逆变器、马达控制装置以及动力转向装置制造方法及图纸

逆变器具备正极端子(PT)以及负极端子(NT)、上臂开关元件(T1、T3、T5)以及下臂开关元件(T2、T4、T6)、以及分压电路(42)，该分压电路(42)将正极端子(PT)与负极端子(NT)之间的电压的分压分别供给至下臂开关元件(T2)的栅极以及漏极。下臂开关元件(T2)由HEMT构成。在分压电路(42)中，将分压设定为在直流电源(51)的正极以及负极与正极端子(PT)以及负极端子(NT)反接的情况下下臂开关元件(T2)断开。

【技术实现步骤摘要】
逆变器、马达控制装置以及动力转向装置
本专利技术涉及逆变器、马达控制装置以及使用它们的动力转向装置。
技术介绍
在动力转向装置中，通过将马达的驱动力传递至转向轴来完成转向操纵辅助。这样的马达的控制使用逆变器。逆变器包括桥电路，该桥电路将串联连接于直流电源的正负极间的上臂以及下臂的组多组并联地连接。逆变器的上臂与下臂的中点与马达的各相线圈连接。上臂与下臂分别由开关元件构成。上述开关元件的接通(ON)/断开(OFF)根据控制信号进行控制。通过开关元件的接通/断开动作来对马达的各相线圈供给相电压，从而马达旋转，产生驱动力。逆变器的直流电源例如使用可更换的电池。用户更换电池时，存在误将正极与负极反接的可能性。因此，要采取在电池的正极与负极反接的情况下使电流在逆变器中不流动的措施。作为这样的倒流防止的措施，例如存在在逆变器与直流电源之间插入机械继电器的方法。在该情况下，在直流电源反接的情况下，配线因机械继电器而处于开路状态。另外，也有在逆变器与直流电源之间插入二极管或FET来使反接时电流不流动的方法。作为一个例子，在日本特开2010-114957中，公开了在直流电源的正极与逆变器之间串联连接不使用时截断用MOSFET(金氧半场效晶体管)的结构。在直流电源的正负电极反接时，借助反接的直流电源的输出，将不使用时截断用MOSFET维持为断开。由此，在直流电源反接的情况下，能够防止直流电源的两终端间的短路。若像上述现有技术那样插入机械继电器，则产生装置的大型化担忧。另外，在插入二极管或FET的情况下，电流路径的电阻分量(例如，在二极管的情况下，为电压降)增加。由此，装置的损耗增加。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于借助与以往不同的结构提供能够实施直流电源的反接时的对策的逆变器、马达控制装置以及动力转向装置。作为本专利技术的一实施方式的逆变器，具备：供直流电源的正极与负极各自连接的正极端子以及负极端子；在所述正极端子以及所述负极端子之间串联连接的上臂开关元件以及下臂开关元件；以及分压电路，其连接于所述正极端子与所述负极端子之间，将所述正极端子与所述负极端子之间的电压的分压分别供给至所述下臂开关元件的栅极以及漏极。上述下臂开关元件由高电子迁移率晶体管构成。在上述分压电路将所述分压设定为在所述直流电源的正极与所述负极端子、所述直流电源的负极与所述正极端子这样的反接情况下、所述下臂开关元件断开。根据上述实施方式的逆变器，能够借助与以往不同的结构实施直流电源的反接时的对策。附图说明根据以下参照附图对实施例进行的详细说明，本专利技术的上述以及更多的特点和优点变得更加清楚，在附图中，相同的附图标记表示相同的元素，其中：图1是表示动力转向装置的结构例的框图。图2是表示马达控制装置的结构例的框图。图3是表示HEMT的结构例的剖视图。图4是表示直流电源正常连接时的逆变器的动作例的图。图5是表示直流电源正常连接时的逆变器的其他动作例的图。图6是表示直流电源反接时的逆变器的动作例的图。图7是表示在图2所示的分压电路插入二极管时的结构例的图。图8是表示分压电路的其他变形例的图。具体实施方式实施方式所涉及的逆变器具备：供直流电源的正极与负极各自连接的正极端子以及负极端子、在上述正极端子以及上述负极端子之间串联连接的上臂开关元件以及下臂开关元件；以及分压电路，其连接于上述正极端子与上述负极端子之间，将上述正极端子与上述负极端子之间的电压的分压分别供给至上述下臂开关元件的栅极以及漏极。上述下臂开关元件由高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor(HEMT))构成。在上述分压电路中，以在上述直流电源的正极与上述负极端子、上述直流电源的负极与上述正极端子这样反接(以下，简称为反接)的情况下、上述下臂开关元件断开的方式设定上述分压(第一结构)。根据第一结构，由HEMT构成下臂开关元件，因此在下臂开关元件没有寄生二极管(有时也称为内置二极管或体二极管)。因此，在直流电源反接的情况下，不存在电流借助寄生二极管流动的情况。即，在直流电源反接的情况下，若下臂开关元件断开，则电流不流动。另外，分压电路向下臂开关元件的栅极以及漏极供给正负极端子间电压的分压。分压电路的分压设定为在直流电源反接的情况下，下臂开关元件借助直流电源的电压断开。根据该分压电路与HEMT的特性，在直流电源反接的情况下，能够使电流不流动至逆变器。因此，即便不插入用于直流电源的反接时的电流防止的机械继电器、二极管或FET等，也能够实施直流电源的反接的对策。在上述第一结构中，能够够成为上述分压电路以在上述直流电源的正极与上述负极端子、上述直流电源的负极与上述正极端子反接的情况下、上述下臂开关元件的栅极-漏极间的电压以及栅极-源极间的电压为上述下臂开关元件的阈值电压以下的方式向上述下臂开关元件的栅极以及漏极分别供给不同的分压(第二结构)。由此，在直流电源反接的情况下，能够使下臂开关元件断开。能够构成为上述分压电路包括：第一分压电路，其向上述下臂开关元件的栅极供给第一分压；和第二分压电路，其向上述下臂开关元件的漏极供给第二分压(第三结构)。由此，向栅极供给的分压与向漏极供给的分压的调整容易进行。例如，能够以直流电源的反接时第一电压低于第二电压的方式设定第一分压电路与第二分压电路的电路常量。在上述第一～第三结构任一结构中，上述分压电路可以包括稳压二极管，该稳压二极管连接于上述负极端子与上述下臂开关元件的栅极之间、或上述负极端子与上述下臂开关元件的漏极之间。在该情况下，能够将从上述正极端子朝向上述负极端子的方向作为上述稳压二极管的正向(第四结构)。借助稳压二极管，在直流电源反接的情况下，能够从负极端子将低一定量的电压作为分压向下臂开关元件的栅极或漏极供给。因此，分压电路的设计变简单。在上述第一～第四结构任一结构中，上述分压电路可以包括以从上述负极端子朝向上述正极端子的方向为正向的二极管(第五结构)。由此，能够减少在直流电源正常连接的情况下的分压电路对逆变器的通常动作的影响。包含上述第一～第五结构任一结构的逆变器的马达控制装置(第六结构)也包括在本专利技术的实施方式内。在第六结构的马达控制装置中，上述上臂开关元件以及上述下臂开关元件之间连接于马达。对车辆的转向机构施加转向操纵辅助力的动力转向装置(第七结构)也包括在本专利技术的实施方式内。第七结构的动力转向装置具备：上述第六结构的马达控制装置；和上述马达，其由上述马达控制装置进行控制，对上述转向机构施加上述转向操纵辅助力。以下，参照附图对实施方式进行说明。对附图中相同以及相当的结构标注相同的附图标记，不重复相同的说明。为了便于说明，在各图中，存在将结构简化或示意性地示出、省略一部分的结构地示出的情况。图1是表示动力转向装置的结构例的框图。图1所示的动力转向装置具备根据驾驶员的方向盘10的操作使转向轮3转向的转向操纵机构1、以及辅助驾驶员的转向操作的辅助机构2。转向操纵机构1具备成为方向盘10的旋转轴的转向轴11、以及与该转向轴11的下端部经由齿轮齿条机构12连结的齿条轴13。在齿条轴13的两端连结有横拉杆14。在横拉杆14连结着转向轮3。在转向操纵机构1中，若转向轴11伴随着驾驶员的方向盘10的操作而旋转，则该旋转运动经由齿轮齿条机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器，其包括：供直流电源的正极与负极各自连接的正极端子以及负极端子；在所述正极端子以及所述负极端子之间串联连接的上臂开关元件以及下臂开关元件；以及分压电路，其连接于所述正极端子与所述负极端子之间，将所述正极端子与所述负极端子之间的电压的分压分别供给至所述下臂开关元件的栅极以及漏极，其中，所述下臂开关元件由高电子迁移率晶体管构成，所述分压电路将所述分压设定为在所述直流电源的正极与所述负极端子、所述直流电源的负极与所述正极端子这样反接的情况下、所述下臂开关元件断开。

【技术特征摘要】
2016.02.24 JP 2016-0327421.一种逆变器，其包括：供直流电源的正极与负极各自连接的正极端子以及负极端子；在所述正极端子以及所述负极端子之间串联连接的上臂开关元件以及下臂开关元件；以及分压电路，其连接于所述正极端子与所述负极端子之间，将所述正极端子与所述负极端子之间的电压的分压分别供给至所述下臂开关元件的栅极以及漏极，其中，所述下臂开关元件由高电子迁移率晶体管构成，所述分压电路将所述分压设定为在所述直流电源的正极与所述负极端子、所述直流电源的负极与所述正极端子这样反接的情况下、所述下臂开关元件断开。2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述分压电路以在所述直流电源的正极与所述负极端子、所述直流电源的负极与所述正极端子这样反接的情况下、所述下臂开关元件的栅极-漏极间的电压以及栅极-源极间的电压为所述下臂开关元件的阈值电压以下的方式向所述下臂开关元件的栅极以及漏极分别供给不同的分压。3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述分压电路包括：第一分压电路，其向所述下臂开关元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：北本弘，
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