JP2022062861A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.
下記特許文献1には、制御基板の小型化を図るとともに結線不良の発生リスクを低減できるスイッチ回路が開示されている。このスイッチ回路は、第1の基板と、第1の基板に設けられた複数のスイッチング素子と、第1の基板に設けられ、複数のスイッチング素子の各々を駆動する駆動信号を生成する複数の駆動回路と、第1の基板に、複数の駆動回路の各々に対応して設けられ、対応する駆動回路に電力を供給する複数の受電側コイルと、第1の基板との間に間隙を隔てて第1の基板に対向配置された第2の基板と、第2の基板の、複数の受電側コイルの各々と重なる位置に設けられた複数の給電側コイルとを備える。
The following
ところで、上記背景技術は、第1の基板(電力回路板)に電力回路の駆動回路を配置し、当該駆動回路と第2の基板(制御回路板)に設けられた制御回路とがワイヤレスで通信する構造を採用するが、制御回路で第1の基板(電力回路板)に関する異常判定を行う場合、異常項目(過電流、過電圧、回路故障等)毎にワイヤレス通信都度通信を行うので、通信頻度が多くなり、早期に異常を検出できない虞がある。 By the way, in the above background technology, a drive circuit of a power circuit is arranged on a first board (power circuit board), and the drive circuit and a control circuit provided on the second board (control circuit board) communicate wirelessly. However, when an abnormality is determined for the first board (power circuit board) in the control circuit, communication is performed each time wireless communication is performed for each abnormality item (overcurrent, overvoltage, circuit failure, etc.), so the communication frequency There is a risk that abnormalities cannot be detected at an early stage.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力回路板と制御回路板とがワイヤレス通信を行う場合に、通信頻度を従来よりも少なくでき、かつ異常箇所を従来よりも早期に検出することが可能な電力変換装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and when the power circuit board and the control circuit board perform wireless communication, the communication frequency can be reduced as compared with the conventional case, and the abnormal portion can be set earlier than before. It is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of detecting.
上記目的を達成するために、本発明では、電力変換装置に係る第1の解決手段として、電力変換回路と当該電力変換回路を直接駆動する駆動回路とが実装された電力回路板と、前記駆動回路を制御する制御回路が実装された制御回路板とを備え、前記電力回路板と前記制御回路板がワイヤレス通信を行う電力変換装置において、前記電力回路板に実装され、前記電力変換回路の異常を少なくとも検出する異常検出部と、前記電力回路板に実装され、前記異常検出部が出力する異常検出情報を前記制御回路板にワイヤレス送信する電力側通信部と、前記制御回路板に実装され、前記異常検出情報を受信して前記制御回路に出力する制御側通信部とを備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution for a power conversion device, a power circuit board on which a power conversion circuit and a drive circuit for directly driving the power conversion circuit are mounted, and the drive thereof. In a power conversion device having a control circuit board on which a control circuit for controlling a circuit is mounted and the power circuit board and the control circuit board perform wireless communication, the power circuit board is mounted on the power circuit board and an abnormality in the power conversion circuit is provided. An abnormality detection unit that detects at least the above, a power supply side communication unit that is mounted on the power circuit board and wirelessly transmits abnormality detection information output by the abnormality detection unit to the control circuit board, and a power supply side communication unit that is mounted on the control circuit board. A means of including a control-side communication unit that receives the abnormality detection information and outputs the abnormality detection information to the control circuit is adopted.
本発明では、電力変換装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記電力側通信部は、前記異常検出情報の内容に応じてデューティ比が異なるPWM信号をワイヤレス送信信号として生成する、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solution relating to the power conversion device, in the first solution, the power side communication unit transmits a PWM signal having a different duty ratio according to the content of the abnormality detection information as a wireless transmission signal. The means of generating as is adopted.
本発明では、電力変換装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記電力側通信部は、前記異常検出情報に応じて異なるレベルの信号を出力する信号変換回路と、所定周期の三角波を出力する三角波発生器と、前記信号変換回路の出力信号と前記三角波とに基づいて前記デューティ比を設定するPWM信号発生器とを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a third solution relating to the power conversion device, in the second solution, the power side communication unit includes a signal conversion circuit that outputs signals of different levels according to the abnormality detection information. A means of including a triangular wave generator that outputs a triangular wave having a predetermined period and a PWM signal generator that sets the duty ratio based on the output signal of the signal conversion circuit and the triangular wave is adopted.
本発明では、電力変換装置に係る第4の解決手段として、上記第1~第3のいずれかの解決手段において、前記電力回路板は、前記電力側通信部が前記制御側通信部から受信したパルスを整流して前記駆動回路の電源を生成する整流回路を備える、という手段を採用する。 In the present invention, as the fourth solution means for the power conversion device, in any one of the first to third solutions, the power circuit board is received by the power side communication unit from the control side communication unit. A means of providing a rectifier circuit that rectifies a pulse to generate a power source for the drive circuit is adopted.
本発明では、電力変換装置に係る第5の解決手段として、上記第1~第4のいずれかの解決手段において、前記電力側通信部及び前記制御側通信部は、前記制御側通信部から前記電力側通信部への下り通信用の第1非接触トランスと、前記電力側通信部から前記制御側通信部への上り通信用の第2非接触トランスとを備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a fifth solution relating to the power conversion device, in any one of the first to fourth solutions, the power side communication unit and the control side communication unit are described from the control side communication unit to the control side communication unit. A means of including a first non-contact transformer for downlink communication to the power-side communication unit and a second non-contact transformer for uplink communication from the power-side communication unit to the control-side communication unit is adopted.
本発明によれば、電力回路板と制御回路板とがワイヤレス通信を行う場合に、通信頻度を従来よりも少なくでき、かつ異常箇所を従来よりも早期に検出することが可能な電力変換装置を提供することが可能である。 According to the present invention, when the power circuit board and the control circuit board perform wireless communication, a power conversion device capable of reducing the communication frequency as compared with the conventional one and detecting an abnormal part earlier than the conventional one can be provided. It is possible to provide.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電力変換装置は、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両に搭載され、例えば走行動力を発生させるモータ(走行モータ)に駆動電力(交流電力)を供給する装置である。すなわち、この電力変換装置は、リチウムイオン電池等の組電池(図示略)から供給される直流電力を駆動電力(交流電力)に変換して走行モータに供給する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The power conversion device according to the present embodiment is a device mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and supplies drive power (AC power) to, for example, a motor (travel motor) that generates traveling power. That is, this power conversion device converts DC power supplied from an assembled battery (not shown) such as a lithium ion battery into driving power (AC power) and supplies it to the traveling motor.
このような電力変換装置は、上位制御装置である車両ECU(Electronic Control Unit)の制御下で上記駆動電力(交流電力)を生成するものであり、図1に示すように制御回路板Aと電力回路板Bとを備える。これら制御回路板A及び電力回路板Bは、所定の金属ケーシング内に収容されており、双方向のワイヤレス通信を行うことにより全体として駆動電力(交流電力)を生成する。 Such a power conversion device generates the above-mentioned drive power (AC power) under the control of a vehicle ECU (Electronic Control Unit) which is a higher-level control device, and as shown in FIG. 1, the control circuit board A and the power. A circuit board B is provided. The control circuit board A and the power circuit board B are housed in a predetermined metal casing, and drive power (AC power) is generated as a whole by performing bidirectional wireless communication.
制御回路板Aは、制御対象として機能する電力回路板Bに対して制御主体として機能するプリント回路板である。この制御回路板Aは、図示するように、制御配線板a1にゲート信号生成回路a2、一対の通信コイルa3、a4及び制御回路a5が少なくとも実装されたものである。このような制御回路板Aは、全体として平板形状であり、同じく平板形状の電力回路板Bに対して略平行状態で対向している。 The control circuit board A is a printed circuit board that functions as a control main body with respect to the power circuit board B that functions as a control target. As shown in the figure, the control circuit board A has a gate signal generation circuit a2, a pair of communication coils a3, a4, and a control circuit a5 mounted on the control wiring board a1. Such a control circuit board A has a flat plate shape as a whole, and faces the power circuit board B having a flat plate shape in a substantially parallel state.
一方、電力回路板Bは、制御回路板Aの制御対象として機能するプリント回路板である。この電力回路板Bは、図示するように、電力配線板b1に一対の通信コイルb2、b3、整流回路b4、駆動回路b5及び電力変換回路b6が少なくとも実装されたものである。このような電力回路板Bは、全体として平板形状であり、同じく平板状の制御回路板Aに対して略平行状態で対向している。 On the other hand, the power circuit board B is a printed circuit board that functions as a control target of the control circuit board A. As shown in the figure, the power circuit board B has a pair of communication coils b2, b3, a rectifier circuit b4, a drive circuit b5, and a power conversion circuit b6 mounted on the power wiring board b1 at least. Such a power circuit board B has a flat plate shape as a whole, and faces the flat plate-shaped control circuit board A in a substantially parallel state.
制御回路板Aについて先に説明すると、制御配線板a1は、各種の電子部品を相互に接続するプリント配線を備えるプリント配線板である。すなわち、この制御配線板a1は、ゲート信号生成回路a2、一対の通信コイルa3、a4及び制御回路a5を各々構成する各種の電子部品を相互接続するプリント配線である。このような制御配線板a1は、プリント配線が絶縁層を挟んで多層に形成された多層基板である。 Explaining the control circuit board A first, the control wiring board a1 is a printed wiring board provided with printed wiring for connecting various electronic components to each other. That is, the control wiring board a1 is a printed wiring that interconnects various electronic components constituting the gate signal generation circuit a2, the pair of communication coils a3, a4, and the control circuit a5. Such a control wiring board a1 is a multilayer board in which printed wiring is formed in multiple layers with an insulating layer interposed therebetween.
ゲート信号生成回路a2は、電力回路板Bにおける駆動電力(交流電力)の生成を制御する複数のゲートパルス信号を生成する。電力回路板Bの電力変換回路b6には、駆動電力(交流電力)を生成するための半導体スイッチング素子(電力素子)が複数設けられており、ゲート信号生成回路a2は、各々の半導体スイッチング素子に対応して複数のゲートパルス信号を生成する。 The gate signal generation circuit a2 generates a plurality of gate pulse signals that control the generation of drive power (AC power) in the power circuit board B. The power conversion circuit b6 of the power circuit board B is provided with a plurality of semiconductor switching elements (power elements) for generating drive power (AC power), and the gate signal generation circuit a2 is provided in each semiconductor switching element. Corresponds to generate multiple gate pulse signals.
詳細については後述するが、仮に電力変換回路b6がフルブリッジの三相インバータであった場合、電力変換回路b6は、各相の上アーム用と下アーム用とに合計6個の半導体スイッチング素子を備える。このような電力変換回路b6の場合、ゲート信号生成回路a2は、6個の半導体スイッチング素子に各々対応して合計6個設けられる。 The details will be described later, but if the power conversion circuit b6 is a full-bridge three-phase inverter, the power conversion circuit b6 has a total of six semiconductor switching elements for the upper arm and the lower arm of each phase. Be prepared. In the case of such a power conversion circuit b6, a total of six gate signal generation circuits a2 are provided corresponding to each of the six semiconductor switching elements.
このゲートパルス信号は、所定の繰返し周期を有すると共にデューティ比が必要に応じて調整されるPWM(Pulse Width Modulation)信号である。ゲート信号生成回路a2は、このようなゲートパルス信号を通信コイルa3に出力することにより、当該通信コイルa3を介して電力回路板Bにワイヤレス伝送させる。 This gate pulse signal is a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a predetermined repetition period and having a duty ratio adjusted as necessary. By outputting such a gate pulse signal to the communication coil a3, the gate signal generation circuit a2 wirelessly transmits the gate pulse signal to the power circuit board B via the communication coil a3.
一対の通信コイルa3、a4は、電力回路板Bとワイヤレス通信を行うためのコイルである。これら通信コイルa3、a4のうち、一方の通信コイルa3は、図示するように電力回路板Bの通信コイルb2に近接配置されている。このコイルa3は、電力回路板Bの通信コイルb2と所定の結合係数で電磁気的に結合しており、ゲート信号生成回路a2から入力されるゲートパルス信号を電力回路板Bの通信コイルb2に非接触伝送する。 The pair of communication coils a3 and a4 are coils for performing wireless communication with the power circuit board B. Of these communication coils a3 and a4, one of the communication coils a3 is arranged close to the communication coil b2 of the power circuit board B as shown in the figure. The coil a3 is electromagnetically coupled to the communication coil b2 of the power circuit board B with a predetermined coupling coefficient, and the gate pulse signal input from the gate signal generation circuit a2 is not connected to the communication coil b2 of the power circuit board B. Contact transmission.
一方、他方の通信コイルa4は、電力回路板Bの通信コイルb3に近接配置されている。この通信コイルa4は、電力回路板Bの通信コイルb3と所定の結合係数で電磁気的に結合しており、当該通信コイルb3から非接触伝送されてくる状態信号を制御回路a5に出力する。このような通信コイルa4は、本発明の制御側通信部に相当する。 On the other hand, the other communication coil a4 is arranged close to the communication coil b3 of the power circuit board B. The communication coil a4 is electromagnetically coupled to the communication coil b3 of the power circuit board B with a predetermined coupling coefficient, and outputs a state signal non-contact transmitted from the communication coil b3 to the control circuit a5. Such a communication coil a4 corresponds to the control side communication unit of the present invention.
すなわち、制御回路板Aの通信コイルa3と電力回路板Bの通信コイルb2とは、ゲートパルスを制御回路板Aから電力回路板Bに非接触伝送する第1非接触トランスT1を構成している。一方、制御回路板Aの通信コイルa4と電力回路板Bの通信コイルb3とは、状態信号Jを電力回路板Bから制御回路板Aに非接触伝送する第2非接触トランスT1を構成している。 That is, the communication coil a3 of the control circuit board A and the communication coil b2 of the power circuit board B constitute a first non-contact transformer T1 that non-contactly transmits a gate pulse from the control circuit board A to the power circuit board B. .. On the other hand, the communication coil a4 of the control circuit board A and the communication coil b3 of the power circuit board B constitute a second non-contact transformer T1 that non-contactly transmits the state signal J from the power circuit board B to the control circuit board A. There is.
ここで、図1では一対の非接触トランスT1、T2を示しているが、非接触トランスT1、T2はゲートパルス信号の個数分つまり電力回路板Bにおける半導体スイッチング素子(電力素子)の個数分だけ設けられている。すなわち、制御回路板Aにおける通信コイルa3、a4は、電力回路板Bにおける半導体スイッチング素子(電力素子)の個数分だけ設けられ、また電力回路板Bにおける通信コイルb2、b3も電力回路板Bにおける半導体スイッチング素子(電力素子)の個数分だけ設けられている。 Here, FIG. 1 shows a pair of non-contact transformers T1 and T2, but the number of non-contact transformers T1 and T2 is equal to the number of gate pulse signals, that is, the number of semiconductor switching elements (power elements) in the power circuit board B. It is provided. That is, the communication coils a3 and a4 in the control circuit board A are provided for the number of semiconductor switching elements (power elements) in the power circuit board B, and the communication coils b2 and b3 in the power circuit board B are also provided in the power circuit board B. It is provided as many as the number of semiconductor switching elements (power elements).
制御回路a5は、ゲート信号生成回路a2におけるゲートパルス信号の生成を制御すると共に、通信コイルa4が電力回路板Bの通信コイルb3からワイヤレス受信した状態信号に基づいて電力回路板Bの動作状態を評価する。このような制御回路a5は、上述した車両ECU(上位制御装置)によって動作が監視制御される。 The control circuit a5 controls the generation of the gate pulse signal in the gate signal generation circuit a2, and determines the operating state of the power circuit board B based on the state signal that the communication coil a4 wirelessly receives from the communication coil b3 of the power circuit board B. evaluate. The operation of such a control circuit a5 is monitored and controlled by the vehicle ECU (upper control device) described above.
電力配線板b1は、各種の電子部品を相互に接続するプリント配線を備えるプリント配線板である。すなわち、この電力配線板b1は、一対の通信コイルb2、b3、駆動回路b5及び電力変換回路b5を各々構成する各種の電子部品を相互接続する。このような電力配線板b1は、プリント配線が絶縁層を挟んで多層に形成された多層基板である。 The power wiring board b1 is a printed wiring board including printed wiring for connecting various electronic components to each other. That is, the power wiring plate b1 interconnects various electronic components constituting the pair of communication coils b2, b3, the drive circuit b5, and the power conversion circuit b5. Such a power wiring board b1 is a multilayer board in which printed wiring is formed in multiple layers with an insulating layer interposed therebetween.
一対の通信コイルb2、b3は、制御回路板Aとワイヤレス通信を行うためのコイルである。これら通信コイルb2、b3のうち、一方の通信コイルb2は、図示するように制御回路板Aの通信コイルa3に近接配置されている。この通信コイルb2は、制御回路板Aの通信コイルa3と所定の結合係数で電磁気的に結合しており、当該通信コイルa3から非接触伝送されてくるゲートパルス信号を整流回路b4及び駆動回路b5に出力する。 The pair of communication coils b2 and b3 are coils for performing wireless communication with the control circuit board A. Of these communication coils b2 and b3, one of the communication coils b2 is arranged close to the communication coil a3 of the control circuit board A as shown in the figure. The communication coil b2 is electromagnetically coupled to the communication coil a3 of the control circuit board A with a predetermined coupling coefficient, and the gate pulse signal transmitted non-contactly from the communication coil a3 is rectified circuit b4 and the drive circuit b5. Output to.
一方、他方の通信コイルb3は、制御回路板Aの通信コイルa4に近接配置されている。この通信コイルb3は、制御回路板Aの通信コイルa4と所定の結合係数で電磁気的に結合しており、駆動回路b5から入力される状態信号を制御回路板Aの通信コイルa4に非接触伝送する。 On the other hand, the other communication coil b3 is arranged close to the communication coil a4 of the control circuit board A. The communication coil b3 is electromagnetically coupled to the communication coil a4 of the control circuit board A with a predetermined coupling coefficient, and the state signal input from the drive circuit b5 is non-contact transmitted to the communication coil a4 of the control circuit board A. do.
整流回路b4は、ゲートパルス信号に基づいて駆動回路b5の電源(直流電圧)を生成する電源回路である。この整流回路b4は、図2に示すように、入力端が通信コイルb2の一端に接続され、出力端が駆動回路b5の電源端子Vccに接続されている。このような整流回路b4は、図示するように整流ダイオードと平滑コンデンサとを備える。 The rectifier circuit b4 is a power supply circuit that generates a power supply (DC voltage) for the drive circuit b5 based on the gate pulse signal. As shown in FIG. 2, the rectifier circuit b4 has an input end connected to one end of the communication coil b2 and an output end connected to the power supply terminal Vcc of the drive circuit b5. Such a rectifier circuit b4 includes a rectifier diode and a smoothing capacitor as shown in the figure.
整流ダイオードは、アノード端子が整流回路b4の入力端であり、通信コイルb2の一端に接続され、カソード端子が整流回路b4の出力端であり、平滑コンデンサの一端及び上記電源端子Vccに接続されている。平滑コンデンサは、一端が整流ダイオードのカソード端子及び上記電源端子Vccに接続され、他端が通信コイルb2の他端に接続されている。このような整流回路b4は、通信コイルb2から入力されるゲートパルス信号を整流することにより直流電圧を発生し、当該直流電圧を駆動回路b5の電源端子Vccに電源として供給する。 In the rectifier diode, the anode terminal is the input end of the rectifier circuit b4 and is connected to one end of the communication coil b2, and the cathode terminal is the output end of the rectifier circuit b4 and is connected to one end of the smoothing capacitor and the power supply terminal Vcc. There is. One end of the smoothing capacitor is connected to the cathode terminal of the rectifier diode and the power supply terminal Vcc, and the other end is connected to the other end of the communication coil b2. Such a rectifier circuit b4 generates a DC voltage by rectifying a gate pulse signal input from the communication coil b2, and supplies the DC voltage to the power supply terminal Vcc of the drive circuit b5 as a power source.
駆動回路b5は、通信コイルb2から入力されるゲートパルス信号に基づいて電力変換回路b5を直接駆動する駆動回路である。この駆動回路b5は、図2に示すように、レベル変換回路1、クロック発生回路2、逓倍回路3、エラー検知回路4、D/Aコンバータ5及び状態信号発生回路6を備えている。
The drive circuit b5 is a drive circuit that directly drives the power conversion circuit b5 based on the gate pulse signal input from the communication coil b2. As shown in FIG. 2, the drive circuit b5 includes a
ここで、上述した整流回路b4及び駆動回路b5は、一対の通信コイルb2、b3と同様に、電力変換回路b6を構成する半導体スイッチング素子(電力素子)の個数分だけ設けられている。図2では、便宜的に1つの半導体スイッチング素子Sに関する1つの整流回路b4及び駆動回路b5を示している。この半導体スイッチング素子Sは、図2に示すように例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。 Here, the rectifier circuit b4 and the drive circuit b5 described above are provided as many as the number of semiconductor switching elements (power elements) constituting the power conversion circuit b6, similarly to the pair of communication coils b2 and b3. FIG. 2 shows one rectifier circuit b4 and a drive circuit b5 for one semiconductor switching element S for convenience. As shown in FIG. 2, the semiconductor switching element S is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
また、上述した一対の通信コイルb2、b3のうち、一方の通信コイルb2は、図2に示すように、一端がレベル変換回路1の入力端、クロック発生回路2の入力端及び整流回路b4の入力端に各々接続されている。また、他方の通信コイルb2は、同じく図2に示すように、一端が状態信号発生回路6の出力端に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, one end of one of the pair of communication coils b2 and b3 described above is the input end of the
また、一対の通信コイルb2、b3は、図2に示すように、他端が相互接続されており、また駆動回路b5のGND端子及び半導体スイッチング素子Sのエミッタ端子に共通接続されている。さらに、通信コイルb2、b3の他端には、整流回路b4の平滑コンデンサの他端が接続されている。 Further, as shown in FIG. 2, the other ends of the pair of communication coils b2 and b3 are interconnected, and are commonly connected to the GND terminal of the drive circuit b5 and the emitter terminal of the semiconductor switching element S. Further, the other end of the smoothing capacitor of the rectifier circuit b4 is connected to the other ends of the communication coils b2 and b3.
レベル変換回路1は、通信コイルb2から入力されるゲートパルス信号を半導体スイッチング素子Sを十分にON/OFF可能な電圧レベルに電圧変換する回路である。このレベル変換回路1は、電圧レベル電圧変換後のゲートパルス信号を半導体スイッチング素子Sの制御端子(IGBTやMOSトランジスタの場合はゲート端子)に出力する。
The
クロック発生回路2は、通信コイルb2から入力されるゲートパルス信号に同期した繰返し周期のクロックパルスを生成する回路である。このクロック発生回路2は、クロックパルスを逓倍回路3に出力する。
The
逓倍回路3は、クロック発生回路2から入力されるクロックパルスを1/2の繰返し周期つまり2倍の周波数の逓倍クロックパルスに変換する回路である。この逓倍回路3は、逓倍クロックパルスを状態信号発生回路6に出力する。
The multiplication circuit 3 is a circuit that converts a clock pulse input from the
エラー検知回路4は、電力変換回路b6等の動作状態及び各種の異常状態を検出する回路である。このエラー検知回路4は、図3に示すように、状態項目として例えば9項目に亘る動作状態や異常状態を検出し、この検出結果つまり状態の内容を示す異常検出情報を所定周波数の交流信号WとしてD/Aコンバータ5に出力する。このようなエラー検知回路4は、本発明の異常検出部に相当する。
The
すなわち、本実施形態における状態項目は、「停止」、「スタンバイ中」、「スタンバイ完了」、「過電流1」、「過熱1」、「ゲート電源異常1」、「過電流2」、「過熱2」及び「ゲート電源異常2」である。このような9つの状態項目には、エラー検知回路4が検出結果として出力する交流信号Wの周波数として周波数F1~F10が予め割り当てられている。
That is, the state items in this embodiment are "stopped", "standby", "standby completed", "
例えば、「停止」は、半導体スイッチング素子Sの停止状態を示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F1が割り当てられている。この周波数F1は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、5%に相当する周波数である。
For example, "stop" is a state item indicating a stop state of the semiconductor switching element S, and the frequency F1 is assigned as the AC signal W. This frequency F1 is a frequency corresponding to 5% as the duty ratio of the state signal (PWM signal) finally output by the state
「スタンバイ中」は、半導体スイッチング素子Sが動作準備中であることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F2が割り当てられている。この周波数F2は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、15%に相当する周波数である。
“Standby” is a state item indicating that the semiconductor switching element S is preparing for operation, and the frequency F2 is assigned as the AC signal W. This frequency F2 is a frequency corresponding to 15% as the duty ratio of the state signal (PWM signal) finally output by the state
「スタンバイ完了」は、半導体スイッチング素子Sが動作準備が完了したことを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F3が割り当てられている。この周波数F3は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、25%に相当する周波数である。
“Standby complete” is a state item indicating that the semiconductor switching element S is ready for operation, and the frequency F3 is assigned as the AC signal W. This frequency F3 is a frequency corresponding to 25% as the duty ratio of the state signal (PWM signal) finally output by the state
「過電流1」は、半導体スイッチング素子Sの出力電流が第1の過電流状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F4が割り当てられている。この周波数F4は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、35%に相当する周波数である。
“
「過熱1」は、半導体スイッチング素子Sが第1の過熱状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F5が割り当てられている。この周波数F5は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、45%に相当する周波数である。
“
「ゲート電源異常1」は、半導体スイッチング素子Sのゲート電源が第1の異常状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F6が割り当てられている。この周波数F6は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、55%に相当する周波数である。
“Gate
「過電流2」は、半導体スイッチング素子Sの出力電流が第2の過電流状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F7が割り当てられている。この周波数F7は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、65%に相当する周波数である。
“
「過熱2」は、半導体スイッチング素子Sが第2の過熱状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F8が割り当てられている。この周波数F8は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、75%に相当する周波数である。
“
「ゲート電源異常2」は、半導体スイッチング素子Sのゲート電源が第2の異常状態にあることを示す状態項目であり、交流信号Wとして周波数F9が割り当てられている。この周波数F9は、エラー検知回路4が出力する交流信号Wに基づいて状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として、85%に相当する周波数である。
“Gate
ここで、図3に示すように、周波数F10には状態項目が割り当てられていない。この周波数F10は、状態信号(PWM信号)のデューティ比として95%に相当するものであるが、新たに検出したい状態項目が発生した場合に、当該新たな状態項目に別途割り当てられる。 Here, as shown in FIG. 3, a state item is not assigned to the frequency F10. This frequency F10 corresponds to 95% as the duty ratio of the state signal (PWM signal), but when a new state item to be detected occurs, it is separately assigned to the new state item.
D/Aコンバータ5は、このような半導体スイッチング素子Sの状態を周波数として示す交流信号Wを直流電圧Eに変換する信号変換器である。このD/Aコンバータ5は、周波数F1~F10の交流信号Wを電圧値V1~V10に変換し、当該電圧値V1~V10を状態信号発生回路6に出力する。
The D /
すなわち、このD/Aコンバータ5は、周波数F1の交流信号Wを電圧値V1の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V1は、周波数F1と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として5%に相当する電圧値である。
That is, the D /
また、D/Aコンバータ5は、周波数F2の交流信号Wを電圧値V2の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V2は、周波数F2と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として15%に相当する電圧値である。
Further, the D /
D/Aコンバータ5は、周波数F3の交流信号Wを電圧値V3の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V3は、周波数F3と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として25%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F4の交流信号Wを電圧値V4の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V4は、周波数F4と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として35%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F5の交流信号Wを電圧値V5の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V5は、周波数F5と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として45%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F6の交流信号Wを電圧値V6の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V6は、周波数F6と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として55%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F7の交流信号Wを電圧値V7の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V7は、周波数F7と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として65%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F8の交流信号Wを電圧値V8の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V8は、周波数F8と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として75%に相当する電圧値である。
The D /
D/Aコンバータ5は、周波数F9の交流信号Wを電圧値V9の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。この電圧値V9は、周波数F9と同様に状態信号発生回路6が最終的に出力する状態信号(PWM信号)のデューティ比として85%に相当する電圧値である。
The D /
なお、上述した周波数F10と同様に、電圧値V10には状態項目が割り当てられていない。この電圧値V10は、状態信号(PWM信号)のデューティ比として95%に相当するものであるが、新たに検出したい状態項目が発生した場合に、当該新たな状態項目に別途割り当てられる。 As with the frequency F10 described above, no state item is assigned to the voltage value V10. This voltage value V10 corresponds to 95% as the duty ratio of the state signal (PWM signal), but when a new state item to be detected occurs, it is separately assigned to the new state item.
状態信号発生回路6は、このような半導体スイッチング素子Sの状態を電圧値として示す直流電圧Eを所定デューティ比の状態信号(PWM信号)に変換する信号変換器である。この状態信号発生回路6は、電圧値V1~V10の直流電圧Eを電圧値V1~V10に対応するデューティ比の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3の一端に出力する。
The state
すなわち、状態信号発生回路6は、電圧値V1の直流電圧Eをデューティ比が5%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。また、状態信号発生回路6は、電圧値V2の直流電圧Eをデューティ比が15%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。
That is, the state
状態信号発生回路6は、電圧値V3の直流電圧Eをデューティ比が25%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。また、状態信号発生回路6は、電圧値V4の直流電圧Eをデューティ比が35%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。
The state
状態信号発生回路6は、電圧値V5の直流電圧Eをデューティ比が45%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。また、状態信号発生回路6は、電圧値V6の直流電圧Eをデューティ比が55%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。
The state
状態信号発生回路6は、電圧値V7の直流電圧Eをデューティ比が65%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。また、状態信号発生回路6は、電圧値V8の直流電圧Eをデューティ比が75%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。さらに、状態信号発生回路6は、電圧値V9の直流電圧Eをデューティ比が85%の状態信号(PWM信号)に変換して通信コイルb3に出力する。
The state
このような状態信号発生回路6は、例えば図4(a)に示す回路構成を備える。すなわち、状態信号発生回路6は、三角波発生器6a、コンパレータ6b及びプルアップ抵抗器6cを備える。三角波発生器6aは、逓倍回路3から入力される逓倍パルスに基づいてクロックパルスに同期すると共に同一周期の三角波を発生させ、コンパレータ6bの負極入力端に出力する。
Such a state
コンパレータ6bは、この三角波発生器6aから負極入力端に入力される三角波とD/Aコンバータ5から正極入力端に入力される直流電圧Eとを比較し、比較結果を示す信号つまり状態信号Jを通信コイルb3に出力する。すなわち、このコンパレータ6bの出力端は、状態信号発生回路6の出力端である。
The
プルアップ抵抗器6cは、一端が電源Vccに接続され、他端がコンパレータ6bの出力端に接続されている。このプルアップ抵抗器6cは、その抵抗値によって状態信号発生回路6の出力電流つまり通信コイルb3の通電電流を設定する抵抗器である。
One end of the pull-up
このような駆動回路b5では、図4(b)に示すように、クロック発生回路2が通信コイルb2から入力されるゲートパルスに基づいて、当該ゲートパルスに同期すると共に同一繰返し周期のクロックパルスを生成する。そして、逓倍回路3は、このクロックパルスに基づいて、当該クロックパルスに同期すると共に同一繰返し周期がクロックパルスの1/2である逓倍パルスを生成する。
In such a drive circuit b5, as shown in FIG. 4B, the
そして、状態信号発生回路6は、逓倍パルスに基づいて三角波発生器6aで発生させた三角波とD/Aコンバータ5から入力される直流電圧Eとを比較することにより、直流電圧Eの電圧値Vに応じてデューティ比が決まる状態信号J(PWM信号)を生成して通信コイルb3に出力する。
Then, the state
ここで、駆動回路b5の各構成要素のうち、通信コイルb3、D/Aコンバータ5及び状態信号発生回路6は、本発明の電力側通信部を構成している。すなわち、これら通信コイルb3、D/Aコンバータ5及び状態信号発生回路6は、電力回路板Bに実装され、エラー検知回路4(異常検出部)が出力する交流信号W(異常検出情報)の内容に応じてデューティ比が異なる状態信号J(ワイヤレス送信信号)を生成し、制御回路板Aにワイヤレス送信する。
Here, among the components of the drive circuit b5, the communication coil b3, the D /
一方、図1に示した電力変換回路b6は、上述した半導体スイッチング素子Sを複数備え、駆動回路b5から入力される複数のゲートパルスに基づいて双方向に電力を変換する電力回路である。すなわち、この電力変換回路b6は、ゲートパルス信号に基づいて各半導体スイッチング素子SをON状態あるいはOFF状態に設定することにより、動作モードが力行モードあるいは回生モードに択一的に設定される双方向電力変換器である。 On the other hand, the power conversion circuit b6 shown in FIG. 1 is a power circuit including a plurality of the above-mentioned semiconductor switching elements S and bidirectionally converting power based on a plurality of gate pulses input from the drive circuit b5. That is, in this power conversion circuit b6, the operation mode is selectively set to the power running mode or the regeneration mode by setting each semiconductor switching element S to the ON state or the OFF state based on the gate pulse signal. It is a power converter.
上記力行モードは、組電池から供給される所定電圧の直流電力(電池電力)を所定振幅の駆動電力(交流電力)に変換して走行モータに出力する動作モードである。一方、回生モードは、走行モータから供給される所定振幅の回生電力(交流電力)を所定電圧の直流電力に変換して組電池に出力する動作モードである。 The power running mode is an operation mode in which DC power (battery power) of a predetermined voltage supplied from an assembled battery is converted into drive power (AC power) having a predetermined amplitude and output to a traveling motor. On the other hand, the regenerative mode is an operation mode in which regenerative power (AC power) having a predetermined amplitude supplied from the traveling motor is converted into DC power having a predetermined voltage and output to the assembled battery.
このような電力変換回路b6は、例えば電池電力の昇圧/回生電力の降圧を行う双方向昇降圧回路と、双方向昇降圧回路から入力される昇圧電力(直流電力)を三相交流電力に変換して走行モータに駆動電力として供給すると共に走行モータから供給された回生電力(交流電力)を直流電力に変換して双方向昇降圧回路に出力する三相インバータ回路とを備える。 Such a power conversion circuit b6 converts, for example, a bidirectional buck-boost circuit for boosting battery power / stepping down regenerative power and boosting power (DC power) input from the bidirectional buck-boost circuit into three-phase AC power. It is provided with a three-phase inverter circuit that supplies the drive power to the traveling motor and converts the regenerative power (AC power) supplied from the traveling motor into DC power and outputs it to the bidirectional buck-boost circuit.
次に、本実施形態に係る電力変換装置の動作について、図1~図4を参照して詳しく説明する。 Next, the operation of the power conversion device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
この電力変換装置では、起動直後つまり外部から制御回路板Aに電源が供給されると、制御回路板Aの制御回路a5は、所定時間に亘って一定のデューティ比の制御信号を通信コイルb2に出力する。この制御信号は、電力回路板Bにおける駆動回路b5の電源Vccを立ち上げるための初期制御信号である。 In this power conversion device, immediately after startup, that is, when power is supplied to the control circuit board A from the outside, the control circuit a5 of the control circuit board A sends a control signal having a constant duty ratio to the communication coil b2 over a predetermined time. Output. This control signal is an initial control signal for starting up the power supply Vcc of the drive circuit b5 in the power circuit board B.
すなわち、電力回路板Bでは、整流回路b4が初期制御信号を整流することによって電源Vccの電圧が徐々に上昇し、最終的に駆動回路b5が作動可能な電圧に到達する。そして、駆動回路b5内のエラー検知回路4は、正常動作を開始すると、図3(a)の「スタンバイ完了」を示す周波数F3の交流信号Wを生成してD/Aコンバータ5に出力する。この周波数F3は、状態信号発生回路6が出力する状態信号Jのデューティ比に換算すると25%に相当する周波数である。
That is, in the power circuit board B, the voltage of the power supply Vcc gradually rises as the rectifier circuit b4 rectifies the initial control signal, and finally reaches the voltage at which the drive circuit b5 can operate. Then, when the
D/Aコンバータ5は、このような周波数F3の交流信号Wを同じく状態信号Jのデューティ比に換算すると25%に相当する電圧値V3の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。そして、状態信号発生回路6は、電圧値V3の直流電圧Eに基づいてデューティ比が25%の状態信号J(PWM信号)を生成して通信コイルb3に出力する。
The D /
このデューティ比が25%の状態信号J(PWM信号)は、通信コイルb3から制御回路a5に入力される。そして、制御回路a5は、25%の状態信号J(PWM信号)が図3(a)に示した判定範囲(判定基準)の何れに属するのかを評価する。この25%の状態信号J(PWM信号)は判定範囲20~30%に属するので、制御回路a5は、駆動回路b5がスタンバイ完了の動作状態にあることを認知する。 The state signal J (PWM signal) having a duty ratio of 25% is input from the communication coil b3 to the control circuit a5. Then, the control circuit a5 evaluates which of the determination ranges (determination criteria) shown in FIG. 3A the 25% state signal J (PWM signal) belongs to. Since the 25% state signal J (PWM signal) belongs to the determination range of 20 to 30%, the control circuit a5 recognizes that the drive circuit b5 is in the operating state where the standby is completed.
このようにして電力回路板Bの駆動回路b5が正常に立ち上がると、制御回路板A及び電力回路板Bの各回路は、通常制御動作に移行する。すなわち、電力回路板Bでは、駆動回路b5内のエラー検知回路4が、電力変換回路b6を構成する各半導体スイッチング素子Sの状態を所定のタイムインターバルで順次判定する。
When the drive circuit b5 of the power circuit board B starts up normally in this way, each circuit of the control circuit board A and the power circuit board B shifts to the normal control operation. That is, in the power circuit board B, the
そして、この判定結果を示す交流信号WがD/Aコンバータ5において直流電圧Eに変換されて状態信号発生回路6に入力される。そして、この直流電圧Eに基づいて状態信号J(PWM信号)が生成され、通信コイルb3を介して制御回路板Aの通信コイルa4にワイヤレス伝送される。
Then, the AC signal W indicating the determination result is converted into the DC voltage E in the D /
そして、制御回路板Aでは、状態信号J(PWM信号)が通信コイルa4から制御回路a5に入力される。制御回路a5は、状態信号J(PWM信号)のデューティ比を図3に示したような判定基準に基づいて評価することにより、半導体スイッチング素子Sの状態を認知する。 Then, in the control circuit board A, the state signal J (PWM signal) is input from the communication coil a4 to the control circuit a5. The control circuit a5 recognizes the state of the semiconductor switching element S by evaluating the duty ratio of the state signal J (PWM signal) based on the determination criteria as shown in FIG.
例えば、エラー検知回路4は、図3(a)に示したような半導体スイッチング素子Sの「過電流1」を検出すると、周波数F4の交流信号WをD/Aコンバータ5に出力する。この周波数F4は、状態信号発生回路6が出力する状態信号Jのデューティ比に換算すると35%に相当する周波数である。
For example, when the
D/Aコンバータ5は、このような周波数F4の交流信号Wを同じく状態信号Jのデューティ比に換算すると35%に相当する電圧値V4の直流電圧Eに変換して状態信号発生回路6に出力する。そして、状態信号発生回路6は、電圧値V4の直流電圧Eに基づいてデューティ比が35%の状態信号J(PWM信号)を生成して通信コイルb3に出力する。
The D /
このデューティ比が35%の状態信号J(PWM信号)は、通信コイルb3から制御回路a5に入力される。そして、制御回路a5は、35%の状態信号J(PWM信号)が図3(a)に示した判定範囲(判定基準)の何れに属するのかを評価する。この35%の状態信号J(PWM信号)は判定範囲30~40%に属するので、制御回路a5は、半導体スイッチング素子Sが「過電流1」の動作状態にあることを認知する。
The state signal J (PWM signal) having a duty ratio of 35% is input from the communication coil b3 to the control circuit a5. Then, the control circuit a5 evaluates which of the determination ranges (determination criteria) shown in FIG. 3A the 35% state signal J (PWM signal) belongs to. Since the 35% state signal J (PWM signal) belongs to the determination range of 30 to 40%, the control circuit a5 recognizes that the semiconductor switching element S is in the operating state of “
そして、制御回路a5は、このような認知結果を必要に応じて車両ECUに報告すると共に必要な対応を行う。例えば、制御回路a5は、「過電流1」の動作状態に対して「パワーセーブ」に関する制御信号を生成して通信コイルb2に出力する。すなわち、制御回路a5は、デューティ比が45%の制御信号(PWM信号)を生成して通信コイルb2に出力する。
Then, the control circuit a5 reports such a recognition result to the vehicle ECU as necessary and takes necessary measures. For example, the control circuit a5 generates a control signal related to “power save” for the operating state of “
このような本実施形態によれば、制御回路板Aではなく電力回路板Bに電力変換回路b6(電力回路)の状態を検出するエラー検知回路4を備えるので、制御回路板Aと電力回路板Bとがワイヤレス通信を行う場合に、通信頻度を従来よりも少なくすることが可能である。例えば、本実施形態によれば、通信頻度が従来よりも削減されるので、電力変換回路b6の異常箇所を従来よりも早期に検出することが可能である。
According to this embodiment, since the power circuit board B is provided with the
また、本実施形態によれば、状態信号J及び「制御信号をPWM信号として生成し、PWM信号の特徴的な属性値であるデューティ比を用いて制御回路板Aへの電力回路板Bの状態報告や電力回路板Bの制御を実現している。すなわち、本実施形態によれば、状態信号J及び制御信号を簡便な回路によって生成することが可能である。 Further, according to the present embodiment, the state signal J and the state of the power circuit board B to the control circuit board A using the duty ratio which is the characteristic attribute value of the PWM signal generated as the control signal J. The report and the control of the power circuit board B are realized. That is, according to the present embodiment, the state signal J and the control signal can be generated by a simple circuit.
また、本実施形態によれば、エラー検知回路4が出力する交流信号Wの周波数F(異常検出情報)に応じて異なる電圧レベルの直流電圧E(直流信号)を出力するD/Aコンバータ5(信号変換回路)と、所定周期の三角波を出力する三角波発生器6aと、D/Aコンバータ5(信号変換回路)の出力信号(直流電圧E)と三角波とに基づいて状態信号J(PWM信号)のデューティ比を設定する状態信号発生回路6(PWM信号発生器)とを備えるので、比較的簡便な回路によって状態信号J(PWM信号)を生成することが可能である。
Further, according to the present embodiment, the D / A converter 5 (DC signal) that outputs a DC voltage E (DC signal) having a different voltage level according to the frequency F (abnormality detection information) of the AC signal W output by the
ここで、三角波発生器6aは、ゲートパルスに同期した三角波を出力する。したがって、本実施形態によれば、制御回路板Aから電力回路板Bへの下り通信信号(ゲートパルス)と、電力回路板Bから制御回路板Aへの上り通信信号(状態信号J)との通信同期を確立することが可能である。
Here, the
また、本実施形態によれば、電力回路板Bがゲートパルスに基づいて駆動回路b5の電源Vccを生成する整流回路b4を備えるので、整流回路b4という比較的簡便な回路によって電源Vccを生成することが可能である。したがって、本実施形態によれば、駆動回路b5の電源回路を簡略化することが可能であり、よって電力回路板Bにおける電源回路の実装面積を削減することが可能である。 Further, according to the present embodiment, since the power circuit board B includes a rectifier circuit b4 that generates the power supply Vcc of the drive circuit b5 based on the gate pulse, the power supply Vcc is generated by a relatively simple circuit called the rectifier circuit b4. It is possible. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simplify the power supply circuit of the drive circuit b5, and thus it is possible to reduce the mounting area of the power supply circuit on the power circuit board B.
また、本実施形態によれば、ゲートパルスを制御回路板Aから電力回路板Bに非接触伝送する下り通信用の第1非接触トランスT1と、状態信号Jを電力回路板Bから制御回路板Aに非接触伝送する上り通信用の第2非接触トランスT1とを備えるので、単一の非接触トランスを用いてゲートパルス及び状態信号Jをワイヤレス伝送する場合に比較して通信回路の構成を簡略化することが可能である。 Further, according to the present embodiment, the first non-contact transformer T1 for downlink communication for non-contact transmission of the gate pulse from the control circuit board A to the power circuit board B and the state signal J are transmitted from the power circuit board B to the control circuit board B. Since the second non-contact transformer T1 for uplink communication that is non-contact transmitted to A is provided, the configuration of the communication circuit can be configured as compared with the case where the gate pulse and the state signal J are wirelessly transmitted using a single non-contact transformer. It can be simplified.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、デューティ比が異常検出情報を示すPWM信号を状態信号Jとして採用したが、本発明はこれに限定されない。デューティ比以外の属性情報を用いて異常検出情報を示す信号を状態信号Jに用いてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the PWM signal whose duty ratio indicates abnormality detection information is adopted as the state signal J, but the present invention is not limited to this. A signal indicating abnormality detection information using attribute information other than the duty ratio may be used for the state signal J.
(2)上記実施形態では、状態信号Jの状態項目及びゲートパルスの制御項目のデューティ比への割当を図3に示すように設定したが、本発明はこれに限定されない。 (2) In the above embodiment, the allocation of the state signal J and the control item of the gate pulse to the duty ratio is set as shown in FIG. 3, but the present invention is not limited thereto.
(3)上記実施形態では、下り通信用の第1非接触トランスT1と上り通信用の第2非接触トランスT1とを備えたが、本発明はこれに限定されない。例えば、下り通信信号の周波数帯と上り通信信号の周波数帯と異なる周波数帯に設定することにより、単一の非接触トランスを用いて下り通信信号及び上り通信信号のワイヤレス通信を実現してもよい。 (3) In the above embodiment, the first non-contact transformer T1 for downlink communication and the second non-contact transformer T1 for uplink communication are provided, but the present invention is not limited thereto. For example, by setting a frequency band different from the frequency band of the downlink communication signal and the frequency band of the uplink communication signal, wireless communication of the downlink communication signal and the uplink communication signal may be realized by using a single non-contact transformer. ..
A 制御回路板
a1 制御配線板
a2 ゲート信号生成回路
a3 通信コイル
a4 通信コイル(制御側通信部)
a5 制御回路
B 電力回路板
b1 電力配線板
b2 通信コイル
b3 通信コイル(電力側通信部)
b4 整流回路
b5 駆動回路
b6 電力変換回路
S 半導体スイッチング素子
T1 第1非接触トランス
T2 第2非接触トランス
1 レベル変換回路
2 クロック発生回路
3 逓倍回路
4 エラー検知回路(異常検出部)
5 D/Aコンバータ(電力側通信部)
6 状態信号発生回路(電力側通信部)
A control circuit board a1 control wiring board a2 gate signal generation circuit a3 communication coil a4 communication coil (control side communication unit)
a5 Control circuit B Power circuit board b1 Power wiring board b2 Communication coil b3 Communication coil (Power side communication unit)
b4 Rectifier circuit b5 Drive circuit b6 Power conversion circuit S Semiconductor switching element T1 First non-contact transformer T2 Second
5 D / A converter (power side communication unit)
6 Status signal generation circuit (power side communication unit)
Claims (5)
前記電力回路板に実装され、前記電力変換回路の異常を少なくとも検出する異常検出部と、
前記電力回路板に実装され、前記異常検出部が出力する異常検出情報を前記制御回路板にワイヤレス送信する電力側通信部と、
前記制御回路板に実装され、前記異常検出情報を受信して前記制御回路に出力する制御側通信部と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 A power circuit board on which a power conversion circuit and a drive circuit for directly driving the power conversion circuit are mounted, and a control circuit board on which a control circuit for controlling the drive circuit is mounted, the power circuit board and the control In a power conversion device in which the circuit board performs wireless communication
An abnormality detection unit mounted on the power circuit board and detecting at least an abnormality in the power conversion circuit,
A power-side communication unit mounted on the power circuit board and wirelessly transmitting abnormality detection information output by the abnormality detection unit to the control circuit board.
A power conversion device mounted on the control circuit board and provided with a control-side communication unit that receives the abnormality detection information and outputs the abnormality detection information to the control circuit.
前記異常検出情報に応じて異なるレベルの信号を出力する信号変換回路と、
所定周期の三角波を出力する三角波発生器と、
前記信号変換回路の出力信号と前記三角波とに基づいて前記デューティ比を設定するPWM信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 The power side communication unit is
A signal conversion circuit that outputs signals of different levels according to the abnormality detection information, and
A triangular wave generator that outputs a triangular wave with a predetermined period,
The power conversion device according to claim 2, further comprising a PWM signal generator that sets the duty ratio based on the output signal of the signal conversion circuit and the triangular wave.
前記制御側通信部から前記電力側通信部への下り通信用の第1非接触トランスと、
前記電力側通信部から前記制御側通信部への上り通信用の第2非接触トランスと
を備えることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power side communication unit and the control side communication unit
A first non-contact transformer for downlink communication from the control side communication unit to the power side communication unit,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second non-contact transformer for uplink communication from the power side communication unit to the control side communication unit.
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