电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置，即使包括多个具有功率组件的单元，也能够使多个单元的有效寿命均匀。求出功率组件的温度与周围温度的差，以多个单元中的第一单元的功率组件的流动电流与差相应地减少的方式控制该第一单元的驱动电路，以上述多个单元中的第二单元的功率组件的流动电流与差相应地增加的方式控制该第二单元的驱动电路。

Power conversion device

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置
本专利技术涉及即使包括多个具有功率组件的单元、也使多个单元的有效寿命均匀的电力转换装置。
技术介绍
电力转换装置多用于UPS(UninterruptiblePower-supplySystem：不间断电源装置)、PCS(PowerConditioningSystem：功率调整系统)、AC驱动器等工业用电力转换装置、混合动力车、电动车等车载用电力转换装置、以及家电用电力转换装置。而且，作为电力转换装置，已知由对于安装了作为电力转换用功率器件的MOSFET和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的功率组件、组合了功率器件的驱动电路的单元构成的电力转换装置。这种电力转换装置中要求长寿命化，例如，在专利文献1中，公开了为了使并联工作的多个晶体管等开关元件的有效寿命均匀，而基于多个晶体管的平均温度与各个晶体管的测定温度的温度差，以使各晶体管热平衡的方式控制通电电流的电力转换装置。进而，随着电力转换装置的长寿命化，在专利文献2中，公开了为了正确地评价构成电力转换装置的逆变器、转换器的开关元件的劣化度，而求出开关元件的构成部件之间的热阻并评价构成部件的劣化度，根据与温度、热阻的关系判断劣化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-159712号公报专利文献2：日本特开2009-225541号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题因为组合多个具备功率组件的单元，即使使电力转换装置大容量化，也存在如果单元的一部分的功率组件劣化则必须更换单元本身的课题。于是，要求在多个单元之间以使功率组件的热疲劳均等地进展的方式来使电力转换装置工作，但这并不容易，以往并未进行。本专利技术目的在于提供一种即使具备多个具备功率组件的单元、也使多个单元的有效寿命均匀的电力转换装置。解决课题的技术这群为了达成上述目的，一种将多个具有功率组件的单元并联连接而成的电力转换装置，其特征在于，所述多个单元各自包括：用于检测所述功率组件的温度的第一温度传感器；用于检测周围温度的第二温度传感器；所述功率组件的驱动电路；驱动电路，其通过对所述功率组件的栅极提供调整后的电压来控制在该功率组件中流动的电流；和控制电路，其基于所述第一温度传感器的输出信号和所述第二温度传感器的输出信号来控制所述驱动电路，所述控制电路，对所述多个单元分别求取所述功率组件的温度与所述周围温度的差，以使得所述多个单元中的第一单元的功率组件的流动电流与该差值相应地减少的方式控制该第一单元的驱动电路，以所述多个单元中的第二单元的功率组件的流动电流与该差值相应地增加的方式控制该第二单元的驱动电路。专利技术效果根据本专利技术，即使具备多个具备功率组件的单元，也能够使多个单元的有效寿命均匀，由此能够提高电力转换装置的性能。附图说明图1是本专利技术的电力转换装置中应用的功率组件的实施方式的电路图的一例。图2是对图1的功率组件从上方俯瞰的立体图。图3是图2的A-A＇截面图。图4是单元(电力转换单元)的示意图的一例。图5是对电力转换单元的安装品从斜上方俯瞰的立体图。图6是电力转换单元的框图的一例。图7是电力转换装置的框图的一例。图8是控制电路的功能模块图的一例。图9是控制电路的动作流程图的一例。图10是对功率组件进行电流控制用的管理表的一例。图11是功率组件的栅极电压调整前后的功率组件的特性变化的曲线图。具体实施方式接着，对于本专利技术的实施方式进行说明。图1是安装多个功率器件的、用作逆变器的功率组件的电路图的一例，图2是对功率组件从上方俯瞰的立体图，图3是图2的A-A＇截面图。图1中，功率组件100在上下具有将作为功率器件的IGBT102与二极管104反向平行地电连接的臂。上臂106的发射极电极122与下臂108的集电极电极124在功率组件内部电连接。并且，对于上臂的集电极电极126、下臂的发射极电极128、和上臂的发射极电极122(下臂的集电极电极124)，通过以能够与功率组件外部连接的方式用铜条等引出，而分别形成P端子(正极端子)110、N端子(负极端子)114、AC端子(中间电源端子)112。对于IGBT的栅极电极130，也用铜条等引出，形成能够输入来自驱动电路的驱动信号的栅极信号端子120。