JP2011234507A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置であるインバータ装置140は、パワー半導体素子を有するインバータ回路12と、パワー半導体素子を駆動するドライバ回路21と、ドライバ回路21をPWM制御するコントローラ18と、電圧平滑用のキャパシタ500とを備える。そして、コンタクタ15が開状態とされると、急速放電制御回路24により放電用スイッチング素子26をオンして急速放電抵抗25によりキャパシタ500を放電させる放電機構を備えると共に、キャパシタ50に印加される電圧を入力とするドライバ電源回路27を設けた。そのため、キャパシタ500の残留電荷は、ドライバ電源回路27やドライバ電源回路27により電力が供給されるドライバ回路21によっても放電されることになり、放電信頼性の向上が図れる。
【選択図】図2
Description
なお、コンタクタが開状態とされた時に、無通電PWM制御をドライバ回路に対して行うようにしても良い。
さらに、放電回路による放電が正常に行われているか否かを検出する放電検出部をさらに備え、コンタクタが開状態とされ、かつ、放電回路による放電が正常に行われていないことが放電検出部により検出されたときに、無通電PWM制御を行うようにしても良い。
また、抵抗の温度を検出する抵抗用温度センサをさらに備え、コンタクタが開状態で、かつ、抵抗用温度センサにより検出された温度が所定上限温度を超えたときには、抵抗用温度センサにより検出された温度が所定上限温度を超えたとき放電回路による放電を停止し、無通電PWM制御を行うようにしても良い。
さらに、電力変換装置内の温度を検出する装置内温度センサを備え、ドライバ回路制御部は、装置内温度センサの検出温度に基づいて無通電PWM制御におけるキャリア周波の設定を変更するようにしても良い。
また、放電電力消費用の抵抗を、ドライバ電源回路の二次側にドライバ回路と並列に設けるようにしても良い。
さらにまた、ドライバ電源回路の入力部に、電圧平滑用キャパシタに対して並列に接続される入力キャパシタを設け、電圧平滑用キャパシタとの接続部から入力キャパシタまでの配線と入力キャパシタとによるインピーダンスを、接続部から電圧平滑用キャパシタまでの配線と電圧平滑用キャパシタとによるインピーダンスの20倍以上に設定するようにするのが好ましい。
また、ドライバ電源回路には、プリント基板上に実装されたスイッチング用トランジスタとトランスとが備えられ、トランジスタの一つの端子とトランスの一つの端子とを接続する配線パターンを、プリント基板のトランスの下方領域において幅広く広がる面状のパターンとしても良い。
さらに、配線パターン上であってトランジスタの近傍に、チェッカーチップを1以上配置しても良い。
−第1の実施の形態−
本発明の実施形態に係る電力変換装置は、ハイブリッド用の自動車や純粋な電気自動車に適用可能である。以下では、代表例として、本発明の実施形態に係る電力変換装置をハイブリッド自動車のインバータ装置に適用した場合について説明する。本発明の実施形態に係る電力変換装置は、自動車に搭載される車載電機システムの車載用電力変換装置、特に、車両駆動用電機システムに用いられ、搭載環境や動作的環境などが大変厳しい車両駆動用インバータ装置を例に挙げて説明する。
したエンジンシステムである。エンジンシステムは、主としてHEV110の駆動源として用いられる。もう1つは、モータジェネレータ192,194を動力源とした車載電機システムである。車載電機システムは、主としてHEV110の駆動源およびHEV110の電力発生源として用いられる。モータジェネレータ192,194は例えば同期機あるいは誘導機であり、運転方法によりモータとしても発電機としても動作するので、ここではモータジェネレータと記すこととする。
√(ωLL2−1/(ωC2)^2 / √(ωLL1−1/(ωC1)^2 >20…(1)
上述した第1の実施の形態では、急速放電制御回路24とドライバ回路基板17の電力消費を利用した放電機構とを常時併用する構成としたが、第2の実施の形態では、急速放電制御回路24による放電が正常に行えない場合にのみドライバ回路基板17による放電機構を動作させるようにした。
Claims (9)
- ブリッジ接続されたパワー半導体素子を有し、開閉可能なコンタクタを介して直流電源に接続されるインバータ回路と、
前記パワー半導体素子を駆動するドライバ回路と、
前記ドライバ回路をPWM(パルス幅変調)制御して前記パワー半導体素子にスイッチング動作を行わせるドライバ回路制御部と、
前記インバータ回路の入力側に並列接続された電圧平滑用キャパシタと、
前記電圧平滑用キャパシタに並列接続されて該電圧平滑用キャパシタに印加される電圧を入力とし、前記ドライバ回路に電力を供給するドライバ電源回路と、
前記電圧平滑用キャパシタの電荷を放電するための抵抗と該抵抗に直列接続された放電用スイッチング素子とから成り、前記電圧平滑用キャパシタに並列接続される放電回路と、
前記コンタクタが開状態とされると、前記放電用スイッチング素子を導通させて前記放電回路による放電を行わせる放電制御部と、を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記ドライバ回路制御部は、前記コンタクタが開状態とされると、無通電PWM制御を前記ドライバ回路に対して行うことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項2に記載の電力変換装置において、
前記放電回路による放電が正常に行われているか否かを検出する放電検出部をさらに備え、
前記ドライバ回路制御部は、前記コンタクタが開状態とされ、かつ、前記放電回路による放電が正常に行われていないことが前記放電検出部により検出されると、無通電PWM制御を前記ドライバ回路に対して行うことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項2に記載の電力変換装置において、
前記抵抗の温度を検出する抵抗用温度センサをさらに備え、
前記放電制御部は、前記コンタクタが開状態であった場合でも、前記抵抗用温度センサにより検出された温度が所定上限温度を超えると、前記放電回路による放電を停止し、
前記ドライバ回路制御部は、前記コンタクタが開状態とされ、かつ、前記抵抗用温度センサにより検出された温度が所定上限温度を超えると、無通電PWM制御を前記ドライバ回路に対して行うことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記電力変換装置内の温度を検出する装置内温度センサをさらに備え、
前記ドライバ回路制御部は、前記装置内温度センサの検出温度に基づいて前記無通電PWM制御におけるキャリア周波の設定を変更することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
放電電力消費用の抵抗を、前記ドライバ電源回路の二次側に前記ドライバ回路と並列に設けたことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記ドライバ電源回路の入力部には、前記電圧平滑用キャパシタに対して並列に接続される入力キャパシタが設けられ、
前記電圧平滑用キャパシタとの接続部から前記入力キャパシタまでの配線と前記入力キャパシタとによるインピーダンスは、前記接続部から前記電圧平滑用キャパシタまでの配線と前記電圧平滑用キャパシタとによるインピーダンスの20倍以上に設定されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記ドライバ電源回路は、プリント基板上に実装されたスイッチング用トランジスタとトランスとを備え、
前記トランジスタの一つの端子と前記トランスの一つの端子とを接続する配線パターンを、前記プリント基板の前記トランスの下方領域において幅広く広がる面状のパターンとしたことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項8に記載の電力変換装置において、
前記配線パターン上であって前記トランジスタの近傍に、チェッカーチップを1以上配置したことを特徴とする電力変換装置。
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