JP2010004728A - Power conversion apparatus - Google Patents

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Takeyasu Komatsu
丈泰 小松
Yusuke Shindo
祐輔 進藤
Makoto Okamura
誠 岡村
Ryosuke Inoshita
龍介 井ノ下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus for detecting current flowing bidirectionally with a simple constitution. <P>SOLUTION: A step-up/step-down converter device 1 includes IGBTs 12, 13, flywheel diodes 14, 15, and a current sensing resistor 16. The flywheel diodes 14, 15 are connected between the collector and emitter of the IGBTs 12, 13. The IGBT 12 and the flywheel diode 14 have current sensing terminals 120, 140. One end of the sensing resistor 16 is connected to the current sensing terminals 120, 140, while the other end is connected to the collector of the IGBT 12. When the collector current flows at the IGBT 12, the current of the current sensing terminal 120 is converted to voltage at the current sensing resistor 16. When the flywheel current flows at the flywheel diode 14, the current of the current sensing terminal 140 is converted to voltage at the current sensing resistor 16. In this way, the power conversion apparatus for detecting current flowing bidirectionally with a simple constitution can be configured. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、直列接続された一対のトランジスタと、フライホイールダイオードとを有し、電力を双方向に変換する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that includes a pair of transistors connected in series and a flywheel diode and converts power in both directions.

従来、電力を双方向に変換する電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されているインバータシステムがある。このインバータシステムは、力行時には、電源の直流電力を３相交流電力に変換して３相モータに供給する。一方、回生時には、３相モータの発生する３相交流電力を直流電力に変換して電源に供給する。インバータシステムは、直列接続された一対のインバータ出力素子を３組並列接続して構成されている。これらのインバータ出力素子のうち、低電位側の３つのインバータ出力素子は、主電流の１／ｋ倍の電流が流れるセンス端子を備えている。センス端子には、抵抗が接続されている。低電位側のインバータ出力素子がオンし、主電流が流れると、センス端子に流れる電流が抵抗によって電圧に変換される。これにより、力行時において３相モータに流れる電流を検出することができる。
特開２０００−１４１６１号公報 Conventionally, for example, there is an inverter system disclosed in Patent Document 1 as a power conversion device that converts electric power bidirectionally. During power running, this inverter system converts the DC power of the power source into three-phase AC power and supplies it to the three-phase motor. On the other hand, during regeneration, the three-phase AC power generated by the three-phase motor is converted to DC power and supplied to the power supply. The inverter system is configured by connecting three pairs of inverter output elements connected in series in parallel. Of these inverter output elements, three inverter output elements on the low potential side have sense terminals through which a current 1 / k times the main current flows. A resistor is connected to the sense terminal. When the inverter output element on the low potential side is turned on and the main current flows, the current flowing through the sense terminal is converted into a voltage by the resistor. Thereby, the electric current which flows into a three-phase motor at the time of power running is detectable.
JP 2000-14161 A

しかし、前述したインバータシステムでは、回生時において、インバータ出力素子のフライホイールダイオードに流れる電流を検出できない。そのため、別途電流検出回路等を設けなければならないという問題があった。この場合、システムの構成が複雑になり、それに伴ってコストも上昇してしまうという問題もあった。   However, the inverter system described above cannot detect the current flowing through the flywheel diode of the inverter output element during regeneration. Therefore, there is a problem that a current detection circuit or the like must be provided separately. In this case, there has been a problem that the configuration of the system becomes complicated and the cost increases accordingly.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出することができる電力変換装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the power converter device which can detect the electric current which flows bidirectionally with a simple structure.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、一対のトランジスタの一方及びこのトランジスタに接続されるフライホイールダイオードが電流検出端子を備え、さらに、このトランジスタ及びこのトランジスタに接続されるフライホイールダイオードに流れる電流を電圧に変換する抵抗を設けることにより、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出できることを思いつき、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of extensive research and trial and error, the present inventor has conducted a trial and error, and as a result, one of the pair of transistors and a flywheel diode connected to the transistor have a current detection terminal. By providing a resistor that converts the current flowing through the flywheel diode connected to the transistor into a voltage, it was possible to detect the current flowing bidirectionally with a simple configuration, and the present invention has been completed.

すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、直列接続された一対のトランジスタと、それぞれのトランジスタに接続され、カソードがコレクタ又はドレインに、アノードがエミッタ又はソースに接続されるフライホイールダイオードと、を備え、トランジスタをオン、オフして流れる電流を制御し、形態の異なる直流電力間で相互に電力を変換する電力変換装置において、一対のトランジスタの一方は、コレクタ電流又はドレイン電流に比例し、コレクタ電流又はドレイン電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、一方のトランジスタに接続されるフライホイールダイオードは、フライホイールダイオードに流れる電流に比例し、フライホイールダイオードに流れる電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、さらに、一端が一方のトランジスタの電流検出端子及び一方のトランジスタに接続されるフライホイールダイオードの電流検出端子に、他端が一対のトランジスタのエミッタ又はソースにそれぞれ接続され、双方向に流れる電流を電圧に変換する抵抗を有することを特徴とする。   That is, the power conversion device according to claim 1 is a pair of transistors connected in series, a flywheel diode connected to each transistor, a cathode connected to a collector or drain, and an anode connected to an emitter or source; In the power conversion device that controls the current flowing by turning on and off the transistor and converts the power between DC powers of different forms, one of the pair of transistors is proportional to the collector current or the drain current, A flywheel diode having a current detection terminal through which a current smaller than a collector current or a drain current flows and connected to one transistor is proportional to a current flowing through the flywheel diode, and a current through which a current smaller than the current flowing through the flywheel diode flows It has a detection terminal, and one end A resistor that converts a bidirectional current into a voltage by connecting the current detection terminal of one transistor and the current detection terminal of a flywheel diode connected to the one transistor, and the other end to the emitter or source of a pair of transistors. It is characterized by having.

この構成によれば、トランジスタのコレクタ、エミッタ間又はドレイン、ソース間には、フライホイールダイオードが接続されている。一対のトランジスタの一方は、電流検出端子を備えている。また、このトランジスタに接続されているフライホイールダイオードも、電流検出端子を備えている。抵抗は、このトランジスタの電流検出端子及びフライホイールダイオードの電流検出端子に接続されている。トランジスタにコレクタ電流又はドレイン電流が流れると、それに伴って、トランジスタの電流検出端子にも所定の電流が流れる。トランジスタの電流検出端子の電流は抵抗によって電圧に変換される。これにより、トランジスタに流れる電流を検出することができる。また、フライホイールダイオードに流れると、それに伴って、フライホイールダイオードの電流検出端子にも所定の電流が流れる。フライホイールダイオードの電流検出端子の電流は抵抗によって電圧に変換される。これにより、フライホイールダイオードに流れる電流を検出することができる。従って、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出することができる。   According to this configuration, the flywheel diode is connected between the collector and emitter or between the drain and source of the transistor. One of the pair of transistors includes a current detection terminal. The flywheel diode connected to this transistor also has a current detection terminal. The resistor is connected to the current detection terminal of the transistor and the current detection terminal of the flywheel diode. When collector current or drain current flows through the transistor, a predetermined current also flows through the current detection terminal of the transistor. The current at the current detection terminal of the transistor is converted into a voltage by a resistor. Thereby, the current flowing through the transistor can be detected. When the current flows through the flywheel diode, a predetermined current also flows through the current detection terminal of the flywheel diode. The current at the current detection terminal of the flywheel diode is converted into a voltage by a resistor. Thereby, the electric current which flows into a flywheel diode is detectable. Therefore, it is possible to detect a current flowing in both directions with a simple configuration.

