电动车用逆变器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动车用逆变器装置。电动车用逆变器装置包含平滑电容器、放电电阻、串联连接在平滑电容器的两端间的放电电阻及第一和第二放电用开关元件、以及针对第一和第二放电用开关元件中的至少任一方而设置的钳位电路。例如钳位电路包含逆流防止元件、若两端电压超过预先决定的值则产生恒定的电压下降的恒定电压生成元件。

Inverters for electric vehicles

The invention provides an inverter device for electric vehicles. The inverter device for electric vehicles includes a smooth capacitor, a discharge resistor, a discharge resistor connected in series between the two ends of a smooth capacitor, and a first and second discharge switch elements, and a clamping circuit set for at least either side of the switch element for the first and second discharge. For example, the clamping circuit includes a countercurrent preventing element, and a constant voltage generating element that generates a constant voltage drop if the voltage at the two ends exceeds the predetermined value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动车用逆变器装置
本专利技术涉及电动车用逆变器装置。
技术介绍
公知有通过使与平滑电容器并联电连接的单一的开关元件接通，使积留于平滑电容器的电荷向地线流动的电动车用逆变器装置(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2013-188092号公报然而，在使用上述专利文献1所记载的那样的单一的开关元件的电动车用逆变器装置中，由于无法使平滑电容器的两端电压高于开关元件的耐压以上，所以难以应对伴随着马达的高旋转化的平滑电容器的两端电压的高电压化。即，为了应对高电压化，需要提高开关元件的耐压，导致成本增加、体积增加(大型化)、导通损失的增加。对此，为了能够使平滑电容器的两端电压的高电压化而不提高开关元件的耐压，考虑了将串联连接的多个开关元件与平滑电容器并联连接的方法。然而，在上述方法中，若多个开关元件存在个体差(例如开关元件导通的阈值电压的差)，则存在对多个开关元件施加不均衡的电压的可能性。在该情况下，例如与上段侧的开关元件相比下段侧的开关元件先导通时，存在对上段侧的开关元件施加了耐压以上的电压的可能性。关于该点，还存在在制造时预先测定两个开关元件的个体差，并对后导通的一方开关元件侧追加钳位电路之类的方法，但在上述方法中，存在测定个体差花费步骤(工时)这样的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在使串联连接的多个开关元件与平滑电容器并联连接的构成中，能够减少对开关元件施加耐压以上的电压的可能性的电动车用逆变器装置。根据本专利技术的一个方面，提供。根据本专利技术，在将多个开关元件与平滑电容器并联地电连接的构成中，能够得到能够减少对开关元件施加耐压以上的电压的可能性的电动车用逆变器装置。附图说明图1是表示电动车用马达驱动系统的整体构成的一个例子的图。图2是表示电动车用逆变器装置的一实施例(实施例1)的图。图3是表示由实施例1的放电控制电路实现的电压波形的一个例子的图。图4是表示第一比较例的放电控制电路的图。图5是表示第二比较例的放电控制电路的图。图6是表示由第二比较例的放电控制电路实现的电压波形的一个例子的图。图7是表示电动车用逆变器装置的其它的一个实施例(实施例2)的图。具体实施方式以下，参照附图对各实施例详细地进行说明。在以下的说明中，只要没有特别说明，各种要素间的“连接”这样的用语是指“电连接”。图1是表示电动车用马达驱动系统1的整体构成的一个例子的图。马达驱动系统1是使用高压电池10的电力来驱动行驶用马达40，由此驱动车辆的系统。另外，电动车辆只要是使用电力来驱动行驶用马达40而行驶的车辆，则其方式、详细的构成是任意的。电动车辆通常包含动力源是发动机和行驶用马达40的混合动力汽车或动力源仅是行驶用马达40的电动车。如图1所示，马达驱动系统1具备高压电池10、电动车用逆变器装置12、行驶用马达40以及逆变器控制装置50。高压电池10是积蓄电力并输出直流电压的任意的蓄电装置，可以包含镍氢电池、锂电池、双电层电容器等的电容性元件。高压电池10通常是额定电压超过100V的电池，额定电压例如是288V。电动车用逆变器装置12包含平滑电容器C、放电电路20以及逆变器30。平滑电容器C与逆变器30并联地连接。放电电路20具有在被输入放电指令的情况下，使滞留在平滑电容器C的电荷向地线流动的(放电)功能。放电指令通常在车辆碰撞检测时或者车辆碰撞不可避免判定时被输入。放电指令也可从控制车辆的安全装置(例如安全气囊)的安全气囊ECU、预碰撞ECU等(未图示)供给。放电电路20的进一步说明将在后面进行。逆变器30由在正极线与负极线之间相互并联配置的U相、V相、W相的各臂构成。U相臂由开关元件(在本例中是IGBT：InsulatedGateBipolarTransistor(绝缘栅双极型晶体管))Q1、Q2的串联连接构成，V相臂由开关元件(在本例中是IGBT)Q3、Q4的串联连接构成，W相臂由开关元件(本例中是IGBT)Q5、Q6的串联连接构成。另外，各开关元件Q1～Q6的集电极-发射极间分别配置二极管D11～D16以便从发射极侧向集电极侧流动电流。