[發(fā)明專利]逆變器裝置及其控制電路以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880055190.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN111264024B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平形政樹
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387;H02M1/088;H02P6/24
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

具有：橋電路4的上下臂用門極驅(qū)動(dòng)電路12a、12b、12c、14d、14e、14f；向各驅(qū)動(dòng)電路供給電源電壓的電源6；參考電位與該電源6不同的第2電源3；具有與電源6共同的參考電位以生成相對于上下臂的驅(qū)動(dòng)指令的失效安全電路8；及具有與電源3共同的參考電位以生成相對于下臂的驅(qū)動(dòng)指令的失效安全電路16B，其中，下臂用門極驅(qū)動(dòng)電路具備參考電位不同的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)指令輸入功能，一個(gè)用于輸入來自失效安全電路8的驅(qū)動(dòng)指令，另一個(gè)用于輸入來自失效安全電路16B的驅(qū)動(dòng)指令。據(jù)此，能夠提供一種不對電源進(jìn)行過度冗余化即可降低電源生成電路的容量并可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和低成本化的逆變器裝置及其控制電路、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有失效安全功能(fail safe function)的逆變器裝置及其控制電路以及具備該逆變器裝置的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

藉由逆變器裝置對混合動(dòng)力汽車等的馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，在系統(tǒng)構(gòu)成部件發(fā)生了某種故障的情況或車輛發(fā)生了沖撞等的緊急情況下使失效安全電路進(jìn)行工作是眾所周知的。

該失效安全電路例如是藉由對逆變器主電路的半導(dǎo)體開關(guān)元件進(jìn)行操作而使馬達(dá)繞線(motor winding)短路的電路或者是使連接于正負(fù)直流母線間的電容器放電的電路，為了保護(hù)系統(tǒng)不再繼續(xù)受損和確保乘員的安全，需要具有很高的信賴性。

這種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，就包含失效安全電路的逆變器控制電路而言，一般來說，作為輔機(jī)電源而被供給例如12[V]的低壓電源(以下也稱第1電源)。需要說明的是，逆變器控制電路具備用于控制馬達(dá)的CPU、馬達(dá)的電流傳感器等。

上述第1電源因故障等喪失后，至失效安全電路的電源供給被切斷，導(dǎo)致無法進(jìn)行工作，為此，作為一種對策，例如專利文獻(xiàn)1中公開了對供給至包含失效安全電路的逆變器控制電路的電源進(jìn)行冗余化(redundancy)的技術(shù)。

圖11是專利文獻(xiàn)1中記載的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路圖。圖11中，51是例如400[V]的主電池(以下也稱第2電源)，52是絕緣型DC/DC轉(zhuǎn)換器，53是工作狀態(tài)檢測裝置，54是第1電源，60是包含失效安全電路的逆變器控制電路，61是使與直流母線連接的電容器63放電的開關(guān)元件，62是由半導(dǎo)體開關(guān)元件62a～62f構(gòu)成的橋電路，M為三相馬達(dá)。

該現(xiàn)有技術(shù)中，第1電源54的電壓和藉由DC/DC轉(zhuǎn)換器52對第2電源51的電壓進(jìn)行絕緣和降壓而得的電壓(都為12[V])在OR的條件下被供給至逆變器控制電路60。這樣，通過對至逆變器控制電路60內(nèi)的失效安全電路的供給電源進(jìn)行冗余化，可提高緊急情況下的失效安全動(dòng)作(基于上臂的開關(guān)元件62a～62c或下臂的開關(guān)元件62d～62f的ON(導(dǎo)通)的馬達(dá)M的繞線短路、基于開關(guān)元件61的ON的電容器63的放電等)的信賴性。

對如圖11那樣電源被進(jìn)行了冗余化的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中藉由使馬達(dá)M的繞線短路而執(zhí)行失效安全動(dòng)作的情況進(jìn)行進(jìn)一步的說明。作為一例，第1電源54喪失了的情況下的繞線短路處理如下所述。

首先，通過逆變器控制電路60內(nèi)的失效安全電路對第1電源54的喪失進(jìn)行檢測，并生成使上臂或下臂的全相的開關(guān)元件為ON的門極信號(hào)。這里，由于第1電源54和逆變器控制電路60(失效安全電路)的參考(reference(也稱“基準(zhǔn)”))電位為車輛的車體電位，橋電路62的開關(guān)元件的參考電位為第2電源51的電位，所以需要對橫跨這些電位的信號(hào)和電源進(jìn)行絕緣。

即，在參考電位為車體電位的失效安全電路中，藉由具有絕緣功能的門極驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)DC/DC轉(zhuǎn)換器52的輸出電壓而生成的門極信號(hào)被發(fā)送到了參考電位為高壓電位的開關(guān)元件62a～62c或62d～62f。

此外，圖12是基于與圖11同樣的原理而對失效安全電路的電源進(jìn)行了冗余化的逆變器裝置和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路圖，其中電源供給路徑由粗線表示。