[發明專利]電壓平衡電路

有效

• 申請號: 201310424901.9
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103684023B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 柴田真生;鄉司陽一
• 申請（專利權）人: 東芝施耐德變換器公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 謝麗娜,關兆輝

技術領域

本申請以日本專利申請2012-204353(申請日：2012年9月18日)為基礎，享有該申請的優先權。本申請通過引用上述申請而包括該申請的全部內容。

本發明的實施方式涉及電壓平衡電路。

背景技術

例如，逆變器裝置等的電路在通過整流器和主電路電容器將交流電壓變換為直流電壓后，使用半導體開關驅動負載(例如電動機)。電路需要耐受比上述直流電壓高的電壓，因此，將主電路電容器串聯連接在主端子之間使用。

此時，在主電路電容器產生泄漏電流。該主電路電容器的泄漏電流存在著與個體差異、溫度相應的不均衡，隨著時間經過，多個主電路電容器的電壓分擔發生變化，存在著超過主電路電容器的耐壓的危險。因而，一般來說，在各主電路電容器的端子之間連接有平衡電阻。由于這些平衡電阻總是有電流流過，因此僅將交流電壓供給到裝置就會總是產生大量的電力損失。

因此，期望根據所供給的交流電壓使整流后的平滑用主電路電容器的串聯連接個數變化，通過使主電路電容器的串聯連接個數不是2個而是3個以上，能夠使耐壓進一步高耐壓化。

以往，提出有下述方法：晶體管互補連接體與電場電容器串聯體的中點連接，并且電阻串聯體的中點與該晶體管互補連接體的共用基極端子連接，由此實現電壓平衡。

然而，例如在使用4個以上的偶數個電場電容器串聯體時，將相鄰并串聯連接的電場電容器串聯體作為一對，當在該一對之間實現電壓平衡時，難以實現多個對之間的電壓平衡。

發明內容

本發明要解決的課題在于提供一種電壓平衡電路，能夠盡量消除連接了3段以上的主電路電容器的彼此的端子間電壓的不平衡。

實施方式的電壓平衡電路具備下述特征。

具備n段電阻，其在輸出直流電壓的主端子之間、在高壓側的第1基準節點到低壓側的第n+1基準節點之間串聯連接n段。

具備n段主電路電容器，其在主端子之間、在高壓側的第1輸出節點到低壓側的第n+1輸出節點之間串聯連接n(n≥3)段。

具備n-1個電壓穩定化電路，其構成于n段電阻的第k(2≤k≤n)基準節點與n段主電路電容器的第k輸出節點之間，各自具備第1晶體管和第2晶體管，上述第1晶體管和第2晶體管彼此為逆導電型且基準輸入端子和輸出端子分別共用連接，n段電阻的第k基準節點與基準輸入端子連接并且n段主電路電容器的第k輸出節點與輸出端子連接，在基準輸入端子的電壓高于輸出端子的電壓時，從通電源節點通過第1晶體管向輸出端子通電，并且在基準輸入端子的電壓低于輸出端子的電壓時，從輸出端子通過第2晶體管向通電目標節點通電，從而穩定化成使基準輸入端子的電壓與輸出端子的電壓一致。

在此，第k段(2≤k≤n)的電壓穩定化電路從第1晶體管通過第1電阻與作為通電源節點的第k-a輸出節點連接，并且從第2晶體管通過第2電阻與作為通電目標節點的第k+b輸出節點連接。

根據上述結構的電壓平衡電路，能夠盡量消除連接了3段以上的主電路電容器的彼此的端子間電壓的不平衡。

附圖說明

圖1是示出第1實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖。

圖2是在第1實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖。

圖3是在第1實施方式中與泄漏電流對應地在各電阻中流動的電流特性圖。

圖4是示出第2實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖(與圖1相當的圖)。

圖5是在第2實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當的圖)。

圖6是在第2實施方式中與泄漏電流對應地在各電阻中流動的電流特性圖(與圖3相當的圖)。

圖7是示出第3實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖(與圖1相當的圖)。

圖8是在第3實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當的圖)。

圖9是示出第4實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖(與圖1相當的圖)。

圖10是在第4實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當的圖)。

圖11是示出第5實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖(與圖1相當的圖)。

圖12是在第5實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當的圖)。

圖13是示出第6實施方式的逆變器裝置的電氣結構圖(與圖1相當的圖)。

圖14是在第6實施方式中與泄漏電流對應的各主電路電容器的端子電壓特性圖(與圖2相當的圖)。