請求項２に記載の電力変換装置は、直列接続された一対のトランジスタを複数組並列接続して構成される多相ブリッジ回路と、トランジスタにそれぞれ接続され、カソードがコレクタ又はドレインに、アノードがエミッタ又はソースに接続されるフライホイールダイオードと、を備え、トランジスタをオン、オフして流れる電流を制御し、直流電力を交流電力に、又は、フライホイールダイオードによって、交流電力を直流電力に相互に変換する電力変換装置において、一対のトランジスタの一方は、コレクタ電流又はドレイン電流に比例し、コレクタ電流又はドレイン電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、一方のトランジスタに接続されるフライホイールダイオードは、フライホイールダイオードに流れる電流に比例し、フライホイールダイオードに流れる電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、さらに、一端が一方のトランジスタの電流検出端子及び一方のトランジスタに接続されるフライホイールダイオードの電流検出端子に、他端が一対のトランジスタのエミッタ又はソースにそれぞれ接続され、双方向に流れる電流を電圧に変換する抵抗を有することを特徴とする。この構成によれば、前述したように、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出することができる。   The power conversion device according to claim 2 is a multi-phase bridge circuit configured by connecting a plurality of series-connected pairs of transistors in parallel with each other, the transistor being connected to each other, the cathode being the collector or drain, and the anode being the emitter Or a flywheel diode connected to the source, which controls the current flowing by turning on and off the transistor, and converts DC power to AC power, or AC power to DC power by the flywheel diode. In the power conversion apparatus, one of the pair of transistors includes a current detection terminal through which a current smaller than the collector current or the drain current is proportional to the collector current or the drain current, and the flywheel diode connected to the one transistor is In proportion to the current flowing through the flywheel diode, It has a current detection terminal through which a current smaller than the current flowing through the wheel diode flows. Furthermore, one end is a current detection terminal of one transistor and a current detection terminal of a flywheel diode connected to one transistor, and the other end is a pair of transistors. And a resistor for converting a bidirectional current into a voltage. According to this configuration, as described above, a bidirectional current can be detected with a simple configuration.

請求項３に記載の電力変換装置は、請求項１又は２のいずれか１項に記載の電力変換装置において、一方のトランジスタは、ＩＧＢＴであり、一方のトランジスタ、フライホイールダイオードは、１チップで構成されていることを特徴とする。ここで、ＩＧＢＴとは、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの略称であり、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのことである。この構成によれば、部品点数が削減され、電力変換装置をより小型化することができる。   The power conversion device according to claim 3 is the power conversion device according to any one of claims 1 and 2, wherein one of the transistors is an IGBT, and one of the transistors and the flywheel diode is one chip. It is configured. Here, IGBT is an abbreviation for Insulated Gate Bipolar Transistor and is an insulated gate bipolar transistor. According to this configuration, the number of parts is reduced, and the power conversion device can be further downsized.

請求項４に記載の電力変換装置は、請求項３に記載の電力変換装置において、トランジスタのオン、オフを制御するとともに、抵抗の電圧に基づいてフライホイールダイオードに電流が流れているか否かを判定し、フライホイールダイオードに電流が流れているときには、一方のトランジスタをオフする制御手段を有することを特徴とする。この構成によれば、トランジスタとダイオードとは、１チップで構成されている。この場合、フライホイールダイオードに電流が流れ発熱している状態で、同一チップに構成されるトランジスタをオンすると、チップ全体として損失が増加するという特性を有する。そのため、フライホイールダイオードに電流が流れているとき、トランジスタをオフすることで、チップ全体としての損失を抑えることができる。   A power conversion device according to a fourth aspect is the power conversion device according to the third aspect, wherein the transistor is turned on and off, and whether or not a current flows through the flywheel diode based on the voltage of the resistor. It is characterized in that it has a control means for turning off one of the transistors when a current flows through the flywheel diode. According to this configuration, the transistor and the diode are configured in one chip. In this case, when a transistor configured on the same chip is turned on in a state where current flows through the flywheel diode and heat is generated, the loss of the entire chip increases. Therefore, when the current is flowing through the flywheel diode, the loss of the entire chip can be suppressed by turning off the transistor.

請求項５に記載の電力変換装置は、請求項４に記載の電力変換装置において、 制御手段は、抵抗の電圧の極性に基づいてフライホイールダイオードに電流が流れているか否かを判定することを特徴とする。この構成によれば、トランジスタの電流検出端子を流れる電流と、フライホイールダイオードの電流検出端子を流れる電流とでは流れる方向が逆向きである。そのため、抵抗の電圧の極性によって、フライホイールダイオードに電流が流れているか否かを確実に判定することができる。   The power conversion device according to claim 5 is the power conversion device according to claim 4, wherein the control means determines whether or not current is flowing through the flywheel diode based on the polarity of the voltage of the resistor. Features. According to this configuration, the flowing direction is reverse between the current flowing through the current detection terminal of the transistor and the current flowing through the current detection terminal of the flywheel diode. Therefore, whether or not current is flowing through the flywheel diode can be reliably determined based on the polarity of the voltage of the resistor.

請求項６に記載の電力変換装置は、請求項４又は５のいずれか１項に記載の電力変換装置において、制御手段は、駆動信号を遮断することにより一方のトランジスタをオフすることを特徴とする。この構成によれば、一方のトランジスタを確実にオフすることができる。   The power conversion device according to claim 6 is characterized in that, in the power conversion device according to any one of claims 4 and 5, the control means turns off one transistor by cutting off the drive signal. To do. According to this configuration, one of the transistors can be reliably turned off.

請求項７に記載の電力変換装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置において、車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載される電力変換装置において、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出することができる。   A power conversion device according to a seventh aspect is the power conversion device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the power conversion device is mounted on a vehicle and converts electric power. According to this configuration, in a power conversion device mounted on a vehicle, a bidirectional current can be detected with a simple configuration.

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。第１実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、自動車等の車両に搭載される昇降圧コンバータ装置に適用した例を示す。また、第２実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、自動車等の車両に搭載されるインバータ装置に適用した例を示す。   Next, an embodiment is given and this invention is demonstrated in detail. 1st Embodiment shows the example which applied the power converter device which concerns on this invention to the buck-boost converter apparatus mounted in vehicles, such as a motor vehicle. Moreover, in 2nd Embodiment, the example which applied the power converter device which concerns on this invention to the inverter apparatus mounted in vehicles, such as a motor vehicle, is shown.

（第１実施形態）
まず、図１を参照して昇降圧コンバータ装置の構成について説明する。ここで、図１は、昇降圧コンバータ装置の回路図である。 (First embodiment)
First, the configuration of the buck-boost converter device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a circuit diagram of the buck-boost converter device.

