JP6443253B2 - 電力変換器制御装置 - Google Patents
電力変換器制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6443253B2 JP6443253B2 JP2015146478A JP2015146478A JP6443253B2 JP 6443253 B2 JP6443253 B2 JP 6443253B2 JP 2015146478 A JP2015146478 A JP 2015146478A JP 2015146478 A JP2015146478 A JP 2015146478A JP 6443253 B2 JP6443253 B2 JP 6443253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- atmospheric pressure
- power converter
- switching
- switching speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 9
- 101150102700 pth2 gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000009351 contact transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/13—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and AC motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
- H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0029—Circuits or arrangements for limiting the slope of switching signals, e.g. slew rate
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
- H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
- H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
- H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
例えば特許文献1に開示された自動車は、標高の高い地域を走行する場合のように、大気圧が低い環境下でインバータ入力電圧の許容上限電圧を下げ、モータの絶縁劣化を抑制している。
ところで、インバータのスイッチング素子には、インバータ入力電圧に加え、スイッチング動作に伴うサージ電圧が重畳して印加される。空間絶縁性が低下する低圧環境下において、サージ電圧発生時には基板上のトランス、フォトカプラ等の絶縁素子の絶縁マージンが低下し、絶縁破壊しやすい状態になると考えられる。
そのため、低圧環境下でインバータ入力電圧の許容上限電圧を低減するだけでは、最大電圧を十分に低減することができず、基板上の絶縁素子(適宜、「基板上素子」と略す)が絶縁破壊するおそれがある。この絶縁破壊を防止しようとすると、素子の最大絶縁距離を長く確保する必要があり、基板が大きくなる。
この電力変換器制御装置は、「電力変換器に印加される電圧よりも低い低電圧が印加される低電圧域に設けられ、電力変換器に対する通電指令を演算する制御部」と、「電力変換器に印加される電圧相当の高電圧が印加される高電圧域に設けられ、通電指令に基づいて複数のスイッチング素子に駆動信号を出力する駆動部」とを備える。
駆動部は、複数のスイッチング素子のスイッチング速度を変更可能なスイッチング速度変更回路を有する。そして、制御部又は駆動部に、「少なくとも大気圧、及び、少なくとも1つのスイッチング素子に流れる素子電流(Ice)の情報を取得し、大気圧が低いほどスイッチング速度を低速に設定し、且つ素子電流が大きいほどスイッチング速度を低速に設定してスイッチング速度変更回路に指令するスイッチング速度設定部」が設けられる。スイッチング速度設定部は、大気圧が次第に低下するとき、第1閾値(Pth1)でスイッチング速度を相対的に高速の第2速度(S2)から相対的に低速の第1速度(S1)に切替え、大気圧が次第に上昇するとき、第1閾値より高圧の第2閾値(Pth2)で第1速度から第2速度(S2)に切替えることを特徴とする。
制御部に設けられる形態のスイッチング速度設定部は、低電圧域に設けられた大気圧検出部、又は外部の装置から大気圧の情報を取得可能である。
駆動部に設けられる形態のスイッチング速度設定部は、高電圧域に設けられた大気圧検出部から大気圧の情報を取得可能である。
第1〜第3実施形態の電力変換器制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源であるモータジェネレータを駆動する電力変換システムに適用される。そして、直流電力を交流電力に変換するインバータが特許請求の範囲に記載の「電力変換器」に相当し、インバータの通電を制御するインバータ制御装置が「電力変換器制御装置」に相当する。また、インバータ入力電圧が「電力変換器入力電圧」に相当する。
以下、「本実施形態」とは、第1〜第3実施形態を包括していう。
第1実施形態のインバータ制御装置について、図1〜図6を参照して説明する。
図1に、電力変換器制御装置が適用される電力変換システムの全体構成を示す。電力変換システム90は、バッテリ20の直流電力をインバータ30で交流電力に変換し、負荷であるモータジェネレータ80(図中「MG」と記載)に供給するシステムである。
インバータ制御装置501は、インバータ30の複数のスイッチング素子31〜36を操作し、通電を制御する。以下、明細書及び図面では、スイッチングを「SW」と記す。例えば、「スイッチング速度制御部」を「SW速度設定部」と記す。
入力電圧センサ24は、インバータ30に入力されるインバータ入力電圧Vinvを検出する。平滑コンデンサ25は、インバータ入力電圧Vinvを平滑化する。
SW素子31〜36は、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)で構成され、低電位側から高電位側へ向かう電流を許容する還流ダイオードが並列に接続されている。インバータ30は、SW素子31〜36が駆動信号に従ってSW動作することによって駆動され、直流電力を三相交流電力に変換してモータジェネレータ80に供給する。
モータジェネレータ80のステータには、U相巻線81、V相巻線82、W相巻線83が巻回されている。例えばV相巻線82及びW相巻線83に設けられた電流センサ86、87は、相電流Iv、Iwを検出する。また、回転角センサ85は、ロータの電気角θを検出する。
制御部101は、インバータ30に印加される電圧よりも低い低電圧、例えば数V程度の制御用電圧が印加される低電圧域100に設けられる。制御部101は、マイコン等により構成され、内部にはいずれも図示しないCPU、ROM、I/O、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部101は、予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。
通電指令演算部11には、図示しない車両制御回路からのトルク指令trq*、電流センサ86、87が検出した相電流Iv、Iw、回転角センサ85が検出した回転角θ等が入力される。通電指令演算部11は、これらの情報に基づき、典型的には周知の電流フィードバック制御によって、インバータ30を駆動するための各種制御演算を行う。
SW速度設定部12については、駆動部401の後に説明する。
また、インバータ制御装置501の基板上には、低電圧域100と高電圧域200との間を絶縁するトランス、フォトカプラ等の絶縁素子が設けられる。これらの絶縁素子は、低電圧域100と高電圧域200との間に発生する最大電圧に対し、絶縁性が確保される必要がある。
一般にSW素子のON/OFF切替時には、急激な電流変化により、電流の微分値に比例するサージ電圧が発生する。このサージ電圧による影響を抑制するためには、SW速度を遅くすることが有効である。しかし、常にSW速度を遅くすると損失が増大する。そこで、サージ電圧による影響を抑制する必要性の高い状況では、SW速度を遅くしてサージ電圧を抑制し、サージ電圧による影響を抑制する必要性の低い状況では、SW速度を速くして損失を低減することが求められる。
このようなニーズに対応するため、SW速度変更回路43は、指令に基づき、SW素子31〜36のSW速度を変更する。SW速度変更回路43の具体的な構成例は後述する。
第1実施形態のSW速度設定部12は、低電圧域100に設けられた大気圧検出部61から大気圧Paを取得する。大気圧検出部61は、例えば感圧素子を利用した圧力センサである。ここで、大気圧の記号として用いる「Pa」は「Pressure, atmospheric」の頭文字であり、圧力単位のパスカル[Pa]ではない。なお、本明細書では、大気圧の単位として[atm]を用いる(図3、図5参照)。
なお、他の実施形態では、SW速度設定部12は、大気圧Paのみを大気圧検出部61から取得し、或いは、大気圧Paに加え、素子電流Ice、環境温度Ta、インバータ入力電圧Vinvのうち一つ又は二つの情報のみを取得してもよい。
SW速度設定部12からのSW速度指令を受信したSW速度変更回路43は、指令に基づいてSW速度を変更する。
SW速度変更回路43の構成としては、複数のゲート抵抗又はゲート電圧を段階的に切り替える方式や定電流駆動方式等の構成を用いることができる。図2では、定電圧駆動でゲート抵抗を三段階に切り替える方式の構成を例示する。なお、定電流駆動方式は、SW速度を無段階で連続的に変更する場合に適している。
ここで、対をなす上アームのSW素子と下アームのSW素子とは相補的にON/OFFする必要がある。したがって、上アームのON速度と下アームのOFF速度、上アームのOFF速度と下アームのON速度とは、基本的に同調して変更される。ただし、影響の無い範囲であれば、厳密に同じ速度に設定されなくてもよい。
SW速度変更回路43のON駆動用回路は、抵抗値の異なる複数のON駆動用抵抗471、472、473に接続された複数のON駆動用(Pチャネル)FET451、452、453を有する。ゲート制御回路44がいずれかのON駆動用FET451、452、453にゲート信号を指令することにより、SW素子31〜36のON速度を段階的に変更することができる。
図3(a)の例では、大気圧Paに応じてSW速度を二段階で切り替える。すなわち、大気圧Paが閾値Pth以上のとき、SW速度を高速S2とし、大気圧Paが閾値Pth未満のとき、SW速度を低速S1とする。
本実施形態では、絶縁素子の絶縁性が低下する低圧環境下においてSW速度を遅くし、サージ電圧を抑制することにより、基板上素子の絶縁破壊の防止を図る。
例えば車両が標高の高い地点に向かって登坂する状況で、大気圧Paは、それほど急激に変化するわけではない。したがって、この処理は、制御部101の通常の制御周期よりも長い周期で断続的に実行されてもよい。
図6のSTEP1で、SW速度設定部12は大気圧Paを取得する。大気圧Paが閾値Pth以上のとき(STEP2:YES)、SW速度設定部12は、SW速度を高速S2に設定する(STEP3)。大気圧Paが閾値Pth未満のとき(STEP2:NO)、SW速度設定部12は、SW速度を低速S1に設定する(STEP4)。
各パラメータとSW速度との関係を図4に示す。SW速度は、各パラメータに対しステップ状に変化させてもよく、連続的(リニア)に変化させてもよい。
環境温度Taが低いほどサージ電圧が増大し、絶縁マージンが減少する。したがって、SW速度設定部12は、環境温度Taが低いほどスイッチング速度を低速に設定する(図4(b))。
インバータ入力電圧Vinvが高いほど、SW素子31〜36に印加される最大電圧が高くなり、絶縁マージンが減少する。したがって、SW速度設定部12は、インバータ入力電圧Vinvが高いほどスイッチング速度を低速に設定する(図4(c))。
図3(c)の例では、大気圧Paが第2閾値Pth2以上のとき高速S3、第1閾値Pth1以上第2閾値Pth2未満のとき中速S2、第1閾値Pth1未満のとき低速S1というように、多段階に切替える。
以上の構成による第1実施形態のインバータ制御装置501の効果を説明する。
(1)SW速度設定部12は、大気圧検出部61から大気圧Paの情報を取得し、大気圧Paが低いほど、インバータ30のSW素子31〜36のSW速度を低速に設定する。
これにより、空間絶縁性が低下し基板上素子の絶縁性が低下する低圧環境下において、SW動作時にインバータ入力電圧Vinvに重畳されるサージ電圧を抑制し、低電圧域−高電圧域間に発生する最大電圧を低減することができる。よって、基板上の絶縁素子の絶縁破壊を適切に防止することができる。その結果、素子の最大絶縁距離を短縮し、基板を小さくすることができる。
仮に、これらの情報が不明の場合、想定され得る最も不利な条件、すなわち、「素子電流Ice最大、且つ、環境温度Ta最低、且つ、インバータ入力電圧Vinv最高」の条件で基板の最大絶縁距離を決める必要がある。すると、最大絶縁距離が長くなり、基板が大型化することとなる。そこで、SW速度設定部12がこれらの情報を取得し、その情報を反映して適切にSW速度を設定することにより、最大絶縁距離を最適化することができる。
次に、第2実施形態について図7を参照して説明する。第2実施形態のインバータ制御装置502は、低電圧域100の制御部102でなく、高電圧域200の駆動部402にSW速度設定部42が設けられている。また、SW速度設定部42は、高電圧域200に設けられた大気圧検出部63から大気圧の情報を取得する。SW速度設定部42が出力したSW速度指令は、駆動部402内部でSW速度変更回路43に通信される。
ここで、「SW速度設定部42が駆動部402に設けられる」とは、基板等の物理的なレイアウト等とは関係なく、高電圧域200に設けられたSW速度設定部42が、駆動部402が出力する駆動信号に対しSW速度を調整する構成であればよい。
また、SW速度指令が低電圧域100から高電圧域200に跨がって通信されないため、第1実施形態で必要となるフォトカプラ等の非接触式伝送手段を省くことができる。
図8に示す第3実施形態では、第1実施形態と同様に、制御部101にSW速度設定部12が設けられている。ただし、SW速度設定部12が大気圧Paの情報を取得する情報源が「外部の装置」としての他ECU70である点が第1実施形態と異なる。
他ECU70は、例えば、バッテリ20の残量(SOC)や充放電許容電力(Win、Wout)を管理するバッテリECU等である。第3実施形態では、他ECU70が別の目的で取得した大気圧Paの情報をSW速度設定部12が援用する。
ただし、第1実施形態と同様に、SW速度設定部12は、大気圧Paのみ、或いは、大気圧Paに加え、素子電流Ice、環境温度Ta、インバータ入力電圧Vinvのうち一つ又は二つの情報のみに基づいてSW速度を設定してもよい。
第3実施形態では、第1実施形態と同様の効果を奏することに加え、他ECU70から取得した情報を援用することにより、専用の大気圧検出部61の設置が不要となる。
(ア)上記実施形態では、インバータ制御装置が設置される環境の大気圧が低下する例として、インバータ制御装置を搭載した自動車が標高の高い地点へ移動する場合を想定している。標高以外に装置環境の大気圧が変化する可能性としては、異常気象の場合や実験設備内部で使用される場合等が考えられる。
また本発明は、大気圧が1atmより低い環境でSW速度を低下させる場合に限らず、大気圧が1atmより高い環境でSW速度を上昇させる場合に適用されてもよい。
(ウ)インバータは、三相インバータに限らず、四相以上の多相インバータでもよい。また、「電力変換器」として、直流電力を交流電力に変換するインバータの他、直流電力の電流方向及び電流の大きさを変更するHブリッジ回路に本発明を適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
101、102・・・制御部、
12 ・・・スイッチング速度設定部、
200・・・高電圧域、
30 ・・・インバータ(電力変換器)、
31〜36・・・スイッチング素子、
401、402・・・駆動部、
42 ・・・スイッチング速度設定部、
43 ・・・スイッチング速度変更回路、
501、502・・・インバータ制御装置(電力変換器制御装置)、
61、63・・・大気圧検出部。
Claims (6)
- 電力変換器(30)の複数のスイッチング素子(31〜36)を操作し、通電を制御する電力変換器制御装置であって、
前記電力変換器に印加される電圧よりも低い低電圧が印加される低電圧域(100)に設けられ、前記電力変換器に対する通電指令を演算する制御部(101、102)と、
前記電力変換器に印加される電圧相当の高電圧が印加される高電圧域(200)に設けられ、前記通電指令に基づいて前記複数のスイッチング素子に駆動信号を出力する駆動部(401、402)と、
を備え、
前記駆動部は、前記複数のスイッチング素子のスイッチング速度を変更可能なスイッチング速度変更回路(43)を有し、
前記制御部又は前記駆動部に、少なくとも大気圧、及び、少なくとも1つの前記スイッチング素子に流れる素子電流(Ice)の情報を取得し、大気圧が低いほどスイッチング速度を低速に設定し、且つ前記素子電流が大きいほどスイッチング速度を低速に設定して前記スイッチング速度変更回路に指令するスイッチング速度設定部(12、42)が設けられ、
前記スイッチング速度設定部は、
大気圧が次第に低下するとき、第1閾値(Pth1)でスイッチング速度を相対的に高速の第2速度(S2)から相対的に低速の第1速度(S1)に切替え、大気圧が次第に上昇するとき、前記第1閾値より高圧の第2閾値(Pth2)で前記第1速度(S1)から前記第2速度(S2)に切替えることを特徴とする電力変換器制御装置。 - 前記スイッチング速度設定部は、環境温度(Ta)をさらに取得し、
前記環境温度が低いほどスイッチング速度を低速に設定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換器制御装置。 - 前記スイッチング速度設定部は、電力変換器入力電圧(Vinv)をさらに取得し、
前記電力変換器入力電圧が高いほどスイッチング速度を低速に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換器制御装置。 - 前記スイッチング速度設定部(12)は、前記制御部に設けられており、
前記低電圧域に設けられた大気圧検出部(61)、又は外部の装置(70)から大気圧の情報を取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換器制御装置。 - 前記スイッチング速度設定部(42)は、前記駆動部に設けられており、
前記高電圧域に設けられた大気圧検出部(63)から大気圧の情報を取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換器制御装置。 - ハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載され、車両の駆動源であるモータジェネレータ(80)に電力を供給する電力変換器の通電を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換器制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015146478A JP6443253B2 (ja) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | 電力変換器制御装置 |
US15/218,561 US10081251B2 (en) | 2015-07-24 | 2016-07-25 | Apparatus for controlling power converters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015146478A JP6443253B2 (ja) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | 電力変換器制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017028900A JP2017028900A (ja) | 2017-02-02 |
JP6443253B2 true JP6443253B2 (ja) | 2018-12-26 |
Family
ID=57836763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015146478A Active JP6443253B2 (ja) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | 電力変換器制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10081251B2 (ja) |
JP (1) | JP6443253B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016217494A1 (de) * | 2016-09-14 | 2018-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters sowie danach arbeitender Stromrichter |
JP6970341B2 (ja) * | 2016-12-16 | 2021-11-24 | ダイキン工業株式会社 | インバータ制御装置 |
JP6751696B2 (ja) * | 2017-10-30 | 2020-09-09 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
EP3576302A1 (de) * | 2018-05-29 | 2019-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Ansteuern eines metall-oxid-halbleiter-feldeffekttransistors |
JP7354953B2 (ja) * | 2020-07-21 | 2023-10-03 | 株式会社デンソー | 電力変換装置の制御装置、プログラム |
JP7455700B2 (ja) | 2020-08-17 | 2024-03-26 | 矢崎総業株式会社 | スイッチング素子駆動装置 |
JP7354962B2 (ja) * | 2020-08-24 | 2023-10-03 | 株式会社デンソー | インバータの制御装置、プログラム |
DE102021111770A1 (de) | 2021-05-06 | 2022-11-10 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ansteuern einer elektrischen Maschine und elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5070992B2 (ja) * | 2007-08-23 | 2012-11-14 | 株式会社デンソー | パワースイッチング素子の駆動装置及び電力変換システム |
JP4844653B2 (ja) | 2009-07-20 | 2011-12-28 | 株式会社デンソー | パワースイッチング素子の駆動装置 |
JP5029793B2 (ja) * | 2010-05-19 | 2012-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
US8760003B2 (en) * | 2010-08-02 | 2014-06-24 | Denso Corporation | Vehicle-use power supply control apparatus and control apparatus for controlling electric rotating machine mounted on vehicle as main engine |
JP5799899B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2015-10-28 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP2014161165A (ja) | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Toyota Motor Corp | 自動車 |
JP2015065742A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | インバータ制御装置およびインバータ装置の制御方法 |
-
2015
- 2015-07-24 JP JP2015146478A patent/JP6443253B2/ja active Active
-
2016
- 2016-07-25 US US15/218,561 patent/US10081251B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170021733A1 (en) | 2017-01-26 |
JP2017028900A (ja) | 2017-02-02 |
US10081251B2 (en) | 2018-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6443253B2 (ja) | 電力変換器制御装置 | |
US8558492B2 (en) | Apparatus for driving motor of electric vehicle | |
JP5993616B2 (ja) | 電動機の駆動制御装置 | |
US9680405B2 (en) | Onboard motor controller | |
JP4462243B2 (ja) | 負荷駆動装置およびそれを備える車両 | |
US9725007B2 (en) | Electric vehicle and control method therefor | |
US10090792B2 (en) | Self-balancing parallel power devices with a temperature compensated gate driver | |
US10432186B2 (en) | Variable resistance power switch feedback | |
US20140092653A1 (en) | Electronic circuit operating based on isolated switching power source | |
US20150108929A1 (en) | Power controller | |
JP2011097812A (ja) | インバータ装置 | |
US11424670B2 (en) | Drive device for switch | |
US20180337623A1 (en) | Drive device and control method for drive device | |
US9112442B2 (en) | Voltage conversion control device for motor | |
JP2013240162A (ja) | 電圧変換装置 | |
US20190367080A1 (en) | Control device and electric power steering device using same | |
JP2015080350A (ja) | 電動車両 | |
US10144296B2 (en) | Gate driver with temperature compensated turn-off | |
JP5321368B2 (ja) | モータ駆動制御装置 | |
US9148082B2 (en) | Control device and control method | |
JP2017050920A (ja) | 回転電機制御装置 | |
JP6973252B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2014155371A (ja) | 電気自動車 | |
JP6935739B2 (ja) | 昇圧システム | |
JP6751497B2 (ja) | 昇圧システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180626 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181030 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181112 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6443253 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |