逆变器装置制造方法及图纸

一种逆变器装置，该装置包括：通过连接到直流电源（电池）的上臂开关元件和下臂开关元件进行ＰＷＭ调制，从而将交流电流输出到负载的逆变电路；以及用于检测负载的电流的电流检测器，并基于开关元件的其中一个导通的时间和由电流检测器所检测的电流值的积，计算在直流电源和逆变电路之间流过的直流电流的平均值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算的逆变器装置。
技术介绍
以往，作为对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算的方法，已知 有在从直流电源到逆变器装置的电源线上设置电流传感器，从而检测该直流 电流，并通过电阻和电容进行积分的方法。例如，公开在日本专利申请特开平7-67248号公报(第5页，第1图、第2图)中。图23表示该以往的逆变器装置和其周围的电路。逆变器装置121的控制 电路108基于转速指令信号(未图示)等，对构成逆变电路37的开关元件2 进行控制，通过将来自电池1的直流电压用PWM调制进行转换(switching), 从而将交流电流输出到作为电动机30的构成要素的定子线圈28。然后，从 转子29被输出动力。对于开关元件2，将上臂开关元件定义为U、 V、 W， 将下臂开关元件定义为X、 Y、 Z。作为开关元件2，使用晶体管、IGBT等。 构成逆变电^各37的二极管3成为流过定子线圈28的电流的回流路线。在电池1和逆变电路37之间包括电流传感器6。由该电流传感器6所检 测的直流电流的瞬时值经由运算放大器11,被原样传送到控制电路108。然 后，被用于开关元件2的保护等。另一方面，经由运算放大器11的直流电流 的瞬时值在由电阻12和电容13组成的积分电路中被变换为平均值，并被传 送到控制电路108。然后，求出与电池1的电压的积，从而计算出对逆变器 装置121的输入功率。对逆变器装置121的该输入功率成为电池1的消耗功 率。对逆变器装置121的输入功率的计算在对作为直流电源的电池1的功率另一方面，已知有为了以高精度控制电动机，以及，为了将正弦波状的 交流电流输出到电动才几而对电动才几电流即相电流进^^全测的方法。例如， 开在日本专利申请特开2000-333465号公报(第8页，第1图)中。以下，对该方式进行说明。图24表示该以往的逆变器装置和其周围的电路。在逆变电路37和电动 机31之间包括用于检测相电流的电流传感器8和电流传感器9。逆变器装置120的控制电路104从电流传感器8输入U相的相电流值， 从电流传感器9输入W相的相电流值。此外，通过在定子线圈28的中性点 应用基尔霍夫的电流定律，从而根据该两个电流值运算出剩余的V相的相电 流值。基于这些电流值，运算构成电动机31的磁铁转子32对定子线圈28的 感应电压，从而对磁铁转子32的位置进行检测。然后，基于转速指令信号(未 图示)等，对构成逆变电路37的开关元件2进行控制，通过将来自电池l的 直流电压用PWM调制进行转换，从而将正弦波状的交流电流输出到定子线 圈28。关于检测电动机的相电流的方法，也已知有其他方法。例如，公开在日 本专利申请特开2003-209976号公报(第21页，第14图)中。图25表示逆变器装置和其周围的电路。在下臂开关元件和电池1之间， 包括用于检测相电流的分流电阻。即，在U相下臂开关元件X和地线之间设 置有分流电阻15,在V相下臂开关元件Y和地线之间设置有分流电阻16， 在W相下臂开关元件Z和地线之间设置有分流电阻17。逆变器装置122的控制电路107根据这些来自各个分流电阻的电压来运 算各相的相电流。基于该被运算出的相电流值、转速指令信号(未图示)等， 控制电路107对构成逆变电路37的开关元件2进行控制，通过将来自电池1 的直流电压用PWM调制进行转换，从而将正弦波状的交流电流输出到定子 线圈28。另外，在图23中使用了运算放大器11,但并不是不可或缺的。在图24、 图25中省略了运算放大器。在上述直流电源(电池)和逆变电路之间具有电流传感器的逆变器装置 中，可以对来自直流电源的直流电流的平均值进行计算。为此，除了电流传 感器和运算放大器之外，还需要由电阻和电容组成的积分电路、用于对控制 电路内的微型机输入平均电流的A/D端口。并且，积分电路中的电阻的电阻 值、电容的电容值存在离散、温度变化，因此会使平均值的计算精度降低。 进而，还需要求出电阻和电容的积分值与实际的平均电流之间的关联，因此 提高精度成为课题。此外，元件增多，因此小型化、提高可靠性成为课题。 在逆变电路和负载(电动机)之间具有用于对负载电流(电动机的相电 流)进行检测的电流传感器的逆变器装置中，无法对来自直流电源的直流电 流进行测量。因此，不能求出平均电流，无法计算出直流电源的消耗功率。 虽然可以根据相电流运算对电动机的交流功率，但需要对电流与电压的相位 差、PWM电压等进行运算，构成控制电路的微型机的运算负担过大。此外， 运算交流功率来代替直流功率时，因不包含逆变器装置的消耗功率而不正确。在下臂开关元件和直流电源(电池)之间包括用于4企测相电流的分流电 阻的逆变器装置中，无法对来自直流电源的直流电流进行测量。因此，产生 与上述同样的课题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的以往的课题而制作完成，其目的在于提供一种 能够以高精度对直流电流的平均值进行计算的、小型且可靠性高的逆变器装置。为了解决上述课题，本专利技术的逆变器装置包括逆变电路，通过连接到 直流电源的上臂开关元件和下臂开关元件进行PWM调制，从而将交流电流 输出到负载；以及用于检测负载的电流的电流检测器，基于开关元件的其中 一个导通(ON)的时间和由电流检测器所检测的电流值的积，计算在直流电 源和逆变电^各之间流过的直流电流的平均值。根据上述结构，能够计算出直流电流的平均值，而不用设置积分电路(电 阻和电容)、A/D端口 (控制电路内微型机的平均电流输入用)等。因此，可 以实现能够以高精度计算出直流电流的平均值的、小型且可靠性高的逆变器 装置。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的逆变器装置的电路图。图2是相同正弦波驱动用逆变器装置的各相输出的占空比(duty)特性图。图3是相同载波周期内的转换的定时图。图4是表示图3的期间(a)的电流路径的电路图。图5是表示图3的期间(b)的电流路径的电路图。图6是表示图3的期间(c)的电流路径的电路图。图7是表示图3的期间(d)的电流路径的电路图。图8是本专利技术的实施方式1的逆变器装置的载波周期内的直流电流图。图9是本专利技术的实施方式2的逆变器装置的电路图。图10是本专利技术的实施方式3的逆变器装置的电路图。图ll是相同载波周期内的下臂的电流特性图。图12是本专利技术的实施方式4载波周期内的直流电流变化的特性图。图13是本专利技术的实施方式5的逆变器装置的电路图。图14是表示本专利技术的实施方式6的直流电流的平均值计算的流程的说明图。图15是表示相同直流电流的平均值计算的流程的流程图。图16是表示本专利技术的实施方式7的直流电流的平均值计算的流程的说明图。图17是表示相同直流电流的平均值计算的流程的流程图。图18是表示本专利技术的实施方式8的直流电流的平均值计算的流程的说明图。图19是表示本专利技术的实施方式9的电流检测的定时的说明图。 图20是本专利技术的实施方式IO的逆变器装置的电路图。 图21是本专利技术的实施方式12的相位和各相电流波形的特性图。 图22是安装了本专利技术的实施方式13的逆变器装置的车辆的模式图。 图23是在与以往的直流电源之间设置了电流检测器的逆变器装置的电 路图。图24是在与以往的电动机之间设置了电流检测器的逆变器装置的电路图。图25是在以往的下臂中设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器装置，包括：　　　　逆变电路，通过连接到直流电源的上臂开关元件和下臂开关元件进行ＰＷＭ调制，从而将交流电流输出到负载；以及　　　　电流检测器，用于检测所述负载的电流，　　　　在该逆变器装置中，基于所述上臂开关元件和所述下臂开关元件的其中一个导通的时间和由所述电流检测器所检测的电流值的积，计算在所述直流电源和所述逆变电路之间流过的直流电流的平均值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：仓桥康文，后藤尚美，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]