电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置制造方法及图纸

提供能够改善PWM控制的载波周期中的电压的有效利用率的降低从而实现逆变器的高输出化的电力转换装置。本公开的电力转换装置(1000)具有：第1逆变器(120)；第2逆变器(130)；以及控制电路(300)，其按照至少一种开关方式对第1逆变器和第2逆变器的开关元件进行PWM控制。控制电路(300)针对各相的H桥，按照以下的至少一种开关方式进行PWM控制：在使一对支路中的一个支路的高边开关元件接通的状态下，对另一个支路的低边开关元件进行开关，或者在使一对支路中的一个支路的低边开关元件接通的状态下，对另一个支路的高边开关元件进行开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置
本公开涉及将来自电源的电力转换为向电动马达提供的电力的电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置。
技术介绍
在具有电压型逆变器的马达驱动系统中，一般采用互补PWM(PulseWidthModulation：脉冲宽度调制)控制。该马达驱动系统将直流(DC)电压转换为交流(AC)电压。互补PWM控制是指通过向支路中的串联连接的两个开关元件、例如场效应晶体管(典型地是MOSFET)提供相反相位的控制信号而使双方的开关元件反转从而进行开关的控制。在互补PWM控制中，特别是有可能由于作为开关元件的FET的接通和断开的滞后而导致高边和低边的FET同时接通，其结果为，电子部件破损。为了防止该破损，需要插入死区时间。死区时间是高边和低边的FET均断开的时间。MOSFET通常需要几μs的死区时间。在专利文献1中，公开了根据占空比来决定由PWM的载波频率和反相PWM控制的时间(反相时间)的互补PWM控制。PWM控制单元在占空比指令信号不到规定的占空比的情况下，进行如下的PWM控制：将载波频率固定为规定的值(例如20kHz)，并且根据占空比而使反相时间变化。PWM控制单元在占空比指令信号为规定的占空比以上的情况下，进行如下的PWM控制：将反相时间固定为规定的值(例如20μs)，并且根据占空比而使载波频率变化。特别地，反相时间的规定的值优选长于规定的死区时间。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-261223号公报专利技术内容专利技术要解决的课题在互补PWM控制中，通过插入死区时间，在载波周期中产生无法施加电压的区间，因此存在载波周期、即电压的有效利用率降低这样的问题。本公开的实施方式提供能够改善载波周期中的电压的有效利用率的降低从而实现逆变器(马达)的高输出化的电力转换装置、具有该电力转换装置的马达模块以及具有该马达模块的电动助力转向装置。用于解决课题的手段本公开的例示的电力转换装置将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，该电力转换装置具有：第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接，具有n个支路；第2逆变器，其与所述马达的各相的绕组的另一端连接，具有n个支路；以及控制电路，其按照至少一种开关方式对所述第1逆变器和所述第2逆变器的开关元件进行PWM控制，由所述n相的绕组、所述第1逆变器的所述n个支路以及所述第2逆变器的所述n个支路构成了所述n相的H桥，所述n相的H桥各自具有一对支路，所述控制电路针对各相的H桥，按照以下的所述至少一种开关方式进行PWM控制：在使所述一对支路中的一个支路的高边开关元件接通的状态下，对另一个支路的低边开关元件进行开关，或者在使所述一对支路中的一个支路的低边开关元件接通的状态下，对另一个支路的高边开关元件进行开关。专利技术效果根据本公开的例示的实施方式，提供了能够改善载波周期中的电压的有效利用率的降低从而实现逆变器的高输出化的电力转换装置、具有该电力转换装置的马达模块以及具有该马达模块的电动助力转向装置。附图说明图1是示出例示的实施方式1的逆变器单元100的电路结构的电路图。图2是示出例示的实施方式1的马达模块2000的块结构、并且主要示出电力转换装置1000的块结构的块结构图。图3是例示对按照三相通电控制来控制电力转换装置100时在马达200的A相、B相以及C相的各绕组中流动的电流值进行标绘而得到的电流波形(正弦波)的曲线图。图4A是示出第1开关方式的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图4B是示出第1开关方式的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图4C是示出第1开关方式的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图4D是示出第1开关方式的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图5是例示按照第1开关方式进行PWM控制的情况下的电压波形和相电流波形的曲线图。图6是用于对相电流I和相电压V的相位关系进行说明的示意图。图7是例示根据PWM控制而生成开关模式的逻辑的示意图。图8是例示按照第2开关方式进行PWM控制的情况下的电压波形和相电流波形的曲线图。图9A是示出混合PWM控制的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图9B是示出混合PWM控制的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图9C是示出混合PWM控制的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图9D是示出混合PWM控制的代表性的开关模式和相电流的流动的示意图。图10是示出例示的实施方式2的电动助力转向装置3000的典型结构的示意图。具体实施方式以下，参照附图对本公开的电力转换装置、马达模块以及电动助力转向装置的实施方式进行详细说明。但是，为了避免以下的说明不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解，有时省略过度的详细说明。例如，有时省略对众所周知的事项的详细说明和对实质上相同的结构的重复说明。在本说明书中，以将来自电源的电力转换为向具有3相(A相、B相、C相)的绕组的3相马达提供的电力的电力转换装置为例，对本公开的实施方式进行说明。但是，将来自电源的电力转换为向具有4相或5相等n相(n为4以上的整数)的绕组的n相马达提供的电力的电力转换装置也属于本公开的范畴。(实施方式1)[1-1.逆变器单元100的构造]图1示意性地示出了本实施方式的逆变器单元100的电路结构。逆变器单元100具有电源切断电路110、第1逆变器120以及第2逆变器130。但是，逆变器单元100也可以不具有电源切断电路110。逆变器单元100能够将来自电源101A、101B的电力转换为向马达200提供的电力。例如，第1和第2逆变器120、130能够将直流电力转换为作为A相、B相以及C相的伪正弦波的3相交流电力。马达200例如是3相交流马达。马达200具有A相的绕组M1、B相的绕组M2以及C相的绕组M3，该马达200与第1逆变器120和第2逆变器130连接。具体而言，第1逆变器120与马达200的各相的绕组的一端与连接，第2逆变器130与各相的绕组的另一端连接。在本说明书中，部件(构成要素)彼此之间的“连接”主要指电连接。第1逆变器120具有与各相对应的端子A_L、B_L以及C_L。第2逆变器130具有与各相对应的端子A_R、B_R以及C_R。第1逆变器120的端子A_L与A相的绕组M1的一端连接，端子B_L与B相的绕组M2的一端连接，端子C_L与C相的绕组M3的一端连接。与第1逆变器120同样地，第2逆变器130的端子A_R与A相的绕组M1的另一端连接，端子B_R与B相的绕组M2的另一端连接，端子C_R与C相的绕组M3的另一端连接。这样的马达接线与所谓的星形接线和三角形接线不同。电源切断电路110具有第1至第4开关元件111、112、113以及114。在逆变器单元100中，第1逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，其将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，/n该电力转换装置具有：/n第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接，具有n个支路；/n第2逆变器，其与所述马达的各相的绕组的另一端连接，具有n个支路；以及/n控制电路，其按照至少一种开关方式对所述第1逆变器和所述第2逆变器的开关元件进行PWM控制，/n由所述n相的绕组、所述第1逆变器的所述n个支路以及所述第2逆变器的所述n个支路构成了所述n相的H桥，所述n相的H桥各自具有一对支路，/n所述控制电路针对各相的H桥，按照以下的所述至少一种开关方式进行PWM控制：在使所述一对支路中的一个支路的高边开关元件接通的状态下，对另一个支路的低边开关元件进行开关，或者在使所述一对支路中的一个支路的低边开关元件接通的状态下，对另一个支路的高边开关元件进行开关。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180110 JP 2018-0019461.一种电力转换装置，其将来自电源的电力转换为向具有n相的绕组的马达提供的电力，n为3以上的整数，其中，
该电力转换装置具有：
第1逆变器，其与所述马达的各相的绕组的一端连接，具有n个支路；
第2逆变器，其与所述马达的各相的绕组的另一端连接，具有n个支路；以及
控制电路，其按照至少一种开关方式对所述第1逆变器和所述第2逆变器的开关元件进行PWM控制，
由所述n相的绕组、所述第1逆变器的所述n个支路以及所述第2逆变器的所述n个支路构成了所述n相的H桥，所述n相的H桥各自具有一对支路，
所述控制电路针对各相的H桥，按照以下的所述至少一种开关方式进行PWM控制：在使所述一对支路中的一个支路的高边开关元件接通的状态下，对另一个支路的低边开关元件进行开关，或者在使所述一对支路中的一个支路的低边开关元件接通的状态下，对另一个支路的高边开关元件进行开关。


2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述至少一种开关方式包含以下的第1开关方式：
在使所述一对支路中的一个支路的所述高边开关元件接通、低边开关元件断开，并且使另一个支路的高边开关元件断开的状态下，对所述另一个支路的所述低边开关元件进行开关，或者在使所述一对支路中的一个支路的所述低边开关元件接通、高边开关元件断开，并且使另一个支路的低边开关元件断开的状态下，对所述另一个支路的所述高边开关元件进行开关。


3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤修司，锅师香织，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP