JP6443558B2 - 電動車両用インバータ装置 - Google Patents
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Description
平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの正極側に一端が電気的に接続される放電抵抗と、
ゲートを備え、前記放電抵抗に直列に電気的に接続される態様で、前記放電抵抗の他端に電気的に接続される第1放電用スイッチング素子と、
ゲートを備え、前記第1放電用スイッチング素子に直列に電気的に接続される態様で、前記第1放電用スイッチング素子とグランドとの間に電気的に接続される第2放電用スイッチング素子と、
前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの一方の前記ゲートに、該ゲートをオンさせる信号を直接印加する制御回路と、
前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの前記一方のスイッチング素子がオンした後に、他方のスイッチング素子がオンし始める時間差を設定する時間差設定手段と、
前記他方のスイッチング素子に対して設けられ、該スイッチング素子の両端間の電圧が予め定められた上限値を超えないように制限するクランプ回路とを含み、
前記制御回路は、前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの一方の前記ゲートに、該ゲートをオンさせる信号を直接印加し、他方の前記ゲートに前記時間差設定手段により設定される前記時間差で該ゲートをオンさせる信号を印加する電動車両用インバータ装置が提供される。
次に、図1に示した電動車両用モータ駆動システム1に適用できる電動車両用インバータ装置の一実施例(実施例1)について説明する。
Vds_clamp=Vz+Vf+Vth 式(1)
ここで、Vthは、第1放電用スイッチング素子MOS11の閾値電圧である。
次に、図1に示した電動車両用モータ駆動システム1に適用できる電動車両用インバータ装置の他の一実施例(実施例2)について説明する。
[1]
車両の駆動力を発生させるモータの駆動回路に設けられる電動車両用インバータ装置(12,12B)であって、
平滑コンデンサ(C)と、
前記平滑コンデンサ(C)の正極側に一端が電気的に接続される放電抵抗(R1)と、
ゲートを備え、前記放電抵抗(R1)に直列に電気的に接続される態様で、前記放電抵抗(R1)の他端に電気的に接続される第1放電用スイッチング素子(MOS11)と、
ゲートを備え、前記放電抵抗(R1)及び前記第1放電用スイッチング素子(MOS11)とグランドとの間に電気的に接続される第2放電用スイッチング素子(MOS12)と、
前記第1放電用スイッチング素子(MOS11)及び前記第2放電用スイッチング素子(MOS12)のうちの一方の前記ゲートに、該ゲートをオンさせる信号を直接印加する制御回路(64A)と、
前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの前記一方のスイッチング素子がオンした後に、他方のスイッチング素子がオンし始める時間差を設定する時間差設定手段(66)と、
前記他方のスイッチング素子に対して設けられ、該スイッチング素子の両端間の電圧が予め定められた上限値を超えないように制限するクランプ回路(73、D2、DZ2)とを含む、電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[2]
放電指令が入力された場合に、給電部に電源電圧を発生させる電源回路(62)を更に含み、
前記時間差設定手段(66)は、
前記給電部に一端が電気的に接続され、前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)のゲートに他端が電気的に接続される第1電線(71)と、
前記第1電線(71)における前記給電部と前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)のゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)のゲートに他端が電気的に接続される第2電線(72)と、
前記第2電線(72)に設けられ、前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第1逆流防止素子(D1)と、
前記第2電線(72)における前記第1逆流防止素子(D1)と前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)のゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)と前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)との間に他端が電気的に接続される第4電線(74)と、
前記第4電線(74)に設けられる抵抗素子(R11)とを含む、[1]に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[2]に記載の構成によれば、電源電圧が立ち上がると、まず、第1電線(71)を介して一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)のゲートが充電され、一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)がオンする。これは、第2放電用スイッチング素子MOS12がオンしない限り、第2電線(72)を介して他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)のゲートを充電する電流の流れが生じないためである。このようにして、「時間差」を設定できる。尚、[2]では、かかる「時間差」は、回路により実現されているが、変形例では、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。
[3]
前記電源回路は、前記平滑コンデンサの電圧に基づいて、前記給電部に前記電源電圧を発生させる、[2]に記載の電動車両用インバータ装置。
[4]
前記クランプ回路は、
前記第2電線(72)における前記第1逆流防止素子(D1)と前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)の前記ゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)と前記放電抵抗(R1)との間に他端が電気的に接続される第3電線(73)と、
前記第3電線(73)に設けられ、前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第2逆流防止素子(D2)と、
前記第3電線(73)に設けられ、両端電圧が予め定められた値を超えると一定の電圧降下を発生させる第1定電圧生成素子(DZ2)とを含む、[2]又は[3]に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[5]
前記第1定電圧生成素子(DZ2)は、ツェナーダイオードを含む、[2]に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[6]
前記第1電線(71)における前記第2電線(72)の前記一端と前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)の前記ゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記第4電線(74)の前記他端と前記他方のスイッチング素子(MOS11、MOS12)との間に他端が電気的に接続される第5電線(75)と、
前記第5電線(75)に設けられ、前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第3逆流防止素子と、
前記第5電線(75)に設けられ、両端電圧が予め定められた値を超えると一定の電圧降下を発生させる第2定電圧生成素子(DZ3)とを更に含む、[2]に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[7]
前記第2定電圧生成素子(DZ3)は、ツェナーダイオードを含む、[4]に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[8]
前記放電指令が入力された時からの経過時間が所定時間を超えた場合に、前記第1電線(71)における前記給電部と前記一方のスイッチング素子(MOS12、MOS11)の前記ゲートとの間をグランドに電気的に接続する異常検出回路を更に含む、[2]〜[5]のうちのいずれか1項に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
[9]
前記電源回路(62)は、
前記平滑コンデンサ(C)の正極側とグランドの間に、前記平滑コンデンサ(C)に並列に設けられ、直列に電気的に接続される高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子と、
前記高電位側スイッチング素子のゲートに、前記平滑コンデンサ(C)の正極側の電圧と前記低電位側スイッチング素子に印加される電圧との差分を分圧して印加する分圧回路とを含む、[2]〜[6]のうちのいずれか1項に記載の電動車両用インバータ装置(12,12B)。
12,12B 電動車両用インバータ装置
20 放電回路
30 インバータ
40 走行用モータ
62 電源回路
66 放電制御回路(時間差設定手段)
71 第1電線
72 第2電線
73 第3電線
74 第4電線
75 第5電線
Claims (9)
- 車両の駆動力を発生させるモータの駆動回路に設けられる電動車両用インバータ装置であって、
平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの正極側に一端が電気的に接続される放電抵抗と、
ゲートを備え、前記放電抵抗に直列に電気的に接続される態様で、前記放電抵抗の他端に電気的に接続される第1放電用スイッチング素子と、
ゲートを備え、前記第1放電用スイッチング素子に直列に電気的に接続される態様で、前記第1放電用スイッチング素子とグランドとの間に電気的に接続される第2放電用スイッチング素子と、
前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの一方の前記ゲートに、該ゲートをオンさせる信号を直接印加する制御回路と、
前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの前記一方のスイッチング素子がオンした後に、他方のスイッチング素子がオンし始める時間差を設定する時間差設定手段と、
前記他方のスイッチング素子に対して設けられ、該スイッチング素子の両端間の電圧が予め定められた上限値を超えないように制限するクランプ回路とを含み、
前記制御回路は、前記第1放電用スイッチング素子及び前記第2放電用スイッチング素子のうちの一方の前記ゲートに、該ゲートをオンさせる信号を直接印加し、他方の前記ゲートに前記時間差設定手段により設定される前記時間差で該ゲートをオンさせる信号を印加する電動車両用インバータ装置。 - 放電指令が入力された場合に、給電部に電源電圧を発生させる電源回路を更に含み、
前記時間差設定手段は、
前記給電部に一端が電気的に接続され、前記一方のスイッチング素子のゲートに他端が電気的に接続される第1電線と、
前記第1電線における前記給電部と前記一方のスイッチング素子のゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子のゲートに他端が電気的に接続される第2電線と、
前記第2電線に設けられ、前記他方のスイッチング素子の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第1逆流防止素子と、
前記第2電線における前記第1逆流防止素子と前記他方のスイッチング素子のゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子と前記一方のスイッチング素子との間に他端が電気的に接続される第4電線と、
前記第4電線に設けられる抵抗素子とを含む、請求項1に記載の電動車両用インバータ装置。 - 前記電源回路は、前記平滑コンデンサの電圧に基づいて、前記給電部に前記電源電圧を発生させる、請求項2に記載の電動車両用インバータ装置。
- 前記クランプ回路は、
前記第2電線における前記第1逆流防止素子と前記他方のスイッチング素子の前記ゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記他方のスイッチング素子と前記放電抵抗との間に他端が電気的に接続される第3電線と、
前記第3電線に設けられ、前記他方のスイッチング素子の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第2逆流防止素子と、
前記第3電線に設けられ、両端電圧が予め定められた値を超えると一定の電圧降下を発生させる第1定電圧生成素子とを含む、請求項2又は3に記載の電動車両用インバータ装置。 - 前記第1定電圧生成素子は、ツェナーダイオードを含む、請求項4に記載の電動車両用インバータ装置。
- 前記第1電線における前記第2電線の前記一端と前記一方のスイッチング素子の前記ゲートとの間に一端が電気的に接続され、前記第4電線の前記他端と前記一方のスイッチング素子との間に他端が電気的に接続される第5電線と、
前記第5電線に設けられ、前記一方のスイッチング素子の前記ゲートに向かう方向とは逆方向の電流の流れを阻止する第3逆流防止素子と、
前記第5電線に設けられ、両端電圧が予め定められた値を超えると一定の電圧降下を発生させる第2定電圧生成素子とを更に含む、請求項4に記載の電動車両用インバータ装置。 - 前記第2定電圧生成素子は、ツェナーダイオードを含む、請求項6に記載の電動車両用インバータ装置。
- 前記放電指令が入力された時からの経過時間が所定時間を超えた場合に、前記第1電線における前記給電部と前記一方のスイッチング素子の前記ゲートとの間をグランドに電気的に接続する異常検出回路を更に含む、請求項4〜7のうちのいずれか1項に記載の電動車両用インバータ装置。
- 前記電源回路は、
前記平滑コンデンサの正極側とグランドの間に、前記平滑コンデンサに並列に設けられ、直列接続された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子と、
前記高電位側スイッチング素子のゲートに、前記平滑コンデンサの正極側の電圧と前記低電位側スイッチング素子に印加される電圧との差分を分圧して印加する分圧回路とを含む、請求項2〜8のうちのいずれか1項に記載の電動車両用インバータ装置。
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