通过形成功率半导体模块（10）的半桥电路的半导体开关元件（Q1、Q2～Q6）中的一个所具备的电流检测端子、以及与该一种半导体开关元件（Q1、Q2～Q6）反向并联连接的续流二极管（D1、D2～D6）所具备的电流检测端子，利用电流检测电路（11a、11b～11f）检测流向所述半桥电路的电流。并且，利用采样保持电路（14a、14b、14f）将表示通过电流检测电路（11a、11b～11f）检测出的电流的脉冲状的电压波形保持一定时间并转换成阶梯状的电压波形，通过绝缘电路（14a、14b、14c）将该采样保持电路（14a、14b、14c）所保持的电压传输到控制电路（20）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】通过形成功率半导体模块（10）的半桥电路的半导体开关元件（Q1、Q2～Q6）中的一个所具备的电流检测端子、以及与该一种半导体开关元件（Q1、Q2～Q6）反向并联连接的续流二极管（D1、D2～D6）所具备的电流检测端子，利用电流检测电路（11a、11b～11f）检测流向所述半桥电路的电流。并且，利用采样保持电路（14a、14b、14f）将表示通过电流检测电路（11a、11b～11f）检测出的电流的脉冲状的电压波形保持一定时间并转换成阶梯状的电压波形，通过绝缘电路（14a、14b、14c）将该采样保持电路（14a、14b、14c）所保持的电压传输到控制电路（20）。【专利说明】电力转换装置
本专利技术涉及一种电力转换装置，其使具有多个半导体开关元件的功率半导体模块与对所述多个半导体开关元件分别进行开关驱动的控制电路之间绝缘分离。
技术介绍
具备被开关驱动的IGBT等半导体开关元件并构成逆变器装置和斩波电路等的电力转换装置，广泛应用于各种用途。图10是驱动三相交流电机(负载)M的逆变器装置的概略构成图。该逆变器装置包括:功率半导体模块10，其具有多个(6个)半导体开关元件(IGBT)Ql、Q2~Q6并被封装化；以及控制电路20，其使所述各半导体开关元件Q1、Q2~Q6相互关联而进行开/关(οη/ο--)驱动。所述半导体开关元件Q1、Q2~Q6，以每2个为I对被串联连接并分别形成3个半桥电路HB，这些半桥电路HB被并联设置而构成所述负载M的驱动电路。另外，多个(6个)续流二极管(freewheel diode) D1、D2~D6分别与所述各半导体开关元件Q1、Q2~Q6反向并联连接。所述各半桥电路，通过从分别构成半桥电路的所述半导体开关元件Ql、Q4的串联连接点、所述半导体开关元件Q2、Q5以及所述半导体开关元件Q3、Q6的串联连接点向所述负载M供给相位相差120°的3相(U相、V相、W相)电流，驱动该负载M。另一方面，所述控制电路20包括控制部22，所述控制部22包括例如CPU等运算装置21，并且生成根据所述各半桥电路的输出电流对所述半导体开关元件Ql、Q2~Q6分别进行开/关控制的控制信号。所述控制电路20还包括驱动电路23，该驱动电路23输出根据所述控制部22所生成的所述各控制信号对所述各半导体开关元件Q1、Q2~Q6分别进行开/关驱动的栅极驱动信号Vgl、Vg2~Vg6。此外，所述控制部22所进行的控制动作所需的所述各半导体开关元件Q1、Q2~Q6的输出电流的信息，例如，通 过利用电流互感器CT分别检测所述各半桥电路的输出电流而获得。然而，最近，还通过使所述半导体开关元件Q以及所述续流二极管D具备电流检测端子，并利用所述电流检测端子检测分别流经该半导体开关元件Q以及续流二极管D的电流来获取所述控制信息(参照例如专利文献1、2)。即，分别流经所述半导体开关元件Q以及所述续流二极管D的电流，利用分别与各电流检测端子相连接的电流检测电路IlaUlb~Ilf进行检测。此外，如图10所示，对流经通过所述各电流检测电路11 (IlaUlb~Ilf)检测的各个所述半导体开关元件Q以及所述续流二极管D的各正负半周期部分的电流，使用加法器12 (12a、12b、12c)进行合成，从而求出流经所述各半桥电路的I个周期部分的电流。此外，利用所述电流互感器CT等检测出的所述各半桥电路的输出电流，如图11(a)所示，变为正弦波电流波形。然而，在这里仅显示I个相的输出电流。但是，通过所述半导体开关元件Q以及所述续流二极管D的所述各电流检测端子检测出的电流，如图11 (b)所示，变为与该半导体开关元件Q的开关动作周期同步的脉冲式离散型正弦波电流波形。【现有技术文献】【专利文献I】日本专利文献特开2000-134855号公报【专利文献2】日本专利文献特开2003-274667号公报
技术实现思路
技术问题然而，在所述逆变器装置(电力转换装置)中，从安全性的观点来看，例如要求对被施加大电流、高电压的所述功率半导体模块10和所述控制电路20之间进行电性绝缘。该电性绝缘，例如，如图12所示，通过在所述加法器12 (12a、12b、12c)和所述运算装置21之间设置绝缘电路13 (13a、13b、13c)的同时，在所述控制部22和所述驱动电路23之间设置绝缘电路24而实现。这些绝缘电路13、24,例如由绝缘放大器构成,所述绝缘放大器对电压信号进行调制之后施加到变压器的一次侧，对从该变压器的二次侧输出的信号进行解调而恢复所述电压信号。在这里，设置于所述半导体开关元件Q1、Q2~Q6的驱动侧的所述绝缘电路24，仅传输针对各半导体开关元件Q1、Q2~Q6的开/关控制信号(数字信号)。与此相反，在反馈系统中设置的所述绝缘电路13，如图11 (b)所示，需要传输由离散型正弦波电流波形构成的所述加法器12的输出电压(模拟信号)。因此，在通过所述绝缘电路13进行的信号传输中，包含如以下说明的问题。即，所述加法器12的输出电压是相当于与所述半导体开关元件Q的开关同步而分别断续地流经该半导体开关元件Q以及所述续流二极管D的电流的电压，如图13(a)所示，其由峰值(电压)变化的脉冲状波形构成。如果通过所述绝缘电路13传输这样的所述加法器12的输出电压，则如图13 (b)所示，由于该绝缘电路13的响应特性(响应延迟时间)，其输出电压会在其上升沿上严重失真，`这是毋庸置疑的。具体地说，在所述半导体开关元件Q的开关周期为100μ秒、规定所述半桥电路中下臂的半导体开关元件Q的接通(on)宽度的占空比指令值为10% (10 μ秒)时，例如，响应延迟时间为?ομ秒的所述绝缘电路13的输出电压呈大致三角波状。于是，所述绝缘电路13的输出电压，I个周期平均降低到该绝缘电路13的输入电压的大致1/2。而且，如果所述占空比指令值变得更小，则由于受所述绝缘电路13的响应延迟时间的影响，该绝缘电路13的输入输出电压的误差将变得越来越大。另外，如果规定构成所述半桥电路的上臂的半导体开关元件Q的接通宽度的占空比指令值为90% (90 μ秒)，则从下臂的续流二极管D检测出的电流波形呈占空比为约10%(大致10μ秒)的矩形波形，同样，所述绝缘电路13的输出电压将产生失真。因此，经过所述绝缘电路13传输的信号变为包含与所述加法器12的输出电压明显不同的较大的误差的信号。于是，在所述控制电路20中，产生无法根据如上检测出的电流来分别以较高的精度开关控制所述各半导体开关元件Ql、Q2~Q6的问题。本专利技术是考虑这样的情况而完成的，其目的在于提供一种具有如下简易结构的电力转换装置，该电力转换装置通过绝缘电路以较高的精度向控制电路传输通过半导体开关元件以及续流二极管各自所具备的电流检测端子检测出的电流，据此，能够稳定且以较高的精度开关控制所述半导体开关元件。技术方案为实现上述目的，本专利技术的电力转换装置1，其特征在于，包括:功率半导体模块10，其具有通过串联连接形成半桥电路HB并相互关联地被开/关驱动的一对或多对半导体开关元件(例如IGBT) QU Q2?Q6以及分别与所述各半导体开关元件Ql、Q2?Q6反向并联连接的多个续流二极管D1、D2?D6 ;控制电路23，其与该功率本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，具备：功率半导体模块，其具有通过串联连接形成半桥电路并相互关联地被开/关驱动的一对或多对半导体开关元件、以及分别与所述各半导体开关元件反向并联连接的多个续流二极管；控制电路，其与该功率半导体模块绝缘分离地设置，并分别对所述各半导体开关元件进行开/关驱动；电流检测电路，其通过所述功率半导体模块的形成所述半桥电路的所述半导体开关元件中的一个半导体开关元件所具备的电流检测端子、以及与该一个半导体开关元件反向并联设置的所述续流二极管所具备的电流检测端子来检测流经所述半桥电路的电流；采样保持电路，其将相当于通过该电流检测电路检测出的电流的电压保持一定时间；以及绝缘电路，其将该采样保持电路所保持的电压传输到所述控制电路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：川岛铁也，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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