电源电路及电力变换装置制造方法及图纸

技术编号:7230564 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种电源电路及电力变换装置。该电力变换装置具有:逆变器电路,其将直流电力变换为交流电力,且由构成上臂及下臂的多个开关元件组成;控制所述多个开关元件的控制电路;基于来自所述控制电路的信号驱动所述多个开关元件的驱动电路;和向所述驱动电路提供电力的绝缘型电源电路,所述控制电路控制从所述电源电路向所述驱动电路输出的电源电压,所述驱动电路基于载波频率和所述电源电压来驱动所述多个开关元件,所述电源电路具有将输出到所述驱动电路的电压向电源控制IC输出的反馈电路,所述反馈电路具有基于所述载波频率的变化控制输出到所述电源控制IC的电压的虚拟电路。由此,即使载波频率增加,也可以抑制输出电压的下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力汽车或者电动汽车的电源电路及电力变换装置
技术介绍
若构成逆变器的开关元件的切换速度较快,则切换损耗变小,但开关元件的集电极-发射极间的电压容易发生浪涌(surge)。该情况下,若该电压超过额定电压,则存在开关元件发生故障的问题。另一方面,若切换速度较慢,则虽然难以发生浪涌,但开关元件的切换损耗增大,能量效率恶化。再有,在切换速度较慢的情况下,结温度容易上升,若该温度超过额定温度,则开关元件会发生故障。控制极驱动电路中需要进行使上述问题的权衡最佳化的设计,希望控制极电压不发生变动,为了将控制极电压保持恒定,需要使电源电路的输出电压不发生变动。在现有的电源电路中,若控制极驱动电路的载波频率(切换频率)升高,则开关元件的控制极电容的充放电电流增加,在控制极消耗的电力增加。另一方面,反馈输出电路如控制极驱动电路那样,无法对载波频率fc作出响应。因此,如图6所示,即使在电源电路中消耗的电力增加,反馈输出电路的输出电压601也不会发生变化,即使载波频率fc变化,提供给控制极驱动电路的电力也是恒定的。即使提供给控制极驱动电路的电力恒定,在控制极驱动电路中消耗的电力也会增加,因此如图6的次级侧输出电路的电源电压Vcc所示,电源电压下降。由此,存在以下问题开关元件的控制极电压从最佳设计的条件开始下降,切换损耗增加,能量效率恶化。在专利文献1公开的电源电路中,公开了以下专利技术在输出电路的负载降低的情况下,设置于输出电路中的虚拟负载电路关闭,使负载增加,从而抑制输出电压的增加。然而,在专利文献1公开的电源电路中,虽然针对在输出电路的负载降低的情况下输出电路的输出电压增加的问题采取了对策,但并未考虑在输出电路的负载增加的情况下输出电路的输出电压降低的问题。专利文献1日本特开2005-341695号公报
技术实现思路
鉴于上述问题,本专利技术的目的在于提供一种即使载波频率增加也能够抑制输出电压的降低的电力变换装置。本专利技术涉及的电力变换装置的特征在于,具有逆变器电路,其将直流电力变换为交流电力,且由构成上臂及下臂的多个开关元件组成;控制所述多个开关元件的控制电路;基于来自所述控制电路的信号来驱动所述多个开关元件的驱动电路;和向所述驱动电路提供电力的绝缘型电源电路,所述控制电路控制从所述电源电路向所述驱动电路输出的电源电压,所述驱动电路基于载波频率以及所述电源电压,驱动所述多个开关元件,所述电源电路具有将输出到所述驱动电路的电压向电源控制IC输出的反馈电路,所述反馈电路具有基于所述载波频率的变化来控制输出到所述电源控制IC的电压的虚拟电路。(专利技术效果)可以提供一种即使载波频率增加,也可以抑制向控制极输出的输出电压的降低的电力变换装置。附图说明图1是本专利技术的缓冲电路的电路图。图2是本专利技术第一实施方式涉及的电源电路的电路图。图3是表示三相电动机驱动用逆变器的电路构成例的图。图4是本专利技术第一实施方式涉及的虚拟负载电路的电路图。图5是表示控制极驱动电路的构成例的电路图。图6是表示现有例的电源电路中的电源电压的载波频率依赖性的图。图7是表示本专利技术的电源电路中的电源电压的载波频率依赖性的图。图8是本专利技术的第二实施方式涉及的电源电路的电路图。图9是本专利技术的第二实施方式涉及的虚拟负载电路的电路图。图10是本专利技术的第三实施方式涉及的电源电路的电路图。图11是本专利技术的第三实施方式涉及的虚拟负载电路的电路图。图12是本专利技术的第四实施方式涉及的电源电路的电路图。图13是本专利技术的第四实施方式涉及的虚拟负载电路的电路图。图中101-电源控制IC,102-变压器驱动M0SFET,103-变压器,104-整流二极管,105-电容器,106-控制极驱动电路,107-反馈输出电路,108-分压电路,109-电池,201-虚拟电路,203-外部输入信号端子,220、221_次级侧线圈,222-初级侧线圈,308-控制极信号布线。具体实施例方式除了上述专利技术所要解决的技术课题栏或专利技术效果栏所记载的内容以外,在以下的实施方式中,在产品化的基础上可以解决所期望的课题,另外,在产品化的基础上可以达到优选的效果。在下面描述其中几点并利用实施方式的说明,对具体课题的解决或具体效果进行说明。(第一实施方式)利用图2对本专利技术的第一实施方式进行说明。在图2中示出控制极驱动电路用的电源电路。该电源电路是反馈型电路。电源电路为了对输出进行绝缘,具有变压器103。变压器103具有1个初级侧线圈222和7个次级侧线圈220、221。次级侧线圈中的1个是电源电压的反馈用的虚拟线圈220,剩下的6个向控制极驱动电路221提供电源。在变压器的初级侧,具有电源控制IC101、变压器驱动用M0SFET102。初级侧线圈经由电动机控制电路而连接着逆变器外部的电池109。电源控制IClOl向M0SFET102的控制极输出PWM信号,对变压器103的初级侧电流进行切换。此时,变压器103侧初级侧电流随着PWM的占空比而变化,可以使从电池109传送到次级侧的电力发生变化。电池109的基准电位是车辆的车体,与向电动机提供电力的上述高电压直流电源306的基准电位有所不同。次级侧的线圈上具有整流二极管104、电容器105,电容器的端子成为输出。作为负载,在输出上连接着与各自的控制极对应的控制极驱动电路106UP、UN、VP、VN、WP、WN(以下,表示为控制极驱动电路106)。即,三相上下臂共计6个电路。在此,图3所示的电源电路190将电池109作为电源,基准电位为车辆车体,因此必须与次级侧的输出电路的基准电位绝缘,无法将该输出电路电压反馈。因此,作为反馈用输出电路107,另外准备使电池109与基准电位相等的第七次级侧输出电路。反馈用输出电路107也具有与其他次级侧输出电路相同的整流二极管和电容器。再有,反馈用输出电路的次级侧线圈也具有与其他次级侧线圈相同的匝数,在变压器的线圈间耦合十分密集的情况下,在反馈用输出电路107中也会出现与其他次级侧电路相同的输出电压。反馈用输出电路107中具有将其输出电压分压为规定电压的分压电路108。在此,分压电路将输出电压信号反馈到电源控制IClOl。而且,电源控制IClOl检测电源电路的反馈用输出电路的输出电压,按照该输出电压成为规定电压(15V)的方式调整对变压器驱动用M0SFET102进行切换的PWM输出信号的占空比。反馈用输出电路107中具备虚拟负载电路201。虚拟负载电路201具有外部输入信号端子203,并被连接在反馈用输出电路的输出202与地线之间。外部输入信号端子203连接着U相下臂控制极信号布线308。在此,虽然作为例子,外部输入信号端子203连接着U相下臂控制极信号布线308,但也可以连接除此以外的控制极信号布线。(逆变器)混合动力汽车的电动机驱动用逆变器(电力变换装置)具备将从直流电源提供的直流电力变换为用于向旋转电机等交流电气负载提供的交流电力的功能;或者将由旋转电机生成的交流电力变换为用于向直流电流提供的直流电力的功能。为了达到上述变换功能,逆变器具有MOSFET或IGBT等开关元件,上述开关元件通过重复进行接通/关闭,从而进行从直流电力向交流电力或者从交流电力向直流电力的上述电力变换。利用图3对混合动力汽车的电动机驱动用逆变器的电路本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:船场诚司能登康雄辻雅薰
申请(专利权)人:日立汽车系统株式会社
类型:发明
国别省市:

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