[发明专利]电力变换装置以及电力变换装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电力变换为交流电力的电力变换装置，特别涉及可变速马达驱动装置、与系统连接的电力变换装置。

背景技术

在电力变换装置中，串联地连接2个将开关元件和环流二极管并联连接而得到的半导体器件群，并对其两端施加直流电压，并在半导体器件群彼此的连接点设置了输出端子的结构较多。在这样的电力变换装置中，如果上分路的开关元件接通，则将正的直流电压输出到输出端子，如果下分路的开关元件接通，则将负的直流电压输出到输出端子，所以以使该开关周期的输出电压平均值等于电压指令的方式，控制开关元件的接通/断开。理想地，1个开关周期的平均电压等于电压指令。如果在开关元件中使用IGBT，则根据电流的方向，在开关元件或者环流二极管的某一个中流过电流。在这样的电力变换装置中，由于在开关元件中发生电压下降（接通电压），所以输出电压未成为依照指令值的电压。如下的技术记载于专利文献1，为了补偿该电压下降，在上下各分路中分别设置电流传感器，判别在各分路中流过的电流是开关元件中流过的电流还是环流二极管中流过的电流，并补偿各自的电压下降，从而得到依照指令值的输出电压。

另一方面，有如下的电力变换装置，进行同步整流，其中通过在开关元件中使用MOSFET并使用开关元件和环流二极管的分流来降低损失（例如，专利文献2）。

【专利文献1】国际公开WO02/084855号公报

【专利文献2】日本特开2008－61403号公报

发明内容

在专利文献2所述那样的使用了同步整流的电力变换装置中，有时向开关元件和环流二极管进行分流而流过电流，所以无法如专利文献1那样，通过判别电流流过开关元件还是流过环流二极管来补偿电压下降。

因此，本发明的目的在于，提供一种电力变换装置，在向多个半导体元件进行分流而流过电流的电力变换装置中，能够补偿半导体元件中的电压下降，得到高精度的输出电压。

本发明提供一种电力变换装置，被构成为在串联连接了2个将开关元件和开关元件以外的半导体元件并联连接而得到的半导体器件群的支路中，半导体器件群被串联连接的连接点成为交流输出端子，支路的两端成为直流端子，在半导体器件群内的元件之间，在该半导体器件群中流过的电流中产生分流，其特征在于，具备：电流传感器，检测半导体器件群中流过的电流；电压指令制作部，计算所输出的电压指令值；电压下降计算部，使用由电流传感器检测出的电流值和包括半导体器件群的分流特性的电压下降特性，计算半导体器件群的电压下降；以及开关控制部，使用由该电压下降计算部计算出的电压下降，校正由电压指令制作部制作的电压指令值，控制开关元件的接通/断开。

在向多个半导体元件分流而流过电流的电力变换装置中，在电压指令与输出电压之间产生的起因于半导体器件的电压下降的误差电压被校正，得到高精度的输出电压。

附图说明

图1是示出应用了本发明的实施方式1的电力变换装置的电力装置的结构的一个例子的电路图。

图2是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的主电路（支路）的电路图。

图3是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的控制部的框图。

图4是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的动作的时序图。

图5是说明本发明的实施方式1的V_on的计算期间和使用该V_on的值来校正电压指令值的校正期间的变形的图。

图6是说明本发明的实施方式1的电力变换装置的各状态下的动作的图。

图7是示出包括本发明的实施方式1的半导体器件群的分流特性的电压下降特性的图。

图8是说明本发明的实施方式2的电力变换装置的动作的时序图。

图9是示出包括本发明的实施方式2的半导体器件群的失效时间期间中的分流特性的电压下降特性的一个例子的图。

图10是示出本发明的实施方式3的电力变换装置的主电路（支路）的电路图。

图11是示出本发明的实施方式3的控制部的框图。

图12是示出本发明的实施方式4的电力变换装置的主电路（支路）的电路图。

图13是示出包括本发明的实施方式4的半导体器件群的分流特性的电压下降特性的一个例子的图。

图14是示出本发明的实施方式4的另一电力变换装置的主电路（支路）的电路图。

图15是示出本发明的实施方式5的电力变换装置的主电路（支路）的电路图。

图16是示出包括本发明的实施方式5的半导体器件群的分流特性的电压下降特性的一个例子的图。