JP5621314B2 - Discharge control device for power conversion system - Google Patents

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    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock

Description

本発明は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて且つ直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の出力端子および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置に関する。   The present invention includes a power conversion circuit that includes a series connection body of a high-potential side switching element and a low-potential side switching element, and converts the power of a DC power source into a predetermined power, an output terminal of the power conversion circuit, and the DC power source The present invention is applied to a power conversion system including a capacitor interposed therebetween, and an open / close unit that opens and closes an electric path between the power conversion circuit and the capacitor and the DC power source, and the open / close unit is opened. The discharge voltage of the capacitor is controlled to a specified voltage or less by performing a process of shorting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. The present invention relates to a discharge control device for a power conversion system including a discharge control means.

この種の放電制御装置としては、例えば下記特許文献1に見られるように、インバータの高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とを同時にオン状態とすることで、インバータの入力端子に接続されるコンデンサの両電極を短絡し、コンデンサを放電させるものも提案されている。この制御装置では、コンデンサの両電極を短絡させる際に流れる電流が過度に大きくなることを回避すべく、放電制御時には通常時と比較して、スイッチング素子であるIGBTのゲートへの印加電圧を低減させている。   As this type of discharge control device, for example, as shown in Patent Document 1 below, the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side of the inverter are simultaneously turned on, so that the input terminal of the inverter There has also been proposed one in which both electrodes of a connected capacitor are short-circuited to discharge the capacitor. In this control device, the voltage applied to the gate of the IGBT, which is a switching element, is reduced compared to the normal time during discharge control in order to avoid an excessive increase in current flowing when both electrodes of the capacitor are short-circuited. I am letting.

特開2009−232620号公報JP 2009-232620 A

ところで、上記放電制御時には、スイッチング素子の単位時間当たりの発熱量が非常に大きくなりやすい。このため、放電制御時においてスイッチング素子の温度が過度に上昇するおそれがある。   By the way, during the discharge control, the amount of heat generated per unit time of the switching element tends to be very large. For this reason, there exists a possibility that the temperature of a switching element may rise excessively at the time of discharge control.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御するに際し、スイッチング素子の温度上昇を好適に抑制することのできる電力変換システムの放電制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to short-circuit both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. It is an object of the present invention to provide a discharge control device for a power conversion system that can suitably suppress a temperature rise of a switching element when performing discharge control of a charging voltage of the capacitor to a specified voltage or less by performing the above process.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

第1の発明は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて且つ直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の出力端子および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の駆動回路の電源は、スイッチング電源であり、前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に基づき、前記スイッチング電源によって電力供給される駆動回路に接続されたスイッチング素子のオン状態およびオフ状態を1の放電制御期間において複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであること特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion circuit including a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side, which converts predetermined power of a DC power source, an output terminal of the power conversion circuit, The present invention is applied to a power conversion system including a capacitor interposed between DC power supplies, and an opening / closing means for opening and closing an electric path between the power conversion circuit and the capacitor and the DC power supply, and the opening / closing means is opened. Under the circumstances, the charging voltage of the capacitor is reduced to a predetermined voltage or less by performing a process of shorting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. In a discharge control device of a power conversion system comprising a discharge control means for controlling discharge, the discharge controller is operated by the discharge control means The power supply of at least one of the potential side switching element and the low potential side switching element is a switching power supply, and the discharge control means is powered by the switching power supply based on the output signal of the switching power supply. The short-circuit state between the electrodes is generated a plurality of times by repeating the ON state and the OFF state of the switching element connected to the driving circuit a plurality of times in one discharge control period.

上記発明では、キャパシタの両電極の短絡状態を複数回生成することでキャパシタの放電期間を時分割制御することができるため、スイッチング素子の単位時間当たりの発熱量を低減することができ、ひいてはスイッチング素子の温度が過度に上昇することを好適に抑制することができる。特に、上記発明では、1の放電制御期間において、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方のオン・オフ操作をスイッチング電源の出力信号に基づき行なうことで、オン・オフ操作指令信号の伝達手段等を簡素化することもできる。   In the above invention, the discharge period of the capacitor can be controlled in a time-sharing manner by generating a short circuit state of both electrodes of the capacitor a plurality of times, so that the amount of heat generated per unit time of the switching element can be reduced, and consequently switching It can suppress suitably that the temperature of an element rises too much. In particular, in the above-described invention, in one discharge control period, on / off operation is performed by performing on / off operation of at least one of the high potential side switching element and the low potential side switching element based on the output signal of the switching power supply. The command signal transmission means and the like can be simplified.

第2の発明は、第1の発明において、前記放電制御手段によって操作される前記低電位側のスイッチング素子の駆動回路の電源は、前記キャパシタの電圧を降圧するシリーズレギュレータであり、前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子の駆動回路の電源であるスイッチング電源は、前記シリーズレギュレータの出力を入力とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the power source of the low-potential side switching element operated by the discharge control means is a series regulator that steps down the voltage of the capacitor, and the discharge control means The switching power supply, which is the power supply of the driving circuit for the switching element on the high potential side operated by the above-mentioned, has the output of the series regulator as an input.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に応じた2値信号を分周する分周手段を備え、該分周された信号に同期して、前記スイッチング電源によって電力供給された駆動回路に接続されるスイッチング素子をオン・オフ操作することを特徴とする。 According to a third invention, in the first or second invention, the discharge control means includes frequency dividing means for dividing a binary signal corresponding to an output signal of the switching power supply. The switching elements connected to the drive circuit powered by the switching power supply are operated on and off in synchronism with each other.

上記発明では、分周手段を備えることで、スイッチング電源のオン・オフ操作の周波数を放電制御によるオン・オフ操作の周波数よりも高くすることができる。このため、スイッチング電源の磁気部品を小型化することができる。   In the above invention, by providing the frequency dividing means, the frequency of the on / off operation of the switching power supply can be made higher than the frequency of the on / off operation by the discharge control. For this reason, the magnetic components of the switching power supply can be reduced in size.

第4の発明は、第3の発明において、前記放電制御手段による放電制御に伴う前記スイッチング素子の温度上昇を制御すべく前記分周手段による分周比を操作する温度制御手段を備え、該温度制御手段は、前記スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の1周期に対するオン時間の時比率を低下させつつ分周比を増加操作することを特徴とする。 According to a fourth invention, in the third invention, there is provided temperature control means for operating a frequency dividing ratio by the frequency dividing means to control a temperature rise of the switching element accompanying discharge control by the discharge control means, The control means operates to increase the frequency division ratio while lowering the time ratio of the on time with respect to one cycle of the on state and the off state of the switching element.

上記時比率が小さいほどスイッチング素子の発熱期間に対する放熱期間の比率が大きくなる。上記発明では、この点に鑑み、分周比を増加させる際には時比率を低下させるようにすることで、スイッチング素子の温度の上昇を好適に抑制する制御が可能となる。   The smaller the time ratio, the larger the ratio of the heat dissipation period to the heat generation period of the switching element. In the above invention, in view of this point, when the frequency division ratio is increased, the duty ratio is decreased, so that it is possible to appropriately suppress the increase in the temperature of the switching element.

第5の発明は、第1第4のいずれかの発明において、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、前記放電制御手段は、前記いずれか一方の非飽和領域の電流がいずれか他方のものよりも小さくなるように前記いずれか一方および前記いずれか他方のそれぞれのスイッチング素子の導通制御端子に印加する電圧を設定するものであって且つ、前記いずれか他方がオン状態となっている間に前記いずれか一方のスイッチング状態を切り替えるようにして、該いずれか一方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行うものであることを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are voltage-controlled switching elements, and the discharge control means includes: The voltage applied to the conduction control terminal of each of the switching elements of either one and the other is set so that the current in one of the non-saturation regions is smaller than the other. In addition, while switching either one of the switching states while the other is in the ON state, the both electrodes are short-circuited by repeating the ON state and the OFF state one or more times. It is characterized in that a process for generating a state multiple times is performed.

上記発明では、いずれか他方がオン状態である間にいずれか一方のスイッチング状態を切り替えるため、いずれか一方のスイッチング状態の切り替え時においていずれか他方のスイッチング状態の切り替えがなされる場合のように貫通電流が大きくなる事態等を回避することができる。   In the above invention, since either one of the switching states is switched while the other is in the on state, the switching is performed as if the switching state of one of the other is switched at the time of switching of one of the switching states. A situation in which the current becomes large can be avoided.

第6の発明は、第5の発明において、前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に応じた2値信号を分周する分周手段と、前記放電制御に伴う前記スイッチング素子の温度上昇を制御すべく前記分周手段による分周比を操作する温度制御手段とを備え、該温度制御手段は、前記いずれか一方の温度の検出値をフィードバック制御すべく分周比を操作することを特徴とする。 In a sixth aspect based on the fifth aspect , the discharge control means includes a frequency dividing means for dividing a binary signal corresponding to an output signal of the switching power supply, and a temperature rise of the switching element accompanying the discharge control. Temperature control means for operating a frequency division ratio by the frequency dividing means to control the frequency division means, and the temperature control means operates the frequency division ratio to feedback control the detected value of any one of the temperatures. Features.

上記発明では、キャパシタの放電制御に際しての高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の発熱は、上記いずれか一方のスイッチング素子の方が顕著となる。このため、この温度の検出値を制御量としてこれをフィードバック制御することで、双方のスイッチング素子の温度が過度に高くなることを好適に回避することができる。   In the above invention, heat generation of the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side during the discharge control of the capacitor is more remarkable in either one of the switching elements. For this reason, it is possible to suitably avoid that the temperatures of both switching elements become excessively high by performing feedback control using the detected value of the temperature as a control amount.

第7の発明は、第5または第6の発明において、前記いずれか他方のスイッチング素子は、その入力端子および出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備え、前記スイッチング電源は、トランスと、該トランスの1次側コイルと電源との間を開閉する電源用スイッチング素子とを備え、前記センス端子から出力される微少電流に基づき前記スイッチング素子の温度を制御すべく、前記トランスの2次側コイルの出力を調節することで前記いずれか一方のスイッチング素子の導通制御端子への電圧の印加態様を操作する温度制御手段を備えることを特徴とする。 According to a seventh invention, in the fifth or sixth invention, the other switching element includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal, and the switching element The power source includes a transformer and a power source switching element that opens and closes between the transformer primary coil and the power source, and controls the temperature of the switching element based on a minute current output from the sense terminal. It is characterized by comprising temperature control means for adjusting the voltage application mode to the conduction control terminal of either one of the switching elements by adjusting the output of the secondary coil of the transformer.

キャパシタの放電制御に際しての高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の発熱は、これらを流れる電流と相関を有する。上記発明では、この点に鑑み、放電制御に際してスイッチング素子を流れる電流に基づきスイッチング素子の温度が過度に上昇しないように制御する。   The heat generation of the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side during the discharge control of the capacitor has a correlation with the current flowing therethrough. In the above invention, in view of this point, control is performed so that the temperature of the switching element does not excessively increase based on the current flowing through the switching element during discharge control.

ところで、いずれか一方のスイッチング素子がセンス端子を備える場合であっても、このセンス端子を流れる電流を用いる場合には、電流の検出精度が低下するおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、いずれか他方のスイッチング素子のセンス端子の出力する微少電流を用いる。   By the way, even if any one of the switching elements includes a sense terminal, the current detection accuracy may be lowered when the current flowing through the sense terminal is used. In view of this point, the above invention uses a minute current output from the sense terminal of the other switching element.

第8の発明は、第7の発明において、前記2次側コイルの出力の調節は、前記電源用スイッチング素子のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率を固定した状態での前記1次側コイルの印加電圧の調節として行われることを特徴とする。 In an eighth aspect based on the seventh aspect , the output of the secondary coil is adjusted in the primary side in a state in which the on-time ratio with respect to the on / off period of the power switching element is fixed. It is performed as adjustment of the applied voltage of a coil.

上記発明では、時比率を固定することで、電源用スイッチング素子がオン状態やオフ状態とされる期間に基づき高電位側のスイッチング素子や低電位側のスイッチング素子がオン状態とされる期間を適切に定めることが可能となる。   In the above invention, by fixing the duty ratio, the period during which the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are turned on based on the period during which the power supply switching element is turned on or off is appropriately Can be determined.

第9の発明は、第5第8のいずれかの発明において、前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子のいずれか他方をオン状態に維持しつついずれか一方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことにより前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであることを特徴とする。 In a ninth aspect based on any one of the fifth to eighth aspects, the discharge control means maintains one of the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side in the on state. The short circuit state of the two electrodes is generated a plurality of times by repeating any one of the ON state and the OFF state a plurality of times.

高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子との双方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り替えす場合には、いずれか一方のスイッチング状態の切り替え時においていずれか他方のスイッチング状態の切り替えがなされる場合のように貫通電流が大きくなる事態等を回避すべく、これらの同期をとることが要求される。この点、上記発明では、いずれか一方をオン状態に維持することで、こうした要求が生じることを回避することができる。   When the ON state and OFF state of both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are repeated a plurality of times, the switching state of one of the other switching states is switched when switching one of the switching states. In order to avoid a situation where the through current becomes large as in the case where it is made, it is required to synchronize these. In this regard, in the above-described invention, it is possible to avoid the occurrence of such a request by maintaining either one in the on state.

第10の発明は、第1第9のいずれかの発明において、前記電力変換システムの搭載される部材に異常が生じたか否かを判断する判断手段を備え、前記放電制御手段は、前記判断手段によって異常が生じたと判断される場合に前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う異常時放電制御手段であることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the apparatus includes a determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in a member on which the power conversion system is mounted. An abnormal discharge control for performing a process of short-circuiting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element when it is determined that an abnormality has occurred by the means It is a means.

一実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning one Embodiment. 同実施形態にかかるドライブユニットの構成を示す図。The figure which shows the structure of the drive unit concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時放電制御を示すタイムチャート。The time chart which shows discharge control at the time of abnormality concerning the embodiment. ゲート印加電圧と電流との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a gate applied voltage and an electric current. センス端子の微少電流の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the minute electric current of a sense terminal. 上記実施形態の変形例にかかる電源の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the power supply concerning the modification of the said embodiment.

<一実施形態>
以下、本発明にかかる電力変換システムの放電装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<One Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a discharge device of a power conversion system according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態のシステム構成を示す。図示されるモータジェネレータ10は、車載主機であり、駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ10は、インバータIVと、リレーSMR2および抵抗体14並びにリレーSMR1の並列接続体とを介して高電圧バッテリ12に接続されている。ここで、高電圧バッテリ12は、その端子電圧が例えば百V以上の高電圧となるものである。また、インバータIV1の入力端子のうち、リレーSMR1,SMR2よりもインバータIV側には、コンデンサ16が並列接続されている。   FIG. 1 shows the system configuration of this embodiment. The illustrated motor generator 10 is an in-vehicle main machine and is mechanically coupled to drive wheels. Motor generator 10 is connected to high-voltage battery 12 via inverter IV and a parallel connection body of relay SMR2 and resistor 14 and relay SMR1. Here, the high voltage battery 12 has a terminal voltage of, for example, a high voltage of 100 V or higher. Further, among the input terminals of the inverter IV1, a capacitor 16 is connected in parallel to the inverter IV side of the relays SMR1 and SMR2.

インバータIVは、パワー素子としての高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの直列接続体が3つ並列接続されて構成されている。そして、これら高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの接続点が、モータジェネレータ10の各相にそれぞれ接続されている。   The inverter IV is configured by connecting three series connection bodies of a high-potential side switching element Swp and a low-potential side switching element Swn as power elements in parallel. The connection points of the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn are connected to the respective phases of the motor generator 10.

上記高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnのそれぞれの入出力端子間(コレクタおよびエミッタ間)には、高電位側のフリーホイールダイオードFDpおよび低電位側のフリーホイールダイオードFDnのカソードおよびアノードが接続されている。なお、上記スイッチング素子Swp,Swnは、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)にて構成されている。また、スイッチング素子Swp,Swnは、その入力端子および出力端子間に流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子Stを備えている。   Between the input / output terminals (between the collector and the emitter) of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side, the free wheel diode FDp on the high potential side and the free wheel diode FDn on the low potential side are connected. The cathode and anode are connected. The switching elements Swp and Swn are both formed of insulated gate bipolar transistors (IGBT). The switching elements Swp and Swn include a sense terminal St that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal.

センス端子Stの出力する微少電流は、シャント抵抗19を流れ、これによる電圧降下量が、スイッチング素子Sw#(#=p,n)を駆動するためのドライブユニットDU(図中、U相のみ明記)に取り込まれる。ドライブユニットDUは、シャント抵抗19における電圧降下量に基づき、スイッチング素子Sw#の入力端子および出力端子間に流れる電流が閾値電流Ith以上となると判断される場合に、スイッチング素子Sw#を強制的にオフ状態とする機能を有する。   The minute current output from the sense terminal St flows through the shunt resistor 19, and the voltage drop due to this flows in the drive unit DU for driving the switching element Sw # (# = p, n) (only U phase is shown in the figure). Is taken in. The drive unit DU forcibly turns off the switching element Sw # when it is determined that the current flowing between the input terminal and the output terminal of the switching element Sw # is equal to or greater than the threshold current Ith based on the voltage drop amount in the shunt resistor 19. It has a function to make a state.

一方、制御装置30は、低電圧バッテリ20を電源とする電子制御装置である。制御装置30は、制御対象としてのモータジェネレータ10の制御量を制御すべく、上記インバータIVを操作する。詳しくは、制御装置30は、図示しない各種センサの検出値等に基づき、インバータIVのU相、V相、およびW相のそれぞれについてのスイッチング素子Swpを操作する操作信号gup,gvp,gwpと、スイッチング素子Swnを操作する操作信号gun,gvn,gwnとを生成し出力する。これにより、スイッチング素子Swp,Swnは、それらの導通制御端子(ゲート)に接続されるドライブユニットDUを介して制御装置30により操作される。   On the other hand, the control device 30 is an electronic control device that uses the low-voltage battery 20 as a power source. The control device 30 operates the inverter IV in order to control the control amount of the motor generator 10 as a control target. Specifically, the control device 30 operates based on detection values of various sensors (not shown) and the like, operation signals gup, gvp, gwp for operating the switching elements Swp for the U phase, the V phase, and the W phase of the inverter IV, Operation signals gun, gvn, and gwn for operating the switching element Swn are generated and output. Thereby, the switching elements Swp and Swn are operated by the control device 30 via the drive unit DU connected to their conduction control terminals (gates).

ちなみに、インバータIVを備える高電圧システムと、制御装置30を備える低電圧システムとは、図示しないフォトカプラ等の絶縁手段によって絶縁されており、上記操作信号g*#(*=u,v,w、#=p,n)は、絶縁手段を介して高電圧システムに出力される。   Incidentally, the high voltage system including the inverter IV and the low voltage system including the control device 30 are insulated by an insulating means such as a photocoupler (not shown), and the operation signal g * # (* = u, v, w , # = P, n) is output to the high voltage system via the insulating means.

上記ドライブユニットDUは、通常時用フライバックコンバータFBnを電源とするものである。通常時用フライバックコンバータFBnは、低電圧バッテリ20の電力を上側アームや下側アームに供給するための絶縁型コンバータである。すなわち、トランス32の1次側コイル32aには、電源用スイッチング素子34が閉操作されることで低電圧バッテリ20のエネルギが蓄えられる。この際、2次側コイル32においては、電流が流れることがダイオード36によって阻止される。これに対し、電源用スイッチング素子34が開操作されることで2次側コイル32bに電流が流れ、通常時用コンデンサ38が充電される。この通常時用コンデンサ38の充電エネルギが、ドライブユニットDUの消費エネルギとなる。なお、図1には、通常時用フライバックコンバータFBnがU相の上下アームのドライブユニットDUの電源となることのみが示されているが、実際には、V相、W相のドライブユニットDUの電源ともなっている。このため、トランス32の2次側コイル32bは、実際には6個である。   The drive unit DU uses a normal flyback converter FBn as a power source. The normal flyback converter FBn is an isolated converter for supplying the power of the low voltage battery 20 to the upper arm and the lower arm. That is, the energy of the low-voltage battery 20 is stored in the primary coil 32a of the transformer 32 by closing the power switching element 34. At this time, in the secondary coil 32, the current is prevented from flowing by the diode 36. In contrast, when the power switching element 34 is opened, a current flows through the secondary coil 32b, and the normal capacitor 38 is charged. The charging energy of the normal capacitor 38 becomes the energy consumption of the drive unit DU. Although FIG. 1 only shows that the normal-time flyback converter FBn serves as a power source for the U-phase upper and lower arm drive units DU, the power source for the V-phase and W-phase drive units DU is actually used. It is also. For this reason, the number of secondary side coils 32b of the transformer 32 is actually six.

ところで、制御装置30は、自身に作用する力に基づき加速度を検出する加速度検出手段(Gセンサ22)の検出値に基づき、車両の衝突を検知し、衝突が検知された場合、コンデンサ16を強制的に放電させる処理を行なわせる機能を有する。この異常時放電制御に際しては、車両に異常が生じていることから、通常時用フライバックコンバータFBnがドライブユニットDUの電源として機能しないおそれがある。そこで本実施形態では、異常時放電制御時におけるドライブユニットDUの電源として、コンデンサ16の電圧を降圧するシリーズレギュレータ40と、シリーズレギュレータ40の出力を入力とする放電用フライバックコンバータFBdとを別途備えている。   By the way, the control device 30 detects the collision of the vehicle based on the detection value of the acceleration detecting means (G sensor 22) that detects the acceleration based on the force acting on itself, and forcibly sets the capacitor 16 when the collision is detected. It has a function of performing a process of discharging electrically. During this abnormal discharge control, an abnormality has occurred in the vehicle, and therefore the normal flyback converter FBn may not function as a power source for the drive unit DU. In this embodiment, therefore, a series regulator 40 that steps down the voltage of the capacitor 16 and a discharge flyback converter FBd that uses the output of the series regulator 40 as inputs are separately provided as a power source for the drive unit DU during discharge control during abnormal conditions. Yes.

シリーズレギュレータ40は、複数(ここでは、4個を例示)の抵抗体44とツェナーダイオード48との直列接続体を備えており、これがコンデンサ16に並列接続されている。そして、抵抗体44には、複数のNチャネルMOS型電界効果トランジスタ(スイッチング素子42)が並列接続されている。ここで、最高電位のスイッチング素子42の入力端子と導通制御端子との間には、最高電位の抵抗体44が接続され、中間のスイッチング素子42の導通制御端子同士は、抵抗体44によって接続されている。さらに、最低電位のスイッチング素子42の導通制御端子と出力端子間は、抵抗体46によって接続されている。   The series regulator 40 includes a series connection body of a plurality of (herein, four examples) resistors 44 and a Zener diode 48, which are connected in parallel to the capacitor 16. A plurality of N-channel MOS field effect transistors (switching elements 42) are connected in parallel to the resistor 44. Here, the highest potential resistor 44 is connected between the input terminal of the highest potential switching element 42 and the conduction control terminal, and the conduction control terminals of the intermediate switching element 42 are connected by the resistor 44. ing. Furthermore, the conduction control terminal and the output terminal of the switching element 42 having the lowest potential are connected by a resistor 46.

上記ツェナーダイオード48には、フォトカプラ54の2次側のフォトトランジスタの入力端子および出力端子が並列接続されている。これにより、フォトカプラ54がオンとなることで、ツェナーダイオード48がオフとなり、スイッチング素子42はオフ状態となる。これに対し、フォトカプラ54がオフとなると、ツェナーダイオード48がオン状態となり、シリーズレギュレータ40の出力電圧がツェナーダイオード48のブレークダウン電圧まで上昇する。そしてシリーズレギュレータ40の出力電流がゼロよりも大きくなる場合、抵抗体46に電流が流れることから、その電圧降下によって、最低電位のスイッチング素子42がオンする。この際、抵抗体44は、最低電位以外のスイッチング素子42の入力端子および導通制御端子間の電圧を抵抗体46の電圧降下量とするように機能する。このため、全てのスイッチング素子42がオン状態に切り替わる。この際、これらスイッチング素子42は非飽和領域で動作し、各スイッチング素子42の出力端子および入力端子間の電圧は、コンデンサ16の電圧からツェナーダイオード48のブレークダウン電圧を減算した値をスイッチング素子42の数によって均等分割した値程度となる。   The zener diode 48 is connected in parallel with the input terminal and output terminal of the phototransistor on the secondary side of the photocoupler 54. Accordingly, when the photocoupler 54 is turned on, the Zener diode 48 is turned off, and the switching element 42 is turned off. On the other hand, when the photocoupler 54 is turned off, the Zener diode 48 is turned on, and the output voltage of the series regulator 40 rises to the breakdown voltage of the Zener diode 48. When the output current of the series regulator 40 becomes larger than zero, a current flows through the resistor 46, and the switching element 42 having the lowest potential is turned on by the voltage drop. At this time, the resistor 44 functions so that the voltage between the input terminal of the switching element 42 and the conduction control terminal other than the lowest potential is the voltage drop amount of the resistor 46. For this reason, all the switching elements 42 are switched to the on state. At this time, these switching elements 42 operate in a non-saturated region, and the voltage between the output terminal and the input terminal of each switching element 42 is a value obtained by subtracting the breakdown voltage of the Zener diode 48 from the voltage of the capacitor 16. The value is approximately divided by the number of.

上記フォトカプラ54の1次側のフォトダイオードは、制御装置30によって出力される異常時放電指令disが論理「H」となることでオン状態となる。異常時放電指令disは、制御装置30が起動されている状況下、衝突が生じない限り論理「H」とされる。これは、衝突が生じて制御装置30によってフォトカプラ54を操作することができなくなった場合であっても、シリーズレギュレータ40をオン状態とするための設定である。   The photodiode on the primary side of the photocoupler 54 is turned on when the abnormal-time discharge command dis output by the control device 30 becomes logic “H”. The abnormal-time discharge command dis is set to logic “H” as long as no collision occurs in a state where the control device 30 is activated. This is a setting for turning on the series regulator 40 even when the control device 30 cannot operate the photocoupler 54 due to a collision.

一方、放電用フライバックコンバータFBdは、電源用スイッチング素子64が閉状態とされることで、トランス60の1次側コイル60aにシリーズレギュレータ40の出力エネルギを蓄える。この際、トランス60の2次側コイル60bにおいては、ダイオード66によって電流の流れが阻止される。そして、電源用スイッチング素子64が開状態となることで、ダイオード66を介して放電用コンデンサ68に電流が出力される。なお、トランス60の1次側コイル60aと2次側コイル60bとの巻き数比は、「1」とされる。   On the other hand, the discharge flyback converter FBd stores the output energy of the series regulator 40 in the primary side coil 60a of the transformer 60 when the power switching element 64 is closed. At this time, the current flow is blocked by the diode 66 in the secondary coil 60 b of the transformer 60. Then, when the power supply switching element 64 is opened, a current is output to the discharging capacitor 68 via the diode 66. The turn ratio between the primary side coil 60a and the secondary side coil 60b of the transformer 60 is “1”.

図2に、U相のスイッチング素子Sw#のドライブユニットDUのうち、特にシリーズレギュレータ40および放電用フライバックコンバータFBdを電源とする部分の構成を示す。   FIG. 2 shows a configuration of a portion of drive unit DU of U-phase switching element Sw #, particularly using series regulator 40 and discharge flyback converter FBd as a power source.

図示されるように、シリーズレギュレータの出力電圧は、ダイオード52を介してレギュレータ80に取り込まれ、ここで所定電圧に制御される。レギュレータ80の出力電圧は、充電用スイッチング素子72およびゲート抵抗70を介して低電位側のスイッチング素子Swnに印加される。低電位側のスイッチング素子Swnのゲートは、ゲート抵抗70および放電用スイッチング素子74を介してエミッタに接続されており、この電気経路がゲートの放電経路となる。これら充電用スイッチング素子72や放電用スイッチング素子74は、シリーズレギュレータ40の出力電圧が印加されることをトリガとして、放電時駆動制御部76によって操作される。   As shown in the figure, the output voltage of the series regulator is taken into the regulator 80 via the diode 52 and is controlled to a predetermined voltage here. The output voltage of the regulator 80 is applied to the switching element Swn on the low potential side through the charging switching element 72 and the gate resistor 70. The gate of the switching element Swn on the low potential side is connected to the emitter via the gate resistor 70 and the discharge switching element 74, and this electric path becomes the discharge path of the gate. The switching element for charging 72 and the switching element for discharging 74 are operated by the drive controller for discharging 76 triggered by application of the output voltage of the series regulator 40.

一方、クロック82は、シリーズレギュレータ40の出力電圧が印加されることをトリガとして所定の周波数で電源用スイッチング素子64をオン・オフするものである。ここで、オン・オフ周期に対するオン時間の時比率は「1/2」で固定される。電源用スイッチング素子64のオン・オフ操作によって充電される放電用コンデンサ68の電圧は、高電位側のスイッチング素子Swpに対する充電用スイッチング素子72に印加される。なお、高電位側のスイッチング素子Swp用のゲート抵抗70および放電用スイッチング素子74については、スイッチング素子Swnのものと同様である。   On the other hand, the clock 82 is for turning on / off the power supply switching element 64 at a predetermined frequency, triggered by application of the output voltage of the series regulator 40. Here, the time ratio of the on time to the on / off cycle is fixed at “½”. The voltage of the discharging capacitor 68 charged by the on / off operation of the power switching element 64 is applied to the charging switching element 72 for the high potential side switching element Swp. The gate resistor 70 for the high potential side switching element Swp and the switching element 74 for discharge are the same as those of the switching element Swn.

上記トランス60の2次側コイル60bの電圧は、波形整形回路84に印加される。波形整形回路84は、2次側コイル60bの電圧を波形整形することで、電源用スイッチング素子64の操作信号(クロック82の出力信号)と同様の電圧波形を生成するものである。波形整形回路84の出力は、分周回路86に入力される。分周回路86では、波形整形回路84の出力する2値信号のうちの一方のパルス幅を固定しつつ周波数を変化させる処理を行なう。分周回路86の出力信号は、放電用駆動制御部78に入力される。   The voltage of the secondary coil 60 b of the transformer 60 is applied to the waveform shaping circuit 84. The waveform shaping circuit 84 generates a voltage waveform similar to the operation signal of the power switching element 64 (the output signal of the clock 82) by shaping the voltage of the secondary coil 60b. The output of the waveform shaping circuit 84 is input to the frequency dividing circuit 86. The frequency divider 86 performs a process of changing the frequency while fixing the pulse width of one of the binary signals output from the waveform shaping circuit 84. The output signal of the frequency divider circuit 86 is input to the discharge drive control unit 78.

タイマ90は、シリーズレギュレータ40の出力電圧が印加されることをトリガとして計時動作を開始するものである。停止処理部92は、タイマ90によって計時される時間が所定時間となることで放電停止指令を放電時駆動制御部76およびクロック82に出力するものである。また、スイッチング素子Swnのセンス端子Stから出力される微少電流によって生じるシャント抵抗19の電圧が、コンパレータ94の非反転入力端子に印加される。コンパレータ94の反転入力端子には基準電源96の基準電圧Vrefが印加されており、これにより、コンパレータ94では、スイッチング素子Swnを流れる電流が閾値電流Ith以上となることで停止処理部92に停止指令を出力する。これにより、停止処理部92では、タイマ90によって計時される時間が所定時間となる以前であっても閾値電流Ith以上の電流が流れることで放電制御を禁止する。   The timer 90 starts a time measuring operation triggered by application of the output voltage of the series regulator 40. The stop processing unit 92 outputs a discharge stop command to the discharge-time drive control unit 76 and the clock 82 when the time measured by the timer 90 reaches a predetermined time. In addition, the voltage of the shunt resistor 19 generated by a minute current output from the sense terminal St of the switching element Swn is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 94. The reference voltage Vref of the reference power supply 96 is applied to the inverting input terminal of the comparator 94. Accordingly, in the comparator 94, when the current flowing through the switching element Swn becomes equal to or higher than the threshold current Ith, the stop processing unit 92 is stopped. Is output. As a result, the stop processing unit 92 inhibits the discharge control by flowing a current equal to or greater than the threshold current Ith even before the time counted by the timer 90 reaches a predetermined time.

レギュレータ99は、シリーズレギュレータ40の出力電圧(ダイオード52の出力電圧)を所定に制御してトランス60の1次側コイル60aに印加する。レギュレータ99には、シャント抵抗19の電圧が入力されており、この電圧が高いほど1次側コイル60aに印加する電圧を低下させる。ただし、この印加電圧は、レギュレータ80の出力電圧VHよりは低く設定される。   The regulator 99 controls the output voltage of the series regulator 40 (the output voltage of the diode 52) to a predetermined value and applies it to the primary coil 60a of the transformer 60. The voltage of the shunt resistor 19 is input to the regulator 99. The higher the voltage, the lower the voltage applied to the primary coil 60a. However, this applied voltage is set lower than the output voltage VH of the regulator 80.

また、放電用コンデンサ68を電源とする定電流源98の出力電流は、感温ダイオードSDに取り込まれる。感温ダイオードSDの出力電圧は、分周回路86に入力される。分周回路86では、感温ダイオードSDの出力電圧が低いほど(検出される温度が高いほど)、分周比を大きくする。   Further, the output current of the constant current source 98 using the discharging capacitor 68 as a power source is taken into the temperature sensitive diode SD. The output voltage of the temperature sensitive diode SD is input to the frequency dividing circuit 86. The frequency dividing circuit 86 increases the frequency dividing ratio as the output voltage of the temperature sensitive diode SD is lower (the detected temperature is higher).

図3に、異常時放電指令disに基づく放電制御の態様を示す。詳しくは、図3(a)に、異常時放電指令disの推移を示し、図3(b)に、クロック82の出力信号の推移を示し、図3(c)に、感温ダイオードSDの出力電圧の推移を示し、図3(d)に、U相の高電位側のスイッチング素子Swpの状態の推移を示し、図3(e)に、U相の低電位側のスイッチング素子Swnの状態の推移を示す。図示されるように、本実施形態では、U相の低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に維持しつつ、高電位側のスイッチング素子Swpを、オン状態およびオフ状態に周期的に切り替える。これにより、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方が同時期にオン状態となる期間が存在し、この期間においてコンデンサ16の両電極間がスイッチング素子Swp,Swnを介して短絡状態とされることで、コンデンサ16が放電される。   FIG. 3 shows an aspect of discharge control based on the abnormal-time discharge command dis. Specifically, FIG. 3A shows the transition of the abnormal discharge command dis, FIG. 3B shows the transition of the output signal of the clock 82, and FIG. 3C shows the output of the temperature sensitive diode SD. FIG. 3D shows the transition of the voltage, FIG. 3D shows the transition of the state of the switching element Swp on the U-phase high potential side, and FIG. 3E shows the state of the switching element Swn on the low potential side of the U-phase. Shows the transition. As illustrated, in this embodiment, the switching element Swp on the high potential side is periodically switched between the on state and the off state while the switching element Swn on the low potential side of the U phase is maintained in the on state. As a result, there is a period in which both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn are turned on at the same time. During this period, the two electrodes of the capacitor 16 are connected via the switching elements Swp and Swn. As a result, the capacitor 16 is discharged.

この際、レギュレータ99の出力電圧がレギュレータ80の出力電圧よりも低いために、図3(f)および図3(g)に示すように、高電位側のスイッチング素子Swpのゲート印加電圧の方が低電位側のスイッチング素子Swnのゲート印加電圧よりも低くなる。ここで、図3(f)は、高電位側のスイッチング素子Swpのゲート・エミッタ間電圧Vgeの推移し、図3(g)は、低電位側のスイッチング素子Swnのゲート・エミッタ間電圧Vgeの推移を示す。   At this time, since the output voltage of the regulator 99 is lower than the output voltage of the regulator 80, as shown in FIGS. 3 (f) and 3 (g), the gate applied voltage of the switching element Swp on the high potential side is higher. It becomes lower than the gate applied voltage of the switching element Swn on the low potential side. Here, FIG. 3F shows the transition of the gate-emitter voltage Vge of the switching element Swp on the high potential side, and FIG. 3G shows the transition of the gate-emitter voltage Vge of the switching element Swn on the low potential side. Shows the transition.

こうした構成によれば、高電位側のスイッチング素子Swpは、非飽和領域において駆動されて且つ、低電位側のスイッチング素子Swnは、飽和領域において駆動されることとなる。ここで、飽和領域とは、図4に示すように、出力電流(コレクタ電流Ic)に応じてスイッチング素子の入力端子および出力端子間の電圧(コレクタエミッタ間電圧Vce)が大きくなる領域のことである。一方、非飽和領域とは、コレクタ電流が増加することなくコレクタエミッタ間電圧Vceが増大する領域のことである。非飽和領域となるコレクタ電流Icは、ゲート印加電圧(ゲート・エミッタ間電圧Vge)が大きいほど大きくなる。   According to such a configuration, the switching element Swp on the high potential side is driven in the non-saturation region, and the switching element Swn on the low potential side is driven in the saturation region. Here, as shown in FIG. 4, the saturation region is a region where the voltage between the input terminal and the output terminal of the switching element (collector-emitter voltage Vce) increases in accordance with the output current (collector current Ic). is there. On the other hand, the non-saturated region is a region where the collector-emitter voltage Vce increases without increasing the collector current. The collector current Ic that becomes the non-saturated region increases as the gate applied voltage (gate-emitter voltage Vge) increases.

このため、低電位側のスイッチング素子Swnよりも高電位側のスイッチング素子Swpのゲート印加電圧を低くすることで、高電位側のスイッチング素子Swpの方が低電位側のスイッチング素子Swnよりも非飽和領域の電流が小さくなる。これにより、放電制御によって高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを流れる電流は高電位側のスイッチング素子Swpの非飽和領域の電流に制限されることとなる。なお、高電位側のスイッチング素子Swpの非飽和領域の電流は、上記ドライブユニットDUが規定する閾値電流Ith未満となるように設定することが望ましい。   For this reason, by lowering the gate applied voltage of the switching element Swp on the high potential side than the switching element Swn on the low potential side, the switching element Swp on the high potential side is less saturated than the switching element Swn on the low potential side. The current in the region is reduced. As a result, the current flowing through the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side by the discharge control is limited to the current in the non-saturated region of the switching element Swp on the high potential side. Note that it is desirable that the current in the non-saturation region of the switching element Swp on the high potential side is set to be less than the threshold current Ith defined by the drive unit DU.

図3(d)に示されるように、本実施形態では、高電位側のスイッチング素子Swpの温度が高くなることで感温ダイオードSDの出力電圧が低下すると、分周比を増加させることで、高電位側のスイッチング素子Swpの1回のオン時間を固定しつつオン・オフの1周期に対するオン時間の時比率を小さくする。これにより、温度が上昇する状況下、単位時間当たりの発熱量を低減することができる。ちなみに、フィードバック制御量を高電位側のスイッチング素子Swpの温度としたのは、上記放電制御によって生じる発熱量の大部分が、非飽和領域で駆動される高電位側のスイッチング素子Swpによるものとなることに鑑みたものである。   As shown in FIG. 3D, in the present embodiment, when the temperature of the switching element Swp on the high potential side increases and the output voltage of the temperature sensitive diode SD decreases, the frequency division ratio is increased. The on-time ratio with respect to one cycle of on / off is reduced while fixing one on-time of the switching element Swp on the high potential side. Thereby, the calorific value per unit time can be reduced under the situation where the temperature rises. Incidentally, the reason why the feedback control amount is set to the temperature of the switching element Swp on the high potential side is that most of the amount of heat generated by the discharge control is due to the switching element Swp on the high potential side driven in the non-saturation region. In view of that.

また、図3(f)に示すように、放電電流が大きいほど(スイッチング素子Swnを流れる電流が大きいほど)、スイッチング素子Swpのゲート印加電圧を低下させた。これにより、放電電流を低減することができ、ひいては単位時間当たりの発熱量を制限することができる。なお、発熱量を把握するためのパラメータとしての電流を、低電位側のスイッチング素子Swnのセンス端子Stが出力する微少電流としたのは、高電位側のスイッチング素子Swpのセンス端子Stの出力する微少電流を用いる場合よりも精度が高くなることに鑑みたものである。図5に、飽和領域で駆動されるスイッチング素子Swnと非飽和領域で駆動されるスイッチング素子Swpとのそれぞれについて、センス端子Stが出力する微少電流に基づくシャント抵抗19における電圧降下量(センス電圧)のばらつき(最大値MAX,最小値MIN)の関係を示す。図示されるように、非飽和領域にて駆動される方のセンス電圧のばらつきは非常に大きく、電流の検出精度が低くなっている。なお、過電流保護機能について下側アームのみを異常時放電制御時にも有効としたのも同一の理由である。   Further, as shown in FIG. 3F, the gate applied voltage of the switching element Swp was lowered as the discharge current was larger (as the current flowing through the switching element Swn was larger). As a result, the discharge current can be reduced, and consequently the amount of heat generated per unit time can be limited. Note that the current as a parameter for grasping the amount of heat generation is the minute current output from the sense terminal St of the switching element Swn on the low potential side, which is output from the sense terminal St of the switching element Swp on the high potential side. This is because the accuracy is higher than when a minute current is used. FIG. 5 shows a voltage drop amount (sense voltage) in the shunt resistor 19 based on a minute current output from the sense terminal St for each of the switching element Swn driven in the saturation region and the switching element Swp driven in the non-saturation region. The relationship of the dispersion | variation (maximum value MAX, minimum value MIN) is shown. As shown in the figure, the variation in the sense voltage driven in the non-saturation region is very large, and the current detection accuracy is low. For the same reason, only the lower arm is effective for the overcurrent protection function during the abnormal discharge control.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)トランス60の2次側コイル60bの出力信号に基づき、スイッチング素子Swpのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16の両電極の短絡状態を複数回生成した。これにより、コンデンサ16の放電期間を時分割制御することができるため、スイッチング素子Swp、Swnの単位時間当たりの発熱量を低減することができ、ひいてはスイッチング素子Swp,Swnの温度が過度に上昇することを好適に抑制することができる。また、このオン・オフ操作を2次側コイル60bの出力電圧に基づき行なうことで、オン・オフ操作の指令信号の伝達手段等を簡素化することもできる。   (1) Based on the output signal of the secondary coil 60b of the transformer 60, the short-circuit state of both electrodes of the capacitor 16 is generated a plurality of times by repeating the ON state and the OFF state of the switching element Swp a plurality of times. Thereby, since the discharge period of the capacitor 16 can be controlled in a time-sharing manner, the amount of heat generated per unit time of the switching elements Swp and Swn can be reduced, and the temperature of the switching elements Swp and Swn excessively increases. This can be suitably suppressed. Further, by performing this on / off operation based on the output voltage of the secondary coil 60b, it is possible to simplify the means for transmitting a command signal for the on / off operation.

(2)分周回路86によって、スイッチング素子Swpのオン状態およびオフ状態の1周期に対するオン時間の時比率を低下させつつ分周比を増加操作した。これにより、スイッチング素子の発熱期間に対する放熱期間の比率を大きくすることができ、ひいては、スイッチング素子Swpの温度の上昇を好適に抑制する操作が可能となる。   (2) The frequency dividing circuit 86 increases the frequency dividing ratio while lowering the time ratio of the ON time with respect to one cycle of the ON state and the OFF state of the switching element Swp. As a result, the ratio of the heat dissipation period to the heat generation period of the switching element can be increased, and as a result, an operation that suitably suppresses an increase in the temperature of the switching element Swp is possible.

(3)非飽和領域で駆動されるスイッチング素子Swpの温度の検出値をフィードバック制御すべく分周比を操作した。これにより、スイッチング素子Swp,Swnの双方の温度が過度に高くなることを好適に回避することができる。   (3) The frequency division ratio was manipulated to feedback control the detected value of the temperature of the switching element Swp driven in the non-saturation region. Thereby, it can avoid suitably that the temperature of both switching element Swp and Swn becomes high too much.

(4)飽和領域で駆動されるスイッチング素子Swnのセンス端子Stの出力する微少電流に基づき、スイッチング素子Swpのゲート印加電圧を操作した。これにより、放電電流を高精度に検出しつつ、この電流量を制御することができ、ひいては単位時間当たりの発熱量を制御することができる。   (4) The gate applied voltage of the switching element Swp was manipulated based on the minute current output from the sense terminal St of the switching element Swn driven in the saturation region. Thus, the amount of current can be controlled while detecting the discharge current with high accuracy, and thus the amount of heat generated per unit time can be controlled.

(5)トランス60の2次側コイル60bの出力電圧の調節を、電源用スイッチング素子64のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率を固定した状態での1次側コイル60aの印加電圧の調節として行った。これにより、2次側コイル60bの出力電圧に応じてオン・オフされるスイッチング素子Swpのオン時間を簡易且つ適切に定めることができる。   (5) The adjustment of the output voltage of the secondary side coil 60b of the transformer 60 is performed by adjusting the voltage applied to the primary side coil 60a in a state where the time ratio of the on time to the on / off period of the power switching element 64 is fixed. Made as an adjustment. Thereby, the ON time of the switching element Swp that is turned ON / OFF according to the output voltage of the secondary coil 60b can be determined easily and appropriately.

(6)低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に維持しつつ高電位側のスイッチング素子Swpのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことによりコンデンサ16の両電極の短絡状態を複数回生成した。これにより、高電位側のスイッチング素子Swpのスイッチング状態の切り替え時において低電位側のスイッチング素子Swnのスイッチング状態の切り替えがなされる場合のように貫通電流が大きくなる事態等を回避すべく、これらの同期をとることが要求されることがない。
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
「温度制御手段について」
温度制御手段としては、オン状態に対応するパルスの間隔を固定しつつ分周比を操作する手段に限らない。例えば、クロックを4分周する際の時比率を「1/8」として且つ、クロックを10分周する際の時比率を「2/20」とするなどしてもよい。ここでは、オン・オフ操作の1周期に対するオン時間の時比率を低下させつつ分周比を増加操作することが望ましい。
(6) The short-circuited state of both electrodes of the capacitor 16 was generated a plurality of times by repeating the ON state and the OFF state of the high potential side switching device Swp a plurality of times while maintaining the low potential side switching device Swn in the on state. Accordingly, in order to avoid a situation in which the through current becomes large as in the case where the switching state of the low potential side switching element Swn is switched at the time of switching the switching state of the high potential side switching element Swp, these There is no requirement to synchronize.
<Other embodiments>
The above embodiment may be modified as follows.
"Temperature control means"
The temperature control means is not limited to means for operating the frequency division ratio while fixing the interval between pulses corresponding to the ON state. For example, the time ratio when the clock is divided by 4 may be set to “1/8” and the time ratio when the clock is divided by 10 may be set to “2/20”. Here, it is desirable to increase the frequency division ratio while decreasing the on-time ratio of the on-off operation to one cycle.

温度フィードバック制御の操作量を分周比とするものに限らない。例えば上記実施形態における高電位側のスイッチング素子Swpのゲート印加電圧であってもよい。これは例えば、感温ダイオードSDのカソードを低電位側のスイッチング素子Swnのエミッタと同電位にして且つ、レギュレータ99の出力電圧を、感温ダイオードSDの出力に基づき下側アームのドライブユニットDUによって操作することで実現することができる。   The operation amount of the temperature feedback control is not limited to the frequency division ratio. For example, it may be the gate applied voltage of the switching element Swp on the high potential side in the above embodiment. For example, the cathode of the temperature sensing diode SD is set to the same potential as the emitter of the switching element Swn on the low potential side, and the output voltage of the regulator 99 is operated by the drive unit DU of the lower arm based on the output of the temperature sensing diode SD. This can be achieved.

また、発熱量と相関を有するパラメータとしての電流の検出値としては、センス端子Stの出力電流に限らない。例えば電流センサによる検出値であってもよい。   Further, the detected current value as a parameter having a correlation with the heat generation amount is not limited to the output current of the sense terminal St. For example, it may be a value detected by a current sensor.

さらに、電流の検出値に基づく温度制御の操作量としては、ゲート印加電圧に限らない。例えば分周比であってもよい。   Furthermore, the operation amount of the temperature control based on the detected current value is not limited to the gate applied voltage. For example, a frequency division ratio may be used.

くわえて、ゲート印加電圧を調節するためのパラメータとしては、トランス60の1次側コイル60aへの印加電圧に限らず、例えば電源用スイッチング素子64のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率であってもよい。   In addition, the parameter for adjusting the gate applied voltage is not limited to the voltage applied to the primary coil 60a of the transformer 60, but for example the time ratio of the on time with respect to the on / off cycle of the power switching element 64. There may be.

なお、温度制御手段を備えなくてもよい。
「異常時放電制御手段について」
異常時放電制御手段としては、低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に維持しつつ高電位側のスイッチング素子Swpのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものに限らない。例えば、高電位側のスイッチング素子Swpをオン状態に維持しつつ低電位側のスイッチング素子Swnのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものであってもよい。ただし、この場合であっても、オン状態およびオフ状態を複数回繰り返す側のゲート印加電圧の方を低く設定し、非飽和領域で動作させる。また、例えば高電位側のスイッチング素子Swpと低電位側のスイッチング素子Swnとの同時のオン状態および同時のオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものであってもよい。ここでも、これら高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnのいずれか一方を非飽和領域で動作させるべくゲート印加電圧を調節する。ただし、この際、飽和領域で動作させる方がオン状態である間に非飽和領域で動作させる方のスイッチング状態を切り替えることが望ましい。また、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方を、放電制御期間において一度だけオン状態とするものであってもよい。ここでも、これら高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnのいずれか一方を非飽和領域で動作させるべくゲート印加電圧を調節する。
The temperature control means may not be provided.
About abnormal discharge control means
As the discharge control means at the time of abnormality, the short-circuit state of both electrodes of the capacitor 16 is achieved by repeating the ON state and the OFF state of the high potential side switching element Swp a plurality of times while maintaining the low potential side switching element Swn in the ON state. The present invention is not limited to processing that generates multiple times. For example, a process of generating a short circuit state of both electrodes of the capacitor 16 a plurality of times by repeating the ON state and the OFF state of the low potential side switching element Swn a plurality of times while maintaining the switching element Swp on the high potential side in an on state. It may be what you do. However, even in this case, the gate applied voltage on the side where the ON state and the OFF state are repeated a plurality of times is set lower, and the operation is performed in the non-saturated region. Further, for example, a process of generating a short-circuit state of both electrodes of the capacitor 16 a plurality of times by repeating a simultaneous on state and a simultaneous off state of the high potential side switching element Swp and the low potential side switching element Swn a plurality of times. It may be what you do. Again, the gate applied voltage is adjusted so that one of the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn is operated in the non-saturation region. However, at this time, it is desirable to switch the switching state of the operation in the non-saturation region while the operation in the saturation region is in the on state. Further, both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn may be turned on only once in the discharge control period. Again, the gate applied voltage is adjusted so that one of the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn is operated in the non-saturation region.

また、モータジェネレータ10の1の相に電圧を印加する高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの組のみを用いて放電制御を行なうものに限らない。例えば、各相の高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを順次オン状態とするように切り替えるものであってもよい。この場合、放電制御時における各相のドライブユニットDUの電源をシリーズレギュレータ40や放電用フライバックコンバータFBdとすることが望ましい。   Further, the discharge control is not limited to using only the combination of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side that applies a voltage to one phase of the motor generator 10. For example, the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side of each phase may be switched so as to be sequentially turned on. In this case, it is desirable to use the series regulator 40 and the discharge flyback converter FBd as the power source of each phase drive unit DU during the discharge control.

また、異常時放電制御手段としては、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方をオン状態とすることで放電制御を行なうものにも限らない。例えばモータジェネレータ10に無効電流を流す手段であってもよい。   Further, the abnormal-time discharge control means is not limited to one that performs discharge control by turning on both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn. For example, a means for causing a reactive current to flow through the motor generator 10 may be used.

さらに、異常時放電指令disとしては、フォトカプラ54がオフ状態であることに限らない。例えばフォトカプラ54がオフとなる状態と、通常時用コンデンサ38への電力供給が途絶える状態との双方の状態が成立することとしてもよい。   Further, the abnormal-time discharge command dis is not limited to the photocoupler 54 being in the OFF state. For example, both the state where the photocoupler 54 is turned off and the state where the power supply to the normal capacitor 38 is interrupted may be established.

なお、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方をオン状態とすることで行われる放電制御を、異常時に限らず、通常時において、リレーSMR1を開状態に切り替える都度行ってもよい。
「放電制御用の駆動回路の電源について」
トランス60の巻数比や電源用スイッチング素子64のオン・オフ操作の時比率については、適宜変更してよい。
Note that the discharge control performed by turning on both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn is performed every time the relay SMR1 is switched to the open state, not limited to an abnormal time. May be.
"Power supply for discharge control drive circuit"
The turn ratio of the transformer 60 and the time ratio of the on / off operation of the power switching element 64 may be appropriately changed.

スイッチング電源としては、フォワードコンバータであってもよい。また、絶縁型コンバータに限らず降圧チョッパ回路等としてもよい。   The switching power supply may be a forward converter. Further, the step-down chopper circuit or the like is not limited to the isolated converter.

上側アームおよび下側アームの双方の電源をスイッチング電源としてもよい。これは例えば、コンデンサ16の充電電圧を入力電圧とする絶縁型コンバータであって且つ、2次側コイルを2つ有するものによって構成することができる。この場合、例えば、低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に維持しつつ高電位側のスイッチング素子Swpについては、2次側コイルの出力電圧に応じてオン・オフ操作を繰り返すようにしてもよい。
「ドライブユニットDUについて」
閾値電流Ith以上となることでスイッチング素子Sw#を強制的にオフ状態とする機能を備えていなくてもよい。
「直流交流変換回路について」
放電制御に際して高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の双方がオン状態とされる直流交流変換回路(インバータIV)としては、車載主機としての回転機と高電圧バッテリ12との間の電力の授受を仲介するものに限らない。例えば、空調装置の備える回転機等、主機以外の回転機と高電圧バッテリ12との間の電力の授受を仲介するものであってもよい。
The power supplies for both the upper arm and the lower arm may be switching power supplies. This can be constituted by, for example, an isolated converter that uses the charging voltage of the capacitor 16 as an input voltage and has two secondary coils. In this case, for example, the on / off operation of the high potential side switching element Swp may be repeated according to the output voltage of the secondary side coil while maintaining the low potential side switching element Swn in the on state. .
About the drive unit DU
There is no need to provide a function for forcibly turning off the switching element Sw # by exceeding the threshold current Ith.
"About DC-AC converter circuit"
As a DC / AC converter circuit (inverter IV) in which both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are turned on during the discharge control, the circuit between the rotating machine as the in-vehicle main unit and the high-voltage battery 12 is used. It is not limited to mediating power transfer. For example, the transfer of electric power between the high voltage battery 12 and a rotary machine other than the main machine such as a rotary machine provided in the air conditioner may be used.

また、直流交流変換回路としては、インバータIVに限らず、Hブリッジ回路であってもよい。
「電力変換回路について」
電力変換回路としては、インバータIVのみからなるものに限らない。例えば図6に示されるように、リアクトル100と、リアクトル100を介してコンデンサ16に並列接続される低電位側のスイッチング素子Swnと、フリーホイールダイオードFDpと、低電位側のスイッチング素子SwnとフリーホイールダイオードFDpとの直列接続体に接続されるコンデンサ102とを備える昇圧コンバータCVを、インバータIVの入力端子に接続させてもよい。この場合、昇圧コンバータCVの出力端子に接続されたコンデンサ102とコンデンサ16とが放電制御の対象となり、コンデンサ16の電圧は、昇圧コンバータCVのコンデンサ102の電圧が低下するに連れてフリーホイールダイオードFDpを介して放電されることとなる。
Further, the DC / AC conversion circuit is not limited to the inverter IV, and may be an H bridge circuit.
"Power conversion circuit"
The power conversion circuit is not limited to the one composed only of the inverter IV. For example, as shown in FIG. 6, a reactor 100, a low potential side switching element Swn connected in parallel to the capacitor 16 via the reactor 100, a free wheel diode FDp, a low potential side switching element Swn, and a free wheel A boost converter CV including a capacitor 102 connected to a series connection body with the diode FDp may be connected to an input terminal of the inverter IV. In this case, the capacitor 102 and the capacitor 16 connected to the output terminal of the boost converter CV are subjected to discharge control, and the voltage of the capacitor 16 is equal to the free wheel diode FDp as the voltage of the capacitor 102 of the boost converter CV decreases. It will be discharged through.

また、図6に示すように、上記フリーホイールダイオードFDpに高電位側のスイッチング素子Swpを並列接続させるなら、昇圧コンバータCVの一対のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで放電制御を行なうことも可能である。   Further, as shown in FIG. 6, when the high potential side switching element Swp is connected in parallel to the freewheel diode FDp, the discharge control is performed by turning on both of the pair of switching elements of the boost converter CV. Is also possible.

なお、図6に示すように、昇圧コンバータCVを備える場合において、その出力端子に接続されるコンデンサ102の電気エネルギによって放電制御を行なう場合には、シリーズレギュレータ40を用いることが特に有効である。すなわち、この場合、コンデンサ102の正極と出力端子との間に直列接続するスイッチング素子数を増加させることでその入力端子および出力端子間に要求される耐圧を低減することができる。もっとも、昇圧コンバータCVを備える場合であっても、コンデンサ16の電気エネルギによって放電制御を行ってもよい。
(そのほか)
・放電制御に用いる高電位側のスイッチング素子Swpや低電位側のスイッチング素子Swnとしては、IGBTに限らず、例えばパワーMOS型電界効果トランジスタ等の電界効果トランジスタであってもよい。
As shown in FIG. 6, in the case where the boost converter CV is provided, it is particularly effective to use the series regulator 40 when the discharge control is performed by the electric energy of the capacitor 102 connected to the output terminal. That is, in this case, the breakdown voltage required between the input terminal and the output terminal can be reduced by increasing the number of switching elements connected in series between the positive electrode of the capacitor 102 and the output terminal. However, even when the boost converter CV is provided, the discharge control may be performed by the electric energy of the capacitor 16.
(others)
The high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn used for discharge control are not limited to IGBTs, and may be field effect transistors such as power MOS field effect transistors.

・車両としては、ハイブリッド車に限らず、例えば車載主機のために貯蔵されるエネルギ資源が電気エネルギのみとなる電気自動車等であってもよい。   The vehicle is not limited to a hybrid vehicle, and may be, for example, an electric vehicle in which the energy resource stored for the in-vehicle main engine is only electric energy.

・放電装置としては、車両に搭載されるものに限らず、例えば住宅に設けられる直流電源の電力を交流に変換する電力変換システムに適用されるものであってもよい。この場合、異常時とは、例えば地震等が検知された場合とすればよい。   The discharge device is not limited to the one mounted on the vehicle, and may be applied to a power conversion system that converts the power of a DC power source provided in a house into AC, for example. In this case, the abnormal time may be a case where an earthquake or the like is detected.

10…モータジェネレータ、12…高電圧バッテリ(直流電源の一実施形態)、16…コンデンサ、30…制御装置、40…シリーズレギュレータ、FBd…放電用フライバックコンバータ、Swp…高電位側のスイッチング素子、Swn…低電位側のスイッチング素子Swn、DU…ドライブユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 12 ... High voltage battery (one embodiment of DC power supply), 16 ... Capacitor, 30 ... Control device, 40 ... Series regulator, FBd ... Discharge flyback converter, Swp ... High potential side switching element, Swn: Low-potential side switching element Swn, DU: Drive unit.

Claims (11)

高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて且つ直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の出力端子および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、
前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の駆動回路の電源は、スイッチング電源であり、
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に基づき、前記スイッチング電源によって電力供給される駆動回路に接続されたスイッチング素子のオン状態およびオフ状態を1の放電制御期間において複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであり、
前記放電制御手段によって操作される前記低電位側のスイッチング素子の駆動回路の電源は、前記キャパシタの電圧を降圧するシリーズレギュレータであり、
前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子の駆動回路の電源であるスイッチング電源は、前記シリーズレギュレータの出力を入力とすることを特徴とする電力変換システムの放電制御装置。
A power conversion circuit having a series connection body of a switching element on the high potential side and a switching element on the low potential side and converting the power of the DC power source to a predetermined value, and interposed between the output terminal of the power conversion circuit and the DC power source The high potential is applied to a power conversion system including a capacitor, and an opening / closing unit that opens and closes an electric path between the capacitor and the capacitor and the DC power source, and the switching unit is opened. Discharge control means for controlling the charging voltage of the capacitor to a specified voltage or less by performing a process of shorting both electrodes of the capacitor by turning on both the switching element on the side and the switching element on the low potential side In a discharge control device of a power conversion system comprising:
The power supply of at least one drive circuit of the high potential side switching element and the low potential side switching element operated by the discharge control means is a switching power supply,
The discharge control means repeats an ON state and an OFF state of a switching element connected to a drive circuit powered by the switching power supply a plurality of times in one discharge control period based on an output signal of the switching power supply. the short-circuit state of the electrodes all SANYO generating a plurality of times,
The power source of the drive circuit for the switching element on the low potential side operated by the discharge control means is a series regulator that steps down the voltage of the capacitor,
A discharge control apparatus for a power conversion system, characterized in that a switching power supply, which is a power supply for a driving circuit of the switching element on the high potential side operated by the discharge control means, receives the output of the series regulator as an input .
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に応じた2値信号を分周する分周手段を備え、該分周された信号に同期して、前記スイッチング電源によって電力供給された駆動回路に接続されるスイッチング素子をオン・オフ操作することを特徴とする請求項1記載の電力変換システムの放電制御装置。 The discharge control unit includes a frequency dividing unit that divides a binary signal corresponding to an output signal of the switching power supply, and a driving circuit that is powered by the switching power supply is synchronized with the divided signal. discharge control device according to claim 1 Symbol placement power conversion system characterized by operating on and off the switching element connected. 高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて且つ直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の出力端子および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、A power conversion circuit having a series connection body of a switching element on the high potential side and a switching element on the low potential side and converting the power of the DC power source to a predetermined value, and interposed between the output terminal of the power conversion circuit and the DC power source The high potential is applied to a power conversion system including a capacitor, and an opening / closing unit that opens and closes an electric path between the capacitor and the capacitor and the DC power source, and the switching unit is opened. Discharge control means for controlling the charging voltage of the capacitor to a specified voltage or less by performing a process of shorting both electrodes of the capacitor by turning on both the switching element on the side and the switching element on the low potential side In a discharge control device of a power conversion system comprising:
前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の駆動回路の電源は、スイッチング電源であり、The power supply of at least one drive circuit of the high potential side switching element and the low potential side switching element operated by the discharge control means is a switching power supply,
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に基づき、前記スイッチング電源によって電力供給される駆動回路に接続されたスイッチング素子のオン状態およびオフ状態を1の放電制御期間において複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであり、The discharge control means repeats an ON state and an OFF state of a switching element connected to a drive circuit powered by the switching power supply a plurality of times in one discharge control period based on an output signal of the switching power supply. The short circuit state of both electrodes is generated multiple times,
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に応じた2値信号を分周する分周手段を備え、該分周された信号に同期して、前記スイッチング電源によって電力供給された駆動回路に接続されるスイッチング素子をオン・オフ操作することを特徴とする電力変換システムの放電制御装置。The discharge control unit includes a frequency dividing unit that divides a binary signal corresponding to an output signal of the switching power supply, and a driving circuit that is powered by the switching power supply is synchronized with the divided signal. A discharge control device for a power conversion system, wherein a connected switching element is turned on / off.
前記放電制御手段による放電制御に伴う前記スイッチング素子の温度上昇を制御すべく前記分周手段による分周比を操作する温度制御手段を備え、
該温度制御手段は、前記スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の1周期に対するオン時間の時比率を低下させつつ分周比を増加操作することを特徴とする請求項2または3記載の電力変換システムの放電制御装置。
A temperature control means for operating a frequency dividing ratio by the frequency dividing means to control a temperature rise of the switching element accompanying discharge control by the discharge control means;
4. The power conversion system according to claim 2 , wherein the temperature control means increases the frequency division ratio while decreasing the time ratio of the ON time with respect to one cycle of the ON state and the OFF state of the switching element. Discharge control device.
前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記放電制御手段は、いずれか一方の非飽和領域の電流がいずれか他方のものよりも小さくなるように前記いずれか一方および前記いずれか他方のそれぞれのスイッチング素子の導通制御端子に印加する電圧を設定するものであって且つ、前記いずれか他方がオン状態となっている間に前記いずれか一方のスイッチング状態を切り替えるようにして、該いずれか一方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行うものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。
The high-potential side switching element and the low-potential side switching element are voltage-controlled switching elements,
It said discharge control means have shifted or the other non-current saturation region said to be smaller than that of the other one either, and the voltage applied to the conduction control terminal of the other one of the respective switching elements And switching one of the switching states while the other is in the ON state, and repeating the ON state and the OFF state of either one a plurality of times. The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 1 to 4, wherein a process of generating a short circuit state of the two electrodes a plurality of times is performed.
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に応じた2値信号を分周する分周手段と、前記放電制御に伴う前記スイッチング素子の温度上昇を制御すべく前記分周手段による分周比を操作する温度制御手段とを備え、
該温度制御手段は、前記いずれか一方の温度の検出値をフィードバック制御すべく分周比を操作することを特徴とする請求項5記載の電力変換システムの放電制御装置。
The discharge control means includes a frequency dividing means for dividing a binary signal corresponding to the output signal of the switching power supply, and a frequency dividing ratio by the frequency dividing means for controlling a temperature rise of the switching element accompanying the discharge control. Temperature control means for operating,
6. The discharge control device for a power conversion system according to claim 5, wherein the temperature control means operates a frequency division ratio so as to feedback control the detected value of any one of the temperatures.
前記いずれか他方のスイッチング素子は、その入力端子および出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備え、
前記スイッチング電源は、トランスと、該トランスの1次側コイルと電源との間を開閉する電源用スイッチング素子とを備え、
前記センス端子から出力される微少電流に基づき前記スイッチング素子の温度を制御すべく、前記トランスの2次側コイルの出力を調節することで前記いずれか一方のスイッチング素子の導通制御端子への電圧の印加態様を操作する温度制御手段を備えることを特徴とする請求項5または6記載の電力変換システムの放電制御装置。
The other switching element includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal,
The switching power source includes a transformer and a power switching element that opens and closes between a primary coil of the transformer and the power source,
In order to control the temperature of the switching element based on the minute current output from the sense terminal, the voltage of the voltage to the conduction control terminal of either one of the switching elements is adjusted by adjusting the output of the secondary side coil of the transformer. The discharge control device for a power conversion system according to claim 5 or 6, further comprising temperature control means for operating the application mode.
高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて且つ直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の出力端子および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことにより前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、A power conversion circuit having a series connection body of a switching element on the high potential side and a switching element on the low potential side and converting the power of the DC power source to a predetermined value, and interposed between the output terminal of the power conversion circuit and the DC power source The high potential is applied to a power conversion system including a capacitor, and an opening / closing unit that opens and closes an electric path between the capacitor and the capacitor and the DC power source, and the switching unit is opened. Discharge control means for controlling the charging voltage of the capacitor to a specified voltage or less by performing a process of shorting both electrodes of the capacitor by turning on both the switching element on the side and the switching element on the low potential side In a discharge control device of a power conversion system comprising:
前記放電制御手段によって操作される前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の駆動回路の電源は、スイッチング電源であり、The power supply of at least one drive circuit of the high potential side switching element and the low potential side switching element operated by the discharge control means is a switching power supply,
前記放電制御手段は、前記スイッチング電源の出力信号に基づき、前記スイッチング電源によって電力供給される駆動回路に接続されたスイッチング素子のオン状態およびオフ状態を1の放電制御期間において複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであり、The discharge control means repeats an ON state and an OFF state of a switching element connected to a drive circuit powered by the switching power supply a plurality of times in one discharge control period based on an output signal of the switching power supply. The short circuit state of both electrodes is generated multiple times,
前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、The high-potential side switching element and the low-potential side switching element are voltage-controlled switching elements,
前記放電制御手段は、いずれか一方の非飽和領域の電流がいずれか他方のものよりも小さくなるように前記いずれか一方および前記いずれか他方のそれぞれのスイッチング素子の導通制御端子に印加する電圧を設定するものであって且つ、前記いずれか他方がオン状態となっている間に前記いずれか一方のスイッチング状態を切り替えるようにして、該いずれか一方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことで前記両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行うものであり、The discharge control means applies a voltage to be applied to the conduction control terminal of each of the one and the other switching elements so that the current in one of the non-saturation regions is smaller than the other. By switching one of the switching states while the other is in the on state, and repeating the on state and off state of the one multiple times. The process of generating a short circuit state of the two electrodes a plurality of times,
前記いずれか他方のスイッチング素子は、その入力端子および出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備え、The other switching element includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal,
前記スイッチング電源は、トランスと、該トランスの1次側コイルと電源との間を開閉する電源用スイッチング素子とを備え、The switching power source includes a transformer and a power switching element that opens and closes between a primary coil of the transformer and the power source,
前記センス端子から出力される微少電流に基づき前記スイッチング素子の温度を制御すべく、前記トランスの2次側コイルの出力を調節することで前記いずれか一方のスイッチング素子の導通制御端子への電圧の印加態様を操作する温度制御手段を備えることを特徴とする電力変換システムの放電制御装置。In order to control the temperature of the switching element based on the minute current output from the sense terminal, the voltage of the voltage to the conduction control terminal of either one of the switching elements is adjusted by adjusting the output of the secondary side coil of the transformer. A discharge control device for a power conversion system, comprising temperature control means for operating an application mode.
前記2次側コイルの出力の調節は、前記電源用スイッチング素子のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率を固定した状態での前記1次側コイルの印加電圧の調節として行われることを特徴とする請求項7または8記載の電力変換システムの放電制御装置。 The adjustment of the output of the secondary side coil is performed as the adjustment of the applied voltage of the primary side coil in a state where the time ratio of the on time with respect to the on / off period of the power switching element is fixed. The discharge control device for a power conversion system according to claim 7 or 8 . 前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子のいずれか他方をオン状態に維持しつついずれか一方のオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことにより前記両電極の短絡状態を複数回生成するものであることを特徴とする請求項5〜のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。 The discharge control means is configured to repeat either of the on-state and the off-state a plurality of times while maintaining either one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element in the on state. The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 5 to 9 , wherein the short circuit state is generated a plurality of times. 前記電力変換システムの搭載される部材に異常が生じたか否かを判断する判断手段を備え、
前記放電制御手段は、前記判断手段によって異常が生じたと判断される場合に前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う異常時放電制御手段であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。
A determination means for determining whether or not an abnormality has occurred in a member on which the power conversion system is mounted;
The discharge control unit short-circuits both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element when the determination unit determines that an abnormality has occurred. The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 1 to 10 , wherein the discharge control device is an abnormal-time discharge control means for performing a process to be performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3572058B2 (en) * 2002-05-28 2004-09-29 三菱電機株式会社 Power supply
JP4655056B2 (en) * 2007-03-13 2011-03-23 株式会社デンソー Driving device for switching element
JP2009232620A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power converting device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI742817B (en) * 2020-07-09 2021-10-11 大陸商昂寶電子(上海)有限公司 Sensing circuit and method of fast charging system, fast charging protocol circuit and fast charging system
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