[發明專利]電力轉換裝置

在審

• 申請號: 201780097963.X
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN111512528A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 鈴木健一;宮澤亙
• 申請（專利權）人: 新電元工業株式會社
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明的電力轉換裝置1包括大于等于兩組的功率模塊，所述功率模塊具有開關元件200、202；以及開關元件控制電路100、102，其具有第三電極電壓控制部10、12及溫度檢測部20、22，其中，功率模塊PM1、PM2被并聯連接，開關元件控制電路100、102具有溫度比較部30、32，其在算出開關元件200、202的平均運作溫度的同時，將對應的開關元件200、202的運作溫度與平均運作溫度進行比較，第三電極電壓控制部10、12根據包含有平均運作溫度、開關元件200、202的運作溫度、以及基于運作時的閾值電壓的信息來控制第三電極電壓。根據本發明的電力轉換裝置1，能夠減小開關損耗，并且能夠延長作為裝置的使用壽命。

技術領域

本發明涉及電力轉換裝置。

背景技術

以往，對開關元件的導通/斷開運作進行控制的功率模塊已被普遍認知(例如，參照專利文獻1)。

如圖12所示，以往的功率模塊900具備：開關元件800，其具有第一電極、第二電極及柵電極；以及柵極電壓控制部910，其控制柵極電壓以對開關元件800的導通/斷開運作進行控制。

根據以往的功率模塊900，通過由柵極電壓控制部910來控制柵極電壓就能夠對開關元件800的導通/斷開運作進行控制。

【先行技術文獻】

【專利文獻1】國際公開第2012/153459號

然而，近年來，需要一種能夠減小開關損耗的功率模塊。作為一種用于實現減小開關損耗的方法，可以想到：通過將稍微超過閾值電壓的柵極電壓施加于柵電極以縮短開啟(TurnON)期及關斷(TurnOFF)期的方法來減小開關損耗。

但是，由于運作時的開關元件的運作溫度T在變得更高于測定初期閾值電壓(出廠時的閾值電壓)后的開關元件的初期溫度T₀的情況下會導致運作時的閾值電壓Vth從初期閾值電壓Vth₀產生變動(參照圖3)，因此將稍微超過運作時的閾值電壓Vth的電壓施加于柵電極以縮短開啟期及關斷期就會變得困難，從而就會產生難以減小開關損耗的問題。

此外，一般而言，在使并聯連接有多個功率模塊的電力轉換裝置運作時，是通過利用導通電阻Ron的溫度特性來分擔在各功率模塊的開關元件中流通的電流。然而，當在開關元件的運作溫度產生偏差后，由于被各開關元件分擔的電流的平衡也會產生偏差，并且特定的開關元件(高溫的開關元件)會過早劣化，因此，作為裝置的使用壽命就會變短。

所以，本發明為了解決上述問題，目的是提供一種電力轉換裝置，其能夠減小開關元件的開關損耗，并且即使是在將多個功率模塊并聯連接后進行運作的情況下，也能夠延長作為裝置的使用壽命。

發明內容

【1】本發明的電力轉換裝置具備大于等于兩組的功率模塊，所述功率模塊具有：開關元件，其具有第一電極、第二電極及第三電極；以及開關元件控制電路，其具有為了控制所述開關元件的導通/斷開運作而對第三電極電壓進行控制的第三電極電壓控制部、以及檢測所述開關元件的運作溫度的溫度檢測部，其中，所述功率模塊被相互并聯連接，所述開關元件控制電路進一步各自具有溫度比較部，其在算出所述電力轉換裝置內的所有所述開關元件的平均運作溫度的同時，將對應的所述開關元件的運作溫度與所述平均運作溫度進行比較，所述第三電極電壓控制部根據包含有所述平均運作溫度、被所述溫度檢測部所檢測出的所述開關元件的運作溫度、以及基于該運作溫度所算出的運作時的閾值電壓的信息來控制所述第三電極電壓。

【2】在本發明的電力轉換裝置中，最好是：所述溫度比較部在所述開關元件的運作溫度是更低于所述平均運作溫度的情況下，向所述第三電極電壓控制部發送使所述第三電極電壓增加的信號，并且所述溫度比較部在所述開關元件的運作溫度是更高于所述平均運作溫度的情況下，向所述第三電極電壓控制部發送使所述第三電極電壓減少的信號。