図１に示す昇降圧コンバータ装置１（電力変換装置）は、充放電可能な低電圧バッテリＢ１０の出力する直流低電圧を昇圧して、充放電可能な高電圧バッテリＢ１１を充電する装置である。また、逆に、高電圧バッテリＢ１１の出力する直流高電圧を降圧して、低電圧バッテリＢ１０を充電する装置でもある。つまり、電圧の異なる直流電力間で相互に電力を変換する装置である。昇降圧コンバータ装置１は、低電圧側平滑用コンデンサ１０と、コイル１１と、ＩＧＢＴ１２、１３（トランジスタ）と、フライホイールダイオード１４、１５と、電流センス抵抗１６（抵抗）と、高電圧側平滑用コンデンサ１７と、制御回路１８（制御手段）とから構成されている。   A step-up / down converter device 1 (power conversion device) shown in FIG. 1 is a device that boosts a DC low voltage output from a chargeable / dischargeable low voltage battery B10 and charges a chargeable / dischargeable high voltage battery B11. Conversely, it is also a device that steps down the DC high voltage output from the high voltage battery B11 and charges the low voltage battery B10. That is, it is a device that mutually converts power between DC power having different voltages. The buck-boost converter device 1 includes a low-voltage side smoothing capacitor 10, a coil 11, IGBTs 12 and 13 (transistors), flywheel diodes 14 and 15, a current sense resistor 16 (resistance), and a high-voltage side smoothing device. The capacitor 17 is composed of a control circuit 18 (control means).

低電圧側平滑用コンデンサ１０は、低電圧側の直流電圧を平滑するための素子である。低電圧側平滑用コンデンサ１０は、昇圧動作のときには、低電圧バッテリＢ１０の出力する直流電圧を平滑し、降圧動作のときには、低電圧バッテリＢ１０を充電する降圧された直流電圧を平滑する。低電圧側平滑用コンデンサ１０の正極端子及び負極端子は、低電圧バッテリＢ１０の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。   The low voltage side smoothing capacitor 10 is an element for smoothing the DC voltage on the low voltage side. The low-voltage side smoothing capacitor 10 smoothes the DC voltage output from the low-voltage battery B10 during the boosting operation, and smoothes the stepped-down DC voltage that charges the low-voltage battery B10 during the step-down operation. The positive terminal and the negative terminal of the low voltage side smoothing capacitor 10 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the low voltage battery B10, respectively.

コイル１１は、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１１の一端は、低電圧側平滑用コンデンサ１０の正極端子に、他端は、ＩＧＢＴ１２、１３に接続されている。   The coil 11 is an element that induces a voltage while accumulating and releasing energy when a current flows. One end of the coil 11 is connected to the positive terminal of the low-voltage side smoothing capacitor 10, and the other end is connected to the IGBTs 12 and 13.

ＩＧＢＴ１２、１３は、オン、オフすることで、コイル１１にエネルギーを蓄積、放出させるためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１２は、オンしたときにコレクタからエミッタに流れるコレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子１２０（電流検出端子）を備えている。一方、ＩＧＢＴ１３は、電流センス端子を備えていない。ＩＧＢＴ１２、１３は直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１２のエミッタが、ＩＧＢＴ１３のコレクタに接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１２、１３の直列接続点はコイル１１の他端に接続されている。また、ＩＧＢＴ１２のコレクタは高電圧側平滑用コンデンサ１７の正極端子に、ＩＧＢＴ１３のエミッタは低電圧側平滑用コンデンサ１０及び高電圧側平滑用コンデンサ１７の負極端子にそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１２、１３のゲートは制御回路１８にそれぞれ接続されている。   The IGBTs 12 and 13 are switching elements for storing and releasing energy in the coil 11 by turning on and off. The IGBT 12 includes a current sense terminal 120 (current detection terminal) through which a current smaller than the collector current flows in proportion to the collector current flowing from the collector to the emitter when turned on. On the other hand, the IGBT 13 does not include a current sense terminal. The IGBTs 12 and 13 are connected in series. Specifically, the emitter of the IGBT 12 is connected to the collector of the IGBT 13. A series connection point of the IGBTs 12 and 13 connected in series is connected to the other end of the coil 11. The collector of the IGBT 12 is connected to the positive terminal of the high voltage side smoothing capacitor 17, and the emitter of the IGBT 13 is connected to the negative terminal of the low voltage side smoothing capacitor 10 and the high voltage side smoothing capacitor 17. Further, the gates of the IGBTs 12 and 13 are connected to the control circuit 18, respectively.

フライホイールダイオード１４、１５は、ＩＧＢＴ１２又はＩＧＢＴ１３がオフし、コイル１１に蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生するフライホイール電流を流すための素子である。フライホイールダイオード１４は、フライホイールダイオード１４に流れる電流に比例し、フライホイールダイオード１４に流れる電流より小さい電流が流れる電流センス端子１４０（電流検出端子）を備えている。フライホイールダイオード１４、１５のアノードはＩＧＢＴ１２、１３のエミッタに、カソードはＩＧＢＴ１２、１３のコレクタにそれぞれ接続されている。   The flywheel diodes 14 and 15 are elements for flowing a flywheel current generated when the IGBT 12 or the IGBT 13 is turned off and the energy stored in the coil 11 is released. The flywheel diode 14 includes a current sense terminal 140 (current detection terminal) through which a current smaller than the current flowing through the flywheel diode 14 is proportional to the current flowing through the flywheel diode 14. The flywheel diodes 14 and 15 have anodes connected to the emitters of the IGBTs 12 and 13 and cathodes connected to the collectors of the IGBTs 12 and 13, respectively.

電流センス抵抗１６は、ＩＧＢＴ１２に流れるコレクタ電流及びフライホイールダイオード１４に流れるフライホイール電流を検出するための素子である。電流センス抵抗１６は、ＩＧＢＴ１２がオンしたときには、ＩＧＢＴ１２のコレクタ電流に比例する電流センス端子１２０に流れる電流を電圧に変換する。一方、ＩＧＢＴ１２がオフしたときには、フライホイールダイオード１４のフライホイール電流に比例する電流センス端子１４０に流れる電流を電圧に変換する。電流センス抵抗１６の一端は、ＩＧＢＴ１２の電流センス端子１２０及びフライホイールダイオード１４の電流センス端子１４０に接続されている。また、他端は、ＩＧＢＴ１２のコレクタに接続されている。さらに、電流センス抵抗１６の両端は、制御回路１８にそれぞれ接続されている。   The current sense resistor 16 is an element for detecting the collector current flowing through the IGBT 12 and the flywheel current flowing through the flywheel diode 14. When the IGBT 12 is turned on, the current sense resistor 16 converts a current flowing through the current sense terminal 120 that is proportional to the collector current of the IGBT 12 into a voltage. On the other hand, when the IGBT 12 is turned off, the current flowing through the current sense terminal 140 that is proportional to the flywheel current of the flywheel diode 14 is converted into a voltage. One end of the current sense resistor 16 is connected to the current sense terminal 120 of the IGBT 12 and the current sense terminal 140 of the flywheel diode 14. The other end is connected to the collector of the IGBT 12. Further, both ends of the current sense resistor 16 are connected to the control circuit 18 respectively.

ここで、ＩＧＢＴ１２及びフライホイールダイオード１４は、半導体素子として１チップで構成されている。   Here, the IGBT 12 and the flywheel diode 14 are composed of one chip as a semiconductor element.

高電圧側平滑用コンデンサ１７は、高電圧側の直流電圧を平滑するための素子である。高電圧側平滑用コンデンサ１７は、昇圧動作のときには、高電圧バッテリＢ１１を充電する昇圧された直流電圧を平滑し、降圧動作のときには、高電圧バッテリＢ１１の出力する直流電圧を平滑する。高電圧側平滑用コンデンサ１７の正極端子はＩＧＢＴ１２のコレクタに、負極端子はＩＧＢＴ１３のエミッタにそれぞれ接続されている。また、高電圧側平滑用コンデンサ１７の正極端子及び負極端子は、高電圧バッテリＢ１１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。   The high voltage side smoothing capacitor 17 is an element for smoothing the high voltage side DC voltage. The high-voltage side smoothing capacitor 17 smoothes the boosted DC voltage that charges the high-voltage battery B11 during the boosting operation, and smoothes the DC voltage output from the high-voltage battery B11 during the step-down operation. The positive terminal of the high-voltage side smoothing capacitor 17 is connected to the collector of the IGBT 12, and the negative terminal is connected to the emitter of the IGBT 13. The positive terminal and the negative terminal of the high voltage side smoothing capacitor 17 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the high voltage battery B11, respectively.

制御回路１８は、ＩＧＢＴ１２、１３のオン、オフを制御するための回路である。特に、電流センス抵抗１６の電圧に基づいてフライホイールダイオード１４にフライホイール電流が流れているか否かを判定し、フライホイール電流が流れているときには、強制的にＩＧＢＴ１２をオフする。制御回路１８は、ＩＧＢＴ１２、１３のゲート及び電流センス抵抗１６の両端にそれぞれ接続されている。   The control circuit 18 is a circuit for controlling on / off of the IGBTs 12 and 13. In particular, it is determined whether or not a flywheel current is flowing in the flywheel diode 14 based on the voltage of the current sense resistor 16, and when the flywheel current is flowing, the IGBT 12 is forcibly turned off. The control circuit 18 is connected to the gates of the IGBTs 12 and 13 and both ends of the current sense resistor 16.

次に、図１を参照して昇降圧コンバータ装置の動作について説明する。図１において、車両に搭載された電子装置等（図略）によって高電圧側で電力が消費され、高電圧バッテリＢ１１の電圧が所定電圧未満になると、昇降圧コンバータ装置１は、昇圧動作を開始する。制御回路１８は、ＩＧＢＴ１３をオンして低電圧バッテリＢ１０からコイル１１にエネルギーを蓄積させる。その後、ＩＧＢＴ１３をオフし、コイル１１に蓄積されたエネルギーを放出させる。このとき、コイル１１は、低電圧側平滑用コンデンサ１０に接続される一端に対して、ＩＧＢＴ１２、１３に接続される他端が高電位となる。つまり、コイル１１の他端が低電圧バッテリＢ１０の電圧より高くなる。ＩＧＢＴ１２、１３がともにオフ状態であるため、コイル１１のエネルギーの放出に伴う電流は、電流センス抵抗１６及びフライホイールダイオード１４を介して高電圧バッテリＢ１１に流れ、高電圧バッテリＢ１１が充電される。以降、同様の動作が繰り返され、高電圧バッテリＢ１１の電圧が所定電圧以上になると、制御回路１８は、ＩＧＢＴ１３のオフ、オフの制御を停止する。   Next, the operation of the buck-boost converter device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, when power is consumed on the high voltage side by an electronic device or the like (not shown) mounted on the vehicle and the voltage of the high voltage battery B11 becomes less than a predetermined voltage, the buck-boost converter device 1 starts a boost operation. To do. The control circuit 18 turns on the IGBT 13 to accumulate energy in the coil 11 from the low voltage battery B10. Thereafter, the IGBT 13 is turned off, and the energy accumulated in the coil 11 is released. At this time, the coil 11 has a high potential at the other end connected to the IGBTs 12 and 13 with respect to one end connected to the low-voltage side smoothing capacitor 10. That is, the other end of the coil 11 becomes higher than the voltage of the low voltage battery B10. Since the IGBTs 12 and 13 are both in the off state, the current accompanying the release of the energy of the coil 11 flows to the high voltage battery B11 via the current sense resistor 16 and the flywheel diode 14, and the high voltage battery B11 is charged. Thereafter, the same operation is repeated, and when the voltage of the high voltage battery B11 becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the control circuit 18 stops the off / off control of the IGBT 13.

ところで、フライホイールダイオード１４にフライホイール電流が流れると、フライホイール電流に比例した所定の電流が電流センス端子１４０にも流れる。電流センス端子１４０に流れる電流は、電流センス抵抗１６によって電圧に変換され、制御回路１８に入力される。ＩＧＢＴ１２の電流センス端子１２０を流れる電流と、フライホイールダイオード１４の電流センス端子１４０を流れる電流とでは、流れる方向が逆向きである。そのため、電流センス抵抗１６の電圧の極性が異なることとなる。制御回路１８は、昇圧動作時に、電流センス抵抗１６によって変換された電圧が入力されると、その極性から、フライホイールダイオード１４に電流が流れていると判定し、ＩＧＢＴ１２を強制的にオフする。具体的には、駆動信号を遮断することにより強制的にオフする。また、制御回路１８は、電流センス抵抗１６によって検出した電流に基づいて過電流等の異常を判定し、異常が発生した場合、ＩＧＢＴ１２、１３をオフする等、対応する処理を行う。   By the way, when a flywheel current flows through the flywheel diode 14, a predetermined current proportional to the flywheel current also flows through the current sense terminal 140. The current flowing through the current sense terminal 140 is converted into a voltage by the current sense resistor 16 and input to the control circuit 18. The current flowing through the current sense terminal 120 of the IGBT 12 and the current flowing through the current sense terminal 140 of the flywheel diode 14 are in opposite directions. Therefore, the polarity of the voltage of the current sense resistor 16 is different. When the voltage converted by the current sense resistor 16 is input during the step-up operation, the control circuit 18 determines from the polarity that current is flowing in the flywheel diode 14 and forcibly turns off the IGBT 12. Specifically, it is forcibly turned off by interrupting the drive signal. Further, the control circuit 18 determines an abnormality such as an overcurrent based on the current detected by the current sense resistor 16, and performs a corresponding process such as turning off the IGBTs 12 and 13 when an abnormality occurs.

なお、ＩＧＢＴ１３がオンしたときに流れる電流を検出していないが、オフしたときに流れる電流とほぼ等しいため、問題になることはない。   Although the current that flows when the IGBT 13 is turned on is not detected, there is no problem because it is almost the same as the current that flows when the IGBT 13 is turned off.

一方、車両に搭載された電子装置等（図略）によって低電圧側で電力が消費され、低電圧バッテリＢ１０の電圧が所定電圧未満になると、昇降圧コンバータ装置１は、降圧動作を開始する。制御回路１８は、ＩＧＢＴ１２をオンし、高電圧バッテリＢ１１からコイル１１にエネルギーを蓄積させる。その後、ＩＧＢＴ１２をオフし、コイル１１に蓄積されたエネルギーを放出させる。このとき、コイル１１は、ＩＧＢＴ１２、１３に接続される他端に対して、低電圧側平滑用コンデンサ１０に接続される一端が高電位となる。つまり、コイル１１の一端が、高電圧バッテリＢ１１の電圧より低くなる。ＩＧＢＴ１２、１３がともにオフ状態であるため、コイル１１のエネルギーの放出に伴う電流は、フライホイールダイオード１５を介して低高電圧バッテリＢ１０に流れ、低電圧バッテリＢ１０が充電される。以降、同様の動作が繰り返され、低電圧バッテリＢ１０の電圧が所定電圧以上になると、制御回路１８は、ＩＧＢＴ１２のオフ、オフの制御を停止する。   On the other hand, when power is consumed on the low voltage side by an electronic device or the like (not shown) mounted on the vehicle and the voltage of the low voltage battery B10 becomes less than a predetermined voltage, the step-up / down converter device 1 starts a step-down operation. The control circuit 18 turns on the IGBT 12 and accumulates energy from the high voltage battery B11 in the coil 11. Thereafter, the IGBT 12 is turned off, and the energy accumulated in the coil 11 is released. At this time, one end of the coil 11 connected to the low-voltage side smoothing capacitor 10 has a higher potential than the other ends connected to the IGBTs 12 and 13. That is, one end of the coil 11 becomes lower than the voltage of the high voltage battery B11. Since the IGBTs 12 and 13 are both in the off state, the current accompanying the release of the energy of the coil 11 flows to the low and high voltage battery B10 via the flywheel diode 15, and the low voltage battery B10 is charged. Thereafter, the same operation is repeated, and when the voltage of the low voltage battery B10 becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the control circuit 18 stops the control of turning off / off the IGBT 12.

ところで、ＩＧＢＴ１２がオンし、コレクタ電流が流れると、コレクタ電流に比例した所定の電流が電流センス端子１２０にも流れる。電流センス端子１２０に流れる電流は、電流センス抵抗１６によって電圧に変換され、制御回路１８に入力される。制御回路１８は、電流センス抵抗１６によって検出した電流に基づいて過電流等の異常を判定し、異常が発生した場合、ＩＧＢＴ１２、１３をオフする等、対応する処理を行う。   By the way, when the IGBT 12 is turned on and the collector current flows, a predetermined current proportional to the collector current also flows to the current sense terminal 120. The current flowing through the current sense terminal 120 is converted into a voltage by the current sense resistor 16 and input to the control circuit 18. The control circuit 18 determines an abnormality such as an overcurrent based on the current detected by the current sense resistor 16, and performs a corresponding process such as turning off the IGBTs 12 and 13 when an abnormality occurs.

なお、ＩＧＢＴ１２がオフしたときに流れる電流を検出していないが、オンしたときに流れる電流とほぼ等しいため、問題になることはない。また、昇圧動作時と降圧動作時とで、電流を検出する回路構成が異なることから、同じ大きさの電流が流れても、電流センス抵抗１６によって変換された電圧の大きさが異なることとなる。しかし、制御回路１８において、昇圧動作時と降圧動作時とで、電流センス抵抗１６によって変換された電圧の処理を換えれば問題になることはない。   Although the current that flows when the IGBT 12 is turned off is not detected, there is no problem because it is substantially equal to the current that flows when the IGBT 12 is turned on. In addition, since the circuit configuration for detecting the current is different between the step-up operation and the step-down operation, the magnitude of the voltage converted by the current sense resistor 16 is different even when the same amount of current flows. . However, in the control circuit 18, there is no problem if the processing of the voltage converted by the current sense resistor 16 is changed between the step-up operation and the step-down operation.

最後に、具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、ＩＧＢＴ１２、１３のコレクタ、エミッタ間には、フライホイールダイオード１４、１５が接続されている。ＩＧＢＴ１２は、電流センス端子１２０を備えている。また、フライホイールダイオード１４も、電流センス端子１４０を備えている。電流センス抵抗１６は、電流センス出端子１２０、１４０に接続されている。ＩＧＢＴ１２にコレクタ電流が流れると、それに伴って、電流センス端子１２０にもコレクタ電流に比例した所定の電流が流れる。電流センス端子１２０の電流は電流センス抵抗１６によって電圧に変換される。これにより、ＩＧＢＴ１２に流れる電流を検出することができる。また、フライホイールダイオード１４にフライホイール電流が流れると、それに伴って、電流センス端子１４０にもフライホイール電流に比例した所定の電流が流れる。電流センス端子１４０の電流は電流センス抵抗１６によって電圧に変換される。これにより、フライホイールダイオード１４に流れる電流を検出することができる。従って、簡素な構成で、双方向に流れる電流を検出することができる。   Finally, specific effects will be described. According to the first embodiment, the flywheel diodes 14 and 15 are connected between the collectors and emitters of the IGBTs 12 and 13. The IGBT 12 includes a current sense terminal 120. The flywheel diode 14 also includes a current sense terminal 140. The current sense resistor 16 is connected to the current sense output terminals 120 and 140. When a collector current flows through the IGBT 12, a predetermined current proportional to the collector current flows through the current sense terminal 120 accordingly. The current at the current sense terminal 120 is converted into a voltage by the current sense resistor 16. Thereby, the electric current which flows into IGBT12 is detectable. When a flywheel current flows through the flywheel diode 14, a predetermined current proportional to the flywheel current flows through the current sense terminal 140 accordingly. The current of the current sense terminal 140 is converted into a voltage by the current sense resistor 16. Thereby, the electric current which flows into the flywheel diode 14 is detectable. Therefore, it is possible to detect a current flowing in both directions with a simple configuration.

また、第１実施形態によれば、ＩＧＢＴ１２及びフライホイールダイオード１４は、１チップで構成されている。そのため、部品点数が削減され、昇降圧コンバータ装置１を小型化することができる。   Moreover, according to 1st Embodiment, IGBT12 and the flywheel diode 14 are comprised by 1 chip | tip. Therefore, the number of parts is reduced, and the buck-boost converter device 1 can be downsized.

さらに、第１実施形態によれば、ＩＧＢＴ１２とフライホイールダイオード１４とは１チップで構成されている。この場合、フライホイールダイオード１４に電流が流れ発熱している状態で、同一チップに構成されるＩＧＢＴ１２をオンすると、チップ全体として損失が増加するという特性を有する。そのため、フライホイールダイオード１４に電流が流れているとき、ＩＧＢＴ１２を強制的にオフすることで、チップ全体としての損失を抑えることができる。この場合、電流センス抵抗１６の電圧の極性に着目することで、フライホイールダイオード１４に電流が流れているか否かを確実に判定することができる。また、駆動信号を遮断することで、ＩＧＢＴ１２を確実にオフすることができる。   Furthermore, according to 1st Embodiment, IGBT12 and the flywheel diode 14 are comprised by 1 chip | tip. In this case, when the IGBT 12 configured on the same chip is turned on in a state where current flows through the flywheel diode 14 and heat is generated, the loss of the entire chip increases. Therefore, when the current flows through the flywheel diode 14, the loss of the entire chip can be suppressed by forcibly turning off the IGBT 12. In this case, by paying attention to the polarity of the voltage of the current sense resistor 16, it can be reliably determined whether or not a current is flowing through the flywheel diode 14. Also, the IGBT 12 can be reliably turned off by blocking the drive signal.

（第２実施形態）
まず、図２を参照してインバータ装置の構成について説明する。ここで、図２は、第２実施形態におけるインバータ装置の回路図である。 (Second Embodiment)
First, the configuration of the inverter device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter device in the second embodiment.

図２に示すインバータ装置２（電力変換装置）は、３相交流モータＭ２が力行状態のとき、バッテリＢ２の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、３相交流モータＭ２に供給する装置である。また、逆に、３相交流モータＭ２が回生状態のとき、３相交流モータＭ２の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリＢ２を充電する装置でもある。つまり、直流電力と交流電力間で相互に電力を変換する装置である。インバータ装置２は、３相ブリッジ回路２０（多相ブリッジ回路）と、フライホイールダイオード２１０〜２１６と、電流センス抵抗２２０〜２２２と（抵抗）、制御回路２３０（制御手段）とから構成されている。   The inverter device 2 (power conversion device) shown in FIG. 2 converts the DC voltage output from the battery B2 into a three-phase AC voltage and supplies it to the three-phase AC motor M2 when the three-phase AC motor M2 is in a powering state. Device. Conversely, when the three-phase AC motor M2 is in a regenerative state, the battery B2 is charged by converting the three-phase AC voltage generated by the three-phase AC motor M2 into a DC voltage. That is, it is a device that converts power between DC power and AC power. The inverter device 2 includes a three-phase bridge circuit 20 (multi-phase bridge circuit), flywheel diodes 210 to 216, current sense resistors 220 to 222 (resistors), and a control circuit 230 (control means). .

３相ブリッジ回路２０は、ＩＧＢＴ２００〜２０５（トランジスタ）から構成されている。ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆは、オン、オフすることで、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ２００、２０３、ＩＧＢＴ２０１、２０４及びＩＧＢＴ２０２、２０５は、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２００〜２０２のエミッタが、ＩＧＢＴ２０３〜２０５のコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ２００、２０３、ＩＧＢＴ２０１、２０４及びＩＧＢＴ２０２、２０５は並列接続されている。上側にある３つのＩＧＢＴ２００〜２０２のコレクタはバッテリＢ２の正極端子に、下側にある３つのＩＧＢＴ２０３〜２０５のエミッタはバッテリＢ２の負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ２００〜２０５のゲートは、制御回路２３０にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＩＧＢＴ２００、２０３、ＩＧＢＴ２０１、２０４及びＩＧＢＴ２０２、２０５の直列接続点は、３相交流モータＭ２を構成するコイル（図略）にそれぞれ接続されている。   The three-phase bridge circuit 20 is composed of IGBTs 200 to 205 (transistors). The IGBTs 11a to 11f are switching elements for converting a DC voltage into an AC voltage by turning on and off. The IGBTs 200 and 203, the IGBTs 201 and 204, and the IGBTs 202 and 205 are connected in series, respectively. Specifically, the emitters of the IGBTs 200 to 202 are connected to the collectors of the IGBTs 203 to 205, respectively. Three sets of IGBTs 200 and 203, IGBTs 201 and 204, and IGBTs 202 and 205 connected in series are connected in parallel. The collectors of the three IGBTs 200 to 202 on the upper side are connected to the positive terminal of the battery B2, and the emitters of the three IGBTs 203 to 205 on the lower side are connected to the negative terminal of the battery B2. The gates of the IGBTs 200 to 205 are connected to the control circuit 230, respectively. The series connection points of the IGBTs 200 and 203, the IGBTs 201 and 204, and the IGBTs 202 and 205 connected in series are respectively connected to coils (not shown) constituting the three-phase AC motor M2.

フライホイールダイオード２１０〜２１５は、フライホイール電流を整流することで、交流電圧を直流電圧に変換するための素子である。フライホイールダイオード２１０〜２１５のアノードはＩＧＢＴ２００〜２０５のエミッタに、カソードはＩＧＢＴ２００〜２０５のコレクタにそれぞれ接続されている。   The flywheel diodes 210 to 215 are elements for converting an AC voltage into a DC voltage by rectifying the flywheel current. The flywheel diodes 210 to 215 have anodes connected to the emitters of the IGBTs 200 to 205 and cathodes connected to the collectors of the IGBTs 200 to 205, respectively.

電流センス抵抗２２０〜２２２は、ＩＧＢＴ２０３〜２０５に流れるコレクタ電流及びフライホイールダイオード２１３〜２１５に流れるフライホイール電流を検出するための素子である。電流センス抵抗２２０〜２２２は、ＩＧＢＴ２０３〜２０５がオンしたときには、ＩＧＢＴ２０３〜２０５のコレクタ電流に比例する電流センス端子２０３ａ〜２０５ａに流れる電流を電圧に変換する。一方、ＩＧＢＴ２０３〜２０５がオフしたときには、フライホイールダイオード２１３〜２１５のフライホイール電流に比例する電流センス端子２１３ａ〜２１５ａに流れる電流を電圧に変換する。電流センス抵抗２２０〜２２２の一端は、ＩＧＢＴ２０３〜２０５の電流センス端子２０３ａ〜２０５ａ及びフライホイールダイオード２１３〜２１５の電流センス端子２１３ａ〜２１５ａにそれぞれ接続されている。また、他端は、ＩＧＢＴ２０３〜２０５のコレクタにそれぞれ接続されている。さらに、電流センス抵抗２２０〜２２２の両端は、制御回路２３０にそれぞれ接続されている。   The current sense resistors 220 to 222 are elements for detecting the collector current flowing through the IGBTs 203 to 205 and the flywheel current flowing through the flywheel diodes 213 to 215. When the IGBTs 203 to 205 are turned on, the current sense resistors 220 to 222 convert a current flowing through the current sense terminals 203a to 205a proportional to the collector current of the IGBTs 203 to 205 into a voltage. On the other hand, when the IGBTs 203 to 205 are turned off, the current flowing through the current sense terminals 213a to 215a proportional to the flywheel current of the flywheel diodes 213 to 215 is converted into a voltage. One ends of the current sense resistors 220 to 222 are connected to the current sense terminals 203a to 205a of the IGBTs 203 to 205 and the current sense terminals 213a to 215a of the flywheel diodes 213 to 215, respectively. The other ends are connected to the collectors of the IGBTs 203 to 205, respectively. Further, both ends of the current sense resistors 220 to 222 are connected to the control circuit 230, respectively.

ここで、ＩＧＢＴ２０３〜２０５及びフライホイールダイオード２１３〜２１５は、半導体素子としてそれぞれ１チップで構成されている。   Here, the IGBTs 203 to 205 and the flywheel diodes 213 to 215 are each constituted by one chip as a semiconductor element.

制御回路２３０は、３相ブリッジ回路２０を構成するＩＧＢＴ２００〜２０５のオン、オフを制御するための回路である。特に、電流センス抵抗２２０〜２２２の電圧に基づいてフライホイールダイオード２１３〜２１５にフライホイール電流が流れているか否かを判定し、フライホイール電流が流れているときには、強制的にＩＧＢＴ２０３〜２０５をオフする。制御回路２３０は、ＩＧＢＴ２００〜２０５のゲート及び電流センス抵抗２２０〜２２２の両端にそれぞれ接続されている。   The control circuit 230 is a circuit for controlling on / off of the IGBTs 200 to 205 constituting the three-phase bridge circuit 20. In particular, it is determined whether or not the flywheel current is flowing through the flywheel diodes 213 to 215 based on the voltage of the current sense resistors 220 to 222. When the flywheel current is flowing, the IGBTs 203 to 205 are forcibly turned off. To do. The control circuit 230 is connected to the gates of the IGBTs 200 to 205 and both ends of the current sense resistors 220 to 222, respectively.

次に、インバータ装置の動作について説明する。図２において、車両に搭載され電子装置から３相交流モータＭ２に対するトルク指令が入力されると、インバータ装置２は、トルク指令に基づいて直流交流変換動作を開始する。制御回路２３０は、ＩＧＢＴ２００〜２０５を所定のタイミングでオン、オフして、バッテリＢ２の直流電圧を３相交流電圧に変換し、３相交流モータＭ２に供給する。インバータ装置２から３相交流電圧が供給されると、３相交流モータＭ２は、トルク指令によって指示されたトルクを発生する。ところで、ＩＧＢＴ２０３〜２０５がそれぞれオンし、コレクタ電流が流れると、コレクタ電流に比例した所定の電流が電流センス端子２０３ａ〜２０５ａにも流れる。電流センス端子２０３ａ〜２０５ａに流れる電流は、電流センス抵抗２２０〜２２２によって電圧に変換され、制御回路２３０に入力される。制御回路２３０は、電流センス抵抗２２０〜２２２によって検出した各相電流に基づいてＩＧＢＴ２００〜２０５のオン、オフのタイミングを制御する。   Next, the operation of the inverter device will be described. In FIG. 2, when a torque command for the three-phase AC motor M2 is input from an electronic device mounted on a vehicle, the inverter device 2 starts a DC-AC conversion operation based on the torque command. The control circuit 230 turns on and off the IGBTs 200 to 205 at a predetermined timing, converts the DC voltage of the battery B2 into a three-phase AC voltage, and supplies it to the three-phase AC motor M2. When the three-phase AC voltage is supplied from the inverter device 2, the three-phase AC motor M2 generates torque instructed by the torque command. By the way, when the IGBTs 203 to 205 are turned on and the collector current flows, a predetermined current proportional to the collector current flows to the current sense terminals 203a to 205a. The current flowing through the current sense terminals 203 a to 205 a is converted into a voltage by the current sense resistors 220 to 222 and input to the control circuit 230. The control circuit 230 controls the ON / OFF timing of the IGBTs 200 to 205 based on the phase currents detected by the current sense resistors 220 to 222.

一方、車両に搭載され電子装置からのトルク指令の入力が停止し、３相交流モータＭ２が外力によって回転する回生状態になると、インバータ装置２は、交流直流変換動作を開始する。３相交流モータＭ２の発生する３相交流電圧は、フライホイールダイオード２１３〜２１５によって構成される整流回路で整流され、直流電圧に変換される。そして、変換された直流電圧によってバッテリＢ２が充電される。ところで、フライホイールダイオード２１３〜２１５にフライホイール電流が流れると、フライホイール電流に比例した所定の電流が電流センス端子２１３ａ〜２１５ａにも流れる。電流センス端子２１３ａ〜２１５ａに流れる電流は、電流センス抵抗２２０〜２２２によって電圧に変換され、制御回路２３０に入力される。ＩＧＢＴ２０３〜２０５の電流センス端子２０３ａ〜２０５ａを流れる電流と、フライホイールダイオード２１３〜２１５の電流センス端子２１３ａ〜２１５ａを流れる電流とでは、流れる方向が逆向きである。そのため、電流センス抵抗２２０〜２２２の電圧の極性が異なることとなる。制御回路２３０は、交流直流変換動作時に、電流センス抵抗２２０〜２２２によって変換された電圧が入力されると、その極性から、フライホイールダイオード２１３〜２１５に電流が流れていると判定し、ＩＧＢＴ２０３〜２０５を強制的にオフする。具体的には、駆動信号を遮断することにより強制的にオフする。また、制御回路２３０は、電流センス抵抗２２０〜２２２によって検出した電流に基づいて過電流等の異常を判定し、異常が発生した場合、対応する処理を行う。   On the other hand, when the input of the torque command from the electronic device mounted on the vehicle is stopped and the three-phase AC motor M2 is in a regenerative state that is rotated by an external force, the inverter device 2 starts an AC / DC conversion operation. The three-phase AC voltage generated by the three-phase AC motor M2 is rectified by a rectifier circuit including flywheel diodes 213 to 215 and converted into a DC voltage. The battery B2 is charged with the converted DC voltage. By the way, when a flywheel current flows through the flywheel diodes 213 to 215, a predetermined current proportional to the flywheel current flows through the current sense terminals 213a to 215a. The current flowing through the current sense terminals 213 a to 215 a is converted into a voltage by the current sense resistors 220 to 222 and input to the control circuit 230. The current flowing through the current sense terminals 203a to 205a of the IGBTs 203 to 205 and the current flowing through the current sense terminals 213a to 215a of the flywheel diodes 213 to 215 are in opposite directions. For this reason, the polarity of the voltage of the current sense resistors 220 to 222 is different. When the voltage converted by the current sense resistors 220 to 222 is input during the AC / DC conversion operation, the control circuit 230 determines that the current is flowing in the flywheel diodes 213 to 215 from the polarity, and the IGBT 203 to 205 is forcibly turned off. Specifically, it is forcibly turned off by interrupting the drive signal. Further, the control circuit 230 determines an abnormality such as an overcurrent based on the current detected by the current sense resistors 220 to 222, and performs a corresponding process when an abnormality occurs.

なお、直流交流変換動作時と交流直流変換動作時とで、電流を検出する回路構成が異なることから、同じ大きさの電流が流れても、電流センス抵抗２２０〜２２２によって変換された電圧の大きさが異なることとなる。しかし、制御回路２３０において、直流交流変換動作時と交流直流変換動作時とで、電流センス抵抗２２０〜２２２によって変換された電圧の処理を換えれば問題になることはない。   Note that since the circuit configuration for detecting the current is different between the DC / AC conversion operation and the AC / DC conversion operation, the magnitude of the voltage converted by the current sense resistors 220 to 222 even when the same current flows. Will be different. However, in the control circuit 230, there is no problem if the processing of the voltage converted by the current sense resistors 220 to 222 is changed between the DC / AC conversion operation and the AC / DC conversion operation.

最後に、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。   Finally, specific effects will be described. According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

なお、第２実施形態では、インバータ装置２が直列接続された３組のＩＧＢＴ２００、２０３、ＩＧＢＴ２０１、２０４及びＩＧＢＴ２０２、２０５を並列接続して構成される３相ブリッジ回路２０を備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、２相又は４相以上のブリッジ回路であってもよい。   In the second embodiment, an example in which the inverter device 2 includes a three-phase bridge circuit 20 configured by connecting in parallel three sets of IGBTs 200 and 203, IGBTs 201 and 204, and IGBTs 202 and 205 connected in series. However, it is not limited to this. For example, a two-phase or four-phase or more bridge circuit may be used.

ところで、第１及び第２実施形態では、昇降圧コンバータ１やインバータ装置２がＩＧＢＴによって構成される例を挙げているが、これに限られるものではない。バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタによって構成してもよい。   By the way, in the 1st and 2nd embodiment, although the step-up / step-down converter 1 and the inverter apparatus 2 are mentioned as an example comprised by IGBT, it is not restricted to this. A bipolar transistor or a field effect transistor may be used.

第１実施形態における昇降圧コンバータ装置の回路図である。It is a circuit diagram of the buck-boost converter device in 1st Embodiment. 第２実施形態におけるインバータ装置の回路図である。It is a circuit diagram of the inverter apparatus in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・昇降圧コンバータ装置（電力変換装置）、１０・・・低電圧側平滑用コンデンサ、１１・・・コイル、１２、１３・・・ＩＧＢＴ（トランジスタ）、１２０・・・電流センス端子（電流検出端子）、１４、１５・・・フライホイールダイオード、１４０・・・電流センス端子１４０（電流検出端子）、１６・・・電流センス抵抗（抵抗）、１７・・・高電圧側平滑用コンデンサ、１８・・・制御回路（制御手段）、Ｂ１０・・・低電圧バッテリ、Ｂ１１・・・高電圧バッテリ、２・・・インバータ装置（電力変換装置）、２０・・・３相ブリッジ回路（多相ブリッジ回路）、２００〜２０５・・・ＩＧＢＴ（トランジスタ）、２０３ａ〜２０５ａ・・・電流センス端子（電流検出端子）、２１０〜２１５・・・フライホイールダイオード、２１３ａ〜２１５ａ・・・電流センス端子（電流検出端子）、２２０〜２２２・・・電流センス抵抗（抵抗）、２３０・・・制御回路（制御手段）、Ｂ２・・・バッテリ、Ｍ２・・・３相交流モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Buck-boost converter apparatus (power converter device), 10 ... Low voltage side smoothing capacitor, 11 ... Coil, 12, 13 ... IGBT (transistor), 120 ... Current sense terminal ( Current detection terminal), 14, 15 ... flywheel diode, 140 ... current sense terminal 140 (current detection terminal), 16 ... current sense resistor (resistance), 17 ... high voltage side smoothing capacitor , 18 ... control circuit (control means), B10 ... low voltage battery, B11 ... high voltage battery, 2 ... inverter device (power converter), 20 ... three-phase bridge circuit (multiple Phase bridge circuit), 200 to 205, IGBT (transistor), 203a to 205a, current sense terminal (current detection terminal), 210 to 215, flywheel diode , 213a to 215a ... current sense terminal (current detection terminal), 220 to 222 ... current sense resistor (resistance), 230 ... control circuit (control means), B2 ... battery, M2, ...・ 3-phase AC motor

Claims (7)

直列接続された一対のトランジスタと、
それぞれの前記トランジスタに接続され、カソードがコレクタ又はドレインに、アノードがエミッタ又はソースに接続されるフライホイールダイオードと、
を備え、前記トランジスタをオン、オフして流れる電流を制御し、形態の異なる直流電力間で相互に電力を変換する電力変換装置において、
一対の前記トランジスタの一方は、コレクタ電流又はドレイン電流に比例し、コレクタ電流又はドレイン電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、
前記一方の前記トランジスタに接続される前記フライホイールダイオードは、前記フライホイールダイオードに流れる電流に比例し、前記フライホイールダイオードに流れる電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、
さらに、一端が前記一方の前記トランジスタの前記電流検出端子及び前記一方の前記トランジスタに接続される前記フライホイールダイオードの前記電流検出端子に、他端が前記一方の前記トランジスタのエミッタ又はソースにそれぞれ接続され、双方向に流れる電流を電圧に変換する抵抗を有することを特徴とする電力変換装置。 A pair of transistors connected in series;
A flywheel diode connected to each of the transistors, having a cathode connected to a collector or drain and an anode connected to an emitter or source;
A power conversion device that controls current flowing by turning on and off the transistor and converts power between DC powers of different forms,
One of the pair of transistors includes a current detection terminal through which a current that is proportional to the collector current or the drain current and smaller than the collector current or the drain current flows.
The flywheel diode connected to the one transistor includes a current detection terminal in which a current smaller than a current flowing through the flywheel diode flows in proportion to a current flowing through the flywheel diode;
Furthermore, one end is connected to the current detection terminal of the one transistor and the current detection terminal of the flywheel diode connected to the one transistor, and the other end is connected to the emitter or source of the one transistor. And a power conversion device having a resistor that converts a bidirectional current into a voltage. 直列接続された一対のトランジスタを複数組並列接続して構成される多相ブリッジ回路と、
前記トランジスタにそれぞれ接続され、カソードがコレクタ又はドレインに、アノードがエミッタ又はソースに接続されるフライホイールダイオードと、
を備え、前記トランジスタをオン、オフして流れる電流を制御し、直流電力を交流電力に、又は、前記フライホイールダイオードによって、交流電力を直流電力に相互に変換する電力変換装置において、
一対の前記トランジスタの一方は、コレクタ電流又はドレイン電流に比例し、コレクタ電流又はドレイン電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、
前記一方の前記トランジスタに接続される前記フライホイールダイオードは、前記フライホイールダイオードに流れる電流に比例し、前記フライホイールダイオードに流れる電流より小さい電流が流れる電流検出端子を備え、
さらに、一端が前記一方の前記トランジスタの前記電流検出端子及び前記一方の前記トランジスタに接続される前記フライホイールダイオードの前記電流検出端子に、他端が前記一方の前記トランジスタのエミッタ又はソースにそれぞれ接続され、双方向に流れる電流を電圧に変換する抵抗を有することを特徴とする電力変換装置。 A multi-phase bridge circuit configured by connecting a plurality of pairs of transistors connected in series in parallel;
A flywheel diode connected to each of the transistors, having a cathode connected to a collector or drain and an anode connected to an emitter or source;
In the power conversion device that controls the current flowing by turning on and off the transistor, and converts the DC power into AC power or the AC power is converted into DC power by the flywheel diode.
One of the pair of transistors includes a current detection terminal through which a current that is proportional to the collector current or the drain current and smaller than the collector current or the drain current flows.
The flywheel diode connected to the one transistor includes a current detection terminal in which a current smaller than a current flowing through the flywheel diode flows in proportion to a current flowing through the flywheel diode;
Furthermore, one end is connected to the current detection terminal of the one transistor and the current detection terminal of the flywheel diode connected to the one transistor, and the other end is connected to the emitter or source of the one transistor. And a power conversion device having a resistor that converts a bidirectional current into a voltage. 前記一方の前記トランジスタは、ＩＧＢＴであり、
前記一方の前記トランジスタ、前記フライホイールダイオードは、１チップで構成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The one of the transistors is an IGBT,
3. The power conversion device according to claim 1, wherein the one of the transistors and the flywheel diode are configured by one chip. 4. 前記トランジスタのオン、オフを制御するとともに、前記抵抗の電圧に基づいて前記フライホイールダイオードに電流が流れているか否かを判定し、前記フライホイールダイオードに電流が流れているときには、前記一方の前記トランジスタをオフする制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。   The on / off control of the transistor is controlled, and it is determined whether or not a current is flowing through the flywheel diode based on the voltage of the resistor. The power converter according to claim 3, further comprising a control unit that turns off the transistor. 前記制御手段は、前記抵抗の電圧の極性に基づいて前記フライホイールダイオードに電流が流れているか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。   5. The power converter according to claim 4, wherein the control unit determines whether or not a current flows through the flywheel diode based on a polarity of a voltage of the resistor. 前記制御手段は、駆動信号を遮断することにより前記一方の前記トランジスタをオフすることを特徴とする請求項４又は５のいずれか１項に記載の電力変換装置。 6. The power converter according to claim 4, wherein the control unit turns off the one of the transistors by interrupting a drive signal. 7. 車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is mounted on a vehicle and converts electric power.
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