[发明专利]电力变换器以及马达系统

说明书

本发明公开电力变换器以及马达系统。本说明书提供用少的部件降低开关误差的电力变换器。本说明书公开的电力变换器具备：第1、第2开关元件，分别并联地连接；二极管，与各个开关元件的正极端连接；第1、第2电流传感器；电抗器；以及控制器，使第1、第2开关元件交替地导通。电抗器的一端与第1开关元件和第1二极管的串联电路的中点(第1中点)以及第2开关元件和第2二极管的串联电路的中点(第2中点)连接。第1电流传感器测量在电抗器与第1中点之间流过的电流。第2电流传感器测量在电抗器与第2中点之间流过的电流。第1(第2)电流传感器具备被插通电抗器与第1(第2)中点之间的第1(第2)导体的第1(第2)集磁环芯。

技术领域

本说明书公开的技术涉及电力变换器和利用该电力变换器的马达系统。

背景技术

在专利文献1中公开了具有并联地连接的开关元件的电力变换器。该电力变换器具备2个开关元件、2个二极管、主电抗器、以及2个副电抗器。第1开关元件和第1二极管串联地连接，第2开关元件和第2二极管也串联地连接。2组串联电路并联地连接。主电抗器与各个串联电路的中点连接。在主电抗器与一方的中点(第1开关元件侧的中点)之间连接有第1副电抗器，在主电抗器与另一方的中点(第2开关元件侧的中点)之间连接有第2副电抗器。电力变换器的控制器使2个开关元件交替地导通断开。在各个开关元件从断开切换为导通时，通过2个副电抗器的感应电压，抑制开关损耗。另外，在专利文献2中，也公开了使用多个电抗器抑制开关损耗的技术。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-186768号公报

专利文献2：日本特开2007-288876号公报

发明内容

一般而言，电力变换器还具备用于测定在主电抗器中流过的电流的电流传感器。电流传感器的1个类型具备包围导体的集磁环芯。电流传感器用集磁环芯聚集起因于在导体中流过的电流而产生的磁通。电流传感器测量在集磁环芯中通过的磁通，根据测量出的磁通得到在导体中流过的电流。另一方面，副电抗器以抑制开关损耗为目的，具有小的电感即可。本申请的发明者注意到副电抗器所要求的特性(电感的大小)和电流传感器的集磁环芯的特性接近，集磁环芯和在其中插通的导体能够兼用作副电抗器。本说明书使用该见解提供用少的部件数实现能够降低开关损耗的电力变换器的技术。

本说明书公开的电力变换器具备第1开关元件、第2开关元件、第1二极管、第2二极管、第1电流传感器、第2电流传感器、电抗器、控制器。第1、第2开关元件并联地连接。控制器使第1开关元件和第2开关元件交替地导通。第1二极管与第1开关元件的正极端连接，第2二极管与第2开关元件的正极端连接。换言之，第1开关元件和第1二极管的串联电路与第2开关元件和第2二极管的串联电路并联地连接。在n型晶体管的情况下，开关元件的正极端与集电极或者漏极相当。

将第1开关元件和第1二极管的串联电路的中点称为第1中点，将第2开关元件和第2二极管的串联电路的中点称为第2中点。电抗器的一端与第1中点和第2中点连接。第1电流传感器测量在电抗器与第1中点之间流过的电流。第2电流传感器测量在电抗器与第2中点之间流过的电流。第1电流传感器具备被插通电抗器与第1中点之间的第1导体的第1集磁环芯。第2电流传感器具备被插通电抗器与第2中点之间的第2导体的第2集磁环芯。第1集磁环芯和第2集磁环芯的各个作为副电抗器发挥功能。在电抗器(主电抗器)中流过的电流能够通过将第1电流传感器和第2电流传感器的测量值进行合计而得到。以往的电力变换器需要3个电子部件(2个副电抗器和1个电流传感器)，但本说明书公开的电力变换器能够用2个电子部件(2个电流传感器)实现相同的功能。即，本说明书公开的电力变换器能够用比以往少的部件件数降低开关损耗。此外，在实施例中说明开关损耗抑制的机理。