JP2011167039A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各スイッチング素子35a,35bに対応付けられた複数のダイオード122a,122bの発生電圧を選択する切替スイッチ103と、その選択された電圧をPWM変調により所定デューティ比のデューティ信号に変換するデューティ変換部106と、そのデューティ信号と周期が異なる固有のヘッダ信号を生成するヘッダ生成部108と、このヘッダ信号とデューティ信号とを選択する切替スイッチ104とを備える。制御部110で、切替スイッチ103で各ダイオード122a,122bの発生電圧が交互に選択され、切替スイッチ104で、ヘッダ信号の後に上記の交互に選択されたデューティ信号が順次配列され、このヘッダ信号及びデューティ信号の配列順が繰り返される選択が行われるように制御する。
【選択図】図2
Description
前記第1の選択手段で前記複数の温度検出素子の発生電圧が交互に選択され、前記第2の選択手段で、前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ信号の後に当該第1の選択手段で交互に選択されて前記デューティ変換手段で変換されたデューティ信号が順次配列され、このヘッダ信号を先頭とするデューティ信号の配列順が繰り返されるように、当該ヘッダ信号及び当該デューティ信号が選択されるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
図2は、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
図9は、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
図14は、本発明の第3実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
図19は、本発明の第4実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
20 コンバータ
21,22 スイッチング素子
23 コンデンサ
24 リアクトル
30 インバータ
34〜39 スイッチング素子
D1〜D8 ダイオード
MG モータジェネレータ
100,100−1〜100−6 温度検出回路
102 スイッチング回路
103,103−1,104,104−1 切替スイッチ
106 デューティ変換部
108 ヘッダ生成部
110 制御部
112 フォトカプラ
114 マイコン
116 バッファ
35a,35b スイッチング素子
120a,120b パッケージ
122a,122b ダイオード
124a,124b,131a,131b 定電流回路
126 電源
Ra,Rb,Rc,Rd,Re 抵抗器
130a,130b ホールド部
106a,134 コンパレータ
106b,106c 基準波生成部
P1,P2 ピーク信号
J1 鋸波
J2 三角波
K1,K2,K3,K4 切替制御信号
Hd ヘッダ信号
AD,BD デューティ信号
DS〜DS11 データ信号
135,136 スイッチ
141 A/Dコンバータ
142 タイマ
C1 コンデンサ
Claims (14)
- 直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
前記複数の温度検出素子の発生電圧を選択する第1の選択手段と、
前記第1の選択手段で選択された電圧をパルス幅変調により所定のデューティ比のデューティ信号に変換するデューティ変換手段と、
前記パルス幅変調によるデューティ信号と周期が異なる固有のデューティ信号であるヘッダ信号を生成するヘッダ生成手段と、
前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ信号と、前記デューティ変換手段で変換されたデューティ信号とを選択する第2の選択手段と、
前記第1の選択手段で前記複数の温度検出素子の発生電圧が交互に選択され、前記第2の選択手段で、前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ信号の後に当該第1の選択手段で交互に選択されて前記デューティ変換手段で変換されたデューティ信号が順次配列され、このヘッダ信号を先頭とするデューティ信号の配列順が繰り返されるように、当該ヘッダ信号及び当該デューティ信号が選択されるように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記第2の選択手段の出力側に、この第2の選択手段で選択された前記ヘッダ信号及び前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記第2の選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記複数の温度検出素子と前記第1の選択手段との間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を保持して出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、当該保持手段に当該複数の温度検出素子の発生電圧が保持されて当該第1の選択手段へ出力されるように保持制御を行い、この保持制御時に、当該第1の選択手段で当該複数の温度検出素子の発生電圧が交互に選択され、この交互に選択された発生電圧が前記デューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、前記ヘッダ信号の後ろに配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように当該第1の選択手段及び前記第2の選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、当該第2の選択手段で選択された同一の複数組同士のデューティ信号を比較し、互いの差異が予め定めた基準値以内の場合にのみデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記複数の温度検出素子と前記第1の選択手段との間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を保持して出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、当該保持手段に当該複数の温度検出素子の発生電圧が保持されて当該第1の選択手段へ出力されるように保持制御を行い、