[发明专利]三电平功率转换装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年1月27日提交的日本专利申请No.2012-015142并要求其优先权，该申请的内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及功率转换装置，具体地涉及用于将DC（直流）电压转换成三电平AC（交流）电压的三电平功率转换装置。

背景技术

图10示出在专利文献1中公开的三相三电平逆变器的主电路的结构。

DC电源1的电压通过串联连接的电容器2A和2B分成两半。3U、3V和3W是三相U相、V相和W相的开关臂。每一开关臂包括依次串联连接的开关元件T1、T4、T3和T2以及二极管D1和D2。开关元件T1至T4是具有逆平行连接的二极管的IGBT（绝缘栅双极晶体管）。

开关元件的串联连接电路连接在电容器2A和2B的串联连接电路的末端之间。二极管D1连接在电容器2A和2B的连接点与开关元件T1和T4的连接点之间。二极管D2连接在电容器2A和2B的连接点与开关元件T3和T2的连接点之间。开关元件T4和T3的连接点是每一开关臂的AC输出端子U、V或W。

U相开关臂3U的开关元件T1至T4根据栅极信号G1U至G4U进行导通-截止操作；V相开关臂3V的开关元件T1至T4根据栅极信号G1V至G4V进行导通-截止操作；并且W相开关臂3W的开关元件T1至T4根据栅极信号G1W至G4W进行导通-截止操作。

开关元件的导通-截止操作将来自AC输出端子U、V和W的具有三电平电位的相位电压传送到负载4。

图11是示出在专利文献1中公开的三相三电平逆变器的控制电路的结构的框图。

第一控制装置5生成：用于使开关臂3U的开关元件T1至T4导通和截止的控制信号S1U至S4U、用于使开关臂3V的开关元件T1至T4导通和截止的控制信号S1V至S4V、以及用于使开关臂3W的开关元件T1至T4的导通和截止的控制信号S1W至S4W。

第二控制装置6将控制信号S1U至S4U转换成栅极信号G1U至G4U，将控制信号S1V至S4V转换成栅极信号G1V至G4V，并且将控制信号S1W至S4W转换成栅极信号G1W至G4W。

第一控制装置5和第二控制装置6以来自控制电源7的电压操作。

在具有以上所述的主电路和控制电路的三相三电平逆变器中，第二控制装置6还包括电压降低检测装置、第一和第二锁存装置、以及第一计时器装置。当来自控制电源7的电压降低时，第二控制装置6生成用于使每一开关臂的开关元件T3和T4比开关元件T1和T2晚截止的栅极信号。这避免了施加比第一和第二开关元件的耐压高的过电压，即使在来自控制电源7的电压降低时也是如此。

[专利文献1]

日本未经审查的专利申请公开No.2011-147316

然而，在专利文献1中公开的三电平逆变器的控制电路以来自控制电源7的电压操作第二控制装置6。因此，如果控制电源7的电压快速地降低，则第二控制装置无法生成使每一开关臂的开关元件T3和T4比开关元件T1和T2晚截止的栅极信号。

发明内容

鉴于以上所述的问题作出了本发明，并且本发明的目的在于提供三电平功率转换装置，该三电平功率转换装置生成即使控制电源7的电压快速地降低也使每一开关臂的开关元件T3和T4比开关元件T1和T2晚截止的栅极信号。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例的一方面是三电平功率转换装置，该三电平功率转换装置包括具有第一电路和第二电路的开关臂。第一电路包括串联连接在DC电源的高电位端子和低电位端子之间的第一开关元件和第二开关元件。第二电路包括彼此逆平行地连接在中间电位端子和第一电路中的中间连接点之间的第三开关元件和第四开关元件。

三电平功率转换装置还包括第一控制装置和第一电源。第一控制装置生成用于控制第一开关元件的第一控制信号、用于控制第二开关元件的第二控制信号、用于控制第三开关元件的第三控制信号、以及用于控制第四开关元件的第四开关信号。第一控制装置在第一电源的电压下操作。

三电平功率转换装置还包括第二控制装置和第二电源。第二控制装置基于第一控制信号生成第一栅极信号，基于第二控制信号生成第二栅极信号，基于第三控制信号生成第三栅极信号，基于第四控制信号生成第四栅极信号。第二控制装置在第二电源的电压下操作。