JP2014138538A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の半導体スイッチング素子を備えたパワー半導体モジュールと、前記複数の半導体スイッチング素子をそれぞれスイッチング駆動する制御回路との間を絶縁分離した電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device in which a power semiconductor module including a plurality of semiconductor switching elements and a control circuit for switching and driving each of the plurality of semiconductor switching elements are insulated and separated.
スイッチング駆動されるIGBT等の半導体スイッチング素子を備えて、インバータ装置やチョッパ回路等を構成する電力変換装置は、各種の用途に幅広く用いられる。図7は三相交流モータ(負荷)Mを駆動するインバータ装置(電力変換装置)の概略構成図である。このインバータ装置は、複数(6個)の半導体スイッチング素子(例えばIGBT)Q1,Q2〜Q6を備えてパッケージ化されたパワー半導体モジュール10と、前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6を互いに関連させてオン・オフ駆動する制御回路20とを備えて構成される。
BACKGROUND ART A power conversion device that includes a semiconductor switching element such as an IGBT that is driven for switching and constitutes an inverter device, a chopper circuit, or the like is widely used for various applications. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an inverter device (power converter) that drives a three-phase AC motor (load) M. This inverter device associates the
前記半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6は、2個ずつ対をなして直列に接続されて3個のハーフブリッジ回路HBをそれぞれ形成している。また前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6には、複数(6個)のフリーホイリング・ダイオードD1,D2〜D6がそれぞれ逆並列に接続されている。これらの3個のハーフブリッジ回路HBは並列に設けられて前記負荷Mの駆動回路を構成する。 The semiconductor switching elements Q1, Q2 to Q6 are connected in series in pairs of two to form three half bridge circuits HB. A plurality (six) of freewheeling diodes D1, D2 to D6 are connected in antiparallel to each of the semiconductor switching elements Q1, Q2 to Q6. These three half-bridge circuits HB are provided in parallel to constitute a drive circuit for the load M.
前記各ハーフブリッジ回路HBは、該ハーフブリッジ回路HBをそれぞれ構成する前記半導体スイッチング素子Q1,Q4の直列接続点、前記半導体スイッチング素子Q2,Q5、および前記半導体スイッチング素子Q3,Q6の直列接続点から、位相を120°異にする3相(U相,V相,W相)の電流を前記負荷Mに供給する。従って前記3個の各ハーフブリッジ回路HBは、前記負荷Mを駆動する三相のフルブリッジ回路を形成する。 Each of the half bridge circuits HB includes a series connection point of the semiconductor switching elements Q1 and Q4, a series connection point of the semiconductor switching elements Q2 and Q5, and a series connection point of the semiconductor switching elements Q3 and Q6 that constitute the half bridge circuit HB. , Three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) currents having phases different by 120 ° are supplied to the load M. Accordingly, the three half-bridge circuits HB form a three-phase full-bridge circuit that drives the load M.
一方、前記制御回路20は、例えばCPU等の演算装置21を含み、前記各ハーフブリッジ回路HBの出力電流に従って前記半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6をそれぞれオン・オフ制御する制御信号を生成する制御部22を備える。また前記制御回路20には、該制御回路20に付随して前記制御部22が生成した前記各制御信号に従って前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6をそれぞれオン・オフ駆動するゲート駆動信号Vg1,Vg2〜Vg6を出力する駆動回路23が設けられる。
On the other hand, the
尚、前記制御部22による制御動作に必要な前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6の出力電流の情報は、例えば前記半導体スイッチング素子Qおよび前記フリーホイリング・ダイオードDが備える電流検出端子を利用して当該半導体スイッチング素子Qおよび/またはフリーホイリング・ダイオードDに流れる電流を検出して求められる(例えば特許文献1,2を参照)。
The information on the output current of each of the semiconductor switching elements Q1, Q2 to Q6 required for the control operation by the
具体的には前記半導体スイッチング素子Qにそれぞれ流れる電流は、例えば各半導体スイッチング素子Qが備える電流検出端子(補助エミッタ)にそれぞれ接続された電流検出回路11a,11b,11cを用いて検出される。これらの電流検出回路11a,11b,11cを用いて検出される電流は、前記半導体スイッチング素子Qのスイッチング動作周期に同期したパルス状の離散的な正弦波電流波形となる。
Specifically, the current flowing through each of the semiconductor switching elements Q is detected using, for example,
ところで前述したインバータ装置(電力変換装置)においては安全性の観点から、例えば大電流・高電圧が印加される前記パワー半導体モジュール10と、前記制御回路20との間を電気的に絶縁することが要求される。この電気的な絶縁は、例えば図7に示すように前記電流検出回路11(11a,11b,11c)と前記演算装置21との間に絶縁回路25(25a,25b,25c)を設けると共に、前記制御部22と前記駆動回路23との間に絶縁回路26を設けることによって実現される。これらの絶縁回路25,26は、例えば電圧信号を変調してトランスの一次側に印加し、該トランスの二次側から出力される信号を復調して前記電圧信号を復元する絶縁増幅器からなる。
By the way, in the inverter device (power conversion device) described above, from the viewpoint of safety, for example, the
ここで前記半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6の駆動側に設けられる前記絶縁回路26は、各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6に対するオン・オフ制御信号(デジタル信号)を伝達するだけである。これに対してフィードバック系に設けられる前記絶縁回路25は、前述した離散的な正弦波電流波形からなる前記電流検出回路11の出力電圧(アナログ信号)を伝達することが必要である。これ故、前記絶縁回路25を介する信号伝達においては、以下に説明するような問題を含む。
Here, the
即ち、前記電流検出回路11の出力電圧は、前記半導体スイッチング素子Qのスイッチングに同期して該半導体スイッチング素子Qにそれぞれ断続して流れる電流に相当したものであり、波高値(電圧)が変化するパルス状の波形からなる。このような前記電流検出回路11の出力電圧を前記絶縁回路25を介して伝達すると、該絶縁回路25の応答特性(応答遅延時間)に起因してその出力電圧が、その立ち上がりエッジで大きく歪むことが否めない。
That is, the output voltage of the
具体的には前記半導体スイッチング素子Qのスイッチング周期が100μ秒であって、前記ハーフブリッジ回路HBにおける下側アームの半導体スイッチング素子Qのオン幅を規定するデューティ比指令値が10%(10μ秒)であるとする。この場合、例えば応答遅延時間が10μ秒である前記絶縁回路25の出力電圧は略三角波状となる。すると前記絶縁回路25の出力電圧は、1サイクル平均で該絶縁回路25の入力電圧の略1/2に低下する。しかも前記デューティ比指令値が更に小さくなると、前記絶縁回路25の応答遅延時間の影響を受けることで該絶縁回路25の入出力電圧の誤差が益々大きくなる。 Specifically, the switching period of the semiconductor switching element Q is 100 μsec, and the duty ratio command value that defines the ON width of the semiconductor switching element Q of the lower arm in the half bridge circuit HB is 10% (10 μsec) Suppose that In this case, for example, the output voltage of the insulating circuit 25 having a response delay time of 10 μs is substantially triangular. Then, the output voltage of the insulating circuit 25 is reduced to about ½ of the input voltage of the insulating circuit 25 on an average for one cycle. In addition, when the duty ratio command value is further reduced, the error in the input / output voltage of the insulation circuit 25 becomes larger due to the influence of the response delay time of the insulation circuit 25.
尚、前記ハーフブリッジ回路HBを構成する下側アームの半導体スイッチング素子Qに並列接続したフリーホイリング・ダイオードDから、上側アームの半導体スイッチング素子Qに流れる電流を等価的に検出して前記制御回路20側に伝達する場合にも、同様な問題が生じる。これ故、前記絶縁回路25を介して伝達された信号は、前記電流検出回路11の出力電圧とは大幅に異なる大きな誤差を含むものとなる。すると前記制御回路20においては、前述した如く検出される電流に従って前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6をそれぞれ精度良くスイッチング制御することができないと言う問題が生じる。
The control circuit is configured to detect equivalently a current flowing through the upper arm semiconductor switching element Q from a freewheeling diode D connected in parallel to the lower arm semiconductor switching element Q constituting the half bridge circuit HB. The same problem occurs when transmitting to the 20 side. Therefore, the signal transmitted through the insulation circuit 25 includes a large error that is significantly different from the output voltage of the
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、パワー半導体モジュールにおける半導体スイッチング素子に流れる電流の検出情報を、絶縁回路を介して制御回路に精度良く伝達し、これによって前記半導体スイッチング素子を安定に、且つ精度良くスイッチング制御することのできる簡易な構成の電力変換装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to accurately transmit detection information of a current flowing through a semiconductor switching element in a power semiconductor module to a control circuit via an insulating circuit, thereby An object of the present invention is to provide a power converter having a simple configuration capable of stably and accurately controlling the semiconductor switching element.
本発明は、直列に接続されてハーフブリッジ回路を形成し、互いに関連してオン・オフ駆動される一対または複数対の半導体スイッチング素子(例えばIGBT)、および前記各半導体スイッチング素子にそれぞれ逆並列に設けられる複数のフリーホイリング・ダイオードを備えたパワー半導体モジュールと、絶縁回路を介して前記パワー半導体モジュールから絶縁分離して設けられて前記各半導体スイッチング素子をそれぞれオン・オフ駆動するゲート駆動信号を生成する制御回路とを備えた電力変換装置に係る。 The present invention relates to a pair of semiconductor switching elements (for example, IGBTs) connected in series to form a half-bridge circuit and driven to be turned on / off in relation to each other, and the semiconductor switching elements are anti-parallel to each other. A power semiconductor module having a plurality of freewheeling diodes provided, and a gate drive signal provided to be isolated from the power semiconductor module via an insulation circuit and driving each semiconductor switching element on and off. The present invention relates to a power conversion device including a control circuit to be generated.
特に本発明に係る電力変換装置は前述した目的を達成するべく、前記パワー半導体モジュールに、前記ハーフブリッジ回路に流れる電流を検出する電流検出回路にて検出された電流に相当する電圧を一定期間保持し、保持した電圧を前記絶縁回路を介して前記制御回路に伝達するサンプルホールド回路を設け、更に前記絶縁回路を介して前記制御回路から伝達された前記ゲート駆動信号に基づいて前記サンプルホールド回路を駆動するサンプル信号を生成するサンプル信号生成回路を設けたことを特徴としている。 In particular, the power conversion device according to the present invention holds the voltage corresponding to the current detected by the current detection circuit that detects the current flowing through the half-bridge circuit for a certain period in the power semiconductor module in order to achieve the above-described object. A sample-and-hold circuit that transmits the held voltage to the control circuit via the isolation circuit; and further, the sample-and-hold circuit based on the gate drive signal transmitted from the control circuit via the isolation circuit. A sample signal generation circuit for generating a sample signal to be driven is provided.
ちなみに前記電流検出回路は、例えば前記半導体スイッチング素子に流れる電流、および前記フリーホイリング・ダイオードに流れる電流をそれぞれ検出する第1および第2の電流検出器と、これらの第1および第2の電流検出回路の各出力を加算する加算器とにより構成される。また前記サンプルホールド回路については、前記半導体スイッチング素子のスイッチング周期に同期して前記電流検出回路の出力信号をサンプリングして、次のサンプリング・タイミングまで保持するように構成される。 Incidentally, the current detection circuit includes, for example, first and second current detectors for detecting a current flowing through the semiconductor switching element and a current flowing through the freewheeling diode, and the first and second currents. And an adder for adding the outputs of the detection circuit. The sample hold circuit is configured to sample the output signal of the current detection circuit in synchronization with the switching period of the semiconductor switching element and hold it until the next sampling timing.
好ましくは、前記サンプル信号生成回路は、例えば前記絶縁回路を介して前記制御回路から伝達された前記ゲート駆動信号を波形整形して当該ゲート駆動信号のパルス幅を検出するパルス幅計測回路と、波形整形した前記ゲート駆動信号の立ち上がりタイミングを基準として前記パルス幅計測手段が1周期前のゲート駆動信号から検出したパルス幅の1/2の時間が経過したタイミングで前記サンプル信号を生成するパルス生成回路とを備えて構成される。 Preferably, the sample signal generation circuit includes, for example, a pulse width measurement circuit that shapes a waveform of the gate drive signal transmitted from the control circuit via the isolation circuit and detects a pulse width of the gate drive signal, and a waveform A pulse generation circuit that generates the sample signal at a timing when ½ of the pulse width detected by the pulse width measuring unit from the gate drive signal of the previous cycle has elapsed with reference to the rising timing of the shaped gate drive signal And is configured.
また前記パワー半導体モジュールは、例えば三相交流電源の各相に対応する3組のハーフブリッジ回路を構成する6個の半導体スイッチング素子、および6個のフリーホイリング・ダイオードを備えて三相交流負荷に対するインバータ装置を形成したものである。この場合、前記制御回路は、前記ハーフブリッジ回路から出力される電流が正弦波となるように前記ゲート駆動信号のパルス幅を制御するように構成される。 In addition, the power semiconductor module includes, for example, six semiconductor switching elements constituting six pairs of half-bridge circuits corresponding to each phase of a three-phase AC power supply, and six freewheeling diodes. An inverter device is formed. In this case, the control circuit is configured to control the pulse width of the gate drive signal so that the current output from the half-bridge circuit is a sine wave.
或いは前記パワー半導体モジュールは、1組または2組のハーフブリッジ回路を構成する一対または二対の前記半導体スイッチング素子、および前記各半導体スイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続される前記フリーホイリング・ダイオードをそれぞれ備え、
前記1組または2組のハーフブリッジ回路の出力端にインダクタンスを介して接続される出力回路と協働して、前記インダクタンスに流れる電流を制御して前記出力回路に所定の電圧を得るコンバータ装置を形成したものからなる。
Alternatively, the power semiconductor module includes one or two pairs of semiconductor switching elements constituting one or two pairs of half-bridge circuits, and the freewheeling diodes connected in antiparallel to the semiconductor switching elements, respectively. With each
A converter device for controlling a current flowing through the inductance to obtain a predetermined voltage in the output circuit in cooperation with an output circuit connected to an output terminal of the one or two sets of half-bridge circuits via an inductance. It consists of what was formed.
上記構成の電力変換装置によれば、前記半導体スイッチング素子に流れるパルス状の離散的な正弦波電流を検出する前記電流検出回路の出力電圧を、前記半導体スイッチング素子のスイッチング動作周期に同期して前記サンプルホールド回路に保持する。そしてこのサンプルホールド回路に保持した電圧を前記絶縁回路を介して制御回路に伝達する。従って前記絶縁回路を介して伝達される電圧に、該絶縁回路の応答特性(応答遅延時間)の起因する歪が生じることがなく、前記制御回路は前記半導体スイッチング素子に流れる電流の情報を精度良く取得することができる。 According to the power conversion device having the above configuration, the output voltage of the current detection circuit that detects a pulse-like discrete sine wave current flowing in the semiconductor switching element is synchronized with the switching operation cycle of the semiconductor switching element. Hold in the sample hold circuit. Then, the voltage held in the sample and hold circuit is transmitted to the control circuit via the insulating circuit. Therefore, the voltage transmitted through the insulating circuit is not distorted due to the response characteristic (response delay time) of the insulating circuit, and the control circuit accurately obtains information on the current flowing through the semiconductor switching element. Can be acquired.
また前記サンプルホールド回路を駆動するサンプル信号を、前記絶縁回路を介して前記制御回路から伝達されたゲート駆動信号に基づいて生成するので、前記スイッチング素子の動作周期に同期させて前記電流検出回路の出力電圧を簡易にして精度良くサンプルし、これを前記スイッチング素子の1動作周期に亘って保持することができる。これ故、前記半導体スイッチング素子に流れる電流の前記制御回路における検出精度を十分に高めて該半導体スイッチング素子に対する制御精度を高くすることができる。 Further, since the sample signal for driving the sample hold circuit is generated based on the gate drive signal transmitted from the control circuit via the isolation circuit, the current detection circuit of the current detection circuit is synchronized with the operation cycle of the switching element. The output voltage can be simplified and sampled accurately, and this can be held for one operation cycle of the switching element. Therefore, the detection accuracy in the control circuit of the current flowing through the semiconductor switching element can be sufficiently increased, and the control accuracy for the semiconductor switching element can be increased.
しかも前述した如く前記絶縁回路を介して前記制御回路から伝達されたゲート駆動信号に基づいて前記サンプル信号を生成するので、例えばゲート駆動信号の生成に用いられるキャリアクロック信号を、別途、絶縁回路を介して伝達する必要がない。従って前記パワー半導体モジュール側と前記制御回路側とを簡易にして効果的に絶縁分離することが可能となる。これ故、前記パワー半導体モジュールおよび前記制御回路のプリント回路基板への実装の容易化を図ると共に、プリント回路基板に対する部品配置等の実装上の制約を緩和して、電力変換装置全体のコンパクト化を図ることができる等の効果が奏せられる。 In addition, as described above, since the sample signal is generated based on the gate drive signal transmitted from the control circuit via the isolation circuit, for example, a carrier clock signal used for generation of the gate drive signal is separately supplied from the isolation circuit. No need to communicate through. Therefore, the power semiconductor module side and the control circuit side can be simplified and effectively insulated and separated. Therefore, the power semiconductor module and the control circuit can be easily mounted on a printed circuit board, and restrictions on mounting such as component placement on the printed circuit board can be eased to make the entire power converter compact. An effect such as being able to be achieved is exhibited.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る電力変換装置について説明する。 Hereinafter, a power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る電力変換装置の要部概略構成図であり、この電力変換装置(インバータ装置)は、大略的にはパワー半導体モジュール10とその制御回路20とを絶縁回路25,26を介して絶縁分離した構成を有する。尚、図7に示す従来装置と同一部分には同一符号を付して示してある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. This power conversion device (inverter device) is generally an insulating circuit between a
この実施形態に係る電力変換装置が特徴とするところは、前記半導体スイッチング素子Qのスイッチング周期に同期して前記各電流検出回路11(11a,11b,11c)の出力電圧を保持するサンプルホールド(SH)回路14(14a,14b,14c)をそれぞれ設ける。そしてこれらのサンプルホールド回路14(14a,14b,14c)にそれぞれ保持した出力電圧を、前記各絶縁回路25(25a,25b,25c)をそれぞれ介して前記制御回路20に伝達するように構成した点にある。
The power converter according to this embodiment is characterized by a sample hold (SH) that holds the output voltage of each of the current detection circuits 11 (11a, 11b, 11c) in synchronization with the switching cycle of the semiconductor switching element Q. ) Circuits 14 (14a, 14b, 14c) are provided, respectively. The output voltage held in each of the sample and hold circuits 14 (14a, 14b, 14c) is transmitted to the
また前記各サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)をそれぞれ駆動するサンプル信号SHを生成するサンプル信号生成回路15を、前記駆動回路23から出力されて前記スイッチング素子Q1,Q2〜Q6をそれぞれオン・オフ駆動するゲート駆動信号Vg1,Vg2〜Vg6に基づいて生成するようにしたことを特徴としている。具体的には前記サンプル信号生成回路15は、前記ハーフブリッジ回路HBにおける下側アームの、例えば前記半導体スイッチング素子Q6に対するゲート駆動信号Vg6に基づいて前記サンプル信号SHを生成するように設けられる。尚、前記ハーフブリッジ回路HBにおける上側アームの半導体スイッチング素子Qに対するゲート駆動信号Vgに基づいて前記サンプル信号SHを生成しても良いが、この場合には前記ゲート駆動信号Vgをレベル変換することが必要である。
A sample
前記サンプル信号生成回路15は、概略的には前記ゲート駆動信号Vg6を検出するゲート信号検出回路15aと、このゲート信号検出回路15aが検出したゲート駆動信号Vg6のパルス幅(半導体スイッチング素子Q6のオン幅Ton)を検出するパルス幅計測回路15bとを備える。更に前記サンプル信号生成回路15は、前記パルス幅計測回路15bが検出したパルス幅の1/2のパルス幅(Ton/2)を求めるパルス幅演算回路15cと、このパルス幅演算回路15cが求めたパルス幅だけ前記ゲート駆動信号Vg6の立ち上がりから遅れたタイミングで前記サンプル信号SHを生成するパルス生成回路15dとを備える。
The sample
このように構成された前記サンプル信号生成回路15は、後述するように前記制御回路20が前記ゲート駆動信号Vg1,Vg2〜Vg6を生成する上で用いるキャリアクロック信号Fcに同期させて、前記サンプル信号SHを生成する役割を担う。ちなみに上記キャリアクロック信号Fcは、前記半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)のスイッチング周波数fcを規定するデューティ比が50%のパルス信号である。
The sample
ここで前記制御回路20について簡単に説明すると、該制御回路20は上記パルス信号(キャリアクロック信号Fc)の立上り・立下りタイミングに同期して三角波を生成し、該三角波と前記パワー半導体モジュール10側から帰還されるフィードバック信号とを比較する。上記フィードバック信号は、前記電流検出回路11(11a,11b,11c)にて検出され、前記絶縁回路25a,25b,25cを介して求められる前記スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)にそれぞれ流れる電流の情報からなる。
Here, the
そして前記制御回路20は、例えば前記三角波のレベルが前記フィードバック信号のレベルを上回る期間を前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)のオン期間として求め、前記キャリアクロック信号Fcにより規定される前記スイッチング周波数fcの下で前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)をそれぞれスイッチング制御(オン・オフ制御)する前記オン・オフ制御信号を生成する。このオン・オフ制御信号が前記絶縁回路26を介して前記駆動回路23に伝達されて前記ゲート駆動信号Vg1,Vg2〜Vg6が生成される。
For example, the
一方、前記各電流検出回路11(11a,11b,11c)は、例えば図2に示すように演算増幅器OPの出力端子と反転入力端子との間に帰還抵抗Rfを設けた反転増幅器からなる。そして前記電流検出回路11は、前記半導体スイッチング素子Qの電流検出端子(補助エミッタ)から出力される電流Isを前記演算増幅器OPに入力し、該演算増幅器OPの出力として該入力電流Isに相当する出力電圧Vsを得るように構成される。尚、前記電流検出端子から出力される電流Isは、前記半導体スイッチング素子Qに流れる主電流Imに比例するもので、一般的には該主電流Imの数千分の一程度に設定されていることは今更説明するまでもない。
On the other hand, each of the current detection circuits 11 (11a, 11b, 11c) includes, for example, an inverting amplifier provided with a feedback resistor Rf between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP as shown in FIG. The
また前記サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)は、例えば図3に示すように演算増幅器OP1により構成された入力バッファと、演算増幅器OP2により構成された出力バッファとを備える。そして前記入力バッファ(演算増幅器OP1)の出力電圧をスイッチ素子SWを介してサンプリングしてコンデンサCに保持し、このコンデンサCに保持した電圧を前記出力バッファ(演算増幅器OP2)に与えるように構成される。 The sample hold circuit 14 (14a, 14b, 14c) includes, for example, an input buffer constituted by an operational amplifier OP1 and an output buffer constituted by an operational amplifier OP2 as shown in FIG. Then, the output voltage of the input buffer (operational amplifier OP1) is sampled through the switch element SW and held in the capacitor C, and the voltage held in the capacitor C is applied to the output buffer (operational amplifier OP2). The
また前記サンプル信号生成回路15は、具体的には図4に示すように前記ゲート駆動信号Vg6をレベル変換すると共に波形整形するレベル変換器15eを備える。ちなみに前記制御回路20から絶縁回路26を介して伝達されるオン・オフ制御信号は、ノイズ低減を目的としてその立ち上がり・立下りを緩やかに設定した[+15V/−7V]の2値の電圧信号である。前記レベル変換器15eは、このようなオン・オフ制御信号を信号処理が容易な、例えば[+5V/0V]からなる正の2値信号に変換すると共に、波形整形することで前記ゲート駆動信号Vg6を復元する役割を担う。
Specifically, the sample
このようにして復元された前記ゲート駆動信号Vg6は、比較器(ゲート信号検出回路)15aに入力されて基準電圧Vrefと比較される。この比較器15aは、前記ゲート駆動信号Vg6の立ち上がりを検出した時点から該ゲート駆動信号Vg6の立ち下がりが検出されるまでの期間に亘ってアップカウンタ(パルス幅計測回路)15bをイネーブルにする。この結果、前記アップカウンタ15bは、前記イネーブル期間に亘って高速クロックCKを計数(アップカウント)し、その計数値として前記ゲート駆動信号Vg6のパルス幅(半導体スイッチング素子Qのオン幅Ton)を計測する。
The gate drive signal Vg6 restored in this way is input to the comparator (gate signal detection circuit) 15a and compared with the reference voltage Vref. The
また前記比較器15aは、前記ゲート駆動信号Vg6の立ち下がりを検出したとき、インバータ回路15fを介してラッチ回路(パルス幅演算回路)15cをトリガして前記カウンタ15bによる計数値をラッチさせる。同時に前記インバータ回路15fの出力は、遅延回路15gを介して前記アップカウンタ(パルス幅計測回路)15bに与えられ、該カウンタ15bをリセットする。
When the
ここで前記ラッチ回路(パルス幅演算回路)15cは、上述した如くラッチした前記カウンタ15bによるバイナリnビットの計数値の最小ビットを除外して出力することで、換言すればそのラッチデータ(計数値)を右1ビットシフトすることで前記ゲート駆動信号Vg6のパルス幅の1/2に相当する制御値(Ton/2)を得るものである。この制御値は、ダウンカウンタ15hにプリセットされて前記サンプル信号SHの生成タイミングの制御に用いられる。
Here, the latch circuit (pulse width arithmetic circuit) 15c excludes and outputs the minimum bit of the binary n-bit count value by the
前記ダウンカウンタ15hは、前記比較器15aにより前記ゲート駆動信号Vg6の立ち上がりが検出されたときにイネーブルに設定され、上述した如くプリセットされた制御値を前記高速クロックCKに従ってダウンカウントする。但し、前記ダウンカウンタ15hによりダウンカウントされる前記制御値は、1スイッチング周期前の前記ゲート駆動信号Vg6のパルス幅から上述した如く求められたものである。そして前記ダウンカウンタ15hの計数値が[0]に達したとき、該ダウンカウンタ15hはその出力にて1ショット回路(パルス発生回路)15dを付勢する。この結果、前記1ショット回路15dは所定のパルス幅の前記サンプル信号SHを生成し、このサンプル信号SHにて前記サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)を一括して駆動する。
The
尚、前記ダウンカウンタ15hへの前記制御値のプリセットは、遅延回路15iを介してタイミング調整した前記サンプル信号SHを用いて、次に検出される前記ゲート駆動信号Vg6の立ち上がりに先立って行われる。また前記高速クロックCKとしては、前記ゲート駆動信号Vg6のパルス幅を所定の精度で計測することの可能な、該ゲート駆動信号Vg6の入力周期(スイッチング周波数fc)に比較して十分に周波数が高いものが用いられことは言うまでもない。
The presetting of the control value to the
このようなサンプル信号SHにて駆動される前記サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)によれば、図5に示すように前記各電流検出回路11(11a,11b,11c)の出力電圧が前記半導体スイッチング素子Qのスイッチング周期に同期してサンプリングされて保持される。具体的には前記サンプルホールド回路14は、前記半導体スイッチング素子Qの各オン期間における真ん中のタイミング(Ton/2)で前記電流検出回路11の出力電圧をサンプリングする。そして前記サンプルホールド回路14は、次のゲート駆動信号Vgが検出されて新たなサンプル信号SHが生成されるまでの期間(1スイッチング周期)に亘って、上述した如くサンプリングした出力電圧を保持する。この結果、前記半導体スイッチング素子Qのオン期間毎にパルス的に検出され、該半導体スイッチング素子Qのオン期間に電圧変化する前記電流検出回路11の出力電圧の平均値が、前記各サンプルホールド回路14の階段状に変化する出力電圧として得られる。
According to the sample hold circuit 14 (14a, 14b, 14c) driven by such a sample signal SH, the output voltage of each of the current detection circuits 11 (11a, 11b, 11c) is as shown in FIG. It is sampled and held in synchronization with the switching period of the semiconductor switching element Q. Specifically, the
即ち、前記ゲート駆動信号Vgは、前記各半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6をそれぞれスイッチング制御する上での前述した三角波からなるキャリアクロック信号Fcとフィードバック信号とを比較することで、図5に示すように該キャリアクロック信号Fcのピーク(山)を中心にしてパルス幅制御された信号として生成される。そして前記比較器15aは、前記ゲート駆動信号Vgの立ち上がりと立下りとを検出して前記アップカウンタ15bをイネーブルにする。この結果、前記アップカウンタ15bは該ゲート駆動信号Vgの立ち上がりと立下りのタイミングに亘って前記高速クロックCKを計数することで、前記ゲート駆動信号Vgのパルス幅Tonを計測する。
That is, the gate drive signal Vg is shown in FIG. 5 by comparing the carrier clock signal Fc composed of the above-described triangular wave and the feedback signal in switching control of each of the semiconductor switching elements Q1, Q2 to Q6. Thus, the signal is generated as a signal whose pulse width is controlled around the peak (mountain) of the carrier clock signal Fc. The
このようにして計測されたパルス幅Tonが前記ラッチ回路15cにラッチされ、該パルス幅Tonの1/2の制御値が前記ダウンカウンタ15hにプリセットされる。そして前記ダウンカウンタ15hは、前記ゲート駆動信号Vgの次の入力タイミングで上記制御値のダウンカウントを開始し、その値が[0]となったときに前記1ショット回路15dを付勢する。そして前記1ショット回路15dは、前記サンプルホールド回路14を駆動する前記サンプル信号SHを生成する。この結果、前記サンプル信号SHは、前記スイッチング周期に同期して生成される。
The pulse width Ton thus measured is latched in the
ところで前記サンプルホールド回路14が前記電流検出回路11の出力電圧をサンプリングするタイミングは、前記スイッチング素子Qが1周期前にオンとなったときの前記ゲート駆動信号Vgのパルス幅に基づくものである。故に、厳密には前記サンプル・タイミングは、現周期において前記スイッチング素子Qがオンとなる時間幅(Ton)を基準として求められたものではない。この為、前記スイッチング素子Qがオンとなって期間の1/2のタイミングと、前記サンプルホールド回路14によるサンプリング・タイミングとの間に若干のずれが生じることが否めない。具体的には前記スイッチング素子Qがオン幅Tonの変化分の1/2だけ、サンプリング・タイミングがずれる。
Incidentally, the timing at which the
しかしながら前記制御回路20による前記パワー半導体モジュール10のインバータ制御においては、定常時には前記ハーフブリッジ回路HBのパルス的に出力される電流が滑らかに変化する離散的な正弦波電流波形となるように、前記ゲート駆動信号Vgのパルス幅を緩やかに変化させている。従って上述した如くタイミング制御されるサンプル信号SHに前記ゲート駆動信号Vgの1周期のずれに起因する誤差があっても、その誤差は殆ど無視できる程度である。
However, in the inverter control of the
故に前記サンプルホールド回路14は、実質的に前記スイッチング素子Qのオン期間における略1/2のタイミングで当該スイッチング素子Qに流れる電流を、つまり前記スイッチング素子Qのオン期間に流れる電流の平均値をサンプリングすることができる。そして前記サンプルホールド回路14は、サンプリングした前記電流検出回路11の出力電圧(前記スイッチング素子Qのオン期間に流れる電流の平均値)を、前記キャリアクロック信号Fcの1周期に亘って保持することになる。
Therefore, the sample-and-
尚、前記サンプル信号SHのパルス幅を短くして前記各サンプルホールド回路14における前記スイッチ素子SWのオン時間Δtaを短くすると前記コンデンサCを十分に充電することができず、前記電流検出回路11の出力電圧を確実に保持することができなくなる。逆に前記サンプル信号SHのパルス幅を長くして前記スイッチ素子SWのオン時間Δtaを長くすると、キャリア周期中における前記電流検出回路11の出力電圧の平均値に対する誤差が大きくなる。従って、例えばキャリア周期が100μ秒である場合、前記スイッチ素子SWのオン時間Δtaを1μ秒程度に設定し、また前記コンデンサCの容量を1nF程度に設定して、そのサンプリング誤差が大きくならないように工夫することが好ましい。但し、これらの各値については、電流検出条件や許容検出誤差等の仕様に応じて設定すれば良いことは勿論のことである。
Note that if the pulse width of the sample signal SH is shortened to shorten the ON time Δta of the switch element SW in each sample and hold
ここで前記絶縁回路25(25a,25b,25c)として、その入力電圧を精度良く伝達する入出力特性に優れたものを用いた場合、一般的にその応答遅延時間が長いことが否めない。例えば零電圧(0V)からその最大電圧までの立ち上がり時間が10μ秒の絶縁回路25(25a,25b,25c)を用いると仮定する。そして前記ハーフブリッジ回路HBの出力電流の周波数が100Hzであり、その振幅が許容最大電流の正弦波であり、これを10kHzのキャリア周波数でスイッチング制御していると仮定する。 Here, when the insulation circuit 25 (25a, 25b, 25c) having excellent input / output characteristics for accurately transmitting the input voltage is used, it cannot be denied that the response delay time is generally long. For example, it is assumed that the insulating circuit 25 (25a, 25b, 25c) whose rise time from zero voltage (0V) to the maximum voltage is 10 μsec is used. It is assumed that the frequency of the output current of the half-bridge circuit HB is 100 Hz, the amplitude thereof is a sine wave of the maximum allowable current, and this is subjected to switching control with a carrier frequency of 10 kHz.
すると前記ハーフブリッジ回路HBの出力電流が零からその最大値に到達するまで(1/4サイクル)、25回スイッチングされることになる。従って1キャリア周期での電圧変化量は、最大出力電圧範囲の[1/25]となる。従ってこの場合、単純計算で前記絶縁回路25(25a,25b,25c)は、400ナノ秒で入力電圧波形に追従してその出力電圧を得ることになる。従って前記絶縁回路25(25a,25b,25c)は、前述した電流検出回路11(11a,11b,11c)の出力電圧を、十分に余裕を持って精度良く伝達し得ることになる。 Then, switching is performed 25 times until the output current of the half-bridge circuit HB reaches the maximum value from zero (1/4 cycle). Therefore, the amount of voltage change in one carrier cycle is [1/25] of the maximum output voltage range. Therefore, in this case, by simple calculation, the insulating circuit 25 (25a, 25b, 25c) follows the input voltage waveform in 400 nanoseconds to obtain its output voltage. Therefore, the insulation circuit 25 (25a, 25b, 25c) can accurately transmit the output voltage of the current detection circuit 11 (11a, 11b, 11c) with sufficient margin.
一方、前記演算装置21は、前記サンプルホールド回路14から絶縁回路25を介して取得した情報に基づいて演算器21bにより前記半導体スイッチング素子Qおよび前記フリーホイリング・ダイオードDにそれぞれ流れた電流を算出し、その算出結果に応じて前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)のスイッチング制御に必要な信号(フィードバック信号)を生成する。そして、例えばPWM変調器21cは、前記演算器21bが求めた信号(フィードバック信号)に従って前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)をオン・オフ駆動する為のパルス幅変調したオン・オフ制御信号をそれぞれ生成する。このようにして生成されたオン・オフ制御信号が、前述したように前記絶縁回路26を介して前記駆動回路23に伝達される。そして前記オン・オフ制御信号に基づいて前記ゲート駆動信号Vg1,Vg2〜Vg6が生成されて前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)が互いに関連したタイミングでそれぞれスイッチング駆動される。
On the other hand, the
このように本発明に係る電力変換装置においては、前記電流検出回路11(11a,11b,11c)の出力電圧を、前記半導体スイッチング素子Qのスイッチング周期に同期させて前記サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)にてサンプル保持し、このサンプルホールド回路14(14a,14b,14c)の出力電圧を前記絶縁回路25(25a,25b,25c)を介して伝達すると言う構成を採用している。この結果、前記絶縁回路25(25a,25b,25c)の応答遅延時間の影響を殆ど受けることなく、前記電流検出回路11(11a,11b,11c)の出力電圧が示す情報を前記制御回路20側に精度良く伝達することができる。 As described above, in the power conversion device according to the present invention, the output voltage of the current detection circuit 11 (11a, 11b, 11c) is synchronized with the switching period of the semiconductor switching element Q in the sample hold circuit 14 (14a, 14b, 14c) is used to hold the sample, and the output voltage of the sample hold circuit 14 (14a, 14b, 14c) is transmitted via the insulating circuit 25 (25a, 25b, 25c). As a result, the information indicated by the output voltage of the current detection circuit 11 (11a, 11b, 11c) is not affected by the response delay time of the insulating circuit 25 (25a, 25b, 25c). Can be accurately transmitted.
またこの電力変換装置においては、前記制御回路20側から前記絶縁回路26を介して伝達された前記ゲート駆動信号Vgから、前記サンプルホールド回路14(14a,14b,14c)の動作を制御するサンプル信号SHを生成している。しかも前記ゲート駆動信号Vgのパルス幅を計測し、計測したパルス幅の1/2の時間だけ前記ゲート駆動信号Vgの立ち上がりタイミングから遅れたタイミングで前記サンプル信号SHを生成している。従って前記制御回路20側から、敢えて絶縁回路を介して前記キャリアクロック信号を前記パワー半導体モジュール10側に伝達しなくても、前記サンプル信号SHを前記キャリアクロック信号に同期させて得ることができる。しかも前記スイッチング素子Qのオン期間における略1/2のタイミングで前記サンプル信号SHを得ることができる。
In this power converter, the sample signal for controlling the operation of the sample hold circuit 14 (14a, 14b, 14c) from the gate drive signal Vg transmitted from the
従って上記構成の電力変換装置によれば、前記絶縁回路25(25a,25b,25c)を介して前記パワー半導体モジュール10側と前記制御回路20側とを絶縁分離する場合であっても、前記電流検出回路11(11a,11b,11c)にて検出され、前記絶縁回路25(25a,25b,25c)を介して伝達する電圧信号の変化を少なくすることができる。従って前記絶縁回路25(25a,25b,25c)の伝達特性に起因して発生する誤差自体も少なくすることができ、前記各ハーフブリッジ回路HBの出力電流に応じて前記各半導体スイッチング素子Q(Q1,Q2〜Q6)をそれぞれ適切なタイミングでスイッチング制御することが可能となる。故に高精度なスイッチング制御を実現することが可能である。
Therefore, according to the power conversion device having the above configuration, even when the
更には前述した如く絶縁回路26を介して前記パワー半導体モジュール10側に伝達されたゲート駆動信号Vgから前記サンプル信号SHを生成するので、前記キャリアクロック信号Fcを伝達する為の絶縁回路が不要である。従って絶縁回路を介する信号(情報)伝達の数を減らし得る分、つまり前記キャリアクロック信号Fcを伝達する必要がない分、全体的な回路構成の簡素化を図ることが可能である。また前記半導体モジュール10側と前記制御回路20側とを簡易にして効果的に絶縁分離することが可能となるので、前記パワー半導体モジュール10および前記制御回路20のプリント回路基板への実装の容易化を図り得る。更にはプリント回路基板に対する部品配置等の実装上の制約を緩和することででき、以て電力変換装置全体のコンパクト化を図ることができる等の効果が奏せられる。
Further, as described above, the sample signal SH is generated from the gate drive signal Vg transmitted to the
図6は本発明の別の実施形態に係る電力変換装置の要部概略構成を示している。この電力変換装置は、前記電流検出回路11a,11b,11cを用いて下側アームを構成する前記半導体スイッチング素子Q4,Q5,Q6に流れる電流を検出することに加えて、電流検出回路12a,12b,12cを用いて前記半導体スイッチング素子Q4,Q5,Q6にそれぞれ逆並列に接続されたフリーホイリング・ダイオードD4,D5,D6に流れる電流を検出するように構成したものである。これらのフリーホイリング・ダイオードD4,D5,D6にそれぞれ流れる電流は、上側アームを構成する前記半導体スイッチング素子Q1,Q2,Q3に流れる電流に相当する。従って前記電流検出回路12a,12b,12cは、前記フリーホイリング・ダイオードD4,D5,D6に流れる電流から、前記半導体スイッチング素子Q1,Q2,Q3に流れる電流を等価的に検出する役割を担う。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a main part of a power conversion device according to another embodiment of the present invention. In addition to detecting the current flowing through the semiconductor switching elements Q4, Q5, and Q6 constituting the lower arm using the
また前記フリーホイリング・ダイオードD4,D5,D6(半導体スイッチング素子Q1,Q2,Q3)に流れる電流は、前記半導体スイッチング素子Q4,Q5,Q6に流れる電流と位相が180°異なるものである。しかも前記ハーフブリッジ回路HBの上側アームと下側アームには、半周期毎に交互に電流が流れる。これ故、前記電流検出回路11a,11b,11cと前記電流検出回路12a,12b,12cとは、半周期毎に交互に電流を検出する。従って前記電流検出回路11a,11b,11cの出力電圧と、前記電流検出回路12a,12b,12cの出力電圧とを加算する加算器13a,13b,13cは、前記各ハーフブリッジ回路HBに流れる電流を、1周期に亘って合成して出力することになる。
The currents flowing through the freewheeling diodes D4, D5, D6 (semiconductor switching elements Q1, Q2, Q3) are 180 degrees out of phase with the currents flowing through the semiconductor switching elements Q4, Q5, Q6. In addition, current flows alternately in the upper and lower arms of the half bridge circuit HB every half cycle. Therefore, the
この実施形態では上述した如く1周期に亘って前記各ハーフブリッジ回路HBに流れる電流を求めた前記加算器13a,13b,13cの出力電圧を、前記サンプルホールド回路14a,14b,14cにてサンプリングし、これを保持する。そして前記サンプルホールド回路14a,14b,14cに保持された電圧を、前記絶縁回路25a,25b,25cを介して前記制御回路20側に伝達するように構成される。
In this embodiment, as described above, the output voltages of the
ここで前記AD変換器21aの前段に設けられた電圧調整回路16a,16b,16cは、前記サンプルホールド回路14a,14b,14cから前記絶縁回路25a,25b,25cを介して伝達された電圧信号を、前記AD変換器21aのダイナミックレンジに合わせて電圧調整する役割を担う。また同時に前記電圧調整回路16a,16b,16cは、利得調整とオフセット調整とによって前記電圧信号を補正する役割も担う。
Here, the
即ち、前述した半導体スイッチング素子Qおよびフリーホイリング・ダイオードDの各電流検出端子を介して検出されるセンス電流Isは、理想的には該半導体スイッチング素子Qおよびフリーホイリング・ダイオードDにそれぞれ流れる主電流に比例したものであり、その電流比は当該素子のメイン領域とセンス領域の面積比に応じて決定される。しかしながら各素子のデバイス構造や、レイアウトの違いによって上記電流比に誤差が生じることが否めない。このような誤差に対して前記電圧調整回路16a,16b,16cは、前述した利得調整とオフセット調整とによって前記電圧信号を補正することで、前記半導体スイッチング素子Qおよび前記フリーホイリング・ダイオードDにそれぞれ流れる電流の検出精度を高める。
That is, the sense currents Is detected through the current detection terminals of the semiconductor switching element Q and the freewheeling diode D described above ideally flow through the semiconductor switching element Q and the freewheeling diode D, respectively. The current ratio is proportional to the main current, and the current ratio is determined according to the area ratio between the main region and the sense region of the element. However, it cannot be denied that an error occurs in the current ratio due to the device structure and layout of each element. The
この結果、前記演算装置21においては、前記半導体スイッチング素子Qおよび前記フリーホイリング・ダイオードDを介してパルス的に流れる電流から、前記半導体スイッチング素子Qおよび前記フリーホイリング・ダイオードDが形成したハーフブリッジ回路HBから出力される電流に相当する電流情報をフィードバック信号として高精度に得ることが可能となる。そして前記半導体スイッチング素子Qをスイッチング制御する為の制御信号を精度良く生成することが可能となる。
As a result, in the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは6個の半導体スイッチング素子Q1,Q2〜Q6を備えて3組のハーフブリッジ回路を構成したパワー半導体モジュール10を例に説明したが、2組のハーフブリッジ回路を備えたパワー半導体モジュール10に対しても同様に適用可能である。また1組のハーフブリッジ回路を構成する半導体モジュール10に対しても同様に適用可能なことは言うまでもない。
The present invention is not limited to the embodiment described above. Here, the
また前記フリーホイリング・ダイオードDのセンス電流Isの検出に代えて、前記ハーフブリッジ回路を構成する一対のスイッチング素子Qのそれぞれのセンス電流Isを検出するように構成することも勿論可能である。また前記ゲート駆動信号Vg6に代えて前記ゲート駆動信号Vg4,Vg5から、或いは前記ゲート駆動信号Vg1,Vg2,Vg3から前記サンプル信号SHを生成することも勿論可能である。 Of course, instead of detecting the sense current Is of the freewheeling diode D, it is possible to detect each sense current Is of the pair of switching elements Q constituting the half-bridge circuit. It is of course possible to generate the sample signal SH from the gate drive signals Vg4, Vg5 instead of the gate drive signal Vg6 or from the gate drive signals Vg1, Vg2, Vg3.
更には前記絶縁回路25a,25b,25cの具体的な構成についても、その伝達特性の直線性や遅延応答特性を考慮し、電力変換装置の仕様を満たすようなものであれば適宜採用可能である。また前記サンプルホールド回路14a,14b,14cについても、電力変換装置の仕様を満たす特性を有するものとして実現すれば十分である。また前述した三相交流用のインバータ装置以外の種々方式のコンバータ装置、即ち、従来より種々提唱されている各種方式の電力変換装置に本発明を同様に適用可能なことは言うまでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
Further, the specific configurations of the insulating
10 半導体モジュール
11(11a,11b,11c) 電流検出回路
12(12a,12b,12c) 電流検出回路
13(13a,13b,13c) 加算器
14(14a,14b,14c) サンプルホールド(SH)回路
15 サンプル信号生成回路
15a ゲート信号検出回路(比較器)
15b パルス幅計測回路(アップカウンタ)
15c パルス幅演算回路(ラッチ回路)
15d パルス生成回路(1ショット回路)
15e レベル変換回路
15h ダウンカウンタ
16(16a,16b,16c) 電圧調整回路
20 制御回路
21 演算装置
21a AD変換器
21b 演算部
21c PWM変調器
22 制御部
23 駆動回路
25(25a,25b,25c) 絶縁回路
26 絶縁回路
DESCRIPTION OF
15b Pulse width measurement circuit (up counter)
15c Pulse width arithmetic circuit (latch circuit)
15d Pulse generation circuit (1 shot circuit)
15e
Claims (7)
絶縁回路を介して前記パワー半導体モジュールから絶縁分離して設けられて前記各半導体スイッチング素子をそれぞれオン・オフ駆動するゲート駆動信号を生成する制御回路とを備えた電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールは、前記ハーフブリッジ回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、
この電流検出回路にて検出された電流に相当する電圧を一定期間保持し、保持した電圧を前記絶縁回路を介して前記制御回路に伝達するサンプルホールド回路と、
前記絶縁回路を介して前記制御回路から伝達された前記ゲート駆動信号に基づいて前記サンプルホールド回路を駆動するサンプル信号を生成するサンプル信号生成回路と
を具備したことを特徴とする電力変換装置。 A pair or a plurality of pairs of semiconductor switching elements connected in series to form a half-bridge circuit and driven to be turned on / off in relation to each other, and a plurality of freewheeling provided in antiparallel to each of the semiconductor switching elements A power semiconductor module with a diode;
A power conversion device including a control circuit that is provided so as to be isolated from the power semiconductor module via an insulation circuit and generates a gate drive signal for driving each semiconductor switching element on and off,
The power semiconductor module includes a current detection circuit that detects a current flowing through the half-bridge circuit;
A sample and hold circuit that holds a voltage corresponding to the current detected by the current detection circuit for a certain period, and transmits the held voltage to the control circuit via the insulation circuit;
A power conversion apparatus comprising: a sample signal generation circuit that generates a sample signal for driving the sample hold circuit based on the gate drive signal transmitted from the control circuit via the isolation circuit.
前記1組または2組のハーフブリッジ回路の出力端にインダクタンスを介して接続される出力回路と協働して、前記インダクタンスに流れる電流を制御して前記出力回路に所定の電圧を得るコンバータ装置を形成するものである請求項1に記載の電力変換装置。 The power semiconductor module includes one or two pairs of semiconductor switching elements constituting one or two pairs of half-bridge circuits, and the freewheeling diodes connected in antiparallel to the semiconductor switching elements, respectively. Prepared,
A converter device for controlling a current flowing through the inductance to obtain a predetermined voltage in the output circuit in cooperation with an output circuit connected to an output terminal of the one or two sets of half-bridge circuits via an inductance. The power conversion device according to claim 1, which is formed.
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