JP2017200370A

JP2017200370A - Power conversion device and control method for controlling the same

Info

Publication number: JP2017200370A
Application number: JP2016090826A
Authority: JP
Inventors: 菅野　雄一郎; Yuichiro Sugano; 雄一郎菅野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP6717034B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device capable of suppressing a capacitor volume, and to provide a control method for controlling the same.SOLUTION: A power conversion device comprises: an inverter circuit; power feeding buses that connect between the inverter circuit and a power storage unit; a capacitor connected between the power feeding buses; and a discharge circuit connected between the power feeding buses. The discharge circuit includes a discharge resistor and a switching element. The switching element is turned on in a state where an output power of the inverter circuit cannot be supplied to the power storage unit, during a regeneration operation of the inverter circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置及び電力変換装置を制御する制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device and a control method for controlling the power conversion device.

直流電源ライン間に接続されたコンデンサによる平滑出力をスイッチングして交流電動機に与えるためのインバータ主回路と、電源投入時におけるコンデンサへの突入電流を抑制するための突入電流抑制抵抗と、突入電流抑制抵抗と並列に接続されたバイパススイッチと、スイッチング素子及び回生電力放電抵抗を直列に接続して成る回生電力放電回路とを備えたインバータ装置において、バイパススイッチのオン動作に連動してオンする補助スイッチを設けて、この補助スイッチを回生電力放電回路におけるスイッチング素子及び回生電力放電抵抗の直列回路中に挿入するインバータ制御装置が開示されている。このインバータ制御装置は、コンデンサの端子電圧が交流電動機で発生した回生電力により上限レベルを超えた場合に、コンデンサに蓄積された電荷を回生電力放電抵抗で放電する（特許文献１）。 Inverter main circuit for switching the smooth output by the capacitor connected between the DC power supply lines and giving it to the AC motor, inrush current suppression resistor for suppressing the inrush current to the capacitor when the power is turned on, and inrush current suppression An auxiliary switch that is turned on in conjunction with an on operation of a bypass switch in an inverter device including a bypass switch connected in parallel with a resistor and a regenerative power discharge circuit formed by connecting a switching element and a regenerative power discharge resistor in series There is disclosed an inverter control device in which this auxiliary switch is inserted into a series circuit of a switching element and a regenerative power discharge resistor in a regenerative power discharge circuit. In this inverter control device, when the terminal voltage of the capacitor exceeds the upper limit level due to the regenerative power generated by the AC motor, the charge accumulated in the capacitor is discharged by the regenerative power discharge resistor (Patent Document 1).

特開平６−２４５４８５号公報JP-A-6-245485

しかしながら、従来技術では、インバータ回路の回生動作中に、何らかの原因でバイパススイッチがオフになった場合には、補助スイッチもバイパススイッチの動作に連動してオフになり、コンデンサの電荷を回生電力放電抵抗で放電できない状態になる。このような状態で過電圧を防ぐには、コンデンサの容量を予め大きくする必要があるため、コンデンサの体積が大きくなるという問題があった。 However, in the prior art, if the bypass switch is turned off for some reason during the regeneration operation of the inverter circuit, the auxiliary switch is also turned off in conjunction with the operation of the bypass switch, and the capacitor charge is regenerated by the regenerative power discharge. It becomes impossible to discharge with resistance. In order to prevent overvoltage in such a state, it is necessary to increase the capacity of the capacitor in advance, which causes a problem that the volume of the capacitor increases.

本発明は、コンデンサ体積を抑制できる電力変換装置及び電力変換装置を制御する制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of suppressing the capacitor volume and a control method for controlling the power conversion device.

本発明は、インバータ回路と、インバータ回路と蓄電部とを接続する給電母線と、給電母線間に接続されるコンデンサと、給電母線間に接続される放電回路とを備え、放電回路に放電抵抗とスイッチング素子とを含み、インバータ回路の回生動作中に、インバータ回路の出力電力が蓄電部に供給できない状態において、スイッチング素子をオンすることで上記課題を解決する。 The present invention includes an inverter circuit, a power supply bus connecting the inverter circuit and the power storage unit, a capacitor connected between the power supply buses, and a discharge circuit connected between the power supply buses. The above-mentioned problem is solved by turning on the switching element in a state in which the output power of the inverter circuit cannot be supplied to the power storage unit during the regenerative operation of the inverter circuit.

本発明は、コンデンサ体積を抑制することができる。 The present invention can suppress the capacitor volume.

図１は本発明の実施形態に係る電力変換装置を電動車両に適用した場合の放電システムの概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a discharge system when the power conversion device according to the embodiment of the present invention is applied to an electric vehicle. 図２は電力変換装置の通常放電制御を説明するためのグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining normal discharge control of the power converter. 図３は本発明とは異なる実施形態に係る電力変換装置を電動車両に適用した場合の放電システムの概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a discharge system when a power conversion device according to an embodiment different from the present invention is applied to an electric vehicle. 図４に示す電力変換装置において、インバータ回路の動作及びコンデンサの電圧特性を説明するためのグラフである。5 is a graph for explaining the operation of the inverter circuit and the voltage characteristics of the capacitor in the power conversion device shown in FIG. 4. 図５Ａは第１実施形態における電力変換装置において、インバータ回路動作の一例で、コンデンサの電圧特性を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing voltage characteristics of a capacitor as an example of an inverter circuit operation in the power conversion device according to the first embodiment. 図５Ｂは第１実施形態における電力変換装置において、インバータ回路動作の一例で、スイッチング素子の電圧特性を示すグラフである。FIG. 5B is a graph illustrating voltage characteristics of the switching element as an example of the inverter circuit operation in the power conversion device according to the first embodiment. 図６Ａは第２実施形態における電力変換装置において、インバータ回路動作の一例で、コンデンサの電圧特性を示すグラフである。FIG. 6A is a graph illustrating voltage characteristics of a capacitor as an example of an inverter circuit operation in the power conversion device according to the second embodiment. 図６Ｂは第２実施形態における電力変換装置において、インバータ回路動作の一例で、スイッチング素子の電圧特性を示すグラフである。FIG. 6B is a graph showing voltage characteristics of the switching element as an example of the inverter circuit operation in the power conversion device according to the second embodiment. 図７Ａは第３実施形態における電力変換装置において、通常放電制御におけるスイッチング素子のゲート信号を示すグラフである。FIG. 7A is a graph illustrating a gate signal of a switching element in normal discharge control in the power conversion device according to the third embodiment. 図７Ｂは第３実施形態における電力変換装置において、強制放電制御におけるスイッチング素子のゲート信号を示すグラフである。FIG. 7B is a graph illustrating a gate signal of a switching element in forced discharge control in the power conversion device according to the third embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置１０を含む電動車両の放電システム１００の概要を示すブロック図である。電動車両は、電力変換装置１０により変換されたバッテリ１の電力を使用してモータ４を駆動する車両である。放電システム１００は、電力変換装置１０とバッテリ１との間での電力授受が行われない場合に、電力変換装置１０がコンデンサ３１に蓄積された電荷を放電するシステムである。 << First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a discharge system 100 for an electric vehicle including a power conversion device 10 according to the first embodiment. The electric vehicle is a vehicle that drives the motor 4 using the electric power of the battery 1 converted by the power conversion device 10. The discharge system 100 is a system in which the power conversion device 10 discharges the electric charge accumulated in the capacitor 31 when power transfer between the power conversion device 10 and the battery 1 is not performed.

放電システム１００は、バッテリ１と、ヒューズ２と、リレー３と、モータ４と、回転子位置センサ５と、車両コントローラ６と、電力変換装置１０とを備える。 The discharge system 100 includes a battery 1, a fuse 2, a relay 3, a motor 4, a rotor position sensor 5, a vehicle controller 6, and a power conversion device 10.

本実施形態に係る電力変換装置１０が対象とする電動車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）を例示することができる。何れの電動車両においても、バッテリ１からの電力で動作するモータ４が搭載されており、モータ４は電動車両の車軸（図示しない）に連結されている。 Examples of the electric vehicle targeted by the power conversion apparatus 10 according to the present embodiment include an electric vehicle and a hybrid vehicle (HEV). In any electric vehicle, a motor 4 that operates with electric power from the battery 1 is mounted, and the motor 4 is connected to an axle (not shown) of the electric vehicle.

バッテリ１は、直流電源であって、本実施形態の電動車両の駆動用電源として用いられる。例えば、バッテリ１にはリチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。バッテリ１は、ヒューズ２と、リレー３とを介して、電力変換装置１０に接続されている。リレー３は、車両のメインスイッチ（図示しない）のオン／オフ操作に連動して、車両コントローラ６により開閉駆動する。メインスイッチは、運転者の操作によってオン／オフを切り換える。メインスイッチがオンの時に、リレー３が閉じられ、メインスイッチがオフの時に、リレー３が開かれる。 The battery 1 is a DC power source and is used as a driving power source for the electric vehicle according to the present embodiment. For example, a secondary battery such as a lithium ion battery is used for the battery 1. The battery 1 is connected to the power converter 10 via the fuse 2 and the relay 3. The relay 3 is driven to open and close by the vehicle controller 6 in conjunction with an on / off operation of a main switch (not shown) of the vehicle. The main switch is switched on / off by the operation of the driver. The relay 3 is closed when the main switch is on, and the relay 3 is opened when the main switch is off.

車両コントローラ６は、中央演算装置（ＣＰＵ）、リードオンメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え、本実施形態の電動車両の全体を制御する制御部であって、アクセル信号等に基づきトルク指令値を算出し、当該トルク指令値を制御回路３６に出力する。また車両コントローラ６は、電動車両を駆動させる際の起動要求指令と、当該車両を停止させる際の停止要求指令とを制御回路３６に出力する。また車両コントローラ６は、メインスイッチに基づき、開閉駆動信号をリレー３へ出力しつつ、当該開閉信号に関する情報を制御回路３６へ出力する。 The vehicle controller 6 includes a central processing unit (CPU), a read-on memory (ROM), and a random access memory (RAM), and is a control unit that controls the entire electric vehicle according to this embodiment, and is based on an accelerator signal or the like. A torque command value is calculated and the torque command value is output to the control circuit 36. The vehicle controller 6 outputs a start request command for driving the electric vehicle and a stop request command for stopping the vehicle to the control circuit 36. Further, the vehicle controller 6 outputs information on the opening / closing signal to the control circuit 36 while outputting the opening / closing driving signal to the relay 3 based on the main switch.

回転子位置センサ５は、レゾルバやエンコーダなどのセンサであって、モータ４に設けられ、モータ４の回転子の位置を検出し、回転子の位置を制御回路３６に出力する。 The rotor position sensor 5 is a sensor such as a resolver or an encoder, is provided in the motor 4, detects the position of the rotor of the motor 4, and outputs the position of the rotor to the control circuit 36.

電力変換装置１０は、インバータ回路２０、コンデンサ３１、給電母線３２、電圧センサ３３、電流センサ３４、駆動回路３５及び制御回路３６、放電回路４０を備えている。コンデンサ３１、電圧センサ３３、及び放電回路４０は、リレー３とインバータ回路２０との間に接続されている。 The power conversion apparatus 10 includes an inverter circuit 20, a capacitor 31, a power feeding bus 32, a voltage sensor 33, a current sensor 34, a drive circuit 35, a control circuit 36, and a discharge circuit 40. The capacitor 31, the voltage sensor 33, and the discharge circuit 40 are connected between the relay 3 and the inverter circuit 20.

インバータ回路２０は、複数の電圧型駆動素子（絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ）及び複数の整流素子（還流ダイオード）を有している。図１では、複数の電圧型駆動素子はトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６であって、複数の整流素子はダイオードＤ１〜Ｄ６である。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤ１〜Ｄ６とはそれぞれ並列に接続されている。ダイオードＤ１〜Ｄ６は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の電流方向とは逆方向に電流が流れる向きに、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に接続されている。インバータ回路２０は、バッテリ１の直流電力を交流電力に変換して、モータ４に供給する。本実施形態では、２つのトランジスタを直列に接続した３対の回路がバッテリ１に並列に接続され、各対のトランジスタ間とモータ４の三相入力部とがそれぞれ電気的に接続されている。各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６には、同一のトランジスタが用いられ、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。またトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及びダイオードＤ１、Ｄ２がパワーモジュール２１としてモジュール化されており、同様に、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４及びダイオードＤ３、Ｄ４がパワーモジュール２２として、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６及びダイオードＤ５、Ｄ６がパワーモジュール２３としてモジュール化されている。 The inverter circuit 20 has a plurality of voltage-type drive elements (insulated gate bipolar transistors IGBT) and a plurality of rectifier elements (reflux diodes). In FIG. 1, the plurality of voltage-type drive elements are transistors Tr1 to Tr6, and the plurality of rectifier elements are diodes D1 to D6. The transistors Tr1 to Tr6 and the diodes D1 to D6 are connected in parallel. The diodes D1 to D6 are connected to the transistors Tr1 to Tr6 in a direction in which current flows in a direction opposite to the current direction of the transistors Tr1 to Tr6. The inverter circuit 20 converts the DC power of the battery 1 into AC power and supplies it to the motor 4. In the present embodiment, three pairs of circuits in which two transistors are connected in series are connected in parallel to the battery 1, and each pair of transistors is electrically connected to the three-phase input portion of the motor 4. The same transistor is used for each of the transistors Tr1 to Tr6. For example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used. The transistors Tr1 and Tr2 and the diodes D1 and D2 are modularized as the power module 21, and similarly, the transistors Tr3 and Tr4 and the diodes D3 and D4 are the power module 22, and the transistors Tr5 and Tr6 and the diodes D5 and D6 are the power. The module 23 is modularized.

図１に示す例でいえば、トランジスタＴｒ１とＴｒ２、トランジスタＴｒ３とＴｒ４、トランジスタＴｒ５とＴｒ６がそれぞれ直列に接続されている。トランジスタＴｒ１とＴｒ２の間とモータ４のＵ相、トランジスタＴｒ３とＴｒ４の間とモータ４のＶ相、トランジスタＴｒ５とＴｒ６の間とモータ４のＷ相がそれぞれ接続されている。トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５は、バッテリ１の正極側に電気的に接続されており、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６は、バッテリ１の負極側に電気的に接続されている。各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオン及びオフの切り換えは、駆動回路３５を介して制御回路３６により制御される。 In the example shown in FIG. 1, transistors Tr1 and Tr2, transistors Tr3 and Tr4, and transistors Tr5 and Tr6 are connected in series. The transistors Tr1 and Tr2 are connected to the U phase of the motor 4, the transistors Tr3 and Tr4 are connected to the V phase of the motor 4, and the transistors Tr5 and Tr6 are connected to the W phase of the motor 4. The transistors Tr1, Tr3, Tr5 are electrically connected to the positive electrode side of the battery 1, and the transistors Tr2, Tr4, Tr6 are electrically connected to the negative electrode side of the battery 1. The on / off switching of each of the transistors Tr 1 to Tr 6 is controlled by the control circuit 36 via the drive circuit 35.

コンデンサ３１は、給電母線３２間に接続されている。コンデンサ３１はバッテリ１から供給される直流電力を平滑化するために設けられる。電圧センサ３３は、給電母線３２間に接続されており、コンデンサ３１に並列に接続されている。電圧センサ３３はコンデンサ３１の電圧を検出することで、給電母線３２間の電圧を検出するセンサである。電流センサ３４は、インバータ回路２０からモータ４に供給される各相電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を検出センサである。図１では、電流センサ３４は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の接続点、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の接続点及びトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の接続点と、モータ４との間の各相に設けられている。そして、電流センサ３４は検出電流の信号を制御回路３６に出力する。 The capacitor 31 is connected between the power supply buses 32. The capacitor 31 is provided for smoothing the DC power supplied from the battery 1. The voltage sensor 33 is connected between the power supply buses 32 and is connected in parallel to the capacitor 31. The voltage sensor 33 is a sensor that detects the voltage between the power supply buses 32 by detecting the voltage of the capacitor 31. The current sensor 34 is a sensor that detects each phase current (Iu, Iv, Iw) supplied from the inverter circuit 20 to the motor 4. In FIG. 1, the current sensor 34 is provided in each phase between the connection point of the transistors Tr 1 and Tr 2, the connection point of the transistors Tr 3 and Tr 4, the connection point of the transistors Tr 5 and Tr 6, and the motor 4. The current sensor 34 outputs a detection current signal to the control circuit 36.

放電回路４０は、給電母線３２間に接続されており、コンデンサ３１及び電圧センサ３３に並列に接続されている。放電回路４０は、放電抵抗４１及びスイッチング素子４２を備えている。図１に示す例では、放電回路４０は、放電抵抗４１とスイッチング素子４２との直列回路で構成されている。スイッチング素子４２には、例えば、ＭＯＳＦＥＴが用いられる。スイッチング素子４２のオン及びオフは、駆動回路３５を介して、制御回路３６により制御される。スイッチング素子４２はリレー３に対して独立に動作する。 The discharge circuit 40 is connected between the power supply buses 32 and is connected in parallel to the capacitor 31 and the voltage sensor 33. The discharge circuit 40 includes a discharge resistor 41 and a switching element 42. In the example shown in FIG. 1, the discharge circuit 40 is configured by a series circuit of a discharge resistor 41 and a switching element 42. For example, a MOSFET is used for the switching element 42. On / off of the switching element 42 is controlled by the control circuit 36 via the drive circuit 35. The switching element 42 operates independently with respect to the relay 3.

駆動回路３５は、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対してゲート信号を出力し、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオン及びオフを駆動させる。駆動回路３５は、電圧センサ３３からの信号を入力とし、当該信号を制御回路３６により認識できる波形レベルに変換し、コンデンサ３１の電圧を示す信号として、制御回路３６に出力する。さらに、駆動回路３５は、制御回路３６からの信号を入力とし、当該入力信号に基づき、スイッチング素子４２にゲート信号を出力し、スイッチング素子４２のオン及びオフを駆動させる。 The drive circuit 35 outputs a gate signal to each of the transistors Tr1 to Tr6 to drive the transistors Tr1 to Tr6 on and off. The drive circuit 35 receives the signal from the voltage sensor 33, converts the signal into a waveform level that can be recognized by the control circuit 36, and outputs the signal to the control circuit 36 as a signal indicating the voltage of the capacitor 31. Further, the drive circuit 35 receives a signal from the control circuit 36 and outputs a gate signal to the switching element 42 based on the input signal to drive the switching element 42 on and off.

制御回路３６は、駆動回路３５を介して各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を制御し、モータ４の動作を制御する。制御回路３６は、車両コントローラ６から出力されるトルク指令値を示す信号、回転子位置センサ５からの信号、電流センサ３４から出力されるフィードバック信号、及び、電圧センサ３３からの信号を読み込む。そして、制御回路３６は、読み込んだ信号に基づき、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、当該信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、当該パルス幅変調信号に基づき、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を所定のタイミングでオン及びオフさせる。これにより、インバータ回路２０は、モータ４の力行及びモータ４の回生に対応する動作を行う。 The control circuit 36 controls the transistors Tr 1 to Tr 6 via the drive circuit 35 and controls the operation of the motor 4. The control circuit 36 reads a signal indicating a torque command value output from the vehicle controller 6, a signal from the rotor position sensor 5, a feedback signal output from the current sensor 34, and a signal from the voltage sensor 33. Then, the control circuit 36 generates a PWM (pulse width modulation) signal based on the read signal and outputs the signal to the drive circuit 35. The drive circuit 35 turns on and off the transistors Tr1 to Tr6 at a predetermined timing based on the pulse width modulation signal. Thereby, the inverter circuit 20 performs an operation corresponding to the power running of the motor 4 and the regeneration of the motor 4.

次に、インバータ回路２０の動作について説明する。インバータ回路２０は、モータ４の力行及びモータ４の回生に対応する動作を行う。電動車両において、力行とはモータ４の動力を車輪（図示しない）に伝えて加速、又は均衡速度を保つことである。電動車両の場合には、モータ４の力行は運転者がアクセルを踏んでいる状態に相当する。モータ４の力行時には、インバータ回路２０は、バッテリ１の直流電力を交流電力に変換しつつ、モータ４に出力する。一方、電動車両において、回生とは交流電力を変換して駆動回転力として出力しているモータ４に対して、軸回転を入力して発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することである。モータ４の回生時には、インバータ回路２０はモータ４で発生する回生電力を直流電力に変換して、バッテリ１に出力する。以降の説明においては、モータ４の力行に対応するインバータ回路２０の動作を、インバータ回路２０の力行動作と称し、モータ４の回生に対応するインバータ回路２０の動作を、インバータ回路２０の回生動作と称する。 Next, the operation of the inverter circuit 20 will be described. The inverter circuit 20 performs an operation corresponding to the power running of the motor 4 and the regeneration of the motor 4. In an electric vehicle, power running refers to transmitting the power of the motor 4 to wheels (not shown) to maintain acceleration or a balanced speed. In the case of an electric vehicle, the power running of the motor 4 corresponds to a state where the driver is stepping on the accelerator. When the motor 4 is powered, the inverter circuit 20 converts the DC power of the battery 1 into AC power and outputs it to the motor 4. On the other hand, in an electric vehicle, regeneration refers to converting the kinetic energy into electrical energy by inputting shaft rotation to the motor 4 that converts alternating current power and outputs it as driving rotational force to act as a generator. It is to collect. During regeneration of the motor 4, the inverter circuit 20 converts the regenerative power generated by the motor 4 into DC power and outputs it to the battery 1. In the following description, the operation of the inverter circuit 20 corresponding to the power running of the motor 4 is referred to as the power running operation of the inverter circuit 20, and the operation of the inverter circuit 20 corresponding to the regeneration of the motor 4 is referred to as the regeneration operation of the inverter circuit 20. Called.

ここで、再び、制御回路３６について説明する。制御回路３６は、リレー３の開放信号に基づいて、駆動回路３５に対して、スイッチング素子４２がオンするように信号を出力する。そして、駆動回路３５は、スイッチング素子４２をオンさせる。スイッチング素子４２がオンすると、給電母線３２間は放電抵抗４１を介して導通した状態になり、コンデンサ３１に蓄積された電荷は放電抵抗４１で放電される。放電動作の詳細な説明については後述する。以降の説明においては、上述した運転終了時における制御回路３６のスイッチング素子４２への制御を、通常放電制御と称する。 Here, the control circuit 36 will be described again. The control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 based on the opening signal of the relay 3 so that the switching element 42 is turned on. Then, the drive circuit 35 turns on the switching element 42. When the switching element 42 is turned on, the power supply bus 32 becomes conductive through the discharge resistor 41, and the charge accumulated in the capacitor 31 is discharged by the discharge resistor 41. A detailed description of the discharge operation will be described later. In the following description, the control to the switching element 42 of the control circuit 36 at the end of the operation described above is referred to as normal discharge control.

次に、図２を用いて、電力変換装置１０の通常放電制御を説明する。図２は、通常放電制御の一例でコンデンサ３１の電圧特性を示すグラフである。縦軸はコンデンサ３１の電圧を示し、横軸は時間を示す。電力変換装置１０の動作の終了時、例えば、時刻ｔ_{ＭＳＷ＿ＯＦＦ}において、運転者が車両のメインスイッチをオフにした場合に、車両コントローラ６は、時刻ｔ_１において、リレー３の開放信号をリレー３へ出力する。その後、時刻ｔ_{ＦＥＴＯＮ１}において、制御回路３６は、放電回路４０のスイッチング素子４２がオンするように信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、スイッチング素子４２に対してゲート信号を出力し、スイッチング素子４２をオンさせる。スイッチング素子４２がオンすると、給電母線３２間は放電抵抗４１を介して導通した状態になり、コンデンサ３１に蓄積されている電荷は、放電抵抗４１で放電される。図２に示すグラフでは、時刻ｔ_{ＦＥＴＯＮ１}において、コンデンサ３１に蓄積された電荷の放電を開始し、その後、時刻ｔ_２において、放電を終了したことを示している。 Next, normal discharge control of the power converter 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing voltage characteristics of the capacitor 31 as an example of normal discharge control. The vertical axis indicates the voltage of the capacitor 31 and the horizontal axis indicates time. At the end of the operation of the power conversion device 10, for example, when the driver turns off the main switch of the vehicle at time t _{MSW_OFF} , the vehicle controller 6 sends an open signal of the relay 3 to the relay 3 at time t ₁ . Output. Thereafter, at time t _FETON1 , the control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 of the discharge circuit 40 is turned on. The drive circuit 35 outputs a gate signal to the switching element 42 to turn on the switching element 42. When the switching element 42 is turned on, the power supply bus 32 becomes conductive through the discharge resistor 41, and the charge accumulated in the capacitor 31 is discharged by the discharge resistor 41. In the graph shown in FIG. 2, at time t _FETON1, it starts to discharge the charge stored in the capacitor 31, then, at time t _2, the show that the discharging was terminated.

ここで、図１に戻り、制御回路３６について再び説明する。制御回路３６は、電流センサ３４からのフィードバック信号、及び回転子位置センサ５からの信号を読み込む。そして、制御回路３６は、読み込んだ信号に基づき、インバータ回路２０が力行動作中なのか回生動作中なのかを検知する。なお、当該検知について、制御回路３６は上述したＰＷＭ生成制御から独立して検知してもよいし、ＰＷＭ信号の生成過程に組み込んで検知してもよい。 Here, returning to FIG. 1, the control circuit 36 will be described again. The control circuit 36 reads the feedback signal from the current sensor 34 and the signal from the rotor position sensor 5. Then, the control circuit 36 detects whether the inverter circuit 20 is performing a power running operation or a regenerative operation based on the read signal. In addition, about the said detection, the control circuit 36 may detect independently from the PWM production | generation control mentioned above, and may be integrated and detected in the production | generation process of a PWM signal.

また制御回路３６は、駆動回路３５から出力される電圧センサ３３による検出電圧を示す信号を入力信号とする。制御回路３６は、入力信号に基づき、コンデンサ３１の電圧が所定の電圧閾値より高いことを検知する。インバータ回路２０の回生動作中において、制御回路３６は、当該検知結果に基づき、スイッチング素子４２とインバータ回路２０とを制御する。以降の説明においては、制御回路３６がコンデンサ３１の電圧が所定の電圧閾値より高いことを検知したことを、所定の条件と称する。また、所定の電圧閾値には、例えばリレー３、コンデンサ３１、又はトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の耐電力に基づき、設定された値が用いられる。 Further, the control circuit 36 uses a signal indicating a detection voltage by the voltage sensor 33 output from the drive circuit 35 as an input signal. The control circuit 36 detects that the voltage of the capacitor 31 is higher than a predetermined voltage threshold based on the input signal. During the regenerative operation of the inverter circuit 20, the control circuit 36 controls the switching element 42 and the inverter circuit 20 based on the detection result. In the following description, the fact that the control circuit 36 detects that the voltage of the capacitor 31 is higher than a predetermined voltage threshold is referred to as a predetermined condition. For the predetermined voltage threshold, for example, a set value is used based on the power durability of the relay 3, the capacitor 31, or the transistors Tr1 to Tr6.

インバータ回路２０の回生動作中において、制御回路３６は、所定の条件を満たすと、駆動回路３５にスイッチング素子４２がオンするように信号を出力する。そして、駆動回路３５は、スイッチング素子４２をオンさせる。 During the regenerative operation of the inverter circuit 20, the control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned on when a predetermined condition is satisfied. Then, the drive circuit 35 turns on the switching element 42.

また制御回路３６は、所定の条件を満たすと、所定の時間経過後に、インバータ回路２０の動作を停止するように制御する。制御回路３６は、ＰＷＭ信号の生成を止め、制御回路３６に対して、当該信号の出力を止める。そして、駆動回路３５はトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をオフさせ、インバータ回路２０の回生動作を停止させる。 Further, when a predetermined condition is satisfied, the control circuit 36 controls the operation of the inverter circuit 20 to stop after a predetermined time has elapsed. The control circuit 36 stops generating the PWM signal and stops outputting the signal to the control circuit 36. Then, the drive circuit 35 turns off the transistors Tr1 to Tr6 and stops the regenerative operation of the inverter circuit 20.

一旦、スイッチング素子４２がオンすると、制御回路３６は、インバータ回路２０の回生動作停止後に、駆動回路３５に対して、スイッチング素子４２がオフするように信号を出力する。そして、駆動回路３５は、スイッチング素子４２をオフさせる。以降の説明においては、インバータ回路２０の回生動作中において、制御回路３６がスイッチング素子４２に行う制御のことを、強制放電制御と称する。制御回路３６は、強制放電制御と、運転動作終了時の通常放電制御とを独立して行う。 Once the switching element 42 is turned on, the control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned off after the regenerative operation of the inverter circuit 20 is stopped. Then, the drive circuit 35 turns off the switching element 42. In the following description, the control performed by the control circuit 36 on the switching element 42 during the regenerative operation of the inverter circuit 20 is referred to as forced discharge control. The control circuit 36 independently performs forced discharge control and normal discharge control at the end of the operation.

ところで、インバータ回路の回生動作中に、インバータ回路の出力電力がバッテリに供給できない場合において、本実施形態とは異なる電力変換装置のコンデンサの電圧特性を説明する。図３は、本実施形態とは異なる電力変換装置５０を含む電動車両の放電システム２００の概要を示すブロック図である。電力変換装置５０は比較例（参考例）の電力変換装置の一例である。電力変換装置５０は、本実施形態に係る電力変換装置１０と比べて放電回路を有しない点以外は、本実施形態に係る電力変換装置１０と同様の構成を有する。また、電力変換装置５０は、以下に説明するように動作すること以外は、本実施形態と同様に動作する。 By the way, when the output power of the inverter circuit cannot be supplied to the battery during the regenerative operation of the inverter circuit, the voltage characteristics of the capacitor of the power converter different from the present embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a discharge system 200 for an electric vehicle including a power converter 50 different from the present embodiment. The power conversion device 50 is an example of a power conversion device of a comparative example (reference example). The power conversion device 50 has the same configuration as that of the power conversion device 10 according to the present embodiment except that the power conversion device 50 does not have a discharge circuit as compared with the power conversion device 10 according to the present embodiment. The power conversion device 50 operates in the same manner as in the present embodiment except that it operates as described below.

制御回路６６は、本実施形態の機能からスイッチング素子に関する機能を除き、本実施形態と同様の機能を有する。駆動回路６５は、本実施形態の機能からスイッチング素子に関する機能を除き、本実施形態と同様の機能を有する。 The control circuit 66 has the same function as that of this embodiment except for the function related to the switching element from the function of this embodiment. The drive circuit 65 has the same function as that of this embodiment except for the function related to the switching element from the function of this embodiment.

次に、図４を用いて、インバータ回路２０の回生動作中に、インバータ回路２０の出力電力がバッテリに供給できない場合において、図３に示す電力変換装置５０のコンデンサ３１の電圧特性を説明する。図４は、インバータ回路２０の回生動作中の一例でコンデンサ３１の電圧特性を示すグラフである。縦軸はコンデンサ３１の電圧を示し、横軸は時間を示す。図４に示すグラフでは、時刻０において、インバータ回路２０は回生動作中で、モータ４の回生電力がバッテリ１へ供給されている。図４では、回生動作中のインバータ回路２０の出力電力がバッテリ１へされている状態において、コンデンサ３１の電圧をＶ_１として示している。時刻ｔ_１において、インバータ回路２０が回生動作中に、ヒューズ２又はリレー３が何らかの原因で開放され、電力変換装置１０とバッテリ１との接続が切断する。そして、電力変換装置５０はモータ４の回生電力をバッテリ１へ供給できない状態になる。インバータ回路２０の出力電力はコンデンサ３１に溜まり、コンデンサ３１の電圧は上昇し始める。 Next, voltage characteristics of the capacitor 31 of the power conversion device 50 shown in FIG. 3 will be described using FIG. 4 when the output power of the inverter circuit 20 cannot be supplied to the battery during the regenerative operation of the inverter circuit 20. FIG. 4 is a graph showing the voltage characteristics of the capacitor 31 as an example during the regenerative operation of the inverter circuit 20. The vertical axis indicates the voltage of the capacitor 31 and the horizontal axis indicates time. In the graph shown in FIG. 4, at time 0, the inverter circuit 20 is in a regenerative operation, and the regenerative power of the motor 4 is supplied to the battery 1. In FIG. 4, the voltage of the capacitor 31 is indicated as V ₁ in a state where the output power of the inverter circuit 20 during the regenerative operation is being supplied to the battery 1. At time t _1, while the inverter circuit 20 is a regenerative operation, the fuse 2 or relay 3 is opened for some reason, the connection between the power converter 10 and the battery 1 is disconnected. And the power converter device 50 will be in the state which cannot supply the regenerative power of the motor 4 to the battery 1. FIG. The output power of the inverter circuit 20 is accumulated in the capacitor 31, and the voltage of the capacitor 31 starts to rise.

コンデンサ３１の電圧上昇開始後、時刻ｔ_ＤＥＴにおいて、制御回路６６は、電圧センサ３３により検出された検出電圧に基づき、コンデンサ３１の電圧が電圧閾値Ｖ_ＴＨより高いことを検知する。所定の時間経過後、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}において、制御回路６６は駆動回路６５を介してインバータ回路２０のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をオフする。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６がオフされると、インバータ回路２０は回生動作を停止する。インバータ回路２０が回生動作を停止すると、モータ４の励磁インダクタンスに蓄積されたエネルギー（以降、励磁エネルギーと称す）がインバータ回路２０に入力される。入力された励磁エネルギーは給電母線３２を介してコンデンサ３１に溜まり、コンデンサ３１の電圧はさらに上昇し始める。その後、時刻ｔ_２において、モータ４の励磁エネルギーによるコンデンサ３１の電圧上昇は止まり、コンデンサ３１の電圧は平衡状態になる。図４に示すグラフでは、平衡状態になったコンデンサ３１の電圧をＶ_２として示している。 At time t _DET after starting the voltage increase of the capacitor 31, the control circuit 66 detects that the voltage of the capacitor 31 is higher than the voltage threshold V _TH based on the detection voltage detected by the voltage sensor 33. After a predetermined time has elapsed, at time t _{PWM_OFF} , the control circuit 66 turns off the transistors Tr1 to Tr6 of the inverter circuit 20 via the drive circuit 65. When the transistors Tr1 to Tr6 are turned off, the inverter circuit 20 stops the regenerative operation. When the inverter circuit 20 stops the regenerative operation, energy accumulated in the excitation inductance of the motor 4 (hereinafter referred to as excitation energy) is input to the inverter circuit 20. The input excitation energy is accumulated in the capacitor 31 through the power supply bus 32, and the voltage of the capacitor 31 starts to rise further. Then, at time t _2, the voltage rise of the capacitor 31 by the excitation energy of the motor 4 is stopped, the voltage of the capacitor 31 is in equilibrium. In the graph shown in FIG. 4 shows the voltage of the capacitor 31 becomes in equilibrium as V _2.

図４について説明したように、インバータ回路２０の回生動作中に何らかの原因でモータ４で発生する回生電力がバッテリ１へ供給できなくなると、インバータ回路２０の出力電力はコンデンサ３１に溜まり、コンデンサ３１の電圧は上昇する。その後、インバータ回路２０の動作停止に伴い、モータ４の励磁エネルギーがコンデンサ３１に入力され、コンデンサ３１の電圧はさらに上昇する。その結果、コンデンサ３１の電圧は過電圧になる可能性がある。このため、コンデンサ３１が過電圧になるのを防ぐには、コンデンサ３１の容量を予め大きくする必要がある。その結果、コンデンサの体積は大きくなり、電力変換装置５０が大型化し、コストも増加する。 As described with reference to FIG. 4, if the regenerative power generated by the motor 4 cannot be supplied to the battery 1 for some reason during the regenerative operation of the inverter circuit 20, the output power of the inverter circuit 20 is accumulated in the capacitor 31. The voltage rises. Thereafter, when the operation of the inverter circuit 20 is stopped, the excitation energy of the motor 4 is input to the capacitor 31 and the voltage of the capacitor 31 further increases. As a result, the voltage of the capacitor 31 may become an overvoltage. For this reason, in order to prevent the capacitor 31 from becoming an overvoltage, it is necessary to increase the capacity of the capacitor 31 in advance. As a result, the volume of the capacitor increases, the power converter 50 becomes larger, and the cost also increases.

次に、上述した比較例の動作を踏まえたうえで、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、本実施形態に係る電力変換装置１０の動作を説明する。図５Ａは、インバータ回路２０の回生動作中の一例でコンデンサ３１の電圧特性を示すグラフである。図５Ａにおいて、点線は、図４に示す比較例でのコンデンサの電圧波形を示し、図５と同じ波形であるため、説明を省略する。図５Ａに示す電圧Ｖ_１、Ｖ_２は、図４に示す電圧と同じ電圧であるため、説明を省略する。図５Ｂは、インバータ回路２０の回生動作中の一例でスイッチング素子４２の電圧特性を示すグラフである。図５Ｂにおける時刻は、図５Ａと同じ時刻であるため、説明は省略する。 Next, based on the operation of the comparative example described above, the operation of the power conversion apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A is a graph showing voltage characteristics of the capacitor 31 as an example during the regenerative operation of the inverter circuit 20. In FIG. 5A, the dotted line indicates the voltage waveform of the capacitor in the comparative example shown in FIG. 4 and is the same waveform as in FIG. The voltages V ₁ and V ₂ shown in FIG. 5A are the same as the voltages shown in FIG. FIG. 5B is a graph illustrating voltage characteristics of the switching element 42 as an example during the regenerative operation of the inverter circuit 20. The time in FIG. 5B is the same as that in FIG.

