电力变换装置制造方法及图纸

提供一种电力变换装置，不用将检测旋转位置的传感器安装于旋转电动机的轴而实现同步直流，并且使感应相电压的周期和各相的检测顺序是否正确的检查所涉及的负荷降低。同步检测PLL部(13)生成根据二极管导通合并信号S12而被同步控制的导通侧同步信号(S13)，并且生成根据二极管关断合并信号(S12’)而被同步控制的关断侧同步信号(S13’)，定子门极指令生成PWM部(15)根据导通侧同步信号(S13)以及关断侧同步信号(S13’)生成进行开关元件的开关控制的门极指令信号(S16)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力变换装置，特别是涉及在汽车等车辆中搭载的车辆用旋转电动机中的车辆用电力变换装置。
技术介绍
在车辆用旋转电动机中，已知一般使用二极管作为整流元件的全波整流方式，但是以更高效化为目的，正在利用使用开关元件作为整流元件来降低整流元件所致的损失的整流方式。已经提出了如下的车辆用电力变换装置使用开关元件作为整流元件，根据由旋转位置检测单元所检测的车辆用旋转电动机的转子的旋转位置，控制开关元件的导通、关断(例如参照专利文献1)。另外，还提出了如下方法将表示旋转电动机的旋转位置和角度的位置信号、与各相的上下臂的二极管的导通、关断信号进行比较，由此从下一该相的周期的二极管的导通检测时刻起开始该相的开关元件的导通，预测二极管的关断定时(off timing)，在该关断定时之前关断该相开关元件(例如参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2002-218797号公报专利文献2 日本特开2008-2^450号公报
技术实现思路
然而，在为了进行开关元件的导通/关断操作的相位控制而使用旋转位置检测单元对车辆用旋转电动机的转子的旋转位置进行检测的方法中，存在如下问题在针对负荷变动必须实时地改变对开关元件进行导通/关断的定时的情况下，无法适用。为了检测车辆用旋转电动机的转子的旋转位置，需要将以分解器(resolver)为代表那样的旋转位置传感器、角度传感器安装于旋转电动机的轴，或准备将传感器输出变换为旋转位置、角度数据的RD转换器等。另外，由于分解器等旋转位置传感器的安装精度、RD转换器的响应特性迟滞所致的高速旋转下的同步整流的效率上升、RD转换器的噪声区域中的响应特性，外部噪声加载到位置信号中从而在开关元件导通时引起振动(chattering)，或在原本必须关断的区间使开关元件导通，使旋转电动机的负荷转矩发生变动。另外，当在原本必须关断的区间中开关元件导通时，有时根据该定时和导通的时间，相对于原本发电时的方向，电流进行倒流，或导致短路现象，存在电源的输出电压中产生大的变动、下降这样的问题。另外，如下方法虽然在只取出1个相时是简单的处理，但是实际上要求必须检查二极管的导通、关断检测在3相的上下臂共6相中是否正确地按照顺序进行，其中，所述方法为对表示旋转电动机的旋转位置和角度的位置信号、与各相的上下臂的二极管的导通、 关断信号进行比较，由此从下一该相的周期的二极管的导通检测时刻起开始该相的开关元件的导通，预测二极管的关断定时，在该关断定时之前关断该相开关元件。在该检查中，必须在每个周期进行如下处理，存在与处理有关的负荷大这样的问题，其中，所述处理为该共6相的二极管的导通、关断周期是否成为大致相同的周期，是否以使UVW的各相正确地按照其顺序且相位差大致成为120°的电角度(electrical angle) 的方式进行二极管的导通检测，同一相的上下臂的二极管的导通检测是否偏移180°的电角度，开关元件的导通的时间宽度在6相中是否大致相等，等等。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，目的在于提供一种电力变换装置，不用将检测旋转位置的传感器安装于旋转电动机的轴就能够实现同步整流，并且能够使感应相电压的周期和各相的检测顺序是否正确的检查所涉及的负荷降低。为了解决上述问题并达成目的，本专利技术的电力变换装置的特征在于，具备针对每个上下臂设置的N(N为2以上的整数)相的2N个开关元件；2N个续流二极管，分别与所述 2N个开关元件并联连接；二极管通电状态检测部，检测所述2N个续流二极管的导通定时和关断定时；导通侧PLL电路，生成根据由所述二极管通电状态检测部所检测的2N个续流二极管的导通定时而被同步控制的导通侧同步信号；关断侧PLL电路，生成根据由所述二极管通电状态检测部所检测的2N个续流二极管的关断定时而被同步控制的关断侧同步信号；以及门极指令生成PWM部，根据所述导通侧同步信号以及所述关断侧同步信号，生成进行所述开关元件的开关控制的门极指令信号。根据本专利技术，能够起到如下效果不用将检测旋转位置的传感器安装于旋转电动机的轴就能够实现同步整流，并且能够使感应相电压的周期和各相的检测顺序是否正确的检查所涉及的负荷降低。附图说明图1是表示与本专利技术有关的电力变换装置的实施方式1的概要结构的框图。图2是表示图1的电力变换部的概要结构的一个例子的框图。图3是表示图1的电力变换装置中使用的相位同步电路的一个例子的框图。图4是表示图1的电力变换装置的各部分的信号波形的时序图。图5是表示图1的周期检查部的各相的周期和检测顺序在全相中是否正确的监视方法的时序图。图6是表示用于判断当前相为哪个相的相检测寄存器的概要结构的框图。图7是分情况地示出图1的电力变换装置的当前和过去的相检测更新方法的一览的图。图8是表示与本专利技术有关的电力变换装置的实施方式3的概要结构的框图。图9是表示图8的电力变换装置的各部分的信号波形的时序图。图10是表示应用与本专利技术有关的电力变换装置的车辆系统的实施方式8的概要结构的框图。附图标记说明11 电力变换部；12 二极管通电状态检测部；相上臂二极管导通信号检测部；12b :U相下臂二极管导通信号检测部；12c :V相上臂二极管导通信号检测部；12d =V 相下臂二极管导通信号检测部；1 :W相上臂二极管导通信号检测部；12f :W相下臂二极管导通信号检测部；12g 二极管导通信号合并部；1 ’ U相上臂二极管关断信号检测部； 12b’ :U相下臂二极管关断信号检测部；12c’ :V相上臂二极管关断信号检测部；12d’:V相下臂二极管关断信号检测部；12e’ W相上臂二极管关断信号检测部；12f’ W相下臂二极管关断信号检测部；12g’ 二极管关断信号合并部；13 同步检测PLL部；121 导通侧PLL电路； 122 关断侧PLL电路；14 周期检查部；15、15’:定子门极指令生成PWM部；15a :U相上臂导通侧三角波生成部；15a’ U相上臂关断侧三角波生成部；1 ”:U相上臂门极指令信号生成部；1 :U相下臂导通侧三角波生成部；15b’ :U相下臂关断侧三角波生成部；1 ”:U相下臂门极指令信号生成部；15c :V相上臂导通侧三角波生成部；15c’ V相上臂关断侧三角波生成部；15c” :V相上臂门极指令信号生成部；15d :V相下臂导通侧三角波生成部；15d’ V相下臂关断侧三角波生成部；15d”:V相下臂门极指令信号生成部；1 :W相上臂导通侧三角波生成部；1 ’:W相上臂关断侧三角波生成部；巧e”:W相上臂门极指令信号生成部；15f =W 相下臂导通侧三角波生成部；15f’ W相下臂关断侧三角波生成部；15f”:W相下臂门极指令信号生成部；16 定子门极导通状态检测部；17 定子门极指令监视部；30 电阻；31 :U相上臂开关元件；32 :U相上臂续流(free wheel) 二极管；33 :U相下臂开关元件；34 :U相下臂续流二极管；35 :V相上臂开关元件；36 :V相上臂续流二极管；37 :V相下臂开关元件；38 =V 相下臂续流二极管；39 :W相上臂开关元件；310 :W相上臂续流二极管；311 :W相下臂开关元件；312 :W相下臂续流二极管；313 电枢绕组；314 励磁绕组；315 定子门极本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电力变换装置，其特征在于，具备：针对每个上下臂设置的Ｎ相的２Ｎ个开关元件，其中，Ｎ为２以上的整数；２Ｎ个续流二极管，分别与所述２Ｎ个开关元件并联连接；二极管通电状态检测部，检测所述２Ｎ个续流二极管的导通定时和关断定时；导通侧ＰＬＬ电路，生成根据由所述二极管通电状态检测部所检测的２Ｎ个续流二极管的导通定时而被同步控制的导通侧同步信号；关断侧ＰＬＬ电路，生成根据由所述二极管通电状态检测部所检测的２Ｎ个续流二极管的关断定时而被同步控制的关断侧同步信号；以及门极指令生成ＰＷＭ部，根据所述导通侧同步信号以及所述关断侧同步信号，生成进行所述开关元件的开关控制的门极指令信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：后闲博，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP