开关电路制造技术

本发明专利技术提供一种开关电路，其具有连接了2个开关元件(10a、10b)并与各开关元件并联连接反向导通元件(14a、14b)而形成的臂，所述开关元件是SiC半导体，在所述反向导通元件中流过换向电流时，使与该反向导通元件并联连接的所述开关元件进行导通动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将直流电力变换为交流电力的逆变器等的开关电路。本申请基于2010年4月28日在日本申请的特愿2010-103840号主张优先权，并将其内容援引与此。
技术介绍
以往，在电动车辆等中所使用的开关电路利 用由直流电源供给的电力来进行开关元件的ON(导通)/0FF(关断)控制，以驱动搭载于电动车辆的电动机等的负载(例如参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开2004-187451号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题图11A、图IlB表示现有的开关电路的臂(arm:支路)113。该臂113是由Si-IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 110a、IlOb 以及与该 Si-IGBT 并联地反向连接的娃半导体的换向(commutation) 二极管114a、114b构成的电路，其中，该Si-IGBTllOaUlOb是由硅半导体构成的开关元件。臂113的电路构成为在直流电源的高电位侧P与低电位侧N之间串联连接了 2个。在这样构成的臂113的中点116连接电动机等负载。例如，如图IlA所示，若使上臂115a的Si-IGBTllOa的栅极处于导通，使下臂115b的Si-IGBTllOb处于关断(图12中以tl所示)，则从臂113的中点116向负载流过电流Id。在负载被通电之后，该电流Id经由未图示的其他臂等返回至直流电源的低电位侧的端子。然后，如图IlB所示，若使上臂115a的Si-IGBTllOa的栅极处于关断(图12中以t2所示)，则换向电流Ifwd经由下臂115b的换向二极管(FWD) 114b而流向负载。此时，存在当使Si-IGBTllOa的栅极处于关断时流过换向二极管114b的换向电流Ifwd的损耗变得比较大的这一课题。再者，以使上述的上臂115a的Si-IGBTllOa处于截止的情况为例来进行了说明，但是在使下臂115b的Si-IGBTllOb从导通变为截止时，上臂115a的换向二极管114a中流过换向电流的情况下损耗也同样地变大。损耗主要是因换向二极管114a、114b的电压降而引起的。为此，本专利技术的目的在于提供一种能够实现损耗降低的开关电路。用于解决课题的技术方案为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。(I)本专利技术的一个方式是开关电路，其具备串联连接有2个开关元件并与各开关元件并联连接了反向导通元件而形成的臂，其中，所述开关元件是SiC半导体，在所述反向导通元件中流过换向电流时，使并联连接了该反向导通元件的所述开关元件进行导通动作。(2)上述⑴中记载的开关电路还可以具备对所述开关元件中被接通的电流值进行检测的电流检测构件，基于由该电流检测构件所检测的所述臂的一个开关元件中的电流值，变更使另一个开关元件进行导通动作的时间。(3)上述(2)中记载的开关电路还可以具备对所述开关元件的温度进行检测的温度检测构件，在所述反向导通元件中流过换向电流时，基于所述温度检测构件的检测结果来变更使所述开关元件进行导通动作的时间。专利技术的效果 根据上述(I)中记载的方式，在反向导通元件中流过换向电流时，使并联连接了该反向导通元件的由SiC半导体构成的开关元件进行导通动作，由此反向导通元件中流过的换向电流将经由损耗更小且不容易热损坏的SiC半导体的开关元件进行流动，因此，能够减小使电流换向时的损耗。根据上述(2)中记载的方式，除了上述(I)的效果之外，由于流过与一个开关元件中被通电的电流值相应的换向电流，因此根据由电流检测构件检测出的电流值来变更使电流换向时的另一个开关元件进行导通动作的时间，例如在由电流检测构件检测出的电流值较大时，通过缩短另一个开关元件的导通动作的通电时间等，能够减小由另一个开关元件的发热产生的负担，同时能够实现最大限度的损耗降低。根据上述⑵中记载的方式，除了上述⑴的效果之外，由于根据由温度检测构件检测出的开关元件的温度来变更使开关元件进行导通动作的时间，因此例如在开关元件的温度较高的情况下，通过缩短导通动作的开关元件的通电时间等，能够减小由开关元件的发热产生的负担，同时使电流换向时的开关元件的导通时间最优化从而能够实现最大限度的损耗降低。附图说明图I是表不本专利技术的第I实施方式中的混合动力车辆的布局的立体图。图2是本专利技术的第I实施方式中的用于驱动电动机的系统电路的电路图。图3是表示本专利技术的第I实施方式中的系统电路的一个臂的图。图4A是表示在本专利技术的第I实施方式的臂动作中第I开关元件IOa流过漏极电流Idl的状态。图4B是表示在本专利技术的第I实施方式的臂动作中在第2 二极管14b中流过换向电流的状态。图4C是表示在本专利技术的第I实施方式的臂动作中第2开关元件IOb流过漏极电流Id2的状态。图5是表示本专利技术的第I实施方式中的开关元件的动作、各元件的通电电流、损耗的大小的时序图。图6是表示本专利技术的第I实施方式中的通电电流相对于二极管及开关元件的端子间电压的变化的曲线图。图7A是表示在本专利技术的第2实施方式的臂动作中第I开关元件IOa流过漏极电流Idl的状态。图7B是表示在本专利技术的第2实施方式的臂动作中第2 二极管14b中流过换向电流的状态。图7C是表示在本专利技术的第2实施方式的臂动作中第2开关元件IOb流过漏极电流Id2的状态。图8是表示本专利技术的第2实施方式中的相对于第I开关元件的通电电流的第2开关元件的导通时间的曲线图。图9A是表示在本专利技术的第3实施方式的臂动作中第I开关元件IOa流过漏极电流Idl的状态。 图9B是表示在本专利技术的第3实施方式的臂动作中第2 二极管14b中流过换向电流Ifwd的状态。图9C是表示在本专利技术的第3实施方式的臂动作中第2开关元件IOb流过漏极电流Id2的状态。图10是表示本专利技术的第3实施方式中的相对于第2开关元件的温度的第2开关元件的导通时间的曲线图。图IlA是表示在现有的开关电路中在上臂的Si-IGBT中流过电流的情况。图IlB是表示在现有的开关电路中在下臂的换向二极管中流过换向电流Ifwd的情况。图12是现有的开关元件的动作与各元件的时序图。具体实施例方式以下基于附图，说明本专利技术的各实施方式。图I表示搭载了本实施方式的开关电路S的混合动力车辆I。该混合动力车辆I具备内燃机2、电动机3、传动装置(未图不)。混合动力车辆I是使内燃机2、电动机3、传动装置(未图示)串联地直接连接而成的并行型的混合动力车辆。内燃机2及电动机3双方的驱动力经由传动装置及差动装置(省略图示)被分配传输至左右的驱动轮W、W。在混合动力车辆I减速时若驱动力从驱动轮W侧被传输至电动机3侧，则电动机3作为发电机发挥功能。即、电动机3在混合动力车辆I减速时产生所谓的再生制动力，并将该再生制动力变换为电能(电力)。由此，能够将车体的动能作为电能进行回收。再有，根据混合动力车辆I的运转状态，电动机3通过内燃机2的输出而作为发电机被驱动，产生发电能量。如图2所示，电动机3例如选择3相(U相、V相、W相)的DC无刷电动机等，经由线缆5u、5v、5w而与控制该电动机3的驱动及发电的功率控制单元(PCU) 4连接。功率控制单元4和高压蓄电池9被配置在混合动力车辆I的后坐席附近。功率控制单元4构成为具备平滑电容器6、功率驱动单元(PDU) 7、对功率驱动单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：关真生，筱原贞夫，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：
国别省市：