电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够正确地进行基于传感电流观测的功率器件的主电流推定的电力转换装置。电力转换装置具备：逆变器电路(22)，其包含具有主元件以及传感元件的器件；临时主电流推定器(43)，其根据流过传感元件的传感电流，将流过主元件的电流推定为临时主电流；温度差推定器(44)，其基于针对主元件的栅极驱动信号以及临时主电流，推定主元件与传感元件的温度差；主电流修正器(45)，其使用所推定的温度差以及主元件的导通电阻温度特性来修正临时主电流，并且作为修正完毕主电流输出；以及逆变器控制电路(24)，其基于修正完毕主电流，输出栅极驱动信号。栅极驱动信号。栅极驱动信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置


[0001]本专利技术涉及一种具备功率器件的电力转换装置，特别涉及需要高精度的电流测定的电力转换装置。

技术介绍

[0002]作为次时代汽车，组合内燃机和电动机而使驱动轮旋转的混合动力汽车、仅通过电动机使驱动轮旋转的电动汽车受到关注。而且，在它们所使用的汽车用马达中，采用小型且能够产生高转矩的、在转子中埋入了永久磁铁的同步马达，为了最大限度地发挥该同步马达的转矩，一般使用矢量控制。
[0003]这样的矢量控制根据由加速器或制动指令产生的转矩指令和速度来运算电流指令，基于该电流指令产生PWM信号来驱动逆变器的功率器件。而且，在矢量控制中，需要用于测定逆变器的输出电流的电流传感器。因此，与构成功率器件的IGBT或MOSFET那样的主控制元件分开地设置电流检测专用的传感元件，检测流过该传感元件的电流(传感电流)，推定流过主控制元件的主电流。例如在专利文献1中公开了这样的电力转换电路。
[0004]由上述传感元件以及主控制元件构成的功率器件具备温度依赖性，因此存在传感电流特性随温度而变动，不能测定正确的电流的问题。因此，在专利文献1中，在构成功率器件的半导体基板上形成温度检测二极管，通过该温度检测二极管来修正电流特性。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本专利特开2006
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271098号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0006]但是，在使用该温度检测二极管等感温元件进行功率器件的温度测定的情况下，只能测定功率器件中具有感温元件的部位的温度。功率器件有时是超过1mm见方的大面积的半导体芯片，其自身在动作时成为发热体，所以芯片内的温度不均匀，在芯片中心部和芯片端部产生温度差。通常，更容易聚集热的芯片中心部的温度比芯片端部的温度高。其中，适合配置感温元件的位置是芯片端部。其理由是，以提高低导通电阻以及冷却效率为目的，功率器件的芯片的两面成为漏极或源极端子，由于用电极兼散热器的金属夹着它，因此在芯片中央部不能配置能够连接接合线的感温元件用的焊盘。另外，在感温元件自身配置在离开焊盘的中心部，并且通过布线连接感温元件和芯片端部的焊盘的情况下，布线部分成为不成为功率器件的非有源区域，面积效率差，成本增加。对于传感元件也同样适用，可以说是与感温元件一起配置在芯片端部是实现作为功率器件的低导通电阻、低热电阻、低成本所必需的。
[0007]即，在使用了以上述专利文献1为例的感温元件的芯片温度测定中，所测定的温度仅是芯片端部的温度，即传感元件的温度，不能测定主控制元件(以下称为主元件)的温度，
而且相对于传感元件的温度具有温度差。在此，由于IGBT或MOSFET等功率器件是半导体，因此导通电阻具有温度依赖性。由于主元件和传感元件并联连接，所以当主元件和传感元件间的温度差发生变动时，主电流(以下称为主电流)与传感电流之比(传感比)发生变动。即，如专利文献1那样，在不考虑主元件和传感元件的温度差的情况下，在主电流的推定中产生误差，精度劣化而成为问题。
[0008]本专利技术的目的在于提供一种电力转换装置，其在具有传感元件的功率器件中，通过进行考虑了温度差的主电流的推定，能够正确地进行基于传感电流观测的主电流推定。解决问题的技术手段
[0009]为了达到上述目的，在本专利技术中，提供一种电力转换装置，其具备：逆变器电路，其包含具有主元件以及传感元件的器件；临时主电流推定器，其根据流过传感元件的传感电流，将流过主元件的电流推定为临时主电流；温度差推定器，其基于针对主元件的栅极驱动信号以及临时主电流，推定主元件与传感元件的温度差；主电流修正器，其使用所推定的温度差以及主元件的导通电阻温度特性来修正临时主电流，并且作为修正完毕主电流输出；以及逆变器控制电路，其基于修正完毕主电流，输出栅极驱动信号。专利技术的效果