另外，开关元件Q1～Q6也可是MOSFET(metaloxidesemiconductorfield-effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)那样的、IGBT以外的其它开关元件。行驶用马达40是三相的交流马达，U、V、W相的3个线圈的一端在中点共同连接。U相线圈的另一端与开关元件Q1、Q2的中点M1连接，V相线圈的另一端与开关元件Q3、Q4的中点M2连接，W相线圈的另一端与开关元件Q5、Q6的中点M3连接。在开关元件Q1的集电极与负极线之间连接平滑电容器C。逆变器控制装置50控制逆变器30。逆变器控制装置50例如包含CPU、ROM、主存储器(全部未图示)等，逆变器控制装置50的各种功能通过由CPU在主存储器读出被记录于ROM等的控制程序并执行而被实现。逆变器30的控制方法虽是任意的，但基本上设为U相的两个开关元件Q1、Q2相互逆相地导通/截止，V相的两个开关元件Q3、Q4相互逆相地导通/截止，W相的两个开关元件Q5、Q6相互逆相地导通/截止。另外，在图1所示的例子中，马达驱动系统1具备单一的行驶用马达40，但也可具备附加的马达(包含发电机)。在该情况下，附加的马达(也可是多个)也可与对应的逆变器一起以与行驶用马达40以及逆变器30并联的关系，与高压电池10连接。另外，在图1所示的例子中，马达驱动系统1虽不具备DC/DC转换器，但也可在高压电池10与逆变器30之间设置DC/DC转换器。如图1所示，在高压电池10与平滑电容器C之间设置用于从高压电池10切断电力供给的切断用开关SW1。切断用开关SW1也可由半导体开关、继电器等构成。切断用开关SW1常态是导通状态，例如在车辆的碰撞检测时等为截止。另外，切断用开关SW1的导通/截止的切换也可通过逆变器控制装置50来实现，也可通过其它控制装置来实现。马达驱动系统1还包含放电电路20。如图1所示，放电电路20与平滑电容器C并联连接。另外，在图1所示的例子中，放电电路20虽被配置于平滑电容器C与逆变器30之间，但只要比切断用开关SW1配置于平滑电容器C侧即可。因此，放电电路20也可被配置于高压电池10(以及切断用开关SW1)与平滑电容器C之间。[实施例1]接下来，对能够在图1所示的电动车用马达驱动系统1中应用的电动车用逆变器装置的一实施例(实施例1)进行说明。图2是表示实施例1的电动车用逆变器装置12的图。在图2中，除了电动车用逆变器装置12之外，还一并示出高压电池10以及切断用开关SW1。在图2中，点P表示与平滑电容器C的正极侧的端子同电位的点，与图1的点P对应。另外，N表示与平滑电容器C的负极侧的端子同电位(地线电位)的点，与图1的点N对应。放电电路20包含放电电阻R1、电源电路62、异常检测电路64及放电控制电路66。放电电阻R1的一端与平滑电容器C的正极侧连接，另一端与地线连接。电源电路62具有生成向异常检测电路64以及放电控制电路66供给的电源电压Vcc的功能。电源电路62利用平滑电容器C的电压(来自平滑电容器C的放电)生成恒定电压(例如+15V)的电源电压Vcc。电源电路62与平滑电容器C并联连接。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车用逆变器装置，被设置于产生车辆的驱动力的马达的驱动电路，上述电动车用逆变器装置包括：平滑电容器；放电电阻，其一端与上述平滑电容器的正极侧电连接；第一放电用开关元件，其具备栅极，并以与上述放电电阻串联电连接的状态与上述放电电阻的另一端电连接；第二放电用开关元件，其具备栅极，并电连接在上述放电电阻以及上述第一放电用开关元件与地线之间；控制电路，其向上述第一放电用开关元件以及上述第二放电用开关元件中的一方的上述栅极直接施加使该栅极导通的信号；时间差设定单元，其在上述第一放电用开关元件以及上述第二放电用开关元件中的上述一方的开关元件导通后，设定另一方的开关元件开始导通的时间差；以及钳位电路，其针对上述另一方的开关元件而被设置，以该开关元件的两端间的电压不超过预先决定的上限值的方式进行限制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 JP 2015-1856891.一种电动车用逆变器装置，被设置于产生车辆的驱动力的马达的驱动电路，上述电动车用逆变器装置包括：平滑电容器；放电电阻，其一端与上述平滑电容器的正极侧电连接；第一放电用开关元件，其具备栅极，并以与上述放电电阻串联电连接的状态与上述放电电阻的另一端电连接；第二放电用开关元件，其具备栅极，并电连接在上述放电电阻以及上述第一放电用开关元件与地线之间；控制电路，其向上述第一放电用开关元件以及上述第二放电用开关元件中的一方的上述栅极直接施加使该栅极导通的信号；时间差设定单元，其在上述第一放电用开关元件以及上述第二放电用开关元件中的上述一方的开关元件导通后，设定另一方的开关元件开始导通的时间差；以及钳位电路，其针对上述另一方的开关元件而被设置，以该开关元件的两端间的电压不超过预先决定的上限值的方式进行限制。2.根据权利要求1所述的电动车用逆变器装置，其中，还包含电源电路，该电源电路在被输入放电指令的情况下，使供电部产生电源电压，上述时间差设定单元包含：第一电线，其一端与上述供电部电连接，另一端与上述一方的开关元件的栅极电连接；第二电线，其一端电连接在上述第一电线的上述供电部与上述一方的开关元件的栅极之间，另一端与上述另一方的开关元件的栅极电连接；第一逆流防止元件，其被设置于上述第二电线，阻止与向上述另一方的开关元件的上述栅极的方向相反方向的电流的流动；第四电线，其一端电连接在上述第二电线的上述第一逆流防止元件与上述另一方的开关元件的栅极之间，另一端电连接在上述另一方的开关元件与上述一方的开关元件之间；以及电阻元件，其被设置于上述第四电线。3.根据权利要求2所述的电动车用逆变器装置，其中，上述电源电路基于上述平滑电容器的电压，使上述供电部产生上述电源电...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村恭士，平野智也，
申请(专利权)人：爱信艾达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP