JP2013207986A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that allows reducing the operation load of a computer and estimating the temperatures of semiconductor elements with a high degree of accuracy.SOLUTION: A power conversion device 10 detects an output current Iout of a power conversion circuit 1, generates a voltage command value Ec for controlling a voltage, and calculates loss of switching elements 11 to 14 on the basis of the output current Iout, the voltage command value Ec, and predetermined constants k1 and k2 to estimate the element temperatures of the switching elements 11 to 14.

Description

本発明は、半導体素子を保護する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device for protecting a semiconductor element.

一般に、電力変換装置において、半導体素子を温度上昇による故障から保護するために半導体素子の温度を推定することが知られている。   Generally, in a power converter, it is known to estimate the temperature of a semiconductor element in order to protect the semiconductor element from a failure due to a temperature rise.

例えば、負荷電流と半導体スイッチング素子の周囲温度を検出して、温度を推定することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、半導体素子の温度を推定するために、熱時定数の異なる複数の一次遅れ系伝達関数を用いて、半導体素子と温度センサにより測定された温度の温度差を演算することが開示されている(例えば、特許文献2参照)。   For example, it is disclosed that the temperature is estimated by detecting the load current and the ambient temperature of the semiconductor switching element (see, for example, Patent Document 1). Further, it is disclosed that a temperature difference between temperatures measured by a semiconductor element and a temperature sensor is calculated using a plurality of first-order lag transfer functions having different thermal time constants in order to estimate the temperature of the semiconductor element. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2010−268614号公報JP 2010-268614 A 特開2011−036095号公報JP 2011-036095 A

しかしながら、半導体素子の温度を正確に推定するには、ターンオン損失、ターンオフ損失、及び導通損失を個別に演算し、これらを合計した素子損失を演算する。しかし、電力変換装置の運転中にこのような演算をすると、コンピュータに大きな演算負荷がかかる。   However, in order to accurately estimate the temperature of the semiconductor element, the turn-on loss, the turn-off loss, and the conduction loss are individually calculated, and the total element loss is calculated. However, if such calculation is performed during operation of the power converter, a large calculation load is applied to the computer.

そこで、本発明の目的は、コンピュータの演算負荷を軽減し、半導体素子の温度を高い精度で推定することのできる電力変換装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power converter that can reduce the computational load of a computer and can estimate the temperature of a semiconductor element with high accuracy.

本発明の観点に従った電力変換装置は、スイッチング素子により構成された電力変換回路と、前記スイッチング素子に流れる電流を含む電流を検出する電流検出手段と、前記電力変換回路から出力される電圧を制御するための電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、前記電流検出手段により検出された電流、前記電圧指令値演算手段により演算された前記電圧指令値、前記電流検出手段により検出された電流との積をとるための予め設定された第1の設定値、及び前記電圧指令値演算手段により演算された前記電圧指令値との積をとるための予め設定された第2の設定値に基づいて、前記スイッチング素子の損失を演算する損失演算手段と、前記損失演算手段により演算された前記スイッチング素子の損失に基づいて、前記スイッチング素子の素子温度を推定する素子温度推定手段とを備えている。   A power conversion device according to an aspect of the present invention includes a power conversion circuit configured by a switching element, current detection means for detecting a current including a current flowing through the switching element, and a voltage output from the power conversion circuit. Voltage command value calculation means for calculating a voltage command value for control, current detected by the current detection means, voltage command value calculated by the voltage command value calculation means, detected by the current detection means A first preset value for taking a product with the current and a second preset value for taking the product with the voltage command value calculated by the voltage command value calculating means. Based on the loss calculation means for calculating the loss of the switching element, and based on the loss of the switching element calculated by the loss calculation means And a device temperature estimation means for estimating the element temperature of the element.

本発明によれば、コンピュータの演算負荷を軽減し、半導体素子の温度を高い精度で推定することのできる電力変換装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device which can reduce the calculation load of a computer and can estimate the temperature of a semiconductor element with high precision can be provided.

本発明の実施形態に係る電力変換装置が適用された構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure to which the power converter device which concerns on embodiment of this invention was applied. 実施形態に係る制御装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るゲートパルス生成部によるゲートパルス信号の生成方法を示す波形図。The wave form diagram which shows the production | generation method of the gate pulse signal by the gate pulse production | generation part which concerns on embodiment.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る電力変換装置10が適用された構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration to which a power conversion device 10 according to an embodiment of the present invention is applied. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in drawing, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described.

電力変換装置10は、直流電源5から供給される直流電力を交流電力に変換して、負荷6に供給する。   The power conversion device 10 converts DC power supplied from the DC power supply 5 into AC power and supplies the AC power to the load 6.

電力変換装置10は、電力変換回路1、制御装置2、平滑コンデンサ3、及び電流検出器4を備えている。   The power conversion device 10 includes a power conversion circuit 1, a control device 2, a smoothing capacitor 3, and a current detector 4.

電力変換回路1は、直流電源5から供給される直流電力を交流電力に変換する回路である。電力変換回路1は、4つのスイッチング素子11,12,13,14で構成されている。スイッチング素子11〜14には、それぞれ逆並列ダイオードが接続されている。   The power conversion circuit 1 is a circuit that converts DC power supplied from the DC power supply 5 into AC power. The power conversion circuit 1 includes four switching elements 11, 12, 13, and 14. Antiparallel diodes are connected to the switching elements 11 to 14, respectively.

4つのスイッチング素子11,12は、2つのアームを構成する。1つのアームは、2つのスイッチング素子11,12が直列に接続された回路である。もう1つのアームは、残りの2つのスイッチング素子13,14が直列に接続された回路である。スイッチング素子11〜14は、制御装置2から出力されるゲートパルス信号Gpにより駆動(スイッチング)する。スイッチング素子11〜14は、例えば、IGBT(insulated gate bipolar transistor)である。   The four switching elements 11 and 12 constitute two arms. One arm is a circuit in which two switching elements 11 and 12 are connected in series. The other arm is a circuit in which the remaining two switching elements 13 and 14 are connected in series. The switching elements 11 to 14 are driven (switched) by a gate pulse signal Gp output from the control device 2. The switching elements 11 to 14 are, for example, IGBTs (insulated gate bipolar transistors).

平滑コンデンサ3は、電力変換回路1に印加される直流電圧を平滑化する。   The smoothing capacitor 3 smoothes the DC voltage applied to the power conversion circuit 1.

電流検出器4は、電力変換回路1から出力される交流電流(出力電流)Ioutを検出する。電流検出器4は、検出した出力電流Ioutを制御装置2に出力する。   The current detector 4 detects an alternating current (output current) Iout output from the power conversion circuit 1. The current detector 4 outputs the detected output current Iout to the control device 2.

制御装置2は、コンピュータで演算処理する装置である。制御装置2は、電力変換回路1を制御する。具体的には、制御装置2は、検出された出力電流Ioutに基づいて、ゲートパルス信号Gpを電力変換回路1に出力することにより、負荷6に電力を供給するための制御をする。また、制御装置2は、電流検出器4により検出された出力電流Ioutに基づいて、スイッチング素子11〜14の温度を監視する。   The control device 2 is a device that performs arithmetic processing by a computer. The control device 2 controls the power conversion circuit 1. Specifically, the control device 2 performs control for supplying power to the load 6 by outputting the gate pulse signal Gp to the power conversion circuit 1 based on the detected output current Iout. Further, the control device 2 monitors the temperatures of the switching elements 11 to 14 based on the output current Iout detected by the current detector 4.

図2は、本実施形態に係る制御装置2の構成を示す構成図である。   FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the control device 2 according to the present embodiment.

制御装置2は、電流制御部21、温度監視部22、及びゲートパルス生成部23を備えている。   The control device 2 includes a current control unit 21, a temperature monitoring unit 22, and a gate pulse generation unit 23.

電流制御部21には、電流指令値Ir及び電流検出器4により検出された出力電流Ioutが入力される。電流指令値Irは、例えば上位制御系から入力される。電流制御部21は、出力電流Ioutを電流指令値Irに追従させるように電圧指令値Ecを生成する。電圧指令値Ecは、変調率(0以上1以下の値)で決定される。電流制御部21は、生成した電圧指令値Ecを温度監視部22及びゲートパルス生成部23に出力する。   The current controller 21 receives the current command value Ir and the output current Iout detected by the current detector 4. The current command value Ir is input from, for example, a higher control system. The current control unit 21 generates the voltage command value Ec so that the output current Iout follows the current command value Ir. The voltage command value Ec is determined by a modulation rate (a value between 0 and 1). The current control unit 21 outputs the generated voltage command value Ec to the temperature monitoring unit 22 and the gate pulse generation unit 23.

温度監視部22には、電流検出器4により検出された出力電流Iout及び電流制御部21により生成された電圧指令値Ecが入力される。温度監視部22は、出力電流Iout及び電圧指令値Ecに基づいて、各スイッチング素子11〜14の素子温度(ジャンクション温度又はチャネル温度)を推定するための演算をする。温度監視部22は、推定した素子温度が予め決められた許容範囲内にない場合(例えば、素子温度が予め設定された許容温度を超えたスイッチング素子11〜14が1つでもある場合)、スイッチング素子11〜14の温度上昇による故障から保護するための制御をする。具体的には、温度監視部22は、スイッチング素子11〜14をゲートブロックするための停止信号Stをゲートパルス生成部23に出力する。   The temperature monitoring unit 22 receives the output current Iout detected by the current detector 4 and the voltage command value Ec generated by the current control unit 21. The temperature monitoring unit 22 performs a calculation for estimating the element temperature (junction temperature or channel temperature) of each of the switching elements 11 to 14 based on the output current Iout and the voltage command value Ec. The temperature monitoring unit 22 performs switching when the estimated element temperature is not within a predetermined allowable range (for example, when there is one switching element 11 to 14 whose element temperature exceeds a preset allowable temperature). Control is performed to protect against a failure due to a temperature rise of the elements 11 to 14. Specifically, the temperature monitoring unit 22 outputs a stop signal St for gate-blocking the switching elements 11 to 14 to the gate pulse generation unit 23.

ゲートパルス生成部23は、電流制御部21により演算された電圧指令値Ecに基づいて、ゲートパルス信号Gpを生成する。ゲートパルス生成部23は、生成したゲートパルス信号Gpを各スイッチング素子11〜14のゲート駆動回路に出力する。このようにして、ゲートパルス生成部23は、パルス幅変調によりスイッチング素子11〜14の駆動を制御する。   The gate pulse generator 23 generates a gate pulse signal Gp based on the voltage command value Ec calculated by the current controller 21. The gate pulse generator 23 outputs the generated gate pulse signal Gp to the gate drive circuits of the switching elements 11 to 14. In this way, the gate pulse generator 23 controls the driving of the switching elements 11 to 14 by pulse width modulation.

図3は、ゲートパルス生成部23によるゲートパルス信号Gpの生成方法を示す波形図である。なお、図3に示すゲートパルス信号Gpは、図1に示すスイッチング素子11を駆動するものであり、他のスイッチング素子11を駆動するゲートパルス信号Gpについては図示を省略する。   FIG. 3 is a waveform diagram showing a method for generating the gate pulse signal Gp by the gate pulse generator 23. Note that the gate pulse signal Gp shown in FIG. 3 drives the switching element 11 shown in FIG. 1, and the illustration of the gate pulse signal Gp that drives the other switching elements 11 is omitted.

ゲートパルス生成部23は、搬送波Crを発生させる。なお、ここでは、搬送波Crは、一定周期の三角波としているが、搬送波Crは、一定周波数でなくてもよいし、三角波でなくてもよい。   The gate pulse generator 23 generates a carrier wave Cr. Here, the carrier wave Cr is a triangular wave with a constant period, but the carrier wave Cr may not be a constant frequency or a triangular wave.

まず、スイッチング素子11を駆動するゲートパルス信号Gpの生成方法について説明する。   First, a method for generating the gate pulse signal Gp for driving the switching element 11 will be described.

ゲートパルス生成部23は、搬送波Crと正弦波である電圧指令値Ecを比較する。ゲートパルス生成部23は、電圧指令値Ecが搬送波Crよりも大きい場合は、ゲートパルス信号Gpを‘1’にする。ゲートパルス生成部23は、電圧指令値Ecが搬送波Cr以下の場合は、ゲートパルス信号Gpを‘0’にする。このようにして、ゲートパルス生成部23は、スイッチング素子11を駆動するゲートパルス信号Gpを生成する。   The gate pulse generator 23 compares the carrier wave Cr with a voltage command value Ec that is a sine wave. When the voltage command value Ec is larger than the carrier wave Cr, the gate pulse generator 23 sets the gate pulse signal Gp to “1”. The gate pulse generator 23 sets the gate pulse signal Gp to “0” when the voltage command value Ec is equal to or less than the carrier wave Cr. In this way, the gate pulse generator 23 generates the gate pulse signal Gp for driving the switching element 11.

スイッチング素子12を駆動するゲートパルス信号Gpは、スイッチング素子11を駆動するゲートパルス信号Gpを反転させた信号である。同様に、スイッチング素子13,14を駆動するゲートパルス信号Gpは、電圧指令値Ec(又は、搬送波Cr)を反転してキャリア比較することにより生成される信号である。   The gate pulse signal Gp for driving the switching element 12 is a signal obtained by inverting the gate pulse signal Gp for driving the switching element 11. Similarly, the gate pulse signal Gp for driving the switching elements 13 and 14 is a signal generated by inverting the voltage command value Ec (or carrier wave Cr) and performing carrier comparison.

このように決定されたそれぞれのゲートパルス信号Gpにより、スイッチング素子11〜14が駆動され、電力変換回路1の出力電流Ioutが制御される。   The switching elements 11 to 14 are driven by the respective gate pulse signals Gp determined in this way, and the output current Iout of the power conversion circuit 1 is controlled.

次に、温度監視部22による素子温度の推定方法について説明する。   Next, a method for estimating the element temperature by the temperature monitoring unit 22 will be described.

温度監視部22は、出力電流Iout及び電圧指令値Ecから次式により素子損失Pを演算する。   The temperature monitoring unit 22 calculates the element loss P from the output current Iout and the voltage command value Ec according to the following equation.

P=k1×Iout×(1+k2×Ec) …式(1)
ここで、‘k1’及び‘k2’は、予め設定された定数である。定数k1,k2は、半導体素子の種類により異なる。また、‘Iout’は、瞬時値である。
P = k1 × Iout × (1 + k2 × Ec) (1)
Here, 'k1' and 'k2' are preset constants. The constants k1 and k2 vary depending on the type of semiconductor element. 'Iout' is an instantaneous value.

式(1)より演算される素子損失Pは、単位時間毎(例えば、マイクロコンピュータの演算周期毎)の値である。   The element loss P calculated from the equation (1) is a value per unit time (for example, every calculation cycle of the microcomputer).

温度監視部22は、演算された単位時間毎の素子損失Pを熱抵抗モデルで演算処理することで、素子温度を推定する。ここで、熱抵抗モデルは、従来から用いられているものでよい。   The temperature monitoring unit 22 estimates the element temperature by processing the calculated element loss P per unit time using a thermal resistance model. Here, the heat resistance model may be a conventionally used one.

式(1)の2つの定数k1,k2の求め方について説明する。   A method for obtaining the two constants k1 and k2 of Expression (1) will be described.

まず、電力変換装置10を運用する前に、素子損失と出力電流Ioutとの対応関係及び素子損失と電圧指令値Ecとの対応関係をそれぞれ把握するためのデータを求める。   First, before operating the power converter 10, data for ascertaining the correspondence between the element loss and the output current Iout and the correspondence between the element loss and the voltage command value Ec are obtained.

ここで把握する素子損失は、ターンオン損失、ターンオフ損失、及び導通損失を個別に演算した合計の損失である。ゲートパルス信号Gpと出力電流Ioutからターンオン時の素子電流(IGBT電流)及びターンオフ時の素子電流を求める。ターンオン時の素子電流を‘Ion’、ターンオフ時の素子電流を‘Ioff’、導通時の素子電流を‘I’とし、ターンオン損失を‘Eon’、ターンオン損失を‘Eoff’、及び導通損失を‘EVce’とすると、次式のように表される。   The element loss grasped here is a total loss obtained by individually calculating the turn-on loss, the turn-off loss, and the conduction loss. From the gate pulse signal Gp and the output current Iout, the device current at turn-on (IGBT current) and the device current at turn-off are obtained. The device current at turn-on is' Ion ', the device current at turn-off is' Ioff', the device current at conduction is' I ', the turn-on loss is' Eon', the turn-on loss is' Eoff ', and the conduction loss is' Assuming EVce ′, it is expressed as follows.

Eon=fEon(Ion) (I>0) …式(2)
Eoff=fEoff(Ioff) (I>0) …式(3)
EVce=f(I) (I>0) …式(4)
ここで、‘Ion’、‘Ioff’及び‘I’は、瞬時値である。また、fEon(Ion)、fEoff(Ioff)、及びf(I)は、それぞれ‘Ion’、‘Ioff’、及び‘I’の関数である。
Eon = fEon (Ion) (I> 0) (2)
Eoff = fEoff (Ioff) (I> 0) Equation (3)
EVce = f (I) (I> 0) Formula (4)
Here, 'Ion', 'Ioff', and 'I' are instantaneous values. FEon (Ion), fEoff (Ioff), and f (I) are functions of 'Ion', 'Ioff', and 'I', respectively.

測定したデータに基づいて、素子損失と出力電流Ioutとの対応関係及び素子損失と電圧指令値Ecとの対応関係をそれぞれグラフに表す。2つの定数k1,k2は、式(1)により表されるグラフが2つの対応関係を表すグラフと比例近似するように決定する。   Based on the measured data, the correspondence relationship between the element loss and the output current Iout and the correspondence relationship between the element loss and the voltage command value Ec are respectively shown in graphs. The two constants k1 and k2 are determined so that the graph represented by the equation (1) is proportionally approximated with the graph representing the two correspondences.

本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。   According to this embodiment, the following effects can be obtained.

素直に損失を求めるのであれば、ターンオン損失Eon、ターンオン損失Eoff、導通損失EVceをそれぞれ個別に求めて合計する演算をマイクロコンピュータで実施しなければならない。しかし、このような演算を電力変換装置10の運転中に常時行うとすると、マイクロコンピュータに大きな演算負荷が掛かることになる。   If the loss is to be obtained in a straightforward manner, the microcomputer must carry out a calculation for individually obtaining and summing the turn-on loss Eon, the turn-on loss Eoff, and the conduction loss EVce. However, if such calculation is always performed during operation of the power converter 10, a large calculation load is applied to the microcomputer.

そこで、本実施形態のように、予め求めた式(1)に示される1つの演算式で、出力電流Iout及び電圧指令値Ecに基づいて、素子損失Pを演算することができるため、コンピュータの演算負荷を軽減することができる。   Therefore, as in the present embodiment, the element loss P can be calculated based on the output current Iout and the voltage command value Ec with one arithmetic expression shown in the expression (1) obtained in advance. Calculation load can be reduced.

また、温度センサを用いずに、素子温度を推定することができるため、小型化及び製造コストの低減をすることができる。   In addition, since the element temperature can be estimated without using a temperature sensor, it is possible to reduce the size and the manufacturing cost.

なお、スイッチング素子11〜14は、IGBTに限らない。半導体素子であれば、どのようなスイッチング素子を用いてもよい。監視対象とするスイッチング素子の特性に合わせて、式(1)の2つの定数k1,k2を変更することで、電力変換装置10をそのスイッチング素子の特性に合わせた構成にすることができる。   Note that the switching elements 11 to 14 are not limited to IGBTs. Any switching element may be used as long as it is a semiconductor element. By changing the two constants k1 and k2 in Expression (1) in accordance with the characteristics of the switching element to be monitored, the power converter 10 can be configured to match the characteristics of the switching element.

また、電力変換回路1は、半導体素子で構成されていればどのような構成でもよい。例えば、電力変換回路1は、単相交流電力に変換する回路、三相交流電力に変換する回路、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、2レベルインバータ回路、多レベルインバータ回路等、どのような回路でもよい。   Further, the power conversion circuit 1 may have any configuration as long as it is configured by a semiconductor element. For example, the power conversion circuit 1 is a circuit that converts to single-phase AC power, a circuit that converts to three-phase AC power, a converter circuit that converts AC power to DC power, a half-bridge circuit, a full-bridge circuit, a two-level inverter circuit, Any circuit such as a multi-level inverter circuit may be used.

さらに、直流電源5は、直流電力を出力する装置であればどの装置でもよい。例えば、直流電源5は、交流電力を直流電力に変換するコンバータでもよい。   Further, the DC power source 5 may be any device as long as it is a device that outputs DC power. For example, the DC power supply 5 may be a converter that converts AC power into DC power.

また、実施形態では、電力変換装置10を、直流電源5から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷6に供給する装置としたが、これに限らない。電力変換装置10は、交流電力を直流電力に変換するコンバータとして用いてもよいし、交流電力と直流電力を相互に変換する装置として用いてもよい。   In the embodiment, the power conversion device 10 is a device that converts DC power supplied from the DC power source 5 into AC power and supplies the AC power to the load 6, but is not limited thereto. The power conversion device 10 may be used as a converter that converts AC power into DC power, or may be used as a device that converts AC power and DC power to each other.

さらに、実施形態では、出力電流Ioutを用いて素子損失Pを演算したが、監視対象となるスイッチング素子11〜14に流れる電流が含まれるのであれば、他の箇所の電流でもよい。例えば、出力電流Ioutの代わりに、スイッチング素子11〜14に流れる素子電流又はスイッチング素子11〜14により構成されるアームに流れるアーム電流を測定して用いてもよい。   Furthermore, in the embodiment, the element loss P is calculated using the output current Iout. However, as long as the current flowing through the switching elements 11 to 14 to be monitored is included, the current at other places may be used. For example, instead of the output current Iout, an element current flowing through the switching elements 11 to 14 or an arm current flowing through an arm constituted by the switching elements 11 to 14 may be measured and used.

また、素子損失Pを演算するための演算式は、式(1)に示すように一次式としたが、演算負荷を軽減できるのであれば、2次以上の式で表してもよい。   In addition, the arithmetic expression for calculating the element loss P is a linear expression as shown in Expression (1), but may be expressed by a secondary or higher expression if the calculation load can be reduced.

さらに、実施形態では、スイッチング素子11〜14の温度が許容範囲内になかった場合、温度上昇による故障から保護するための制御として、スイッチング素子11〜14のゲートブロックをする構成としたが、これに限らない。これ以上の素子温度の上昇を防止できれば、どのような動作をさせてもよい。例えば、このような制御としては、電力変換回路1の運転停止又は負荷電流の抑制でもよい。   Furthermore, in the embodiment, when the temperature of the switching elements 11 to 14 is not within the allowable range, the gate block of the switching elements 11 to 14 is configured as a control for protecting from a failure due to a temperature rise. Not limited to. Any operation may be performed as long as the device temperature can be prevented from rising further. For example, such control may be operation stop of the power conversion circuit 1 or suppression of load current.

また、式(2)の2つの定数k1,k2の求め方は、実施形態に限らない。電力変換装置10を運用しながら定数k1,k2を決定してもよいし、経験則を用いて決定してもよい。   In addition, the method of obtaining the two constants k1 and k2 in Expression (2) is not limited to the embodiment. The constants k1 and k2 may be determined while operating the power conversion apparatus 10, or may be determined using empirical rules.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…電力変換回路、2…制御装置、3…平滑コンデンサ、4…電流検出器、5…直流電源、6…負荷、10…電力変換装置、11〜14…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter circuit, 2 ... Control apparatus, 3 ... Smoothing capacitor, 4 ... Current detector, 5 ... DC power supply, 6 ... Load, 10 ... Power converter, 11-14 ... Switching element.

Claims (6)

スイッチング素子により構成された電力変換回路と、
前記スイッチング素子に流れる電流を含む電流を検出する電流検出手段と、
前記電力変換回路から出力される電圧を制御するための電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、
前記電流検出手段により検出された電流、前記電圧指令値演算手段により演算された前記電圧指令値、前記電流検出手段により検出された電流との積をとるための予め設定された第1の設定値、及び前記電圧指令値演算手段により演算された前記電圧指令値との積をとるための予め設定された第2の設定値に基づいて、前記スイッチング素子の損失を演算する損失演算手段と、
前記損失演算手段により演算された前記スイッチング素子の損失に基づいて、前記スイッチング素子の素子温度を推定する素子温度推定手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
A power conversion circuit composed of switching elements;
Current detection means for detecting a current including a current flowing through the switching element;
Voltage command value calculating means for calculating a voltage command value for controlling the voltage output from the power conversion circuit;
A preset first set value for taking the product of the current detected by the current detection means, the voltage command value calculated by the voltage command value calculation means, and the current detected by the current detection means Loss calculating means for calculating the loss of the switching element based on a second preset value for taking a product of the voltage command value calculated by the voltage command value calculating means;
An element temperature estimating means for estimating an element temperature of the switching element based on the loss of the switching element calculated by the loss calculating means.
前記素子温度推定手段により推定された前記素子温度が許容範囲内にない場合、前記スイッチング素子の温度上昇による故障を防止するための制御をする故障防止手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a failure prevention unit that performs control to prevent a failure due to a temperature rise of the switching element when the element temperature estimated by the element temperature estimation unit is not within an allowable range. The power converter device described in 1.
前記電流検出手段は、前記電力変換回路の出力電流を検出すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1, wherein the current detection unit detects an output current of the power conversion circuit.
前記電流検出手段は、前記スイッチング素子に流れる電流を検出すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1, wherein the current detection unit detects a current flowing through the switching element.
前記電流検出手段は、前記スイッチング素子により構成されるアームに流れる電流を検出すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1, wherein the current detection unit detects a current flowing in an arm configured by the switching element.
スイッチング素子により構成された電力変換回路を備える電力変換装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を含む電流を検出し、
前記電力変換回路から出力される電圧を制御するための電圧指令値を演算し、
検出した電流及び演算した前記電圧指令値に基づいて、前記スイッチング素子の損失を演算し、
演算した前記スイッチング素子の損失に基づいて、前記スイッチング素子の素子温度を推定すること
を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
A method for controlling a power conversion device including a power conversion circuit configured by a switching element,
Detecting a current including a current flowing through the switching element;
A voltage command value for controlling the voltage output from the power conversion circuit is calculated,
Based on the detected current and the calculated voltage command value, calculate the loss of the switching element,
A control method for a power converter, comprising estimating an element temperature of the switching element based on the calculated loss of the switching element.
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