[发明专利]功率转换装置

说明书

本发明涉及一种从直流电源接收供电的功率转换装置，在臂部发生故障时备用的冗余臂对其进行补偿并继续进行功率转换动作的装置中，由于复杂且较长的布线而发生使布线复杂化、大型化、开关损耗的增加，并且因此导致的功率损耗和发热的问题。本发明的功率转换装置由于具备通过将1加到绕组的相数后得到的数量的臂部，并且多个臂部对于特定的相兼具冗余臂的功能，并且通过断开检测到异常的臂部并切换继电器来继续功率转换动作，因此不需要设置特定复杂且需要较长布线的冗余臂。

技术领域

本申请涉及功率转换装置。

背景技术

使用开关元件将直流电流转换为交流电流，还相反地将交流电流转换为直流电流的功率转换装置。该功率变换装置也称为逆变器，将从直流电源的正极侧向负载提供电流的正极侧开关电路称为上侧桥臂，将从负载向直流电源的负极侧引入电流的负极侧开关电路称为下侧桥臂。另外，将上侧桥臂和下侧桥臂串联连接而成的桥臂称为臂部。

作为功率转换装置的用途，例如能例举多相交流电动机的控制。存在一种方法，在上述的各个臂部中发生了异常时，为了继续控制多相交流电动机，通过准备备用的冗余臂来保持功率转换装置的功能。

设置与多相逆变器的各相臂部相对应的冗余臂，当在多相逆变器的臂部发生故障时，用冗余臂代替。由此，在专利文献1中公开了一种作为电动机控制装置的功率转换装置，该功率转换装置不将多相逆变器的指令值从正常时变更而继续进行电动机的驱动控制。

然而，在专利文献1公开的技术中，由于一个冗余臂对应于所有的各相臂部，所以从电动机的线圈绕组端子到冗余臂的布线交叉，布线变得复杂。与此同时，由于冗余臂到各相臂部的连接目标错误，有可能连接到非故障相的臂部。

此外，当电源具有高电压时，由于需要确保绝缘距离，所以从电动机的线圈绕组端子到冗余臂的布线所需的空间变大，并且作为电动机控制装置的功率转换装置的小型化变得困难。另外，还可能发生从冗余臂到电动机的各线圈绕组的布线阻抗变大，作为电动机控制装置的功率转换装置的发热、辐射噪声增加、电动机的线圈绕组间电流的干扰。

特别是在用于驱动上侧桥臂和下侧桥臂的栅极驱动电路中，栅极驱动信号的连接目标必须从有异常的臂部切换到冗余臂。为了实现这一点，需要将所有相位的臂部的栅极驱动信号布线走线到冗余臂上。因此，布线变得复杂，并且各个布线的长度也不同。即由于到各相的正常的臂部的栅极驱动布线的长度与到冗余臂的栅极驱动布线的长度不同，所以会发生冗余臂的栅极上升时间和下降时间变长，并且由于伴随冗余臂的开关而产生的损耗会导致效率降低和发热变大的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5569626号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

本申请涉及一种用于从直流电源接收供电的功率转换装置，其目的在于，在臂部发生了故障时备用的冗余臂对其进行补偿并继续进行功率转换动作的装置中，抑制发生如下的问题：由于复杂且较长的布线而使功率转换装置的布线复杂化、大型化、开关损耗的增加，并且因此导致的功率损耗和发热。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所涉及的功率转换装置包括：

具有各相的连接端子的旋转电机的多相绕组；

N+1个臂部，该N+1个臂部具有连接到直流电源的正极侧的正极侧开关元件、连接到直流电源的负极侧的负极侧开关元件、以及串联连接正极侧开关元件和负极侧开关元件并设置有外部连接点的第一布线，并且通过将1加到绕组的相数N上后得到N+1；

2N个继电器，该2N个继电器在对N+1个臂部按顺序进行编号的情况下，在相邻的编号的两个臂部的外部连接点之间分别设置两个继电器；

第二布线，该第二布线分别通过两个继电器串联连接在相邻的编号的两个臂部的外部连接点之间；