电力转换器的驱动电路制造技术

驱动电路(50)对上、下臂开关(SWH、SWL)中的至少一方即检测对象开关的端子间电压进行分压。驱动电路包括差分电路部(82H、82L)，该差分电路部具有输入有被分压后的端子间电压的第一输入端子和第二输入端子，输出与第一输入端子和第二输入端子之间的电压差相对应的电压。差分电路部具有实施输出电压的复位的功能，将在实施复位后、解除了复位的情况下的第一输入端子和第二输入端子之间的电压差作为基准电压，输出从基准电压的变化量乘以放大率而得到的值。驱动电路基于上、下臂开关为断开状态时的差分电路部的输出电压来生成上下臂开关的栅极信号(GmH、GmL)。GmL)。GmL)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换器的驱动电路
相关申请的援引
[0001]本申请以2019年6月11日申请的日本专利申请第2019
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109011号为基础，在此援引其记载内容。


[0002]本公开涉及一种电力转换器的驱动电路，应用于电力转换器，该电力转换器包括上臂开关和下臂开关，上臂开关和下臂开关分别与二极管反并联连接。

技术介绍

[0003]作为这种驱动电路，已知如专利文献1所述，基于上臂开关和下臂开关二者处于断开状态的死区时间中的二极管的电压下降量，来检测死区时间。上述驱动电路基于检测到的死区时间来进行死区时间的补偿。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特许第5326913号公报

