuerungssignal, das von dem Entladungstreiber Mb zu dem Oberarmschaltelement Qu übertragen wird und die Änderung in dem Ansteuerungssignal, das von dem Entladungstreiber Mb zu dem Unterarmschaltelement Qd übertragen wird, in dieser Reihenfolge.
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Leistung (Spannung Vs) wird von der Leistungsquelle Es dem Normaltreiber Mu (Md) bis zu dem Zeitpunkt t1 bereitgestellt, so dass der Normaltreiber Mu (Md) das Ansteuerungssignal dem Schaltelement Qu (Qd) entsprechend einer Anweisung von dem Steuergerät CU überträgt. Das Ansteuerungssignal ist ein Pulssignal, das die Maximalspannung Vc und eine angewiesene Frequenz Fc hat. Die Spannung Vc nimmt einen Wert an innerhalb des Bereichs zwischen einer Schwellwertspannung Vt und einer Sättigungsspannung Vm, was ausgedrückt wird durch „Vt ≤ Vc ≤ Vm”. Die Schwellwertspannung Vt ist beispielsweise 7 V und die Sättigungsspannung ist beispielsweise 15 V. Der Entladungstreiber Mb hingegen ist inaktiv und überträgt daher nicht das Ansteuerungssignal an die Schaltelemente Qu und Qd, da die Leistung (Spannung Vb) nicht von der Reserve-Leistungsquelle Eb bereitgestellt wird.
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Zum Zeitpunkt t1 wird keine Leistung von der Leistungsquelle Es bereitgestellt aufgrund einer Abschaltung, wie eine Unterbrechung in einem Leistungsversorgungskabel oder dergleichen. Aus diesem Grund beginnt die Reserve-Leistungsquelle Eb, den Entladungstreiber Mb mit Leistung (Spannung Vb) zu versorgen. Der Entladungstreiber Mb, der die bereitgestellte Leistung erhält, überträgt das Ansteuerungssignal zu jedem Schaltelement Qu oder Qd. Das Ansteuerungssignal, das zu dem Oberarmschaltelement Qu übertragen wird, ist ein Pulssignal, das die Schwellwertspannung Vt als seine Maximalspannung und eine Frequenz Fb1 hat, die niedriger als die Frequenz des Ansteuerungssignals ist, das von dem Normaltreiber Mu (Md) übertragen wird, was als „Fb1 < Fc” ausgedrückt wird. Das Ansteuerungssignal, das dem Unterarmschaltelement Qd übertragen wird, ist die konstante Sättigungsspannung Vm, um zu bewirken, dass das Schaltelement Qd immer eingeschaltet ist.
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Nach dem Zeitpunkt t1, ändert der Entladungstreiber Mb das Ansteuerungssignal entsprechend dem Strom I (oder der Temperatur Tn) und überträgt es zu dem Schaltelement Qu. In einer beispielhaften Steuerung, dargestellt in 3, ändert der Entladungstreiber Mb die Ansteuerungsoszillation zu einem Pulssignal mit einer Frequenz Fb2, die niedriger als die Frequenz Fb1 zu dem Zeitpunkt t2 ist, was als „Fb2 < Fb1” ausgedrückt wird. Wenn der Zeitpunkt t3 erreicht ist, ändert der Entladungstreiber Mb die Ansteuerungsoszillation zu einem Pulssignal mit einer Frequenz Fb3, die höher ist als die Frequenz Fb2, was als „Fb2 < Fb3 < Fb1” ausgedrückt wird. Man beachte, dass die Größenverhältnisse ein Beispiel sind und sie in Abhängigkeit der Größe des Stroms I, der durch jedes Schaltelement Qu oder Qd fließt, oder der Temperatur Tn des Schaltelements Qu geändert werden.
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(Zweite beispielhafte Anordnung)
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Die zweite beispielhafte Anordnung wird mit Bezugnahme auf 4 beschrieben. Ein Leistungswandler, dargestellt in 4, zeigt eine beispielhafte Anordnung anstelle des Leistungswandlers, der in 1 dargestellt ist, und daher werden hauptsächlich unterschiedliche Punkte zwischen ihnen beschrieben. Aus diesem Grund werden Elementen, die die Gleichen sind, wie die Elemente, die in 1 dargestellt sind, die identischen Bezugszeichen zugeordnet und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
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Der Leistungswandler, dargestellt in 4, ist mit einem Entladungstreiber Mbu für das Schaltelement Qu und einem Entladungstreiber Mbd für das Schaltelement Qd ausgestattet, was unterschiedlich zu dem Leistungswandler ist, der in 1 dargestellt ist. Ein Element, das von der Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 4 einrahmt ist, entspricht dem Entladungstreiber Mb; dieses Element weist den separaten Entladungstreiber Mbu und Entladungstreiber Mbd auf.
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Die Entladungstreiber Mbu und Mbd haben jeweilige Anschlusspunkte Pbu und Pbd, die mit dem Steuergerät CU (nicht gezeigt in 4) verbunden sind. Die Entladungstreiber Mbu und Mbd werden aktiviert, wenn sie Leistung erhalten, die von der Reserve-Leistungsquelle Eb bereitgestellt wird. Zu dem Implementieren der Steuerung, dargestellt in 3, weist der Entladungstreiber Mbu den Überhitzungsschutz Mb auf, und der Entladungstreiber Mbd weist den Überstromschutz Mc auf, wie auch in der ersten Ausführungsform. Besonders der Entladungstreiber Mbu führt nur Ein/Aus-Ansteuerungen des Schaltelements Qu durch, und der Entladungstreiber Mbd steuert das Schaltelement Qd, so dass es immer eingeschaltet ist.
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(Dritte beispielhafte Anordnung)
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Die dritte beispielhafte Anordnung wird mit Bezugnahme auf 5 beschrieben. Ein Leistungswandler, dargestellt in 5, zeigt eine beispielhafte Anordnung anstelle der Leistungswandler, die in 1 und 4 dargestellt sind, und daher werden hauptsächlich unterschiedliche Punkte zwischen ihnen beschrieben. Aus diesem Grund werden Elementen, die die Gleichen sind, wie die Elemente, die in 1 und 4 dargestellt sind, die identischen Bezugszeichen zugeordnet und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
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Der Leistungswandler, dargestellt in 5, ist ausgebildet, so dass der Entladungstreiber Mu für das Schaltelement Qu im Normaltreiber Mu installiert ist, und der Entladungstreiber Mbd für das Schaltelement Qd im Normaltreiber Md installiert ist, was unterschiedlich zu den Leistungswandlern ist, die in den 1 und 4 dargestellt sind. Ein Element, das durch die Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 5 eingerahmt ist, entspricht dem Entladungstreiber Mb, dargestellt in 1. Wie auch 4 zur Implementierung der Steuerung, dargestellt in 3, weist der Entladungstreiber Mbu den Überhitzungsschutz Mh auf, und der Entladungstreiber Mbd weist den Überhitzungsschutz Mc auf.
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Die erste Ausführungsform, wie oben beschrieben, erreicht die folgenden Effekte.
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Besonders weist jeder Leistungswandler nach der ersten Ausführungsform die Reserve-Leistungsquelle Eb zu dem Versorgen mit Leistung während dem Entladungszeitraum und den Entladungstreiber Mb auf (siehe 1 bis 5), der:
ein Ein-/Aus-Ansteuern des Oberarmschaltelements Qu als eines der Schaltelemente Qu und Qd durchführt, die vertikal in Reihe geschaltet sind, durch eine Spannung und eine Frequenz, die innerhalb jeweiliger Bereiche sind, die niedriger sind als die Spannung und Frequenz des Ansteuersignals, das von dem Normaltreiber Mu oder Md ausgegeben wird; und
das Unterarmschaltelement Qd als das andere der Schaltelemente Qu und Qd steuert, so dass das Unterarmschaltelement Qd immer eingeschaltet ist.
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Dies entlädt die Ladung, die im Glättungskondensator Cav gespeichert ist.
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Die oben beschriebene Anordnung schaltet nur das Schaltelement Qu durch eine Spannung und eine Frequenz ein/aus, die innerhalb jeweiliger Bereiche liegen, die niedriger als die Spannung und Frequenz des Ansteuerungssignals sind, das im Normalzeitraum verwendet wird, während es bewirkt, dass das Schaltelement Qd normalerweise eingeschaltet ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die Erzeugung von Wärme zu begrenzen und den Strom während des Entladens von Ladung, die im Glättungskondensator Cav gespeichert ist, zu reduzieren, wobei dies an den Schaltelementen Qu und Qd oder dergleichen verhindert wird. Da dies geschieht, selbst wenn die Leistungsquelle Es deaktiviert ist, ist es möglich, die störungssichere Funktion zu verbessern. Es ist möglich, ein Schaltelement zu begrenzen, das Überstrom oder Überhitzung an dem Oberarmschaltelement Qu als einem Schaltelement verursacht, wodurch Überstrom oder Überhitzung zuverlässiger verhindert werden kann.
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In dem Leistungswandler entsprechend der ersten Ausführungsform ist der Entladungstreiber Mb mit dem Überhitzungsschutz Mh ausgestattet, der ein Schaltelement Qu vor Überhitzung schützt, wobei dessen Temperatur eine erlaubte Temperatur überschreitet; das Schaltelement Qu wird durch eine Spannung und eine Frequenz innerhalb der jeweiligen Bereiche (siehe 1 bis 5) ein-/aus-gesteuert. Diese Anordnung erlaubt es, dem Überhitzungsschutz Mh zu verhindern, dass die Temperatur des Schaltelements Qu die erlaubte Temperatur überschreitet, sogar wenn das Schaltelement ein-/ausgesteuert wird. Folglich ist es möglich, zuverlässiger Schaden an dem Schaltelement Qu und dergleichen zu verhindern.
