[发明专利]功率变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率变换器，该功率变换器配备有开关电路和并联连接至开关电路的平滑电容器，该开关电路包括串联连接的多个开关元件。

背景技术

典型的功率变换器包括开关电路和并联连接至开关电路的平滑电容器，该开关电路包括串联连接的多个开关元件。第一专利文献中公开了这种功率变换器的示例，而第二专利文献中公开了作为电机控制设备的这种功率变换器的另一示例。

第一专利文献中公开的功率变换器包括功率变换电路、平滑电容器和控制器。功率变换电路被配置成使得各自包括串联连接的两个开关元件的三个臂彼此并联连接。功率变换电路和平滑电容器连接在直流（DC）电源的正极端子与负极端子之间。

对于功率变换，控制器在预设定时接通或断开功率变换电路的开关元件以将从DC电源输出的DC功率变换成三相交流（AC）功率，从而将三相AC功率供应给电机。

另一方面，为了使平滑电容器放电，控制器同时接通臂的两个开关元件以使存储在平滑电容器中的电荷放电。这防止了由于存储在平滑电容器中的电荷导致的电击。

第二专利文献中公开的电机控制设备设置有变换器、低压侧电容器、高压侧电容器、和MG_ECU（电机/发电机电控单元）。变换器具有串联连接的两个晶体管。两个串联连接的晶体管的低压侧电容器和低压侧晶体管连接在电池的正极端子与负极端子之间。两个串联连接的晶体管和高压侧电容器连接在逆变器的输入端子之间。

对于功率变换，MG_ECU在预设定时接通或断开变换器的两个晶体管以将从电池输出的具有低电压的DC功率变换成具有高电压的DC功率，从而将该DC功率供应给逆变器。

另一方面，为了使高压侧电容器放电，MG_ECU接通变换器的两个晶体管的低压侧晶体管并断开高压侧晶体管，从而使存储在低压侧电容器中的电荷放电。之后，MG_ECU接通低压侧晶体管并接通高压侧晶体管，从而使存储在高压侧电容器中的电荷放电。这使低压侧电容器充电。之后，重复这些操作，以便使存储在高压侧电容器中的电荷放电。就是说，交替地接通低压侧晶体管和高压侧晶体管使存储在高压侧电容器中的电荷放电。这防止了由于存储在高压侧电容器中的电荷产生的电击。

以上讨论的技术

专利文献

第一专利文献：日本专利公开2009-232620

第二专利文献：日本专利公开2008-306795

发明内容

本发明要解决的问题

需要驱动器和电源电路来驱动诸如晶体管的开关元件。如果单独提供一套用于驱动开关元件以变换功率的驱动器和电源电路以及一套用于使平滑电容器或高压侧电容器放电的驱动器和电源电路，则这可能使平滑电容器或高压侧电容器在功率变换操作期间放电。

鉴于以上情况，本发明的目的是提供一种具有使平滑电容器放电的功能的功率变换器，该功率变换器被设计成防止平滑电容器在功率变换操作期间被放电。

用于解决该问题的手段

因此，作为为解决该问题而进行的反复试验过程的结果，本发明人提出了如下思想：基于功率变换电源电路的输出电压来驱动开关元件使得平滑电容器在功率变换操作期间的放电能够被防止；从而，本发明人完成了本发明。

具体地，根据权利要求1的功率变换器包括：开关电路，所述开关电路包括串联连接的多个开关元件；平滑电容器，所述平滑电容器并联连接至所述开关电路；功率变换驱动器，所述功率变换驱动器驱动所述多个开关元件用于功率变换；功率变换电源电路，所述功率变换电源电路向所述功率变换驱动器输出用于驱动所述多个开关元件的电压；放电驱动器，所述放电驱动器驱动所述多个开关元件用于使存储在所述平滑电容器中的电荷放电；以及放电电源电路，所述放电电源电路向所述放电驱动器供应用于驱动所述多个开关元件的电压。所述放电驱动器基于从所述功率变换电源电路输出的电压来驱动所述多个开关元件，以使存储在所述平滑电容器中的电荷放电。

在以上阐述的配置下，基于从功率变换电源电路供给的电压来驱动开关电路，以进行功率变换。为此，可以基于功率变换电源电路的输出电压来确定开关电路是否准备进行功率变换。因此，基于功率变换电源电路的输出电压使平滑电容器放电可以防止平滑电容器在功率变换操作期间的放电。