用于电力转换器的控制电路制造技术

一种用于电力转换器的控制电路，包括异常判断器、电压判断器和异常处理控制器。异常判断器对在电力转换器和多相旋转电机中的至少一个中是否发生异常进行判断。电压判断器对旋转电机的相绕组之间的线间电压是否高于DC电源的电压进行判断。当由异常判断器判断发生了异常并且由电压判断器判断线间电压高于DC电源的电压时，异常处理控制器执行全相短路控制，在该全相短路控制中，将上臂开关组和下臂开关组中的一组的所有开关接通，并且将上臂开关组和下臂开关组中的另一组的所有开关断开。

Control circuit for power converter

The utility model relates to a control circuit for a power converter, which comprises an exception judge, a voltage judge and an exception handling controller. The exception determiner determines whether an exception occurs in at least one of the power converter and the polyphase rotating motor. The voltage judge judges whether the line to line voltage between the phase windings of the rotating motor is higher than the voltage of the DC power supply. When the abnormality is judged by the abnormality judge and the voltage between lines is higher than the voltage of DC power supply by the voltage judge, the abnormality handling controller performs full phase short circuit control, in this full phase short circuit control, all switches of one group of the upper arm switch group and the lower arm switch group are connected, and all switches of the other group of the upper arm switch group and the lower arm switch group are disconnected.

【技术实现步骤摘要】
用于电力转换器的控制电路
本公开涉及一种用于针对多相旋转电机的每个相绕组均具有电连接到相绕组的上臂开关和下臂开关的电力转换器的控制电路。
技术介绍
已知一种用于针对多相旋转电机的每个相绕组均具有电连接到相绕组的上臂开关和下臂开关的电力转换器的控制电路。这些控制电路被构造成在判断在电力转换器和旋转电机中的至少一个中发生异常时强制断开电力转换器的所有上臂开关和下臂开关。例如，在日本专利申请公布第JP2016013040A号中公开了一种控制电路，该控制电路在判断电流传感器发生异常时，执行强制断开电力转换器的所有上臂开关和下臂开关的停机控制；所述电流传感器被构造成对在旋转电机的每个相绕组中流动的电流进行检测。然而，当通过控制电路执行停机控制时，旋转电机的转子的旋转速度会很高；因此，当在旋转电机的相绕组中产生反电动势时，相绕组之间的线间电压可能变得比DC电源的电压更高。DC电源以并联方式电连接到成对开关，每组成对开关包括彼此以串联方式电连接的一个上臂开关和一个下臂开关。在这种情况下，尽管所有上臂开关和下臂开关都是断开的，但是执行所谓的再生使得在旋转电机的相绕组中感应的电流流过闭合电路，该闭合电路包括各自反向并联连接到上臂开关和下臂开关中的一个的相绕组、DC电源以及二极管。因此，电力转换器的DC电源侧的DC电压显著上升；因此，在DC电源、电力转换器的部件(例如，开关和平滑电容器)以及与DC电源连接的其它电机和设备中的至少一个中可能发生可靠性恶化或故障。
技术实现思路
根据本公开，提供一种用于电力转换器的控制电路。电力转换器包括多组成对开关，每组所述成对开关包括彼此以串联方式电连接的上臂开关和下臂开关。每组所述成对开关使得多相旋转电机的多个相绕组中对应的一个电连接到所述成对开关的上臂开关与下臂开关之间的节点。所述上臂开关和所述下臂开关中的每一个均具有反向电连接的二极管。所述成对开关具有与所述成对开关以并联方式电连接的DC电源，所述成对开关的所有上臂开关一起构成上臂开关组，且所述成对开关的所有下臂开关一起构成下臂开关组。控制电路包括异常判断器、电压判断器和异常处理控制器。所述异常判断器构造成对在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中是否发生异常进行判断。所述电压判断器构造成对当在所述相绕组中产生反电动势时旋转电机的所述相绕组之间的线间电压是否高于所述DC电源的电压进行判断。所述异常处理控制器构造成当由所述异常判断器判断在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中发生了异常并且由所述电压判断器判断所述线间电压高于所述DC电源的电压时，执行全相短路控制，在所述全相短路控制中，将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的一组的所有开关接通，并且将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的另一组的所有开关断开。利用上述构造，当执行全相短路控制时，不形成包括二极管、旋转电机的相绕组以及DC电源的闭合电路。相反，形成了包括旋转电机的相绕组和电力转换器的接通开关的闭合电路。因此，可以使在旋转电机的相绕组中感应的电流在所形成的闭合电路内流动，由此防止执行再生。其结果是，可以防止电力转换器的DC电源侧的DC电压显著增大，并且因而可以防止旋转电机产生的扭矩快速增大。附图说明在附图中：图1是示出根据第一实施的包括控制电路的旋转电机控制系统的整体结构的示意图；图2是示出根据第一实施例的控制电路的构造的示意图；图3是示出根据第一实施例的控制电路的复合IC和第一绝缘发送器的结构的示意图；图4是示出根据第一实施例的由控制电路的安全状态判断器所执行的安全状态判断处理的流程图；图5是示出根据第一实施例的由控制电路的整体状态判断器所执行的整体状态判断处理的流程图；图6是示出旋转电机控制系统中包含的电压传感器的特征的曲线图；图7是示出根据第一实施例的(a)电源电压、(b)ASC禁用指令存在与否以及(c)用于使旋转电机控制系统进入安全状态的强制切换指令的内容随时间的变化的时序图；图8是示出根据第二实施例的控制电路的构造的示意图；图9是示出根据第二实施例的控制电路的复合IC和第一绝缘发送器的构造的示意图；图10是示出根据第三实施例的控制电路的构造的示意图；图11是示出根据第三实施例的由控制电路的安全状态判断器所执行的安全状态判断处理的流程图；图12A是示出根据第三实施例的当通过控制电路执行ASC控制时旋转电机中的转子的转速与d轴电流及q轴电流的关系的曲线图；图12B是示出根据第三实施例的当通过控制电路执行ASC控制时旋转电机中的转子的转速与相电流振幅的关系的曲线图；图12C是示出根据第三实施例的当通过控制电路执行ASC控制时旋转电机中的d轴电流与q轴电流的关系的曲线图；图12D是示出根据第三实施例的当通过控制电路执行ASC控制时转子的转速与旋转电机产生的扭矩的关系的曲线图；图13是示出根据第四实施例的包括控制电路的旋转电机控制系统的整体结构的示意图；图14是示出根据第四实施例的控制电路的构造的示意图；图15是示出根据第四实施例的由控制电路的安全状态判断器所执行的安全状态判断处理的流程图；图16是示出根据第五实施例的控制电路的构造的示意图；图17是示出根据第五实施例的由控制电路的监测微型计算机所执行的监测处理的流程图；图18是示出根据第六实施例的控制电路的构造的示意图；图19是示出根据第六实施例的由控制电路的安全状态判断器所执行的安全状态判断处理的流程图；图20是示出根据第六实施例的(a)第四输出电压、(b)电源电压、(c)ASC禁用指令的存在与否以及(d)用于使旋转电机控制系统进入安全状态的强制切换指令的内容随时间的变化的时序图；图21是示出根据一个变形例的控制电路的构造的示意图；图22是示出根据另一个变形例的控制电路的构造的示意图；图23是示出根据又一个变形例的控制电路的构造的示意图。具体实施方式下文将参照图1至图23描述示例性实施例及其变形例。应当注意，为了明确和理解，已在每幅图中尽可能对在整体说明中具有相同功能的相同部件标注相同的附图标记，并且为了避免赘述，不再对相同部件进行重复说明。第一实施例图1示出了根据第一实施例的旋转电机控制系统的整体构造，该旋转电机控制系统包括三相旋转电机10、三相逆变器(即电力转换器)20和控制电路30。在本实施例中，旋转电机控制系统被用于诸如电动车辆或混合动力车辆之类的的车辆中。旋转电机10用作车辆中的主旋转电机。旋转电机10具有与车辆的驱动轮(未示出)机械连接的转子；因而机械动力(或扭矩)可以在转子和驱动轮之间传递。在本实施例中，旋转电机10被构造成同步电机，更具体地被构造成内部永磁同步电机。旋转电机10具有经由逆变器20电连接到蓄电池(即，DC电源)21的三相绕组11。蓄电池21的输出电压例如高于或等于100V。另外，在逆变器20的输入侧，设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力转换器的控制电路，/n所述电力转换器包括多组成对开关，每组所述成对开关包括彼此以串联方式电连接的上臂开关和下臂开关，/n每组所述成对开关使得多相旋转电机的多个相绕组中对应的一个电连接到所述成对开关的上臂开关和下臂开关之间的节点，/n所述上臂开关和所述下臂开关中的每一个均具有反向电连接的二极管，/n所述成对开关具有与所述成对开关以并联方式电连接的DC电源，/n所述成对开关的所有上臂开关一起构成上臂开关组，且所述成对开关的所有下臂开关一起构成下臂开关组，/n所述控制电路包括：/n异常判断器，所述异常判断器构造成对在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中是否发生异常进行判断；/n电压判断器，所述电压判断器构造成对当在所述相绕组中产生反电动势时所述旋转电机的所述相绕组之间的线间电压是否高于所述DC电源的电压进行判断；以及/n异常处理控制器，所述异常处理控制器构造成当由所述异常判断器判断在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中发生了异常并且由所述电压判断器判断所述线间电压高于所述DC电源的电压时，执行全相短路控制，在所述全相短路控制中，将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的一组的所有开关接通，并且将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的另一组的所有开关断开。/n...

【技术特征摘要】
20180507 JP 2018-0894941.一种用于电力转换器的控制电路，
所述电力转换器包括多组成对开关，每组所述成对开关包括彼此以串联方式电连接的上臂开关和下臂开关，
每组所述成对开关使得多相旋转电机的多个相绕组中对应的一个电连接到所述成对开关的上臂开关和下臂开关之间的节点，
所述上臂开关和所述下臂开关中的每一个均具有反向电连接的二极管，
所述成对开关具有与所述成对开关以并联方式电连接的DC电源，
所述成对开关的所有上臂开关一起构成上臂开关组，且所述成对开关的所有下臂开关一起构成下臂开关组，
所述控制电路包括：
异常判断器，所述异常判断器构造成对在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中是否发生异常进行判断；
电压判断器，所述电压判断器构造成对当在所述相绕组中产生反电动势时所述旋转电机的所述相绕组之间的线间电压是否高于所述DC电源的电压进行判断；以及
异常处理控制器，所述异常处理控制器构造成当由所述异常判断器判断在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中发生了异常并且由所述电压判断器判断所述线间电压高于所述DC电源的电压时，执行全相短路控制，在所述全相短路控制中，将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的一组的所有开关接通，并且将所述上臂开关组和所述下臂开关组中的另一组的所有开关断开。


2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电力转换器被包括在还具有电压传感器的控制系统中，所述电压传感器被构造成对施加到所述电力转换器的每组所述成对开关的电压进行检测，并且输出表示所检测到的电压的电压信号，
所述电压判断器构造成基于从所述电压传感器输出的电压信号对施加到所述电力转换器的每组所述成对开关的电压进行计算，并且当所计算出的电压高于预定电压时，判断所述线间电压高于所述DC电源的电压，并且
所述预定电压高于或等于所述DC电源的电压在所述DC电源的正常运转期间变动的范围内的最小值。


3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电压判断器被构造成当所述线间电压的估算值或检测值高于所述预定电压时，判断为所述线间电压高于所述DC电源的电压。


4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述电力转换器被包括在还具有电压传感器的控制系统中，所述电压传感器被构造成对施加到所述电力转换器的每组所述成对开关的电压进行检测，并且输出表示所检测的电压的电压信号，并且
所述预定电压设定为基于从所述电压传感器输出的电压信号所计算的电压。


5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，还包括线间电压估算器，所述线间电压估算器被构造成基于所述旋转电机的转子的转速对所述线间电压的估算值进行计算，
其中
所述电压判断器被构造成当由所述线间电压估算器所计算的所述线间电压的估算值高于所述预定电压时，判断为所述线间电压高于DC电源的电压，并且
所述异常处理控制器被构造成：
当由所述异常判定器判断在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中发生异常，并且由所述电压判断器判断所述线间电压高于所述DC电源的电压时，执行所述全相短路控制；并且
当由所述异常判断器判断在所述电力转换器和所述旋转电机中的至少一个中发生异常，并且由所述电压判断器判断所述线间电压不高于所述DC电源的电压时，执行停机控制，在所述停机控制中，断开...

【专利技术属性】
技术研发人员：西端幸一，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP