[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410460826.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN104467400B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高尾和人;四戶孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H02M1/44
• 分類號(hào): H02M1/44
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 戚宏梅,楊謙

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施方式涉及電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

近年來，對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置的高電力密度化(電力密度＝電力轉(zhuǎn)換器的輸出電力/電力轉(zhuǎn)換器的體積)的期望越來越高。為了實(shí)現(xiàn)高電力密度化，要求減小電力轉(zhuǎn)換裝置的體積。

電力轉(zhuǎn)換裝置的體積的主要部分是冷卻器、電容器或電感器等無(wú)源部件，為了實(shí)現(xiàn)冷卻器的小型化，需要電力轉(zhuǎn)換器的損失的減少，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)源部件的小型化，需要開關(guān)頻率的高頻化。

一般而言，電力轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載中含有電感成分。在圖1中示出了以往的電力轉(zhuǎn)換裝置的基本等效電路。圖1的電力轉(zhuǎn)換裝置的基本等效電路包括電源1、寄生電感2、二極管3(回流二極管)、開關(guān)元件4、負(fù)載5、柵極電路6。

在圖1的等效電路中，若開關(guān)元件4接通，則在由電源1、寄生電感2、負(fù)載5、開關(guān)元件4構(gòu)成的電路環(huán)路中流動(dòng)電流。

接下來，若開關(guān)元件4關(guān)斷，則負(fù)載5由于包含有電感成分，因此，負(fù)載5中流動(dòng)的電流不會(huì)急劇地變?yōu)榱悖杂韶?fù)載5、二極管3構(gòu)成的電路環(huán)路中流動(dòng)有電流。然后，若開關(guān)元件4再度接通，則形成由電源1、寄生電感2、負(fù)載5、開關(guān)元件4構(gòu)成的電路環(huán)路，二極管3中流動(dòng)的電流減少，開關(guān)元件4中流動(dòng)的電流增加。在圖2的圖表中示出了此時(shí)的開關(guān)元件4的接通電流波形。

這樣，在以往的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在開關(guān)元件4接通時(shí)電流波形中產(chǎn)生高頻振動(dòng)，成為噪聲源。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開2011－82764

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)施方式的目的在于提供一種抑制由電路的寄生電感和開關(guān)元件的結(jié)電容(接合容量)引起的高頻振動(dòng)的電力轉(zhuǎn)換裝置。

實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置通過具有電源、第1寄生電感、第1二極管、與第1二極管串聯(lián)連接的第2寄生電感、與第1二極管并聯(lián)連接的第2二極管、與第2二極管串聯(lián)連接的第3寄生電感、開關(guān)元件、柵極電路以及負(fù)載的等效電路來表示，在等效電路中，由電源、第1寄生電感、第1二極管、第2寄生電感、開關(guān)元件、柵極電路構(gòu)成第1電路環(huán)路，在等效電路中，由電源、第1寄生電感、第2二極管、第3寄生電感、開關(guān)元件、柵極電路構(gòu)成第2電路環(huán)路，將第1電路環(huán)路的第1寄生電感和第2寄生電感與第1二極管的結(jié)電容之間的LC共振頻率設(shè)為f1，將第2電路環(huán)路的第1寄生電感和第3寄生電感與第2二極管的結(jié)電容之間的LC共振頻率設(shè)為f2，f1和f2為不同的頻率。

附圖說明

圖1是以往的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路。

圖2是表示以往的電力轉(zhuǎn)換裝置中的開關(guān)元件的接通電流波形的圖表，使用肖特基勢(shì)壘二極管來表示MOSFET接通電流波形振動(dòng)。

圖3是第1實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖。

圖4是表示第1實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中的開關(guān)元件的接通電流波形的圖表。

圖5是第4實(shí)施方式的三相逆變器的等效電路圖，是說明低端側(cè)的開關(guān)元件接通時(shí)的電路動(dòng)作的圖。

圖6是第4實(shí)施方式的三相逆變器的等效電路圖，是說明高端側(cè)的開關(guān)元件接通時(shí)的電路動(dòng)作的圖。

附圖標(biāo)記的說明

1……輸入電源

2……第1寄生電感

3……第2寄生電感

4……第1回流二極管

5……第3寄生電感

6……第2回流二極管

7……開關(guān)元件

8……柵極電路

9……負(fù)載

10……第1電路環(huán)路

11……第2電路環(huán)路

12……電容器

13……與負(fù)載連接的逆變器的輸出端子

14……第3電路環(huán)路

15……第4電路環(huán)路

具體實(shí)施方式

如上所述，在以往的電力轉(zhuǎn)換裝置中，開關(guān)元件4關(guān)斷時(shí)的開關(guān)元件4的電流波形在到達(dá)負(fù)載電流后重疊有高頻振動(dòng)成分。

該高頻振動(dòng)在由電源1、寄生電感2、回流二極管3、開關(guān)元件4構(gòu)成的電路環(huán)路內(nèi)產(chǎn)生，起因于寄生電感2與回流二極管3的結(jié)電容(未圖示)之間的LC共振。

電路的寄生電感(總寄生電感)一般為幾十nH～幾百nH的等級(jí)。此外，回流二極管的結(jié)電容為幾百pF～幾pF的等級(jí)。根據(jù)寄生電感和結(jié)電容，高頻振動(dòng)(LC共振頻率)的頻率成為幾十MHz等級(jí)的高頻。存在幾十MHz等級(jí)的高頻成為高頻噪聲源的問題。