図５Ａに示すグラフでは、時刻ｔ_１において、ヒューズ２又はリレー３が何らかの原因で開放され、インバータ回路２０とバッテリ１との接続が切断した場合に、コンデンサ３１の電圧は上昇し始める。コンデンサ３１の電圧上昇開始後、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ２}において、制御回路３６は、電圧センサ３３により検出された検出電圧に基づき、コンデンサ３１の電圧が電圧閾値Ｖ_ＴＨより高いことを検知する。制御回路３６は、放電回路４０のスイッチング素子４２がオンするように駆動信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、スイッチング素子４２に対してゲート信号を出力し、スイッチング素子４２をオンさせる。 In the graph shown in FIG. 5A, at time t _1, is open fuse 2 or relay 3 for some reason, when the connection between the inverter circuit 20 and the battery 1 is disconnected, the voltage of the capacitor 31 starts to rise. After starting the voltage increase of the capacitor 31, at time _{tFET_ON2} , the control circuit 36 detects that the voltage of the capacitor 31 is higher than the voltage threshold V _TH based on the detection voltage detected by the voltage sensor 33. The control circuit 36 outputs a drive signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 of the discharge circuit 40 is turned on. The drive circuit 35 outputs a gate signal to the switching element 42 to turn on the switching element 42.

図５Ｂに示すグラフでは、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ２}において、スイッチング素子４２がオンしていることを示している。図５Ｂでは、スイッチング素子４２がオンする電圧を電圧Ｖ_ＯＮとして示している。 The graph shown in FIG. 5B indicates that the switching element 42 is turned on at time _{tFET_ON2} . In FIG. 5B, the voltage at which the switching element 42 is turned on is shown as the voltage V _ON .

図５Ａに戻り、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ２}において、スイッチング素子４２がオンすると、給電母線３２間は放電抵抗４１を介して導通し、電力変換装置１０は、コンデンサ３１に蓄積された電荷を放電抵抗４１で放電し始める。コンデンサ３１の電荷が放電抵抗４１で放電されると、コンデンサ３１の電圧は低くなる。図５Ａに示す例では、時刻ｔ_{ＦＥＴＯＮ２}以降において、インバータ回路２０の出力電力がコンデンサ３１に溜まっている状態で、コンデンサ３１に蓄積された電荷は放電抵抗４１で放電されることを示している。そのため、コンデンサ３１の電荷の放電が開始されると、コンデンサ３１の電圧の上昇速度は、当該電荷の放電が開始される前に比べて遅くなる。図５Ａに示すグラフでは、電圧の上昇速度を示す電圧の傾きについて、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ２}〜ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}間の電圧の傾きが時刻ｔ_１〜ｔ_{ＦＥＴＯＮ２}間の電圧の傾きよりも小さいことを示している。 Returning to FIG. 5A, when the switching element 42 is turned on at time t _{FET_ON 2} , the power supply bus 32 is conducted through the discharge resistor 41, and the power converter 10 discharges the charge accumulated in the capacitor 31 by the discharge resistor 41. Begin to. When the electric charge of the capacitor 31 is discharged by the discharge resistor 41, the voltage of the capacitor 31 becomes low. In the example shown in FIG. 5A, the electric charge accumulated in the capacitor 31 is discharged by the discharge resistor 41 while the output power of the inverter circuit 20 is accumulated in the capacitor 31 after time t _FETON2 . Therefore, when the discharge of the charge of the capacitor 31 is started, the rising speed of the voltage of the capacitor 31 is slower than before the discharge of the charge is started. In the graph shown in FIG. 5A, the slope of the voltage indicating the rising speed of the voltage, the slope of the voltage between the time _{t FET_ON2} ~t _{PWM_OFF} indicating that less than the slope of the voltage between time _{_t} 1 _{~t FETON2.}

時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ２}から所定の時間経過後、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}において、制御回路３６はインバータ回路２０が過電圧にならないように、インバータ回路２０のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をオフする信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５により、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６はオフされ、インバータ回路２０は回生動作を停止する。インバータ回路２０が回生動作を停止すると、モータ４の励磁エネルギーがインバータ回路２０に入力される。励磁エネルギーは給電母線３２を介してコンデンサ３１に溜まり、コンデンサ３１の電圧はさらに上昇し始める。 After a predetermined time has elapsed from the time _{t FET_ON2,} at time _{t PWM_OFF,} control circuit 36 so that the inverter circuit 20 does not become over-voltage, and outputs a signal for turning off the transistor Tr1~Tr6 of the inverter circuit 20 to the drive circuit 35. The transistors Tr1 to Tr6 are turned off by the drive circuit 35, and the inverter circuit 20 stops the regenerative operation. When the inverter circuit 20 stops the regenerative operation, the excitation energy of the motor 4 is input to the inverter circuit 20. The excitation energy is accumulated in the capacitor 31 via the power supply bus 32, and the voltage of the capacitor 31 starts to rise further.

その後、時刻ｔ_２において、制御回路３６は、スイッチング素子４２がオフするように駆動信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、スイッチング素子４２に対してゲート信号を出力し、スイッチング素子４２をオフさせる。図５Ｂに示すグラフでは、時刻ｔ_２において、スイッチング素子４２がオフしていることを示している。図５Ｂでは、スイッチング素子４２がオフする電圧を０として示している。 Then, at time t _2, the control circuit 36, the switching element 42 outputs a drive signal to turn off the drive circuit 35. The drive circuit 35 outputs a gate signal to the switching element 42 to turn off the switching element 42. In the graph shown in FIG. 5B, at time t _2, the show that the switching element 42 is off. In FIG. 5B, the voltage at which the switching element 42 is turned off is shown as zero.

図５Ａに戻り、時刻ｔ_２において、モータ４の励磁エネルギーによるコンデンサ３１の電圧上昇は止まり、コンデンサ３１の電圧は平衡状態になる。図５Ａに示すグラフでは、平衡状態の電圧をＶ_２Ａとして示している。さらに、図５Ａに示すグラフでは、コンデンサ３１の平衡状態の電圧について、本実施形態での平衡状態の電圧Ｖ_２Ａは、比較例の平衡状態の電圧Ｖ_２よりも低い電圧になることを示している。 Returning to Figure 5A, at time t _2, the voltage rise of the capacitor 31 by the excitation energy of the motor 4 is stopped, the voltage of the capacitor 31 is in equilibrium. In the graph shown in FIG. 5A, it shows the voltage of the equilibrium state as V _2A. Further, the graph shown in FIG. 5A shows that the voltage V _2A in the balanced state in the present embodiment is lower than the voltage V _{2 in} the balanced state of the comparative example with respect to the voltage in the balanced state of the capacitor 31. Yes.

以上のように、本実施形態において、電力変換装置１０は、インバータ回路２０と、バッテリ１とインバータ回路２０とを接続する給電母線３２と、給電母線３２間に接続されるコンデンサ３１と、給電母線３２間に接続される放電回路４０と、インバータ回路２０及び放電回路４０を制御する制御回路３６とを備える。放電回路４０は、放電抵抗４１と、放電抵抗４１とコンデンサ３１との間に接続されるスイッチング素子４２とを有する。制御回路３６は、インバータ回路２０の回生動作中に、インバータ回路２０の出力電力がバッテリ１に供給できない状態において、スイッチング素子４２をオンする制御を実行する。これにより、電力変換装置１０は、インバータ回路２０の出力電力がバッテリ１に供給されずに、コンデンサ３１の電圧が上昇する状態において、コンデンサ３１に蓄積された電荷を放電抵抗４１で放電することができる。そのため、コンデンサ３１の電圧が過電圧にならないように、コンデンサ３１の容量を予め大きくする必要がなくなり、コンデンサの体積を抑制することができる。コンデンサ体積の抑制により、電力変換装置を小型化、低コスト化することができる。 As described above, in the present embodiment, the power converter 10 includes the inverter circuit 20, the power supply bus 32 that connects the battery 1 and the inverter circuit 20, the capacitor 31 that is connected between the power supply bus 32, and the power supply bus. And a control circuit 36 that controls the inverter circuit 20 and the discharge circuit 40. The discharge circuit 40 includes a discharge resistor 41 and a switching element 42 connected between the discharge resistor 41 and the capacitor 31. The control circuit 36 performs control to turn on the switching element 42 in a state where the output power of the inverter circuit 20 cannot be supplied to the battery 1 during the regeneration operation of the inverter circuit 20. Thus, the power conversion device 10 can discharge the electric charge accumulated in the capacitor 31 by the discharge resistor 41 in a state where the voltage of the capacitor 31 rises without the output power of the inverter circuit 20 being supplied to the battery 1. it can. Therefore, it is not necessary to increase the capacity of the capacitor 31 in advance so that the voltage of the capacitor 31 does not become an overvoltage, and the volume of the capacitor can be suppressed. By suppressing the capacitor volume, the power conversion device can be reduced in size and cost.

また、本実施形態において、電力変換装置１０は、コンデンサ３１の電圧を検出す電圧センサ３３を備え、制御回路３６は、電圧センサ３３により検出された検出電圧が所定の電圧閾値よりも高い場合に、スイッチング素子４２をオンする制御を実行する。これにより、電力変換装置１０は、コンデンサ３１が過電圧になるのを防ぎつつ、コンデンサ３１に蓄積された電荷を放電することができる。その結果、コンデンサ３１の容量を大きくする必要がなくなり、コンデンサの体積を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the power conversion device 10 includes a voltage sensor 33 that detects the voltage of the capacitor 31, and the control circuit 36 detects when the detected voltage detected by the voltage sensor 33 is higher than a predetermined voltage threshold. Then, control for turning on the switching element 42 is executed. Thereby, the power converter device 10 can discharge the electric charge accumulated in the capacitor 31 while preventing the capacitor 31 from becoming an overvoltage. As a result, it is not necessary to increase the capacity of the capacitor 31, and the volume of the capacitor can be suppressed.

