本发明专利技术的目的在于有效降低驱动三相无刷电动机时产生的噪音。公开了应用于三相无刷电动机的噪音降低装置，其中，当与U相有关的两个开关元件Q1、Q2以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，当与V相有关的两个开关元件Q3、Q4以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，当与W相有关的两个开关元件Q5、Q6以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及与三相无刷电动机有关的噪音降低装置，以及使用该装置的车辆用电动机驱动系统。
技术介绍
三相无刷电动机自身是公知的。例如，JP 2003-235240公开了它。在这种类型的三相无刷电动机中，电容器连接在直流电源的正电力线和负电力线之间，三组串联二功率 MOS晶体管分别连接在正电力线和负电力线之间。星形连接的电感性负载连接到相应组中的晶体管之间的中点。然而，在JP 2003-235240公开的三相无刷电动机的电路构造中，当与例如U相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在平面内的分立区域中产生。作为此结果，相反方向的磁场由相应的电流环路高速地(即以短的周期) 交替产生。因此，存在由于磁场的这种变化而产生噪音的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种应用于三相无刷电动机的噪音降低装置，借助该装置，当驱动三相无刷电动机时产生的噪音可被有效地降低。本专利技术的另一目的在于提供一种车辆用电动机驱动系统。为了实现上述目的，根据本专利技术第一实施形态，提供一种应用于三相无刷电动机的噪音降低装置，其中，当与U相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，当与V相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，且当与W相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反。根据本专利技术，获得了应用于三相无刷电动机的噪音降低装置，其能有效减小在驱动三相无刷电动机时产生的噪音。另外，根据本专利技术，获得了使用该噪音降低装置的车辆用电动机驱动系统。附图说明由下面参照附图给出的对优选实施例的详细介绍，将会更加明了本专利技术的这些以及其他目的、特征和优点，在附图中图1用于示出用于电气车辆的电动机驱动系统1的实例的概况；图2用于概念性地示出在图1所示的电动机驱动系统1中用于驱动车辆的电动机 40以及变换器30的电路布置，根据本专利技术的噪音降低装置的实施例应用于该电动机驱动系统；图3为电流和磁通波形定时图，并示出了图2所示的变换器30的运行；图4用于概念性地示出根据现有技术的电路布置；图5A-5C用于原理性地示出几种条件下的电流流动；图6用于概念性地示出根据当前实施例的较高谐波降低效果；以及图7用于概念性地示出图2所示的变换器的安装状态。附图标记说明1电动机驱动系统2电池20DC-DC转换器30变换器40电动机50半导体驱动器装置80散热器91第一层(接地层)的基板92第二层的基板93第三层的基板94第四层(接地层)的基板102导体104导体Ql, Q2与U相有关的开关元件Q3, Q4与V相有关的开关元件Q5, Q6与W相有关的开关元件具体实施例方式下面将参照附图详细介绍用于实现本专利技术的最佳方式。图1示出了用于电气车辆的电动机驱动系统1的实例的概况。电动机驱动系统1 为用于使用来自电池10的电力驱动电动机40的系统，电动机40用于驱动车辆。注意，电气车辆的类型或是电气车辆的具体构造可以是任意的，只要电气车辆由使用电力的电动机 40驱动。典型地，电气车辆包括混合动力车(HV)，其使用内燃机和电动机40作为动力源； 真正的电气车辆，其仅将电动机40用作动力源。电动机驱动系统1包含电池10、DC-DC转换器20、变换器30、电动机40以及半导体驱动器装置50，如图1所示。电池10为任意的电容器单元，其积聚电力，以便输出直流电压。电池10可以被配置为镍氢电池、锂离子电池、例如电气双层电容器等的电容性元件，等等。DC-DC转换器20为双向DC-DC转换器(也称为可变斩波器(variable chopper) 型的升压DC-DC转换器)，并能够将输入电压14V升压转换为42V，以及将输入电压42V降压转换为14V。平滑电容器Cl连接在DC-DC转换器20的电抗器Ll的输入侧和负电极线之间。变换器30包含并联布置在正电极线和负电极线之间的U-V-W相的臂。U相臂包含串联连接的开关元件(在此实例中为IGBT)Q1与Q2，VU相臂包含串联连接的开关元件(在此实例中为IGBT)Q3与Q4，W相臂包含串联连接的开关元件(在此实例中为IGBT)Q5与Q6。 另外，二极管D1-D6分别设置在开关元件Q1-Q6的集电极与发射极之间。开关元件Q1-Q6 在此实例中为IGBT(绝缘栅型双极型晶体管)，然而，开关元件Q1-Q6可以为其他的晶体管， 例如MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)等。电动机40为三相永磁电动机，U、V、W相各线圈的一端共同连接在其间的中点上。 U相线圈的另一端连接到开关元件Ql与Q2之间的中点Ml，V相线圈的另一端连接到开关元件Q3与Q4之间的中点M2，W相线圈的另一端连接到开关元件Q5与Q6之间的中点M3。 平滑电容器C2连接在开关元件Ql的集电极和负电极线之间。半导体驱动器装置50控制变换器30。半导体驱动器装置50包含例如CPU、ROM、 主存储器等，半导体驱动器装置50的功能在ROM中存储的控制程度从主存储器被读出并接着由CPU执行时实现。变换器30的控制方法可以是任意的，然而，通常，与U相有关的两个开关元件Ql与Q2以彼此相反的相位开通/关断，与V相有关的两个开关元件Q3与Q4以彼此相反的相位开通/关断，与W相有关的两个开关元件Q5与Q6以彼此相反的相位开通 /关断。图2用于概念性地示出图1所示电动机驱动系统1中的变换器30和电动机40的电路布置，根据本专利技术的噪音降低装置的实施例应用于该电动机驱动系统。在当前实施例中，变换器30以这样的方式被配置当与U相有关的两个开关元件 Ql与Q2以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向Z上彼此相反，当与V相有关的两个开关元件Q3与Q4以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向Z上彼此相反，当与W相有关的两个开关元件Q5与Q6 以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向Z上彼此相反。换句话说，变换器30被布置为，通过沿着图1所示的线P折叠，正电极侧和负电极侧彼此相反。图3为电流和磁通的波形定时图，并示出了图2所示的变换器30的运行。在图3中，Il表示经过与U相有关的开关元件Ql的电流，12表示经过与U相有关的开关元件Q2的电流，Φ1表示经过由电流Il产生的电流环路的磁通。磁通Φ1自身的波形基本上与电流Il的相同，因此，磁通Φ 1和电流Il并排写下。Φ2表示经过由电流 12产生的电流环路的磁通。磁通Φ2自身的波形基本上与电流12的相同，因此，磁通Φ2 和电流12并排写下。在当前实施例中，如上面所提到的，当与U相有关的两个开关元件Ql 与Q2以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板表面的方向Z 上彼此相反。因此，当从垂直于基板表面的方向Z观察时，Il产生的电流环路和12产生的电流环路重叠，重叠区域中的相应通量被叠加。因此，磁通Φ1+Φ2表示这样的重叠区域中的磁通。另外，在图3中，13表示经过与V相有关的开关元件Q3的电流，14表示经过与V 相有关的开关元件Q4的电流。Φ3表示经过由电流13产生的电流环路的磁通。磁通Φ3 自身的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种应用于三相无刷电动机的噪音降低装置，其中，当与Ｕ相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，当与Ｖ相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反，且当与Ｗ相有关的两个开关元件以彼此相反的相位开通或关断时产生的相应的电流环路在垂直于基板的方向上彼此相反。
【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：今井孝志，内藤隆之，水谷浩市，山野上耕一，山本茂树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，伟世通环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：JP
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