[0010]根据本专利技术，在搭载了传感元件的器件中，能够使用在芯片端部检测到的芯片温度和传感电流，正确地推定流过器件的主电流。
附图说明
[0011]图1是表示混合动力汽车的系统构成的一例的图。图2是表示图1的系统中的电力转换装置的一电路构成例的图。图3是表示各实施例的电力转换装置中使用的功率器件的一构成的图。图4是表示主元件温度、传感元件温度和传感比的时间变化例的特性图。图5是表示功率器件的通常的导通电阻温度特性的特性图。图6是表示实施例1的电力转换装置的一构成例的图。图7是表示功率器件的热阻的模型例的热等效电路图。图8是表示实施例1的电力转换装置的温度差运算器的一构成例的图。图9是表示实施例2的电力转换装置的一构成例的图。图10是表示实施例2的电力转换装置的温度差运算器的一构成例的图。图11是表示实施例3的电力转换装置的一构成例的图。
具体实施方式
[0012]以下，使用附图详细说明本专利技术的实施方式，但本专利技术不限于以下的实施方式，在本专利技术的技术概念中，各种变形例和应用例也包含在其范围内。
[0013]首先，参照附图对适用了本专利技术的各种实施例的电力转换装置进行说明。各实施例的电力转换装置代表性地能够适用于混合动力汽车、电动汽车，但是以下作为其一例，对适用于混合动力汽车的情况进行说明。但是，各实施例的电力转换装置不限于混合动力汽车、电动汽车，当然也可以用于除此之外的产业设备所使用的电动机的电力转换装置。
[0014]图1表示混合动力方式的汽车的系统构成例，内燃机10以及电动发电机11是产生
汽车的行驶用转矩的动力源。另外，电动发电机11不仅作为电动机产生旋转转矩，而且还具有将施加在电动发电机11上的机械能、即旋转力转换成电力的发电功能。这样，电动发电机11根据汽车的运转方法，无论是作为电动机还是作为发电机都进行动作。
[0015]内燃机10的输出经由动力分配机构12传递到电动发电机11，来自动力分配机构12的旋转转矩或者电动发电机11产生的旋转转矩经由变速器13和差动齿轮14传递到车轮15。
[0016]另一方面，在再生制动的运转时，从车轮15向电动发电机11传递旋转转矩，电动发电机11基于所传递的旋转转矩产生交流电力。所产生的交流电力由电力转换装置20转换成直流电力，对高电压用的电池21进行充电，充电后的电力再次用作行驶能量。
[0017]电力转换装置20具备逆变器电路22、平滑电容器23。逆变器电路22经由平滑电容器23与电池21电连接，在电池21和逆变器电路22之间相互进行电力的授受。平滑电容器23使提供给逆变器电路22的直流电力平滑化。
[0018]电力转换装置20的逆变器电路22的控制电路24经由通信用的连接器25从上位的控制装置接收指令，或者向上位控制装置发送表示动作状态的数据。控制电路24基于所输入的指令，运算电动发电机11的控制量，基于该运算结果产生控制信号，向栅极驱动电路26提供控制信号。基于该控制信号，栅极驱动电路26产生用于控制逆变器电路22的驱动信号。
[0019]在使电动发电机11作为电动机动作的情况下，逆变器电路22基于从电池21提供的直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：逆变器电路，其包含具有主元件以及传感元件的器件；临时主电流推定器，其根据流过所述传感元件的传感电流，将流过所述主元件的主电流推定为临时主电流；温度差推定器，其基于针对所述主元件的栅极驱动信号以及所述临时主电流，输出所述主元件与所述传感元件的推定温度差；主电流修正器，其使用所述推定温度差以及所述主元件的导通电阻温度特性来修正所述临时主电流，并且作为修正完毕主电流输出；以及逆变器控制电路，其基于所述修正完毕主电流输出所述栅极驱动信号。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，所述临时主电流推定器基于预先获取到的所述主电流与所述传感电流之比即传感比和所述传感电流来推定所述临时主电流。3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，所述器件包含感温元件，所述临时主电流推定器基于从所述感温元件的输出检测到的传感元件温度来进行所述临时主电流的温度修正。4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，所述温度差推定器具有：芯片损耗运算器，其基于所述临时主电流运算推定损耗；以及温度差运算器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野智比古，和田真一郎，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：