JP4581030B2 - 電力変換装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力変換装置としてのブーストコンバータ101の構成の一例を示す機能ブロック図である。
次に、本発明に係る電力変換装置の一例としてのバック(降圧)コンバータについて説明する。
次に、実施の形態2として、複数のMOSFETを含んで構成される同期整流回路の変形例について説明する。
次に、本発明に係る電力変換装置の一例としてのフルブリッジインバータおよび3相インバータについて説明する。
次に、本発明に係る電力変換装置の一例としての3相インバータでの別の形態について説明する。
3、30 コントローラ
4、40 同期整流禁止回路
5、51〜56 ANDゲート
6、61〜66 比較器
7、21 しきい値指定部
8 温度測定器
9 電圧測定器
10、10a〜10f、20、22 同期整流回路
11 IPM
12、13、41〜46 MOSFET
12a、13a ボディダイオード
12b チャネル
14 電源
15 負荷
16、17 インダクタ
18 キャパシタ
19 3相モータ
19a〜19c コイル
31〜33 電流測定器
34〜37 演算器
100、101、102 ブーストコンバータ
200、201 バックコンバータ
301 フルブリッジインバータ
401、501、502 3相インバータ
Claims (13)
- 電源からインダクタへの給電を断続することにより、調整された電圧または電流を得る電力変換装置であって、
供給される制御信号に応じて導通して前記インダクタの回生電流の流路を形成するスイッチング素子である電界効果トランジスタと、前記インダクタの前記回生電流の方向を順方向とするダイオードとが並列に接続されてなり、前記インダクタの前記回生電流が前記電界効果トランジスタのソースからドレインの方向に流れるように前記電界効果トランジスタが配置されているスイッチ部と、
前記スイッチ部に流れる電流量および前記スイッチ部の両端に生じる電圧値のうちのいずれか一方を測定する測定器と、
前記ダイオードの順方向に同じ量の電流が流れた場合における前記スイッチング素子のオン抵抗と前記ダイオードのオン抵抗との比較によってあらかじめ定められたしきい値を指定するしきい値指定部と、
前記測定器で測定された電流量または電圧値が前記しきい値指定部で指定されたしきい値よりも大きいときに、前記スイッチング素子への前記制御信号の供給を禁止する禁止制御部と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記スイッチ部は、並列に接続され、かつ前記制御信号で共通に制御される複数のスイッチ部からなり、
前記測定器は、前記複数のスイッチ部を構成するいずれかのスイッチ部に接続され、接続された前記スイッチ部に流れる電流を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - さらに、
前記スイッチ部の温度を測定する温度測定器を備え、
前記しきい値指定部は、複数のしきい値電流量をそれぞれ異なる温度に対応して指定し、
前記禁止制御部は、前記温度測定器によって測定された温度に対応して前記しきい値指定部で指定されたしきい値電流量よりも、前記測定器で測定された電流量が大きいときに、前記スイッチ部への前記制御信号の供給を禁止する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記スイッチング素子および前記ダイオードの少なくともいずれか一方は炭化珪素で作られている
ことを特徴とする請求項1、請求項2、および請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 直流電力をN(Nは3以上の整数)相交流電力に変換して相ごとに設けられた負荷であるインダクタへ供給する電力変換装置であって、
供給される制御信号に応じて導通して前記インダクタの回生電流の流路を形成するスイッチング素子である電界効果トランジスタと、前記回生電流の方向を順方向とするダイオードとが並列に接続されてなり、前記インダクタの前記回生電流が前記電界効果トランジスタのソースからドレインの方向に流れるように前記電界効果トランジスタが配置されているスイッチ部をそれぞれが有する2N個のアームと、
相ごとに設けられ、前記アームが2個ずつ直列に接続されてなり、両端が直流電源に接続され、かつ中点が対応する相のインダクタに接続されたN個のレグと、
各相のインダクタに流れる電流量を特定する負荷電流特定部と、
前記ダイオードの順方向に同じ量の電流が流れた場合における前記スイッチング素子のオン抵抗と前記ダイオードのオン抵抗との比較によってあらかじめ定められたしきい値を指定するしきい値指定部と、
前記負荷電流特定部で特定された相ごとの電流量が前記しきい値指定部で指定されたしきい値よりも大きいときに、対応する相の前記レグに含まれる前記スイッチング素子への前記制御信号の供給を禁止する禁止制御部と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記負荷電流特定部は、相ごとに設けられたN個の電流測定器からなる
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記負荷電流特定部は、(N−1)個の相のそれぞれに設けられた(N−1)個の電流測定器と他の1相の電流量を算出する演算器とからなる
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 - 電源からインダクタへの給電を断続することにより、調整された電圧または電流を得る電力変換装置の制御方法であって、
前記電力変換装置は、供給される制御信号に応じて導通して前記インダクタの回生電流の流路を形成するスイッチング素子である電界効果トランジスタと、前記インダクタの前記回生電流の方向を順方向とするダイオードとが並列に接続されてなり、前記インダクタの前記回生電流が前記電界効果トランジスタのソースからドレインの方向に流れるように前記電界効果トランジスタが配置されているスイッチ部を備え、
前記スイッチ部に流れる電流量および前記スイッチ部の両端に生じる電圧値のうちのいずれか一方を測定する測定ステップと、
前記ダイオードの順方向に同じ量の電流が流れた場合における前記スイッチング素子のオン抵抗と前記ダイオードのオン抵抗との比較によってあらかじめ定められたしきい値を指定するしきい値指定ステップと、
前記測定ステップで測定された電流量または電圧値が前記しきい値指定ステップで指定されたしきい値よりも大きいときに、前記スイッチング素子への前記制御信号の供給を禁止する禁止制御ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。 - 直流電力をN(Nは3以上の整数)相交流電力に変換して相ごとに設けられた負荷であるインダクタへ供給する電力変換装置の制御方法であって、
前記電力変換装置は、
供給される制御信号に応じて導通して前記インダクタの回生電流の流路を形成するスイッチング素子である電界効果トランジスタと、前記回生電流の方向を順方向とするダイオードとが並列に接続されてなり、前記インダクタの前記回生電流が前記電界効果トランジスタのソースからドレインの方向に流れるように前記電界効果トランジスタが配置されているスイッチ部をそれぞれが有する2N個のアームと、
相ごとに設けられ、前記アームが2個ずつ直列に接続されてなり、両端が直流電源に接続され、かつ中点が対応する相のインダクタに接続されたN個のレグと
を備え、
各相のインダクタに流れる電流量を特定する負荷電流特定ステップと、
前記ダイオードの順方向に同じ量の電流が流れた場合における前記スイッチング素子のオン抵抗と前記ダイオードのオン抵抗との比較によってあらかじめ定められたしきい値を指定するしきい値指定ステップと、
前記負荷電流特定ステップで特定された相ごとの電流量が前記しきい値指定ステップで指定されたしきい値よりも大きいときに、対応する相の前記レグに含まれる前記スイッチング素子への前記制御信号の供給を禁止する禁止制御ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。 - 前記スイッチング素子がMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)であり、前記ダイオードが前記MOSFETに含まれるボディダイオードである
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記スイッチング素子がMOSFETであり、前記ダイオードが前記MOSFETに含まれるボディダイオードである
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置 - 前記スイッチング素子がMOSFETであり、前記ダイオードが前記MOSFETに含まれるボディダイオードである
ことを特徴とする請求項8に記載の制御方法。 - 前記スイッチング素子がMOSFETであり、前記ダイオードが前記MOSFETに含まれるボディダイオードである
ことを特徴とする請求項9に記載の制御方法。
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