[發明專利]功率轉換裝置

在審

• 申請號: 202010484003.2
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN112054683A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 高橋一;高木俊和
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02H7/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡秋瑾;宋俊寅

提供能根據氣氛溫度來保護半導體開關元件的功率轉換裝置。包括基于傳感器(3)的輸出和閾值的比較來產生輸出的比較器(5)、生成閾值的基準電壓電路(4)、構成為基于比較器(5)的輸出能使主電路(2)的動作停止的控制電路(6)，基準電壓電路(4)構成為使閾值取決于半導體開關元件所處的氣氛而變化。

技術領域

本申請涉及功率轉換裝置。

背景技術

眾所周知，AC/DC轉換器、DC/DC轉換器及逆變器等功率轉換裝置中所使用的半導體開關元件，通常為在200[V]至400[V]的電壓區間所使用的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor：金屬氧化物半導體場效應管)、或者IGBT(Insulated Gete Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)等半導體開關元件，但這些半導體開關元件通常具有在低溫側下的耐壓值較低這一特性。

因此，現有的功率轉換裝置進行將半導體開關元件在低溫側下的耐壓值考慮在內根據環境溫度將通電的電流值抑制在額定值以下的、所謂的溫度降額(derating)，或根據低溫側的耐壓值來使用更高耐壓的半導體開關元件，以使半導體開關元件的保護在低溫側也成立。

另外，現有的功率轉換裝置為了防止內部的半導體開關元件的損壞，設置使用了軟件的軟件斷開方式的保護裝置、或使用了硬件的硬件斷開方式的保護裝置。尤其是，硬件斷開方式的保護裝置中，在功率轉換裝置的主電路中的半導體開關元件造成損壞之前，需要使功率轉換裝置的功率轉換動作停止。

作為包括了硬件斷開方式的保護裝置的現有裝置，例如存在專利文獻1至專利文獻3所公開的裝置。專利文獻1所公開的現有的車輛用電源供給裝置中，對于電流檢測部使用線性正溫度系數元件，將線性正溫度系數元件接近配置于半導體開關并使其熱耦合，并適當選擇具有線性正溫度系數的元件的溫度系數值，從而能適當調整異常檢測部中所使用的過電流保護特性。根據專利文獻1所涉及的車輛用電源供給措施，設為通過備用控制電路，能將柵極驅動器IC(Integrated Circuit：集成電路)停止時的供電冗余化。

另外，專利文獻2所公開的現有的基準電壓電路包括恒定電壓電路以及電阻分壓電路，上述恒定電壓電路由齊納二極管、及與該齊納二極管串聯連接并使恒定電流在齊納二極管中流通的偏置電流電路構成，并裝入在基準電位與電源電壓之間來使齊納二極管產生規定的擊穿電壓，上述電阻分壓電路由串聯連接的第1電阻及第2電阻構成，與齊納二極管并聯連接并對齊納二極管中所產生出的擊穿電壓進行分壓從而生成基準電壓。根據專利文獻2所公開的基準電壓電路，能穩定地生成恒定的基準電壓而無需拘于電源電壓的變動及溫度變化。

并且，專利文獻3所公開的現有的基準電壓電路使用至少四個以上的電阻，通過調整其各自的電阻特性，從而能高精度補償溫度變動的影響并且補償電源電壓變動的影響。根據專利文獻3所公開的現有的基準電壓電路，能輸出穩定的基準電壓。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5778022號公報

專利文獻2：日本專利第6061033號公報

專利文獻3：日本專利第4603378號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

如上所述，現有的功率轉換裝置由于不能根據氣氛溫度來適當地保護半導體開關元件，因而實施溫度降額，或根據低溫側的耐壓值使用了更高耐壓的半導體開關元件從而即使在低溫側也成立保護，由此需要選定昂貴的半導體開關元件。