JP5381361B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
図1に示すインバータ装置1は、例えば、ハイブリット自動車や電気自動車などの車両に搭載されるコンプレッサのモータの駆動を制御するものであって、フィルタ回路2と、インバータ回路3と、シャント抵抗4〜6と、電圧検出回路7と、温度検出回路8と、CPU9と、シャットダウン回路10と、ドライブ回路11と、内部電源12とを備えて構成されている。なお、特許請求の範囲に記載される制御回路は、CPU9、シャットダウン回路10、及びドライブ回路11などにより構成されるものとする。
温度検出回路8は、インバータ回路3内の温度を検出する。
CPU9は、電流Iu、Iv、Iwに基づいてモータ22のロータの現在位置を求め、そのロータの現在位置と外部から入力される指令トルクとに基づいてU相、V相、W相のそれぞれの指令電圧を求め、それら3つの指令電圧と三角基準波とを使用してPWMによりIGBT16〜21のそれぞれのオン、オフを制御するための各ドライブ信号を生成する。また、CPU9は、温度検出回路8により検出される温度が所定温度を超えると、各ドライブ信号の出力を停止する。また、CPU9は、フォトカプラ23を介して、LINやCANなどの通信を行う通信機器24の動作制御を行うCPU25と信号を送受信する。なお、フォトカプラ23、通信機器24、及びCPU25は、それぞれ、低電圧バッテリ26から出力される電圧により駆動するものとする。
図2に示す内部電源12は、コンデンサ28、29と、トランス30と、nチャネルのMOSFET31と、抵抗32〜34と、内部電源制御回路35と、整流回路36〜38と、平滑回路39〜41とを備えて構成されている。なお、内部電源制御回路35は、内部電源12に入力される電圧に基づいて駆動するものとする。また、コンデンサ14、トランス30の1次側コイル、MOSFET31、及び抵抗34は、それら素子からなる配線路のループ面積ができるだけ小さくなるように配置されているものとする。これにより、その配線路により放射されるノイズを低減することができる。
図4(a)に示すシャットダウン回路10は、過電流判定回路43と、過電圧判定回路44と、判定回路45と、ドライブ信号出力回路46とを備えて構成されている。
安定判定用電圧生成回路48は、抵抗及びコンデンサで構成されるローパスフィルタなどであり、内部電源12から出力される電圧(例えば、電圧V2)を鈍らせて安定判定用電圧を出力する。なお、分圧回路47は、内部電源12から出力される電圧が立ち上がった後に安定するとき、安定判定用電圧生成回路48から出力される安定判定用電圧と一致するように、内部電源12から出力される電圧を分圧するものとする。
また、本実施形態のインバータ装置1では、PWMによりドライブ信号を生成する際、U相、V相、W相の3相のうちの1相に対応する1組のIGBTをオン、オフさせず残りの2相にそれぞれ対応する2組のIGBTをオン、オフさせるための3つの指令値(いわゆる、2相変調方式で使用される指令値)を使用してドライブ信号を生成している。例えば、図5に示すようなU相、V相、W相の各指令値を使用してドライブ信号を生成する場合、モータ22のロータの回転角度が0〜60度のとき、U相及びW相に対応する各IGBTがそれぞれオン、オフし、V相に対応するIGBT18、19がオン又はオフし続ける。また、モータ22のロータの回転角度が60〜120度のとき、V相及びW相に対応する各IGBTがそれぞれオン、オフし、U相に対応するIGBT16、17がオン又はオフし続ける。また、モータ22のロータの回転角度が120〜180度のとき、U相及びV相に対応する各IGBTがそれぞれオン、オフし、W相に対応するIGBT20、21がオン又はオフし続ける。
2 フィルタ回路
3 インバータ回路
4〜6 シャント抵抗
7 電圧検出回路
8 温度検出回路
9 CPU
10 シャットダウン回路
11 ドライブ回路
12 内部電源
13 高電圧バッテリ
14 コンデンサ
15 コイル
16〜21 IGBT
22 モータ
23 フォトカプラ
24 通信機器
25 CPU
26 低電圧バッテリ
27 スイッチ
Claims (3)
- コイルとコンデンサとにより構成されたフィルタ回路と、
複数のスイッチング素子を備え、それらスイッチング素子がそれぞれオン、オフすることにより前記フィルタ回路を介して高電圧バッテリから出力される電圧を3相の交流に変換してモータに出力するインバータ回路と、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記インバータ回路にかかる電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電流検出回路により検出される電流に基づいて、前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせるためのドライブ信号を出力する制御回路と、
前記電流検出回路により検出される電流が過電流であると判定すると、又は、前記電圧検出回路により検出される電圧が過電圧であると判定すると、前記制御回路から前記複数のスイッチング素子へのドライブ信号の出力を禁止するシャットダウン回路とを備えた車両用空調装置用のインバータ装置であって、
前記高電圧バッテリと前記インバータ装置との接続時、前記フィルタ回路を介して前記高電圧バッテリから出力される電圧に基づいて前記制御回路に電源電圧を出力し、前記高電圧バッテリと前記インバータ装置との遮断後、前記コンデンサにたまっている電荷を使用して前記制御回路に電源電圧を出力する内部電源と、
前記高電圧バッテリが前記インバータ装置に接続されて前記内部電源が起動する時に、前記内部電源が起動したことを判定する判定回路と、
を備え、
前記シャットダウン回路は、前記判定回路により前記内部電源が起動していないと判定されているとき、前記制御回路から前記複数のスイッチング素子へのドライブ信号の出力を禁止し、
前記制御回路は、前記高電圧バッテリと前記インバータ装置が遮断されると、前記コンデンサにたまっている電荷が放電して前記インバータ回路にかかる電圧が所定時間以内に所定値以下になるような前記コンデンサの容量に応じて設定される周波数の三角基準波と、前記3相のうちの1相に対応するスイッチング素子をオン、オフさせず残りの2相にそれぞれ対応するスイッチング素子をオン、オフさせるための3つの指定値とに基づいて、前記ドライブ信号を生成し、
前記三角基準波の周波数は、前記高電圧バッテリと前記インバータ装置が遮断されると、前記インバータ回路にかかる電圧が前記所定時間以内に前記所定値以下になり、前記コンデンサの容量が小さくなると周波数が大きくなるように、前記コンデンサの容量を小さくすることに応じて高く設定される周波数である
ことを特徴とする車両用空調装置用のインバータ装置。 - 請求項1に記載の車両用空調装置用のインバータ装置であって、
前記判定回路は、
前記内部電源から出力される電圧を鈍らせる安定判定用電圧生成回路と、
前記内部電源から出力される電圧が立ち上がった後に安定するとき、前記安定判定用電圧生成回路により鈍らされた電圧と一致するような値に、前記内部電源から出力される電圧を分圧する分圧回路と、
前記安定判定用電圧生成回路により鈍らされた電圧が、前記分圧回路により分圧された電圧よりも小さいとき、前記内部電源が起動していないと判定する比較回路と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置用のインバータ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の車両用空調装置用のインバータ装置であって、
前記制御回路は、前記高電圧バッテリよりも低い電圧を出力する低電圧バッテリにより駆動する回路とフォトカプラを介して信号を送受信する
ことを特徴とする車両用空調装置用のインバータ装置。
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