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Im Leistungswandler gemäß der ersten Ausführungsform ist der Entladungstreiber mit dem Überstromschutz Mc ausgestattet, der einen Überstrom mit einem Wert, der größer ist als ein erlaubter Stromwert, daran hindert, durch das andere Schaltelement Qu zu fließen; das andere Schaltelement ist immer eingeschaltet (siehe 1 bis 5). Diese Anordnung erlaubt dem Überstromschutz Mc das Schaltelement Qu, Qd zu schützen, indem er verhindert, dass ein Strom, der durch das Schaltelement Qu, Qd fließt, den erlaubten Stromwert überschreitet. Folglich ist es möglich, zuverlässiger Schaden an dem Schaltelement Qu, Qd und dergleichen zu verhindern.
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Im Leistungswandler gemäß der ersten Ausführungsform ist der Entladungstreiber Mb ausgebildet, um:
das Oberarmschaltelement (Oberseite bzw. oberer Zweig) Qu durch eine Spannung und eine Frequenz ein- oder aus-zusteuern, die innerhalb jeweiliger Bereiche liegen, die niedriger als die Spannung und Frequenz des Ansteuerungssignals sind, das von Normaltreiber Mu oder Md ausgegeben wird; und
das Unterarmschaltelement (Unterseite bzw. unterer Zweig) Qd anzusteuern, so dass das Unterarmschaltelement Qd immer eingeschaltet ist. Durch diese Anordnung hat das Oberarmschaltelement Qu ein elektrisches Potential, das höher ist als ein elektrisches Grundpotential N, das ein elektrisches Potential wird, auf dem der Leistungswandler arbeitet. Folglich erlaubt die Steuerung des Ein-/Aus-Steuerns des Oberarmschaltelements Qu die gesamte Wärmemenge zu reduzieren, weil Wärme voraussichtlich im Oberarmschaltelement Qu erzeugt wird anstatt im Unterarmschaltelement Qd. Folglich ist es möglich, zuverlässiger Schaden an den Schaltelementen Qu und Qd zu verhindern.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, das erhalten wird durch Anwenden einer Beispielkonfiguration, wie sie in der ersten Ausführungsform dargestellt ist, auf einen Wechselrichter. Die zweite Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 6 beschrieben. Um die Beschreibung der zweiten Ausführungsform zu erleichtern, werden unterschiedliche Punkte zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben. Aus diesem Grund werden Elementen, die die Gleichen sind, wie die Elemente, dargestellt in den 1 und 4, identische Bezugszeichen zugeordnet und ihre Beschreibung weggelassen.
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Der Wechselrichter 20, dargestellt in 6, weist einen oder mehrere Leistungsumwandlungseinheiten 21, 22, ... auf, und ist ausgebildet, um zumindest eine Leistungsversorgungsfunktion oder Leistungsübertragungsfunktion zu implementieren. Die Leistungsversorgungsfunktion ist es, Gleichstrom-Leistung (Spannung VH, zum Beispiel 650 V), die von einer Gleichstrom-Leistungsquelle E1 bereitgestellt wird, über einen Wandler 10 in eine dreiphasige Wechselstrom-Leistung umzuwandeln und die dreiphasige Wechselstrom-Leistung entsprechenden Motorgeneratoren 31, 32, ... bereitzustellen. Die Leistungsübertragungsfunktion ist es, dreiphasige Wechselstrom-Leistung, die durch die entsprechenden Motorgeneratoren 31, 32, ..., erzeugt wird, gleichzurichten und gleichgerichtete Leistung an die Gleichstrom-Leistungsquelle E1 über den Wandler 10 zurückzuführen. Ein Glättungskondensator C1 ist verbunden mit Ausgangsanschlusspunkten der Gleichstrom-Leistungsquelle E1. Ein Glättungskondensator C2 ist zwischen dem Wandler 10 und dem Wechselrichter 10 innerhalb des Wandlers 10 oder innerhalb des Wechselrichters 20 bereitgestellt. Da die Leistungsumwandlungseinheiten 21, 22, ... den gleichen Aufbau haben, wird der Aufbau der Leistungsumwandlungseinheit 21 typischerweise beschrieben.
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Die Leistungsumwandlungseinheit 21 weist Normaltreiber M1a–M6a, Entladungstreiber M1b–M6b, Schaltelemente Q1–Q6, Dioden D1–D6, Widerstände R1–R6 und so weiter auf. Die Normaltreiber M1a bis M3a, Entladungstreiber M1b bis M3b, Schaltelemente Q1 bis Q3, Dioden D1 bis D3 und Widerstände R1 bis R3 sind am Oberarm angeordnet, und die Normaltreiber M4a bis M6a, Entladungstreiber M4b bis M6b, Schaltelemente Q4 bis Q6, Dioden D4 bis D6 und Widerstände R4 bis R6 sind am Unterarm angeordnet.
