电力转换电路制造技术

通过用ＰＷＭ控制器控制开关元件的切换，使得希望的电流流经线圈。对于电压传感器，Ｖｏ－ΔＶ的值－－其为开关元件的中点电压Ｖｏ与预定阈值电压ΔＶ之间的差－－以及Ｖｏ－（Ｖｃ－ΔＶ）的值－－其为中点电压Ｖｏ与通过从上电源线的电压Ｖｃ减去阈值电压ΔＶ所获得值的差－－被确定。于是，从电压传感器获得的确定结果通过触发器和死区时间补偿器被输入到ＰＷＭ控制器以便对于例如用于ＰＷＭ控制信号产生的指令对死区时间进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力转换电路，在该电路中，串联连接在上电源线与下电源线之间的两个开关元件受到开通和关断，并从中点取出输出。
技术介绍
传统而言，在用于电动机驱动的变换器与转换器中，采用了这样的配置两个开关元件串联连接，输入电压施加到其两个末端，从中点获取输出。例如，在三相变换器的情况下，如果包含六个开关元件的三组(三组开关元件组，其各自由两个开关元件构成)被设置到输入电压，六个开关元件受到开通和关断，从这些组开关元件组的各个中点输出三相电流。另夕卜，在这样的电路中，进行脉宽调制(PWM)控制以控制输出电流。在PWM控制中，将正常的三角形波形与指令电压进行比较，并确定开关元件的开通周期。于是，通过改变指令电压，可以将输出控制为预定的输出。 '然而，在使用开关元件的这种电力转换电路中，如果上下开关元件同时开通，电源将4皮短路，因此，必须注意避免这样的情况发生。出于这个原因，在切换中设置了上下开关元件均关断的死区时间(deadtime)。在设置了死区时间的构造中，当允许电流从串联连接在上电源线与下电源线之间的两开关元件的中点流动时，在死区时间周期中，^^电流通过与下电源线反并联连接的二极管，因此，在指令电压中产生死区时间周期内输出电压降低的误差。另外，在死区时间周期中，当电流流经中点时，使电流通过与上电源线反并联连接的二极管，因此，在指令电压中产生死区时间周期中输出电压增大的误差。由于流过中点的电流接近零，不存在输出电压相对于指令电压的误差。在现有技术中提出了用此对死区时间进4行补偿的技术。在专利文献1 (日本特开No.10-285937)中，在死区时间末尾，对输出端子上的电压进行测量，通过所测电压是否超过阈值判断连接到该端子的负载电流的方向，并在考虑判断结果的情况下确定对死区时间的补偿。另外，在专利文献2 (日本特开No.2004-248480 )中，流经负载的电流由电流传感器进行检测，判断电流的方向，且在考虑判断结果的情况下对死区时间进行补偿。在专利文献l所介绍的技术中，当上下电源线之间的电压改变时，输出端上的电压波形的电压值也改变。因此，存在着这样的情况不能通过方向。另外，在专利文献2所介绍的技术中，当电流传感器中存在偏移误差或电流紋波大时，不能正确确定电流方向。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种电力转换电路，在该电路中，设置了串联连接在高电压的上电源线与低电压的下电源线之间的两个开关元件；，没置了与各开关元件反并联连接的续流(freewheel) 二极管；开关元件被开通以及关断；设置死区时间以使串联连接的开关元件不一起开通，且从两个开关元件的中点获得输出。电力转换电路包含电压传感器，其中输入中点电压Vo、上下电源线间的电压Vc以及预定的阈值电压AV;且Vo的状态通过Vo-AV和Vo- (Vc-AV)的值来检测。基于电压传感器检测得到的结果对用于控制开关元件的切换的指令的死区时间进行补偿。另外，优选为，电压传感器包含第一比较器，Vo与AV被输入到第一比较器，且这些电压受到比较；减法器，其使用运算放大器，Vc与AV被输入到该运算放大器，且这些电压之间的差被输出；第二比较器，减法器的输出和Vo被输入到第二比较器，且这些电压受到比较。另外，优选为，电压传感器包含第一触发器(flip-fl叩)，其获得第一比较器的比较结果；第二触发器，其获得第二比较器的比较结果，将第一触发器与第二触发器的输出作为检测结果输出。另外，优选为，在上电源线侧的开关元件被开通的时刻，第一触发器获得第一比较器进行的比较的结果；在下电源线侧的开关元件被开通的时刻，第二触发器获得第二比较器进行的比较的结果。另外，优选为，电压传感器还包含第三触发器，其在下电源线侧的开关元件被开通的时刻获得由第 一比较器进行的比较的结果，将第 一到第三触发器的输出作为检测结果输出。另夕卜，优选为，电压Vo和Vc为以同样的分压比通过电阻分压受到降压的电压。根据本专利技术，由于电压Vo引起的电流状态可通过使用一个阈值电压AV可靠地检测。因此，可以准确地对死区时间进4亍补偿。附图说明图1示出了包含作为电力转换器的变换器与DC/DC转换器的电机驱动系统的构造；图2示出了用于对死区时间进行补偿的构造；图3示出了电压传感器42的构造；图4示出了比较示例中的电压比较；图5用于阐释比较示例中的电流检测的运行；图6示出了高的正电流下的波形；图7示出了^f氐的正电流下的波形1;图8示出了低的正电流下的波形2;图9示出了当电流接近于零时的波形；图IO示出了低的负电流下的波形1;图ll示出了低的负电流下的波形2;图12示出了高的负电流下的波形；图13示出了如果电流状态改变时的电流波形；图14示出了电流状态的判断结果；图15示出了用于对死区时间进行补偿的另一构造；图16示出了如果电流状态变化的电流波形；图17示出了电流状态的判断结果；图18示出了高的正电流的波形；图19示出了低的正电流下的波形1;图20示出了低的正电流下的波形2;图21示出了电流接近于零时的波形；图22示出了低的负电流下的波形1;图23示出了低的负电流下的波形2;图24示出了高的负电流下的波形；图25为本专利技术一实施例的图，其用于示范即使在电压Vc变化时作出正确的判断。具体实施例方式下面基于附图介绍本专利技术的实施例。图1示出了包含才艮据本专利技术一实施例的电力转换电路的电机驱动系统的构造。电池10为镍氢或锂离子电池等二次电池，其具有例如大约200V的电压。电池10并联连接到电容器12，电容器12防止电池10的电压波动。电池的正极侧连接到线圏14的一端。线圏14的另一端连接到两个开关元件18与20的节点。上下开关元件18与20各自由绝缘栅型双极型晶体管(IGBT )等晶体管构成，在此实例中，晶体管并联连接到允许电流以相反方向流动的二极管。上开关元件18的集电极连接到上电源线24,发射极连接到下开关元件20的集电极。另外，下开关元件20的发射极连接到下电源线26，下电源线为电池10的阴极侧。另外，线圏14和上下开关元件18与20构成对电池10的输出电压进行升压的DC/DC转换器22。电容器28被布置在上电源线24和下电源线26之间，电容器28抑制上电源线24的电压波动。另外，各自由两个串联连接的开关元件30和32构成的三组开关元件组净皮并联布置在上电源线24和下电源线26之间，变换器34由这些开关元件构成。于是，第一组开关元件30与32的一组用于U相，第二组开关元件30与32的一组用于V相，第三组开关元件30与32的一组用于W相，相应组开关元件30与32的中点连接到电机36的U、 V、 W相的线圏。另外，在此实例中，具有类似构造的变换器38也净皮连接在上电源线24和下电源线26之间，电机40被连接到变换器38。在这样的电路中，通过交替开通DC/DC转换器22的上下开关元件18和20,将被引导通过线闺14的电流受到控制，通过线圈14的反电动势，在上电源线24上获得不低于电池10的电压的升压电压。通过调节上下开关元件18和20的开通周期的比率，升压程度受到控制。另外，将上电源线24与下电源线26之间的电压用作输入电压，变换器34以预定的顺序顺次开通开关元件30和32,并将三相交流电流供给电机36。另外，变换器38也类似地将三相交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换电路，其中，提供了串联连接在高电压的上电源线与低电压的下电源线之间的两个开关元件；提供了与所述各开关元件反并联连接的续流二极管；所述开关元件被开通与关断；设置死区时间，使得串联连接的所述开关元件不同时被开通，且从所述两个开关元件的中点取得输出，所述电力转换电路包含：　电压传感器，所述中点ｔ的电压Ｖｏ、所述上下电源线间的电压Ｖｃ以及预定的阈值电压ΔＶ被输入到所述电压传感器；且Ｖｏ的状态通过Ｖｏ－ΔＶ和Ｖｏ－（Ｖｃ－ΔＶ）的值来判断，且　基于所述电压传感器 的判断结果对用于控制所述开关元件的开关的指令的死区时间进行补偿。

【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：大谷裕树，冈村贤树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]