JP2011234507A5

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Publication number: JP2011234507A5
Application number: JP2010102614A
Authority: JP
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2012-11-01
Anticipated expiration: 2030-04-27

Description

本発明による電力変換装置は、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、パワー半導体素子を駆動するドライバ回路と、ドライバ回路をＰＷＭ（パルス幅変調）制御して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、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、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、ドライバ回路に電力を供給するドライバ電源回路と、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、電圧平滑用キャパシタに並列接続される放電回路と、コンタクタが開状態とされると、放電回路による電圧平滑用キャパシタの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。そのため、コンタクタが開状態の時には、放電回路による放電と、ドライバ電源回路およびそのドライバ電源回路から電力が供給されるドライバ回路による放電とが行われる。
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。

コントローラ１８にはインバータ装置１４０に関する温度情報、例えば、図２に示すようにドライバ回路２１の温度を検出する温度センサ２９を設け、その温度センサ２９の検出信号を温度情報としてコントローラ１８に入力する。コントローラ１８は、その温度情報に基づいてＰＷＭ信号のキャリア周波数を変更する。まず、図４のステップＳ１０では、コンタクタ１５がオフされたか否かを判定する。

なお、放電抵抗２５を用いた急速放電制御回路２４による放電は、放電抵抗２５の抵抗値にも依るが、一般的には数秒程度で４２Ｖまで放電することができる。一方、ドライバ回路基板１７の消費電力による放電では、電圧平滑用キャパシタ５００の残留電荷を４２Ｖまで放電するのに数十秒要することになる。そのため、急速放電制御回路２４による放電とドライバ回路基板１７の消費電力による放電とを同時に行った場合、急速放電制御回路２４による放電がメインとなる。

１１：筐体、１２：インバータ回路、１５：コンタクタ、１８：コントローラ、１９：１２Ｖ電源、２０：インターロックループ、２１：ドライバ回路、２７：ドライバ電源回路、２３，２９：温度センサ、２４：急速放電制御回路、２５：急速放電抵抗、２６：放電用スイッチング素子、３３：接続部、４３，１４０，１４３：インバータ装置、１３６：バッテリ、１８０：検出回路、１９２，１９４：モータジェネレータ、４９０：放電用スイッチング素子電圧検出回路、５００：キャパシタ、Ｃ２：入力フィルタキャパシタ、Ｄ：ドレインパターン、Ｊ１：チェッカーチップ、Ｌ１：電源トランス、Ｒ１０，Ｒ２０：抵抗、Ｔ１：スイッチング用トランジスタ

Claims

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。