JP2022030603A - Control circuit of power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換器の制御回路に関する。 The present invention relates to a control circuit of a power converter.
この種の制御回路としては、蓄電部と、多相の回転電機と、回転電機の各相の巻線及び蓄電部を電気的に接続する電力変換器とを備えるシステムに適用されるものが知られている。また、制御回路としては、システムに異常が発生したと判定した場合、上,下アームスイッチを強制的にオフにするシャットダウン制御を行うものも知られている。シャットダウン制御が行われる場合において、回転電機を構成するロータの回転によって巻線に逆起電圧が発生していると、巻線の線間電圧が蓄電部の電圧よりも高くなっていることがある。線間電圧が高くなる状況は、例えば、ロータの界磁磁束量が大きかったり、ロータの回転速度が高かったりする場合に発生し得る。 This type of control circuit is known to be applied to a system including a power storage unit, a multi-phase rotary electric machine, and a power converter that electrically connects the windings of each phase of the rotary electric machine and the power storage unit. Has been done. Further, as a control circuit, there is also known to perform shutdown control for forcibly turning off the upper and lower arm switches when it is determined that an abnormality has occurred in the system. When shutdown control is performed, if a counter electromotive voltage is generated in the winding due to the rotation of the rotor that constitutes the rotary electric machine, the line voltage of the winding may be higher than the voltage of the power storage unit. .. The situation where the line voltage is high can occur, for example, when the amount of field magnetic flux of the rotor is large or the rotation speed of the rotor is high.
巻線の線間電圧が蓄電部の電圧よりも高くなる場合、シャットダウン制御が行われていたとしても、回転電機側から蓄電部の方向に電流が流れる現象である電力回生が発生する。その結果、電力変換器の蓄電部側の直流電圧が急激に上昇し、蓄電部及び電力変換器のうち少なくとも1つが故障する懸念がある。 When the line voltage of the winding becomes higher than the voltage of the power storage unit, power regeneration, which is a phenomenon in which a current flows from the rotary electric machine side toward the power storage unit, occurs even if shutdown control is performed. As a result, the DC voltage on the power storage unit side of the power converter suddenly rises, and there is a concern that at least one of the power storage unit and the power converter may fail.
このような問題に対処すべく、例えば特許文献1に記載されているように、上,下アームスイッチのうち一方であるオン側スイッチをオンし、他方であるオフ側スイッチをオフする短絡制御を行う制御回路が知られている。 In order to deal with such a problem, for example, as described in Patent Document 1, a short-circuit control is performed in which one of the upper and lower arm switches, the on-side switch, is turned on and the other off-side switch is turned off. The control circuit to perform is known.
短絡制御においてオン側スイッチがオンされることに起因して、例えばオフ側スイッチの寄生容量を介してオフ側スイッチのゲートに電荷が供給されることにより、オフ側スイッチのゲート電圧が閾値電圧以上になり得る。この場合、オフ側スイッチをオフに維持したいにもかかわらず、オフ側スイッチが誤ってオンに切り替えられしまう現象であるセルフターンオンが発生する。 Due to the on-side switch being turned on in the short-circuit control, the gate voltage of the off-side switch is equal to or higher than the threshold voltage, for example, by supplying an electric charge to the gate of the off-side switch via the parasitic capacitance of the off-side switch. Can be. In this case, self-turn-on occurs, which is a phenomenon in which the off-side switch is erroneously switched on even though the off-side switch is desired to be kept off.
セルフターンオンの発生を抑制するために、制御回路にオフ保持スイッチ、駆動部及び電源部が備えられる。オフ保持スイッチは、駆動部によってオンされることにより、オフ側スイッチのゲート及びグランド部を短絡する。駆動部は、電源部から給電されることにより動作可能となる。 In order to suppress the occurrence of self-turn-on, the control circuit is provided with an off-holding switch, a drive unit, and a power supply unit. The off-holding switch is turned on by the drive unit to short-circuit the gate and ground portion of the off-side switch. The drive unit can be operated by supplying power from the power supply unit.
ここで、電源部から駆動部へと給電できなくなる異常が発生し得る。この場合、短絡制御が行われる場合において、駆動部によりオフ保持スイッチをオンすることができず、オン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのセルフターンオンの発生を抑制できなくなるおそれがある。その結果、上下アーム短絡が発生する懸念がある。 Here, an abnormality may occur in which power cannot be supplied from the power supply unit to the drive unit. In this case, when short-circuit control is performed, the off-holding switch cannot be turned on by the drive unit, and the occurrence of self-turn-on of the off-side switch due to the on-side switch being turned on may not be suppressed. be. As a result, there is a concern that a short circuit between the upper and lower arms may occur.
本発明は、電源部から駆動部に給電できなくなる異常が発生した場合であっても、オン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのセルフターンオンの発生を抑制できる電力変換器の制御回路を提供することを主たる目的とする。 The present invention controls a power converter that can suppress the occurrence of self-turn-on of the off-side switch due to the on-side switch being turned on even when an abnormality occurs in which power cannot be supplied from the power supply unit to the drive unit. The main purpose is to provide a circuit.
本発明は、蓄電部と、
多相の回転電機と、
前記回転電機の各相の巻線及び蓄電部を電気的に接続する電力変換器と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路において、
オンされることにより、前記電力変換器を構成する上,下アームスイッチのうち一方であるオフ側スイッチのゲート及びグランド部を短絡するオフ保持スイッチと、
第1電源部と、
前記第1電源部から給電されることにより動作可能となり、前記オフ保持スイッチを駆動する駆動部と、
前記システムに異常が発生したことを判定する異常判定部と、
第2電源部と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記電力変換器を構成する上,下アームスイッチのうち他方であるオン側スイッチを前記第2電源部により生成された電力を用いてオンし、前記オフ側スイッチをオフする短絡制御を行う異常時制御部と、を備え、
前記第1電源部から前記駆動部に給電できなくなる異常が発生している場合において、前記異常時制御部により前記オン側スイッチがオンされることに起因した前記オフ側スイッチのゲート電圧の上昇が抑制されるように構成されている。
The present invention includes a power storage unit and
With a multi-phase rotary electric machine,
In the control circuit of the power converter applied to the system including the power converter for electrically connecting the winding and the power storage unit of each phase of the rotary electric machine.
When turned on, an off-holding switch that short-circuits the gate and ground of the off-side switch, which is one of the upper and lower arm switches that make up the power converter,
The first power supply unit and
The drive unit that can be operated by being supplied with power from the first power supply unit and drives the off-holding switch, and the drive unit.
An abnormality determination unit that determines that an abnormality has occurred in the system,
The second power supply unit and
When it is determined by the abnormality determination unit that an abnormality has occurred, the on-side switch, which is the other of the lower arm switches, is turned on by using the power generated by the second power supply unit to configure the power converter. It is equipped with an abnormal time control unit that performs short-circuit control to turn off the off-side switch.
When an abnormality occurs in which power cannot be supplied from the first power supply unit to the drive unit, the gate voltage of the off-side switch due to the on-side switch being turned on by the abnormality control unit increases. It is configured to be suppressed.
本発明では、異常判定部によりシステムに異常が発生したと判定された場合、オン側スイッチを第2電源部により生成された電力を用いてオンし、オフ側スイッチをオフする短絡制御が異常時制御部により行われる。この際、オフ側スイッチのセルフターンオンの発生を抑制するために、本発明は、オフ保持スイッチ、駆動部及び第1電源部を備えている。 In the present invention, when the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the system, the on-side switch is turned on using the power generated by the second power supply unit, and the short-circuit control for turning off the off-side switch is abnormal. It is performed by the control unit. At this time, in order to suppress the occurrence of self-turn-on of the off-side switch, the present invention includes an off-holding switch, a drive unit, and a first power supply unit.
ここで、第1電源部から駆動部へと給電できなくなる異常が発生し得る。この場合、短絡制御が行われる場合において、駆動部によりオフ保持スイッチをオンすることができず、オン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのセルフターンオンの発生を抑制できなくなるおそれがある。 Here, an abnormality may occur in which power cannot be supplied from the first power supply unit to the drive unit. In this case, when short-circuit control is performed, the off-holding switch cannot be turned on by the drive unit, and the occurrence of self-turn-on of the off-side switch due to the on-side switch being turned on may not be suppressed. be.
この点、本発明は、第1電源部から駆動部に給電できなくなる異常が発生している場合において、異常時制御部により前記オン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのゲート電圧の上昇が抑制されるように構成されている。このため、オン側スイッチがオンされることに起因してオフ側スイッチのゲート電圧が上昇したとしても、ゲート電圧が閾値電圧以上になる事態の発生を抑制できる。これにより、オン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのセルフターンオンの発生を抑制することができる。 In this respect, in the present invention, when an abnormality occurs in which power cannot be supplied from the first power supply unit to the drive unit, the gate voltage of the off-side switch caused by the on-side switch being turned on by the control unit at the time of abnormality occurs. It is configured to suppress the rise of. Therefore, even if the gate voltage of the off-side switch rises due to the on-side switch being turned on, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the gate voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage. As a result, it is possible to suppress the occurrence of self-turn-on of the off-side switch due to the on-side switch being turned on.
ここで、第1電源部から駆動部に給電できなくなる異常が発生している場合において、異常時制御部によりオン側スイッチがオンされることに起因したオフ側スイッチのゲート電圧の上昇を抑制できる構成として、具体的には例えば、以下の(A)~(E)のいずれかの構成を用いることができる。 Here, when an abnormality occurs in which power cannot be supplied from the first power supply unit to the drive unit, it is possible to suppress an increase in the gate voltage of the off-side switch due to the on-side switch being turned on by the control unit at the time of abnormality. Specifically, for example, any of the following configurations (A) to (E) can be used as the configuration.
(A)前記オフ保持スイッチは、ノーマリオン特性を有し、前記第1電源部から前記駆動部への給電が停止された場合、前記駆動部から前記オフ保持スイッチのゲートに供給される電圧が、前記オフ保持スイッチをオンにする電圧とされる。 (A) The off-holding switch has a normalion characteristic, and when the power supply from the first power supply unit to the drive unit is stopped, the voltage supplied from the drive unit to the gate of the off-hold switch is applied. , The voltage at which the off-holding switch is turned on.
(B)カソードが前記オフ側スイッチのゲートに接続され、アノードが前記オフ側スイッチの低電位側端子に接続されたダイオードが備えられる。 (B) A diode is provided in which the cathode is connected to the gate of the off-side switch and the anode is connected to the low-potential side terminal of the off-side switch.
(C)前記オフ側スイッチのゲート及び第1グランド部を接続する第1抵抗体と、前記オン側スイッチのゲート及び第2グランド部を接続する第2抵抗体と、を備え、前記第1抵抗体の抵抗値が前記第2抵抗体の抵抗値よりも小さい。
(D)前記オフ側スイッチのゲート及び前記グランド部を接続する抵抗体と、前記オフ側スイッチのゲート及び前記グランド部を接続する切替抵抗体及び切替スイッチの直列接続体と、を備え、前記駆動部は、前記切替スイッチを駆動し、前記切替スイッチは、ノーマリオン特性を有し、前記第1電源部から前記駆動部への給電が停止された場合、前記駆動部から前記切替スイッチのゲートに供給される電圧が、前記切替スイッチをオンにする電圧とされる。
(C) A first resistor for connecting the gate of the off-side switch and the first ground portion, and a second resistor for connecting the gate of the on-side switch and the second ground portion are provided, and the first resistance is provided. The resistance value of the body is smaller than the resistance value of the second resistor.
(D) The drive is provided with a resistor for connecting the gate of the off-side switch and the ground portion, and a switching resistor for connecting the gate of the off-side switch and the ground portion and a series connection of the changeover switch. The unit drives the changeover switch, and the changeover switch has a normalion characteristic, and when the power supply from the first power supply unit to the drive unit is stopped, the drive unit moves to the gate of the changeover switch. The supplied voltage is defined as the voltage at which the changeover switch is turned on.
(E)前記異常時制御部により前記短絡制御が行われる場合における前記オン側スイッチのターンオン速度が、前記異常判定部により異常が発生していないと判定される場合における前記オン側スイッチのターンオン速度よりも低い。 (E) The turn-on speed of the on-side switch when the short-circuit control is performed by the abnormality control unit is the turn-on speed of the on-side switch when the abnormality determination unit determines that no abnormality has occurred. Lower than.
