电力变换装置以及逆变器电路制造方法及图纸

提供能够响应性良好地输出低电力的交流电力的电力变换装置。电力变换装置包括：逆变器电路，设置了限制流过各桥臂的电流的1个或者多个电流限制电路；以及控制部，在逆变器电路的目标电压或者目标电流为规定范围外的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流不被限制，并且将各桥臂的两个开关元件夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制，在目标电压或者目标电流为规定范围内的情况下，控制1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件不夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制。

Power conversion device and inverter circuit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置以及逆变器电路
本专利技术涉及电力变换装置和逆变器电路。
技术介绍
通过对具有多个桥臂(leg)的逆变器电路进行PWM(pulsewidthmodulation，脉宽调制)控制，从而将直流电力变换为交流电力，但是，在构成各桥臂的开关元件(IGBT等)中具有开关延迟时间。因此，如果将各桥臂的2个开关元件同时地进行接通/关断，则会产生各桥臂短路的期间(2个开关元件都成为导通的期间)。若存在那样的期间，则会导致在各开关元件中会流过过大的电流，因此，在逆变器电路的PWM控制时，在各桥臂的2个开关元件的控制信号中插入了死区时间(Deadtime)(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2016－111776号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题若插入死区时间，则与死区时间的长度相应地，输出电压会降低或者产生死区，但是在逆变器电路的PWM控制时，进行用于使输出电压或者电流与目标值一致的电压或者电流反馈控制。因此，即使设置死区时间，最终也能够将输出电压或者电流设为目标值。但是，由于在低输出时反馈中的偏差小，因此为了输出成为目标值而花费时间，因此，在以往的具有死区时间的PWM控制中，难以在低输出时中响应性良好地控制电力变换装置或逆变器。另一方面，若要消除死区时间而提高响应性，这需要对逆变器电路进行线性控制而不是开关控制，尤其在处理大电力的情况下，电路的损耗大、效率低，或者装置变大，实用方面困难。本专利技术鉴于上述现状而完成，其目的在于，提供能够响应性良好地输出低输出的交流电力，并且即使是大输出时效率也良好的电力变换装置、以及能够作为那样的电力变换装置的构成要素来使用的逆变器电路。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一观点的电力变换装置包括：逆变器电路，具有串联连接了两个开关元件的1个以上的桥臂；以及控制部，进行所述逆变器电路内的各开关元件的接通/关断控制。此外，在电力变换装置的逆变器电路中，设置了用于限制流过各桥臂的电流的1个或者多个电流限制电路。并且，在应输出到所述逆变器电路的目标电压或者目标电流为规定范围外的情况下，电力变换装置的控制部控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流不被限制，并且对所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制，在所述目标电压或者所述目标电流为所述规定范围内的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件不夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制。即，本专利技术的一观点的电力变换装置具有如下结构，即在低输出时，逆变器电路的各桥臂的两个开关元件不夹着死区时间而被进行接通/关断，且因那样的控制而在各桥臂中流过过大的电流的情况通过1个或者多个电流限制电路被抑制。因此，根据该电力变换装置，能够响应性良好地输出低输出的交流电力，并且即使是大输出时也能够效率良好地变换电力。在电力变换装置中，既可以采用在逆变器电路的总线上设置了电流限制电路的结构，也可以采用对逆变器电路的每个桥臂设置了用于限制流过该桥臂的电流的所述电流限制电路的结构。在电力变换装置中采用后者的结构的情况下，还可以采用如下结构：“所述电流限制电路是通过调整成为了电流的控制对象的桥臂的一方的开关元件的栅极电压或者基极电流，而限制流过该桥臂的电流的电路，所述控制部在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围内的情况下，控制所述电流限制电路，以使在所述一方的开关元件的接通时，流过所述一方的开关元件的电流为规定电流以下，在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围外的情况下，控制所述电流限制电路，以使在所述一方的开关元件的接通时，流过所述一方的开关元件的电流不被限制为所述规定电流以下”。在采用该结构的情况下，为了使得即使电流限制电路的响应速度慢，也不流过贯通电流，也可以采用如下结构：“所述控制部在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围内的情况下，当接通所述一方的开关元件时，控制所述电流限制电路，以使在基于所述电流限制电路的响应速度所确定的上升模式以及上升开始定时，在所述一方的开关元件的接通定时以前所述一方的开关元件的栅极电压或者基极电流开始上升。”在电力变换装置中，也可以采用如下结构：“所述一方的开关元件是带电流感测的开关元件，所述电流限制电路是基于流过所述一方的开关元件的电流感测端子的电流，限制流过所述桥臂的电流的电路”。此外，本专利技术的一观点的逆变器电路是用于将直流电力变换为交流电力的逆变器电路，具有：串联连接了两个开关元件的1个以上的桥臂；以及限制流过各桥臂的电流的1个或者多个电流限制电路。因此，如果使用该逆变器电路，则能够实现能够响应性良好地输出低输出的交流电力的电力变换装置。专利技术效果按照本专利技术，能够提供能够响应性良好地输出低输出的交流电力，并且即使是大输出时也能够效率良好的对电力进行变换的电力变换装置、和能够作为那样的电力变换装置的构成要素而使用的逆变器电路。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的电力变换装置的概略结构以及使用方式的说明图。图2是第1实施方式的电力变换装置具有的逆变器电路的各桥臂的电路结构的说明图。图3是第1实施方式的电力变换装置具有的控制部的功能框图。图4是IGBT的正向特性的说明图。图5是用于说明实施方式的电力变换装置的功能的图。图6A是本专利技术的第2实施方式的电力变换装置中的第2控制信号的控制例的说明图。图6B是第2实施方式的电力变换装置中的第2控制信号的控制例的说明图。图7是实施方式的电力变换装置的变形例的说明图。图8是实施方式的电力变换装置的变形例的说明图。图9是实施方式的电力变换装置的变形例的说明图。图10是能够在图8、图9所示的电力变换装置中使用的电流限制电路的电路结构例的说明图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施的方式。《第1实施方式》图1表示本专利技术的第1实施方式的电力变换装置20的概略结构以及使用方式。本实施方式的电力变换装置20是用于对电动机(三相电动机)40进行驱动的装置。如图示，电力变换装置20具有电源电路21和控制部10。电源电路21是用于生成对电动机40提供的三相交流的电路。如图示，电源电路21具有用于对来自三相电源50的三相交流进行整流的整流电路22以及平滑电容器23。进而，电源电路21具有用于将通过平滑电容器23平滑化后的整流电路22的输出电压变换为三相交流电压的逆变器电路24。逆变器电路24是在正负的母线间并联连接了U相用的桥臂25、V相用的桥臂25以及W相用的桥臂25的电路。细节后述，但该逆变器电路24的各桥臂25由串联连接的两个开关元件、用于限制流过本桥臂25的电流的大小的电流限制电路(图示略)构成。另外，在图1中，作为各开关元件，示出了IGBT(InsulatedGateBipolarTran本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，其特征在于，包括：/n逆变器电路，具有串联连接了两个开关元件的1个以上的桥臂；以及/n控制部，进行所述逆变器电路内的各开关元件的接通/关断控制，/n在所述逆变器电路中，设置了用于限制流过各桥臂的电流的1个或者多个电流限制电路，/n所述控制部在应输出到所述逆变器电路的目标电压或者目标电流为规定范围外的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流不被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制，在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围内的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件不夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0690611.一种电力变换装置，其特征在于，包括：
逆变器电路，具有串联连接了两个开关元件的1个以上的桥臂；以及
控制部，进行所述逆变器电路内的各开关元件的接通/关断控制，
在所述逆变器电路中，设置了用于限制流过各桥臂的电流的1个或者多个电流限制电路，
所述控制部在应输出到所述逆变器电路的目标电压或者目标电流为规定范围外的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流不被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制，在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围内的情况下，控制所述1个或者多个电流限制电路以使流过各桥臂的电流被限制，并且将所述逆变器电路的各桥臂的两个开关元件不夹着死区时间而交替地进行接通/关断控制。


2.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
对于所述逆变器电路的每个桥臂，设置了用于限制流过该桥臂的电流的所述电流限制电路。


3.如权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述电流限制电路是通过调整成为了电流的控制对象的桥臂的一方的开关元件的栅极电压或者基极电流，而限制流过该桥臂的电流的电路，
所述控制部在所述目标电压或者目标电流为所述规定范围内的情况下，控制所述电流限制电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：桐渊岳，宫川智，福原仁，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP