电动机驱动装置以及空气调节机制造方法及图纸

具备与电动机的相数相同数量的逆变器模块(6～8)以及生成用于对逆变器模块进行PWM驱动的PWM信号的逆变器控制部(4)，结合各个逆变器模块的3个相输出而作为电动机的1相的相输出信号，并且在逆变器模块(6～8)的控制GND与逆变器模块的功率GND之间安装有电容器(22、32、42)，从而即使在逆变器模块的开关元件(9a～9f)的开关动作时在GND布线中产生浪涌电压，也能够抑制浪涌电压施加到开关元件(9e～9f)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置以及空气调节机
本专利技术涉及使用具有开关元件的逆变器模块的电动机驱动装置以及具备该电动机驱动装置的空气调节机。
技术介绍
在使用具有开关元件的逆变器模块的电动机驱动装置中，为了抑制由于在逆变器模块内的开关元件的开关动作时产生的浪涌电压而周边电路(控制电源电路、微机等控制电路)被损坏，有时在栅极驱动电路的电源端子与驱动电源之间追加高耐压二极管来连接(例如，参照专利文献1)。另外，在能够驱动3相马达的逆变器模块中，有时内置上支路以及下支路的开关元件、驱动这些开关元件的上支路栅极驱动电路以及下支路栅极驱动电路，具备与下支路的开关元件连接的低电位电源端子(NU、NV、NW)以及与下支路栅极驱动电路连接的下支路栅极驱动用低电位电源端子(VNC)(例如，参照专利文献2)。另外，有如下电力变换装置：该电力变换装置针对U相、V相、W相分别各分配1个逆变器模块，利用共用的驱动信号来驱动配置于各逆变器模块内的开关元件(例如，参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-166691号公报专利文献2：日本特开2008-277433号公报专利文献3：日本特开2009-261106号公报
技术实现思路
专利文献1所记载的电动机驱动装置通过在栅极驱动电路的电源端子与电源之间连接高耐压二极管，能够抑制在逆变器模块内部以及外部产生的浪涌电压所致的周边电路的过电压损坏，但无法抑制针对逆变器模块内部的栅极驱动电路自身的过电压，所以超过容许电压的过电压被施加到栅极驱动电路，逆变器模块内部的开关元件有可能会损坏。另外，为了构成应对大电流的逆变器，在如专利文献3(图6)那样并联连接3个逆变器模块的情况下，需要将如专利文献2所示的与下支路的开关元件连接的低电位电源端子(NU、NV、NW)和与下支路栅极驱动电路连接的下支路栅极驱动用低电位电源端子(VNC)在多个逆变器模块之间相互连接，存在安装模块的电路基板上的布线图案长这样的问题。由于电路基板上的布线图案长，从而布线电感增加，所以在逆变器模块的开关元件的开关(开启、关断)时产生的浪涌电压增加。另外，能够通过逆变器模块的3并联连接使每1相的电流容量成为3倍，所以由于该电流容量的增加，布线电感所致的浪涌电压也增加。另外，为了使逆变器动作高速化，作为逆变器模块的开关元件，能够使用由SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)或者金刚石等宽带隙半导体形成的开关元件，但在该情况下，电流变化率(di/dt)变得更大，所以布线电感所引起的浪涌电压进一步变大。由于开关动作的高速化，凭以往的电子基板上的构件配置、布线图案的沿用是无法充分确保针对这样的浪涌电压的逆变器模块的保护的。如以上所叙述的浪涌电压的增加使引起逆变器模块内的开关元件和/或栅极驱动电路的误动作和/或故障的可能性增加。本专利技术是为了解决如上所述的课题而完成的，本专利技术的第1目的在于得到一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置构成为在并联连接多个逆变器模块而构成逆变器部的情况下，能够降低在逆变器模块的内外产生的浪涌电压所致的逆变器模块的误动作和/或故障。另外，本专利技术的第2目的在于得到一种空气调节机，该空气调节机具备构成为能够降低浪涌电压所致的逆变器模块的误动作和/或故障的电动机驱动装置。本专利技术提供一种电动机驱动装置，其特征在于，具备与电动机的相数相同数量的逆变器模块，该逆变器模块具有上支路的开关元件与下支路的开关元件串联连接而成的多个开关元件对、驱动所述下支路的开关元件的下支路栅极驱动电路、所述下支路的开关元件的功率接地端子、以及所述下支路栅极驱动电路的控制接地端子，在所述逆变器模块的功率接地端子以及控制接地端子之间安装有浪涌抑制元件，该浪涌抑制元件抑制在所述开关元件的开关时产生的浪涌电压。本专利技术的电动机驱动装置即使在逆变器模块内的开关元件的开关时产生浪涌电压，由于浪涌抑制元件抑制浪涌电压，从而也能够抑制浪涌电压施加到开关元件。因此，能够得到能够降低逆变器模块内的开关元件的故障和/或误动作并能够更安全地进行稳定动作的电动机驱动装置。附图说明图1是示出包括实施方式1中的电动机驱动装置的系统结构的图图2是示出以往的单一对逆变器的结构的图图3是说明实施方式1中的电动机驱动装置中的电路动作的图图4是说明实施方式1中的电动机驱动装置中的电路动作的图图5是示出包括实施方式2中的电动机驱动装置的系统结构的结构的图图6是示出包括实施方式3中的电动机驱动装置的系统结构的结构的图图7是示出实施方式4中的空气调节机的结构的图(附图标记说明)1：直流电压源；2：平滑电容器；3：逆变器部；4：逆变器控制部；5：3相马达；6～8：逆变器模块；9a～9f：开关元件；10a～10c：上支路栅极驱动电路；11：下支路栅极驱动电路；12、23、33：功率电源端子(功率VCC)；13～15、24～26、34～36：功率接地端子(功率GND)；16～18、27～29、37～39：相输出端子；19、30、40：控制接地端子(控制GND)；20a～20c、31a～31c、41a～41c：上支路控制输入端子；20d～20f、31d～31f、41d～41f：下支路控制输入端子；21：驱动控制部；22、32、42：电容器；43：平滑电容器；44：逆变器模块；45：逆变器控制部；46～51：寄生电感；52～54：内部电阻；55～57：二极管；58～60：铁氧体磁珠电感器；61：压缩机；62：四通阀；63：室外热交换器；64：膨胀阀；65：室内热交换器；66：制冷剂配管；67：电动机驱动装置；68：交流电源；N1U、N1V、N1W、N2、N3：1点连接点；VS：感应电压源。具体实施方式实施方式1.关于实施方式1中的电动机驱动装置，根据图来说明结构以及动作。图1示出包括本实施方式的电动机驱动装置的系统结构。本系统包括：直流电压源1；平滑电容器2，降低直流电压的纹波；逆变器部3，将直流电力变换为3相交流电力；逆变器控制部4，对逆变器部3内部的开关元件进行PWM控制；以及3相马达5，是被逆变器部3输出的3相电力驱动的电动机。直流电压源1既可以包括从交流电力生成直流电力的转换器装置，也可以是蓄电池等具备直流电力输出的电池。另外，平滑电容器2能够使用电解电容器。此外，逆变器控制部4进行的PWM控制是指使用脉冲宽度调制(PulseWidthModulation)来进行逆变器部3内部的开关元件的导通/截止控制，详细内容将在后面叙述。逆变器部3包括与U相对应的逆变器模块6、与V相对应的逆变器模块7、以及与W相对应的逆变器模块8。在本实施方式中，作为电动机的3相马达5的相数为“3”，所以逆变器模块的个数也为与电动机的相数相同数量的3个。逆变器模块6、7、8都为相同的结构，所以首先在以下说明逆变器模块6的结构。在逆变器模块6内置有构成上支路的开关元件9a、9b、9c、构成下支路的开关元件9d、9e、9f、分别驱动上支路的开关元件9a、9b、9c的上支路栅极驱动电路10a、10b、10c、以及驱动下支路的开关元件9d、9e、9f的下支路栅极驱动电路11。上支路的开关元件9a与下支路的开关元件9d串联连接而构成开关元件对，该开关元件对连接于功率电源端子(还记为功率VCC)12与功率接地端子(还记为功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机驱动装置，其特征在于，所述电动机驱动装置具备与电动机的相数相同数量的逆变器模块，该逆变器模块具有将上支路的开关元件与下支路的开关元件串联连接而成的多个开关元件对、驱动所述下支路的开关元件的下支路栅极驱动电路、所述下支路的开关元件的功率接地端子以及所述下支路栅极驱动电路的控制接地端子，在所述逆变器模块的功率接地端子以及控制接地端子之间安装有浪涌抑制元件，该浪涌抑制元件抑制在所述开关元件的开关时产生的浪涌电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机驱动装置，其特征在于，所述电动机驱动装置具备与电动机的相数相同数量的逆变器模块，该逆变器模块具有将上支路的开关元件与下支路的开关元件串联连接而成的多个开关元件对、驱动所述下支路的开关元件的下支路栅极驱动电路、所述下支路的开关元件的功率接地端子以及所述下支路栅极驱动电路的控制接地端子，在所述逆变器模块的功率接地端子以及控制接地端子之间安装有浪涌抑制元件，该浪涌抑制元件抑制在所述开关元件的开关时产生的浪涌电压。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述逆变器模块的多个相输出被结合，成为电动机的1相的相输出信号，所述下支路栅极驱动电路根据同一驱动信号来驱动所述下支路的开关元件。3.根据权利要求1或者2所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述浪涌抑制元件安装于将所述逆变器模块的多个功率接地端子连接于1点的连接点(N1)与所述控制接地端子之间。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述电动机驱动装置设置有将所述连接点(N1)和所述控制接地端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤典和，斋藤胜彦，梅原成雄，天野胜之，福田雅裕，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP