專(zhuān)利名稱(chēng)：電能轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流和交流相互轉(zhuǎn)換的電能轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及電能轉(zhuǎn)換裝置的保護(hù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
從直流生成交流的逆變器是在電能轉(zhuǎn)換技術(shù)中最重要的技術(shù)之一。特別在電能半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中使用IGBT的IGBT逆變器在從家用電器到鐵道車(chē)輛的多領(lǐng)域中被使用。
橋臂短路是IGBT逆變器的故障之一。橋臂短路是由控制電路的誤動(dòng)作等錯(cuò)誤地同時(shí)導(dǎo)通多個(gè)IGBT，短路直流電壓線間的現(xiàn)象。一旦橋臂短路產(chǎn)生，那么在IGBT中流過(guò)過(guò)大的電流而被破壞，逆變器停止動(dòng)作。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1是防止橋臂短路的技術(shù)。圖2表示在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公示的橋臂短路防止電路。在圖2中，200是門(mén)極脈沖(gate pulse)產(chǎn)生電路，201是上橋臂門(mén)極(arm gate)驅(qū)動(dòng)電路，202是下橋臂門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路，203是上橋臂IGBT，204是下橋臂IGBT，205～208是AND電路，209是上橋臂門(mén)極脈沖，210是下橋臂門(mén)極脈沖，211是上橋臂門(mén)極電壓，212是下橋臂門(mén)極電壓，213是上橋臂聯(lián)鎖(interlock)信號(hào)，214是下橋臂聯(lián)鎖信號(hào)，215是上橋臂反饋信號(hào)，216是下橋臂反饋信號(hào)。
在圖2的電路中，在AND電路207、208中進(jìn)行成對(duì)的IGBT狀態(tài)和門(mén)極脈沖之間的邏輯與，由其結(jié)果驅(qū)動(dòng)IGBT。由此，可防止IGBT同時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通。
但是在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，在上下橋臂中同時(shí)輸入導(dǎo)通信號(hào)的情況下，存在兩方都導(dǎo)通的問(wèn)題。用圖2詳細(xì)說(shuō)明該問(wèn)題。認(rèn)為在初始狀態(tài)上下橋臂都截止。在這種情況下，來(lái)自門(mén)極脈沖產(chǎn)生電路200的輸入是低電平(截止信號(hào))，IGBT的門(mén)極電壓211、212也變?yōu)榈碗娖?截止?fàn)顟B(tài))。生成聯(lián)鎖信號(hào)的AND電路205、206的輸入，該兩輸入都為1，AND電路205、206的輸出變?yōu)楦唠娖?許可)。由此，AND電路207、208的輸入的單方變?yōu)楦唠娖?許可)，如果從門(mén)極脈沖產(chǎn)生電路200輸入導(dǎo)通信號(hào)，那么可立刻變?yōu)榭蓪?dǎo)通IGBT的狀態(tài)。此時(shí)，如果同時(shí)將導(dǎo)通信號(hào)從門(mén)極脈沖產(chǎn)生電路200輸入到上下橋臂，那么上下兩方的IGBT變?yōu)閷?dǎo)通，存在引起橋臂短路的問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1專(zhuān)利3336488號(hào)((0007)段落～(O009)段落的記載)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可確切避免橋臂短路的可靠性高的電能轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的電能轉(zhuǎn)換裝置，具有輸入直流電壓的直流端子；輸出交流電能的交流端子；連接直流端子和交流端子的多個(gè)IGBT以及與IGBT反向并聯(lián)的二極管；生成IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自信號(hào)生成部的信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT的驅(qū)動(dòng)電路；和連接驅(qū)動(dòng)電路間的通信電路，所述驅(qū)動(dòng)電路，從輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到IGBT導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間比從輸入截止信號(hào)開(kāi)始到IGBT截止為止的延遲時(shí)間長(zhǎng)。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，即使在同時(shí)輸入導(dǎo)通信號(hào)的情況下，也可確切地防止橋臂短路，可提供沒(méi)有故障的可靠性高的電能裝置裝置。此外，在適用于3級(jí)逆變器的情況下，也可由最小的電路構(gòu)成確切防止橋臂短路，可提供可靠性高的逆變器系統(tǒng)。


圖1是實(shí)施例1的電能轉(zhuǎn)換裝置的說(shuō)明圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電能轉(zhuǎn)換裝置的說(shuō)明圖。
圖3是實(shí)施例1和實(shí)施例2的電能轉(zhuǎn)換的動(dòng)作波形的說(shuō)明圖。
圖4是實(shí)施例2的電能轉(zhuǎn)換裝置的說(shuō)明圖。
圖5是實(shí)施例3的電能轉(zhuǎn)換裝置的說(shuō)明圖。
圖6是實(shí)施例4的電能轉(zhuǎn)換裝置的說(shuō)明圖。
圖7是實(shí)施例5的交流鐵道車(chē)輛的說(shuō)明圖。
圖中101、102、401、402、551～558-延遲電路；103、104-判斷電路；200、500-門(mén)極脈沖發(fā)生電路；201-上橋臂門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路；202-下橋臂門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路；203-上橋臂IGBT；204-下橋臂IGBT；205～208-AND電路；209-上橋臂門(mén)極脈沖；210-下橋臂門(mén)極脈沖；211-上橋臂門(mén)極電壓；212-下橋臂門(mén)極電壓；213-上橋臂聯(lián)鎖信號(hào)；214-下橋臂聯(lián)鎖信號(hào)；215-上橋臂反饋信號(hào)；216-下橋臂反饋信號(hào)；501～504-IGBT驅(qū)動(dòng)電路；505、506-電源電容器；507-中性點(diǎn)；508-交流輸出；511～514-IGBT；521～524-旁路二極管；531～534-IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板；541～550-AND電路。
具體實(shí)施例方式
以下采用實(shí)施例和附圖，說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。
(實(shí)施例1)圖1表示本實(shí)施例。在圖1中，101、102是延遲電路，103、104是判斷電路。本實(shí)施例的特征在于，對(duì)聯(lián)鎖信號(hào)設(shè)置使門(mén)極脈沖延遲的延遲電路。該延遲電路具有使信號(hào)的傳遞只延遲預(yù)先設(shè)定的時(shí)間的功能。
圖3表示將導(dǎo)通信號(hào)同時(shí)輸入到圖1的電路中時(shí)的動(dòng)作波形。在圖3的時(shí)刻t1上下橋臂的門(mén)極脈沖反轉(zhuǎn)為高電平(導(dǎo)通信號(hào))，接著在時(shí)刻t2上下的各個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)從高電平(許可)反轉(zhuǎn)為低電平(禁止)。將該t1～t2的延遲作為td1。該td1由在AND電路中的延遲或從AND電路向成對(duì)橋臂的傳送延遲等產(chǎn)生。
在時(shí)刻t3延遲電路的輸出從低電平(截止)反轉(zhuǎn)為高電平(導(dǎo)通)，來(lái)自門(mén)極脈沖產(chǎn)生電路200的導(dǎo)通信號(hào)傳遞到AND電路207中。將該t1～t3的延遲作為td2。td2是由延遲電路101生成的延遲，根據(jù)101的設(shè)定可任意改變。在此，如圖3所示，如果設(shè)定td2＞td1，那么在導(dǎo)通信號(hào)傳遞到AND電路207前，來(lái)自對(duì)橋臂的聯(lián)鎖信號(hào)214變?yōu)榈碗娖?禁止)，即使上下同時(shí)輸入導(dǎo)通信號(hào)也不會(huì)引起橋臂短路。
該td2的值需要設(shè)定為比td1足夠大。具體地說(shuō)，由于td1在運(yùn)算放大器等的延遲正極傳送延遲中變?yōu)?00納秒～2微秒左右，因此優(yōu)選將td2設(shè)定為2微秒以上。也可更優(yōu)選設(shè)定為3微秒以上。
此外，優(yōu)選從在時(shí)刻t4門(mén)極脈沖從高電平(導(dǎo)通)反轉(zhuǎn)為低電平(截止)開(kāi)始、到時(shí)刻t5門(mén)極橋臂延遲電路輸出從高電平(導(dǎo)通)反轉(zhuǎn)到低電平(禁止)為止的延遲td3盡可能短。原因是在信號(hào)生成部由圖中未示出的其它的異常檢知用的傳感器檢知到異常，必須停止逆變器的運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，輸入來(lái)自信號(hào)生成部的截止的門(mén)極脈沖，因此必須立刻切斷IGBT。因此，優(yōu)選將反轉(zhuǎn)為截止時(shí)的延遲電路的延遲抑制為最小限。
還有在本實(shí)施方式中，也表示了防止由門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的誤動(dòng)作而引起的橋臂短路。例如在不論門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路201進(jìn)行誤動(dòng)作，IGBT204導(dǎo)通，IGBT203都變?yōu)閷?dǎo)通的情況下，監(jiān)視門(mén)極電壓的判斷電路103的輸出信號(hào)從低電平(截止)反轉(zhuǎn)為高電平(導(dǎo)通)，使聯(lián)鎖信號(hào)213反轉(zhuǎn)為低電平(禁止)。由此，停止IGBT204的導(dǎo)通，防止橋臂短路。該判斷電路103除了監(jiān)視門(mén)極電壓以外，也可監(jiān)視集電極電壓，或者也可監(jiān)視集電極電流。
