电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式涉及一种电力转换装置包括：多个半导体元件，相互并联连接；多个栅极驱动器，与多个半导体元件分别对应，向对应的半导体元件分别供给驱动电压；以及控制部，基于载波，向多个栅极驱动器分别供给与驱动电压对应的栅极指令，多个半导体元件在动作期间中在相互不同的定时被设定为导通状态。在相互不同的定时被设定为导通状态。在相互不同的定时被设定为导通状态。

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置


[0001]本专利技术的实施方式涉及一种电力转换装置。

技术介绍

[0002]电力转换装置被提供给各种装置以及系统以实现各种用途。电力转换装置的转换容量根据市场的要求而处于增加趋势。为了使转换容量增加，希望使电力转换所需要的半导体元件的电流容量增大。有时仅将电力转换装置内的半导体元件置换为额定电流较高的半导体元件就能够对应。但是，在仅置换半导体元件会不充分的情况下，要求通过多个半导体元件的并联连接或者多个电力转换单元的并联连接等使电力转换装置的综合的额定电流增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个方式的电力转换装置具备：多个半导体元件，相互并联连接；多个栅极驱动器，与多个半导体元件分别对应，分别向对应的半导体元件供给驱动电压；以及控制部，基于载波，向上述多个栅极驱动器分别供给与上述驱动电压对应的栅极指令，上述多个半导体元件在上述多个半导体元件的动作期间，在相互不同的定时被设定为导通状态。
[0004]本专利技术的另一方式的电力转换装置具备相互并联连接的多个电力转换单元，其中，上述多个电力转换单元分别包括：半导体元件；栅极驱动器，对上述半导体元件供给驱动电压；以及控制部，基于载波，向上述栅极驱动器供给与上述驱动电压对应的栅极指令，上述半导体元件在上述半导体元件的动作期间，在相互不同的定时被设定为导通状态。
附图说明
[0005]图1是表示第一实施方式的电力转换装置的构成例的电路图。
[0006]图2是表示第一实施方式的电力转换装置的动作例的波形图。
[0007]图3是表示第二实施方式的电力转换装置的构成例的电路图。
[0008]图4是表示第二实施方式的电力转换装置的动作例的波形图。
[0009]图5是表示实施方式的电力转换装置的变形例的电路图。
[0010]图6是表示实施方式的电力转换装置的变形例的波形图。
具体实施方式
[0011]参照图1至图6对实施方式的电力转换装置进行说明。
[0012]以下，参照附图对本实施方式进行详细说明。在以下的说明中，对于具有相同的功能以及构成的要素标注相同的符号。
[0013]另外，在以下的各实施方式中，关于被赋予有末尾伴有区别用数字/英文字母的参照符号的构成要素(例如，电路、布线、各种电压以及信号等)，在可以不相互区别的情况下，使用省略了末尾的数字/英文字母的记载(参照符号)。
[0014]＜实施方式＞
[0015]参照图1至图6对实施方式的电力转换装置进行说明。
[0016](1)第一实施方式
[0017]关于第一实施方式的电力转换装置，参照图1以及图2对构成以及动作进行说明。
[0018](a)构成例
[0019]图1是表示本实施方式的电力转换装置100的构成例的电路图。
[0020]如图1所示那样，本实施方式的电力转换装置100包括多个半导体元件1(1a、1b、1c)、多个栅极驱动器2(2a、2b、2c)、制动电阻部3、控制部4、电压检测部5、电流检测部6、以及直流电源9。
[0021]多个半导体元件1以及制动电阻部3连接在直流电源9的高电位侧的布线(也被称为直流链)与直流电源的低电位侧的布线之间。高电位侧的布线经由连接节点(也被称为连接点、连接端子或者简称为节点)ND1与直流电源9的正极端子90电连接。低电位侧的布线经由连接节点ND3与直流电源9的负极端子(接地)91电连接。
[0022]三个半导体元件1(1a、1b、1c)设置在电力转换装置100内。各半导体元件1包括IGBT(Insulated gate bipolar transistor)那样的开关元件10以及二极管那样的整流元件11等。半导体元件1也可以包括MOS(Metal
‑
oxide
‑
semiconductor)晶体管那样的场效应晶体管(未图示)。
[0023]各半导体元件1的两个端子中的一个端子与连接节点ND2连接。各半导体元件1的两个端子中的另一个端子与连接节点ND3连接。连接节点ND3与接地91连接。
[0024]三个半导体元件1a、1b、1c在连接节点ND2与连接节点ND3之间相互并联连接。由此，在电力转换装置100内形成3并联的通电路径。并联连接的多个半导体元件1在两个连接节点ND2、ND3之间共享端子间电位。
