[發(fā)明專利]馬達(dá)控制裝置以及空調(diào)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310056029.7
• 申請(qǐng)日: 2013-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103715971B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 月井浩二;船山裕治;田村正博;田村建司;右之子知恵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立空調(diào)·家用電器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 孫蕾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用逆變器電路進(jìn)行馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制的馬達(dá)控制裝置以及空調(diào)機(jī)。

背景技術(shù)

在作為負(fù)荷搭載了馬達(dá)的電車、汽車以及空調(diào)機(jī)等設(shè)備中，根據(jù)近年來(lái)的地球環(huán)境保護(hù)的請(qǐng)求，強(qiáng)烈要求節(jié)省資源、節(jié)能。為了滿足這樣的要求，提出了改善將直流電力變換為三相交流電力的三相逆變器電路（還簡(jiǎn)稱為逆變器電路）的損失的各種技術(shù)。

在逆變器電路內(nèi)的6個(gè)開(kāi)關(guān)元件（還簡(jiǎn)稱為元件）中，一般使用IGBT（Insulated-Gate-Bipolar-Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）。但是，為了改善逆變器電路的穩(wěn)定期間動(dòng)作時(shí)的穩(wěn)定損失，提出了在上下臂中的單側(cè)臂的3個(gè)元件中不使用IGBT而使用穩(wěn)定損失小的MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）的技術(shù)。

作為穩(wěn)定損失小的MOSFET，有超級(jí)結(jié)MOSFET（以下稱為SJ-MOS）。該SJ-MOS具有在該SJ-MOS的寄生二極管中發(fā)生的反向恢復(fù)電流大這樣的特性。其比通常在IGBT中逆并聯(lián)連接的續(xù)流二極管中使用的FRD（Fast-Recovery-Diode，快速恢復(fù)二極管）的反向恢復(fù)電流也大。通常，在下臂側(cè)開(kāi)關(guān)元件的續(xù)流二極管是續(xù)流模式中，上臂側(cè)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而與此前續(xù)流二極管的正向相逆地偏置電壓。因此，在續(xù)流二極管中發(fā)生反向恢復(fù)電流，在上下臂中發(fā)生短路電流。

例如，在逆變器電路的上臂側(cè)配置了IGBT、在下臂側(cè)配置了特性與IGBT不同的元件（例如SJ-MOS）時(shí)，在下臂側(cè)的寄生二極管是續(xù)流模式中上臂的IGBT開(kāi)關(guān)了的情況下，在上下臂中流過(guò)大的短路電流。其起因于在SJ-MOS的寄生二極管中發(fā)生的反向恢復(fù)電流大這樣的特性。

因此，作為抑制反向恢復(fù)電流的技術(shù)，提出了例如如專利文獻(xiàn)1所示，在逆變器電路內(nèi)的上下臂的元件內(nèi)，在某一方中配置MOSFET，在MOSFET的寄生二極管中流過(guò)了續(xù)流電流時(shí)，在成對(duì)的另一方的元件成為導(dǎo)通（ON）之前，對(duì)續(xù)流二極管施加比驅(qū)動(dòng)MOSFET的電壓低的逆電壓，來(lái)抑制反向恢復(fù)電流這樣的逆電壓施加電路所相關(guān)的技術(shù)。

【專利文獻(xiàn)1】日本專利第4300209號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

但是，在專利文獻(xiàn)1中，為了實(shí)現(xiàn)逆電壓施加電路，有半導(dǎo)體元件、電容器以及電阻器等電路部件的件數(shù)變多、并且用于使逆電壓施加電路動(dòng)作的控制變得復(fù)雜這樣的問(wèn)題。

本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種馬達(dá)控制裝置以及空調(diào)機(jī)，在逆變器電路的上臂和下臂中配設(shè)了特性不同的開(kāi)關(guān)元件時(shí)，能夠以不導(dǎo)致電路部件件數(shù)增加、電路動(dòng)作控制復(fù)雜化的方式，抑制在單側(cè)臂元件的開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)生的反向恢復(fù)電流。

為了解決上述課題，本發(fā)明具備通過(guò)交流電力旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)、和將直流電力變換為交流電力并通過(guò)該變換的交流電力進(jìn)行馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制的逆變器電路，逆變器電路具有3對(duì)與供給直流電力的正負(fù)的母線間的上臂以及下臂連接且上下成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件，該3對(duì)開(kāi)關(guān)元件間與馬達(dá)的動(dòng)力線連接，成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件具有相互不同的特性，并且一方的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)速度被設(shè)定為比另一方的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)速度慢。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種馬達(dá)控制裝置以及空調(diào)機(jī)，在逆變器電路的上臂和下臂中配設(shè)了特性不同的開(kāi)關(guān)元件時(shí)，能夠以不會(huì)導(dǎo)致電路部件件數(shù)增加、電路動(dòng)作控制的復(fù)雜化的方式，抑制在單側(cè)臂元件的開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)生的反向恢復(fù)電流。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的馬達(dá)控制裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖2是示出第一實(shí)施方式的馬達(dá)控制裝置的馬達(dá)控制部的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖3是示出作為第一實(shí)施方式的馬達(dá)控制裝置的第一以及第二開(kāi)關(guān)元件的IGBT以及MOSFET的柵極電路的結(jié)構(gòu)的圖。

圖4是在縱軸中示出集電極電流Ic、在橫軸中示出時(shí)間t，針對(duì)上臂元件的導(dǎo)通時(shí)的柵極電阻值的每個(gè)大小示出在下臂元件是續(xù)流模式時(shí)上臂元件成為導(dǎo)通時(shí)的集電極電流Ic的圖。

圖5是在縱軸中示出集電極電流Ic、在橫軸中示出時(shí)間t，針對(duì)下臂元件的柵極電阻值的每個(gè)大小示出在下臂元件是續(xù)流模式時(shí)上臂元件成為導(dǎo)通時(shí)的集電極電流Ic的圖。

圖6是在縱軸中示出集電極電流Ic、在橫軸中示出時(shí)間t，根據(jù)時(shí)間常數(shù)之比示出在下臂元件是續(xù)流模式時(shí)上臂元件成為導(dǎo)通時(shí)的集電極電流Ic、和上臂元件的集電極-發(fā)射極間電壓的波形的圖。