JP2018207684A - 平滑コンデンサの放電方法及び放電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電抵抗を大とすることなく、平滑コンデンサを短時間で放電可能な平滑コンデンサの放電装置を実現する。
【解決手段】放電回路１５が、コンタクタ１６の正常異常を問わず、平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値未満か否かを判断する。平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値以下の場合は、第１のレベルの放電電流指令で放電抵抗２０に放電し、平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値を超えた場合は、第１のレベルの放電電流指令より大の第２のレベルの放電電流指令で放電抵抗２０に放電する。
【選択図】図２

Description

この発明は、電力変換装置における平滑コンデンサの放電方法および放電装置に関する。

電圧形インバータ（インバータと略称する）は、直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置であり、広く、交流モータの可変速駆動用途に使われている。近年、環境意識の高まりを背景に市場規模を拡大するハイブリッド電気自動車や電気自動車の中核部品のひとつでもある。

これら自動車用途では、特に、何らかの不具合により起こる危険から搭乗者を守るため、各種異常の検出手段を設け、異常検出結果に応じて、安全な動作状態にシステムを遷移させている。

また、インバータに供給される直流電圧が６０Ｖを超える場合には、スイッチング動作に伴う電圧リプルを除去するためにインバータに並列接続された平滑コンデンサの電荷を所定時間内に放電するための電力消費手段が設けられている。

自動車のイグニッションをオフにする事で車両を停止状態にした場合や、事故などによりシステムが必要と判断した場合に、電力消費手段を動作させ、平滑コンデンサの放電を行い、その電圧が人身の感電がないレベル（６０Ｖ未満）にし、安全を確保している。

なお、電力消費手段としては、最低２手段の採用（冗長性）が求められ、放電に係る時間は、例えば、第１の手段では５ｓ以内、第２の手段では５分以内に６０Ｖ未満にする必要がある。

こうした技術は、例えば、特許文献１や特許文献２などに記載されている。

実開昭６３−２９３９１号公報 特許第４４１８３１８号公報

特許文献１には、平滑コンデンサの電荷を所定時間内に放電するための電力消費手段として、放電抵抗並びに、スイッチ素子を直列に接続した回路を平滑コンデンサに並列接続する回路（放電回路）が例示され、何らかの制御が実施される事が記載されている。

しかしながら、特許文献１には、制御の詳細については記載がない。

一方、特許文献２には、例えば、特許文献１に例示された放電回路を制御する方法が詳細に示されている。この方法によれば、平滑コンデンサの電圧を検出し、車両のイグニッションをオフとすることにより、直流バッテリとインバータとの間に直列接続されたコンタクタの開放指令が与えられた時を基点に、所定時間毎に検出した平滑コンデンサの電圧値変化を算出し、その結果と所定の閾値とを比較判定して、コンデンサ放電が正常に行われているか否かを判定している。

これにより、例えば、コンタクタが故障して、指令に反し、閉路を形成している場合は、異常と判定することができ、その場合は平滑コンデンサの放電動作を停止することで、放電抵抗の不具合発生（過熱による焼損など）を未然に防ぐことが出来る。

しかし、特許文献２に記載された方法では、平滑コンデンサの電圧変化を演算し、閾値と比較するような複雑な処理が必要で、正常か異常かの診断確定には所定の時間が必要である。

また、上位コントローラがコンタクタの異常判断を行うために、その期間の放電継続が要求される場合がある。これは、診断時間はシステム的に決められるため、ユニット単位の診断時間よりも長くなる場合があるからである。

そして、正常か異常かの診断結果を確定させるまでに消費される電力を加味して、放電抵抗の定格電力を設定すると、放電抵抗の体格が大きくなり、延いては、インバータのコストアップや実装のためのサイズが大きくなるなどの課題があった。

