[发明专利]短路故障检测装置和电力变换装置

说明书

本发明提供一种短路故障检测装置和电力变换装置，该短路故障检测装置包括在电力变换装置中，该电力变换装置经由包括第一半导体开关元件的第一臂和包括第二半导体开关元件的第二臂向负载供给电力。短路故障检测装置具有罗哥夫斯基线圈和检测电路，该检测电路基于从罗哥夫斯基线圈得到的检测信号，检测第一臂、第二臂以及负载中的任一者的短路故障。在第一电流路和第二电流路双方插入有罗哥夫斯基线圈，第一电流路供流过第一臂且流过负载的第一电流通过，第二电流路供流过第二臂且流过负载的第二电流通过。

技术领域

本公开涉及一种短路故障检测装置和电力变换装置。

背景技术

在驱动马达等负载的电力变换装置中，有时电力变换装置中所包括的半导体开关元件中会流通过大的电流。当这种过大的电流长时间地流通时，半导体开关元件有可能会损坏。因此，电力变换装置具有短路故障检测装置，该短路故障检测装置用于探测流过半导体开关元件的过大电流并使电力变换装置停止。

在这种短路故障检测装置中，为了检测流过半导体开关元件的电流而利用分流电阻、CT(Current Transformer；变流器)、或罗哥夫斯基线圈等。在这些部件中，罗哥夫斯基线圈不具有芯。因此，具有以下优点：能够使短路故障检测装置小型化，另外，能够测定大电流。

专利文献1所公开的技术涉及一种经由多个臂向负载供给电力的电力变换装置。电力变换装置具备分别包括了半导体开关元件的多个臂、多个罗哥夫斯基线圈以及多个检测电路。一个检测电路和一个罗哥夫斯基线圈与一个臂对应。检测电路基于对应的罗哥夫斯基线圈的输出电压，来检测对应的臂等的短路故障。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-216540号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的专利文献1所公开的技术中，分别对多个臂中的每一个臂设置了罗哥夫斯基线圈和检测电路，因此存在增加成本且导致电力变换装置的大型化的问题。另外，存在具备SiC等的高速的半导体开关元件的电力变换装置。在这种电力变换装置中，负载短路故障时的短路电流的时间梯度di/dt的数量级为μs程度。与此相对地，臂短路故障时的短路电流的时间梯度di/dt的数量级为ns程度。在这两种情况下，最适合负载短路和臂短路故障的探测的罗哥夫斯基线圈的匝数大不相同。因此，需要兼顾负载短路故障和臂短路故障各自的探测的设计，这会存在导致罗哥夫斯基线圈的大型化、以及检测电路的大型化和复杂化的问题。

本公开是鉴于以上所说明的问题而完成的，目的在于提供一种避免电力变换装置的大型化和复杂化并检测电力变换装置中的短路故障的技术方案。

用于解决问题的方案

一个方式中的短路故障检测装置是包括在电力变换装置中的短路故障检测装置，所述电力变换装置经由包括第一半导体开关元件的第一臂和包括第二半导体开关元件的第二臂向负载供给电力，所述短路故障检测装置具有：罗哥夫斯基线圈；以及检测电路，其基于从所述罗哥夫斯基线圈得到的检测信号，检测所述第一臂、所述第二臂以及所述负载中的任一者的短路故障，其中，在第一电流路和第二电流路双方插入有所述罗哥夫斯基线圈，所述第一电流路供流过所述第一臂且流过所述负载的第一电流通过，所述第二电流路供流过所述第二臂且流过所述负载的第二电流通过。

其他方式中的电力变换装置是向负载供给电力的电力变换装置，其具有：第一臂，其包括第一半导体开关元件；第二臂，其包括第二半导体开关元件；第一电流路，其供流过所述第一臂且流过所述负载的第一电流通过；第二电流路，其供流过所述第二臂且流过所述负载的第二电流通过；以及短路故障检测装置，其中，所述短路故障检测装置具备：罗哥夫斯基线圈，其被插入到所述第一电流路和所述第二电流路双方；检测电路，其基于从所述罗哥夫斯基线圈得到的检测信号，检测所述第一臂、所述第二臂以及所述负载中的任一者的短路故障。

发明的效果