JP5786629B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
そこで、このブートストラップコンデンサに充電されているブートストラップ電圧を監視して、ブートストラップ電圧が十分でない場合には、上アームスイッチング素子の動作を停止するというインバータ駆動回路が考案されている。図4は、このブートストラップ電圧監視機能を有するブートストラップ型のインバータ駆動回路を備えた、従来の電力変換装置の構成を示す図である(例えば、特許文献1を参照)。
このため、コンデンサリーク等の原因によるブートストラップ電圧(c)の低下状態が継続して発生するような場合には問題ないが、ノイズ等の単発的な異常が原因で一度だけブートストラップ電圧(c)が低下した場合でも、上アームスイッチング素子111の動作を完全に停止させることになる。この状態を以下に説明する。
そして、上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、ブートストラップコンデンサの電圧を監視し、この電圧の異常検出に応じて、駆動回路から上アームスイッチング素子への駆動信号の出力供給を停止させる電圧監視回路と、電圧監視回路が駆動信号の出力供給を停止させる期間を制御する停止期間制御回路とを備えている。
図1は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。図1において、本実施形態に係る電力変換装置は、インバータ10と、インバータ10を駆動するインバータ駆動回路20とを備える。
インバータ10は、上アームスイッチング素子11と下アームスイッチング素子12とが、直列に接続された構成である。この上アームスイッチング素子11及び下アームスイッチング素子12には、MOSトランジスタやIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)が用いられる。本実施形態では、これらのスイッチング素子に、Nチャネル型のMOSトランジスタを用いた例を説明する。上アームスイッチング素子11のソース端子Sは、下アームスイッチング素子12のドレイン端子Dに接続されており、この接続点はモータコイル30を介してモータ中点端子5に接続されている。下アームスイッチング素子12のソース端子Sは、接地されている。上アームスイッチング素子11及び下アームスイッチング素子12は、インバータ駆動回路20から出力される駆動信号をゲート端子Gにそれぞれ入力し、相補的なオン動作/オフ動作を行って、上アームスイッチング素子11のソース端子Sから信号を出力する。
まず、上記構成による本発明の一実施形態に係る電力変換装置の基本的な動作を説明する。
第1の入力端子1と第2の入力端子2とには、MOSトランジスタのオン動作を指示する信号とMOSトランジスタのオフ動作を指示する信号とを所定の周期(ドライバ駆動周期)で交互に繰り返した駆動制御信号(a)及び(f)が、極性反転状態でそれぞれに入力される。
次に、図2及び図3をさらに参照し、上記構成による本発明の一実施形態に係る電力変換装置の特徴的な動作を説明する。
これにより、一時的なブートストラップ電圧(c)の低下が発生した場合、上アームスイッチング素子11の動作停止期間を短くして動作を再開させるので、動作停止による影響を最小限に抑えることが可能となる。また、周期的なブートストラップ電圧(c)の低下が発生した場合には、従来と同様に、上アームスイッチング素子11の動作停止を継続して行うことが可能となる。
3、4、103、104 電源
5、105 モータ中点端子
10、110 インバータ
11、111 上アームスイッチング素子
12、112 下アームスイッチング素子
20、120 インバータ駆動回路
21、121 上アームスイッチング素子ドライバ
22、122 ブートストラップコンデンサ
23、123 ブートストラップダイオード
24、124 電圧監視回路
25 停止期間制御回路
26、126 下アームスイッチング素子ドライバ
27、127 下アームスイッチング素子駆動用コンデンサ
30、130 モータコイル
Claims (5)
- 上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とが直列接続されたインバータと、ブートストラップコンデンサから供給される電圧で作動し、当該上アームスイッチング素子を動作させる駆動信号を供給する駆動回路とを備える、電力変換装置であって、
前記ブートストラップコンデンサの電圧を監視し、当該電圧の異常検出に応じて、前記駆動回路から前記上アームスイッチング素子への前記駆動信号の出力供給を停止させる電圧監視回路と、
前記電圧監視回路が前記駆動信号の出力供給を停止してから所定期間の経過後、前記電圧監視回路に前記駆動信号の出力供給の再開を指示する停止期間制御回路とを備える、電力変換装置。 - 前記停止期間制御回路は、前記電圧監視回路が前記駆動信号の出力供給を停止してから前記電圧監視回路に前記駆動信号の出力供給の再開を指示するまでの期間を、前記上アームスイッチング素子のオン動作を指示する信号とオフ動作を指示する信号とが交互に繰り返されるドライバ駆動周期の1サイクルを超える予め定めた時間に設定していることを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記停止期間制御回路は、前記電圧監視回路が前記ブートストラップコンデンサの電圧異常を検出する毎に、前記予め定めた時間のカウントを新たに開始することを特徴とする、請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記電圧監視回路は、前記ブートストラップコンデンサの電圧が所定の閾値電圧以下であれば異常であると判断することを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記所定の閾値電圧は、前記上アームスイッチング素子が安定したスイッチング動作を確保できる値に基づいて決定されることを特徴とする、請求項4に記載の電力変換装置。
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