本発明の目的は、放電抵抗を大とすることなく、平滑コンデンサを短時間で放電可能な平滑コンデンサの放電方法及び放電装置を実現することであり、放電抵抗などの電力消費体を流れる電流を所定値に制御し、簡易な方法で、コンタクタの正常・異常を問わず、その開放を判定し、放電を適切に行うものである。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。

平滑コンデンサの放電方法において、平滑コンデンサの電圧時間変化率を検出し、検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率以下のときは、上記平滑コンデンサから電力消費体に流れる電流を第１のレベルの放電電流値に設定し、検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率を越えたときは、上記平滑コンデンサから上記電力消費体に流れる電流を、上記第１のレベルの放電電流値より大の第２のレベルの放電電流値に設定し、上記電力消費体に流れる電流が、設定された上記第１のレベルの放電電流値又は上記第２のレベルの放電電流値となるように制御する。

平滑コンデンサの放電装置において、平滑コンデンサの電圧時間変化率を検出する電圧時間変化率検出回路と、上記電圧時間変化率検出回路が検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率以下のときは、上記平滑コンデンサから電力消費体に流れる電流を第１のレベルの放電電流値に設定し、検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率を越えたときは、上記平滑コンデンサから上記電力消費体に流れる電流を、上記第１の放電電流値より大の第２のレベルの放電電流値に設定する放電電流指令部と、上記電力消費体に流れる電流が、設定された上記第１のレベルの放電電流値又は上記第２のレベルの放電電流値となるように制御する放電電流制御部と、を備える。

放電抵抗を大とすることなく、平滑コンデンサを短時間で放電可能な平滑コンデンサの放電方法及び放電装置を実現できる。

本発明の平滑コンデンサの放電装置が適用されるインバータを用いたモータ駆動システムの一例の構成図である。 本発明の実施例１に係る平滑コンデンサの放電装置の回路図である。 本発明の実施例１による放電回路の放電動作時の電圧変化を示す図である。 本発明の実施例１による放電回路の放電動作時の電流変化を示す図である。 本発明の実施例２の要部であり、過温度保護回路と放電停止回路とを示す図である。

以下、本発明の平滑コンデンサの放電方法及び放電装置の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による平滑コンデンサの放電装置（放電回路）が適用されるインバータ（電力変換装置）を用いたモータ駆動システムの一例の構成図である。

図１において、自動車用途の可変速駆動系は、高圧バッテリ１と、複数のトランジスタ（Ｔｕ、Ｔｖ、Ｔｗ）及び複数のダイオード（Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗ）を有するインバータ２と、交流モータ３と、直流入力電圧検出器４と、交流出力電流検出器５、６及び７と、回転角検出器８と、制御回路９と、ゲート駆動回路１０と、制御やゲート駆動に必要な電源１１とを備えている。

インバータ２には、平滑コンデンサ（Ｃ０）１２と、直列接続されたコンデンサ（Ｃ１）１３及びコンデンサ（Ｃ２）１４とが並列に接続されている。それぞれのコンデンサ容量は、例えば、平滑コンデンサ１２は８００ｕＦと大きく、コンデンサ１３と１４は、それぞれ０．１ｕＦと小さい。

インバータ２には、平滑コンデンサ１２に並列に接続された放電回路１５が備えられている。

図１に示すように、低圧バッテリ１７から供給される例えば１２Ｖを入力としたスイッチング電源１１から動作電圧が制御回路９に与えられ、制御回路９がゲート駆動回路１０を介してゲート駆動制御することにより、インバータ２は、図示しない上位コントローラの指令に基づき、その出力電流が所定になるように制御され、モータ３が電動もしくは、発電の動作をする。

また、高圧バッテリ１の直流バス（＋）及び直流バス（−）に直列に接続されているコンタクタ１６は、図示しない例えば、高圧バッテリーコントローラにより、開閉が行われ、車両の運転中は高圧バッテリ１とインバータ２と間の閉路を構成する。モータ３が電動の動作では、バッテリ１からインバータ２に電流が流れ、モータ３が発電の動作では、インバータ２からバッテリ１に向かい、電流が流れる。

図２は、本発明の実施例１に係る、平滑コンデンサの放電装置の回路図である。

図２において、平滑コンデンサ１２に接続された直流バス（＋）及び（−）に、放電回路（放電装置）１５並びに、それを駆動する電源回路３０が接続されている。電源回路３０は、平滑コンデンサ１２に蓄積された電力を電源とする。

放電回路１５は、電力消費体としての放電抵抗２０と、平滑コンデンサ１２から放電抵抗２０に流れる電流を一定に制御するためのスイッチ素子２１と、電流検出抵抗２５と、ローパスフィルタ回路２３と、電流検出抵抗２５を介して得られる、放電抵抗２０を流れる電流に比例したローパスフィルタ回路２３通過後の電圧、及び、放電回路１５の電源電圧を分圧抵抗により、所定電流に対応し設定した電圧を入力として、スイッチ素子２１をオンオフ制御するためのヒステリシスコンパレータ回路２２とを備える。

ローパスフィルタ回路２３においては、抵抗２３−１の一方端とコンデンサ２３−２の一方端とが接続されてコンパレータ２２−１の負入力端に接続され、抵抗２３−１の他方端がＯＰアンプ２３−３の出力端に接続され、コンデンサ２３−２の他方端がＧＮＤに接続され、ＯＰアンプ２３−３の出力端には抵抗２３−４の一方端が接続され、抵抗２３−４の他方端と抵抗２３−５の一方端とが接続された直列抵抗回路の２抵抗の接続点は、ＯＰアンプ２３−３の負入力端に接続され、抵抗２３−５の他方端はＧＮＤに接続される。

スイッチ素子２１においては、ＦＥＴ２１−１のゲート端子に抵抗２１−２の一方端が接続され、ＦＥＴ２１−１のドレインは放電抵抗２０の一方端に接続され、ＦＥＴ２１−１のソースは電流検出抵抗２５の一方端に接続されると共にＯＰアンプ２３−３の正入力端に接続される。また、スイッチ素子２１においては、放電抵抗２０の他端は、直流バス（＋）に接続される。ＦＥＴ２１−１のソースに一方端は接続された電流検出抵抗２５の他方端は直流バス（−）に接続される。

ヒステリシスコンパレータ回路２２において、コンパレータ２２−１の出力端とヒステリシス幅設定抵抗２２−２の一方端及びヒステリシス幅設定抵抗２２−３の一方端が接続され、抵抗２２−２の他方端はコンパレータ２２−１の正入力端に接続され、抵抗２２−３の他方端は放電回路１５の正電源に接続されている。

ローパスフィルタ回路２３は、その周波数特性を決定するコンデンサ２３−２と抵抗２３−１に加えて、抵抗２３−４と抵抗２３−５により、所定ゲインを設定できるＯＰアンプ２３−３を備えており、放電抵抗２０を流れる電流の検出感度を設定できる。

上記所定電流に対応し設定した電圧を出力する電流指令設定回路２４の出力電圧は、互いに直列接続された抵抗２４−１と抵抗２４−２との分圧比で決まるレベルと、抵抗２４−１と抵抗２４−３の分圧比で決まるレベルと、電流指令切替回路２６のコンパレータ２６−１の出力状態とにより選択される。抵抗２４−３の一方端は抵抗２４−１と抵抗２４−２との接続点に接続されている。

電流指令設定回路２４の出力電圧は、コンパレータ２２−１の正入力端に供給される。

オープンコレクタ出力であるコンパレータ２６−１は、コンパレータ２６−１の出力がＯＦＦ（出力端−ＧＮＤ間がハイインピーダンス）の場合、抵抗２４−１と抵抗２４−２で決まる電流指令値がヒステリシスコンパレータ回路２２に供給され、コンパレータ２６−１の出力がＯＮ（出力端−ＧＮＤ間がローインピーダンス）の場合、抵抗２４−１と抵抗２４−３で決まる電流指令値がヒステリシスコンパレータ回路２２に供給される。

ここで、抵抗２４−３は抵抗２４−２に比べて、十分小さく設定している。

電流指令切替回路２６のコンパレータ２６−１の負入力端には、平滑コンデンサ１２の電圧時間変化率を検出する電圧時間変化率検出回路２７におけるコンデンサ２７−２と接続された抵抗２７−４により構成された不完全微分回路が接続されている。コンパレータ２６−１の負入力端には、一方端が放電回路１５の正電源に接続された抵抗２７−３の他方端も接続され、抵抗２７−３および抵抗２７−４は、コンパレータ２６−１の負入力端の入力レベルをバイアスし、単電源動作のコンパレータ２６−１で、上記微分回路出力が減少する場合においても、判定可能とする目的で接続されている。

コンパレータ２６−１の正入力端は、上記微分回路により検知される電圧の時間変化率に基づき、電流設定回路２４の電流指令値を切替えるための予定値を設定する。それは、コンパレータ２６−１の正入力端に接続された抵抗２６−２と２６−３との分圧比により設定できる。

電圧時間変化率検出回路２７のコンデンサ２７−２と接続された抵抗２７−３により構成された不完全微分回路の残る一方には、平滑コンデンサ１２の両端電圧を分圧した信号を入力とするゲイン１のＯＰアンプ２７−１の出力端が接続されているため、上記電圧の時間変化率は、平滑コンデンサ１２の両端電圧の時間変化率を示す。

ＯＰアンプ２７−１の正入力端には、平滑コンデンサ１２の両端電圧を分圧する抵抗２７−６と抵抗２７−５との接続点が接続されている。ＯＰアンプ２７−１の負入力端はＯＰアンプ２７−１の出力端に接続されている。

電源回路３０は、電流を制限するための抵抗３０−１と、それに直列に接続され、所定の略一定電圧を得るためのツェナダイオード３０−２と、それに並列接続されたリプル除去用のコンデンサ３０−３とを備えている。

電流指令設定回路２４と電流指令切替回路２６とにより、放電電流指令部が構成される。

また、スイッチ素子２１と、ヒステリシスコンパレータ回路２２と、ローパスフィルタ回路２３とにより、電力消費体である放電抵抗２０に流れる電流が、設定された第１のレベルの放電電流値又は第２のレベルの放電電流値となるように制御する放電電流制御部が構成される。

図３は、本発明の実施例１による放電回路１５の放電動作時の電圧変化を示す図であり、図４は、本発明の実施例１による放電回路１５の放電動作時の電流変化を示す図である。図３及び図４は、直流バス（＋）、（−）の両端電圧並びに、放電抵抗２０に流れる電流をＳＰＩＣＥ（シミュレーションプログラム）により、シミュレーションした結果を示している。図３及び図４に示した結果は、平滑コンデンサ１２の容量Ｃ０は８００ｕＦ、放電抵抗２０は８００Ω、電流検出抵抗２５は０．２Ω、電流検出信号を得るローパスフィルタ回路２３のＯＰアンプ２３−３のゲインは３６とした。

ヒステリシスコンパレータ回路２２にて比較する電圧基準（電流指令）は電圧の時間変化率が所定値より低い場合は１３０ｍＶ（１８ｍＡ）、そうでない場合は２３１５ｍＶ（３２０ｍＡ）とそれぞれ設定した。

上記電圧の時間変化率の所定値は、１８ｍＡの放電による平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率以下に設定した。実施例１においては、上記電圧の時間変化率の所定値を１８ｍＡの放電による平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率とし、例えば、２２．５Ｖ／ｓｅｃと設定する。そして、平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率が２２．５Ｖ／ｓｅｃ以下であれば、平滑コンデンサ１２を１８ｍＡ（設定された第１のレベルの放電電流値）で放電し、平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率が２２．５Ｖ／ｓｅｃを超えたとき、平滑コンデンサ１２を３２０ｍＡ（設定された第２のレベルの放電電流値）で放電するように設定することができる。また、平滑コンデンサ１２の両端電圧の初期電圧は５５０Ｖとし、時刻０ｓにバッテリーコンタクタ１６は解放されたと設定した。

図３は、平滑コンデンサ１２の両端電圧と時間との関係を示し、図４は、放電抵抗２０に流れる電流と時間との関係を示している。図４の（ａ）に示した時間軸を、拡大した図４の（ｂ）及び（ｃ）を参照すれば、スイッチ素子２１により放電抵抗２０に流れる電流は、パルス状に制御されている様子がわかる。

また、図４の（ｂ）及び（ｃ）では、後者が、通電パルスの幅が前者に比べ、広くなっている。図４の（ｂ）に示した期間は、そのパルス電流の平均は概ね１８ｍＡ、図４の（ｃ）に示した期間は、平均は概ね３００ｍＡとなっている。

また、設定したスイッチ制御するためのヒステリシス幅では、スイッチング周波数は５００Ｈｚ程度となっている。放電動作時は、このスイッチングに伴う損失とスイッチ素子２１の導通損失が、消費電力に加算され、平滑コンデンサ１２の放電の手助けとなる。

なお、０．９５ｓ以降は平滑コンデンサ１２の両端電圧が２５６Ｖ（＝８００Ωｘ３２０ｍＡ）より下がったため、スイッチ素子２１が常時オンの動作モードとなった。

図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、平滑コンデンサ１２の両端電圧は、放電回路１５の放電動作により、略２２．５Ｖ／ｓｅｃにて下降する。そして、その下降により、設定した時間変化率の検出値が所定値を越えると、電流指令が３２０ｍＡに切替り、放電動作による平滑コンデンサ１２の両端電圧の時間変化率は、略４００Ｖ／ｓｅｃに増大して、下降する。この変化は、概ね時刻０．１３ｓで起こっている。

その結果、放電電流が１．８ｍＡ及び３２０ｍＡにより、平滑コンデンサ１２の両端電圧は概ね１．８ｓで６０Ｖ未満になっている。本発明の実施例１を適用することで、所定の放電を短時間に達成できることがわかる。

つまり、平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率が２２．５Ｖ／ｓｅｃ以下であれば、平滑コンデンサ１２の放電電流を小の値（１８ｍＡ）に制限することで、放電抵抗２０の過熱を抑制することができるということである。また、平滑コンデンサ１２の電圧の時間変化率が２２．５Ｖ／ｓｅｃを超えたときは、平滑コンデンサ１２の電圧の低下が速くなるので、平滑コンデンサ１２の放電電流を大の値（３２０ｍＡ）に設定することで、放電抵抗２０の過熱を抑制することができると共に、短期に放電を実行することができるということである。

以上のように、本発明の実施例１によれば、放電回路１５が、コンタクタ１６の正常異常を問わず、平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値（一定の電圧時間変化率）以下か否かを判断し、平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値以下の場合は、第１のレベルの放電電流指令で放電抵抗２０に放電し、平滑コンデンサ１２の両端電圧の電圧時間変化率が所定値を超えた場合は、第１のレベルの放電電流指令より大の第２のレベルの放電電流指令で放電抵抗２０に放電するように構成したので、放電抵抗２０を大とすることなく、平滑コンデンサ１２を短時間で放電可能な平滑コンデンサ１２の放電方法及び放電装置を実現することができ、放電抵抗２０などの電力消費体を流れる電流を所定値に制御し、簡易な方法で、コンタクタ１６の正常・異常を問わず、その開放を判定し、放電を適切に行うことができる。

また、放電回路１５を動作させる電源を平滑コンデンサ１２の両端から得ているため、電圧が６０Ｖ以上であれば、制御回路９の電源である低圧バッテリ１７が切り離された状態であっても、放電動作を継続できるという特有の効果も有している。

さらに、放電回路１５を動作させる電源は平滑コンデンサ１２を放電させることができるため、常時放電回路としても活用することができる。

なお、コンタクタ１６が異常か否かの判断は、上位のコントローラ（実施例１では図示せず）により行うように構成することも可能である。

また、平滑コンデンサ１２の両端電圧が、一定時間、例えば、１．８ｓ以下で６０Ｖ未満となるように、第１のレベルの放電電流値及び第２のレベルの放電電流値のうちの少なくとも一つを設定することも可能である。

また、上述した例においては、平滑コンデンサ１２に蓄積された電力を放電回路１５の駆動源となるように電源回路３０を備えるよう構成したが、放電回路１５の駆動源を平滑コンデンサ１２からではなく、別箇のバッテリを有する電源回路とすることも可能である。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。

本発明の実施例２は、実施例１の放電回路１５に、過温度保護回路２８と、放電停止回路２９とを追加した例である。

過温度保護回路２８は、何らかの故障により放電抵抗２０の温度が、許容値を超えた場合に放電動作を停止し、抵抗の過温度保護を行う回路である。また、放電停止回路２９は、外部のコントローラ４０からの信号により、放電を停止できる回路である。

図５は、本発明の実施例２の要部であり、過温度保護回路２８と、放電停止回路２９とを示す図である。なお、図５は本実施例２の説明に必要な要部である図２に記載のスイッチ素子２１、放電抵抗２０を引用し、放電回路１５のその他の部分は省略してある。

図５において、過温度保護回路２８は、コンパレータ２８−１と、放電抵抗２０の温度を測定するサーミスタ２８−２と、測定温度を電圧変化に換算するための抵抗２８−３と、コンパレータ２８−１の過温度検出値を電源電圧の分圧により、設定するための抵抗２８−４及び２８−５と、コンパレータ２８−１の動作にヒステリシスを付与するための抵抗２８−６及び２８−７と、コンパレータ２８−１の出力を入力として、そのロジックを反転するためのＦＥＴトランジスタ２８−８とを備えている。

サーミスタ２８−２と抵抗２８−３との接続点は、コンパレータ２８−１の負入力端に接続されている。

また、抵抗２８−４と抵抗２８−５との接続点は、コンパレータ２８−１の正入力端に接続されている。

また、ＦＥＴトランジスタ２８−８のドレインはスイッチ素子２１のゲート抵抗２１−２に接続され、ＦＥＴトランジスタ２８−８のソースはＧＮＤ端子に接続されている。

サーミスタ２８−２は、放電抵抗２０の温度上昇と共に、その抵抗値が減少する。その結果、サーミスタ２８−２と抵抗２８−３との接続点電圧は減少する。そして、サーミスタ２８−２と抵抗２８−３との接続点の電圧値が過温度検出値を下回ると、コンパレータ２８−１の出力−ＧＮＤ間がローインピーダンスからハイインピーダンス状態に変り、ＦＥＴトランジスタ２８−８がオンすることで、ＦＥＴトランジスタ２８−８のドレイン−ソース間はローインピーダンスとなり、スイッチ素子２１のゲート電圧は略０に保持される。すなわち、放電抵抗２０への放電動作は停止する。

それにより、放電動作が停止したことに応答して、放電抵抗２０の温度が下がると、サーミスタ２８−２の抵抗は増加し、その結果、サーミスタ２８−２と抵抗２８−３の接続点電圧は増加する。

そして、コンパレータ２８−１に設定したヒステリシス幅を超えると、コンパレータ２８−１の出力−ＧＮＤ間がハイインピーダンスからローインピーダンス状態に変り、ＦＥＴトランジスタ２８−８がオフすることで、ＦＥＴトランジスタ２８−８のドレイン−ソース間はハイインピーダンスとなり、スイッチ素子２１のゲート電圧は、図示を省略した図２のヒステリシスコンパレータ回路２２のコンパレータ２２−１の出力に応答して変化する。すなわち、放電動作を行う。

放電停止回路２９は、フォトカプラ２９−１を備え、その２次側トランジスタ２９−２のコレクタがスイッチ素子２１のゲート抵抗２１−２に接続され、２次側トランジスタ２９−２のエミッタはＧＮＤ端子に接続されている。

フォトカプラ２９−１の１次側のフォトダイオード２９−３は。放電動作の停止指示をする外部のコントローラ４０のＧＮＤ並びに制御端子に接続されている。

コントローラ４０から１次側フォトダイオード２９−３に電流が供給されると、２次側トランジスタ２９−２のコレクタとエミッタ間はローインピーダンスと変化し、スイッチ素子２１のゲート電圧は略０に保持される。すなわち、放電動作は停止する。

１次側フォトダイオード２９−３への電流の供給が停止すると、２次側トランジスタ２９−２のコレクタとエミッタ間はハイインピーダンスとなり、スイッチ素子２１のゲート電圧は、図示を省略した図２のヒステリシスコンパレータ２２のコンパレータ２２−１の出力に応答して変化する。すなわち、放電動作を行う。

コントローラ４０は、コンタクタ１６の異常や、その他の構成（コントローラ４０により制御されるその他の回路等）の異常等の発生により、停止指令を発生し、放電抵抗２０への放電動作を停止することができる。

以上のように、本発明の実施例２によれば、実施例１と同様な効果が得られる他、放電抵抗２０の温度が許容値を超えた場合及び外部のコントローラ４０から停止指令が発生された場合に、放電動作を停止することができるという効果を得ることができる。

なお、上述した本発明の実施例２においては、過温度保護回路２８及び放電停止回路２９を備えるように構成したが、過温度保護回路２８及び放電停止回路２９のうちの一つのみ備えるように構成することも可能である。

また、本発明は、自動車用途で高圧バッテリに接続されたインバータに適用することができる他、電車や産業用ロボット等の他の用途にも適用可能である。

また、上述した例においては、電力消費体として放電抵抗２０としたが、放電抵抗に限らず、電力を消費するものであれば、その他の部材であってもよい。例えば、放電中であることを示すランプやブザーであってもよい。

１・・・高圧バッテリ、 ２・・・電圧形インバータ、 ３・・・交流モータ、 ４・・・直流電圧検出器、 ５、６、７・・・電流検出器、 ８・・・回転位置検出器、 ９・・・制御回路、 １０・・・ゲート駆動回路、 １１・・・スイッチング電源、 １２・・・平滑コンデンサ、 １５・・・放電回路（放電装置）、 １６・・・コンタクタ、 １７・・・低圧バッテリ、 ２０・・・放電抵抗、 ２１・・・スイッチ素子、 ２１−１・・ＦＥＴ、 ２１−２、 ２２−２、 ２２−３、 ２３−１、 ２３−４、 ２３−５、 ２４−１、 ２４−２、 ２４−３、 ２６−２、 ２６−３、 ２７−３、 ２７−４、 ２７−５、 ２７−６、 ２８−３、 ２８−４、 ２８−５、 ２８−６、 ２８−７、 ３０−１・・・抵抗、 ２８−２・・・サーミスタ、 ２２・・・ヒステリシスコンパレータ回路、 ２２−１、 ２６−１・・・コンパレータ、 ２３・・・ローパスフィルタ回路、 ２３−２・・コンデンサ、 ２３−３・・・ＯＰアンプ、 ２４・・・電流指令設定回路、 ２５・・・電流検出抵抗、 ２６・・・電流指令切替回路、 ２７・・・電圧時間変化率検出回路、 ２７−１・・・ＯＰアンプ、 ２７−２・・・コンデンサ、 ２８・・・過温度保護回路、 ２９・・・放電停止回路、 ２９−１・・・フォトカプラ、 ２９−２・・・トランジスタ、 ２９−３・・・ダイオード、 ３０・・・電源回路、 ４０・・・コントローラ

Claims (10)

1. 平滑コンデンサの電圧時間変化率を検出し、
   検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率以下のときは、上記平滑コンデンサから電力消費体に流れる電流を第１のレベルの放電電流値に設定し、検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率を越えたときは、上記平滑コンデンサから上記電力消費体に流れる電流を、上記第１のレベルの放電電流値より大の第２のレベルの放電電流値に設定し、
   上記電力消費体に流れる電流が、設定された上記第１のレベルの放電電流値又は上記第２のレベルの放電電流値となるように制御することを特徴とする平滑コンデンサの放電方法。
2. 請求項１に記載の平滑コンデンサの放電方法において、
   上記平滑コンデンサの電圧時間変化率の検出、電力消費体に流れる電流の第１のレベルの放電電流値への設定、上記電力消費体に流れる電流の第２のレベルの放電電流値への設定、及び上記電力消費体に流れる電流が上記第１のレベルの放電電流値又は上記第２のレベルの放電電流値となるように行う制御は、上記平滑コンデンサに蓄積された電力を駆動源とすることを特徴とする平滑コンデンサの放電方法。
3. 請求項１又は２に記載の平滑コンデンサ放電方法において、
   上記第１のレベルの放電電流値及び第２のレベルの放電電流値のうちの少なくとも、一つは、上記平滑コンデンサの両端電圧が、一定時間以下で６０Ｖ未満となるように設定されることを特徴とする平滑コンデンサの放電方法。
4. 前記請求項１、２及び３のうちのいずれか一項に記載の平滑コンデンサの放電方法において、
   上記電力消費体の温度が、許容値を超えたときは、上記平滑コンデンサの放電動作を停止させることを特徴とする平滑コンデンサの放電方法。
5. 請求項１、２、３及び４のうちのいずれか一項に記載の平滑コンデンサの放電方法において、
   外部コントローラからの指令信号により、上記平滑コンデンサの放電動作を停止させることを特徴とする平滑コンデンサの放電方法。
6. 平滑コンデンサの電圧時間変化率を検出する電圧時間変化率検出回路と、
   上記電圧時間変化率検出回路が検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率以下のときは、上記平滑コンデンサから電力消費体に流れる電流を第１のレベルの放電電流値に設定し、検出した上記電圧時間変化率が、一定の電圧時間変化率を越えたときは、上記平滑コンデンサから上記電力消費体に流れる電流を、上記第１の放電電流値より大の第２のレベルの放電電流値に設定する放電電流指令部と、
   上記電力消費体に流れる電流が、設定された上記第１のレベルの放電電流値又は上記第２のレベルの放電電流値となるように制御する放電電流制御部と、
   を備えることを特徴とする平滑コンデンサの放電装置。
7. 請求項６に記載の平滑コンデンサの放電装置において、
   上記平滑コンデンサに蓄積された電力を電源とする電源回路をさらに備え、上記電源回路は、上記電圧時間変化率検出回路、上記放電電流指令部及び上記放電電流制御部の駆動源であることを特徴とする平滑コンデンサの放電装置。
8. 請求項６又は７に記載の平滑コンデンサ放電装置において、
   上記第１のレベルの放電電流値及び第２のレベルの放電電流値のうちの少なくとも、一つは、上記平滑コンデンサの両端電圧が、一定時間以下で６０Ｖ未満となるように設定されることを特徴とする平滑コンデンサの放電装置。
9. 前記請求項６、７及び８のうちのいずれか一項に記載の平滑コンデンサの放電装置において、
   上記電力消費体の温度が、許容値を超えたときは、上記平滑コンデンサの放電動作を停止させる温度保護回路をさらに備えることを特徴とする平滑コンデンサの放電装置。
10. 請求項６、７、８及び９のうちのいずれか一項に記載の平滑コンデンサの放電装置において、
    外部コントローラからの指令信号により、上記平滑コンデンサの放電動作を停止させる放電停止回路をさらに備えることを特徴とする平滑コンデンサの放電装置。

Images