[发明专利]用于具有电容器的功率变换系统的放电控制设备

说明书

技术领域

本公开涉及用于功率变换系统的放电控制设备，该功率变换系统包括DC（直流）电源、具有与该DC电源电气连接的开关元件的功率变换器、以及电气地插入在其间的电容器。这些功率变换系统可操作为通过打开和闭合开关元件来将DC电源的功率变换成期望功率。更具体地，本公开涉及可操作为使电容器的两个电极短路以将电容器放电的这些放电控制设备。

背景技术

作为上面阐述的这些功率变换系统的示例，在日本专利申请公开2009-232620中公开了以下功率变换系统。为了防止电容器中充有的电荷归于作为与电容器断开的负载的逆变器，功率变换系统进行放电控制以通过驱动器同时接通逆变器的高侧开关和对应的低侧开关元件，以使电容器的两个电极短路。这使电容器放电。为了防止流经电容器的电流过度增大，相比于正常情况下施加给作为系统的开关元件的IGBT的栅极的电压，功率变换系统减小要施加给IGBT的栅极的电压。

引用列表

专利文献

PTL1：专利2009-232620

发明内容

发明人已经发现在日本专利申请公开2009-232620中公开的功率变换系统中存在问题。

当进行放电控制时，开关元件（IGBT）中生成的热量会外部地增加。因为热量取决于流经开关元件的电流的量，所以减小要施加给开关元件的栅极（控制端子）的电压会限制开关元件中生成的热量。

然而，由于以下原因，导致会难以以高准确度控制实际流经开关元件的电流：由于开关元件各自的差异以及其老化变化而导致的开关元件的特性变化；以及由于驱动器的各自差异以及驱动器的老化变化而产生的所施加电压的变化。这会导致难以控制开关元件中的热量。

鉴于上面阐述的情形，本公开的一个方面试图提供用于具有电容器的功率变换系统的放电控制设备；这些放电控制设备被设计成解决在上面阐述的传统功率变换系统中提出的问题。

具体地，本公开的替代方面旨在提供能够在进行放电控制时以高准确度控制开关元件中的热量的新方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于功率变换系统的放电控制设备。所述功率变换系统包括功率变换器，所述功率变换器包括电压受控的高侧开关元件和电压受控的低侧开关元件的串联连接构件。所述电压受控的高侧开关元件和所述电压受控的低侧开关元件中的每个开关元件均具有导通控制端子。所述功率变换器被配置成将直流电源的功率变换成期望功率。所述功率变换系统包括：电容器，所述电容器电气地插入在所述功率变换器与所述直流电源之间；以及打开-闭合构件，所述打开-闭合构件被配置成打开和闭合所述功率变换器与所述直流电源之间的电气路径。所述放电控制设备包括放电控制器，所述放电控制器通过如下方式进行放电控制：确定要施加给所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的每个开关元件的导通控制端子的电压，使得所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的一个开关元件的非饱和区中的电流低于所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的另一个开关元件的非饱和区中的电流；以及在所述打开-闭合构件打开所述电气路径的情况下，对所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的每个开关元件的导通控制端子施加所述电压，以接通所述高侧开关元件和所述低侧开关元件两者。这导致所述电容器的两个电极短路，以使得基于所述放电控制从所述电容器输出放电电流。所述放电控制设备还包括操纵器，所述操纵器基于所述放电电流的值来操纵如何将所述电压施加给所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的所述一个开关元件的导通控制端子，以控制所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的所述一个开关元件中要生成的热量。

结合附图，根据以下描述将进一步理解本公开的各方面的以上和/或其它特征、和/或优点。在合适的情况下，本公开的各方面可以包括和/或不包括不同的特征和/或优点。此外，在合适的情况下，本公开的各方面能够将其它实施例的一个或更多个特征组合。特定实施例的特征和/或优点的描述不应被构建为限制其它实施例或权利要求。

附图说明

参照附图，根据实施例的以下描述，本公开的其它方面将变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的功率变换系统的电路和框图；

图2中的（a）是示意性示出了根据第一实施例的V相和W相开关元件的每个驱动单元的结构的示例的电路图；

图2中的（b）是示意性示出了根据第一实施例的U相绕组的低侧（下臂）开关元件的驱动单元的结构的示例的电路图；