进而，功率组件100具备监视功率组件内的温度的热敏电阻等温度传感器116。对于温度传感器116以能够与功率组件外部连接的方式用铜条等引出，形成温度信号端子118。如图2所示，在矩形底板200上形成功率器件，对其用封装外壳202包覆或密封。在封装外壳202的平面上，P端子(正极端子)110、N端子(负极端子)114、AC端子(中间电源端子)112露出。另外，省略了栅极信号端子和温度信号端子的图示。如图3所示，在底板200上叠层有绝缘基板302。然后，在绝缘基板302上形成有配线图案300，在配线图案上形成有上臂106和下臂108。304是将配线图案与上臂106的电极连接的金属线，306是将配线图案与下臂108的电极连接的金属线。温度传感器116载置在底板200上，监视封装外壳202内的温度。图4表示在桥梁状的散热器400的平面402上、并联连接了多个功率组件100U、100V、100W的单元(电力转换单元)410的示意图。图4是对电力转换单元从斜上方俯瞰的立体图。在散热器400的平面402的一部分上，设置有检测散热器400的温度的温度传感器406。从散热器400的底面起，多个散热用的翅片404垂直地突出。散热器400的温度相对于功率组件的温度(温度传感器116)，是周围温度，散热器400的温度(温度传感器406)与功率组件100的温度(温度传感器116)的差值是功率组件100的上升温度、即温度负荷。通过对功率组件的外壳内温度与周围温度进行比较，能够准确地评价功率组件100的实际温度上升量。图5是对电力转换单元410的安装品从斜上方俯瞰的立体图。从电力转换单元410输出三相交流，附图标记508U是功率组件100U的U相交流的输出部，附图标记508V是功率组件100V的V相交流的输出部，附图标记508W是功率组件100W的W相交流的输出部。附图标记506表示对多个功率组件输出栅极信号的驱动电路。驱动电路506经由驱动信号传递配线510U对功率组件100U、经由驱动信号传递配线510V对功率组件100V、经由驱动信号传递配线510W对功率组件100W分别输出栅极信号。驱动电路506与转换单元外的控制电路经由配线502连接。附图标记500是主电路用配线，在其侧端具备P端子用的端子520和N端子用的端子522。附图标记504是使从转换器输出的直流电压平滑化的电容器。从散热器的温度传感器406输出的温度检测信号、以及从功率组件100U、100V、100W各自的温度传感器116输出的温度检测信号经由驱动电路506对电力转换单元外的控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将多个具有功率组件的单元并联连接而成的电力转换装置，其特征在于：/n所述多个单元各自包括：/n用于检测所述功率组件的温度的第一温度传感器；/n用于检测周围温度的第二温度传感器；/n所述功率组件的驱动电路；/n驱动电路，其通过对所述功率组件的栅极提供调整后的电压来控制在该功率组件中流动的电流；和/n控制电路，其基于所述第一温度传感器的输出信号和所述第二温度传感器的输出信号来控制所述驱动电路，/n所述控制电路，/n对所述多个单元分别求取所述功率组件的温度与所述周围温度的差，/n以使得所述多个单元中的第一单元的功率组件的流动电流与该差值相应地减少的方式控制该第一单元的驱动电路，以所述多个单元中的第二单元的功率组件的流动电流与该差值相应地增加的方式控制该第二单元的驱动电路。/n

【技术特征摘要】
20180628 JP 2018-1237731.一种将多个具有功率组件的单元并联连接而成的电力转换装置，其特征在于：
所述多个单元各自包括：
用于检测所述功率组件的温度的第一温度传感器；
用于检测周围温度的第二温度传感器；
所述功率组件的驱动电路；
驱动电路，其通过对所述功率组件的栅极提供调整后的电压来控制在该功率组件中流动的电流；和
控制电路，其基于所述第一温度传感器的输出信号和所述第二温度传感器的输出信号来控制所述驱动电路，
所述控制电路，
对所述多个单元分别求取所述功率组件的温度与所述周围温度的差，
以使得所述多个单元中的第一单元的功率组件的流动电流与该差值相应地减少的方式控制该第一单元的驱动电路，以所述多个单元中的第二单元的功率组件的流动电流与该差值相应地增加的方式控制该第二单元的驱动电路。


2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述单元具有能够支承所述多个功率组件的散热器，
所述第二温度传感器检测所述散热器的温度作为所述周围温度。


3.如权利要求1所述的电力转换装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：松元大辅，三间彬，松本洋平，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP