[发明专利]电力变换装置

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种电力变换装置，包括相对于来自负载的再生电力的保护功能。

2.背景技术

大量电力变换装置，以逆变器装置为代表，被用作驱动诸如马达之类的负载的驱动装置。概括而言，这种装置被配置从而经由诸如IGBT或MOSFET之类的半导体开关元件来开关作为已经整流的商用电源的输入电源电压，由此产生电力，例如三相交流电源，来驱动负载（马达）。

特定地，电力变换装置1，如图3中的主要部分示意性结构所示，包括电力变换装置主体（逆变器装置）2和制动电路3，该电力变换装置主体（逆变器装置）2开关直流电源电压Vin，由此产生驱动负载（马达）M的三相交流电，而该制动电路3，设置为与该电源装换装置主体2并联，对电力变换装置主体2进行过电压保护。图中的附图标记4是电源开关（断路器），附图标记5是对输入交流电压Vac进行整流的整流器电路，附图标记6是对整流器电路5的输出电压进行平滑处理的输入电容器（平滑电容器）。经由输入电容器6获得的直流电源电压Vin被提供至电力变换装置主体2。

此处，制动电路3被安装在，例如，直流电源电压Vin的电源之间，制动电路3由电阻器3a和半导体开关元件（例如，IGBT）3b成的串联电路（半导体开关电路）、以及与电阻器3a并联的浪涌电压吸收二极管3c形成。在半导体开关元件3b导通时，制动电路3形成电力变换装置主体2的电流旁通路径，并通过引起经过电阻器3a的电流因而消耗能量，来起到抑制（减少）施加到电力变换装置主体2上的直流电源电压Vin的作用。

另外，驱动制动电路3的控制电路7包括，例如，对直流电源电压Vin进行降压并检测的DC-DC变换器7a、将DC-DC变换器7a检测到的电压与参考电压进行比较的比较器7b。进一步，控制电路7被配置使得在比较器7b检测到直流电源电压Vin超过预定值（保护电压）时偏置驱动电路7c，且响应于保护信号输出，由该驱动电路7c使制动电路3的半导体开关元件3b导通并驱动该元件。

以此方式，监测直流电源电压Vin，且在直流电源电压Vin成为过电压时通过驱动该制动电路3对电力变换装置主体2进行保护的功能，在例如JP-A-2005-27424中进行了详细介绍。

发明内容

然而，当向由电力变换装置1所驱动的负载（马达）M施加制动力时，在负载M中会产生再生电力。然后，伴随着再生电力的产生，由于再生电流流入电力变换装置1的原因，直流电源电压Vin会升高。一般而言，然而，与该控制电路7的响应特性（操作延迟）相比，由于再生电流而引起的直流电源电压Vin的升高更为尖锐。由于此，难以在制动电路3中抵消由于再生电力引起的直流电源电压Vin的升高。作为此的结果，存在关于不仅电力变换装置主体2，而且输入电容器6等都可能被过电压损坏的担心。

本发明，考虑到此类情况而被设计，目的在于以简单配置来设置电力变换装置，从而可迅速地从负载吸收导致直流电源电压Vin尖锐上升的再生电力，且因此对电力变换装置主体进行过电压保护。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面的一电力变换装置包括电力变换装置主体和制动电路，电源电压输入该电力变换装置主体并且该电力变换装置主体驱动负载，且制动电路保护该电力变换装置主体免于施加在该电力变换装置主体上的过电压的伤害，该制动电路内设置齐纳二极管，当施加于该电力变换装置主体上的电压超过预定值时该齐纳二极管导通，因此抑制施加在该电力变换装置主体上的电压。

特定地，该制动电路包括，例如，半导体开关电路，当该半导体开关电路导通时，形成相对于电力变换装置主体的旁通路径，因此消耗过剩的能量，并且设置齐纳二极管从而当由于来自负载的再生电力而使施加在该电力变换装置主体上的电压超过预定值时，该齐纳二极管变成导通状态，因此驱动该半导体开关电路。另外，与此同时，该齐纳二极管，是导通的，起到将施加在该电力变换装置主体上的电压限制为该齐纳二极管的击穿电压的作用。

顺便提及的是，将稳压二极管安装在，例如，在施加了电源电压的正电极线和半导体开关电路的控制端子之间。进一步，优选地由该齐纳二极管驱动该制动电路，或由监测该电源电压并在该电源电压超过预定值时输出保护信号的控制电路驱动该制动电路。