电力变换装置制造方法及图纸

本说明书提供在将多个电力变换电路并联连接而成的电力变换装置中使开关元件的取决于温度的耐压性能的不均减小的技术。电力变换装置具备多个电力变换电路、多个温度传感器、和控制器。各电力变换电路包含开关元件。多个电力变换电路并联连接。多个温度传感器分别计测各开关元件的温度。控制器根据向电力变换装置供给的供给电流值Iin，按照由温度传感器计测的开关元件的温度从低到高的顺序，选择要使其工作的电力变换电路。该电力变换装置通过使包含温度较低的开关元件的电力变换电路优先工作，使温度较低的开关元件因自身的发热而被加热，可防止耐压的下降。

Electric Power Converter

This specification provides a technique for reducing unevenly the temperature-dependent voltage-withstanding performance of switching elements in power conversion devices connected in parallel with multiple power conversion circuits. The power conversion device has a plurality of power conversion circuits, a plurality of temperature sensors and controllers. Each power conversion circuit includes switching elements. Multiple power conversion circuits are connected in parallel. The temperature of each switch element is measured by multiple temperature sensors. According to the current value Iin supplied to the power converter, the controller chooses the power converter circuit to work according to the order of the temperature of the switching elements measured by the temperature sensor from low to high. By giving priority to the power conversion circuit containing lower temperature switching elements, the lower temperature switching elements are heated due to their own heating, which can prevent the drop of withstand voltage.

【技术实现步骤摘要】
电力变换装置
本说明书公开的技术涉及将多个电力变换电路并联连接而成的电力变换装置。
技术介绍
已知有将多个电力变换电路并联连接而成的电力变换装置(例如专利文献1～3)。这样的电力变换装置有时也被称为多相转换器。在多相转换器中，有时将各电力变换电路简称为“相”。在这样的电力变换装置中，通过将多个电力变换电路并联连接，能够实现负荷的分散。在专利文献1的电力变换装置中，多个双向DC-DC转换器(电力变换电路)并联连接。在专利文献2、3中，公开了将多个相的转换器并联连接而成的多相转换器(电力变换装置)。专利文献2的多相转换器(电力变换装置)根据输出负荷的大小、或者周围温度来决定要使其工作的转换器的相数。专利文献3的多相转换器(电力变换装置)按照散热特性从好到差的顺序来决定优先驱动相。该多相转换器(电力变换装置)通过优先驱动散热特性好的电力变换电路，能够防止各转换器的过热。作为散热特性的一例，采用各转换器的开关部分的温度上升率。现有技术文献专利文献1：日本特开2009－118641号公报专利文献2：日本特开2007－116834号公报专利文献3：国际公开WO2010/140228号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题电力变换电路包含电力变换用的开关元件。已知电力变换用的开关元件在低温时耐压性能下降。在将多个电力变换电路并联连接而成的电力变换装置中，如果开关元件的温度不均，则会存在耐压性能比其他电力变换电路低的电力变换电路，会导致电力变换电路的选择范围变窄。本说明书涉及一种具备并联连接的多个电力变换电路的电力变换装置，提供能够使开关元件的取决于温度的耐压性能的不均减小的技术。用于解决问题的技术方案本说明书公开的电力变换装置具备多个电力变换电路、多个温度传感器和控制器。各电力变换电路包含电力变换用的开关元件。多个电力变换电路并联连接。多个温度传感器分别计测各开关元件的温度。控制器从多个电力变换电路中选择要使其工作的电力变换电路。控制器根据向电力变换装置供给的供给电流值和电力变换装置的目标输出电流值中的一方电流值，按照由温度传感器计测出的开关元件的温度从低到高的顺序，选择要使其工作的电力变换电路。该电力变换装置通过使包含温度较低的开关元件的电力变换电路优先工作，使温度较低的开关元件因自身的发热而被加热，可防止耐压的下降。其结果，能够抑制多个电力变换电路的取决于温度的耐压性能的不均。此外，“按照开关元件的温度从低到高的顺序选择要使其工作的电力变换电路”更准确而言是指按照所包含的开关元件的温度(计测温度)从低到高的顺序选择要使其工作的电力变换电路。控制器也可以构成为在全部开关元件的温度都超过预定的阈值的情况下，选择全部电力变换电路作为要使其工作的电力变换电路。如果全部开关元件的温度都高于温度阈值，则取决于温度的耐压性能的不均较小。在该情况下，利用全部电力变换电路分散负荷的话，更能够维持耐压性能的不均较小的状态。控制器如下述这样构成也是适当的。控制器确定开关元件的温度低于预定的温度阈值的电力变换电路。控制器针对所确定的电力变换电路，按照开关元件的温度从低到高的顺序选择要使其工作的所述电力变换电路。在开关元件的温度低于温度阈值的全部电力变换电路的总容许电流值低于供给电流值(或者目标输出电流值)的情况下，控制器选择全部电力变换电路。在该情况下，通过在不得不使用包含温度高于温度阈值的开关元件的电力变换电路时选择全部电力变换电路，能够实现负荷的分散。在各电力变换电路包含多个开关元件的情况下，控制器将多个开关元件的温度中最低的温度与其他电力变换电路的开关元件的温度进行比较。换言之，在电力变换电路包含温度较高的开关元件和温度较低的开关元件的情况下，控制器将较低一方的温度与其他电力变换电路的开关元件的温度进行比较。通过这样处理，能够使包含温度较低的开关元件的电力变换电路优先工作。本说明书公开的技术的详细情况和进一步的改良通过以下的“具体实施方式”进行说明。附图说明图1是包含第一实施例的电力变换装置的电动汽车的电力系统的框图。图2是由控制器执行的电路选择处理的流程图(第一实施例)。图3是包含第二实施例的电力变换装置的电动汽车的电力系统的框图。图4是由控制器执行的电路选择处理的流程图(第二实施例)。图5是表示开关元件的温度分布的一例的图表。图6是表示供给电流值Iin的变化与驱动电路数量的关系的一例的图表。图7是包含第三实施例的电力变换装置的电动汽车的电力系统的框图。图8是由控制器执行的电路选择处理的流程图(第三实施例)。图9是由控制器执行的电路选择处理的流程图(第三实施例、接着图8)。标号的说明2：电池2a～2f：开关元件3a～3f：二极管4a～4f：温度传感器5a～5m：电力变换电路6：电流传感器7：电容器8：电抗器9：控制器10、10a、10b：电力变换装置21：电池22：电容器23：变换器24：马达100、100a、100b：电动汽车具体实施方式(第一实施例)参照图1和图2，对第一实施例的电力变换装置进行说明。第一实施例的电力变换装置搭载于电动汽车。图1示出包含电力变换装置10的电动汽车100的电力系统的框图。电动汽车100通过马达24进行行驶。马达24是交流马达。马达24有时作为发电机发挥功能。当驾驶员踩踏制动器时，电动汽车100利用车辆的惯性能量使马达24反向驱动进行发电。通过马达24的反向驱动而得到的电力被称为再生电力。电动汽车100具备电池21、电力变换装置10、变换器(inverter)23和马达24。电力变换装置10使电池21的输出电力的电压升压来供给到变换器23。电力变换装置10还具有使再生电力降压来供给到电池21的功能。即，电力变换装置10是双向DC-DC转换器。利用由电力变换装置10降压后的再生电力对电池21进行充电。电力变换装置10的电路构造将在后文详细地说明。变换器23将从电力变换装置10供给的直流电力变换成适于马达24的驱动的交流电力并供给到马达24。变换器23还具有将马达24产生的再生电力(交流)变换成直流并供给到电力变换装置10的功能。变换器23的电路结构已广泛周知，因此省略详细的电路图及其说明。在电力变换装置10与变换器23之间并联连接有电容器22。电容器22使在电力变换装置10与变换器23之间流动的电流平滑化。电力变换装置10和变换器23接收来自未图示的上位控制器的指令进行工作。上位控制器根据车速、加速器踏板开度、制动器踏板开度，来决定电力变换装置10的低压侧与高压侧的电压比、变换器23的交流电力频率。上位控制器将所决定的电压比指示给电力变换装置10，将所决定的频率指示给变换器23。对电力变换装置10的电路构造进行说明。电力变换装置10具备两组电力变换电路5a、5b、电抗器8、电容器7、电流传感器6和控制器9。两组电力变换电路5a、5b并联连接。此外，两组电力变换电路5a、5b共用电抗器8和电容器7。电抗器8和电容器7是电力变换电路的一部分，但由于是共用的部件，所以图1中画在表示电力变换电路5a、5b的虚线矩形框的外部。标号11a和11b分别表示电力变换装置10的低压侧的正极端和负极端。标号12a和12b分别表示电力变换装置10的高压侧的正极端和负极端。将标号11a和11b分别称为低压正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，具备：并联连接的多个电力变换电路，其包含电力变换用的开关元件；多个温度传感器，其计测各个所述电力变换电路的所述开关元件的温度；以及控制器，其从多个所述电力变换电路中选择要使其工作的所述电力变换电路，所述控制器根据向所述电力变换装置供给的供给电流值和所述电力变换装置的目标输出电流值中的一方电流值，按照由所述温度传感器计测出的所述开关元件的所述温度从低到高的顺序，选择要使其工作的所述电力变换电路。

【技术特征摘要】
2017.10.10 JP 2017-1969831.一种电力变换装置，具备：并联连接的多个电力变换电路，其包含电力变换用的开关元件；多个温度传感器，其计测各个所述电力变换电路的所述开关元件的温度；以及控制器，其从多个所述电力变换电路中选择要使其工作的所述电力变换电路，所述控制器根据向所述电力变换装置供给的供给电流值和所述电力变换装置的目标输出电流值中的一方电流值，按照由所述温度传感器计测出的所述开关元件的所述温度从低到高的顺序，选择要使其工作的所述电力变换电路。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，在全部所述开关元件的所述温度都超过预定的温度阈值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥正浩，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP