WO2011142373A1 - 電力変換システムの放電装置 - Google Patents
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Definitions
- the control device 30 is an electronic control device 30 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.
- the control device 30 inputs detection signals from various sensors (not shown), and switching elements for the U phase, V phase, and W phase of the inverter IV based on the detection values of the various sensors obtained.
- Operation signals gup, gvp, gwp for operating Swp and operation signals gun, gvn, gwn for operating switching element Swn are generated and output.
- 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).
- a temperature sensitive diode SD for detecting the temperature is provided.
- the cathode side of the temperature sensitive diode SD is connected to the emitter of the switching element Swp, and the anode side is connected to the output terminal of the constant current circuit 104 using the discharging capacitor 68 as a power feeding means.
- the voltage on the anode side is taken into the voltage comparison circuit 106, and the output signal of the voltage comparison circuit 106 is taken into the regulator 88.
- the regulator 88 variably sets the output voltage VL ( ⁇ VH) according to the temperature detected by the temperature sensitive diode SD.
- the output voltage of the temperature sensitive diode SD and the temperature of the detection target have a negative correlation.
- FIG. 6 shows a system configuration of the discharge device of the power conversion system according to the present embodiment.
- members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
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Abstract
Description
以下、本発明に係る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。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記した第1及び2実施形態のそれぞれは、以下のように変更して実施してもよい。
シリーズレギュレータとしては、先の図1等において例示したものに限らない。例えば、スイッチング素子42として、バイポーラトランジスタを採用してもよい。また、スイッチング素子42の直列接続数としては、「4」に限らない。ただし、複数であることが望ましい。
第1電源としては、シリーズレギュレータに限らない。例えばフライバックコンバータ等の絶縁型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、降圧チョッパ等の非絶縁型コンバータであってもよい。さらに、第1電源としては、低電位側のスイッチング素子Swnの駆動回路の電源に限らない。
第2電源としては、放電用フライバックコンバータFBdに限らず、例えば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も限らない。例えば、シリーズレギュレータ40の出力端子の電位をシフトさせるレベルシフタであってもよい。また、シリーズレギュレータ40の正極側から上側アームの放電用コンデンサ68側へと進む方向を順方向とするダイオードを備えて構成してもよい。
温度フィードバック制御や発熱量のフィードバック制御はこれを行わなくてもよい。
U相のドライブユニットDUとしては、通常時における充電用スイッチング素子70および放電用スイッチング素子74と、異常時における充電用スイッチング素子82および放電用スイッチング素子84とを各別に備えるものに限らない。例えば、これらを共有する代わりに、上側アームについては、充電用スイッチング素子の入力端子に電圧を印加する手段を、通常時と異常時とで異ならせてもよい。
基板レイアウトとしては、先の図5に例示したものに限らない。例えば、トランス60をU相の領域とV相の領域との間に配置してもよい。
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。
異常時放電制御に用いられる電力変換回路としては、直流交流変換回路に限らず、先の図6に示した昇圧コンバータCVであってもよい。また、電力変換回路を昇圧コンバータCVのみから構成して且つ、その入力端子を直流電源(2次電池)に直接接続してもよい。この場合であっても、コンデンサ122の放電制御が所望されるなら、本発明の適用は有効である。
・上記昇圧コンバータCVの高電位側のスイッチング素子Swpを削除して文字通りの昇圧コンバータとしてもよい。ちなみに、実施例で例示した昇圧コンバータCVは、実際には降圧コンバータとしても機能する。
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
DU…ドライブユニット
Claims (9)
- 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直流電源の電力を所定の電力に変換する電力変換回路と、該電力変換回路の入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を操作することで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、
前記放電装置は、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いずれか一方の駆動回路に対する給電電圧を前記キャパシタの電圧を降圧することで生成する第1電源と、
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いずれか他方の駆動回路に対する給電電圧を、前記第1電源を給電手段として生成する第2電源と、
を備える電力変換システムの放電装置である。 - 請求項1記載の電力変換システムの放電装置において、
前記第2電源は、絶縁型コンバータを備えて構成されることを特徴とする。 - 請求項2記載の電力変換システムの放電装置において、
前記電力変換システムは、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムであり、前記高電位側のスイッチング素子の駆動回路と、前記低電位側のスイッチング素子の駆動回路とは、基板上に隣接して配置されており、
前記絶縁型コンバータを構成するトランスは、前記高電位側のスイッチング素子の駆動回路と前記低電位側のスイッチング素子の駆動回路との間に配置されていることを特徴とする。 - 請求項1~3に記載した何れかの電力変換システムの放電装置において、
前記第1電源は、シリーズレギュレータを備え、且つ前記低電位側のスイッチング素子の駆動回路に対する給電電圧を生成することを特徴とする。 - 請求項4記載の電力変換システムの放電装置において、
前記シリーズレギュレータは、前記キャパシタと前記電力変換回路との間に並列に配置され、前記シリーズレギュレータは、複数個のスイッチング素子が直列に接続されて構成されてい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装置において、
前記電力変換回路は、回転機に接続される直流交流変換回路であり、
前記直流交流変換回路と前記直流電源との間には昇圧コンバータが設けられており、
前記キャパシタは、前記昇圧コンバータの出力端子に接続されるものであることを特徴とする。 - 請求項1~6に記載した何れかの電力変換システムの放電装置において、
前記電力変換回路は、回転機に接続される直流交流変換回路であることを特徴とする。 - 請求項1~7に記載した何れかの電力変換システムの放電装置において、
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双方をオン状態とすることにより前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行うことで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ことを特徴とする。 - 請求項1~8に記載した何れかの電力変換システムの放電装置において、
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、
前記判断手段が前記部材に異常が生じたと判断した場合に、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異常時放電制御手段であることを特徴とする。
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