JP2011015597A - Power conversion apparatus - Google Patents

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Yasuhiro Kamiya
靖弘 神谷
Yusuke Shindo
祐輔 進藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus capable of reducing cost with a configuration smaller than the conventional one.SOLUTION: The power conversion apparatus 20 has a power conversion unit 21 for converting a power supplied from a power supply and for output of the converted power, and a controller 22 for performing drive control of switching elements Q1-Q6 (switching element group) which constitute the power conversion unit 21. The switching elements Q1-Q6 include sense terminals S1-S6 for outputting sense currents. Resistors R1-R6 are connected to the sense terminals S1-S6. The controller 22 is built in the power conversion unit 21, and has a recording medium for recording the correlation between the sense current and a sense voltage applied to both ends of the resistors R1-R6, and device control means for controlling the operation state of a generator motor 30 (output device) based on the sense current obtained from the detected sense voltage according to the correlation. By this configuration, a protection circuit and a current sensor that are conventionally necessary, become unnecessary.

Description

本発明は、電力変換部と制御部を有する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device having a power conversion unit and a control unit.

従来では、電動機に流れる電流を電流センサで検出し、許容値を超える電流が所定頻度以上に発生した場合に異常を検出する異常検出装置の一例が開示されている(例えば特許文献1を参照)。この技術によれば、制御部(例えばマイコンやコントローラ等)は、ノイズ等によって電流が一時的に許容値を超えるような場合には異常とせず、持続的に許容値を超えるような場合に異常と判別する。なお、特許文献1に具体的な記載はないが、一時的とはいえ電流が許容値を超えるためにスイッチング素子を保護するための保護回路を備えなければならない。   Conventionally, an example of an abnormality detection device that detects an abnormality when a current flowing through an electric motor is detected by a current sensor and a current exceeding an allowable value occurs at a predetermined frequency or more is disclosed (for example, see Patent Document 1). . According to this technology, a control unit (for example, a microcomputer, a controller, etc.) is not abnormal when the current temporarily exceeds the allowable value due to noise or the like, and abnormal when the current continuously exceeds the allowable value. Is determined. In addition, although there is no specific description in Patent Document 1, it is necessary to provide a protection circuit for protecting the switching element because the current exceeds the allowable value although it is temporary.

コストを低減する方法として、センス端子を備えたスイッチング素子を用い、AD変換による過電流検出の遅れを防止するためにアナログ回路で構成した過電流検出回路の一例が開示されている(例えば特許文献2を参照)。この技術によれば、過電流を検出したらスイッチング素子を高速に遮断できるようにするため、センス端子に流れる電流が許容値を超えるかで判別する構成となっている。ただし、センス端子に流れる電流は温度に依存する特性があるため、当該温度による電流値の補償を行う。   As a method for reducing the cost, an example of an overcurrent detection circuit configured using an analog circuit to prevent a delay in overcurrent detection due to AD conversion using a switching element having a sense terminal is disclosed (for example, Patent Documents). 2). According to this technique, in order to be able to shut off the switching element at a high speed when an overcurrent is detected, it is determined whether the current flowing through the sense terminal exceeds an allowable value. However, since the current flowing through the sense terminal has a characteristic depending on temperature, the current value is compensated by the temperature.

特開平10−309097号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-309097 特開2008−136335号公報JP 2008-136335 A

しかし、特許文献1,2のいずれの技術にせよ、スイッチング素子を保護するための保護回路を備える必要がある。また、特許文献1の技術では、電流センサを別個に備えなければならない。したがって、構成が大規模になり、コストが嵩むという問題がある。   However, in any of the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to provide a protection circuit for protecting the switching element. In the technique of Patent Document 1, a current sensor must be provided separately. Therefore, there is a problem that the configuration becomes large and the cost increases.

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、従来よりも構成を小規模とし、コストを低減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 point, and it aims at providing the power converter device which can make a structure smaller than before and can reduce cost.

上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、電源から供給される電力を変換して出力機器に出力する電力変換部と、前記電力変換部を構成するスイッチング素子群を駆動制御する制御部とを有する電力変換装置において、前記スイッチング素子群の各スイッチング素子はセンス電流を出力するセンス端子を備え、前記センス端子には抵抗器を接続し、
前記制御部は、前記電力変換部に内蔵されるとともに、前記センス電流と前記抵抗器の両端にかかるセンス電圧との相関関係を記録する記録媒体と、検出する前記センス電圧から前記相関関係に従って得られる前記センス電流に基づいて前記出力機器の作動状態を制御する機器制御手段と、を有することを特徴とする。
The invention according to claim 1, which has been made to solve the above problems, drives a power conversion unit that converts power supplied from a power source and outputs the power to an output device, and a switching element group that constitutes the power conversion unit. In the power conversion device having a control unit to control, each switching element of the switching element group includes a sense terminal that outputs a sense current, a resistor is connected to the sense terminal,
The control unit is incorporated in the power conversion unit, and obtains a recording medium for recording a correlation between the sense current and a sense voltage applied to both ends of the resistor, and a detected detection voltage according to the correlation. Device control means for controlling an operating state of the output device based on the sense current.

なお、「電源」には電源自身のほか、コンバータ等を含む。「出力機器」は電力変換部から出力する電力を受けて作動可能な任意の機器を適用できる。例えば、回転機(すなわち発電機,電動機,発電電動機等)、電力系統、負荷等のうちで一以上が該当する。「スイッチング素子(群)」にはスイッチング機能を有する任意の半導体素子を用いることができ、例えばIGBTやパワートランジスタ等が該当する。   Note that “power source” includes a converter and the like in addition to the power source itself. As the “output device”, any device that can operate by receiving the power output from the power conversion unit can be applied. For example, one or more of a rotating machine (that is, a generator, a motor, a generator motor, etc.), a power system, a load, and the like are applicable. As the “switching element (group)”, any semiconductor element having a switching function can be used, for example, an IGBT or a power transistor.

この構成によれば、制御部は電力変換部に内蔵されるため、センス端子に接続する抵抗器の両端にかかるセンス電圧を直接的に制御部に入力する。制御部に備える過電流制御手段は、まず入力したセンス電圧に対応するセンス電流を求める。具体的には、記録媒体に記録された相関関係の情報に基づいて決定する。相関関係の情報は任意に規定してよく、例えばデータテーブル形式で表す方法や、関数形式で表す方法等がある。こうして得られたセンス電流に基づいて、機器制御手段は出力機器の作動状態を制御する。作動状態の制御は出力機器によって異なり、例えば回転機の場合はトルクや回転数等の制御が該当する。したがって、従来技術では必要であった保護回路や電流センサが不要となるので、従来よりも構成を小規模にすることができ、コストを低減できる。なお、スイッチング素子はセンス端子を備えていれば任意の素子を適用でき、例えばIGBTやパワーMOSFET等の半導体素子が該当する。   According to this configuration, since the control unit is built in the power conversion unit, the sense voltage applied to both ends of the resistor connected to the sense terminal is directly input to the control unit. The overcurrent control means provided in the control unit first obtains a sense current corresponding to the input sense voltage. Specifically, it is determined based on the correlation information recorded on the recording medium. Correlation information may be arbitrarily defined. For example, there are a method expressed in a data table format, a method expressed in a function format, and the like. Based on the sense current thus obtained, the device control means controls the operating state of the output device. The control of the operating state varies depending on the output device. For example, in the case of a rotating machine, control of torque, rotation speed, and the like is applicable. Therefore, since the protection circuit and the current sensor that are necessary in the conventional technique are not necessary, the configuration can be made smaller than the conventional one, and the cost can be reduced. Note that any element can be used as the switching element as long as it has a sense terminal. For example, a semiconductor element such as an IGBT or a power MOSFET is applicable.

請求項2に記載の発明は、前記出力機器が回転機である場合には、前記機器制御手段は前記センス電流に従って前記出力機器のトルクおよび回転数のうち一方または双方を制御することを特徴とする。この構成によれば、電流センサが不要となるので、コストを低減できる。   The invention according to claim 2 is characterized in that, when the output device is a rotating machine, the device control means controls one or both of the torque and the rotational speed of the output device according to the sense current. To do. According to this configuration, since a current sensor is not necessary, the cost can be reduced.

請求項3に記載の発明は、検出する前記センス電圧が所定範囲外の前記センス電流になると、前記スイッチング素子群を保護するための制御を行う過電流制御手段を有することを特徴とする。この構成によれば、所定範囲外のセンス電流になると、過電流制御手段はスイッチング素子群を保護するための制御を行う。例えば、スイッチング素子群の駆動を停止させる制御や、スイッチング素子群の駆動を低下させる制御などが該当する。したがって、保護回路や電流センサが不要となるので、従来よりも構成を小規模にすることができ、コストを低減できる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided overcurrent control means for performing control for protecting the switching element group when the sense voltage to be detected becomes the sense current outside a predetermined range. According to this configuration, when the sense current is outside the predetermined range, the overcurrent control unit performs control for protecting the switching element group. For example, the control for stopping the driving of the switching element group and the control for reducing the driving of the switching element group are applicable. Therefore, since a protection circuit and a current sensor are not necessary, the configuration can be made smaller than before, and the cost can be reduced.

請求項4に記載の発明は、前記過電流制御手段は、前記スイッチング素子群の駆動を停止させる制御を行うか、または、前記スイッチング素子群の駆動を低下させる制御を行うことを特徴とする。この構成によれば、過電流制御手段はスイッチング素子群の駆動を停止させる制御を行うか、スイッチング素子群の駆動を低下させる制御を行う。いずれの制御にせよスイッチング素子に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   The invention according to claim 4 is characterized in that the overcurrent control means performs control to stop driving of the switching element group or control to reduce driving of the switching element group. According to this configuration, the overcurrent control unit performs control for stopping the driving of the switching element group or performs control for reducing the driving of the switching element group. In any control, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching element.

請求項5に記載の発明は、前記過電流制御手段は、前記センス電流が通常限界値を超えると前記スイッチング素子群の駆動を低下させる制御を行い、さらに前記センス電流が許容値を超えると前記スイッチング素子群の駆動を停止させる制御を行うことを特徴とする。この構成によれば、センス電流が通常限界値(すなわち通常の駆動制御によって流れる電流の限界値)を超えるか、さらに許容値(すなわちスイッチング素子に流せ得る上限値)を超えるかに応じて段階的にスイッチング素子群の制御を行う。段階的に制御することで、スイッチング素子に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, when the sense current exceeds a normal limit value, the overcurrent control unit performs control to reduce driving of the switching element group, and further, when the sense current exceeds an allowable value, Control for stopping driving of the switching element group is performed. According to this configuration, stepwise depending on whether the sense current exceeds the normal limit value (that is, the limit value of the current that flows by normal drive control) or further exceeds the allowable value (that is, the upper limit value that can be passed to the switching element). The switching element group is controlled. By controlling in stages, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching element.

請求項6に記載の発明は、前記記録媒体には、対象となるスイッチング素子にかかるゲート電圧および温度のうち一方または双方に対応して、前記センス電流と前記センス電圧との相関関係を記録することを特徴とする。この構成によれば、センス電流とセンス電圧との相関関係は、複数のゲート電圧について各電圧ごとに記録したり、複数の温度について各温度ごとに記録したりする。電力変換部を構成する各スイッチング素子の特性に合わせて、ゲート電圧および温度のうち一方または双方に対応した相関関係を記録すればよい。こうすればスイッチング素子の依存性に対応することができるようになり、使用環境に応じたセンス電流をより正確に求めることができる。したがって、どのような使用環境でもスイッチング素子群の保護を的確に行うことができる。   The invention according to claim 6 records the correlation between the sense current and the sense voltage on the recording medium corresponding to one or both of the gate voltage and the temperature applied to the target switching element. It is characterized by that. According to this configuration, the correlation between the sense current and the sense voltage is recorded for each voltage for a plurality of gate voltages, or is recorded for each temperature for a plurality of temperatures. A correlation corresponding to one or both of the gate voltage and the temperature may be recorded in accordance with the characteristics of each switching element constituting the power conversion unit. By doing so, it becomes possible to deal with the dependency of the switching element, and the sense current corresponding to the use environment can be obtained more accurately. Therefore, it is possible to accurately protect the switching element group in any use environment.

請求項7に記載の発明は、前記制御部は、前記ゲート電圧および前記温度のうち一方または双方を入力し、当該入力した情報に基づいて前記センス電流を特定することを特徴とする。この構成によれば、ゲート電圧および温度のうち一方または双方を直接的に制御部に入力する。温度は検出器が出力する信号内容に依存し、温度に相関する電圧(例えば25[℃]のときに1.5[V]等)であったり、温度自体のデータ(例えば25[℃]のときに25を表すデジタルデータ等)であったりする。使用環境に応じたセンス電流をより正確に求めることができるので、スイッチング素子群の保護を的確に行うことができる。   The invention according to claim 7 is characterized in that the control unit inputs one or both of the gate voltage and the temperature, and specifies the sense current based on the input information. According to this configuration, one or both of the gate voltage and the temperature are directly input to the control unit. The temperature depends on the signal content output from the detector, and is a voltage correlated with the temperature (for example, 1.5 [V] at 25 [° C]) or the data of the temperature itself (for example, 25 [° C]). Sometimes digital data representing 25). Since the sense current according to the usage environment can be obtained more accurately, the switching element group can be protected accurately.

請求項8に記載の発明は、前記記録媒体には、前記センス電流と前記センス電圧との相関関係を示す特性線に関する情報を記録することを特徴とする。この構成によれば、センス電流とセンス電圧との相関関係を特性線で表し、当該特性線に関する情報を記録媒体に記録する。特性線は直線や曲線で表すことができるので、特性線に関する情報は関数を特定する情報となる。データテーブルでは情報量が多くなるが、関数は必要な情報量を少なくできる。したがって、記録媒体に必要な記録容量を少なく抑えることができ、ひいてはコストを低く抑えることができる。   The invention according to claim 8 is characterized in that information on a characteristic line indicating a correlation between the sense current and the sense voltage is recorded on the recording medium. According to this configuration, the correlation between the sense current and the sense voltage is represented by the characteristic line, and information about the characteristic line is recorded on the recording medium. Since the characteristic line can be expressed by a straight line or a curve, the information on the characteristic line is information for specifying the function. The data table increases the amount of information, but the function can reduce the amount of information required. Therefore, the recording capacity required for the recording medium can be reduced, and the cost can be reduced.

請求項9に記載の発明は、前記機器制御手段および前記過電流制御手段が行う制御に関する情報を外部装置に報知する報知手段を有することを特徴とする。この構成によれば、報知手段は制御に関する情報を外部装置に報知する。制御に関する情報は任意に設定でき、例えばセンス電流,センス電圧,ゲート電圧,温度等のような各情報のうちで一以上の情報が該当する。こうすれば、外部装置は電力変換装置の状態を把握することができ、次に電力変換装置に対する指令を行える。   The invention according to claim 9 is characterized by comprising a notifying means for notifying an external device of information relating to the control performed by the device control means and the overcurrent control means. According to this configuration, the notification unit notifies the external device of information related to control. Information relating to control can be arbitrarily set, and for example, one or more pieces of information such as a sense current, a sense voltage, a gate voltage, and a temperature are applicable. If it carries out like this, an external device can grasp | ascertain the state of a power converter device, and can perform the command with respect to a power converter device next.

電力変換装置の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of a power converter device. スイッチング素子を中心とする接続例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of a connection centering on a switching element. コントローラの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of a controller. センス電流とセンス電圧との相関関係の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of correlation with a sense current and a sense voltage. ゲート電圧および温度ごとの相関関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the correlation for every gate voltage and temperature. センス電流制御処理の手続き例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of a sense current control process. 相電流に対するセンス電圧の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the sense voltage with respect to a phase current. 過電流が生じる場合の措置を説明するグラフ図である。It is a graph explaining a measure when an overcurrent occurs. 過電流が生じる場合の措置を説明するグラフ図である。It is a graph explaining a measure when an overcurrent occurs.

以下では、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。また、連続符号は記号「〜」を用いて表記する。例えば「スイッチング素子Q1〜Q6」は、「スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6」を意味する。出力機器には、エンジン始動および発電の双方が行える車両用の発電電動機を適用した例について説明する。   Below, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. Unless otherwise specified, “connect” means electrical connection. Further, the continuous code is expressed using the symbol “˜”. For example, “switching elements Q1 to Q6” means “switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6”. As an output device, an example in which a vehicular generator motor capable of both engine starting and power generation is applied will be described.

まず図1には、電力変換装置の構成例を模式図で示す。図1に示す電力変換装置20は、コンバータ回路10を経て供給される電力を変換して発電電動機30に出力する機能を有する。この電力変換装置20は、電力変換部21、コントローラ22、絶縁部23,24等を有する。コンバータ回路10と電力変換装置20との間には、平滑用のコンデンサC2が接続される。このコンデンサC2は、コンバータ回路10から入力される直流電源電圧の電位変動を低減する。   First, in FIG. 1, the structural example of a power converter device is shown with a schematic diagram. The power conversion device 20 shown in FIG. 1 has a function of converting the power supplied via the converter circuit 10 and outputting it to the generator motor 30. The power conversion device 20 includes a power conversion unit 21, a controller 22, insulation units 23 and 24, and the like. A smoothing capacitor C <b> 2 is connected between the converter circuit 10 and the power conversion device 20. The capacitor C2 reduces potential fluctuations in the DC power supply voltage input from the converter circuit 10.

コンバータ回路10は、第1電源E1(例えばバッテリ等)から平滑用のコンデンサC1を介して供給される直流電圧V1(例えば12ボルト等)を、電力変換装置20で必要とする直流電圧V10(例えば650ボルト等)に変換して出力する機能を有する。このコンバータ回路10の構成や作動等は周知であるので図示および説明を省略する。   The converter circuit 10 uses a DC voltage V10 (for example, 12 volts or the like) supplied from a first power source E1 (for example, a battery) via a smoothing capacitor C1 for a DC voltage V10 (for example, a voltage required by the power converter 20). 650 volts or the like) and output. Since the configuration and operation of the converter circuit 10 are well known, illustration and description thereof are omitted.

電力変換装置20は、給電機能と送電機能とを切り換え可能に備える。給電機能は、第1電源E1からコンバータ回路10を介して供給される直流電力を三相交流電力に変換し、発電電動機30に供給する機能である。送電機能は、発電電動機30が発電した三相交流電力を整流し、コンバータ回路10を介して第1電源E1に還流する機能である。   The power conversion device 20 includes a power feeding function and a power transmission function that can be switched. The power feeding function is a function of converting DC power supplied from the first power supply E1 via the converter circuit 10 into three-phase AC power and supplying the three-phase AC power to the generator motor 30. The power transmission function is a function of rectifying the three-phase AC power generated by the generator motor 30 and returning it to the first power supply E1 via the converter circuit 10.

電力変換部21は、駆動回路M1〜M6、スイッチング素子Q1〜Q6、ダイオードD1〜D6、抵抗器R1〜R6などを有する。図示を省略した感温ダイオードDθ1〜Dθ6は後述する(図2を参照)。駆動回路M1〜M3、スイッチング素子Q1〜Q3、ダイオードD1〜D3、抵抗器R1〜R3などは上アーム側に配置される。駆動回路M4〜M6、スイッチング素子Q4〜Q6、ダイオードD4〜D6、抵抗器R4〜R6などは下アーム側に配置される。   The power conversion unit 21 includes drive circuits M1 to M6, switching elements Q1 to Q6, diodes D1 to D6, resistors R1 to R6, and the like. The temperature-sensitive diodes Dθ1 to Dθ6 whose illustration is omitted will be described later (see FIG. 2). Drive circuits M1 to M3, switching elements Q1 to Q3, diodes D1 to D3, resistors R1 to R3, and the like are arranged on the upper arm side. Drive circuits M4 to M6, switching elements Q4 to Q6, diodes D4 to D6, resistors R4 to R6, and the like are arranged on the lower arm side.

駆動回路M1〜M6は、制御電源50から電圧の供給を受けて作動する。駆動回路M1〜M6は第1電源E1から制御(例えば降圧電源)された電源から供給を受けて作動しても良い。この駆動回路M1〜M6は、コントローラ22から個別に伝達される制御信号(例えばPWM(パルス幅変調)信号等)に従って、対応するスイッチング素子Q1〜Q6の制御端子(例えばゲート端子等)に駆動信号を出力する。なお、駆動回路M1〜M3が制御端子Pi1〜Pi3を介して受ける電圧と、駆動回路M4〜M6が制御端子Pi4〜Pi6を介して受ける電圧とでは基準電位が異なる。これは、半導体スイッチング素子(例えばIGBT)の所定端子(例えばエミッタ端子)を基準としてゲート電圧を形成するためである。制御端子Pi1〜Pi3から、後述するスイッチング素子Q1〜Q3のセンス端子Ps1〜Ps3の間も基準電位が異なるので、絶縁を確保するために絶縁素子(または高耐圧素子)が必要である。   The drive circuits M <b> 1 to M <b> 6 operate by receiving a voltage supply from the control power supply 50. The drive circuits M1 to M6 may operate by receiving supply from a power source controlled (for example, a step-down power source) from the first power source E1. The drive circuits M1 to M6 drive signals to control terminals (for example, gate terminals) of the corresponding switching elements Q1 to Q6 in accordance with control signals (for example, PWM (pulse width modulation) signals and the like) individually transmitted from the controller 22. Is output. The reference potential differs between the voltage received by the drive circuits M1 to M3 via the control terminals Pi1 to Pi3 and the voltage received by the drive circuits M4 to M6 via the control terminals Pi4 to Pi6. This is because a gate voltage is formed with reference to a predetermined terminal (for example, an emitter terminal) of a semiconductor switching element (for example, an IGBT). Since the reference potentials also differ between the control terminals Pi1 to Pi3 and the sense terminals Ps1 to Ps3 of the switching elements Q1 to Q3 described later, an insulating element (or high withstand voltage element) is required to ensure insulation.

「スイッチング素子群」に相当するスイッチング素子Q1〜Q6には、例えばセンス電流を出力するセンス端子S1〜S6を備えたIGBTを用いる。センス端子Ps4〜Ps6と共通電位G2との間には、それぞれ抵抗器R4〜R6を接続する。抵抗器R1〜R3はそれぞれ対応するスイッチング素子Q1〜Q3のエミッタ端子と接続される。共通電位G2は電力変換装置20内で共通する電位(同電位グランド)であって、当該電力変換装置20がグランドG1と接続された場合にはアースと同電位になる。共通電位G2は一般的にアースと同電位でないので、グランドG1とは異なる図記号を用いて図示する。ここで、図1では図示を簡単にするために一部の素子を省略したので、図2を参照しながらスイッチング素子Q1〜Q6の具体的な接続例を説明する。   As the switching elements Q1 to Q6 corresponding to the “switching element group”, for example, an IGBT including sense terminals S1 to S6 for outputting a sense current is used. Resistors R4 to R6 are connected between the sense terminals Ps4 to Ps6 and the common potential G2, respectively. Resistors R1-R3 are connected to the emitter terminals of corresponding switching elements Q1-Q3, respectively. The common potential G2 is a common potential (same potential ground) in the power conversion device 20, and when the power conversion device 20 is connected to the ground G1, it has the same potential as the ground. Since the common potential G2 is generally not the same potential as the ground, the common potential G2 is illustrated using a different symbol from the ground G1. Here, in FIG. 1, some elements are omitted for simplicity of illustration, and a specific connection example of the switching elements Q <b> 1 to Q <b> 6 will be described with reference to FIG. 2.

図2には、スイッチング素子Qnを中心とする接続例を示す。nに1〜6のいずれかの数値を適用すると、図1に示すスイッチング素子Q1〜Q6のいずれか一のスイッチング素子に対応する。このことは以下の記載でも同様とする。言い換えれば、スイッチング素子Qnはスイッチング素子Q1〜Q6を代表して説明する回路素子であり、図示する他の回路素子も同様である。ただし、上アームのスイッチング素子Q1〜Q3は共通電位G2には接続されない(図1を参照)。   FIG. 2 shows a connection example centered on the switching element Qn. When any numerical value of 1 to 6 is applied to n, it corresponds to any one of the switching elements Q1 to Q6 shown in FIG. The same applies to the following description. In other words, the switching element Qn is a circuit element described as a representative of the switching elements Q1 to Q6, and the other circuit elements shown are the same. However, the switching elements Q1 to Q3 of the upper arm are not connected to the common potential G2 (see FIG. 1).

図1で図示を省略した回路素子は、スイッチング素子Qnの温度を検出する感温ダイオードDθnである。感温ダイオードDθnは、アノード側を制御電源50に接続し、カソード側を共通電位G2に接続する。感温ダイオードDθnには制御電源50から定電流が供給され、感温ダイオードDθnの両端にかかる電圧が温度θnに相関する。一例として、感温ダイオードDθnにかかる電圧が2[V]であれば、スイッチング素子Qnの温度が20[℃]であることを示す。   The circuit element not shown in FIG. 1 is a temperature sensitive diode Dθn that detects the temperature of the switching element Qn. The temperature-sensitive diode Dθn has an anode connected to the control power supply 50 and a cathode connected to the common potential G2. A constant current is supplied from the control power supply 50 to the temperature sensitive diode Dθn, and the voltage applied to both ends of the temperature sensitive diode Dθn correlates with the temperature θn. As an example, if the voltage applied to the temperature sensitive diode Dθn is 2 [V], it indicates that the temperature of the switching element Qn is 20 [° C.].

抵抗器Rnの両端にかかるセンス電圧Vsenは、センス端子Snを流れるセンス電流Isnと相関関係がある。この相関関係については後述する(図4,図5を参照)。上述したセンス電圧Vsen、温度θn、スイッチング素子Qnのゲート端子に印加されるゲート電圧Vgn、スイッチング素子Qnのコレクタ端子とエミッタ端子との間に生じる端子間電圧Vcenなどは、コントローラ22に入力される(図3を参照)。   The sense voltage Vsen across the resistor Rn has a correlation with the sense current Isn flowing through the sense terminal Sn. This correlation will be described later (see FIGS. 4 and 5). The above-described sense voltage Vsen, temperature θn, gate voltage Vgn applied to the gate terminal of the switching element Qn, inter-terminal voltage Vcen generated between the collector terminal and the emitter terminal of the switching element Qn, etc. are input to the controller 22. (See FIG. 3).

図1に戻って、ダイオードD1〜D6は、それぞれ対応するスイッチング素子Q1〜Q6のコレクタ端子とエミッタ端子との間に並列接続される。これらのダイオードD1〜D6は、いずれもフリーホイールダイオードとして機能する。   Returning to FIG. 1, the diodes D1 to D6 are connected in parallel between the collector terminals and the emitter terminals of the corresponding switching elements Q1 to Q6, respectively. These diodes D1 to D6 all function as freewheeling diodes.

電力変換部21内の回路素子は、一点鎖線で囲って示すように三相(本例ではU相,V相,W相)に分けられ、コントローラ22によって相ごとに作動が制御される。U相は、駆動回路M1,M4、スイッチング素子Q1,Q4、ダイオードD1,D4、抵抗器R1,R4などで構成される。V相は、駆動回路M2,M5、スイッチング素子Q2,Q5、ダイオードD2,D5、抵抗器R2,R5などで構成される。W相は、駆動回路M3,M6、スイッチング素子Q3,Q6、ダイオードD3,D6、抵抗器R3,R6などで構成される。U相のスイッチング素子Q1,Q4は、直列接続されてハーフブリッジを構成する。V相のスイッチング素子Q2,Q5と、W相のスイッチング素子Q3,Q6とについても同様に、直列接続されてハーフブリッジを構成する。ハーフブリッジの各接続点と発電電動機30の三相端子とは、線路Ku,Kv,Kwによって相ごとに接続されている。線路KuにはU相電流Iuが流れ、線路KvにはV相電流Ivが流れ、線路KwにはW相電流Iuが流れる(図7を参照)。   The circuit elements in the power converter 21 are divided into three phases (U phase, V phase, and W phase in this example) as shown surrounded by a one-dot chain line, and the operation is controlled for each phase by the controller 22. The U phase includes drive circuits M1 and M4, switching elements Q1 and Q4, diodes D1 and D4, resistors R1 and R4, and the like. The V phase is composed of drive circuits M2 and M5, switching elements Q2 and Q5, diodes D2 and D5, resistors R2 and R5, and the like. The W phase is composed of drive circuits M3 and M6, switching elements Q3 and Q6, diodes D3 and D6, resistors R3 and R6, and the like. The U-phase switching elements Q1 and Q4 are connected in series to form a half bridge. Similarly, the V-phase switching elements Q2 and Q5 and the W-phase switching elements Q3 and Q6 are connected in series to form a half bridge. Each connection point of the half bridge and the three-phase terminal of the generator motor 30 are connected for each phase by lines Ku, Kv, Kw. A U-phase current Iu flows through the line Ku, a V-phase current Iv flows through the line Kv, and a W-phase current Iu flows through the line Kw (see FIG. 7).

「制御部」に相当するコントローラ22は、電力変換装置20に内蔵され、コンバータ回路10や電力変換装置20等の動作を司る。例えば、絶縁部23,24を介して入力される信号情報に基づいて、コンバータ回路10や電力変換装置20等を制御するための制御信号(例えばPWM信号等)を出力する。入力される信号情報には、例えば外部ECU(すなわち外部の制御装置)から伝達される指令信号(例えばトルク指令,回転数指令等)や、発電電動機30側に備えられた回転角センサ40等の検出信号などが該当する。また、外部ECUに対し絶縁部23を介して信号情報を出力したり、回転角センサ40に対し絶縁部24および信号変換部25を介して信号(例えば励磁信号や検出信号等)を入出力する。   The controller 22 corresponding to the “control unit” is built in the power conversion device 20 and controls the operation of the converter circuit 10, the power conversion device 20, and the like. For example, a control signal (for example, a PWM signal) for controlling the converter circuit 10, the power converter 20, or the like is output based on signal information input via the insulating units 23 and 24. The input signal information includes, for example, a command signal (for example, a torque command, a rotation speed command, etc.) transmitted from an external ECU (that is, an external control device), a rotation angle sensor 40 provided on the generator motor 30 side, and the like. This applies to detection signals. Further, signal information is output to the external ECU through the insulating unit 23, and signals (for example, excitation signals and detection signals) are input to and output from the rotation angle sensor 40 through the insulating unit 24 and the signal converting unit 25. .

コントローラ22の構成例を示す図3を参照しながら説明する。図3に示すコントローラ22は、記録媒体22a,機器制御手段22b,過電流制御手段22c,報知手段22dなどを有する。記録媒体22aには、図2に示すセンス電流Isnとセンス電圧Vsenとの相関関係を記録する。具体的にどのような情報を記録するのかについては後述する(図4,図5を参照)。この相関関係を記録できる限りにおいて、記録媒体22aには任意の媒体を用いてよい。例えば、ROM,EEPROM,光磁気ディスク等が該当する。   A description will be given with reference to FIG. The controller 22 shown in FIG. 3 includes a recording medium 22a, device control means 22b, overcurrent control means 22c, notification means 22d, and the like. The recording medium 22a records the correlation between the sense current Isn and the sense voltage Vsen shown in FIG. Specific information to be recorded will be described later (see FIGS. 4 and 5). As long as this correlation can be recorded, any medium may be used as the recording medium 22a. For example, ROM, EEPROM, magneto-optical disk, and the like are applicable.

機器制御手段22bは、センス電流Is1〜Is6に基づいて発電電動機30の作動状態(例えば回転数等)を制御する。過電流制御手段22cは、センス電圧Vse1〜Vse6が所定範囲外となるセンス電流Is1〜Is6を検出すると、スイッチング素子Q1〜Q6を保護するための制御を行う。報知手段22dは、スイッチング素子Q1〜Q6を保護する制御を行うとき、保護に関する情報を外部ECUに報知する。   The device control means 22b controls the operating state (for example, the rotational speed) of the generator motor 30 based on the sense currents Is1 to Is6. The overcurrent control unit 22c performs control for protecting the switching elements Q1 to Q6 when detecting the sense currents Is1 to Is6 in which the sense voltages Vse1 to Vse6 are outside the predetermined range. The notification unit 22d notifies the external ECU of information related to protection when performing control to protect the switching elements Q1 to Q6.

上述した機能を果たす限りにおいて、コントローラ22は任意に構成してよい。例えば、CPU(マイコンを含む)によってソフトウェア制御を行う構成としてもよく、IC(LSIやゲートアレイ等を含む)やトランジスタ等の電子部品を用いてハードウェア制御を行う構成としてもよい。   As long as the functions described above are performed, the controller 22 may be arbitrarily configured. For example, a software control may be performed by a CPU (including a microcomputer), or a hardware control may be performed using an electronic component such as an IC (including an LSI or a gate array) or a transistor.

再び図1に戻って、絶縁部23,24には、例えば光電素子(例えばフォトカプラ等)、磁気結合素子(トランスやコイル等)、容量性素子(例えばコンデンサ)などのうちで一の素子を用いる。発電電動機30は、エンジン始動および発電の双方を行う。回転角センサ40には、発電電動機30に備えるロータの回転角や回転位置を検出可能なセンサ、例えばレゾルバを用いる。   Returning to FIG. 1 again, for the insulating parts 23 and 24, for example, one of a photoelectric element (for example, a photocoupler), a magnetic coupling element (for example, a transformer or a coil), a capacitive element (for example, a capacitor), or the like is provided. Use. The generator motor 30 performs both engine start and power generation. As the rotation angle sensor 40, a sensor capable of detecting the rotation angle and the rotation position of the rotor included in the generator motor 30, for example, a resolver is used.

制御電源50は、第2電源E2から供給される直流電圧V2(例えば5ボルト等)を、コントローラ22や駆動回路M1〜M6等で必要とする電圧や電流に変換して出力する機能を有する。この制御電源50の構成や作動等は周知であるので図示および説明を省略する。第2電源E2には、第1電源E1と同様に、例えばバッテリを用いる。制御電源50および第2電源E2はグランドG1にアースされている。   The control power supply 50 has a function of converting a DC voltage V2 (for example, 5 volts) supplied from the second power supply E2 into a voltage or current required by the controller 22, the drive circuits M1 to M6, and the like, and outputting the converted voltage or current. Since the configuration and operation of the control power supply 50 are well known, illustration and description thereof are omitted. As the second power source E2, for example, a battery is used in the same manner as the first power source E1. The control power supply 50 and the second power supply E2 are grounded to the ground G1.

記録媒体22aに記録する相関関係について、図4,図5を参照しながら説明する。なお、説明にあたっては図2に示す符号を用いる。まず図4には、センス電流Isnを縦軸とし、センス電圧Vsenを横軸とする相関関係をグラフで示す。ただし、スイッチング素子(IGBT)の動作特性は、ゲート電圧Vgnや素子自体の温度θn等に依存するため、ゲート電圧Vgnが15[V]、温度θnが150[℃]のときの例である。   The correlation recorded on the recording medium 22a will be described with reference to FIGS. In the description, the reference numerals shown in FIG. 2 are used. FIG. 4 is a graph showing the correlation with the sense current Isn as the vertical axis and the sense voltage Vsen as the horizontal axis. However, since the operating characteristics of the switching element (IGBT) depend on the gate voltage Vgn, the temperature θn of the element itself, and the like, this is an example when the gate voltage Vgn is 15 [V] and the temperature θn is 150 [° C.].

計測は、スイッチング素子Q1〜Q6を電力変換部21に組み込む前に、予め計測装置等を用いて行う。計測する対象は全てのスイッチング素子が望ましいが、個体差が少なくほぼ同じ動作特性を示すスイッチング素子を一種類とするときは種類ごとを対象としてもよい。具体的には、スイッチング素子に所定のセンス電流Isnが流れるように条件設定し、当該条件設定におけるセンス電圧Vsenを電圧計で計測する。さらには、スイッチング素子の入出力端子間(例えばコレクタ端子とエミッタ端子との間)を流れる電流を電流計で計測するのが望ましい。スイッチング素子に流すセンス電流Isnの大きさは任意であるが、スイッチング素子にとって許容範囲の限界値(通常限界値や許容値)を含めて複数点について計測する。計測点数が多いほど、計測対象のスイッチング素子にかかる動作特性を正確に特定し易くなる。   Measurement is performed in advance using a measuring device or the like before the switching elements Q1 to Q6 are incorporated in the power conversion unit 21. All switching elements are preferably measured. However, when one type of switching elements that exhibit almost the same operating characteristics with little individual difference is used, each type may be targeted. Specifically, conditions are set so that a predetermined sense current Isn flows through the switching element, and the sense voltage Vsen under the condition settings is measured with a voltmeter. Furthermore, it is desirable to measure the current flowing between the input / output terminals of the switching element (for example, between the collector terminal and the emitter terminal) with an ammeter. Although the magnitude of the sense current Isn flowing through the switching element is arbitrary, the measurement is performed at a plurality of points including the limit value (normal limit value or allowable value) of the allowable range for the switching element. As the number of measurement points increases, it becomes easier to accurately specify the operating characteristics of the switching element to be measured.

図4には11点を計測した例を示し、各計測点を黒丸でプロットしている。こうして計測したデータに基づいて、スイッチング素子(IGBT)の動作特性を表す特性線Xを決定する。特性線Xを決定するにあたって、特定の関数(例えば一次関数,双曲線関数,逆双曲線関数,対数曲線等)を用いて近似線を求め得る数学的手法(例えば最小二乗法や回帰分析等)を適用してもよい。記録媒体22aには、上述したゲート電圧Vgnおよび温度θnのうち一方または双方のほか、関数を特定する情報を記録すればよいのでデータ量が少なく抑えられる。なお、記録媒体22aには、計測したデータ自体の情報のみを記録してもよく、特定の関数に関する情報とともに記録してもよい。さらには、センス電流Isnに対応して、スイッチング素子の入出力端子間を流れる電流(すなわち発電電動機30に流れる電流)や、発電電動機30の作動状態(例えばトルクおよび回転数のうち一方または双方)などを併せて記録するのが望ましい。   FIG. 4 shows an example in which 11 points are measured, and each measurement point is plotted with a black circle. Based on the data thus measured, a characteristic line X representing the operating characteristics of the switching element (IGBT) is determined. In determining the characteristic line X, a mathematical method (for example, least square method or regression analysis) that can obtain an approximate line using a specific function (eg, linear function, hyperbolic function, inverse hyperbolic function, logarithmic curve, etc.) is applied. May be. In addition to one or both of the gate voltage Vgn and the temperature θn described above, information for specifying the function may be recorded on the recording medium 22a, so that the data amount can be reduced. Note that only the information of the measured data itself may be recorded on the recording medium 22a, or may be recorded together with information on a specific function. Furthermore, corresponding to the sense current Isn, the current flowing between the input and output terminals of the switching element (that is, the current flowing to the generator motor 30) and the operating state of the generator motor 30 (for example, one or both of torque and rotation speed). It is desirable to record them together.

図4にはゲート電圧Vgnが15[V]、温度θnが150[℃]のときの例を示したが、ゲート電圧Vgnが15[V],14[V],13[V]、温度θnが−40[℃],150[℃]のときの例を図5に示す。すなわち、図5には6つの特性線X1〜X6を示す。特性線X1〜X3は温度θnが−40[℃]の変化を示し、特性線X4〜X6は温度θnが150[℃]の変化を示す。変化させるのは、ゲート電圧Vgnおよび温度θnのうち一方または双方でよい。このように様々のゲート電圧Vgnおよび温度θnについて計測し、特定の関数に関する情報および計測したデータ自体の情報のうち一方または双方を記録媒体22aに記録しておく。ゲート電圧Vgnや温度θnの点数は、記録媒体22aに記録可能な範囲においてできるだけ多いほうが望ましい。   FIG. 4 shows an example in which the gate voltage Vgn is 15 [V] and the temperature θn is 150 [° C.], but the gate voltages Vgn are 15 [V], 14 [V], 13 [V], and the temperature θn. FIG. 5 shows an example when -40 [° C.] and 150 [° C.]. That is, FIG. 5 shows six characteristic lines X1 to X6. Characteristic lines X1 to X3 indicate changes in temperature θn of −40 [° C.], and characteristic lines X4 to X6 indicate changes in temperature θn of 150 [° C.]. One or both of the gate voltage Vgn and the temperature θn may be changed. Thus, various gate voltages Vgn and temperatures θn are measured, and one or both of information on a specific function and information of the measured data itself are recorded on the recording medium 22a. It is desirable that the number of points of the gate voltage Vgn and the temperature θn is as large as possible within the range that can be recorded on the recording medium 22a.

上述した電力変換装置20において、コントローラ22で実行される制御の一つであるセンス電流制御について図6〜図9を参照しながら説明する。図6にフローチャートで示すセンス電流制御処理は、コントローラ22が作動しているときに繰り返し実行される。なお、図6中のステップST10〜ST16は機器制御手段22bを具体化した一例であり、ステップST17〜ST19は過電流制御手段22cを具体化した一例であり、ステップST20は報知手段22dを具体化した一例である。図7には相電流に対するセンス電圧の変化を示す。図8,図9には過電流が生じる場合の措置の一例を示す。   In the power conversion device 20 described above, sense current control, which is one of the controls executed by the controller 22, will be described with reference to FIGS. The sense current control process shown in the flowchart of FIG. 6 is repeatedly executed when the controller 22 is operating. Note that steps ST10 to ST16 in FIG. 6 are an example in which the device control means 22b is embodied, steps ST17 to ST19 are examples in which the overcurrent control means 22c is embodied, and step ST20 is an embodiment of the notification means 22d. This is an example. FIG. 7 shows changes in the sense voltage with respect to the phase current. 8 and 9 show an example of measures when an overcurrent occurs.

図6に示すセンス電流制御処理において、まず発電電動機30に行う回転制御にかかる回転角を取得し〔ステップST10〕、取得した回転角に基づいて電流が流れているスイッチング素子を特定する〔ステップS11〕。スイッチング素子Q1〜Q6の中からステップS11で特定したスイッチング素子Qnについてゲート電圧Vgn,温度θn,センス電圧Vsen等の情報を入力する〔ステップST12〕。   In the sense current control process shown in FIG. 6, first, a rotation angle related to rotation control performed on the generator motor 30 is acquired [step ST10], and a switching element through which a current flows is specified based on the acquired rotation angle [step S11. ]. Information such as the gate voltage Vgn, the temperature θn, and the sense voltage Vsen is input for the switching element Qn identified in step S11 from among the switching elements Q1 to Q6 [step ST12].

ステップST10〜ST12の処理を行う背景は図7に示す通りである。すなわち図7に示すように、U相電流Iu,V相電流Iv,W相電流Iwが流れている場合、コントローラ22はパルス幅変調波形PWMによる制御を行うので、下アームのスイッチング素子Q4〜Q6にかかるセンス電圧Vse4〜Vse6を検出できるのはパルス幅変調波形PWMがオンとなったときに限られる。例えばスイッチング素子Q4についてはセンス電圧Vse4で示すように、回転角としての電気角が30度から60度まで、90度から120度まで、150度から180度までである。スイッチング素子Q5についてはセンス電圧Vse5で示すように、電気角が150度から180度まで、210度から240度まで、270度から300度までである。スイッチング素子Q6についてはセンス電圧Vse6とについてはセンス電圧Vse6で示すように、電気角が270度から300度まで、330度から0度まで、30度から60度までである。   The background for performing the processes of steps ST10 to ST12 is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7, when the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw are flowing, the controller 22 performs control based on the pulse width modulation waveform PWM, so the switching elements Q4 to Q6 of the lower arm The sense voltages Vse4 to Vse6 can be detected only when the pulse width modulation waveform PWM is turned on. For example, as shown by the sense voltage Vse4 for the switching element Q4, the electrical angle as the rotation angle is from 30 degrees to 60 degrees, from 90 degrees to 120 degrees, from 150 degrees to 180 degrees. For the switching element Q5, as indicated by the sense voltage Vse5, the electrical angle is from 150 degrees to 180 degrees, from 210 degrees to 240 degrees, from 270 degrees to 300 degrees. As for the switching element Q6, as shown by the sense voltage Vse6 with respect to the sense voltage Vse6, the electrical angle is from 270 degrees to 300 degrees, from 330 degrees to 0 degrees, from 30 degrees to 60 degrees.

図6に戻って、ステップST12で入力した情報のうち、ゲート電圧Vgnおよび温度θnに基づいて記録媒体22aに記録された特性線Xを特定する〔ステップST13〕。また、ステップST12で入力したセンス電圧Vsenと、ステップST13で特定した特性線Xとに基づいて、現在流れているセンス電流Isnを求める〔ステップST14〕。例えば図8に示す特性線XをステップST13で特定した場合は、センス電圧VsenがVxであれば、センス電流IsnとしてIxが求められる。   Returning to FIG. 6, the characteristic line X recorded on the recording medium 22a is specified based on the gate voltage Vgn and the temperature θn in the information input in step ST12 [step ST13]. Further, based on the sense voltage Vsen input in step ST12 and the characteristic line X specified in step ST13, the currently flowing sense current Isn is obtained [step ST14]. For example, when the characteristic line X shown in FIG. 8 is specified in step ST13, if the sense voltage Vsen is Vx, Ix is obtained as the sense current Isn.

ステップST14で求めたセンス電流Isnに基づいて、発電電動機30の作動状態(例えばトルクおよび回転数のうち一方または双方)が目標値と異なるか否かを判別する〔ステップST15〕。目標値はセンス電流Isnと対比させる作動状態の数値を設定する。なお、センス電流Isnに対応するスイッチング素子の入出力端子間を流れる電流を記録媒体22aに記録している場合には、当該入出力端子間を流れる電流と対比させる作動状態の数値を設定してもよい。もし発電電動機30の作動状態が目標値と同じならば(NO)、後述するステップST17に進む。「目標値と同じ」とは、目標値と同一値であるか否かを判断してもよく、目標値から一定範囲内(例えば目標値を基準として数%の範囲内)に収まっているか否かを判断してもよい。   Based on the sense current Isn obtained in step ST14, it is determined whether or not the operating state of the generator motor 30 (for example, one or both of the torque and the rotational speed) is different from the target value [step ST15]. The target value sets the numerical value of the operating state to be compared with the sense current Isn. When the current flowing between the input / output terminals of the switching element corresponding to the sense current Isn is recorded on the recording medium 22a, the numerical value of the operating state to be compared with the current flowing between the input / output terminals is set. Also good. If the operating state of the generator motor 30 is the same as the target value (NO), the process proceeds to step ST17 described later. “Same as target value” may determine whether the value is the same as the target value, and whether or not it is within a certain range from the target value (for example, within a range of several percent based on the target value) It may be judged.

一方、発電電動機30の作動状態が目標値と異なれば(YES)、当該目標値に近づくようにパルス幅変調波形PWMのデューティ比を変更してスイッチング素子Q1〜Q6を駆動する制御を行い〔ステップST16〕、後述するステップST17に進む。デューティ比をどの程度変更すべきかは制御対象(作動状態)によって変わり、具体的な制御内容については周知であるので説明を省略する。   On the other hand, if the operating state of the generator motor 30 is different from the target value (YES), control is performed to drive the switching elements Q1 to Q6 by changing the duty ratio of the pulse width modulation waveform PWM so as to approach the target value [Step] ST16], the process proceeds to step ST17 described later. The degree to which the duty ratio should be changed varies depending on the control target (operating state), and the specific control content is well known and will not be described.

次に、ステップST14で求めたセンス電流Isnが許容範囲内か否かを判別する〔ステップST17〕。許容範囲は、スイッチング素子Q1〜Q6と発電電動機30とで通常は異なる。また、後述するステップST18,ST19の一方または双方のいずれを実行するかによって、許容範囲内か否かの判別を行う際の対象値(通常限界値または許容値)が変わる。通常限界値は、通常の駆動制御によってスイッチング素子Q1〜Q6に流れる電流の限界値を意味する。許容値は、スイッチング素子Q1〜Q6に流せる電流の限界値(上限値)を意味する。ステップST18,ST19の双方を実行する場合は、通常限界値に達する前は通常限界値を適用し、通常限界値に達した後は許容値を適用する。   Next, it is determined whether or not the sense current Isn obtained in step ST14 is within an allowable range [step ST17]. The allowable range is usually different between the switching elements Q1 to Q6 and the generator motor 30. Further, the target value (normal limit value or allowable value) for determining whether or not it is within the allowable range varies depending on whether one or both of steps ST18 and ST19 described later are executed. The normal limit value means a limit value of a current flowing through the switching elements Q1 to Q6 by normal drive control. The allowable value means the limit value (upper limit value) of the current that can be passed through the switching elements Q1 to Q6. When both steps ST18 and ST19 are executed, the normal limit value is applied before reaching the normal limit value, and the allowable value is applied after reaching the normal limit value.

もしセンス電流Isnが許容範囲内であれば(YES)、スイッチング素子Q1〜Q6および発電電動機30の双方が正常に作動しているので、そのままステップST20に進む。一方、センス電流Isnが許容範囲外であれば(NO)、ステップS11で特定したスイッチング素子Qnに過電流が流れていると考えられる。そのため、発電電動機30に出力する平均の出力電圧が下がるようにスイッチング素子Q1〜Q6を駆動する制御〔ステップST18〕、およびスイッチング素子Q1〜Q6の駆動を全て停止させる制御〔ステップST19〕のうち一方または双方を行ってステップST20に進む。そして、制御に関する情報を外部ECUに報知し〔ステップST20〕、センス電流制御処理をリターンする。報知を行う情報は任意に設定でき、例えばセンス電流Isn,センス電圧Vsen,ゲート電圧Vgn,温度θn等のような各情報のうちで一以上の情報が該当する。   If the sense current Isn is within the allowable range (YES), since both the switching elements Q1 to Q6 and the generator motor 30 are operating normally, the process proceeds to step ST20 as it is. On the other hand, if the sense current Isn is outside the allowable range (NO), it is considered that an overcurrent flows through the switching element Qn specified in step S11. Therefore, one of the control for driving the switching elements Q1 to Q6 (step ST18) and the control for stopping all the driving of the switching elements Q1 to Q6 (step ST19) so that the average output voltage output to the generator motor 30 is lowered. Or both are performed and it progresses to step ST20. And the information regarding control is alert | reported to external ECU [step ST20], and a sense current control process is returned. The information to be notified can be arbitrarily set, and for example, one or more pieces of information among the information such as the sense current Isn, the sense voltage Vsen, the gate voltage Vgn, the temperature θn, and the like are applicable.

ここで、ステップST18,ST19の具体的な制御内容について、図8,図9を参照しながら説明する。図8,図9には、図6のステップST13で図5に示す特性線X5を特定した例を示す。図8と図9とでは、通常限界値と許容値との間における措置が異なる。通常限界値は、図9に示すセンス電流Idwおよびセンス電圧Vdwが該当する。許容値は、図8および図9に示すセンス電流Imaxおよびセンス電圧Vmaxが該当する。   Here, specific control contents of steps ST18 and ST19 will be described with reference to FIGS. 8 and 9 show an example in which the characteristic line X5 shown in FIG. 5 is specified in step ST13 of FIG. In FIG. 8 and FIG. 9, the measures between the normal limit value and the allowable value are different. The normal limit value corresponds to the sense current Idw and the sense voltage Vdw shown in FIG. The allowable value corresponds to the sense current Imax and the sense voltage Vmax shown in FIGS.

まず図8に従う措置は、ステップST18,ST19のいずれか一方を実行する。すなわち、ステップST14で求めたセンス電流Isnがセンス電流Imaxを超えてクロスハッチで示す範囲内になると、発電電動機30に出力する平均の出力電圧が下がるようにスイッチング素子Q1〜Q6を駆動するか(ステップST18)、あるいはスイッチング素子Q1〜Q6の駆動を全て停止させる(ステップST19)。いずれを行うにせよスイッチング素子Q1〜Q6に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   First, the measure according to FIG. 8 executes one of steps ST18 and ST19. That is, when the sense current Isn obtained in step ST14 exceeds the sense current Imax and falls within the range indicated by the cross hatch, the switching elements Q1 to Q6 are driven so that the average output voltage output to the generator motor 30 decreases ( In step ST18), or all the driving of the switching elements Q1 to Q6 is stopped (step ST19). In any case, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching elements Q1 to Q6.

図9に従う措置は、ステップST18,ST19の双方を実行する。すなわち、ステップST14で求めたセンス電流Isnがセンス電流Idwを超えて斜線ハッチで示す範囲内になると、発電電動機30に出力する平均の出力電圧が下がるようにスイッチング素子Q1〜Q6を駆動する(ステップST18)。さらに、センス電流Isnがセンス電流Imaxを超えてクロスハッチの範囲内になると、スイッチング素子Q1〜Q6の駆動を全て停止させる(ステップST19)。こうして段階的に制御することで、スイッチング素子Q1〜Q6に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   The measure according to FIG. 9 executes both steps ST18 and ST19. That is, when the sense current Isn obtained in step ST14 exceeds the sense current Idw and falls within the hatched hatched range, the switching elements Q1 to Q6 are driven so that the average output voltage output to the generator motor 30 is reduced (step ST18). Further, when the sense current Isn exceeds the sense current Imax and falls within the cross hatch range, the driving of the switching elements Q1 to Q6 is all stopped (step ST19). By controlling in stages in this way, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching elements Q1 to Q6.

上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項1に対応し、コントローラ22(制御部)は電力変換部21に内蔵されるため、センス端子Sn(S1〜S6)に接続する抵抗器Rn(R1〜R6)の両端にかかるセンス電圧Vsen(Vse1〜Vse6)を直接的にコントローラ22に入力する(図1,図2を参照)。コントローラ22に備える機器制御手段22bは、入力したセンス電圧Vsenに対応するセンス電流Isn(Is1〜Is6)を求める(図6のステップST10〜ST14を参照)。もしセンス電流Isnが目標値と異なると、機器制御手段22bはセンス電流Isn(Is1〜Is6)に基づいて発電電動機30(出力機器)の作動状態を制御する構成とした(図6のステップST15,ST16を参照)。この構成によれば、センス電流Isnに基づいてスイッチング素子の入出力端子間を流れる電流を推測でき、従来技術では必要であった保護回路や電流センサが不要となる。したがって、従来よりも構成を小規模にすることができ、コストを低減できる。   According to the embodiment described above, the following effects can be obtained. First, corresponding to claim 1, since the controller 22 (control unit) is built in the power conversion unit 21, the sense voltage applied to both ends of the resistor Rn (R1 to R6) connected to the sense terminal Sn (S1 to S6). Vsen (Vse1 to Vse6) is directly input to the controller 22 (see FIGS. 1 and 2). The device control means 22b provided in the controller 22 obtains a sense current Isn (Is1 to Is6) corresponding to the input sense voltage Vsen (see steps ST10 to ST14 in FIG. 6). If the sense current Isn is different from the target value, the device control means 22b is configured to control the operating state of the generator motor 30 (output device) based on the sense current Isn (Is1 to Is6) (step ST15 in FIG. 6, (See ST16). According to this configuration, the current flowing between the input / output terminals of the switching element can be estimated based on the sense current Isn, and the protection circuit and the current sensor that are necessary in the prior art are not necessary. Therefore, the configuration can be made smaller than before, and the cost can be reduced.

請求項2に対応し、機器制御手段22bはセンス電流Isnに従って発電電動機30のトルクおよび回転数のうち一方または双方を制御する構成とした(図6のステップST15,ST16を参照)。この構成によれば、センス電流Isnに基づいて制御でき、電流センサが不要となるので、コストを低減できる。   Corresponding to claim 2, the device control means 22b is configured to control one or both of the torque and the rotational speed of the generator motor 30 according to the sense current Isn (see steps ST15 and ST16 in FIG. 6). According to this configuration, control can be performed based on the sense current Isn, and a current sensor is not necessary, so that cost can be reduced.

請求項3に対応し、センス電流Isnが所定範囲外になると、過電流制御手段22cはスイッチング素子Q1〜Q6を保護するための制御を行う構成とした(図6のステップST17〜ST19を参照)。この構成によれば、センス電流Isnを監視していればよく、保護回路や電流センサが不要となるので、従来よりも構成を小規模にすることができ、コストを低減できる。   Corresponding to claim 3, when the sense current Isn falls outside the predetermined range, the overcurrent control means 22c is configured to perform control for protecting the switching elements Q1 to Q6 (see steps ST17 to ST19 in FIG. 6). . According to this configuration, it is only necessary to monitor the sense current Isn, and a protection circuit and a current sensor are not required. Therefore, the configuration can be made smaller than the conventional one, and the cost can be reduced.

請求項4に対応し、過電流制御手段22cは、スイッチング素子Q1〜Q6の駆動を停止させる制御を行うか、あるいはスイッチング素子Q1〜Q6の駆動を低下させる制御を行う構成とした(図6のステップST18,ST19および図8,図9を参照)。この構成によれば、いずれの制御を行うにせよ、スイッチング素子Q1〜Q6に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   Corresponding to claim 4, the overcurrent control means 22c is configured to control to stop driving of the switching elements Q1 to Q6 or to control to reduce driving of the switching elements Q1 to Q6 (FIG. 6). (See steps ST18 and ST19 and FIGS. 8 and 9). According to this configuration, it is possible to reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching elements Q1 to Q6 regardless of which control is performed.

請求項5に対応し、過電流制御手段22cは、センス電流Isnが通常限界値を超えるとスイッチング素子Q1〜Q6の駆動を低下させる制御を行い、さらにセンス電流Isnが許容値を超えるとスイッチング素子Q1〜Q6の駆動を停止させる制御を行う構成とした(図6のステップST18,ST19および図8,図9を参照)。この構成によれば、段階的に制御することで、スイッチング素子Q1〜Q6に過電流が流れるのを確実に防止することができる。   Corresponding to claim 5, the overcurrent control means 22c performs control to reduce the drive of the switching elements Q1 to Q6 when the sense current Isn exceeds the normal limit value, and further switches when the sense current Isn exceeds the allowable value. The control is performed to stop the driving of Q1 to Q6 (see steps ST18 and ST19 of FIG. 6 and FIGS. 8 and 9). According to this structure, it can prevent reliably that an overcurrent flows into switching element Q1-Q6 by controlling in steps.

請求項6に対応し、記録媒体22aには、電力変換部21を構成する各スイッチング素子の特性に合わせて、ゲート電圧および温度のうち一方または双方に対応した相関関係を記録する構成とした。この構成によれば、スイッチング素子Q1〜Q6の依存性に対応し、使用環境に応じたセンス電流Isnをより正確に求められる。したがって、どのような使用環境でもスイッチング素子Q1〜Q6の保護を的確に行うことができる。   Corresponding to claim 6, the recording medium 22a is configured to record a correlation corresponding to one or both of the gate voltage and the temperature in accordance with the characteristics of each switching element constituting the power converter 21. According to this configuration, the sense current Isn corresponding to the use environment can be obtained more accurately corresponding to the dependency of the switching elements Q1 to Q6. Therefore, the switching elements Q1 to Q6 can be properly protected in any use environment.

請求項7に対応し、ゲート電圧Vgnおよび温度θnのうち一方または双方を直接的にコントローラ22に入力してセンス電流Isnを特定する構成とした(図1,図2,図6を参照)。この構成によれば、使用環境に応じたセンス電流Isnをより正確に求められるので、スイッチング素子Q1〜Q6の保護を的確に行うことができる。   Corresponding to claim 7, one or both of the gate voltage Vgn and the temperature θn is directly input to the controller 22 to specify the sense current Isn (see FIGS. 1, 2, and 6). According to this configuration, since the sense current Isn corresponding to the use environment can be obtained more accurately, the switching elements Q1 to Q6 can be protected accurately.

請求項8に対応し、記録媒体22aには、センス電流Isnとセンス電圧Vsenとの相関関係を示す特性線に関する情報を記録する構成とした(図4,図5を参照)。この構成によれば、記録媒体22aに必要な記録容量を少なく抑えることができ、ひいてはコストを低く抑えることができる。   Corresponding to claim 8, the recording medium 22a is configured to record information on the characteristic line indicating the correlation between the sense current Isn and the sense voltage Vsen (see FIGS. 4 and 5). According to this configuration, the recording capacity required for the recording medium 22a can be suppressed to a low level, and the cost can be reduced.

請求項9に対応し、報知手段22dは、機器制御手段22bおよび過電流制御手段22cが行う制御に関する情報を外部ECU(外部装置)に報知する構成とした(図6のステップST20を参照)。この構成によれば、外部ECUは電力変換装置20の状態を把握することができ、次に電力変換装置20に対する指令を行える。   Corresponding to claim 9, the notification means 22d is configured to notify the external ECU (external device) of information relating to the control performed by the device control means 22b and the overcurrent control means 22c (see step ST20 in FIG. 6). According to this configuration, the external ECU can grasp the state of the power conversion device 20, and can then issue a command to the power conversion device 20.

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
[Other Embodiments]
Although the form for implementing this invention was demonstrated above, this invention is not limited to the said form at all. In other words, various forms can be implemented without departing from the scope of the present invention. For example, the following forms may be realized.

上述した実施の形態では、スイッチング素子Q1〜Q6にはIGBTを適用したが(図1を参照)、スイッチング機能およびセンス端子を有する他のスイッチング素子を適用してもよい。他のスイッチング素子としては、パワーMOSFETなどのようなパワートランジスタ、SiCパワー素子、GTOなどが該当する。また、回転角センサ40にはレゾルバを適用したが(図1を参照)、回転体(例えばロータ等)の正確な回転角や回転位置等を検出可能な任意のセンサ(例えばアブソリュート形のロータリエンコーダ等)を適用してもよい。さらに、スイッチング素子Qnの温度を検出する感温素子には感温ダイオードDθnを適用したが(図2を参照)、スイッチング素子Qnの温度を検出可能な他の感温素子(例えばサーミスタ,熱電対,ピンフォトダイオード等)を適用してもよい。いずれにせよ単に素子の違いに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the embodiment described above, the IGBT is applied to the switching elements Q1 to Q6 (see FIG. 1), but other switching elements having a switching function and a sense terminal may be applied. Examples of other switching elements include power transistors such as power MOSFETs, SiC power elements, and GTO. Further, although a resolver is applied to the rotation angle sensor 40 (see FIG. 1), an arbitrary sensor (for example, an absolute rotary encoder) capable of detecting an accurate rotation angle, rotation position, etc. of a rotating body (for example, a rotor). Etc.) may be applied. Furthermore, although the temperature sensing diode Dθn is applied to the temperature sensing element that detects the temperature of the switching element Qn (see FIG. 2), other temperature sensing elements (for example, thermistor, thermocouple, etc.) that can detect the temperature of the switching element Qn. , Pin photodiodes, etc.) may be applied. In any case, since it is merely a difference in elements, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、出力機器としての発電電動機30を適用したが(図1を参照)、電力変換装置20で変換された電力を受けて作動する他の出力機器を適用してもよい。他の出力機器には、例えば電動機,電力系統,負荷等のうちで一以上が該当する。いずれの出力機器にせよ単に機器の違いに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the generator motor 30 as the output device is applied (see FIG. 1), but other output devices that operate by receiving the power converted by the power conversion device 20 may be applied. For example, one or more of the motor, the power system, the load, and the like correspond to the other output devices. Since any output device is merely a difference between devices, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、三相の発電電動機30に合わせて電力変換装置20の電力変換部21を三相で構成し、6のスイッチング素子Q1〜Q6を備えた(図1を参照)。この形態に代えて、電力変換部21を三相で構成するものの、上下アームのうち一方のアームに相当する3のスイッチング素子を備えてもよい。また、発電電動機30等の出力機器が三相以外の相数(例えば単相,二相,四相以上)であるときは、その相数に対応した数のスイッチング素子を備えてもよい。いずれにせよ単にスイッチング素子群を構成するスイッチング素子の数の違いに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the embodiment described above, the power conversion unit 21 of the power conversion device 20 is configured in three phases according to the three-phase generator motor 30 and includes six switching elements Q1 to Q6 (see FIG. 1). Instead of this configuration, the power conversion unit 21 may be configured with three phases, but may include three switching elements corresponding to one of the upper and lower arms. Further, when the output device such as the generator motor 30 has a number of phases other than three phases (for example, single phase, two phases, four or more phases), the number of switching elements corresponding to the number of phases may be provided. In any case, since only the difference in the number of switching elements constituting the switching element group is obtained, the same operational effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、スイッチング素子Q1〜Q6とダイオードD1〜D6とは別体に構成したが(図1,図2を参照)、いずれも半導体であるので一体化した素子を用いてもよい。さらに感温ダイオードDθ1〜Dθ6を一体化した素子を用いてもよい。同様にして、上述した実施の形態ではコンバータ回路10は電力変換装置20の外部に備える構成としたが(図1を参照)、電力変換装置20に内蔵する構成としてもよい。単に形態が別体か一体かの違いに過ぎず、機能は同じであるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the switching elements Q1 to Q6 and the diodes D1 to D6 are configured separately (see FIGS. 1 and 2), but since both are semiconductors, integrated elements may be used. . Furthermore, an element in which the temperature sensitive diodes Dθ1 to Dθ6 are integrated may be used. Similarly, in the above-described embodiment, the converter circuit 10 is configured to be provided outside the power conversion device 20 (see FIG. 1), but may be configured to be built in the power conversion device 20. Since it is merely a difference in whether the form is separate or integrated, and the function is the same, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施の形態では、ゲート電圧Vgnおよび温度θnが異なるごとに特性線Xを決定した(図4,図5を参照)。この形態に代えて、ゲート電圧Vgnのみが異なるごとに特性線Xを決定したり、温度θnのみが異なるごとに特性線Xを決定したりしてもよい。さらには、ゲート電圧Vgnおよび温度θnの組み合わせを除き、ゲート電圧Vgn,温度θn,端子間電圧Vcenのうち二以上を組み合わせて、組み合わせた各要素が異なるごとに特性線Xを決定してもよい。スイッチング素子の特性に応じて、特性線Xを決定するにあたって最適な基準を選択するのが望ましい。こうすればスイッチング素子の特性に適した特性線Xを決定することができ、スイッチング素子Q1〜Q6に過電流が流れるのをより確実に防止することができる。   In the embodiment described above, the characteristic line X is determined every time the gate voltage Vgn and the temperature θn are different (see FIGS. 4 and 5). Instead of this form, the characteristic line X may be determined every time only the gate voltage Vgn is different, or the characteristic line X may be determined every time only the temperature θn is different. Furthermore, except for the combination of the gate voltage Vgn and the temperature θn, two or more of the gate voltage Vgn, the temperature θn, and the inter-terminal voltage Vcen may be combined, and the characteristic line X may be determined every time the combined elements are different. . It is desirable to select an optimum standard for determining the characteristic line X according to the characteristics of the switching element. In this way, the characteristic line X suitable for the characteristics of the switching element can be determined, and it is possible to more reliably prevent an overcurrent from flowing through the switching elements Q1 to Q6.

上述した実施の形態では、特性線X(X1〜X6)に基づいて、入力したセンス電圧Vsenからセンス電流Isnを求めた(図5,図6のステップST14を参照)。記録媒体22aに計測データ(センス電圧やセンス電流等)のみを記録した場合において、入力したセンス電圧Vsenが記録された計測データ以外の値であるときは、記録された計測データのうち最も近い二のデータを補間して求めてよい。このことは、ゲート電圧Vgnや温度θnごとに決定した特性線Xについてもあてはまる。ある程度の誤差は生じるが、補間した値で制御できるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the sense current Isn is obtained from the input sense voltage Vsen based on the characteristic line X (X1 to X6) (see step ST14 in FIGS. 5 and 6). When only the measurement data (sense voltage, sense current, etc.) is recorded on the recording medium 22a, if the input sense voltage Vsen is a value other than the recorded measurement data, the nearest two of the recorded measurement data are recorded. These data may be obtained by interpolation. This also applies to the characteristic line X determined for each gate voltage Vgn and temperature θn. Although a certain amount of error occurs, since it can be controlled by the interpolated value, it is possible to obtain the same effect as the above-described embodiment.

上述した実施の形態では、電力変換部21に備えるスイッチング素子Q1〜Q6や(図1を参照)、コントローラ22に備える記録媒体22aについて(図3を参照)、いずれも交換不能に構成した。この形態に代えて、スイッチング素子Q1〜Q6や記録媒体22aを交換可能に構成してもよい。こうすれば、性能劣化や故障等が生じたスイッチング素子を容易に交換することができる。また、新たに交換するスイッチング素子についてセンス電流と前記センス電圧との相関関係を示す特性線に関する情報を記録した記録媒体22aに交換することで、交換後のスイッチング素子に合わせた制御が行える。   In the above-described embodiment, the switching elements Q1 to Q6 included in the power conversion unit 21 (see FIG. 1) and the recording medium 22a included in the controller 22 (see FIG. 3) are all configured to be non-replaceable. Instead of this form, the switching elements Q1 to Q6 and the recording medium 22a may be configured to be replaceable. In this way, it is possible to easily replace the switching element in which performance degradation or failure has occurred. Further, by switching to a recording medium 22a that records information on a characteristic line indicating the correlation between the sense current and the sense voltage for the switching element to be newly replaced, control according to the switching element after replacement can be performed.

10 コンバータ回路
20 電力変換装置
21 電力変換部
22 コントローラ(制御部)
22a 記録媒体
22b 機器制御手段
22c 過電流制御手段
22d 報知手段
23,24 絶縁部
30 発電電動機
40 回転角センサ
50 制御電源
E1 第1電源(電源)
E2 第2電源
Mn(M1,M2,M3,M4,M5,M6) 駆動回路
Qn(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6) スイッチング素子
Dn(D1,D2,D3,D4,D5,D6) ダイオード
Rn(R1,R2,R3,R4,R5,R6) 抵抗器
Sn(S1,S2,S3,S4,S5,S6) センス端子
Vsen(Vse1,Vse2,Vse3,Vse4,Vse5,Vse6) センス電圧
Isn(Is1,Is2,Is3,Is4,Is5,Is6) センス電流
θn(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6) 温度
X,X1,X2,X3,X4,X5,X6 特性線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Converter circuit 20 Power converter 21 Power converter 22 Controller (control part)
22a Recording medium 22b Device control means 22c Overcurrent control means 22d Notification means 23, 24 Insulation part 30 Generator motor 40 Rotation angle sensor 50 Control power supply E1 First power supply (power supply)
E2 Second power supply Mn (M1, M2, M3, M4, M5, M6) Drive circuit Qn (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) Switching element Dn (D1, D2, D3, D4, D5, D6) Diode Rn (R1, R2, R3, R4, R5, R6) Resistor Sn (S1, S2, S3, S4, S5, S6) Sense terminal Vsen (Vse1, Vse2, Vse3, Vse4, Vse5, Vse6) Sense voltage Isn (Is1, Is2, Is3, Is4, Is5, Is6) Sense current θn (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) Temperature X, X1, X2, X3, X4, X5, X6 Characteristic line

Claims (9)

電源から供給される電力を変換して出力機器に出力する電力変換部と、前記電力変換部を構成するスイッチング素子群を駆動制御する制御部とを有する電力変換装置において、
前記スイッチング素子群の各スイッチング素子はセンス電流を出力するセンス端子を備え、
前記センス端子には抵抗器を接続し、
前記制御部は、前記電力変換部に内蔵されるとともに、前記センス電流と前記抵抗器の両端にかかるセンス電圧との相関関係を記録する記録媒体と、検出する前記センス電圧から前記相関関係に従って得られる前記センス電流に基づいて前記出力機器の作動状態を制御する機器制御手段と、を有することを特徴とする電力変換装置。
In a power conversion device having a power conversion unit that converts power supplied from a power source and outputs the power to an output device, and a control unit that drives and controls a switching element group constituting the power conversion unit,
Each switching element of the switching element group includes a sense terminal that outputs a sense current;
Connect a resistor to the sense terminal,
The control unit is incorporated in the power conversion unit, and obtains a recording medium for recording a correlation between the sense current and a sense voltage applied to both ends of the resistor, and a detected detection voltage according to the correlation. And a device control means for controlling an operating state of the output device based on the sense current.
前記出力機器が回転機である場合には、前記機器制御手段は前記センス電流に従って前記出力機器のトルクおよび回転数のうち一方または双方を制御することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   2. The power conversion according to claim 1, wherein when the output device is a rotating machine, the device control unit controls one or both of the torque and the rotation speed of the output device according to the sense current. apparatus. 検出する前記センス電圧が所定範囲外の前記センス電流になると、前記スイッチング素子群を保護するための制御を行う過電流制御手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 1, further comprising an overcurrent control unit that performs control for protecting the switching element group when the sense voltage to be detected becomes the sense current outside a predetermined range. . 前記過電流制御手段は、前記スイッチング素子群の駆動を停止させる制御を行うか、または、前記スイッチング素子群の駆動を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 3, wherein the overcurrent control unit performs control to stop driving of the switching element group, or performs control to reduce driving of the switching element group. 前記過電流制御手段は、前記センス電流が通常限界値を超えると前記スイッチング素子群の駆動を低下させる制御を行い、さらに前記センス電流が許容値を超えると前記スイッチング素子群の駆動を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。   The overcurrent control unit performs control to reduce driving of the switching element group when the sense current exceeds a normal limit value, and further stops driving of the switching element group when the sense current exceeds an allowable value. The power conversion device according to claim 4, wherein: 前記記録媒体には、対象となるスイッチング素子にかかるゲート電圧および温度のうち一方または双方に対応して、前記センス電流と前記センス電圧との相関関係を記録することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The correlation between the sense current and the sense voltage is recorded on the recording medium corresponding to one or both of a gate voltage and a temperature applied to a target switching element. 5. The power conversion device according to claim 5. 前記制御部は、前記ゲート電圧および前記温度のうち一方または双方を入力し、当該入力した情報に基づいて前記センス電流を特定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。   7. The control unit according to claim 1, wherein the control unit inputs one or both of the gate voltage and the temperature, and specifies the sense current based on the input information. Power converter. 前記記録媒体には、前記センス電流と前記センス電圧との相関関係を示す特性線に関する情報を記録することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電力変換装置。   8. The power conversion device according to claim 1, wherein information on a characteristic line indicating a correlation between the sense current and the sense voltage is recorded on the recording medium. 前記機器制御手段および前記過電流制御手段が行う制御に関する情報を外部装置に報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 1 to 8, further comprising a notification unit configured to notify an external device of information related to control performed by the device control unit and the overcurrent control unit.
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