[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备利用了半导体开关元件的逆变器的电力变换装置，尤其涉及具备保护电路的电力变换装置。

背景技术

在由具备半导体开关元件的逆变器电路进行电力变换并将该电力提供给负载的装置中，已知有具备多个过电流保护电路、过电压保护电路等的保护电路的装置(例如，参照专利文献1)。该专利文献1公开了在过电流或者过电压那样的重故障下，使逆变器电路的半导体开关元件的动作紧急停止，在过负载那样的轻故障的情况下，按照半导体开关元件中流过的电流慢慢减少的方式进行控制来使动作停止。即半导体开关元件成为电流不流通的开路状态。

另外，专利文献1公开了进行逆变器电路的故障检测、以及使检测出故障时的开关元件停止的控制电路。

但是，在将专利文献1这样的方法应用到电动机控制用逆变器电路的情况下，该电动机控制电路成为开路状态，所以，电动机自身自由旋转，慢慢地进行减速。而且在电动机驱动的情况下，过电流的情况与过电压的情况下的紧急度为不同的情况较多，专利文献1中，不论对于哪种情况，均同样地使开关元件的动作停止。

专利文献2公开了在PWM产生电路和逆变器的栅极驱动电路之间，具备设有多个三态缓冲器电路的安全停止电路的电动机控制装置。另外，该安全停止电路还具备上位装置可对其自身动作是否正常进行检测的电路。

该专利文献2的三态缓冲器电路阻断对栅极驱动电路供给的PWM信号，电动机成为自由运转状态，慢慢地停止。但是，对该三态缓冲器的控制输入，其构成为通过外部的电动机停止开关以手动来进行。

专利文献3公开了如下的系统，即：电动汽车的行驶中，用于从蓄电池向逆变器电路供给直流电的开关(接触器)若发生了成为开路的不良状况的情况下，逆变器电路的上侧臂或者下侧臂的半导体开关元件短接，从逆变器向电动机的电力供给停止这样的系统。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2003-88093号公报

专利文献2：JP特开2010-104187号公报

专利文献3：JP特开平9-47055号公报

发明概要

发明所要解决的课题

在现有的具备利用了半导体开关元件的逆变器的电力变换装置中，尤其是将该电力变换装置用在电动机驱动的情况下，对逆变器的故障进行检测，但基于该故障的状况却难以迅速实施使逆变器电路短路或者开路那样的、保护包含逆变器电路在内的电力变换装置且安全性高的最佳故障应对。

发明内容

解决课题的手段

根据本发明的第1方案，提供一种电力变换装置，具备：具备：逆变器部，其具有构成上臂的多个半导体开关元件和构成下臂的多个半导体开关元件，将直流电变换为交流电进行输出；栅极驱动部，其对逆变器部输出分别驱动上臂以及下臂的多个半导体开关元件的栅极从而使其进行导通/截止的栅极信号；驱动控制部，其对栅极驱动部提供用于使栅极驱动部输出栅极信号的开关控制信号；第1异常探测部，其进行直流电的过电压探测、交流电的过电流探测以及上臂及下臂的温度探测来检测逆变器部的异常；和第2异常探测部，其对构成上臂的多个半导体开关元件以及构成下臂的多个半导体开关元件各自的异常进行探测来检测逆变器部的异常，驱动控制部具备在第1异常探测部检测出逆变器部的异常时进行保护动作的第1保护电路部、和在第2异常检测部检测出逆变器部的异常时进行保护动作的第2保护电路部。

根据本发明的第2方案，在第1方案的电力变换装置的基础上，驱动控制部还具备上位控制部、以及基于来自上位控制部的信号来生成开关控制信号的控制部，第1保护电路部具备第1保护电路、第2保护电路以及第3保护电路，第2保护电路部具备第4保护电路，第1保护电路至第4保护电路在控制部和栅极驱动部之间依次设置。

根据本发明的第3方案，在第2方案的电力变换装置的基础上，第1异常探测部具备：对逆变器部的正极和负极之间的过电压进行探测，将过电压探测信号输入到驱动控制部的过电压探测部；对逆变器部的交流电输出的过电流进行探测，将过电流探测信号输入到驱动控制部的过电流探测部；和对上臂及下臂的温度进行探测，将温度探测信号输入到驱动控制部的温度探测部。