特許ウォッチ

公開番号2025114272
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008871
出願日2024-01-24
発明の名称電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250729BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制する制御装置を提供する。
【解決手段】スイッチング素子Q1の制御電極に所定の第1制御電圧Vg1の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、スイッチング素子Q1の主電極に流れる素子電流Idに基づく動作信号Vcを生成する、スイッチング素子Q1を用いた電力変換装置1の制御方法において、動作信号Vcが第1基準値Vc1に達した場合、振幅を第1制御電圧Vg1よりも小さい第2制御電圧Vg2に制限して素子電流Idを抑制し、第2制御電圧Vg2に制限してから所定の抑制時間ΔT1が経過する前に動作信号Vcが第1基準値Vc1よりも大きい第2基準値Vc2に達した場合、振幅を第2制御電圧Vg2よりも小さい第3制御電圧Vg3に制限して素子電流を更に抑制する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子を用いた電力変換装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、
前記スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成し、
前記動作信号が第１基準値に達した場合、前記振幅を前記第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限して前記素子電流を抑制し、
前記第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に前記動作信号が第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、前記振幅を前記第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限して前記素子電流を更に抑制する、
電力変換装置の制御方法。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記振幅を前記第２制御電圧に制限してから前記抑制時間が経過しても前記動作信号が第２基準値に達しなかった場合には、前記振幅を前記第２制御電圧から前記第１制御電圧に戻す、請求項１に記載の電力変換装置の制御方法。
【請求項３】
スイッチング素子を用いた電力変換装置の制御装置であって、
前記スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加する駆動回路部と、
前記スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成する過電流検出部と、
前記動作信号が第１基準値に達した場合、前記振幅を前記第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限する制御電圧抑制部と、
前記第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に前記動作信号が前記第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、前記振幅を前記第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限する過電流判定部と、
を備えた電力変換装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御電圧抑制部は、前記振幅を前記第２制御電圧に制限してから前記抑制時間が経過しても前記動作信号が第２基準値に達しなかった場合には、前記振幅を前記第２制御電圧から前記第１制御電圧に戻す、請求項３に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項５】
前記制御電圧抑制部は、前記第１基準値を設定する抑制開始判定部と、前記抑制時間を設定する抑制時間調整部と、前記第２制御電圧を設定する抑制電圧生成部とを備える、請求項３また４に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項６】
前記抑制時間調整部は、抵抗とコンデンサにより構成された回路を備え、
前記抑制時間は、前記回路の時定数により設定される、
請求項５に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項７】
前記抑制電圧生成部は、定電圧ダイオードと抵抗の直列回路を備え、
前記第２制御電圧は、前記定電圧ダイオードの定電圧の値により設定される、
請求項５に記載の電力変換装置の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スイッチング素子を有する電力変換装置において、スイッチング素子に短絡が発生したことを検出してスイッチング素子をオフさせることでスイッチング素子の保護を図る電力変換装置の保護装置が記載されている。特許文献１の電力変換装置の保護回路は、スイッチング素子に過電流が生じるとスイッチング素子のゲート電圧を下げるとともに、スイッチング素子の過電流状態の継続時間をタイマで計測する。そして、電力変換装置の保護回路は、誤判定防止のために、スイッチング素子の過電流状態が一定時間継続した場合を短絡と判断して、スイッチング素子をオフする。一方で、スイッチング素子の過電流状態が一定時間以内に継続しなくなった場合には、電力変換装置の保護回路はゲート電圧を元の値に上昇させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０１２７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電力変換装置の保護装置では、誤判定防止のために、スイッチング素子の過電流状態が一定時間継続した場合に短絡と判断してスイッチング素子をオフするという構成である。このため、一定時間の間にスイッチング素子に過電流が流れ続けてしまうために、スイッチング素子にダメージが発生してしまうおそれがあるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制することができる電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係わる電力変換装置の制御方法は、スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成する。動作信号が第１基準値に達した場合、振幅を第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限して素子電流を抑制する。第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に動作信号が第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、振幅を第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限して素子電流を更に抑制する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法によれば、電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る制御装置を適応した電力変換装置の一例を示す回路図である。
図２は、実施形態に係る制御装置の制御電圧抑制部の一例を示す回路図である。
図３は、実施形態に係る制御装置の第１の動作を説明するタイムチャートである。
図４は、実施形態に係る制御装置の第２の動作を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、実施形態に係る電力変換装置の保護装置を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１０】
図１，２を用いて実施形態に係る制御装置を適応した電力変換装置の一例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許