电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力转换装置，能够减少处理器单元错误判定为功率模块异常的情况。处理器单元(11)进行IGBT(32a～32f)的过热的预见状态、支路(31u、31v、31w)的短路的预见状态、以及向驱动电路(22)供给的控制电压Vcb的电压降低的预见状态的检测，在均未检测出这些各预见状态的情况下，不会基于锁定信号S_lat判定为功率模块(12)发生了异常。另外，在处理器单元(11)检测出过热预见状态的情况下，降低电机控制信号S_mc中的占空比。并且，在处理器单元(11)检测出短路的预见状态的情况下，使上段侧的IGBT(32a～32f)以及下段侧的IGBT(32a～32f)双方成为截止状态的死区时间增加。

【技术实现步骤摘要】

本申请主张于2013年9月26日提出的日本专利申请2013-200348号的优先权，并在此引用其全部内容。本专利技术涉及电力转换装置。
技术介绍
以往，具有具备以下部件的电力转换装置：功率模块，其具有多个IGBT等功率半导体元件；以及处理器单元，其控制功率模块的工作。这样的电力转换装置例如设置于电动汽车、混合动力汽车等车辆，利用功率模块将由驱动电源供给的直流电力转换为交流电力并供给至电机(负载)。详细而言，功率模块具备：逆变器电路，其以并联的方式连接具有以串联的方式连接的功率半导体元件的多个支路；以及驱动电路，其将基于从外部供给的控制电压对从处理器单元输出的控制信号进行了放大的驱动信号(门导通截止信号)输出至功率半导体元件。而且，根据驱动信号开关功率半导体元件，从而将交流电力从逆变器电路供给至电机。然而，在近些年的电力转换装置中，作为功率模块，使用具备进行功率半导体元件的过热、支路的短路以及被供给(施加)给驱动电路的控制电压的降低等异常检测的异常检测电路的所谓的智能功率模块(IPM)(例如，日本特开平7－274485号公报)。而且，处理器单元若通过功率模块所具备的异常检测电路检测出某些异常，则例如进行使电机停止等失效安全处理。一般地这样的功率模块为在检测出异常的情况下，例如瞬间输出变为高电平的异常检测信号(脉冲)的结构，在处理器单元和功率模块之间，设置有锁定异常检测信号的锁定电路。而且，处理器单元基于从该锁定电路输出的锁定信号的电压电平判定功率模块是否发生了异常。但是，在上述以往的结构中，有时即使在通过异常检测电路未检测出异常的情况下，若例如因噪声的影响，瞬间将高电平的信号输入至锁定电路，则锁定电路输出的锁定信号的电压电平切换为高电平。因此，有可能处理器单元不管功率模块是否是正常的状态，就进行停止电机等失效安全处理。此外，这样的问题并不限于将从异常检测电路输出的异常检测信号输入至锁定电路的结构，即使是将异常检测信号直接输入至处理器单元的结构，在将与因噪声等的影响检测出异常的情况同等的电压电平的信号输入至处理器单元的情况下等，也能够同样地产生。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现象而完成的，其目的之一是提供能够减少处理器单元将功率模块错误判定为异常的电力转换装置。本专利技术的一个方式的电力转换装置具备：处理器单元，其输出控制信号；以及功率模块，其基于上述控制信号将从驱动电源供给的直流电力转换为交流电力，上述功率模块具备：逆变器电路，其以并联的方式连接具有以串联的方式连接的功率半导体元件的多个支路而成；驱动电路，其将基于控制电压对上述控制信号进行了放大的驱动信号输出至上述功率半导体元件；以及异常检测电路，其进行上述功率半导体元件的过热、上述支路的短路、向上述驱动电路供给的控制电压的降低中的至少一个的异常检测，并将表示该异常检测的检测结果的异常检测信号输出至上述处理器单元，上述处理器单元进行作为发生上述至少一个异常的前阶段的预见状态的检测，在未检测出该预见状态的情况下，不会判定为在上述功率模块发生了上述异常。由于在发生异常之前为该异常的前阶段即预见状态，所以在未检测出预见状态的情况下，功率模块推断为输入至处理器单元的发生了异常的意思的信号是因噪声等的影响的信号。因此，如上述方式那样在未检测出预见状态的情况下，不会判定为在功率模块发生了异常，从而能够减少错误判定为功率模块异常的情况。本专利技术的另一方式，根据上述方式的电力转换装置，优选在上述处理器单元检测出上述功率半导体元件的过热的预见状态的情况下，与未检测出上述功率半导体元件的过热的预见状态的情况相比，降低上述控制信号中的占空比。根据上述方式，功率半导体元件成为导通状态的时间，即向功率半导体元件流入电流的时间与正常的状态相比变短，所以能够抑制功率半导体元件的发热。由此，通过异常检测电路检测功率半导体元件的过热，能够抑制成为需要失效安全处理的状况。本专利技术的另一方式根据上述方式的电力转换装置，优选在上述处理器单元检测出上述支路的短路的预见状态的情况下，与未检测出上述支路的短路的预见状态的情况相比，使高电位侧的上述功率半导体元件以及低电位侧的上述功率半导体元件双方成为截止状态的死区时间增加。根据上述方式，高电位侧的功率半导体元件以及低电位侧的功率半导体元件双方成为截止状态的时间变得比正常的状态长，所以能够难以发生由切换功率半导体元件的导通截止状态的时间延迟引起的瞬间的短路。由此，通过异常检测电路检测支路的短路，能够抑制成为需要失效安全处理的状况。本专利技术的另外的其他方式，根据上述方式的电力转换装置，优选在上述处理器单元检测出上述控制电压的电压降低的预见状态的情况下，使上述功率模块停止。根据上述方式，在产生控制电压降低而导致逆变器电路不适当地工作的可能性之前，能够迅速地进行使功率模块停止来使负载停止的失效安全处理。本专利技术的另外的其他方式，根据上述方式的电力转换装置，上述异常检测电路通过由温度传感器检测的上述功率半导体元件的检测温度与温度异常判定阈值的大小比较来检测上述功率半导体元件的过热，上述处理器单元通过上述检测温度、与表示比上述温度异常判定阈值低的温度的温度预见值的大小比较，来检测上述功率半导体元件的过热的预见状态。本专利技术的另外的其他方式，根据上述方式的电力转换装置，上述异常检测电路基于上述各功率半导体元件的端子间电压与端子间电压异常判定阈值的大小比较来检测上述支路的短路，上述处理器单元基于上述驱动电源的电源电压与比表示上述支路发生短路的电源电压异常判定阈值小的电源电压预见值的大小比较来检测上述支路的短路的预见状态。本专利技术的另外的其他方式，根据上述方式的电力转换装置，上述异常检测电路基于上述各功率半导体元件的端子间电压与端子间电压异常判定阈值的大小比较来检测上述支路的短路，上述处理器单元基于流过上述逆变器电路的驱动电流、与比表示上述支路发生短路的驱动电流异常判定阈值小的驱动电流预见值的大小比较来检测上述支路的短路的预见状态。本专利技术的另外的其他方式，根据上述方式的电力转换装置，上述异常检测电路基于供给至上述驱动电路的控制电压与控制电压异常判定阈值的大小比较来检测上述控制电压的降低，上述处理器单元基于供给至上述驱动电路的控制电压与比上述控<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，包括：处理器单元，其输出控制信号；和功率模块，其基于所述控制信号将从驱动电源供给的直流电力转换为交流电力，该电力转换装置的特征在于，所述功率模块具备：逆变器电路，其以并联的方式连接多个支路而成，所述多个支路具有以串联的方式连接的功率半导体元件；驱动电路，其将基于控制电压对所述控制信号进行了放大的驱动信号输出至所述功率半导体元件；以及异常检测电路，其进行所述功率半导体元件的过热、所述支路的短路、以及向所述驱动电路供给的控制电压的降低中的至少一个异常检测，将表示该异常检测的检测结果的异常检测信号输出至所述处理器单元，所述处理器单元进行作为发生所述至少一个异常的前阶段的预见状态的检测，在未检测出该预见状态的情况下，不会判定为所述功率模块发生了所述异常。

