马达控制装置以及空调机制造方法及图纸

在逆变器电路的上臂和下臂中配设了特性不同的开关元件时，以不会导致电路部件件数增加、电路动作控制复杂化的方式，抑制在单侧臂元件的开关时发生的反向恢复电流。马达控制装置（100）具备：马达（4），通过交流电力旋转；逆变器电路（2A），将直流电力变换为交流电力，并通过交流电力进行马达（4）的驱动控制。逆变器电路（2A）具有3对与供给直流电力的正负的母线（PL、NL）间的上以及下臂连接，且上下成对的第n以及第m开关元件（11~16）。该3对开关元件（11~16）间与马达（4）的动力线连接，所有成对的开关元件具有相互不同的特性，将第n开关元件的IGBT（11）的开关速度设定为比第m开关元件的MOSFET（12）的开关速度慢规定值。

【技术实现步骤摘要】
马达控制装置以及空调机
本专利技术涉及使用逆变器电路进行马达的驱动控制的马达控制装置以及空调机。
技术介绍
在作为负荷搭载了马达的电车、汽车以及空调机等设备中，根据近年来的地球环境保护的请求，强烈要求节省资源、节能。为了满足这样的要求，提出了改善将直流电力变换为三相交流电力的三相逆变器电路（还简称为逆变器电路）的损失的各种技术。在逆变器电路内的6个开关元件（还简称为元件）中，一般使用IGBT（Insulated-Gate-Bipolar-Transistor，绝缘栅双极型晶体管）。但是，为了改善逆变器电路的稳定期间动作时的稳定损失，提出了在上下臂中的单侧臂的3个元件中不使用IGBT而使用稳定损失小的MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）的技术。作为稳定损失小的MOSFET，有超级结MOSFET（以下称为SJ-MOS）。该SJ-MOS具有在该SJ-MOS的寄生二极管中发生的反向恢复电流大这样的特性。其比通常在IGBT中逆并联连接的续流二极管中使用的FRD（Fast-Recovery-Diode，快速恢复二极管）的反向恢复电流也大。通常，在下臂侧开关元件的续流二极管是续流模式中，上臂侧开关元件进行开关动作，从而与此前续流二极管的正向相逆地偏置电压。因此，在续流二极管中发生反向恢复电流，在上下臂中发生短路电流。例如，在逆变器电路的上臂侧配置了IGBT、在下臂侧配置了特性与IGBT不同的元件（例如SJ-MOS）时，在下臂侧的寄生二极管是续流模式中上臂的IGBT开关了的情况下，在上下臂中流过大的短路电流。其起因于在SJ-MOS的寄生二极管中发生的反向恢复电流大这样的特性。因此，作为抑制反向恢复电流的技术，提出了例如如专利文献1所示，在逆变器电路内的上下臂的元件内，在某一方中配置MOSFET，在MOSFET的寄生二极管中流过了续流电流时，在成对的另一方的元件成为导通（ON）之前，对续流二极管施加比驱动MOSFET的电压低的逆电压，来抑制反向恢复电流这样的逆电压施加电路所相关的技术。【专利文献1】日本专利第4300209号公报
技术实现思路
但是，在专利文献1中，为了实现逆电压施加电路，有半导体元件、电容器以及电阻器等电路部件的件数变多、并且用于使逆电压施加电路动作的控制变得复杂这样的问题。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种马达控制装置以及空调机，在逆变器电路的上臂和下臂中配设了特性不同的开关元件时，能够以不导致电路部件件数增加、电路动作控制复杂化的方式，抑制在单侧臂元件的开关时发生的反向恢复电流。为了解决上述课题，本专利技术具备通过交流电力旋转的马达、和将直流电力变换为交流电力并通过该变换的交流电力进行马达的驱动控制的逆变器电路，逆变器电路具有3对与供给直流电力的正负的母线间的上臂以及下臂连接且上下成对的开关元件，该3对开关元件间与马达的动力线连接，成对的开关元件具有相互不同的特性，并且一方的开关元件的开关速度被设定为比另一方的开关元件的开关速度慢。根据本专利技术，能够提供一种马达控制装置以及空调机，在逆变器电路的上臂和下臂中配设了特性不同的开关元件时，能够以不会导致电路部件件数增加、电路动作控制的复杂化的方式，抑制在单侧臂元件的开关时发生的反向恢复电流。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式的马达控制装置的结构的电路图。图2是示出第一实施方式的马达控制装置的马达控制部的一个结构例的框图。图3是示出作为第一实施方式的马达控制装置的第一以及第二开关元件的IGBT以及MOSFET的栅极电路的结构的图。图4是在纵轴中示出集电极电流Ic、在横轴中示出时间t，针对上臂元件的导通时的栅极电阻值的每个大小示出在下臂元件是续流模式时上臂元件成为导通时的集电极电流Ic的图。图5是在纵轴中示出集电极电流Ic、在横轴中示出时间t，针对下臂元件的栅极电阻值的每个大小示出在下臂元件是续流模式时上臂元件成为导通时的集电极电流Ic的图。图6是在纵轴中示出集电极电流Ic、在横轴中示出时间t，根据时间常数之比示出在下臂元件是续流模式时上臂元件成为导通时的集电极电流Ic、和上臂元件的集电极-发射极间电压的波形的图。图7是示出作为第一实施方式的马达控制装置的第一以及第二开关元件的IGBT以及MOSFET的栅极电路的结构的图，是MOSFET的栅极电路使用2个电阻和1个二极管构成的图。图8是示出对上臂元件进行驱动控制的驱动控制信号的驱动信号、和对下臂元件进行驱动控制的驱动控制信号的驱动信号的波形图。图9是示出本专利技术的第二实施方式的马达控制装置的结构的电路图。（符号说明）1：直流电源；2A、2B：三相逆变器电路（逆变器电路）；4：三相同步马达（马达）；5：电流检测部；6：直流电压检测部；7：马达控制部；8：逆变器驱动部；21、23、25：续流二极管；22、24、26：寄生二极管；11、13、15：IGBT（开关元件）；12、14、16：MOSFET（开关元件）；31、33、35：IGBT的栅极电路；32、34、36、32（a）：MOSFET的栅极电路；100、200：马达控制装置；R1、R2、R3、R4：栅极电阻器；D1、D2：二极管；Io：电路电流；PL：正的直流母线；NL：负的直流母线；ds：驱动控制信号；ir：马达转速指令值。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。<第一实施方式>图1是示出本专利技术的第一实施方式的马达控制装置100的结构的电路图。以使用三相逆变器电路2A进行三相同步马达4的驱动控制的情况为例子，说明该马达控制装置100。马达控制装置100构成为具备直流电源1、通过PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）控制进行三相同步马达4的驱动控制的三相逆变器电路（还简称为逆变器电路）2A、电流检测部5、直流电压检测部6、马达控制部7、以及逆变器驱动部8。直流电源1在本例子中是蓄电池，另外，也可以采用能够控制输出直流电压的转换器电路（未图示）等。逆变器电路2A根据作为从逆变器驱动部8输出的脉冲宽度调制波信号（PWM信号）的驱动控制信号ds，将从直流电源1供给的直流电力变换为作为U相·V相·W相的伪正弦波的三相交流电力，通过该变换的三相交流电力进行三相同步马达（还简称为马达）4的驱动控制，逆变器电路2A具备第一~第六开关元件（还简称为元件）11、12、13、14、15、16。这些开关元件11~16和直流电源1的正极侧上连接的直流母线PL、与负极侧上连接的直流母线NL之间的上下臂连接。对上臂，作为第一、第三、第五开关元件（第n开关元件）11、13、15连接了IGBT，对下臂，作为第二、第四、第六开关元件（第m开关元件）12、14、16连接了低功耗的MOSFET。即，在上臂和下臂中连接了特性不同的开关元件。另外，将上臂的开关元件11、13、15还表现为IGBT11、13、15或者上臂元件11、13、15，将下臂的开关元件12、14、16还表现为MOSFET12、14、16或者下臂元件12、14、16。第一IGBT11以及第二MOSFET12在正负的直流母线PL、NL之间经由第一连接点Nd1而串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制装置，其特征在于，具备将直流电力变换为交流电力，并通过该变换的交流电力进行马达的驱动控制的逆变器电路，所述逆变器电路具有3对与供给所述直流电力的正负的母线间的上臂以及下臂连接，且上下成对的第n开关元件以及第m开关元件，该3对第n开关元件以及第m开关元件间与所述马达的动力线连接，所有成对的第n开关元件以及第m开关元件具有相互不同的特性，并且第n开关元件的开关速度被设定为比第m开关元件的开关速度慢。

【技术特征摘要】
2012.10.03 JP 2012-2215331.一种马达控制装置，其特征在于，具备将直流电力变换为交流电力，并通过该变换的交流电力进行马达的驱动控制的逆变器电路，所述逆变器电路具有3对与供给所述直流电力的正负的母线间的上臂以及下臂连接，且上下成对的第n开关元件以及第m开关元件，该3对第n开关元件以及第m开关元件间与所述马达的动力线连接，所有成对的第n开关元件以及第m开关元件具有相互不同的特性，并且所述第n开关元件以及第m开关元件具有栅极，所述第n开关元件以及第m开关元件的所述栅极连接有产生栅极电阻值的栅极电路，所述第m开关元件是能够发生自启动现象的元件，与所述第m开关元件连接的所述栅极电路的所述栅极电阻值在导通时以及截止时为固定，在与所述第n开关元件连接的所述栅极电路中导通时的栅极电阻值比截止时的栅极电阻值高，所述第n开关元件是IGBT，所述第m开关元件是MOSFET，所述IGBT的导通时的时间常数被设定为比所述MOSFET的截止时的时间常数大预定的值以上。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：月井浩二，船山裕治，田村正博，田村建司，右之子知恵，
申请(专利权)人：日立空调·家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：