さらに、本実施形態において、制御回路３６は、リレー３をオフした後に、スイッチング素子４２をオンする。これにより、運転終了時において、電力変換装置１０はコンデンサ３１に蓄積された全ての電荷を放電抵抗４１で放電することができる。その結果、運転開始時において、運転終了時に放電されずにコンデンサ３１に蓄積された電荷が、バッテリ１へ流れ込むことを防ぐことができる。 Further, in the present embodiment, the control circuit 36 turns on the switching element 42 after turning off the relay 3. Thereby, the power converter 10 can discharge all the electric charges accumulated in the capacitor 31 by the discharge resistor 41 at the end of the operation. As a result, it is possible to prevent the electric charge accumulated in the capacitor 31 without being discharged at the end of the operation from flowing into the battery 1 at the start of the operation.

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る電力変換回路について説明する。第２実施形態に係る電力変換装置１０は、第１実施形態に係る電力変換装置１０と同様の構成を有し、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様に動作する。 << Second Embodiment >>
Next, a power conversion circuit according to the second embodiment will be described. The power conversion device 10 according to the second embodiment has the same configuration as that of the power conversion device 10 according to the first embodiment, and operates in the same manner as in the first embodiment except that it operates as described below. To do.

第２実施形態に係る制御回路３６は、第１実施形態の機能に加えて、電圧センサ３３の検出電圧が所定の電圧閾値より高くなってから、所定の時間経過後に、インバータ回路２０の動作を停止させる制御をしつつ、スイッチング素子４２をオンさせるように制御する。制御回路３６は、ＰＷＭ信号の生成を止め、制御回路３６に対して、当該信号の出力を止めつつ、駆動回路３５に対して、スイッチング素子４２がオンするように信号を出力する。 In addition to the function of the first embodiment, the control circuit 36 according to the second embodiment performs the operation of the inverter circuit 20 after a predetermined time has elapsed since the detection voltage of the voltage sensor 33 becomes higher than a predetermined voltage threshold. The switching element 42 is controlled to be turned on while being controlled to be stopped. The control circuit 36 stops generating the PWM signal, and outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned on while stopping outputting the signal.

次に、図６Ａ及び図６Ｂを用いて、本実施形態において、電力変換装置１０の動作を説明する。図６Ａは、インバータ回路２０の回生動作中の一例でコンデンサ３１の電圧特性を示すグラフである。図６Ａにおいて、点線は、比較例でのコンデンサの電圧波形を示し、図４、５Ａと同じ波形であるため説明を省略する。図６Ａに示す電圧Ｖ_１、Ｖ_２は、図４、５Ａに示す電圧Ｖ_１、Ｖ_２と同じ電圧であるため、説明を省略する。図６Ｂは、インバータ回路２０の回生動作中の一例でスイッチング素子４２の電圧特性を示すグラフである。図６Ｂにおける時刻は、図６Ａと同じ時刻であるため、説明は省略する。 Next, operation | movement of the power converter device 10 is demonstrated in this embodiment using FIG. 6A and 6B. FIG. 6A is a graph showing voltage characteristics of the capacitor 31 as an example during the regenerative operation of the inverter circuit 20. In FIG. 6A, the dotted line shows the voltage waveform of the capacitor in the comparative example, which is the same waveform as in FIGS. Voltage _V 1, _{V 2} shown in FIG. 6A are the same voltage as the voltage _V 1, _{V 2} shown in FIG. 4, 5A, and a description thereof will be omitted. FIG. 6B is a graph illustrating voltage characteristics of the switching element 42 as an example during the regenerative operation of the inverter circuit 20. The time in FIG. 6B is the same as that in FIG.

図６Ａに示すグラフでは、時刻ｔ_１において、ヒューズ２又はリレー３が何らかの原因で開放され、インバータ回路２０とバッテリ１との接続が切断した場合に、コンデンサ３１の電圧は上昇し始める。コンデンサ３１の電圧上昇開始後、時刻ｔ_ＤＥＴにおいて、制御回路３６は、電圧センサ３３により検出された検出電圧に基づき、コンデンサ３１の電圧が電圧閾値Ｖ_ＴＨより高いことを検知する。 In the graph shown in FIG. 6A, at time t _1, is open fuse 2 or relay 3 for some reason, when the connection between the inverter circuit 20 and the battery 1 is disconnected, the voltage of the capacitor 31 starts to rise. At time t _DET after starting the voltage increase of the capacitor 31, the control circuit 36 detects that the voltage of the capacitor 31 is higher than the voltage threshold V _TH based on the detection voltage detected by the voltage sensor 33.

時刻ｔ_ＤＥＴから所定の時間経過後、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}において、制御回路３６はインバータ回路２０が過電圧にならないように、インバータ回路２０のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をオフする信号を駆動回路３５に出力すると同時に、スイッチング素子４２がオンするように駆動信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、スイッチング素子４２に対してゲート信号を出力し、スイッチング素子４２をオンさせる。 At a time t _{PWM_OFF} after a lapse of a predetermined time from the time t _DET , the control circuit 36 outputs a signal for turning off the transistors Tr1 to Tr6 of the inverter circuit 20 to the drive circuit 35 so that the inverter circuit 20 does not become an overvoltage. A drive signal is output to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned on. The drive circuit 35 outputs a gate signal to the switching element 42 to turn on the switching element 42.

図６Ｂに示すグラフでは、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}において、スイッチング素子４２がオンしていることを示している。図６Ｂでは、スイッチング素子４２がオンする電圧を電圧Ｖ_ＯＮとして示している。なお、図６Ａ及び図６Ｂでは、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ３}はスイッチング素子４２がオンしている時刻を示しており、時刻ｔ_{ＦＥＴ＿ＯＮ３}は時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}と同じ時刻であることを示している。 The graph shown in FIG. 6B shows that the switching element 42 is turned on at time t _{PWM_OFF} . In FIG. 6B, the voltage at which the switching element 42 is turned on is shown as the voltage V _ON . 6A and 6B, time t _{FET_ON3} indicates the time _when the switching element 42 is turned on, and time t _{FET_ON3} indicates the same time as time t _{PWM_OFF} .

図６Ａに戻り、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}において、駆動回路３５により、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６はオフされ、インバータ回路２０は回生動作を停止する。インバータ回路２０が回生動作を停止すると、モータ４の励磁エネルギーがインバータ回路２０に入力される。一方、制御回路３６のスイッチング素子４２に対する制御により、スイッチング素子４２がオンすると、コンデンサ３１に蓄積された電荷は放電される。時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}における電力変換装置１０のエネルギーの入出力について考えると、励磁エネルギーがインバータ回路２０に入力されるが、コンデンサ３１に蓄積されたエネルギーは放電抵抗４１を介して出力（放電）されることになる。図６Ｂに示すグラフでは、時刻ｔ_{ＰＷＭ＿ＯＦＦ}〜ｔ_２間の電圧の上昇率について、本実施形態における電圧上昇率は、比較例における電圧上昇率よりも低いことを示している。 Returning to FIG. 6A, at time _{tPWM_OFF} , the drive circuit 35 turns off the transistors Tr1 to Tr6, and the inverter circuit 20 stops the regenerative operation. When the inverter circuit 20 stops the regenerative operation, the excitation energy of the motor 4 is input to the inverter circuit 20. On the other hand, when the switching element 42 is turned on by the control of the control circuit 36 with respect to the switching element 42, the charge accumulated in the capacitor 31 is discharged. Considering energy input / output of the power converter 10 at time t _{PWM_OFF} , excitation energy is input to the inverter circuit 20, but energy stored in the capacitor 31 is output (discharged) via the discharge resistor 41. become. The graph shown in FIG. 6B shows that the voltage increase rate in the present embodiment is lower than the voltage increase rate in the comparative example with respect to the voltage increase rate between times t _{PWM_OFF and} t ₂ .

その後、時刻ｔ_２において、制御回路３６は、放電回路４０のスイッチング素子４２がオフするように駆動信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、スイッチング素子４２に対してゲート信号を出力し、スイッチング素子４２をオフさせる。図６Ｂに示すグラフでは、時刻ｔ_２において、スイッチング素子４２がオフしていることを示している。図６Ｂでは、スイッチング素子４２がオフする電圧を０として示している。 Then, at time t _2, the control circuit 36, the switching element 42 of the discharge circuit 40 outputs a drive signal to turn off the drive circuit 35. The drive circuit 35 outputs a gate signal to the switching element 42 to turn off the switching element 42. In the graph shown in FIG. 6B, at time t _2, the show that the switching element 42 is off. In FIG. 6B, the voltage at which the switching element 42 is turned off is shown as zero.

図６Ａに戻り、時刻ｔ_２において、モータ４の励磁エネルギーによるコンデンサ３１の電圧上昇は止まり、コンデンサ３１の電圧は平衡状態になる。図６Ａに示すグラフでは、平衡状態の電圧をＶ_２Ｂとして示している。さらに、図６Ａに示すグラフでは、コンデンサ３１の平衡状態の電圧について、本実施形態での平衡状態の電圧Ｖ_２Ｂは、比較例の平衡状態の電圧Ｖ_２よりも低い電圧になることを示している。 Returning to Figure 6A, at time t _2, the voltage rise of the capacitor 31 by the excitation energy of the motor 4 is stopped, the voltage of the capacitor 31 is in equilibrium. In the graph shown in FIG. 6A, shows the voltage of the equilibrium state as V _2B. Furthermore, the graph shown in FIG. 6A shows that the voltage V _2B in the balanced state in the present embodiment is lower than the voltage V _{2 in} the balanced state of the comparative example with respect to the voltage in the balanced state of the capacitor 31. Yes.

以上のように、本実施形態において、制御回路３６は、インバータ回路２０の回生動作中に、インバータ回路２０の出力電力がバッテリ１に供給できない状態において、インバータ回路２０の動作を停止させるとともに、スイッチング素子４２をオンする制御を実行する。これにより、電力変換装置１０は、モータ４の励磁エネルギーがインバータ回路２０に入力されると同時に、コンデンサ３１の電荷を放電抵抗４１で放電することができる。そのため、電力変換装置１０は、モータ４の励磁エネルギーを放電することができ、放電抵抗４１の耐電力定格は少なくとも励磁エネルギーに対応できる耐電力定格を必要とする。これにより、放電抵抗４１の耐電力定格を絞ることができる。その結果、放電抵抗４１の耐電力定格を不必要に大きくする必要がなくなり、放電抵抗４１の体積を最適にすることができる。コンデンサ体積の最適化により、電力変換装置のコストも最適にすることができる。 As described above, in the present embodiment, the control circuit 36 stops the operation of the inverter circuit 20 and performs switching while the output power of the inverter circuit 20 cannot be supplied to the battery 1 during the regenerative operation of the inverter circuit 20. Control to turn on the element 42 is executed. Thereby, the power converter 10 can discharge the electric charge of the capacitor 31 with the discharge resistor 41 at the same time when the excitation energy of the motor 4 is input to the inverter circuit 20. Therefore, the power conversion device 10 can discharge the excitation energy of the motor 4, and the power resistance rating of the discharge resistor 41 requires a power resistance rating that can correspond at least to the excitation energy. Thereby, the withstand power rating of the discharge resistor 41 can be narrowed down. As a result, it is not necessary to unnecessarily increase the power rating of the discharge resistor 41, and the volume of the discharge resistor 41 can be optimized. By optimizing the capacitor volume, the cost of the power conversion device can be optimized.

本実施形態における放電抵抗４１の抵抗値について、放電抵抗４１の抵抗値はモータ４の励磁エネルギーの放出時間と、コンデンサ３１とで示すことができる。例えば、放電抵抗４１の抵抗値をＲ_ＤＩＳ、モータ４の励磁エネルギーの放出時間をＴ_ＤＩＳ、コンデンサ３１の容量値をＣ_ＤＩＳとすると、放電抵抗４１の抵抗値をＲ_ＤＩＳは、下記式（１）で示すことができる。

Regarding the resistance value of the discharge resistor 41 in the present embodiment, the resistance value of the discharge resistor 41 can be represented by the excitation time of the motor 4 and the capacitor 31. For example, the resistance value _{R DIS} of the discharge resistor 41, the discharge time _{T DIS} excitation energy of the motor 4, and the capacitance value of the capacitor 31 and _{C DIS,} the resistance value _{R DIS} of the discharge resistor 41, the following equation (1 ).

本実施形態において、放電抵抗４１の抵抗値は上記の式のように示すことができる。そのため、放電抵抗４１の耐電力定格を不必要に大きくする必要がなくなり、放電抵抗４１の体積を最適にすることができる。コンデンサ体積の最適化により、電力変換装置１０のコストも最適にすることができる。 In the present embodiment, the resistance value of the discharge resistor 41 can be expressed by the above formula. Therefore, it is not necessary to unnecessarily increase the power resistance rating of the discharge resistor 41, and the volume of the discharge resistor 41 can be optimized. By optimizing the capacitor volume, the cost of the power converter 10 can also be optimized.

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る電力変換装置について説明する。第３実施形態に係る電力変換装置１０は、第１、第２実施形態に係る電力変換装置１０と同様の構成を有し、以下に説明するように動作すること以外は、第１、第２実施形態と同様に動作する。 «Third embodiment»
Next, a power conversion device according to the third embodiment will be described. The power conversion device 10 according to the third embodiment has the same configuration as that of the power conversion device 10 according to the first and second embodiments, and the first and second operations are the same except that they operate as described below. It operates similarly to the embodiment.

第３実施形態に係る制御回路３６は、スイッチング素子４２のオン時間、及び、スイッチング素子のオンする回数について、制御する。制御回路３６は、通常放電制御において、スイッチング素子４２がオンする回数と、スイッチング素子４２のオン時間とを制御する。また、制御回路３６は、強制放電制御においても、スイッチング素子４２がオンする回数と、スイッチング素子４２のオン時間とを制御する。制御回路３６は、スイッチング素子４２がオンする回数の制御のために、スイッチング素子４２が１回ずつオン及びオフする制御をオンオフ制御として実行する。 The control circuit 36 according to the third embodiment controls the on time of the switching element 42 and the number of times the switching element is turned on. The control circuit 36 controls the number of times the switching element 42 is turned on and the on time of the switching element 42 in the normal discharge control. The control circuit 36 also controls the number of times the switching element 42 is turned on and the on time of the switching element 42 even in forced discharge control. In order to control the number of times that the switching element 42 is turned on, the control circuit 36 executes a control in which the switching element 42 is turned on and off once as on / off control.

制御回路３６は、通常放電制御において、オンオフ制御を複数サイクル実行する。制御回路３６は、駆動回路３５に対して、スイッチング素子４２が複数回オン及びオフするように信号を出力する。さらに、制御回路３６は、通常放電制御におけるスイッチング素子４２のオン時間について、強制放電制御におけるオン時間よりも、短くなるように設定する。また、制御回路３６は、強制放電制御において、オンオフ制御を１サイクル実行する。制御回路３６は、駆動回路３５に対して、スイッチング素子４２が１回オン及びオフするように信号を出力する。 The control circuit 36 performs on / off control for a plurality of cycles in normal discharge control. The control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned on and off a plurality of times. Further, the control circuit 36 sets the on-time of the switching element 42 in the normal discharge control to be shorter than the on-time in the forced discharge control. In addition, the control circuit 36 performs on / off control for one cycle in forced discharge control. The control circuit 36 outputs a signal to the drive circuit 35 so that the switching element 42 is turned on and off once.

図７Ａ、図７Ｂは、第３実施形態に係る電力変換装置１０の制御について、スイッチング素子４２のゲート信号の一例を示したグラフである。図７Ａは、通常放電制御において、スイッチング素子４２のゲート信号を示したグラフであり、図７Ｂは、強制放電制御において、スイッチング素子４２のゲート信号を示したグラフである。図７Ａ、図７Ｂに示すグラフでは、スイッチング素子４２がオンする電圧をＶ_ＯＮとして示している。 7A and 7B are graphs showing an example of the gate signal of the switching element 42 for the control of the power conversion apparatus 10 according to the third embodiment. FIG. 7A is a graph showing the gate signal of the switching element 42 in the normal discharge control, and FIG. 7B is a graph showing the gate signal of the switching element 42 in the forced discharge control. In the graphs shown in FIGS. 7A and 7B, the voltage at which the switching element 42 is turned on is indicated as V _ON .

図７Ａに示すように、制御回路３６は、通常放電制御の場合に、オンオフ制御を複数サイクル実行しつつ、オンオフ制御におけるオン時間をオフ時間より短くするように制御する。これにより、通常放電制御において、コンデンサ３１に蓄積された電荷は、スイッチング素子４２がオンするごとに、放電される。図７Ａでは、スイッチング素子４２のオン時間Ｔ_ＯＮ１は、スイッチング素子４２のオフ時間Ｔ_ＯＦＦ１より短いことを示している。 As shown in FIG. 7A, in the case of the normal discharge control, the control circuit 36 controls the ON time in the ON / OFF control to be shorter than the OFF time while executing the ON / OFF control for a plurality of cycles. Thereby, in the normal discharge control, the electric charge accumulated in the capacitor 31 is discharged every time the switching element 42 is turned on. FIG. 7A shows that the ON time T _ON1 of the switching element 42 is shorter than the OFF time T _OFF1 of the switching element 42.

一方、図７Ｂに示すように、制御回路３６は、強制放電制御の場合に、オンオフ制御を１サイクル実行する。これにより、強制放電制御において、コンデンサ３１に蓄積され電荷を短時間で放電することができる。本実施形態では、強制放電制御の場合には、制御回路３６は、コンデンサ３１の高電圧を維持し続けるのを防ぐために、コンデンサ３１の電荷を１サイクルのオンオフ制御で放電させている。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, the control circuit 36 executes on / off control for one cycle in the case of forced discharge control. Thereby, in forced discharge control, the electric charge accumulated in the capacitor 31 can be discharged in a short time. In the present embodiment, in the case of forced discharge control, the control circuit 36 discharges the electric charge of the capacitor 31 by one cycle on / off control in order to prevent the capacitor 31 from continuing to maintain a high voltage.

図７Ａに戻り、図７Ａに示されているスイッチング素子４２のオン時間Ｔ_ＯＮ１について説明する。本実施形態では、制御回路３６は、通常放電制御におけるスイッチング素子４２のオン時間について、強制放電制御におけるオン時間よりも、短くなるように設定する。そのため、図７Ａに示すスイッチング素子４２のオン時間Ｔ_ＯＮ１は、図７Ｂに示すスイッチング素子４２のオン時間Ｔ_ＯＮ２よりも短い。 Returning to FIG. 7A, the on-time _TON1 of the switching element 42 shown in FIG. 7A will be described. In the present embodiment, the control circuit 36 sets the on time of the switching element 42 in the normal discharge control to be shorter than the on time in the forced discharge control. Therefore, the on-time _{T ON1} of the switching element 42 shown in FIG. 7A is shorter than the on time _{T ON2} of the switching element 42 shown in FIG. 7B.

以上のように、本実施形態において、制御回路３６は、スイッチング素子４２を１回ずつオン及びオフする制御をオンオフ制御として実行する。制御回路３６は、インバータ回路２０の回生動作中に、インバータ回路２０の出力電力がバッテリ１に供給できない状態において、オンオフ制御を少なくとも１サイクル実行する強制放電制御を実行する。制御回路３６は、リレー３がオフした場合に、オンオフ制御を複数サイクル実行する通常放電制御を実行し、通常放電制御においては、オンオフ制御におけるオン時間は、強制放電制御におけるオフ時間より短くなる。これにより、電力変換装置１０は、通常放電制御において、コンデンサ３１に蓄積された全ての電荷を複数回に分けて放電することができる。また、電力変換装置１０は、通常放電制御において、オン時間に応じて、１回当たりの放電量を放電抵抗４１の耐電力定格の範囲内の放電量に調整することができる。そのため、各制御ごとに放電抵抗４１を設ける必要がなく、言い換えると、各制御に対して共通の放電抵抗４１を使用することができる。その結果、放電抵抗４１の数を減らすことができ、電力変換装置１０を小型化することができる。さらに、強制放電制御において、コンデンサ３１に蓄積された電荷を放電抵抗４１で短時間で放電することと、通常放電制御において、複数回に分けて当該電荷を放電抵抗４１で放電することを両立することができる。 As described above, in the present embodiment, the control circuit 36 executes the control for turning on and off the switching element 42 once as on / off control. The control circuit 36 performs forced discharge control that performs on / off control for at least one cycle in a state where the output power of the inverter circuit 20 cannot be supplied to the battery 1 during the regenerative operation of the inverter circuit 20. When the relay 3 is turned off, the control circuit 36 performs normal discharge control for executing on / off control for a plurality of cycles. In the normal discharge control, the on time in the on / off control is shorter than the off time in the forced discharge control. Thereby, the power converter device 10 can discharge all the electric charges accumulated in the capacitor 31 in a plurality of times in the normal discharge control. Moreover, the power converter 10 can adjust the discharge amount per time to the discharge amount within the range of the withstand power rating of the discharge resistor 41 according to the ON time in the normal discharge control. Therefore, it is not necessary to provide the discharge resistor 41 for each control, in other words, a common discharge resistor 41 can be used for each control. As a result, the number of discharge resistors 41 can be reduced, and the power converter 10 can be downsized. Furthermore, in the forced discharge control, the charge accumulated in the capacitor 31 is discharged in a short time by the discharge resistor 41 and in the normal discharge control, the charge is discharged by the discharge resistor 41 in a plurality of times. be able to.

なお本実施形態では、制御回路３６は、通常放電制御において、スイッチング素子４２のオン時間をオフ時間より短く設定したが、通常放電制御におけるスイッチング素子４２のオン時間を強制放電制御におけるオン時間より短く設定してもよい。これにより、通常放電制御でのコンデンサ３１に蓄積された電荷の放電量は、強制放電制御での当該電荷の放電量より少なくなるため、強制放電制御のみを考慮して、放電抵抗４１の耐電力定格を設定することができる。その結果、不必要に耐電力定格を大きくする必要がなくなり、放電抵抗４１の体積を抑制することができる。 In the present embodiment, the control circuit 36 sets the ON time of the switching element 42 shorter than the OFF time in the normal discharge control. However, the ON time of the switching element 42 in the normal discharge control is shorter than the ON time in the forced discharge control. It may be set. Thus, the discharge amount of the charge accumulated in the capacitor 31 in the normal discharge control is smaller than the discharge amount of the charge in the forced discharge control. Ratings can be set. As a result, it is not necessary to unnecessarily increase the power rating, and the volume of the discharge resistor 41 can be suppressed.

また本実施形態では、制御回路３６は、強制放電制御において、オンオフ制御を１サイクル実行するが、複数サイクル実行してもよい。 In the present embodiment, the control circuit 36 executes the on / off control for one cycle in the forced discharge control, but may execute a plurality of cycles.

さらに本実施形態では、放電回路４０は、放電抵抗４１とスイッチング素子４２とが接続された直列回路で構成されているが、放電抵抗４１とスイッチング素子４２との間に電流計等の他の装置やその他の素子を設けて、放電抵抗４１とスイッチング素子４２とが当該他の装置又は当該他の素子を介して直列回路を構成してもよい。 Furthermore, in this embodiment, the discharge circuit 40 is configured by a series circuit in which a discharge resistor 41 and a switching element 42 are connected. However, another device such as an ammeter is provided between the discharge resistor 41 and the switching element 42. Alternatively, the discharge resistor 41 and the switching element 42 may form a series circuit via the other device or the other element.

上述した実施形態に係るバッテリ１は本発明の蓄電部に、リレー３は本発明のリレー素子に、モータ４は本発明の負荷に、電圧センサ３３は本発明のセンサに、駆動回路３５及び制御回路３６は本発明のコントローラに、強制放電制御は本発明の第１制御に、通常放電制御は本発明の第２制御にそれぞれ相当する。 The battery 1 according to the above-described embodiment is the power storage unit of the present invention, the relay 3 is the relay element of the present invention, the motor 4 is the load of the present invention, the voltage sensor 33 is the sensor of the present invention, the drive circuit 35 and the control. The circuit 36 corresponds to the controller of the present invention, the forced discharge control corresponds to the first control of the present invention, and the normal discharge control corresponds to the second control of the present invention.

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

１…バッテリ
２…ヒューズ
３…リレー
４…モータ
５…回転子位置センサ
６…車両コントローラ
１０…電力変換装置
２０…インバータ回路
Ｔｒ_１〜Ｔｒ_６…トランジスタ
Ｄ_１〜Ｄ_６…ダイオード
３１…コンデンサ
３２…給電母線
３３…電圧センサ
３４…電流センサ
３５…駆動回路
３６…制御回路
４０…放電回路
４１…放電抵抗
４２…スイッチング素子
１００…放電システム 1 ... Battery 2 ... fuse 3 ... relay 4 ... motor 5 ... rotor position sensor 6 ... vehicle controller 10 ... power converter 20 ... inverter circuit Tr ₁ to Tr 6 _... transistor D ₁ to D 6 _... diode 31 ... condenser 32 ... Feed bus 33 ... Voltage sensor 34 ... Current sensor 35 ... Drive circuit 36 ... Control circuit 40 ... Discharge circuit 41 ... Discharge resistor 42 ... Switching element 100 ... Discharge system

Claims

An inverter circuit that converts power supplied from the power storage unit and supplies the converted power to the load, and converts regenerative power generated in the load and supplies the power to the power storage unit;
A power supply bus connecting the power storage unit and the inverter circuit;
A capacitor connected between the power supply bus; and
A discharge circuit connected between the power supply buses;
A controller for controlling the inverter circuit and the discharge circuit;
The discharge circuit includes a discharge resistor and a switching element connected between the discharge resistor and the capacitor,
The controller is a power conversion device that turns on the switching element in a state where the output power of the inverter circuit cannot be supplied to the power storage unit during the regenerative operation of the inverter circuit.

The power conversion device according to claim 1,
A sensor for detecting the voltage of the capacitor;
The controller is a power conversion device that turns on the switching element when a detection voltage detected by the sensor is higher than a predetermined voltage threshold.

The power conversion device according to claim 1 or 2,
The controller is a power conversion device that stops the operation of the inverter circuit and turns on the switching element when the output power of the inverter circuit cannot be supplied to the power storage unit during the regenerative operation of the inverter circuit.

The power conversion device according to claim 3,
The power converter device which is set so that the resistance value of the discharge resistor satisfies the following formula (1).

Where R _DIS is the resistance value of the discharge resistor, T _DIS is the time from when the inverter circuit stops operating until the discharge of the capacitor is completed, and C _DIS is the capacitance value of the capacitor.

It is a power converter device as described in any one of Claims 1-4,
A relay element that switches between conduction and interruption between the power storage unit and the inverter circuit;
The controller is a power conversion device that turns on the switching element after turning off the relay element.

The power conversion device according to claim 5,
The controller is
The control to turn on and off the switching element once is executed as on / off control,
During the regenerative operation of the inverter circuit, in a state where the output power of the inverter circuit cannot be supplied to the power storage unit, the first control is executed to execute the on / off control for at least one cycle,
When the relay element is turned off, the second control is executed to execute the on / off control for a plurality of cycles,
In the second control, the on-time of the switching element is shorter than the off-time of the switching element.

The power conversion device according to claim 6,
The power conversion device in which an ON time of the switching element in the second control is shorter than an ON time of the switching element in the first control.

An inverter circuit; a power supply bus connecting the inverter circuit and the power storage unit; a capacitor connected between the power supply bus; a discharge circuit connected between the power supply bus; and a sensor for detecting a voltage of the capacitor. A control method for controlling a power conversion device comprising:
The power supplied from the power storage unit is converted by the inverter circuit, and the converted power is supplied to a load.
Regenerative power generated in the load is converted by the inverter circuit, and the converted power is supplied to the power storage unit,
Determining whether a detection voltage detected by the sensor during the regenerative operation of the inverter circuit is higher than a predetermined voltage threshold;
A control method for turning on a switching element included in the discharge circuit and discharging the charge accumulated in the capacitor with a discharge resistor included in the discharge circuit when the detected voltage is higher than the predetermined voltage threshold.