【技术特征摘要】
2013.09.26 JP 2013-2003481.一种电力转换装置，包括：
处理器单元，其输出控制信号；和
功率模块，其基于所述控制信号将从驱动电源供给的直流电力转换
为交流电力，该电力转换装置的特征在于，
所述功率模块具备：
逆变器电路，其以并联的方式连接多个支路而成，所述多个支路具
有以串联的方式连接的功率半导体元件；
驱动电路，其将基于控制电压对所述控制信号进行了放大的驱动信
号输出至所述功率半导体元件；以及
异常检测电路，其进行所述功率半导体元件的过热、所述支路的短
路、以及向所述驱动电路供给的控制电压的降低中的至少一个异常检
测，将表示该异常检测的检测结果的异常检测信号输出至所述处理器单
元，
所述处理器单元进行作为发生所述至少一个异常的前阶段的预见
状态的检测，在未检测出该预见状态的情况下，不会判定为所述功率模
块发生了所述异常。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
在检测出所述功率半导体元件的过热的预见状态的情况下，与未检
测出所述功率半导体元件的过热的预见状态的情况相比，所述处理器单
元降低所述控制信号中的占空比。
3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
在检测出所述支路的短路的预见状态的情况下，与未检测出所述支
路的短路的预见状态的情况相比，所述处理器单元使高电位侧的所述功
率半导体元件以及低电位侧的所述功率半导体元件双方成为截止状态
的死区时间增加。
4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
在检测出所述支路的短路的预见状态的情况下，与未检测出所述支
路的短路的预见状态的情况相比，所述处理器单元使高电位侧的所述功
率半导体元件以及低电位侧的所述功率半导体元件双方成为截止状态
的死区时间增加。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的电力转换装置，其特征在
于，
在检测出所述控制电压的电压降低的预见状态的情况下，所述处理

\t器单元使所述功率模块停止。

【专利技术属性】
技术研发人员：上田裕介，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP