[发明专利]转换器控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对燃料电池的输出电压进行控制的转换器控制装置。

背景技术

在搭载于机动车等的燃料电池系统中，为了应对超过燃料电池的发电能力的急剧的负荷变化等，提出了各种具备燃料电池和蓄电池作为动力源的混合动力型的燃料电池系统。

在混合动力型的燃料电池系统中，由DC/DC转换器控制燃料电池的输出电压或蓄电池的输出电压。作为进行这样的控制的DC/DC转换器，广为利用使功率晶体管、IGBT、FET等开关元件执行PWM动作来进行电压转换的形式的转换器。随着电子设备的省电化、小型化以及高性能化，期望DC/DC转换器进一步的低损失、高效率以及低噪音化，特别期望伴随于PWM动作的开关损失或开关电涌的降低。

作为使这样的开关损失、开关电涌降低的技术之一有软开关技术。在此，软开关是用于实现ZVS(Zero Voltage Switching)或者ZCS(Zero Current Switching)的开关方式，动力半导体装置的开关损失或施加于其上的应力低。相对于此，由动力半导体装置所具有的开关功能直接接通(ON)/断开(OFF)电压、电流的开关方式被称为硬开关。在以下叙述中，将实现了ZVS/ZCS的双方或者其一方的方式称为软开关，将此外的开关称为硬开关。

软开关是通过例如在具备主线圈、主开关、二极管的普通升降压型DC/DC转换器上附加了具备用于降低开关损失的辅助开关的辅助电路的部件(所谓的软开关转换器)来实现的(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-102438号公报

发明内容

在这样的软开关转换器中，当在构成辅助电路的辅助开关中发生接通故障时，变得无法控制辅助电路。其结果，不仅无法实现软开关，而且还存在在主线圈中产生过电流、导致辅助电路元件的过热的危险。

本发明是鉴于以上所说明的情况而做出的，其目的在于提供一种能够检测构成软开关转换器的辅助电路的辅助开关的接通故障、提前防范辅助电路元件过热的转换器控制装置。

为了解决上述课题，本发明所涉及的转换器控制装置是设有控制燃料电池的输出电压的主升压电路和辅助电路的软开关转换器的控制装置，其具备：电流传感器，检测在构成主升压电路的主线圈中流过的电流；判断机构，在由上述电流传感器检测到的电流超过设定的过电流阈值的情况下，判断为构成上述辅助电路的辅助开关发生接通故障；和故障保护机构，在判断为上述辅助开关发生接通故障的情况下，使上述主升压电路停止动作。

根据该构成，由于当在主线圈中流过的电流超过过电流阈值时，判断为接通故障，向停止主升压电路的动作的故障保护动作转移，所以能够提前防范元件损坏等问题。

另外，在上述构成中，优选的方式是，上述软开关转换器是对应各相分别设有上述主升压电路和辅助电路的多相软开关转换器，上述电流传感器对应各相分别检测在上述主线圈中流过的电流，上述判断机构对应各相分别判断上述辅助开关是否发生接通故障，上述故障保护机构停止被判断为上述辅助开关发生接通故障的相的驱动，利用剩余的相进行驱动。

另外，在上述构成中，优选的方式是，上述过电流阈值是基于被提供给上述主线圈的占空比指令、上述燃料电池的输出电流以及输出电压而设定的。

另外，在上述构成中，优选的方式是，上述主升压电路具有：一端与上述燃料电池的高电位侧的端子连接的上述主线圈；进行切换的主开关，一端与上述主线圈的另一端连接，且另一端与上述燃料电池的低电位侧的端子连接；第1二极管，阴极与上述主线圈的另一端连接；和平滑电容器，设置在上述第1二极管的阳极与上述主开关的另一端之间；上述辅助电路具有：第1串联连接体，与上述主开关并联连接，且与上述主线圈的另一端及上述燃料电池的低电位侧的端子连接，包括第2二极管和缓冲电容器；和第2串联连接体，连接在上述第2二极管和上述缓冲电容器相连的连接部位与上述主线圈的一端之间，包括第3二极管、辅助线圈和上述辅助开关。

另外，本发明所涉及的另一转换器控制装置是设有控制燃料电池的输出电压的主升压电路和辅助电路的软开关转换器的控制装置，其具备：温度传感器，检测构成上述主升压电路的主线圈、构成上述辅助电路的辅助线圈及辅助开关中的至少任一元件的温度；和判断机构，在由上述温度传感器检测到的温度超过设定的阈值温度的情况下，判断为构成上述辅助电路的辅助开关发生接通故障。