开关电路制造技术

公开了一种开关电路，其包括：直流电源；第一开关元件；第二开关元件；电阻器，其与所述第二开关元件串联连接到所述直流电源；电压传感器，其检测施加到所述电阻器的电压；以及控制装置，其中：流过所述第一开关元件的电流大于流过所述第二开关元件的电流；并且所述控制装置被配置为：关断所述第二开关元件，然后关断所述第一开关元件；并且通过对与在关断所述第一开关元件之后由所述电压传感器检测到的电压成比例的值进行积分来计算施加在所述第一集电极与所述第一发射极之间的电压。

Switching Circuit

【技术实现步骤摘要】
开关电路
本说明书公开的技术涉及开关电路。
技术介绍
在日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)中公开了一种开关电路。日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)的开关电路配备有直流(DC)电源、连接到直流电源的开关元件以及控制装置。开关元件配备有栅极、连接到直流电源的正极侧的集电极以及连接到直流电源的负极侧的发射极。此外，日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)的开关电路配备有由电容器和电阻器构成的微分电路以及比较器。
技术实现思路
在日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)的开关电路中，当开关元件从其导通状态切换到其关断状态时，由于开关电路中的寄生电感，在开关元件的集电极与发射极之间施加浪涌电压。在日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)的开关电路中，通过使用比较器将通过微分电路获得的微分值与电压微分参考值进行比较来检测施加在开关元件的集电极与发射极之间的浪涌电压的变化。然而，在日本专利申请公开第2016-073052号(JP2016-073052A)的开关电路中，需要构成微分电路的附加的电容器来检测浪涌电压。需要附加的电容器来承受高电压以便检测浪涌电压，因此足够昂贵以致成本增加。因此，本公开提供了一种开关电路，其使得能够通过使用现有配置来测量施加在开关元件的集电极与发射极之间的电压。本专利技术的一个方案涉及一种开关电路，包括：直流电源；第一开关元件，其连接到所述直流电源，所述第一开关元件包括第一栅极、第一集电极和第一发射极，所述第一集电极连接到所述直流电源的正极侧，所述第一发射极连接到所述直流电源的负极侧；第二开关元件，其与第一开关元件并联连接到所述直流电源，所述第二开关元件包括第二栅极、第二集电极和第二发射极，所述第二集电极连接到所述直流电源的所述正极侧，所述第二发射极连接到所述直流电源的所述负极侧；电阻器，其与所述第二开关元件串联连接到所述直流电源；电压传感器，其检测施加到所述电阻器的电压；以及控制装置，其中：流过所述第一开关元件的电流大于流过所述第二开关元件的电流；并且所述控制装置被配置为：从所述第一开关元件的所述第一栅极的电位与所述第二开关元件的所述第二栅极的电位相同并且等于导通电位的状态，通过将所述第二开关元件的所述第二栅极的电位设定为等于关断电位来关断所述第二开关元件，然后通过将所述第一栅极的电位设定为等于关断电位来关断所述第一开关元件；并且在关断所述第一开关元件之后，通过对与在关断所述第一开关元件之后由所述电压传感器检测到的电压成比例的值进行积分来计算施加在所述第一集电极与所述第一发射极之间的电压。开关电路可以配备有辅助开关元件(第二开关元件)和电阻器，以便测量流过主开关元件(第一开关元件)的电流。根据上述配置，可以通过使用辅助开关元件(第二开关元件)和电阻器来测量施加在主开关元件(第一开关元件)的集电极(第一集电极)与发射极(第一发射极)之间的电压。即，根据上述配置，当控制装置关断第二开关元件时，由第二开关元件形成寄生电容器。累积在该寄生电容器中的电荷呈现与施加在第一开关元件的第一集电极与第一发射极之间的电压成比例的值。结果，从该寄生电容器流出的电流呈现与施加在第一开关元件的第一集电极与第一发射极之间的电压的时间导数成比例的值。因此，在控制装置关断第二开关元件之后流过与第二开关元件串联连接的电阻器的电流呈现与施加在第一开关元件的第一集电极与第一发射极之间的电压的时间导数成比例的值。因此，控制装置可以通过对与在关断第一开关元件之后施加到电阻器的电压(由电压传感器检测到的电压)成比例的值进行积分来计算施加在第一开关元件的第一集电极与第一发射极之间的电压。根据该配置，即使没有附加部件(例如，电容器)，也可以通过使用现有的第二开关元件和现有的电阻器来测量施加在第一开关元件的第一集电极与第一发射极之间的电压。附图说明将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1是示意地表示根据实施例之一的开关电路的视图；图2是示意地表示根据该实施例的开关电路的一部分的视图；图3是示意性地表示由根据该实施例的控制装置执行的控制内容的视图；以及图4是示意性地表示根据该实施例的开关电路的一部分的视图。具体实施例将参照附图对根据实施例之一的开关电路1进行描述。如图1所示，根据该实施例的开关电路1配备有直流电源100、平滑电容器90、逆变器80和控制装置50。该开关电路1连接到电动机200。例如，电动机200是用于驱动混合动力车辆或电动车辆的电动机。开关电路1中的直流电源100配备有正极101和负极102。直流电源100例如是诸如镍氢电池、锂离子电池等的二次电池。直流电源100的电压例如是200至400V。直流电源100经由平滑电容器90连接到逆变器80。直流电源100经由逆变器80连接到电动机200。直流电源100经由逆变器80向电动机200供应电力。平滑电容器90布置在直流电源100与逆变器80之间。平滑电容器90使直流电源100的电压平滑。逆变器80布置在直流电源100与电动机200之间。逆变器80将直流电源100的DC电力转换为AC电力，并且将AC电力供应到电动机200。逆变器80配备有多个第一开关元件10和多个二极管60。此外，逆变器80配备有多个第二开关元件20、多个电阻器30和多个电压传感器40。逆变器80通过多个第一开关元件10的导通/关断将DC电力转换为AC电力。下面将描述逆变器80中的第一开关元件10中的一个、二极管60中的一个、第二开关元件20中的一个、电阻器30中的一个以及电压传感器40中的一个(参见图2)。其他的第一开关元件10、其他的二极管60，其他的第二开关元件20、其他的电阻器30以及其他的电压传感器40与下文将描述的相同，因此将省略其详细描述。逆变器80中的第一开关元件10例如是绝缘栅双极晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。第一开关元件10连接到直流电源100。在第一开关元件10中形成多个单元(未示出)。例如，在第一开关元件10中形成多个IGBT单元或多个MOSFET单元。如图2所示，第一开关元件10配备有第一栅极11、第一集电极12和第一发射极13。当第一栅极11的电位变为等于开关元件导通的电位(下文中将称为“导通电位”)时，导通第一开关元件10。当第一栅极11的电位变得等于开关元件关断的电位(下文中将称为“关断电位”)时，关断第一开关元件10。第一栅极11的关断电位是这样的电位：在第一开关元件10的第一集电极12与第一发射极13之间没有形成沟道，并且没有电流流过。第一集电极12连接到直流电源100的正极101侧。第一发射极13连接到直流电源100的负极102侧。当第一栅极11的电位变为等于导通电位时，电流从第一集电极12流到第一发射极13(电子从第一发射极13移动到第一集电极12)。二极管60是续流二极管。二极管60与第一开关元件10并联连接到直流电源100，但是电流在二极管60中流动的方向与电流在第一集电极12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电路，其特征在于包括：直流电源；第一开关元件，其连接到所述直流电源，所述第一开关元件包括第一栅极、第一集电极和第一发射极，所述第一集电极连接到所述直流电源的正极侧，所述第一发射极连接到所述直流电源的负极侧；第二开关元件，其与第一开关元件并联连接到所述直流电源，所述第二开关元件包括第二栅极、第二集电极和第二发射极，所述第二集电极连接到所述直流电源的所述正极侧，所述第二发射极连接到所述直流电源的所述负极侧；电阻器，其与所述第二开关元件串联连接到所述直流电源；电压传感器，其检测施加到所述电阻器的电压；以及控制装置，其中：流过所述第一开关元件的电流大于流过所述第二开关元件的电流；并且所述控制装置被配置为：从所述第一开关元件的所述第一栅极的电位与所述第二开关元件的所述第二栅极的电位相同并且等于导通电位的状态，通过将所述第二开关元件的所述第二栅极的所述电位设定为等于关断电位来关断所述第二开关元件，然后通过将所述第一栅极的所述电位设定为等于关断电位来关断所述第一开关元件；并且在关断所述第一开关元件之后，通过对与在关断所述第一开关元件之后由所述电压传感器检测到的电压成比例的值进行积分来计算施加在所述第一集电极与所述第一发射极之间的电压。...

【技术特征摘要】
2018.02.09 JP 2018-0219571.一种开关电路，其特征在于包括：直流电源；第一开关元件，其连接到所述直流电源，所述第一开关元件包括第一栅极、第一集电极和第一发射极，所述第一集电极连接到所述直流电源的正极侧，所述第一发射极连接到所述直流电源的负极侧；第二开关元件，其与第一开关元件并联连接到所述直流电源，所述第二开关元件包括第二栅极、第二集电极和第二发射极，所述第二集电极连接到所述直流电源的所述正极侧，所述第二发射极连接到所述直流电源的所述负极侧；电阻器，其与所述第二开关元件串联连接到所述直流电源；电压传感器，其检测施加到所述电阻器的电压；以及控制装置，其中：流过所述第一开关元件的电流大于流过所述第二开关元件的电流；并且所述控制装置被配置为：从所述第一开关元件的所述第一栅极的电位与所述第二开关元件的所述第二栅极的电位相同并且等于导通电位的状态，通过将所述第二开关元件的所述第二栅极的所述电位设定为等于关断电位来关...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山敦子，
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