JP6037962B2 - 車両用電力変換装置 - Google Patents
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車両用回転電機に接続され、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続されたダイオードとにより構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子のオン/オフ制御を行うゲート制御部と
を備え、
前記ゲート制御部は、
前記車両用回転電機の各相の相電圧と閾値電圧との比較信号を生成する相電圧比較信号生成部と、
前記相電圧比較信号生成部が生成した比較信号に基づいて、前記ダイオードがオン状態となるタイミングと、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングとを示すタイミング信号を出力するダイオード通電状態検出部と、
前記ダイオード通電状態検出部が出力したタイミング信号に基づき、前記ダイオードがオン状態中に前記スイッチング素子をオンするためのゲート指令信号を生成するゲート指令生成部と、
前記ゲート指令生成部が生成した前記ゲート指令信号と、前記比較信号とに基づいて、前記スイッチング素子のオン/オフ動作の正当性判定を行うゲート指令監視部と
を備え、
前記相電圧比較信号生成部は、
前記ゲート指令信号と前記比較信号とに基づき、前記ダイオードがオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V1(H)と、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V2(H)と、前記スイッチング素子がオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V3(H)とから、入力用の閾値電圧を選択する閾値選択制御部と、
前記車両用回転電機の各相電圧と、前記閾値選択制御部が選択した閾値電圧を比較して、前記比較信号を出力するコンパレータと
を備えることを特徴とする。
図1に示す回路は、相電圧を閾値電圧と比較してダイオードがオン状態であることを検出するコンパレータ1と、相電圧が所定の電圧以下にあることを検出するコンパレータ2と、ダイオードのオンオフ状態に応じてコンパレータ1に入力する閾値電圧を選択するセレクタ3とで構成されている。
図2では、発電電動機101は、電力変換装置102とモータジェネレータ部104とによって構成される。また、発電電動機101には、蓄電池103としてのバッテリーが、プラス電源入力のP端子及び発電電動機101と共通のアースを介して接続されている。
ゲート制御部107は、電力変換部108に設けられた上アームスイッチング素子111a,b,c及び下アームスイッチング素子112a,b,cのオン/オフ指令制御を行う。
図4は、実施の形態1における上アームの相電圧比較信号を生成するための回路の例示図である。
Xcomp(H)=Hのダイオード通電状態において、Xgate(H)をLからHに切換えゲートオン制御を開始すると、Vsel(H)=V3(H)が選択される。Xgate(H)=Hによってスイッチング素子がオン状態になると、相電圧は下降し、やがてVsel(H)=V3(H)を下回り、Xcomp(H)=Lに切り換わることで、Vsel(H)=V1(H)が選択される。
Xgate(H)=Lにてゲートオフ制御後、相電圧が再び上昇し、Vsel(H)=V1(H)を上回ると、Xcomp(H)=Hとなり、Vsel(H)=V2(H)が選択される。その後、相電圧が下降し、ダイオード通電が終了し、Vsel(H)=V2(H)を下回ると、Xcomp(H)=Lに切換わり、最初のVsel(H)=V1(H)の状態に戻る。
即ち、最初の立上りPE1と、最後の立下りNE4とは、図1に示すダイオードオン状態検出信号DIon(H)と同じタイミングを示し、最初の立下りNE2は、図1に示すスイッチング素子オン状態検出信号FETon(H)と同じタイミングを示す。
Xgate(H)が制御されていない場合においては、Xgate(H)=Lのままであるので、その後相電圧が下降し、ダイオード通電が終了し、Vsel(H)=V2(H)を下回ると、Xcomp(H)=Lに切換わり、最初のVsel(H)=V1(H)の状態に戻る。
即ち、最初の立上りPE1と、最後の立下りNE4とは、図1に示すダイオードオン状態検出信号DIon(H)と同じタイミングを示す。
図8は、実施の形態1におけるダイオード通電状態検出部132の回路の例示図である。
遅延時間Tdlyは、オン状態のスイッチング素子がゲートオフ制御されてから実際にオフされるまでの最大オフ遅延時間に設定する。これにより、特許文献1のダイオードオンオフタイミング信号と同じ信号Xon(H)が得られる。
図10は、実施の形態2におけるダイオード通電状態検出部132の回路の例示図である。
Claims (4)
- 車両用回転電機に接続され、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続されたダイオードとにより構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子のオン/オフ制御を行うゲート制御部と
を備え、
前記ゲート制御部は、
前記車両用回転電機の各相の相電圧と閾値電圧との比較信号を生成する相電圧比較信号生成部と、
前記相電圧比較信号生成部が生成した比較信号に基づいて、前記ダイオードがオン状態となるタイミングと、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングとを示すタイミング信号を出力するダイオード通電状態検出部と、
前記ダイオード通電状態検出部が出力したタイミング信号に基づき、前記ダイオードがオン状態中に前記スイッチング素子をオンするためのゲート指令信号を生成するゲート指令生成部と、
前記ゲート指令生成部が生成した前記ゲート指令信号と、前記比較信号とに基づいて、前記スイッチング素子のオン/オフ動作の正当性判定を行うゲート指令監視部と
を備え、
前記相電圧比較信号生成部は、
前記ゲート指令信号と前記比較信号とに基づき、前記ダイオードがオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V1(H)と、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V2(H)と、前記スイッチング素子がオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧V3(H)とから、入力用の閾値電圧を選択する閾値選択制御部と、
前記車両用回転電機の各相電圧と、前記閾値選択制御部が選択した閾値電圧を比較して、前記比較信号を出力するコンパレータと
を備えることを特徴とする車両用電力変換装置。 - 前記閾値選択制御部は、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも低いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオフすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧V1(H)を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも低いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオンすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧V1(H)を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオフすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧V2(H)を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオンすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧V3(H)を入力用の閾値電圧を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用電力変換装置。 - 前記ダイオード通電状態検出部は、
前記ゲート指令信号が前記スイッチング素子をオンすることを示す状態からオフすることを示す状態へ移行する前記ゲート指令信号の立下りのタイミングを遅延させた遅延信号を出力する立下り遅延部と、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示すか、前記立下り遅延部が出力した遅延信号がオンを示すかの少なくともいずれかである場合に、前記ダイオードがオン状態であることを示すダイオードオン検出信号を出力するダイオードオン検出信号出力部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の車両用電力変換装置。 - 前記ダイオード通電状態検出部は、さらに、
前記ゲート指令信号の立下りの遅延時間を設定する遅延時間設定部
を備え、
前記立下り遅延部は、前記遅延時間設定部が設定した遅延時間だけ前記ゲート指令信号の立下りを遅延させる
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用電力変換装置。
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