[0025]各半导体元件1在导通状态时流动与半导体元件1的特性相应的某个大小的电流。
[0026]多个栅极驱动器2(2a、2b、2c)与多个半导体元件1一对一地连接。即，一个栅极驱动器2与多个半导体元件1中的对应的一个连接。在本实施方式中，在电力转换装置100内设置有三个栅极驱动器2。各栅极驱动器2根据后述的栅极指令GC，向对应的半导体元件1供给栅极驱动电压(栅极信号)。
[0027]制动电阻部3在连接节点ND1与连接节点ND3之间，经由连接节点ND2与多个半导体元件1串联连接。制动电阻部3的两个端子中的一个端子经由连接节点ND1与直流电源9的正极端子90连接。制动电阻部3的两个端子中的另一个端子经由连接节点ND2与多个半导体元件1的一个端子分别连接。制动电阻部3包括多个电阻元件(未图示)。制动电阻部3除了电阻元件以外，也可以还包括电容元件(未图示)以及感应元件(未图示)等。由制动电阻部3以及多个半导体元件1构成的构成部也被称为电力转换电路。
[0028]制动电阻部3作为电力转换装置100的负载起作用。制动电阻部3输出电流I1。电流I1的大小(通流量)能够根据半导体元件1的导通状态来控制。通过在制动电阻部3中流动的电流I1而制动电阻部3产生焦耳热。例如，通过制动电阻部3的发热，电力转换装置100能够消耗被供给的电力。如此，电力转换装置100能够进行热电转换。另外，电流I1的大小能够根据电力转换装置100的额定值(例如，额定电流)等来限制。
[0029]控制部4经由栅极驱动器2对多个半导体元件1的动作进行控制。
[0030]例如，控制部4为了对多个半导体元件1的通电期间(也被称为导通期间)进行控制而生成PWM(Pulse Width Modulation)载波。PWM载波例如是包含周期性地输出的多个三角波(三角脉冲)的信号。半导体元件1的通电期间相当于半导体元件1接通的期间。
[0031]控制部4为了对各半导体元件1的导通状态(接通状态)以及非导通状态(截至状态)进行控制，而生成栅极指令GC(GCa、GCb、GCc)。控制部4将所生成的栅极指令GC向各栅极驱动器2输出。例如，在将对应的半导体元件1设定为导通状态(接通状态、通电状态)的情况下，控制部4将栅极指令GC的信号电平设定为第一电平(例如，“H”电平)。在将对应的半导体元件1设定为非导通状态(截至状态、非通电状态)的情况下，控制部4将栅极指令GC的信号电平设定为与第一电平不同的第二电平(例如，“L”电平)。
[0032]控制部4根据被供给的指令电力CP，基于PWM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力转换装置，其中，具备：多个半导体元件，相互并联连接；多个栅极驱动器，与多个半导体元件分别对应，分别向对应的半导体元件供给驱动电压；以及控制部，基于载波，向上述多个栅极驱动器分别供给与上述驱动电压对应的栅极指令，上述多个半导体元件在上述多个半导体元件的动作期间，在相互不同的定时被设定为导通状态。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，在上述多个半导体元件的个数由N表示，N为2以上的自然数，上述动作期间由T表示的情况下，上述动作期间被分割为N个部分，上述动作期间被分割的上述N个部分各自的长度由T/N表示。3.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，还具备与上述多个半导体元件串联连接的制动电阻部。4.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，上述多个半导体元件包括第一半导体元件、第二半导体元件以及第三半导体元件，上述载波在上述动作期间中包括第一周期、第二周期以及第三周期，在上述第一周期中，上述第一半导体元件被设定为导通状态，上述第二以及第三半导体元件被设定为非导通状态，在上述第二周期中，上述第二半导体元件被设定为导通状态，上述第一以及第三半导体元件被设定为非导通状态，在上述第三周期中，上述第三半导体元件被设定为导通状态，上述第一以及第二半导体元件被设定为非导通状态。5.一种电力转换装置，具备相互并联连接的多个电力转换单元，其中，上述多个电力转换单元分别包括：半导体元件；栅极驱动器，对上述半导体元件供给驱动电压；以及控制部，基于载波，向上述栅极驱动器供给与上述驱动电压对应的栅极指令，上述半导体元件在上述半导体元件的动作期间，在相互不同的定时被设定为导通状态。6.如权利要求5所述的电力转换装置，其中，在上述多个电力转换单...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木隆志，武田亮，
申请(专利权)人：东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：