<第1実施形態>
以下、本発明に係る制御回路を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御回路は、3相インバータに適用される。本実施形態において、インバータを備える制御システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment in which the control circuit according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. The control circuit according to this embodiment is applied to a three-phase inverter. In the present embodiment, the control system including the inverter is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
図1に示すように、制御システムは、回転電機10及びインバータ15を備えている。回転電機10は、車両の走行動力源であり、ロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機10として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。
As shown in FIG. 1, the control system includes a rotary
インバータ15は、「電力変換器」としてのスイッチングデバイス部20を備えている。スイッチングデバイス部20は、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体を3相分備えている。各相において、上,下アームスイッチSWH,SWLの接続点には、回転電機10の巻線11の第1端が接続されている。各相巻線11の第2端は、中性点で接続されている。各相巻線11は、電気角で互いに120°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチSWH,SWLとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、IGBTが用いられている。上,下アームスイッチSWH,SWLには、フリーホイールダイオードである上,下アームダイオードDH,DLが逆並列に接続されている。
The
各上アームスイッチSWHの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路22Hを介して、高圧電源30の正極端子が接続されている。各下アームスイッチSWLの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路22Lを介して、高圧電源30の負極端子が接続されている。本実施形態において、高圧電源30は、リチウムイオン蓄電池等の2次電池であり、その出力電圧(定格電圧)が例えば百V以上である。
The positive electrode terminal of the high-
高電位側電気経路22Hには、第1遮断スイッチ23aが設けられ、低電位側電気経路22Lには、第2遮断スイッチ23bが設けられている。各スイッチ23a,23bは、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。ここで、各スイッチ23a,23bは、インバータ15が備える制御回路50によって駆動されてもよいし、制御回路50に対して上位の制御装置によって駆動されてもよい。
The high potential side
インバータ15は、「蓄電部」としての平滑コンデンサ24を備えている。平滑コンデンサ24は、高電位側電気経路22Hのうち第1遮断スイッチ23aよりもスイッチングデバイス部20側と、低電位側電気経路22Lのうち第2遮断スイッチ23bよりもスイッチングデバイス部20側とを電気的に接続している。
The
制御システムは、車載電気機器25を備えている。電気機器25は、例えば、電動コンプレッサ及びDCDCコンバータのうち少なくとも一方を含む。電動コンプレッサは、車室内空調装置を構成し、車載冷凍サイクルの冷媒を循環させるべく、高圧電源30から給電されて駆動される。DCDCコンバータは、高圧電源30の出力電圧を降圧して車載低圧負荷に供給する。低圧負荷は、図2に示す低圧電源31を含む。本実施形態において、低圧電源31は、その出力電圧(定格電圧)が高圧電源30の出力電圧(定格電圧)よりも低い電圧(例えば12V)の2次電池であり、例えば鉛蓄電池である。
The control system includes an in-vehicle
図2を用いて、制御回路50の構成について説明する。制御回路50は、電源回路60及びマイコン61を備えている。電源回路60及びマイコン61は、制御回路50の低圧領域に設けられている。
The configuration of the
電源回路60には、図示しないヒューズ等を介して低圧電源31の正極端子が接続されている。低圧電源31の負極端子には、接地部位としてのグランドが接続されている。なお、制御回路50は、実際には複数の電源回路を備えているが、図2には、これらをまとめて1つの電源回路60として示す。電源回路60は、低圧電源31から給電されることにより、低圧電源電圧を生成する。生成された低圧電源電圧は、マイコン61に供給される。
The positive electrode terminal of the low
マイコン61は、CPUと、それ以外の周辺回路とを備えている。周辺回路には、例えば、外部と信号をやり取りするための入出力部と、AD変換部とが含まれている。マイコン61は、電源回路60の低圧電源電圧が供給されることにより動作可能に構成されている。
The
制御回路50は、電圧センサ62を備えている。電圧センサ62は、高電位側電気経路22H及び低電位側電気経路22Lに電気的に接続されている。電圧センサ62は、平滑コンデンサ24の端子電圧に応じた電圧信号を出力する。電圧センサ62から出力された電圧信号は、マイコン61に入力される。なお、本実施形態において、電圧センサ62は、制御回路50の低圧領域に設けられている。
The
マイコン61は、入力された電圧信号に基づいて平滑コンデンサ24の端子電圧を算出し、算出した端子電圧が上限電圧を超えているか否かを判定する。マイコン61は、端子電圧が上限電圧を超えていると判定した場合、過電圧異常が発生したと判定する。
The
マイコン61は、回転電機10の制御量を指令値に制御する通常制御を行うべく、スイッチングデバイス部20の上,下アームスイッチSWH,SWLに対する上,下アーム駆動信号INH,INLを生成する駆動信号生成部として機能する。制御量は、例えばトルクである。なお、マイコン61は、各相において、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとが交互にオンされるような上,下アーム駆動信号INH,INLを生成する。
The
制御回路50は、「第1電源部」としての絶縁電源70、上アームドライバ71及び下アームドライバ72を備えている。各ドライバ71,72は、制御回路50の高圧領域に設けられている。本実施形態において、上アームドライバ71は、各上アームスイッチSWHに対応して個別に設けられ、下アームドライバ72は、各下アームスイッチSWLに対応して個別に設けられている。このため、ドライバ71,72は合わせて6つ設けられている。なお、各ドライバ71,72は、制御回路50において、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられるものであってもよい。
The
絶縁電源70は、低圧電源31から電力が供給されることにより、上アームドライバ71に供給する上アーム駆動電圧VdHと、下アームドライバ72に供給する下アーム駆動電圧VdLとを生成して出力する。絶縁電源70は、制御回路50において、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。具体的には、絶縁電源70は、3相の上アームドライバ71それぞれに対して個別に設けられた上アーム絶縁電源と、3相の下アームドライバ72に共通の下アーム絶縁電源とを備えている。各上アーム絶縁電源と下アーム絶縁電源とは、例えば、絶縁電源70が備える電源制御部により制御される。なお、下アーム絶縁電源は、3相の下アームドライバ72それぞれに対して個別に設けられていてもよい。
The
続いて、図3を用いて、上,下アームドライバ71,72について説明する。
Subsequently, the upper and
上アームドライバ71は、「第1駆動部」としての上アーム駆動部80を備えている。上アーム駆動部80には、マイコン61により生成された上アーム駆動信号INHが、図示しない絶縁伝達部を介して入力される。絶縁伝達部は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。上アーム駆動部80は、絶縁電源70の上アーム駆動電圧VdHが供給されることにより動作可能に構成されている。本実施形態において、上アーム駆動信号INHは、論理Hによってオン指令であることを示し、論理Lによってオフ指令であることを示す。