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Jeder der Normaltreiber M1a bis M3a wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Va) empfängt, die von einer Normaltreiber-Leistungsquelle basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q1 bis Q3 als ein elektrisches Referenzsignal bereitgestellt wird. Jeder der Normaltreiber M4a bis M6a wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vc) empfängt, die von einer Normaltreiber-Leistungsquelle basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q4 bis Q6 als ein elektrisches Referenzpotential bereitgestellt wird. Jeder der Normaltreiber M1a bis M6a ist betreibbar, um ein Ansteuerungssignal an einen Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q1 bis Q6 auszugeben gemäß einer Anweisung, die von der ECU 40 zu einem entsprechenden von Anschlusspunkten P1a bis P6a zugeführt wird.
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Jeder Entladungstreiber M1b bis M3b wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vb) empfängt, die von der Reserve-Leistungsquelle Eb basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q1 bis Q3 als ein elektrisches Referenzpotential bereitgestellt wird. Jeder der Entladungstreiber M4b bis M6b wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vd) empfängt, die von der Reserve-Leistungsquelle Eb basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q4 bis Q6 als ein elektrisches Referenzsignal bereitgestellt wird. Jeder der Entladungstreiber M1b bis M6b ist betreibbar, um ein Ansteuerungssignal an den Steueranschlusspunkt eines entsprechenden Schaltelements Q1 bis Q6 gemäß einer Anweisung auszugeben, die von der ECU 40 zu einen entsprechenden von Anschlusspunkten P1b bis P6b zugeführt wird.
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Man beachte, dass der Leistungswandler 21 mit zumindest einem der vorgenannten Treibern M1b bis M6b bereitgestellt werden kann. In der beispielhaften Anordnung, dargestellt in 6, sind die Entladungstreiber M2b und M5b für die V-Phase (siehe durchgezogene Linien) vorgesehen, aber die Entladungstreiber M1b und M4b oder die Entladungstreiber M3b und M6b können nur für die entsprechende Phase vorgesehen sein. Die Entladungstreiber können für nur je zwei Phasen vorgesehen sein, wie die U-Phase und V-Phase, oder die Entladungstreiber können für die jeweiligen drei Phasen vorgesehen sein.
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Wie bei der ersten beispielhaften Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform kann der Leistungswandler 21 mit einem Entladungstreiber für eine Phase vorgesehen sein, dies bedeutet, ein Satz an Schaltelementen, die längs in Reihe geschaltet sind, oder mit Entladungstreibern, entsprechend den Entladungstreibern der zweiten beispielhaften Anordnung (siehe 4) oder den Entladungstreibern der dritten beispielhaften Anordnung (siehe 5).
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Eine einzige Normaltreiber-Leistungsquelle kann vorgesehen werden oder eine Mehrzahl an Normaltreiber-Leistungsquellen können vorgesehen werden für die jeweiligen Normaltreiber M1a bis M6a. Dies kann für die Reserve-Leistungsquelle Eb verwendet werden. Eine einzige Reserve-Leistungsquelle Eb kann vorgesehen werden, wie dargestellt in 6, oder eine Mehrzahl von Reserve-Leistungsquellen kann vorgesehen werden für die jeweiligen Entladungstreiber M1b bis M6b. Man beachte, dass die Spannungen Va, Vb, Vc und Vd die gleiche Spannung sind, aber nicht darauf beschränkt sind. Insbesondere die Spannungen Va, Vb, Vc und Vd können unterschiedlich zueinander sein, abhängig von den Differenzen der entsprechenden elektrischen Referenzpotentiale.
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Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 entspricht dem Schaltelement Qn, dargestellt in 2. Als die Schaltelemente Q1 bis Q6, werden IGBTs, die mit Messanschlusspunkten Ps1 bis Ps6 ausgestattet sind, als ein Beispiel verwendet. Jede der Dioden D1 bis D6 ist zwischen einem Eingangsanschlusspunkt und einem Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q1 bis Q6 und parallel dazu angeschlossen. Jede der Dioden D1 bis D6 dient als Freilaufdiode. Der Ausgangsanschlusspunkt jedes der Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 ist verbunden mit einem elektrischen Grundpotential N. Jeder der Widerstände R4 bis R6 ist zwischen einem entsprechenden der Messanschlusspunkte Ps4 bis Ps6 und dem elektrischen Grundpotential N angeschlossen. Die Widerstände R1 bis R3 sind jeweils mit den Ausgangsanschlusspunkten der entsprechenden Schaltelemente Q1 bis Q3 verbunden. Das elektrische Grundpotential N ist ein gemeinsames elektrisches Potential (ein gemeinsames Massepontential) in dem Leistungswandler 21 und wird 0 V, wenn es geerdet ist.
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Schaltkreiselemente im Leistungswandler 21 sind unterteilt in die drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase in dieser Ausführungsform), wie durch die Strich-Punkt-Linie dargestellt. Abläufe der Schaltelemente werden durch die ECU 40 für jede Phase gesteuert. Die U-Phase weist die Normaltreiber M1a und M4a, die Entladungstreiber M1b und M4b, die Schaltelemente Q1 und Q4, die Dioden D1 und D4, die Widerstände R1 und R4 und so weiter auf. Die V-Phase weist die Normaltreiber M2a und M5a, die Entladungstreiber M2b und M5b, die Schaltelemente Q2 und Q5, die Dioden D2 und D5, die Widerstände R2 und R5 und so weiter auf. Die W-Phase weist die Normaltreiber M3a und M6a, die Entladungstreiber M3b und M6b, die Schaltelemente Q3 und Q6, die Dioden D3 und D6, die Widerstände R3 und R6 und so weiter auf. Die oberen und unteren Schaltelemente Q1 und Q4 der U-Phase sind in Reihe geschaltet, um eine Halbbrücke zu bilden. Ähnlich sind die oberen und unteren Schaltelemente Q2 und Q5 der V-Phase in Reihe geschaltet, um eine Halbbrücke zu bilden, und die oberen und unteren Schaltelemente Q3 und Q6 der W-Phase sind in Reihe geschaltet, um eine Halbbrücke zu bilden. Ein Verbindungspunkt der Halbbrücke einer jeden Phase ist verbunden mit einem entsprechenden der dreiphasigen Anschlusspunkte des Motorgenerators 31 über eine entsprechende von Leitungen Ku, Kv und Kw. Durch die Leitungen Ku, Kv und Kw fließt jeweils Strom Iu der U-Phase, Strom Iv der V-Phase und Strom Iw der W-Phase.
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Die ECU 40 steuert die Gesamtabläufe des Wandlers 10, des Wechselrichters 20 und so weiter. Die ECU 40 kann ausgebildet sein, so dass eine CPU (ein Mikrocomputer) eine Softwaresteuerung durchführt; oder elektronische Elemente, einschließlich ICs (LSIs, Gate-Arrays und der gleichen) und Transistoren eine Hardwaresteuerung durchführen.
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Das Folgende ist die Vereinigung mit der ersten Ausführungsform. Der Leistungswandler 21 entspricht dem Leistungswandler. Die Gleichstrom-Leistungsquelle E1, der Kondensator C1 und der Wandler 10 entsprechen der Leistungsquelle Es. Der Kondensator C2 entspricht dem Glättungskondensator Ca, jedes der Oberarmschaltelemente Q1, Q2 und Q3 entspricht dem Schaltelement Qu und jedes der Unterarmschaltelemente Q4, Q5 und Q6 entspricht dem Schaltelement Qd. Jede der Dioden D1, D3 und D5 entspricht der Diode Du und jede der Dioden D2, D4 und D6 entspricht der Diode Dd. Jeder der Normaltreiber M1a, M3a und M5a entspricht dem Normaltreiber Mu und jeder der Normaltreiber M2a, M4a und M6a entspricht dem Normaltreiber Md. Jeder der Entladungstreiber M1b bis M6b entspricht dem Entladungstreiber Mb, und die ECU 40 entspricht dem Steuergerät CU.
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Jeder der Messanschlusspunkte Ps1 bis Ps6 entspricht dem Messanschlusspunkt Psn als ein Aufbauelement des Überstromschutzes Mc und jeder der Widerstände R1 bis R6, die zwischen einem entsprechenden der Messanschlusspunkte Ps1 bis Ps6 und einem entsprechenden Ausgangsanschlusspunkt geschaltet sind, ist äquivalent zu dem Widerstand Rn als einem Aufbauelement des Überstromschutzes Mc.
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Der Leistungswandler 21 arbeitet wie folgt. Während eines Normalzeitraums wird ein Ansteuerungssignal von jedem der Normaltreiber M1a bis M6a an den Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q1 bis Q6 gemäß einer Anweisung übertragen, die von der ECU 40 zu einem entsprechenden der Anschlusspunkte M2b und M5b zugeführt wird. Dies wandelt Leistung um, die von dem Wechselrichter 10 bereitgestellt wird, und die umgewandelte Leistung wird an den Motorgenerator 31 ausgegeben. Während eines Entladungszeitraums wird ein Ansteuerungssignal von jedem der Entladungstreiber M2b und M5b an den Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q2 oder Q5 übertragen gemäß einer Anweisung, die von der ECU 40 zu einem entsprechenden der Anschlusspunkte P2b oder P5b zugeführt wird. Alternativ wird von sich aus während eines Entladungszeitraums ein Ansteuerungssignal von jedem der Entladungstreiber Q2 und Q5 an den Steuer-Anschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q2 oder Q5 übertragen.
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Insbesondere, wie in 3 dargestellt, wird ein Oberarm-Ansteuerungssignal an das Schaltelement Q2 übertragen, und ein Unterarm-Ansteuerungssignal wird an das Schaltelement Q5 übertragen, so dass folglich eine Entladung von Ladung erfolgt, die in dem Glättungskondensator C2 gespeichert ist.
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Der Wechselrichterschaltkreis 20 (die Leistungswandler 21, 22, ...) gemäß der zweiten Ausführungsform legt den Entladungstreiber Mb an jeden der Entladungstreiber M2b und M5b an, so dass folglich Funktionen und Effekte, identisch zu denen der ersten Ausführungsform, erreicht werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, das erhalten wird durch ein Anwenden der ersten beispielhaften Anordnung, dargestellt in der ersten Ausführungsform auf einen Wandler. Die dritte Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 7 beschrieben. Um die Beschreibung der dritten Ausführungsform zu erleichtern, werden unterschiedliche Punkte zwischen der ersten und der dritten Ausführungsform beschrieben. Aus diesem Grund werden Elementen, die die Gleichen sind wie die Elemente gemäß der ersten Ausführungsform, die identischen Bezugszeichen zugeordnet, und ihre Beschreibungen werden weggelassen.
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Der Wandler 10, dargestellt in 7, weist Normaltreiber M11 und M12, einen Entladungstreiber Mb, Schaltelemente Q11 und Q12, Dioden D11 und D12, eine Spule L10, Widerstände R1 und R2 und so weiter zur Implementierung einer Steigerungsfunktion auf, um Leistung (Spannung VL) zu steigern, die von der Leistungsquelle Es bereitgestellt wird, und um die gesteigerte Leistung auszugeben.
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Der Normaltreiber M11 wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Va) empfängt, die von einer Normaltreiber-Leistungsquelle bereitgestellt wird, basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Q11 als einem elektrischen Referenzpotential. Der Normaltreiber M12 wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vc) empfängt, die von einer Normaltreiber-Leistungsquelle bereitgestellt wird, basierend auf einem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Q12 als einem elektrischen Referenzpotential. Jeder der Normaltreiber M11 und M12 ist betreibbar, um ein Ansteuerungssignal zu einem Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q11 oder Q12 gemäß einer Anweisung auszugeben, die von einer ECU 40 an einen entsprechenden der Anschlusspunkte P11 oder P12 zugeführt wird.
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Ein Entladungstreiber Mub wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vb) empfängt, die von der Reserve-Leistungsquelle Eb bereitgestellt wird, basierend auf dem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Q11 als einem elektrischen Referenzpotential. Ein Entladungstreiber Mdb wird aktiviert, wenn er Leistung (Spannung Vd) empfängt, die von der Reserve-Leistungsquelle Eb bereitgestellt wird, basierend auf dem Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Q12 als einem elektrischen Referenzpotential. Jeder der Entladungstreiber Mb ist betreibbar, um dem Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q11 oder Q12 ein Ansteuerungssignal gemäß einer Anweisung auszugeben, die von der ECU 40 an einen entsprechenden der Anschlusspunkte Pub oder Pdb zugeführt wird. Man beachte, dass die Spannungen Va, Vb, Vc und Vd die gleiche Spannung sind wie in der zweiten Ausführungsform, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Insbesondere die Spannungen Va, Vb, Vc und Vd können unterschiedlich voneinander sein, abhängig von den Differenzen der entsprechenden elektrischen Referenzpotentiale.
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Die oberen und unteren Schaltelemente Q11 und Q12 sind in Reihe geschaltet, um eine Halbbrücke zu bilden. Als Schaltelemente Q11 und Q12 werden IGBTs, die mit Messanschlusspunkten Ps11 und Ps12 ausgestattet sind, jeweils als Beispiel verwendet. Der Widerstand R12 ist zwischen dem Messanschlusspunkt Ps12 und einem elektrischen Grundpotential N geschaltet. Der Widerstand R11 ist zwischen dem Messanschlusspunkt Ps11 und einem mittleren Verbindungspunkt zu dem Eingangsanschlusspunkt des Schaltelements Q12 geschaltet. Der mittlere Anschlusspunkt ist mit der positiven Elektrode der Leistungsquelle Es über die Spule L10 verbunden. Als Spule L10 wird beispielsweise eine Drosselspule verwendet. Jede der Dioden D11 und D12 ist zwischen einen Eingangsanschlusspunkt und einen Ausgangsanschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q11 oder Q12 und parallel dazu geschaltet. Jede der Dioden D11 und D12 dient als Freilaufdiode. Der Ausgangsanschlusspunkt des Schaltelements Q12 ist verbunden mit der negativen Elektrode der Leistungsquelle Es.
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Das Folgende ist die Vereinigung mit der ersten Ausführungsform. Der Wandler 10 entspricht dem Leistungswandler. Das Schaltelement Q11 entspricht dem Schaltelement Qu und das Schaltelement Q12 entspricht dem Schaltelement Qd. Die Diode D11 entspricht der Diode Du und die Diode D12 entspricht der Diode Dd. Der Normaltreiber M11 entspricht dem Normaltreiber Mu und der Normaltreiber M12 entspricht dem Normaltreiber Md. Die ECU 40 entspricht dem Steuergerät CU.
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Jeder der Messanschlusspunkte Ps1 und Ps2 entspricht dem Messanschlusspunkt Psn als einem Aufbauelement des Überstromschutzes Mc und jeder der Widerstände R11 und R12, die zwischen einem entsprechenden der Messanschlusspunkte Ps1 oder Ps2 und einem entsprechenden Ausgangs-Anschlusspunkt geschaltet ist, ist äquivalent mit dem Widerstand Rn als einem Aufbauelement des Überstromschutzes Mc.
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Der Wandler 10 arbeitet wie folgt. Während eines Normalzeitraums wird ein Ansteuerungssignal von jedem der Normaltreiber M11 und M12 zu dem Steuer-Anschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q11 oder Q12 gemäß einer Anweisung übertragen, die von der ECU 40 an einen entsprechenden der Anschlusspunkte P11 oder P12 zugeführt wird. Dies wandelt (steigert) Leistung um, die von der Leistungsquelle Es bereitgestellt wird und gibt die umgewandelte Leistung aus.
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Beispielsweise lädt ein Einschalten des Schaltelements Q12 die Spule L10. Danach wird das Schaltelement Q12 ausgeschaltet und das Schaltelement Q11 wird eingeschaltet. Dies führt zu einer Ausgangsspannung VH des Wandlers 10; die Ausgangsspannung VH ist gleich der Summe aus der Gleichspannung der Leistungsquelle Es und der Spannung, die in der Spule L10 geladen ist.
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Während eines Entladungszeitraums wird ein Ansteuerungssignal von dem Entladungstreiber Mb zu dem Steueranschlusspunkt eines jeden Schaltelements Q11 und Q12 gemäß einer Anweisung übertragen, die von der ECU 40 dem Anschlusspunkt Pb zugeführt wird. Alternativ wird während eines Entladungszeitraums ein Ansteuerungssignal von sich aus von dem Entladungstreiber Mb zu dem Steueranschlusspunkt eines entsprechenden der Schaltelemente Q11 oder Q12 übertragen.
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Insbesondere, wie in 3 dargestellt, wird ein Oberarm-Ansteuerungssignal zu dem Schaltelement Q11 übertragen und ein Unterarm-Ansteuerungssignal wird zu dem Schaltelement Q12 übertragen, so dass folglich eine Entladung von Ladung erfolgt, die in dem Glättungskondensator Cav gespeichert ist.
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Der Wandler 10 gemäß der dritten Ausführungsform verwendet den Entladungstreiber Mb der ersten beispielhaften Anordnung, so dass folglich Funktionen und Effekte, identisch zu denen der ersten Ausführungsform, erreicht werden. Man beachte, dass der Wandler 10 gemäß der dritten Ausführungsform Funktionen und Effekte, identisch zu denen der ersten Ausführungsform, erreichen kann, wenn die zweite beispielhafte Anordnung (siehe 4) oder die dritte beispielhafte Anordnung (siehe 5) verwendet wird.
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(Andere Ausführungsformen)
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden in Übereinstimmung mit der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben, die vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf eine der ersten bis dritten Ausführungsformen beschränkt. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel können die folgenden Ausführungsformen implementiert werden.
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In jeder der oben dargelegten ersten bis dritten Ausführungsform ist ein Ansteuerungssignal zu dem Ein-/Aus-Steuern des Schaltelements (Oberarm) Qu ausgebildet, so dass seine Frequenz bei unveränderter Schwellwertspannung Vt geändert wird (siehe 3), kann aber ausgebildet sein, so dass: die Schwellwertspannung Vt bei unveränderter Frequenz geändert wird; oder die Schwellwertspannung Vt bei Ändern der Frequenz geändert wird. Dies bedeutet, dass das Ansteuerungssignal durch eine Spannung und eine Frequenz innerhalb jeweiliger vorgegebener Bereiche gesteuert werden kann, die niedriger sind als die Spannung und Frequenz des Ansteuerungssignals, das von den Normaltreibern Mu und Md ausgegeben wird. Mit diesen Anordnungen schützt der Überhitzungsschutz Mh die Temperatur des Schaltelements Qu davor, eine erlaubte Temperatur zu überschreiten und der Überstromschutz Mc hindert Strom daran, der durch die Schaltelemente Qu und Qd fließt, einen erlaubten Stromwert zu überschreiten. Folglich ist es möglich, Schaden an dem Schaltelement Qu und dergleichen zuverlässig zu verhindern.
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Jede der oben dargelegten ersten bis dritten Ausführungsform ist ausgebildet, um den Strom I zu überwachen, um dadurch ein Ansteuerungssignal zu steuern, so dass folglich eine Änderung des Ansteuerungssignals (siehe 3) erfolgt, sie kann jedoch ausgebildet sein, um die Temperatur Tn zu überwachen, um dadurch ein Ansteuerungssignal zu steuern, so dass folglich eine Änderung des Ansteuerungssignals erfolgt, oder um sowohl den Strom I als auch die Temperatur Tn zu überwachen, um dadurch ein Ansteuerungssignal zu steuern. Darüber hinaus kann zumindest eine dieser Ausführungsformen mit einer anderen dieser Ausführungsformen kombiniert werden. In diesem Fall wäre es günstig im Stande zu sein, den Strom I zu steuern, der durch die Schaltelemente Qu und Qd fließt, und die Temperatur Tn des Schaltelements Qu zu steuern, so dass der Strom I kleiner ist als ein erlaubter Stromwert und die Temperatur Tn niedriger ist als eine erlaubte Temperatur. In diesen Anordnungen verhindert der Überhitzungsschutz Mh, dass das Schaltelement Qu, eine erlaubte Temperatur überschreitet und der Überstromschutz Mc verhindert, dass der Strom, der durch die Schaltelemente Qu und Qd fließt, einen erlaubten Stromwert überschreitet, genauso wie jede der ersten bis dritten Ausführungsform. Folglich ist es möglich, zuverlässiger Schaden an dem Schaltelement Qu und dergleichen zu verhindern.
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Jede der oben dargelegten ersten bis dritten Ausführungsformen ist ausgebildet, um das Oberarmschaltelement Qu ein-/auszuschalten und um das Unterarmschaltelement zu steuern, so dass es immer eingeschaltet ist (siehe 3), kann aber ausgebildet sein, um das Unterarmschaltelement Qd ein-/auszuschalten und das Oberarmschaltelement zu steuern, so dass es immer eingeschaltet ist. Da dies das obere Schaltelement durch das untere Schaltelement ersetzt, ist es möglich, die gleichen Funktionen und Effekte zu erreichen, wie die erste bis dritte Ausführungsform.
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Jede der oben dargelegten erste bis dritte Ausführungsformen ist ausgebildet, um ein Schaltelement (das Oberarmschaltelement) Qu ein-/auszuschalten und das andere Schaltelement (das Unterarmschaltelement) Qd zu steuern, so dass es immer eingeschaltet ist (siehe 3), kann aber ausgebildet sein, um zwischen einem ein-/auszuschaltenden Schaltelement und einem Schaltelement zu schalten, das immer eingeschaltet ist, wenn eine Schaltbedingung erfüllt ist. Die Schaltbedingung kann wahlweise festgelegt werden. Beispielsweise in einem Beispiel einer Steuerung, dargestellt in 8, wird ein ein-/auszuschaltendes Schaltelement zu dem Zeitpunkt t3 zu dem Unterarmschaltelement geschaltet, wenn der steigende Strom I niedriger wird als ein Schwellwertstrom It, und ein Schaltelement, das immer eingeschaltet ist, wird zu dem Oberarmschaltelement geschaltet. Schalten (d. h. Ändern von ein zu aus oder von aus zu ein) bewirkt voraussichtlich einen Temperaturanstieg. Deshalb kann Schalten eine Erhöhung der Temperatur reduzieren. Folglich ist es möglich, die gleichen Funktionen und Effekte zu erreichen, wie die erste bis dritte Ausführungsform.
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Jede der oben dargelegten ersten bis dritten Ausführungsformen ist ausgebildet, um den Strom I (oder die Temperatur Tn) zu überwachen und um ein Ansteuerungssignal zu steuern, so dass folglich eine Änderung des Ansteuerungssignal erfolgt, wenn der überwachte Strom I oder Temperatur Tn einen Schwellwertstrom It erreicht (oder eine Schwellwerttemperatur Tt) (siehe 3 und 8), kann aber ausgebildet sein, um eine Zunahme-/Abnahmerate des Stroms I (oder der Temperatur Tn) zu überwachen und um ein Ansteuerungssignal zu steuern, so dass folglich eine Änderung des Ansteuerungssignal erfolgt, wenn die überwachte Zunahme-/Abnahmerate pro Zeiteinheit einen Zunahme-/Abnahmeschwellwert erreicht. Wenn die Zunahme-/Abnahmerate (Änderungsrate) pro Zeiteinheit durch einen Winkel θ in einem Beispiel von Steuerung, dargestellt in den 3 oder 8, abgebildet wird, ist es möglich, ein Ansteuerungssignal jedesmal zu verändern, wenn der Winkel θ einen Zunahme-/Abnahmeschwellwert θt erreicht.
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Wenn die Zunahme-/Abnahmerate einen hohen Wert hat, kann sie einen erlaubten Wert schnell überschreiten. Folglich macht ein schnelles Ändern eines Ansteuerungssignal es möglich, Schaden an dem Schaltelement Qu und dergleichen zuverlässiger zu verhindern.
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Bezugszeichenliste
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- Es
- Leistungsquelle
- Eb
- Reserve-Leistungsquelle
- Cav
- Glättungskondensator (Kondensator)
- Mu, Md
- Normaltreiber
- Mb
- Entladungstreiber
- Mh
- Überhitzungsschutz
- Mc
- Überstromschutz
- Qu, Qd
- Schaltelemente
- CN
- Steuergerät
- 10
- Wandler (Leistungswandler)
- 20
- Wechselrichter (Leistungswandler)
- 21, 22, ...
- Leistungsumwandlungseinheit
- 31, 32, ...
- Motorgenerator
- 40
- ECU (Steuergerät)
- C1, C2
- Kondensator
- M1a–M6a, M11, M22
- Normaltreiber
- M1b–M6b
- Entladungstreiber
- Q1–Q6, Q11, Q12
- Schaltelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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