[發(fā)明專利]功率轉(zhuǎn)換裝置以及浪涌電壓抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080066009.2
• 申請(qǐng)日: 2010-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN102835014A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村和哉;寺田啟;高橋和孝;神保茂雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M7/48
• 分類號(hào): H02M7/48;H02M1/34
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率轉(zhuǎn)換裝置以及浪涌電壓抑制方法。

背景技術(shù)

在強(qiáng)制斷開電流時(shí)，會(huì)對(duì)伺服電路或逆變器電路等中的開關(guān)元件施加急劇上升的電壓。因此，由于斷開時(shí)的電力損耗大，而且該損耗在局部集中，所以有可能導(dǎo)致開關(guān)元件自身損壞。特別是，在至開關(guān)元件的DC（Direct?Current：直流）供電的配線較長的情況下，由于配線的感抗增加，因此，斷開時(shí)的浪涌電壓變大。

通常，使用緩沖電容器等的緩沖電路，相對(duì)于該浪涌電壓，對(duì)開關(guān)元件進(jìn)行保護(hù)。緩沖電容器與開關(guān)元件并聯(lián)連接。并且，在開關(guān)元件斷開時(shí)，來自開關(guān)元件的電流對(duì)緩沖電容器充電，從而抑制上述的浪涌電壓。另外，也存在利用與該緩沖電容器串聯(lián)連接電阻，抑制電壓的震蕩的情況。

另外，作為無需使用緩沖電容器，就可以相對(duì)于浪涌電壓對(duì)元件進(jìn)行保護(hù)的現(xiàn)有技術(shù)，例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開了一種技術(shù)，即，在流過超過額定值的過電流（浪涌電流）的情況下，通過使柵極電壓上升，防止由過電流導(dǎo)致的元件損壞。

另外，在下述專利文獻(xiàn)2中，公開了一種技術(shù)，即，通過將在緩沖電路中使用的二極管設(shè)置為寬帶隙型（SiC），使二極管以常溫動(dòng)作時(shí)的20～30倍的電流密度動(dòng)作，從而使導(dǎo)通電阻增大，取代緩沖電路的電阻。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-55200號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國際公開第2006－003936號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，根據(jù)上述現(xiàn)有的使用緩沖電容器而抑制浪涌電壓的技術(shù)，在大容量逆變器的情況下，需要將各晶體管與緩沖電容器進(jìn)行連接，另外，也需要將緩沖電容器大容量化。因此，存在電路大型化、復(fù)雜化的問題。特別是如果試圖對(duì)應(yīng)逆變器輸出短路時(shí)的短路電流，則緩沖電容器的大型化變得顯著。

另外，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，通過使柵極電壓上升，防止由過電流導(dǎo)致的元件損壞。因此，存在不能降低斷開時(shí)（柵極電壓下降時(shí)）的浪涌電壓的問題。

另外，上述專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)，是利用二極管取代緩沖電路的電阻的技術(shù)。因此，存在下述問題，即，沒有給出防止緩沖電容器的大容量化的對(duì)策。

本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是得到使用小型且簡單化的電路，可以抑制浪涌電壓的功率轉(zhuǎn)換裝置以及浪涌電壓抑制方法。

為了解決上述課題并達(dá)到目的，本發(fā)明的特征在于，具有：電壓驅(qū)動(dòng)型的開關(guān)元件，其使用寬帶隙半導(dǎo)體；以及驅(qū)動(dòng)電路，其在所述寬帶隙開關(guān)元件斷開時(shí)，將用于驅(qū)動(dòng)所述寬帶隙開關(guān)元件的電壓，基于電壓軌跡（profile）進(jìn)行控制，該電壓軌跡是以使所述寬帶隙開關(guān)元件在非線性區(qū)域中動(dòng)作的方式確定出的。

發(fā)明的效果

本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置以及浪涌電壓抑制方法，實(shí)現(xiàn)使用小型且簡單化的電路，可以抑制浪涌電壓的效果。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖2是表示實(shí)施方式1的浪涌電壓抑制方法的一個(gè)例子的時(shí)序圖。

圖3是表示開關(guān)元件的漏極-源極間電壓與漏極電流的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。

圖4是表示實(shí)施方式2的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖5是表示實(shí)施方式2的浪涌電壓抑制方法的一個(gè)例子的時(shí)序圖。

圖6是表示實(shí)施方式3的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖7是表示實(shí)施方式3的浪涌電壓抑制方法的一個(gè)例子的時(shí)序圖。

圖8是表示實(shí)施方式4的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖9是表示實(shí)施方式4的浪涌電壓抑制方法的一個(gè)例子的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置以及浪涌電壓抑制方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。

實(shí)施方式1

圖1是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)例的圖。本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置，是具有平滑電容器3和逆變器電路的逆變器裝置。該逆變器電路由控制裝置1控制，將從直流電源2輸入的直流轉(zhuǎn)換為三相交流后，向電動(dòng)機(jī)等負(fù)載20供給。此外，直流電源2例如可以由對(duì)工業(yè)交流電源等交流電源進(jìn)行整流的轉(zhuǎn)換器電路等構(gòu)成。