[发明专利]单相输出逆变器及其输出电流检测方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种单相输出逆变器，更具体地，涉及一种包含电流检测器的单相输出逆变器及其输出电流检测方法。

背景技术

现有技术1

常规地，已经公开了一种检测流过耦合到在一个臂的直流电源中的正电极侧的并联连接器的电流和流过耦合到在该一个臂的直流电源中的负电极侧的并联连接器的电流，由此检测输出电流的方法(例如，参见专利文献1)。

图4是示出了根据第一种现有技术的逆变器设备的电流检测电路的示意图。

在图4中，数字61至66表示分别由半导体开关元件11至16以及二极管21至26组成的并联连接器。该二极管21至26与这些半导体开关元件以相反方向并联连接。数字31至34表示电流检测电阻。数字41至44表示用于分别放大跨电流检测电阻两端的电压的放大器。数字50表示耦合到每个臂的输出端U、V、W的电力负载。P表示逆变器的直流总线的正电极，而N表示负电极。

此外，数字67表示U臂，数字68表示V臂，以及69表示W臂，并且这些臂中的每一个具有串连连接的两个并联连接器。而且，U臂67包括分别在正电极P和并联连接器61之间以及在负电极N和并联连接器62之间的电流检测器31和32。W臂69包括分别在正电极P和并联连接器65之间以及在负电极N和并联连接器66之间的电流检测器33和电流检测器34。

接下来，将描述操作。

图5A至图5D是说明该现有技术的电流检测操作的时序图。

图5A示出了U相的输出电流。图5B示出了跨电流检测电阻31两端的电压。图5C示出了跨电流检测器32两端的电压。

通过分别用放大器41和42放大电流检测器31和32的电压并通过放大器(未示出)将它们相加，可以获得在图5D中所示的U相的电流检测信号。

更具体地，通过耦合到U臂的两个电流检测电阻来检测U相的输出电流，并通过耦合到W臂的两个电流检测电阻来检测W相的输出电流。

现有技术2

此外，已经公开了一种向三相逆变器的每个臂提供电流检测器，用于检测流向耦合到直流电源的负电极N侧的并联连接器的电流的方法。在这种方法中，同时检测在PWM控制中具有较短关闭时间的两相的负电极侧上的并联连接导体的电流，并将该电流设为该逆变器的输出电流(例如参见专利文献2)。

图6是示出了根据第二种现有技术的逆变器设备的电流检测电路的示意图。

在图6中，数字61至66表示并联连接器。数字35至37表示电流检测器，用于检测流向耦合到每个臂的直流电源的负电极N侧的并联连接器的电流。数字50表示耦合到输出的电负载。数字71表示用于选择检测相的检测相选择部分。数字72表示用于对通过该选择部分获得的电流检测值进行取样的电流检测部分。

接下来，将描述操作。

图7是示出了该现有技术的操作的操作波形图。

分别用U相、V相和W相电压命令来比较载波，并产生U臂、V臂、W臂驱动信号。分别通过电流检测器35、36、37检测流向如图6所示的U臂67、V臂68和W臂69的负电极N侧上的并联连接器62、64和66的电流，接着将电流输入到检测相选择部分71。该检测相选择部分71在直流电源的负电极N侧上选择具有较长的半导体开关装置导通时间的两个相，然后将这两个相位输入到该电流检测部分72。电流检测部分71同时还基于采样定时信号在所选择的两个相的导通电流上执行采样，然后将采样值设置作为所选择相的输出电流。

专利文献1：JP-A-2000-166247

专利文献2：JP-A-2003-79157

发明内容

技术问题

单相逆变器可以由在上述第一种现有技术中公开的三相逆变器设备的三个臂中的两个构成。但是，例如，当由U臂和V臂构成该单相逆变器时，存在着这样的问题，由于V臂没有电流检测器，因而无法检测由半导体开关元件故障导致的上臂和下臂中的短路电流。此外，当由U臂和W臂构成该单相逆变器时，需要总共四个电流检测器。出于这些原因，存在费用增加的问题。

当把上述第二种现有技术中公开的三相逆变器的电流检测电路应用于单相输出逆变器时，仅能够检测在第二传导(convection)模式中的电流，在该模式中电流经并联连接器和直流电源的负电极N侧流回。因此，存在检测精度变低的问题。