The
上アームドライバ71は、上アーム充電スイッチ81及び上アーム充電抵抗体82を備えている。本実施形態の上アーム充電スイッチ81は、ノーマリオフ特性を有するPチャネルMOSFETである。絶縁電源70を構成する上アーム絶縁電源には、上アーム充電スイッチ81及び上アーム充電抵抗体82を介して、上アームスイッチSWHの制御端子としてのゲートが接続されている。上アーム絶縁電源から出力される上アーム駆動電圧VdHは、上アームスイッチSWHのゲートに供給される電源電圧となる。
The
上アームドライバ71は、上アーム放電抵抗体83及び上アーム放電スイッチ84を備えている。本実施形態の上アーム放電スイッチ84は、ノーマリオフ特性を有するNチャネルMOSFETである。上アームスイッチSWHには、上アーム放電抵抗体83及び上アーム放電スイッチ84を介して、「第1グランド部」としての上アームスイッチSWHのエミッタが接続されている。
The
上アームドライバ71は、「第1抵抗体」としての上アーム抵抗体85を備えている。上アーム抵抗体85は、プルダウン抵抗体として機能し、上アームスイッチSWHのゲート及びエミッタを常時接続する。上アーム抵抗体85の抵抗値は、上アーム放電抵抗体83の抵抗値よりも大きく、具体的には例えば、上アーム放電抵抗体83の抵抗値の10倍以上である。
The
上アームドライバ71は、上アームオフ保持スイッチ86を備えている。本実施形態の上アームオフ保持スイッチ86は、ノーマリオフ特性を有するNチャネルMOSFETである。上アームスイッチSWHには、上アームオフ保持スイッチ86を介して上アームスイッチSWHのエミッタが接続されている。
The
上アーム駆動部80は、取得した上アーム駆動信号INHの論理がHである場合、上アーム充電スイッチ81をオンにして、かつ、上アーム放電スイッチ84及び上アームオフ保持スイッチ86をオフにする。これにより、上アームスイッチSWHのゲート電圧が閾値電圧Vth以上となり、上アームスイッチSWHがオンに切り替えられる。
When the logic of the acquired upper arm drive signal INH is H, the upper
上アーム駆動部80は、取得した上アーム駆動信号INHの論理がLである場合、上アーム充電スイッチ81をオフにして、かつ、上アーム放電スイッチ84をオンにする。これにより、上アームスイッチSWHのゲート電圧が閾値電圧Vth未満となり、上アームスイッチSWHがオフに切り替えられる。
When the logic of the acquired upper arm drive signal INH is L, the upper
上アーム駆動部80は、上アーム駆動信号INHの論理がLにされている場合において、上アームスイッチSWHのゲート電圧検出値VgHが規定電圧よりも高いとき、オフ保持スイッチ86をオフし、ゲート電圧検出値VgHが規定電圧以下のとき、上アームオフ保持スイッチ86をオンするオフ保持処理を行う。規定電圧は、上アームスイッチSWHの閾値電圧Vth以下の電圧に設定されている。
The upper
下アームドライバ72は、「第2駆動部」としての下アーム駆動部100を備えている。下アーム駆動部100には、マイコン61により生成された下アーム駆動信号INLが、図示しない絶縁伝達部を介して入力される。絶縁伝達部は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。下アーム駆動部100は、絶縁電源70の下アーム駆動電圧VdLが供給されることにより動作可能に構成されている。本実施形態において、下アーム駆動信号INLは、論理Hによってオン指令であることを示し、論理Lによってオフ指令であることを示す。
The
下アームドライバ72は、下アーム充電スイッチ101、下アーム充電抵抗体102、下アーム放電抵抗体103、下アーム放電スイッチ104、「第2抵抗体」としての下アーム抵抗体105、及び下アームオフ保持スイッチ106を備えている。下アームスイッチSWLには、下アーム放電抵抗体103及び下アーム放電スイッチ104を介して、「第2グランド部」としての下アームスイッチSWLのエミッタが接続されている。なお、下アームドライバ72の構成は、上アームドライバ71の構成と基本的には同じである。このため、以下では、下アームドライバ72の構成の説明を適宜省略する。
The
制御回路50は、通常用電源経路73及び通常用ダイオード74を備えている。通常用電源経路73は、絶縁電源70を構成する下アーム絶縁電源の出力側と、下アーム駆動部100及び下アーム充電スイッチ101のソースとを接続する。通常用ダイオード74は、アノードが下アーム絶縁電源の出力側に接続された状態で、通常用電源経路73の中間位置に設けられている。下アーム絶縁電源から出力される下アーム駆動電圧VdLは、下アームスイッチSWLのゲートに供給される電源電圧となる。
The
なお、本実施形態において、上アーム充電抵抗体82の抵抗値と下アーム充電抵抗体102の抵抗値とは同じであり、上アーム放電抵抗体83の抵抗値と下アーム放電抵抗体103の抵抗値とは同じである。また、上アーム抵抗体85の抵抗値と下アーム抵抗体105の抵抗値は同じである。
In this embodiment, the resistance value of the upper
下アーム駆動部100は、取得した下アーム駆動信号INLの論理がHである場合、下アーム充電スイッチ101をオンにして、かつ、下アーム放電スイッチ104及び下アームオフ保持スイッチ106をオフにする。これにより、下アームスイッチSWLのゲート電圧が閾値電圧Vth以上となり、下アームスイッチSWLがオンに切り替えられる。
When the logic of the acquired lower arm drive signal INL is H, the lower
下アーム駆動部100は、取得した下アーム駆動信号INLの論理がLである場合、下アーム充電スイッチ101をオフにして、かつ、下アーム放電スイッチ104をオンにする。これにより、下アームスイッチSWLのゲート電圧が閾値電圧Vth未満となり、下アームスイッチSWLがオフに切り替えられる。
When the logic of the acquired lower arm drive signal INL is L, the lower
下アーム駆動部100は、下アーム駆動信号INLの論理がLにされている場合において、下アームスイッチSWLのゲート電圧検出値VgLが規定電圧よりも高いとき、下アームオフ保持スイッチ106をオフし、ゲート電圧検出値VgHが規定電圧以下のとき、下アームオフ保持スイッチ106をオンするオフ保持処理を行う。規定電圧は、下アームスイッチSWLの閾値電圧Vth以下の電圧に設定されている。
The lower
制御回路50は、「第2電源部」としての異常用電源75と、「異常時制御部」としての高圧側ASC指令部76とを備えている。異常用電源75は、平滑コンデンサ24の出力電圧VHが供給されることにより異常用駆動電圧Vepsを生成する。異常用電源75として、種々の電源を用いることができ、例えばスイッチング電源を用いることができる。異常用電源75の入力側には、平滑コンデンサ24が接続されている。異常用電源75の出力側から出力される異常用駆動電圧Vepsは、その目標電圧に制御される。
The
制御回路50は、異常用電源経路77及び異常用ダイオード78を備えている。異常用電源経路77は、通常用電源経路73のうち通常用ダイオード74よりも下アーム駆動部100側と、異常用電源75の出力側とを接続する。異常用ダイオード78は、アノードが異常用電源75の出力側に接続された状態で、異常用電源経路77に設けられている。
The
高圧側ASC指令部76には、通常用電源経路73を介して絶縁電源70の下アーム駆動電圧VdLが供給されるようになっている。高圧側ASC指令部76は、高圧側ASC指令SgASCを下アーム駆動部100に対して出力する。
The lower arm drive voltage VdL of the
本実施形態では、従来ではシャットダウン状態となるような制御回路50内の異常が発生した場合であっても、3相短絡制御(ASC:Active Short Circuit)が実施可能となっている。ここで、制御回路50内の異常には、マイコン61の異常と、電源回路60の異常と、マイコン61から上,下アームドライバ71,72へと駆動信号を正常に伝達できなくなる異常と、絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常とが含まれる。絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常には、絶縁電源70の異常と、低圧電源31から絶縁電源70に給電できなくなる異常とが含まれる。ここで、低圧電源31から絶縁電源70に給電できなくなる異常は、例えば、低圧電源31から絶縁電源70までの電気経路が断線することで発生する。なお、上述した異常は、例えば車両の衝突により発生する。
In the present embodiment, three-phase short circuit control (ASC: Active Short Circuit) can be performed even when an abnormality in the
図4を用いて、絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常が発生した場合における3相短絡制御について説明する。
A three-phase short-circuit control will be described with reference to FIG. 4 when an abnormality occurs in which the voltage cannot be output from the
絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常のうち、例えば絶縁電源70の異常が発生する場合、ステップS10からステップS11に移行し、絶縁電源70の動作が停止する。これにより、絶縁電源70から出力される上,下アーム駆動電圧VdH,VdLは0Vに向かって低下し始める。
Among the abnormalities in which voltage cannot be output from the
ステップS12では、高圧側ASC指令部76は、絶縁電源70から出力される下アーム駆動電圧VdLを検出し、検出した下アーム駆動電圧VdLが低下し始めたと判定した場合、絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常が発生したと判定する。この場合、高圧側ASC指令部76は、検出した下アーム駆動電圧VdLが低下し始めた後、異常用電源75に対して起動を指示する。これにより、ステップS13において、異常用電源75から異常用駆動電圧Vepsが出力され始める。
In step S12, the high-voltage side
具体的には、高圧側ASC指令部76は、検出した下アーム駆動電圧VdLが低下し始めた後、上アームスイッチSWHがオフするまでの十分な期間が経過してから異常用電源75の起動を指示する。これは、上下アーム短絡の発生を防止するためである。
Specifically, the high-voltage side
例えば、高圧側ASC指令部76は、検出した下アーム駆動電圧VdLが低下し始めた後、検出した下アーム駆動電圧VdLが所定電圧Vpを下回ったと判定した場合に異常用電源75の起動を指示してもよい。ここで、所定電圧Vpは、上アームスイッチSWHがオフするまでの十分な期間が経過したと判定できる値に設定され、例えば、上記閾値電圧Vthと同じ値又は閾値電圧Vth未満の値に設定されていればよい。
For example, the high-voltage side
また、例えば、高圧側ASC指令部76は、検出した下アーム駆動電圧VdLが低下し始めてから所定期間経過したタイミングで異常用電源75の起動を指示してもよい。ここで、上記所定期間は、上アームスイッチSWHがオフするまでの十分な期間が経過したと判定できる値に設定されていればよい。
Further, for example, the high-voltage side
その後、ステップS14において、高圧側ASC指令部76は、高圧側ASC指令SgASCを下アーム駆動部100に対して出力する。これにより、ステップS15において、各相の下アーム駆動部100は、下アーム充電スイッチ101をオンして、かつ、下アーム放電スイッチ104及び下アームオフ保持スイッチ106をオフすることにより、下アームスイッチSWLをオンする。つまり、3相分の「オン側スイッチ」としての下アームスイッチSWLがオンされ、3相分の「オフ側スイッチ」としての上アームスイッチSWHがオフされる3相短絡制御が行われる。本実施形態において、高圧側ASC指令部76が「異常判定部」及び「異常時制御部」に相当する。
After that, in step S14, the high-voltage side
ちなみに、マイコン61により過電圧異常が発生したと判定された場合にも3相短絡制御が行われる。具体的には、マイコン61は、上アーム駆動信号INHの論理をLにして、かつ、下アーム駆動信号INLの論理をHにすることにより3相短絡制御を行えばよい。
Incidentally, even when it is determined by the
図4に示す3相短絡制御が行われる場合、下アームスイッチSWLは、異常用電源75から給電される下アーム駆動部100によりオンされる。一方、絶縁電源70から電力が出力されないため、絶縁電源70から上アーム駆動部80への給電が停止され、上アームスイッチSWHは成り行きでオフになる。また、絶縁電源70から電力が出力されないため、上アーム駆動部80は、上アームオフ保持スイッチ86をオンすることができない。この場合、下アームスイッチSWLがオンされることに起因して、上アームスイッチSWHの寄生容量を介して上アームスイッチSWHのゲートに電荷が供給され、上アームスイッチSWHのゲート電圧が閾値電圧Vth以上になり得る。この場合、上アームスイッチSWHのセルフターンオンが発生し、上下アーム短絡が発生するおそれがある。
When the three-phase short-circuit control shown in FIG. 4 is performed, the lower arm switch SWL is turned on by the lower
そこで、本実施形態では、図3に示すように、上,下アームドライバ71,72のうち上アームドライバ71のみがダイオード87を備えている。ダイオード87のカソードは、上アームスイッチSWHのゲートに接続され、アノードは、上アームスイッチSWHのエミッタに接続されている。ダイオード87のリカバリ特性を利用して、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止する。つまり、下アームスイッチSWLがオンされることに起因して、上アームスイッチSWHのゲート電圧が上昇したとしても、ダイオード87のリカバリ時間中において上アームスイッチSWHのゲート側からダイオード87を介して上アームスイッチSWHのエミッタ側へと電流を流すことができる。これにより、上アームスイッチSWHのゲート電圧の上昇を抑制し、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止することができる。その結果、3相短絡制御の実行に起因した上下アーム短絡の発生を防止できる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, only the
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について、第1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。本実施形態では、図5に示すように、セルフターンオンの発生を防止するために、上アームドライバ71は、ダイオード87に代えて、ノーマリオン特性を有する上アームオフ保持スイッチ88を備えている。なお、図5において、先の図3と同一の構成には、便宜上、同一の符号を付している。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, in order to prevent the occurrence of self-turn-on, the
本実施形態において、上アームオフ保持スイッチ88は、デプレッション型のNチャネルMOSFETである。図6に、上アームオフ保持スイッチ88のゲート電圧Vgs及びドレイン電流Idsの特性を示す。ゲート電圧Vgsが0Vの場合にも上アームオフ保持スイッチ88はオンしている。上アームオフ保持スイッチ88の負のゲート電圧Vgsの絶対値を大きくするほど、ドレイン電流Idsが小さくなる。負のゲート電圧Vgsが閾値電圧Vα(例えば-3V)となる場合にドレイン電流Idsが0となり、上アームオフ保持スイッチ88はオフする。 In the present embodiment, the upper arm off holding switch 88 is a depletion type N-channel MOSFET. FIG. 6 shows the characteristics of the gate voltage Vgs and the drain current Ids of the upper arm off holding switch 88. Even when the gate voltage Vgs is 0V, the upper arm off holding switch 88 is on. The larger the absolute value of the negative gate voltage Vgs of the upper arm off holding switch 88, the smaller the drain current Ids. When the negative gate voltage Vgs becomes the threshold voltage Vα (for example, -3V), the drain current Ids becomes 0, and the upper arm off holding switch 88 is turned off.
上アーム駆動部80は、上アーム駆動信号INHの論理がLにされている場合において、上アームスイッチSWHのゲート電圧検出値VgHが規定電圧よりも高いとき、上アームオフ保持スイッチ88の制御端子としてのゲートに対して、閾値電圧Vα以下の負電圧を供給する。これにより、上アームオフ保持スイッチ88がオフする。上アーム駆動部80は、絶縁電源70から供給される下アーム駆動電圧VdLから、上アームオフ保持スイッチ88のゲートに供給する負電圧を生成する。
The upper
一方、上アーム駆動部80は、上アーム駆動信号INHの論理がLにされている場合において、ゲート電圧検出値VgHが規定電圧以下のとき、上アームオフ保持スイッチ88のゲートに供給する電圧を、閾値電圧Vαよりも高い電圧にし、具体的には0Vにする。これにより、上アームオフ保持スイッチ88がオンする。
On the other hand, the upper
絶縁電源70から電力が出力されない異常が発生した場合、絶縁電源70から上アーム駆動部80への給電が停止される。その結果、上アーム駆動部80から上アームオフ保持スイッチ88のゲートに供給される電圧が0Vになり、上アームオフ保持スイッチ88がオンする。これにより、3相短絡制御が行われる場合において、上アームスイッチSWHのゲートとエミッタとの短絡状態を維持できる。このため、下アームスイッチSWLのオンに起因した上アームスイッチSWHのゲート電圧の上昇を抑制し、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止することができる。
When an abnormality occurs in which power is not output from the
<第2実施形態の変形例>
ノーマリオン特性を有する上アームオフ保持スイッチ88としては、デプレッション型のNチャネルMOSFETに限らず、例えばデプレッション型のPチャネルMOSFETであってもよい。また、ノーマリオン特性を有する上アームオフ保持スイッチ88としては、MOSFETに限らず、例えば、PNP型又はNPN型のバイポーラトランジスタであってもよい。
<Modified example of the second embodiment>
The upper arm-off holding switch 88 having a normalization characteristic is not limited to the depletion type N-channel MOSFET, and may be, for example, a depletion type P-channel MOSFET. Further, the upper arm-off holding switch 88 having a normalion characteristic is not limited to a MOSFET, and may be, for example, a PNP type or NPN type bipolar transistor.
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について、第1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。本実施形態では、図7に示すように、上アームドライバ71がダイオード87を備えていない。本実施形態では、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止するために、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHが下アーム抵抗体105の抵抗値RpLよりも小さくされている。なお、図7において、先の図3と同一の構成には、便宜上、同一の符号を付している。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the
絶縁電源70から電力が出力されない異常が発生した場合、絶縁電源70から上アーム駆動部80への給電が停止される。その結果、上アーム駆動部80は、上アームオフ保持スイッチ86をオンすることができない。このため、上アームスイッチSWHのゲートとエミッタとを接続する素子は、上アーム抵抗体85のみとなる。ここで、上アーム抵抗体85の抵抗値が小さいほど、上アームスイッチSWHのゲートからエミッタへと電流を流れやすくできる。このため、上アーム抵抗体85の抵抗値が小さいほど、3相短絡制御による下アームスイッチSWLのオンに起因した上アームスイッチSWHのゲート電圧の上昇量が小さくなる。この点に鑑み、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHが下アーム抵抗体105の抵抗値RpLよりも小さくされている。これにより、上アームスイッチSWHのゲート電圧を閾値電圧Vth未満にすることができ、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止することができる。
When an abnormality occurs in which power is not output from the
<第4実施形態>
以下、第4実施形態について、第3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。本実施形態では、図8に示すように、上アームドライバ71は、切替抵抗体89と、切替スイッチ90とを備えている。なお、図8において、先の図7と同一の構成には、便宜上、同一の符号を付している。また、本実施形態では、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHと下アーム抵抗体105の抵抗値RpLとが同じである。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the third embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
切替スイッチ90は、ノーマリオン特性を有するデプレッション型のNチャネルMOSFETである。本実施形態において、切替スイッチ90のノーマリオン特性は、先の図6に示した上アームオフ保持スイッチ88のノーマリオン特性と同じである。 The changeover switch 90 is a depletion type N-channel MOSFET having a normalion characteristic. In the present embodiment, the normalization characteristic of the changeover switch 90 is the same as the normalization characteristic of the upper arm-off holding switch 88 shown in FIG.
上アームスイッチSWHのゲートには、切替抵抗体89の第1端が接続され、切替抵抗体89の第2端には、切替スイッチ90のドレインが接続されている。切替スイッチ90のソースには、上アームスイッチSWHのソースが接続されている。切替抵抗体89の抵抗値RKは、上アーム抵抗体85の抵抗値RpH以下の抵抗値とされ、本実施形態では上アーム抵抗体85の抵抗値RpHよりも小さい。
The first end of the
ちなみに、切替抵抗体89の抵抗値RKは、例えば、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHの1/10以下の抵抗値であり、より好ましくは、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHの1/100以下の抵抗値である。
Incidentally, the resistance value RK of the switching
上アーム駆動部80から上アーム駆動部80に下アーム駆動電圧VdLが供給されている場合、上アーム駆動部80は、切替抵抗体89のゲートに対して、閾値電圧Vα以下の負電圧を供給する。これにより、切替抵抗体89がオフする。
When the lower arm drive voltage VdL is supplied from the upper
一方、絶縁電源70から電力が出力されない異常が発生した場合、絶縁電源70から上アーム駆動部80への給電が停止される。その結果、上アーム駆動部80から切替スイッチ90のゲートに供給される電圧が0Vになり、切替スイッチ90がオンする。これにより、3相短絡制御が行われる場合において、上アームスイッチSWHのゲートとエミッタとは、上アーム抵抗体85及び切替抵抗体89の並列接続体により接続されることとなる。この並列接続体の抵抗値は、上アーム抵抗体85の抵抗値RpHよりも小さい。このため、3相短絡制御による下アームスイッチSWLのオンに起因した上アームスイッチSWHのゲート電圧の上昇を抑制し、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止することができる。特に、切替抵抗体89の抵抗値RKが上アーム抵抗体85の抵抗値RpHよりも小さくされていることにより、上アーム抵抗体85及び切替抵抗体89の並列接続体の抵抗値をより小さくし、ゲート電圧上昇の抑制効果を高めている。
On the other hand, when an abnormality occurs in which power is not output from the
また、切替スイッチ90に切替抵抗体89が直列接続されていることにより、切替スイッチ90がオフからオンに切り替えられる場合に切替スイッチ90に大きな電流が流れるのを防止できる。
Further, since the
一方、絶縁電源70から電力が出力されない異常が発生していない場合には、上アームスイッチSWHのゲートとエミッタとは、上アーム抵抗体85及び切替抵抗体89のうち、上アーム抵抗体85のみにより接続されることとなる。上アーム抵抗体85は高抵抗のため、通常制御において上アームスイッチSWHのゲートに充電電流を供給する場合の消費電力を減らすことができる。
On the other hand, if there is no abnormality that power is not output from the
<第5実施形態>
以下、第5実施形態について、第1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。本実施形態では、図9に示すように、上アームドライバ71がダイオード87を備えていない。このため、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止するための構成として、下アームドライバ72は、高速側充電スイッチ101A、高速側抵抗体102A、低速側充電スイッチ101B及び低速側抵抗体102Bを備えている。なお、図9において、先の図3と同一の構成には、便宜上、同一の符号を付している。
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 9, the
高速側充電スイッチ101A及び低速側充電スイッチ101Bは、ノーマリオフ特性を有するPチャネルMOSFETである。絶縁電源70を構成する上アーム絶縁電源には、通常用電源経路73、高速側充電スイッチ101A及び高速側抵抗体102Aを介して、上アームスイッチSWHのゲートが接続されている。また、上アーム絶縁電源には、通常用電源経路73、低速側充電スイッチ101B及び低速側抵抗体102Bを介して、上アームスイッチSWHのゲートが接続されている。低速側抵抗体102Bの抵抗値RCBは、高速側抵抗体102Aの抵抗値RCAよりも大きい。なお、高速側抵抗体102Aの抵抗値RCAは、上アーム充電抵抗体82の抵抗値と同じである。
The high-speed
上アーム駆動部80は、取得した上アーム駆動信号INHの論理がHである場合、高速側充電スイッチ101Aをオンにして、かつ、低速側充電スイッチ101B、上アーム放電スイッチ84及び上アームオフ保持スイッチ86をオフにする。
When the logic of the acquired upper arm drive signal INH is H, the upper
上アーム駆動部80は、取得した上アーム駆動信号INHの論理がLである場合、高速側充電スイッチ101A及び低速側充電スイッチ101Bをオフにして、かつ、上アーム放電スイッチ84をオンにする。
When the logic of the acquired upper arm drive signal INH is L, the upper
続いて、図10を用いて、絶縁電源70から電圧を出力できなくなる異常が発生した場合における3相短絡制御について説明する。なお、図10において、先の図4と同一の処理には、便宜上、同一の符号を付している。
Subsequently, with reference to FIG. 10, a three-phase short-circuit control will be described when an abnormality occurs in which the voltage cannot be output from the
ステップS13の完了後、ステップS16において、高圧側ASC指令部76は、高圧側ASC指令SgASCを下アーム駆動部100に対して出力する。下アーム駆動部100に高圧側ASC指令SgASCが入力されると、下アーム駆動部100は、下アームスイッチSWLをオンする場合において、高速側充電スイッチ101Aではなく低速側充電スイッチ101Bをオンする。これにより、高速側抵抗体102Aよりも抵抗値の低い低速側抵抗体102Bを介して下アームスイッチSWLのゲートに充電電流が供給される。このため、3相短絡制御が行われる場合における下アームスイッチSWLのターンオン速度が、通常制御が行われる場合における下アームスイッチSWLのターンオン速度よりも低くなる。ターンオン速度が低くなると、下アームスイッチSWLのオンへの切替に起因した上アームスイッチSWH側のリカバリサージ電圧が低くなり、上アームスイッチSWHの寄生容量を介してゲートに流れ込む電荷量を減らすことができる。その結果、上アームスイッチSWHのゲート電圧の上昇量を抑制でき、上アームスイッチSWHのゲート電圧を閾値電圧Vth未満にできる。このため、本実施形態によれば、上アームスイッチSWHのセルフターンオンの発生を防止することができる。
After the completion of step S13, in step S16, the high-voltage side
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<Other embodiments>
In addition, each of the above-mentioned embodiments may be changed and carried out as follows.
・第5実施形態において、3相短絡制御における下アームスイッチSWLのターンオン速度を通常制御時よりも低下させる方法としては、抵抗体の抵抗値を大きくする方法に限らない。例えば、下アームスイッチSWLのゲートの電源電圧を、通常制御時の電源電圧である下アーム駆動電圧VdLよりも低くする方法であってもよい。 In the fifth embodiment, the method of lowering the turn-on speed of the lower arm switch SWL in the three-phase short-circuit control from that in the normal control is not limited to the method of increasing the resistance value of the resistor. For example, a method may be used in which the power supply voltage of the gate of the lower arm switch SWL is lower than the lower arm drive voltage VdL, which is the power supply voltage at the time of normal control.
・3相短絡制御として、3相分の上アームスイッチSWHをオンし、3相分の下アームスイッチSWLをオフする制御が行われてもよい。この場合、例えば第1実施形態において、ダイオード87は、下アームドライバ72に備えられていればよい。
-As the three-phase short-circuit control, a control may be performed in which the upper arm switch SWH for three phases is turned on and the lower arm switch SWL for three phases is turned off. In this case, for example, in the first embodiment, the
・上アームドライバ71において、上アーム放電スイッチ84、上アームオフ保持スイッチ86及び上アーム抵抗体85の接続先となるグランド部としては、上アームスイッチSWHのエミッタに限らず、エミッタ電位よりも低い負電圧を出力する負電圧源であってもよい。なお、下アームドライバ72についても同様である。
In the
・3相短絡制御において下アームスイッチSWLをオンする構成としては、下アームドライバ72により下アームスイッチSWLをオンする構成に限らない。例えば、下アームドライバ72を介すことなく、異常用電源75から下アームスイッチSWLのゲートに充電電流を直接供給する構成であってもよい。
The configuration for turning on the lower arm switch SWL in the three-phase short-circuit control is not limited to the configuration for turning on the lower arm switch SWL by the
・図1に示す構成において、平滑コンデンサ24と各スイッチ23a,23bとの間に昇圧コンバータが備えられていてもよい。 In the configuration shown in FIG. 1, a boost converter may be provided between the smoothing capacitor 24 and the switches 23a and 23b.
・スイッチングデバイス部を構成するスイッチとしては、IGBTに限らず、例えばボディダイオードを内蔵するNチャネルMOSFETであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子はドレインであり、低電位側端子はソースである。 -The switch constituting the switching device unit is not limited to the IGBT, and may be, for example, an N-channel MOSFET having a built-in body diode. In this case, the high potential side terminal of the switch is the drain and the low potential side terminal is the source.
・回転電機の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機のロータの回転速度であってもよい。 The control amount of the rotary electric machine is not limited to torque, and may be, for example, the rotation speed of the rotor of the rotary electric machine.
・回転電機としては、永久磁石同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。また、回転電機としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。 -The rotary electric machine is not limited to the permanent magnet synchronous machine, and may be, for example, a winding field type synchronous machine. Further, the rotary electric machine is not limited to the synchronous machine, and may be, for example, an induction machine.
・回転電機としては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置や空調用電動コンプレッサを構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。 -The rotary electric machine is not limited to the one used as an in-vehicle main engine, but may be used for other purposes such as an electric power steering device and an electric motor constituting an electric compressor for air conditioning.
・制御システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。この場合、回転電機は、例えば、航空機の飛行動力源又は船舶の航行動力源となる。また、制御システムの搭載先は移動体に限らない。 -The mobile body on which the control system is mounted is not limited to a vehicle, but may be, for example, an aircraft or a ship. In this case, the rotary electric machine becomes, for example, a flight power source for an aircraft or a navigation force source for a ship. Further, the mounting destination of the control system is not limited to the mobile body.
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are provided by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the controls and techniques described herein are by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
10…回転電機、15…インバータ、24…平滑コンデンサ、50…制御回路、70…絶縁電源、75…異常用電源、80…上アーム駆動部、86…上アームオフ保持スイッチ、76…高圧側ASC指令部、87…ダイオード、SWH,SWL…上,下アームスイッチ。 10 ... Rotary electric machine, 15 ... Inverter, 24 ... Smoothing capacitor, 50 ... Control circuit, 70 ... Insulated power supply, 75 ... Abnormal power supply, 80 ... Upper arm drive unit, 86 ... Upper arm off holding switch, 76 ... High voltage side ASC command Part, 87 ... Diode, SWH, SWL ... Upper, lower arm switch.
Claims (6)
多相の回転電機(10)と、
前記回転電機の各相の巻線(11)及び蓄電部を電気的に接続する電力変換器(20)と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路(50)において、
オンされることにより、前記電力変換器を構成する上,下アームスイッチ(SWH,SWL)のうち一方であるオフ側スイッチ(SWH)のゲート及びグランド部を短絡するオフ保持スイッチ(86,88)と、
第1電源部(70)と、
前記第1電源部から給電されることにより動作可能となり、前記オフ保持スイッチを駆動する駆動部(80)と、
前記システムに異常が発生したことを判定する異常判定部(76)と、
第2電源部(75)と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記電力変換器を構成する上,下アームスイッチのうち他方であるオン側スイッチ(SWL)を前記第2電源部により生成された電力を用いてオンし、前記オフ側スイッチをオフする短絡制御を行う異常時制御部(76)と、を備え、
前記第1電源部から前記駆動部に給電できなくなる異常が発生している場合において、前記異常時制御部により前記オン側スイッチがオンされることに起因した前記オフ側スイッチのゲート電圧の上昇が抑制されるように構成されている、電力変換器の制御回路。 Power storage unit (24) and
Multi-phase rotary electric machine (10) and
In a power converter control circuit (50) applied to a system including a power converter (20) for electrically connecting windings (11) of each phase of the rotary electric machine and a power storage unit.
Off-holding switches (86, 88) that short-circuit the gate and ground of the off-side switch (SWH), which is one of the upper and lower arm switches (SWH, SWL) that configure the power converter when turned on. When,
The first power supply unit (70) and
The drive unit (80), which can be operated by being supplied with power from the first power supply unit and drives the off-holding switch,
An abnormality determination unit (76) for determining that an abnormality has occurred in the system, and
The second power supply unit (75) and
When it is determined by the abnormality determination unit that an abnormality has occurred, the on-side switch (SWL), which is the other of the lower arm switches, is used to generate the power generated by the second power supply unit in order to configure the power converter. It is equipped with an abnormal time control unit (76) that performs short-circuit control to turn on the switch and turn off the off-side switch.
When an abnormality occurs in which power cannot be supplied from the first power supply unit to the drive unit, the gate voltage of the off-side switch due to the on-side switch being turned on by the abnormality control unit increases. A power converter control circuit that is configured to be suppressed.
前記第1電源部から前記駆動部への給電が停止された場合、前記駆動部から前記オフ保持スイッチのゲートに供給される電圧が、前記オフ保持スイッチをオンにする電圧とされる、請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 The off-holding switch (88) has a normalion characteristic and has a normalion characteristic.
A claim that when the power supply from the first power supply unit to the drive unit is stopped, the voltage supplied from the drive unit to the gate of the off-holding switch is a voltage for turning on the off-holding switch. The control circuit of the power converter according to 1.
前記オン側スイッチのゲート及び第2グランド部を接続する第2抵抗体(105)と、を備え、
前記第1抵抗体の抵抗値が前記第2抵抗体の抵抗値よりも小さい、請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 When the ground portion is used as the first ground portion, the gate of the off-side switch and the first resistor (85) connecting the first ground portion are used.
A second resistor (105) for connecting the gate of the on-side switch and the second ground portion is provided.
The control circuit for a power converter according to claim 1, wherein the resistance value of the first resistor is smaller than the resistance value of the second resistor.
前記オフ側スイッチのゲート及び前記グランド部を接続する切替抵抗体(89)及び切替スイッチ(90)の直列接続体と、を備え、
前記駆動部は、前記切替スイッチを駆動し、
前記切替スイッチは、ノーマリオン特性を有し、
前記第1電源部から前記駆動部への給電が停止された場合、前記駆動部から前記切替スイッチのゲートに供給される電圧が、前記切替スイッチをオンにする電圧とされる、請求項1に記載の電力変換器の制御回路。 A resistor (85) connecting the gate of the off-side switch and the ground portion, and
A switching resistor (89) and a series connecting body of the switching switch (90) for connecting the gate of the off-side switch and the ground portion are provided.
The drive unit drives the changeover switch and
The changeover switch has a normalion characteristic and has a normalion characteristic.
According to claim 1, when the power supply from the first power supply unit to the drive unit is stopped, the voltage supplied from the drive unit to the gate of the changeover switch is the voltage for turning on the changeover switch. The control circuit of the power converter described.
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