在本實(shí)施例中，雖然表示了在門(mén)極脈沖發(fā)生電路和門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路之間配置本發(fā)明的電路的構(gòu)成，但是這些電路的實(shí)際的配置方法也可考慮其它的幾個(gè)。例如，將延遲電路101、門(mén)極脈沖發(fā)生電路200、AND電路205、207配置在相同的電路基板上的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，可縮短連接不同橋臂間的聯(lián)鎖或反饋的布線，可使電路小型化。
此外，也可考慮將延遲電路101、判斷電路103、驅(qū)動(dòng)電路201、AND電路205、207配置在相同的電路基板上的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，由于將橋臂短路防止電路和驅(qū)動(dòng)電路置于IGBT的附近，因此在由高電壓電源使逆變器動(dòng)作的情況下變?yōu)殡y以受到噪音等的誤動(dòng)作的影響。例如，將上述電路從IGBT分離配置，由長(zhǎng)的布線與IGBT連接，該布線執(zhí)行天線的工作引入噪音，存在使IGBT誤動(dòng)作的可能性。如果將電路配置在IGBT附近，那么難受到噪音的影響，可實(shí)現(xiàn)可靠性更高的逆變器。
還有，也優(yōu)選由光纖連接門(mén)極脈沖發(fā)生電路200和上述的基板之間。在象鐵道車(chē)輛用逆變器那樣連接高電壓電源并使用的情況下，上橋臂的驅(qū)動(dòng)電路變?yōu)楦唠妷旱膽腋?floating)狀態(tài)，在與門(mén)極脈沖發(fā)生電路之間產(chǎn)生大的電位差。因此，需要將這些電路進(jìn)行絕緣，優(yōu)選由光纖等進(jìn)行電絕緣、只傳送信號(hào)的構(gòu)成。
(實(shí)施例2)
圖4表示本實(shí)施例。在圖4中，401、402是延遲電路。本實(shí)施例的特征在于設(shè)置使聯(lián)鎖信號(hào)延遲的電路401、402。采用圖3說(shuō)明該電路的動(dòng)作。
在時(shí)刻t1門(mén)極脈沖從低電平(截止)反轉(zhuǎn)到高電平(導(dǎo)通)，需要將在時(shí)刻t2聯(lián)鎖信號(hào)從高電平(許可)反轉(zhuǎn)到低電平(禁止)的延遲td1比實(shí)施例1中所說(shuō)明的理由設(shè)定變得更短。因此，在延遲電路401、402中在聯(lián)鎖信號(hào)從高電平(許可)反轉(zhuǎn)到低電平(禁止)的情況下，變?yōu)閷⑿盘?hào)的傳遞抑制為AND電路的延遲或傳送延遲等的最小限的延遲的構(gòu)成。
另一方面，從在時(shí)刻t4門(mén)極脈沖從高電平(導(dǎo)通)反轉(zhuǎn)為低電平(截止)時(shí)開(kāi)始，到在時(shí)刻t5聯(lián)鎖信號(hào)從低電平(禁止)反轉(zhuǎn)到高電平(許可)為止的時(shí)間td4，與td3相比必須變長(zhǎng)。原因是如果td4比td3短時(shí)，那么延遲電路的輸出在高電平(導(dǎo)通)的狀態(tài)，聯(lián)鎖信號(hào)變?yōu)楦唠娖?許可)，因此產(chǎn)生橋臂短路。
因此，td3和td4必須設(shè)定為td3＜td4。由此，在延遲電路401、402中在聯(lián)鎖信號(hào)從低電平(禁止)反轉(zhuǎn)到高電平(許可)的情況下，變?yōu)楫a(chǎn)生滿足td3＜td4的延遲的構(gòu)成。即該延遲電路構(gòu)成為從低電平(禁止)反轉(zhuǎn)到高電平(許可)時(shí)的延遲td4比聯(lián)鎖信號(hào)從高電平(許可)反轉(zhuǎn)到低電平(禁止)時(shí)的延遲td2還長(zhǎng)。作為具體的電路構(gòu)成，存在按照充電阻抗和放電阻抗不同的方式連接的電阻和電容器的串聯(lián)電路(CR電路)等。
(實(shí)施例3)圖5表示本實(shí)施例。本實(shí)施例的特征是，在由開(kāi)關(guān)元件連接中性點(diǎn)和交流輸出的中性點(diǎn)鉗位式3級(jí)逆變器中，適用本發(fā)明的橋臂短路防止電路。在圖5中，500是門(mén)極脈沖產(chǎn)生電路，501～504是IGBT驅(qū)動(dòng)電路，505、506是電源電容器，507是中性點(diǎn)，508是交流輸出，511～514是IGBT，521～524是旁路二級(jí)管(freewheeling diode)，531～534是IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板，541～550是AND電路，551～558是延遲電路。
圖5的電路變?yōu)橄率龅臉?gòu)成在IGBT511、512導(dǎo)通、IGBT513、514截止時(shí)，正電壓輸出到交流輸出508；在IGBT512、513導(dǎo)通、IGBT511、514截止時(shí)，中性點(diǎn)電位輸出到交流輸出508；在IGBT513、514導(dǎo)通，IGBT511、512截止時(shí)，負(fù)電壓輸出到交流輸出508。
該電路存在兩種類(lèi)的橋臂短路模式。一個(gè)是模式A，IGBT511和IGBT514同時(shí)導(dǎo)通，電源電容器505的正極端子和電源電容器506的負(fù)極端子之間短路。另一個(gè)是模式B，IGBT511和513同時(shí)導(dǎo)通，電源電容器505的兩端短路。由于對(duì)于IGBT512和514的短路存在與511、513互補(bǔ)的關(guān)系，因此考慮到與模式A相同，省略說(shuō)明。
為了防止上述的橋臂短路，在本實(shí)施例中按照以下的說(shuō)明那樣構(gòu)成電路。雖然IGBT511由來(lái)自門(mén)極脈沖發(fā)生電路500的導(dǎo)通信號(hào)驅(qū)動(dòng)，但是此時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路501的導(dǎo)通信號(hào)具有取得由延遲電路551使來(lái)自門(mén)極脈沖發(fā)生電路500的信號(hào)延遲的信號(hào)和AND電路541的輸出的邏輯與的構(gòu)成。該AND電路541變?yōu)槿〉脕?lái)自IGBT513的驅(qū)動(dòng)電路基板533的聯(lián)鎖信號(hào)和來(lái)自IGBT514的驅(qū)動(dòng)電路基板534的聯(lián)鎖信號(hào)的邏輯與的構(gòu)成。在IGBT513和IGBT514兩方均變?yōu)榻刂箷r(shí)，聯(lián)鎖信號(hào)均變?yōu)楦唠娖?，AND電路541的輸出變?yōu)楦唠娖?許可)，AND電路542變?yōu)榭捎蓙?lái)自門(mén)極脈沖發(fā)生電路500的信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路501。
同樣，在IGBT511和IGBT512兩方截止時(shí)，IGBT514按照許可導(dǎo)通的方式構(gòu)成。由此，由IGBT511和IGBT514可防止模式A、模式B的橋臂短路。另一方面，在IGBT511截止時(shí)，IGBT512按照導(dǎo)通的方式構(gòu)成。由此由IGBT512可防止模式B的橋臂短路。同樣只在IGBT511截止時(shí)，IGBT513按照導(dǎo)通的方式構(gòu)成，由IGBT513可防止模式B的橋臂短路。
此外，在本實(shí)施例中也與實(shí)施例1相同，由延遲電路551到554使門(mén)極脈沖延遲，防止在多個(gè)橋臂中同時(shí)輸入導(dǎo)通信號(hào)的情況下產(chǎn)生的橋臂短路。此外，與實(shí)施例2相同，對(duì)聯(lián)鎖信號(hào)也設(shè)置延遲電路555～558，設(shè)置從門(mén)極脈沖截止開(kāi)始到在成為對(duì)的橋臂上得到許可為止的延遲，防止橋臂短路。
在本實(shí)施例中，也表示了將IGBT驅(qū)動(dòng)電路和橋臂短路防止電路一體化到驅(qū)動(dòng)電路基板上的構(gòu)成。例如，將IGBT511的驅(qū)動(dòng)電路501和AND電路541、542、547以及延遲電路551集成在同一個(gè)基板上，門(mén)極脈沖發(fā)生電路500、IGBT的驅(qū)動(dòng)電路基板533和534之間使用電絕緣的信號(hào)傳遞機(jī)構(gòu)的構(gòu)成。原因是，在逆變器動(dòng)作時(shí)每一個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板與IGBT一起改變電位，在IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板間產(chǎn)生電位差。作為絕緣的機(jī)構(gòu)可考慮絕緣轉(zhuǎn)換器的方法、使用光傳遞元件的方法等。例如，如果作為IGBT驅(qū)動(dòng)電路間的通信機(jī)構(gòu)使用光纖，那么即使在不同電位的電路間也可安全傳送信號(hào)，可提供可靠性高的逆變器。
還有，在本實(shí)施方式中，雖然將聯(lián)鎖信號(hào)的延遲電路搭載在產(chǎn)生聯(lián)鎖信號(hào)的基板側(cè)，但是也可搭載在接收聯(lián)鎖信號(hào)的基板側(cè)。例如，雖然延遲電路555搭載在IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板531上，但是也可分別搭載在IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板533和534上。
(實(shí)施例4)圖6表示本實(shí)施例的電路圖。本實(shí)施例的特征在于，介由IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板502和503進(jìn)行IGBT511和IGBT514的通信。根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)介由IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板532和533進(jìn)行IGBT511和514間的通信，可使這些高絕緣通信布線為4條就可以了。因?yàn)闉榱嗽贗GBT512和513之間成為共射極連接，IGBT驅(qū)動(dòng)電路間的電位差小，不需要由光纖等絕緣。由此，IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板532和533間可由非絕緣連接。因此，如果介由IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板532和533進(jìn)行IGBT511和514間的通信，那么高絕緣布線為4條就可以了。
還有，有關(guān)IGBT驅(qū)動(dòng)電路502和503間的連接，也優(yōu)選使用光電耦合器(photocoupler)等進(jìn)行低壓絕緣的構(gòu)成。雖然由于IGBT512和513成為共射極連接，在穩(wěn)定狀態(tài)電位差幾乎不產(chǎn)生，但是存在只在開(kāi)關(guān)時(shí)暫時(shí)產(chǎn)生產(chǎn)生較低電位差的情況。如果產(chǎn)生電位差，那么電流流過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板532和533間，由這個(gè)原因存在引起誤動(dòng)作的可能性。為了防止這種可能性，考慮由光電耦合器將IGBT驅(qū)動(dòng)電路基板532和533間絕緣的構(gòu)成。光電耦合器與上述的光纖或絕緣轉(zhuǎn)換器相比低價(jià)，由低成本可實(shí)現(xiàn)上述的橋臂短路防止功能。
(實(shí)施例5)圖7表示本實(shí)施例的電路圖。在圖7中，700是信號(hào)生成部，701是轉(zhuǎn)換器(converter)，702是逆變器，703是電動(dòng)機(jī)，704是車(chē)輪，705是平滑濾波電容器，706是變壓器，707是接觸器，708是車(chē)體，709是纜線。圖7表示交流鐵道車(chē)輛的構(gòu)成，從纜線709介由接觸器707輸入到變壓器706中的交流電壓在變壓器706中降壓，發(fā)送到轉(zhuǎn)換器701中。在轉(zhuǎn)換器701中將輸入的電能轉(zhuǎn)換為直流。在逆變器702中再次將從轉(zhuǎn)換器701輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為任意頻率的交流電壓。由該任意頻率的交流電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)703。
本實(shí)施例的特征在于，在鐵路車(chē)輛中搭載具有實(shí)施例1到4中所記載的橋臂短路防止功能的轉(zhuǎn)換器和逆變器。由于象鐵路車(chē)輛那樣在長(zhǎng)期惡劣狀況下使用的情況，存在由部件的劣化等產(chǎn)生誤動(dòng)作的可能性，因此為了預(yù)防這種可能性，在鐵道車(chē)輛中要進(jìn)行定期檢查，但要考慮檢查的間隔短則車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)率低、列車(chē)時(shí)間表編制等的限制。此外，如果由誤動(dòng)作使逆變器、轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生故障，那么存在使車(chē)輛的運(yùn)行性能降低、有可能使運(yùn)行停止。根據(jù)本實(shí)施例，由于搭載能夠防止橋臂短路的電能轉(zhuǎn)換裝置，因此可使定期檢查的間隔變長(zhǎng)，提高車(chē)輛的運(yùn)行率。此外，由于沒(méi)有引起橋臂短路的故障，因此可進(jìn)一步提高鐵道系統(tǒng)的可靠性。
以上，雖然對(duì)將本發(fā)明適用于2級(jí)IGBT逆變器以及中性點(diǎn)鉗位方式的3級(jí)IGBT逆變器的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是即使作為從直流向交流的電能轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換器也全部相同，這點(diǎn)本行業(yè)普通技術(shù)人員可以理解。
此外，通過(guò)將本發(fā)明適用于不限于3級(jí)、5級(jí)或者7級(jí)等的所謂的多級(jí)的轉(zhuǎn)換裝置中，可得到相同的避免橋臂短路的效果。還有，作為開(kāi)關(guān)元件除了IGBT以外也可采用功率MOSFET、雙極性晶體管(bipolartransistor)、硅可控整流器(thyristor)、GTO等，也可得到同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有多個(gè)直流電壓端子；交流電壓端子；連接所述直流電壓端子和交流電壓端子的開(kāi)關(guān)元件；在所述開(kāi)關(guān)元件上反向并聯(lián)的整流元件；生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自所述信號(hào)生成部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和連接在所述驅(qū)動(dòng)電路之間的通信電路，所述驅(qū)動(dòng)電路從輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間，比從輸入截止信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件截止為止的延遲時(shí)間長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由光纖連接所述信號(hào)生成部和驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行光傳遞。
3.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有多個(gè)直流電壓端子；交流電壓端子；連接所述直流電壓端子和交流電壓端子的開(kāi)關(guān)元件；在所述開(kāi)關(guān)元件上反向并聯(lián)的整流元件；生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自所述信號(hào)生成部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和連接在所述驅(qū)動(dòng)電路之間、傳遞互相動(dòng)作的狀態(tài)的通信電路，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路具有控制電路，其在一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作，從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作被禁止為止的延遲時(shí)間，比從在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入截止信號(hào)開(kāi)始到許可另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路具備檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)元件的動(dòng)作狀態(tài)，判斷導(dǎo)通、截止的電路；和在一方的判斷電路已檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，禁止另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通的控制電路，從所述一方的判斷電路檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通開(kāi)始，到禁止所述另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間，比從在所述另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路上的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
6.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由光纖連接所述信號(hào)生成部和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行光傳遞。
7.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備串聯(lián)連接的第1和第2直流電壓源；所述直流電壓源的兩端的端子以及中間端子的3個(gè)端子；第1開(kāi)關(guān)電路和第2開(kāi)關(guān)電路，其在每一相至少采用4個(gè)由開(kāi)關(guān)元件和反向并聯(lián)在所述開(kāi)關(guān)元件上的整流元件而構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，并將其串聯(lián)連接；第1電路，其將所述第1和第2開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓源的兩端的端子上，并且將所述第1和第2開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)作為所述交流輸出端子；反向串聯(lián)連接的第3開(kāi)關(guān)電路和第4開(kāi)關(guān)電路；第2電路，其將所述第3和第4開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓的中間端子和所述交流輸出端子上；生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自所述信號(hào)生成部的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和連接所述驅(qū)動(dòng)電路之間的通信電路，所述驅(qū)動(dòng)電路從輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間，比從輸入截止信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件截止為止的延遲時(shí)間更長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入截止信號(hào)開(kāi)始到許可另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路，具有檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)元件的動(dòng)作狀態(tài)，判斷導(dǎo)通、截止的電路；和在一方的判斷電路已檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，禁止另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通的控制電路，從所述一方的判斷電路檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通開(kāi)始到禁止所述另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間，比從在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路上的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
10.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由光纖連接所述信號(hào)生成部和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行光傳遞。
11.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備串聯(lián)連接的第1和第2直流電壓源；所述直流電壓源的兩端的端子以及中間端子的3個(gè)端子；第1開(kāi)關(guān)電路和第2開(kāi)關(guān)電路，其在每一相至少采用4個(gè)由開(kāi)關(guān)元件和反向并聯(lián)在所述開(kāi)關(guān)元件上的整流元件而構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，并將其串聯(lián)連接；第1電路，其將所述第1和第2開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓源的兩端的端子上，并且將所述第1和第2開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)作為交流輸出端子；反向串聯(lián)連接的第3開(kāi)關(guān)電路和第4開(kāi)關(guān)電路；第2電路，其將所述第3和第4開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓的中間端子和所述交流輸出端子上，還備有信號(hào)生成部，其生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，其由來(lái)自所述信號(hào)生成部的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件；和通信電路，其連接所述驅(qū)動(dòng)電路之間，傳遞互相的動(dòng)作狀態(tài)，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路具有控制電路，該控制電路在一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作，從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
12.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由光纖連接所述信號(hào)生成部和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行光傳遞。
13.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路，具有檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)元件的動(dòng)作狀態(tài)，判斷導(dǎo)通、截止的電路；和在一方的判斷電路已檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，禁止另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通的控制電路，從所述一方的判斷電路檢測(cè)一方的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通開(kāi)始到禁止所述另一方的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間，比從在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路上的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
14.一種電能轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有串聯(lián)連接的第1和第2直流電壓源；所述直流電壓源兩端的端子以及中間端子的3個(gè)端子；第1開(kāi)關(guān)電路和第2開(kāi)關(guān)電路，其在每一相至少采用4個(gè)由開(kāi)關(guān)元件和反向并聯(lián)在所述開(kāi)關(guān)元件上的整流元件構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，并將其串聯(lián)連接；第1電路，其將所述第1和第2開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓源的兩端的端子上，并且將所述第1和第2開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)作為交流輸出端子；反向串聯(lián)連接的第3開(kāi)關(guān)電路和第4開(kāi)關(guān)電路；第2電路，其將所述第3和第4開(kāi)關(guān)電路連接在所述直流電壓的中間端子和所述交流輸出端子上；信號(hào)生成部，其生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，其由來(lái)自所述信號(hào)生成部的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件；連接所述第1開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路和所述第3開(kāi)關(guān)元件的通信布線；連接所述第2開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路和所述第4開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的通信布線；和連接所述第2開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路和所述第3開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路的通信布線；所述第1驅(qū)動(dòng)電路具有在所述第3驅(qū)動(dòng)電路和所述第4驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)時(shí)禁止動(dòng)作的控制電路；所述第4驅(qū)動(dòng)電路具有在所述第1驅(qū)動(dòng)電路以及所述第2驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)時(shí)禁止動(dòng)作的控制電路；從在第3驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止第1驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比從在第1驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在第1驅(qū)動(dòng)電路上的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短；從在第2驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止第4驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比從在第4驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在第4驅(qū)動(dòng)電路上的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的電能裝置裝置，其特征在于，由光纖連接所述信號(hào)生成部和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行光傳遞。
16.一種車(chē)輛系統(tǒng)，其具備電源；電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)換從電源供給的電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換裝置；和控制所述電能轉(zhuǎn)換裝置的控制部，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換裝置具有多個(gè)直流電壓端子；交流電壓端子；連接所述直流電壓端子和交流電壓端子的開(kāi)關(guān)元件；與所述開(kāi)關(guān)元件反向并聯(lián)的整流元件；生成驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自所述信號(hào)生成部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和連接所述驅(qū)動(dòng)電路之間的通信電路，所述驅(qū)動(dòng)電路，從輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間比從輸入截止信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件截止為止的延遲時(shí)間長(zhǎng)。
17.一種車(chē)輛系統(tǒng)，其具備電源；電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)換從電源供給的電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換裝置；和控制所述電能轉(zhuǎn)換裝置的控制部，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換裝置具有多個(gè)直流電壓端子；交流電壓端子；連接所述直流電壓端子和交流電壓端子的開(kāi)關(guān)元件；與所述開(kāi)關(guān)元件反向并聯(lián)的整流元件；生成驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部；由來(lái)自所述信號(hào)生成部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路；和連接所述驅(qū)動(dòng)電路之間，傳遞互相的動(dòng)作狀態(tài)的通信電路，由所述通信電路連接的成對(duì)的驅(qū)動(dòng)電路具有在一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路動(dòng)作的控制電路；從在所述一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到禁止另一方的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作為止的延遲時(shí)間，比在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到連接在另一方的驅(qū)動(dòng)電路中的IGBT進(jìn)行動(dòng)作為止的延遲時(shí)間短。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠確切避免橋臂短路的可靠性高的電能轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明的電能轉(zhuǎn)換裝置具有連接直流電壓端子和交流電壓端子的開(kāi)關(guān)元件、生成驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的信號(hào)生成部、由來(lái)自上述信號(hào)生成部的信號(hào)驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路和連接上述驅(qū)動(dòng)電路間的通信電路，上述驅(qū)動(dòng)電路從輸入導(dǎo)通信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通為止的延遲時(shí)間比從輸入截止信號(hào)開(kāi)始到開(kāi)關(guān)元件截止為止的延遲時(shí)間長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H02M7/00GK1725622SQ20051006293
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者河野恭彥, 豐田瑛一, 野原干也, 小西出政臣, 長(zhǎng)洲正浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所