[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如对电动机进行驱动控制的电力变换装置。

背景技术

电力变换装置使MOSFET、IGBT等开关元件进行开关动作来进行电力变换。此时，伴随开关元件的开关动作，产生开关损失。当产生开关损失时，开关元件的温度（以下称为“元件温度”）上升。因此，为了抑制元件温度的上升，冷却装置是必不可少的。

冷却装置通常是具备用于冷却元件的发热的散热片的结构，但是也存在许多为了进一步提高冷却能力而使用了利用内置的制冷剂的沸腾现象的沸腾冷却方式的冷却装置。

在利用沸腾冷却方式的冷却装置（以下称为“沸腾冷却装置”）中，在散热片内部填充有制冷剂，经由冷凝器用冷却风对通过元件的发热而沸腾、汽化了的制冷剂进行冷却，由此冷却元件。像这样，沸腾冷却装置由于是利用制冷剂的方式，所以是冷却能力强的冷却装置。

另一方面，已知沸腾冷却方式存在如下性质：在元件的发热低的区域中，沸腾不稳定，工作变得不稳定（例如，参考下述非专利文献1）。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：传热工学 日本机械学会 丸善出版 2005年3月 P. 128~130。

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在沸腾冷却方式中，具有如下性质：在沸腾不稳定的区域中，沸腾现象不稳定，工作变得不稳定。因此，在以往的沸腾冷却装置中，存在如下课题：在沸腾不稳定区域中使工作继续的情况下，元件可能陷入过度的温度上升。

此外，在利用沸腾冷却方式的以往的电力变换装置中，虽然有根据制冷剂的能力来变更用于控制电力变换装置的结构元件的开关频率的概念，但是均停留于以不超过制冷剂的冷却能力的方式控制开关频率的概念或技术思想，在申请人调查的范围内未找到提及沸腾不稳定区域的文献。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种积极地进行不使沸腾冷却装置的工作点转移至沸腾不稳定区域的控制的电力变换装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题并达到目的，本发明提供一种电力变换装置，构成为通过开关元件的开关动作，将输入的直流电或交流电变换为希望的交流电并输出，使用对内置的制冷剂的沸腾现象进行利用的沸腾冷却装置来进行所述开关元件的冷却，其特征在于，具备：控制部，生成能够使所述制冷剂的沸腾稳定的栅极指令来控制所述开关元件，所述控制部具备：调制模式选择部，基于所述开关元件的温度估计值即元件温度估计值，判定所述冷却装置的稳定度，基于该判定结果决定并选择对所述开关元件进行控制的调制模式；以及栅极指令生成部，基于所述调制模式选择部选择的调制模式，生成所述栅极指令。

发明效果

根据本发明，起到能够提供能可靠地抑制沸腾冷却装置的工作点进入到沸腾不稳定区域中的电力变换装置的效果。

附图说明

图1是表示适合在本发明实施方式1的电力变换装置中使用的冷却装置的一个结构例的概观图。

图2是表示利用沸腾冷却方式的冷却装置中的开关损失–元件温度特性的一个例子的图。

图3是表示本发明实施方式1的电力变换装置的功能的框图。

图4是表示运转指令生成部的详细结构的图。

图5是表示转矩指令生成部的详细结构的图。

图6是表示电压指令生成部的详细结构的图。

图7是表示调制模式选择部的详细结构的图。

图8是表示栅极（gate）指令生成部的详细结构的图。

图9是用于说明调制模式信号的生成处理的流程图。

图10是作为体现动力运行转矩指令模式生成部的图表而在图5中示出的动力运行转矩指令模式的放大图。

图11是作为体现制动转矩指令模式生成部的图表而在图5中示出的制动转矩指令模式的放大图。

图12是表示在进行调制模式切换控制的情况下一部分转矩模式中的损失进入到沸腾不稳定区域中的情况的一个例子的图。

图13是表示进行控制以使在进行调制模式切换控制的情况下全部转矩模式中的损失不进入到沸腾不稳定区域中的情况的一个例子的图。

图14是表示在进行调制模式切换控制的情况下一部分转矩模式中的损失进入到冷却装置性能超过区域中的情况下的一个例子的图。

图15是表示进行控制以使在进行调制模式切换控制的情况下全部转矩模式中的损失不进入到冷却装置性能超过区域中的情况的一个例子的图。

图16是表示本发明实施方式2的电力变换装置的功能的框图。