この保持制御時に、当該第1の選択手段で当該複数の温度検出素子の発生電圧が交互に選択され、この交互に選択された発生電圧が前記デューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、前記ヘッダ信号の後ろに配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように当該第1の選択手段及び前記第2の選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、当該第2の選択手段で選択された同一の複数組内のデューティ信号の中から、予め定めた基準値を超えるデューティ信号を排除し、排除されないデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記デューティ変換手段は、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成すると共に当該基準波の立下りエッジでパルス状のピーク信号を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段で生成された基準波と、前記第1の選択手段で選択された電圧とを比較して当該電圧を所定のデューティ比のデューティ信号に変換する演算増幅手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1の選択手段及び前記第2の選択手段の選択タイミングと、前記ヘッダ生成手段のヘッダ信号の生成タイミングとを、前記基準波生成手段で生成されるピーク信号に同期させる制御を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記演算制御手段は、前記第2の選択手段から前記信号伝達素子を介して入力される前記ヘッダ信号及び前記デューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するカウンタと、当該立上りエッジ又は当該立下りエッジで当該リセット前にカウンタのカウント値をレジスタ値として保持するレジスタとを備え、前記レジスタに保持されたレジスタ値を用いて前記デューティ信号のデューティを求める演算を含む演算処理を行い、この演算処理を行う演算制御手段のメインループの周期よりも当該デューティ信号の周期が長く設定されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記ヘッダ信号は、当該ヘッダ信号の1周期中に、前記デューティ信号の周期よりも長い「L」レベル又は「H」レベルの区間を含む固有の信号であ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。
- 前記ヘッダ信号は、当該ヘッダ信号の1周期中に、前記デューティ信号の周期よりも短い「L」レベル又は「H」レベルの区間を含む固有の信号であ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。
- 前記デューティ変換手段は、前記第1の選択手段で選択された電圧をパルス幅変調によりデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比を所定値以内に制限して変換を行い、
前記ヘッダ信号は、その制限されたデューティ比を超えるデューティ比に設定されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記デューティ変換手段は、前記第1の選択手段で選択された電圧をパルス幅変調によりデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比が100%未満となるように制限することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記デューティ変換手段は、一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す基準波としての三角波を生成すると共に当該三角波の立上りポイントで立上り、立下りポイントで立ち下がる第2のピーク信号を生成する第2の基準波生成手段と、この第2の基準波生成手段で生成された三角波と、前記第1の選択手段で選択された電圧とを比較して当該電圧を所定のデューティ比のデューティ信号に変換する第2の演算増幅手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1の選択手段及び前記第2の選択手段の選択タイミングと、前記ヘッダ生成手段のヘッダ信号の生成タイミングとを、前記第2のピーク信号に同期させる制御を行うと共に、前記ヘッダ信号の後に同一のデューティ信号が少なくとも2つ以上連続配列される選択が前記第2の選択手段で行われる制御を行うことを特徴とする請求項1〜4及び6〜10のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
前記複数の温度検出素子の電圧発生側に各々接続され、その発生電圧をパルス幅変調により所定のデューティ比のデューティ信号に変換する複数のデューティ変換手段と、
前記パルス幅変調によるデューティ信号と周期が異なる固有のデューティ信号であるヘッダ信号を生成するヘッダ生成手段と、
前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ信号と、前記複数のデューティ変換手段で変換された各デューティ信号とを選択する選択手段と、
前記選択手段で、前記ヘッダ生成手段で生成されたヘッダ信号の後に前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が順次配列され、このヘッダ信号を先頭とするデューティ信号の配列順が繰り返されるように、当該ヘッダ信号及び当該デューティ信号が選択されるように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記選択手段の出力側に、この選択手段で選択された前記ヘッダ信号及び前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。
- 前記複数のデューティ変換手段は、一定周期の基準波を生成する1つの基準波生成手段から生成される基準波を用いて前記複数の温度検出素子の発生電圧をデューティ信号に変換することを特徴とする請求項12又は13に記載の電力変換装置。
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