技术实现思路

[0005]在专利文献1所记载的驱动电路中，为了检测死区时间，需要检测上臂开关和下臂开关中的至少一方的端子间电压。上述端子间电压会根据上下臂开关的驱动状态，在从0V附近的值到与上下臂开关的串联连接体并联连接的直流电源的输出电压附近的值的范围变化。当欲与上述变化对应时，需要使检测端子间电压的电压检测部的耐压变大。但是，在这种情况下，会导致设定于电压检测部内的绝缘距离变长。其结果是，担心会导致电压检测部大型化，进而使驱动电路大型化。
[0006]本公开的目的在于提供一种能实现小型化的电力转换器的驱动电路。
[0007]本公开是一种电力转换器的驱动电路，应用于包括上臂开关和下臂开关，并且在所述上臂开关和所述下臂开关分别反向并联连接有二极管的电力转换器，包括：信号生成部，该信号生成部以防止所述上臂开关和所述下臂开关这二者同时处于接通状态，并且使所述上臂开关和所述下臂开关交替为接通状态的方式，生成所述上臂开关和所述下臂开关的栅极信号；分压部，该分压部对所述上臂开关和所述下臂开关中的至少一方即检测对象开关的端子间电压进行分压；以及差分电路部，该差分电路部具有输入有被所述分压部分压的端子间电压的第一输入端子和第二输入端子，输出与所述第一输入端子和所述第二输入端子之间的电压差相对应的电压，所述差分电路部具有实施输出电压的复位的功能，将在实施所述复位后、解除了所述复位的情况下的所述第一输入端子和所述第二输入端子之间的电压差作为基准电压，
输出从所述基准电压的变化量乘以放大率而得到的值，所述信号生成部基于所述上臂开关和所述下臂开关这二者为断开状态时的所述差分电路部的输出电压，来生成所述上臂开关和所述下臂开关的栅极信号。
[0008]上下臂开关这两者为断开状态时的差分电路部的输出电压是用于对上下臂开关的至少一方的驱动状态的切换进行把握的信息。在本公开中，基于上述输出电压生成上下臂开关的栅极信号。
[0009]此处，本公开包括：分压部，其对上下臂开关中的至少一方即检测对象开关的端子间电压进行分压；以及差分电路部，其具有输入有被分压部分压后的端子间电压的第一输入端子和第二输入端子。根据分压部，能降低差分电路部的输入电压。此外，根据差分电路部，可以将检测对象开关的端子间电压作为与检测对象开关的两端中的另一端相对于一端的电位差相对应的值来检测。因此，根据分压部和差分电路部，能使差分电路部的耐压减小，从而能实现差分电路部的小型化。
[0010]此外，本公开的差分电路部以解除了复位时的第一输入端子与第二输入端子之间的电压差为基准电压，输出从该基准电压的变化量与放大率相乘后的值。根据上述结构，可以将检测对象开关的端子间电压的变化量作为从基准电压的变化量来检测。因此，能使差分电路部的输入电压下降，从而能实现差分电路部的小型化。
[0011]根据以上说明的本公开，能实现差分电路部的小型化，进而实现驱动电路的小型化。
附图说明
[0012]参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。图1是第一实施方式的控制系统的整体结构图。图2是表示驱动IC的结构的图。图3是表示检测电路的结构的图。图4是示出了驱动信号GS和上臂驱动信号GH、下臂驱动信号GL的推移的时序图。图5是示出了正的相电流流动时的驱动IC的动作方式的时序图。图6是示出了负的相电流流动时的驱动IC的动作方式的时序图。图7是表示第一实施方式的变形例1的驱动IC的结构的图。图8是表示第一实施方式的变形例2的驱动IC的结构的图。图9是表示第二实施方式的驱动IC的结构的图。图10是表示驱动IC进行的阈值可变处理的内容的图。图11是表示第三实施方式的驱动IC的结构的图。图12是示出了各栅极信号和开关的驱动状态的推移的时序图。图13是示出了各栅极信号和开关的驱动状态的推移的时序图。图14是示出了正的相电流流动时的开启时间等的检测方法的时序图。图15是示出了负的相电流流动时的开启时间等的检测方法的时序图。图16是表示第三实施方式的变形例2的驱动IC的结构的图。图17是表示第三实施方式的变形例3的驱动IC的结构的图。
图18是表示第四实施方式的驱动IC的结构的图。图19是表示栅极信号等的推移的时序图。图20是表示栅极信号等的推移的时序图。图21是表示其他实施方式的检测电路的结构的图。
具体实施方式
[0013]＜第一实施方式＞以下，参照附图，对将本公开的驱动电路具体化的第一实施方式进行说明。
[0014]如图1所示，控制系统包括旋转电机10以及逆变器20。旋转电机10是无刷的同步机，在本实施方式中是永磁体同步机。旋转电机10包括三相的绕组11。另外，旋转电机10构成例如包括风扇或泵的驱动装置，通过转子的旋转来驱动风扇或泵。例如，风扇是散热器风扇或车室内空调用的风扇。泵例如是油泵或水泵。
[0015]旋转电机10通过逆变器20与作为直流电源的电池30电连接。逆变器20包括与相数对应数量的上臂开关SWH和下臂开关SWL的串联连接体。在各相中，在上、下臂开关SWH、SWL的连接点处连接有绕组11的第一端。各相的绕组11的第二端在中性点处连接。在本实施方式中，作为感应性负载的各相的绕组11彼此错开120
°
的电角度。
[0016]在本实施方式中，作为构成逆变器20的上臂开关SWH、下臂开关SWL，使用电压控制型的半导体开关元件，更具体地，使用N通道MOSFET。因此，开关的高电位侧端子是漏极，低电位侧端子是源极。在上臂开关SWH、下臂开关SWL内置有作为体二极管的上臂二极管DH、下臂二极管DL。
[0017]逆变器20在其输入侧包括使逆变器20的输入电压平滑化的电容器21。电容器21的高电位侧端子与连接电池30的正极端子和上臂开关SWH的漏极的电气路径连接。电容器21的低电位侧端子与连接电池30的负极端子和下臂开关SWL的源极的电气路径连接。
[0018]控制系统包括控制装置40。控制装置40以微型计算机为主体构成，对逆变器20的各开关SWH、SWL进行切换操作，从而将旋转电机10的控制量反馈控制为其指令值。在本实施方式中，控制量是电角速度(旋转速度)，上述指令值是指令角速度ω*。
[0019]如图2所示，逆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换器的驱动电路，应用于包括上臂开关(SWH)和下臂开关(SWL)，并且在所述上臂开关和所述下臂开关分别反向并联连接有二极管(DH、DL)的电力转换器(20)，所述电力转换器的驱动电路(50)包括：信号生成部(60、87H、88H、87L、88L)，该信号生成部以防止所述上臂开关和所述下臂开关这二者同时处于接通状态，并且使所述上臂开关和所述下臂开关交替为接通状态的方式，生成所述上臂开关和所述下臂开关的栅极信号(GmH、GmL)；分压部(84a、84b、85a、85b、104、105)，该分压部对所述上臂开关和所述下臂开关中的至少一方即检测对象开关的端子间电压进行分压；以及差分电路部(82H、82L)，该差分电路部具有输入有被所述分压部分压的端子间电压的第一输入端子和第二输入端子，输出与所述第一输入端子和所述第二输入端子之间的电压差相对应的电压，所述差分电路部具有实施输出电压的复位的功能，将在实施所述复位后、解除了所述复位的情况下的所述第一输入端子和所述第二输入端子之间的电压差作为基准电压，并输出从所述基准电压的变化量乘以放大率而得到的值，所述信号生成部基于所述上臂开关和所述下臂开关这二者为断开状态时的所述差分电路部的输出电压，来生成所述上臂开关和所述下臂开关的栅极信号。2.如权利要求1所述的电力转换器的驱动电路，其特征在于，所述分压部具有：第一输入电容器(84a)，该第一输入电容器将所述检测对象开关的高电位侧端子和所述第一输入端子连接；第二输入电容器(84b)，该第二输入电容器将所述检测对象开关的低电位侧端子和所述第二输入端子连接；第一保持电容器(85a)，该第一保持电容器的第一端连接到所述第一输入端子；以及第二保持电容器(85b)，该第二保持电容器的第一端连接到所述第二输入端子，所述差分电路部具有：全差分放大电路(83)，该全差分放大电路具有供所述第一保持电容器的第二端连接的第一输出端子和供所述第二保持电容器的第二端连接的第二输出端子；第一复位开关(86a)，该第一复位开关与所述第一保持电容器并联；以及第二复位开关(86b)，该第二复位开关与所述第二保持电容器并联，通过使所述第一复位开关和所述第二复位开关分别切换为接通状态来实施所述复位，之后，通过使所述第一复位开关和所述第二复位开关分别切换为断开状态来解除所述复位。3.如权利要求1所述的电力转换器的驱动电路，其特征在于，所述分压部具有：输入电容器(104)，该输入电容器将所述检测对象开关的高电位侧端子和所述第一输入端子连接；以及保持电容器(105)，该保持电容器的第一端连接到所述第一输入端子，所述差分电路部具有：差分放大电路(103)，该差分放大电路具有供所述保持电容器的第二端连接的输出端
子；以及复位开关(106)，该复位开关与所述保持电容器并联，通过将所述复位开关切换为接通状态来实施所述复位，之后，通过将所述复位开关切换为断开状态来解除所述复位。4.如权利要求1～3中任一项所述的电力转换器的驱动电路，其特征在于，当仅所述上臂开关和所述下臂开关中的一方的开关处于接通状态时实施所述复位，之后，在所述一方的开关切换为断开状态之前解除所述复位。5.如权利要求1～4中任一项所述的电力转换器的驱动电路，其特征在于，所述信号生成部基于所述上臂开关和所述下臂开关这二者为断开状态时的所述差分电路部的输出电压和阈值(Vα、
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Vα、VT1、VT2)的比较，生成与所述上臂开关和所述下臂开关中的任意一方是否切换为断开状态的判断结果相对应的二进制信号，基于所生成的二进制信号来生成所述上臂开关和所述下臂开关的栅极信号。6.如权利要求5所述的电力转换器的驱动电路，其特征在于，在判断为从实施所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木康明，根塚智裕，丹羽章雅，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：