开关装置、电力转换装置、电动机驱动装置、鼓风机、压缩机、空调机、冰箱以及制冷机的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力转换装置和电力转换装置内的开关装置。此外，涉及使用了电力转换装置和电力转换装置内的开关装置的电动机驱动装置、鼓风机、压缩机、空调机、冰箱和制冷机。
【背景技术】
[0002]以往，广泛应用了作为电力转换装置之一的逆变器。逆变器通过对开关元件的导通状态进行控制，将直流转换为交流。通过对施加到栅极-发射极间的驱动电压进行控制，进行开关元件(例如，IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管))的导通状态的控制。作为这样的逆变器，能够代表性地列举出使用6个开关元件来将直流转换为三相交流的三相逆变器。三相逆变器被应用于例如感应电动机或永久磁铁同步电动机(以下，记作电动机)。这样的电动机，例如对电动机电流进行检测，并且基于该电动机电流来进行控制，在电流的检测中使用电流检测用分流电阻。
[0003]例如，在专利文献I中公开了“设置对直流电源和逆变器装置之间的电流进行检测的电源分流电阻，在下臂开关元件和直流电源的负极侧之间设置对该相的相电流进行检测的、至少2相的下臂分流电阻，利用上述电源分流电阻对无法通过上述下臂分流电阻检测的相电流进行检测”的技术。
[0004]专利文献I:日本特开2006-67747号公报
【发明内容】
[0005]然而，根据上述以往的技术，当电动机电流在分流电阻中通过时，产生电压下降，下臂开关元件的栅极驱动电路基准电位到下臂开关元件的发射极端子的电压发生变化，且栅极-发射极间的电压发生变化。因此，存在引起开关元件的误控制的问题。
[0006]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种开关装置，其是能够进行稳定的控制且具有分流电阻和开关元件的电力转换装置内的开关装置。
[0007]为了解决上述问题、并实现发明目的，本发明的开关装置设置在配设于电源和负载之间的电力转换装置内，其包括:开关元件，其具有栅极端子;栅极驱动电路，其对上述开关元件的栅极端子施加驱动电压；以及控制部，其生成供给到上述栅极驱动电路的驱动信号，从施加到上述开关元件的上述栅极端子的上述驱动电压减去上述开关元件的阈值电压所得的值，大于从上述开关元件的发射极到上述栅极驱动电路的负极的电阻值与在上述开关元件中流过的最大电流值的乘积。
[0008]根据本发明，实现下述效果，能够获得一种可以进行稳定的控制且具有分流电阻和开关元件的电力转换装置内的开关装置。
【附图说明】
[0009]图1是表示实施方式I涉及的电力转换装置的一个结构示例的图。
[0010]图2是表示实施方式I涉及的电力转换装置的周边电路部的一个结构示例的图。
[0011]图3是表示实施方式I涉及的电力转换装置的开关波形的一个示例的图。
[0012]图4是表示实施方式2涉及的电力转换装置的一个结构示例的图。
[0013]图5是表示实施方式3涉及的电力转换装置的一个结构示例的图。
[0014]图6是表示实施方式3涉及的电力转换装置的周边电路部的一个结构示例的图。
[0015]图7是表示实施方式4涉及的电力转换装置的一个结构示例的图。
[0016]图8是表示实施方式4涉及的电力转换装置的周边电路部的一个结构示例的图。
[0017]图9是表示实施方式5涉及的电力转换装置的一个结构示例的图。
[0018]图10是表示实施方式5涉及的电力转换装置的周边电路部的一个结构示例的图。
[0019]标号说明
[0020]I直流电源、2逆变器;3电动机;4a?4d周边电路部;5驱动电路部;6电源分流电阻；7a?7c下臂分流电阻;8控制部;9电源分流电压检测部;9a?9c下臂电压检测部；10、20、30、40、50电力转换装置；11直流电源；12过电流检测部;21下臂部;22上臂部;21a?21c、22a?22c开关元件;41a?41c、42a?42c续流二极管;51、51a下臂栅极驱动电路;52上臂栅极驱动电路;501交流电源;502整流电路;503负载;504平滑电容器;505电抗器;506防逆流二极管；507开关元件;508控制部;509栅极驱动电路;510分流电阻；511分流电阻电压检测部;512直流电源。
【具体实施方式】
[0021]下面，根据附图详细地说明本发明涉及的电力转换装置的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。
[0022]实施方式I
[0023]图1是表示本发明涉及的电力转换装置的实施方式I的结构示例的图。图1所示的电力转换装置10配设在直流电源I和电动机3之间，将供给到电动机3(负载)的直流电源I的直流电力转换为三相交流电力。
[0024]图1所示的电力转换装置10具有:逆变器2、周边电路部4a、驱动电路部5和控制部8。
[0025]逆变器2具有下臂(lower arm)部21和上臂(upper arm)部22，且由3个桥臂(leg)构成。下臂部21具有开关元件21a?21c，开关元件21a为U相下臂开关元件，开关元件21b为V相下臂开关元件，开关元件21c为W相下臂开关元件。上臂部22具有开关元件22a?22c，开关元件22a为U相上臂开关元件，开关元件22b为V相上臂开关元件，开关元件22c为W相上臂开关元件。
[0026]控制部8生成在逆变器2中包含的开关元件21a?21c、22a?22c的驱动信号并分别输出。控制部8为例如由微处理器(Micro Computer)或CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)构成的、将所输入的模拟的电压信号(包含检测值。)转换为数字值、并进行与电动机3的控制应用程序相应的运算和控制的控制单元。
[0027]驱动电路部5具有下臂栅极驱动电路51和上臂栅极驱动电路52。下臂栅极驱动电路51根据由控制部8生成并输出的驱动信号，对开关元件21a?21c各自的栅极端子施加驱动电压。上臂栅极驱动电路52根据由控制部8生成并输出的驱动信号，对开关元件22a?22c各自的栅极端子施加驱动电压。此外，反向并联连接的续流二极管41a?41c、42a?42c与开关元件21a?21 C、开关元件22a?22c连接。
[0028]周边电路部4a具有:电源分流电阻6、下臂分流电阻7a、7b和下臂电压检测部9a、9b ο
[0029]电源分流电阻6设置在直流电源I的负电压(GND)侧和逆变器2之间。电源分流电阻6的电阻值为Rdc。
[0030]下臂分流电阻7a、7b设置于下臂部21的开关元件21a、21b各自的发射极和电源分流电阻6之间。下臂分流电阻7a为U相下臂分流电阻，下臂分流电阻7b为V相下臂分流电阻。下臂分流电阻7a、7b的电阻值为Rsh。
[0031]下臂电压检测部9a、9b设置在下臂部21的开关元件21a、21b各自的发射极与下臂分流电阻7a、7b的各连接点和控制部8之间。下臂电压检测部9a为U相下臂电压检测部，下臂电压检测部9b为V相下臂电压检测部。下臂电压检测部9a、9b对下臂部21的开关元件21a、21b各自的发射极与下臂分流电阻7a、7b的各连接点和直流电源I的负电压(GND)侧之间的电压(Vu、Vv)进行检测。
[0032]下臂电压检测部9a、9b例如由放大单元构成，该放大单元能够使电压Vu、Vv成为容易由控制部8处理的电压值。控制部8基于由下臂电压检测部9a、9b检测出的电压值，计算电动机电流，进行控制运算。基于计算出的电流值，生成驱动信号。
[0033]接着，对周边电路部4a进行详细说明。图2是表示周边电路部4a内的与开关元件21a(U相下臂开关元件)连接的部分的图，是提取出图1的用虚线包围的区域后示出的图。另夕卜，作为下臂栅极驱动电路51的一部分的下臂栅极驱动电路51a与开关元件21a的栅极端子连接。直流电源11的正电压侧(正侧)与下臂栅极驱动电路51a连接。
[0034]下臂栅极驱动电路51a基于从控制部8输出的驱动信号(导通/断开信号)，对施加到开关元件21a的栅极端子的电压进行切换。即，在使开关元件21a导通的情况下，对开关元件21a的栅极端子施加高于开关元件21a的阈值电压Vth的电压(V。。)。
[0035]这里，开关元件21a中的栅极-发射极间电压Vce若使用相对于下臂栅极驱动电路51a的基准电位(GND)的发射极端子的电位Ve及栅极端子的电位VC，则用下述式(I)表示。
[0036]Vge = Vg-Ve--(I)
[0037]并且，相对于基准电位(GND)的发射极端子的电位Ve若使用电源分流电阻6的两端电压VRd。和下臂分流电阻7a的两端电压VRsh—u，则用下述式(2)表示。
[0038]VE = VRsh_u+VRdc---(2)
[0039]这里，在从控制部8输出有使开关元件21a导通的驱动信号的情况下，相对于基准电位(GND)的栅极端子的电位Vg和相对于基准电位(GND)的直流电源11的正电压侧的电位V。。相等，若将式(2)代入上述式(I )，则开关元件21a中的栅极-发射极间电压Vce用下述式
(3)表示。
[0040 ] Vge = Vcc- (VRsh_u+VRdc)…(3)
[0041 ]由于相对于基准电位(GND)的直流电源11的正电压侧的电位Vcc为固定值，所以开关元件21a中的栅极-发射极间电压Vce与电源分流电阻6的两端电压VRd。和下臂电压检测部9a的两端电压VRsh—u (= Vu)相应地发生变化。
[0042]为了维持开关元件21a的导通状态，必须将开关元件21a中的栅极-发射极间电压Vce维持成大于开关元件21a的阈值电压Vth，所以VCE>Vth，若使用上述式(3)，则为了维持开关元件21a的导通状态，需要满足下述式(4)。
[0043 ] Vcc-(VRsh_u+VRdc) > Vth...(4)
[0044]这里，考虑上述式(4)的左边变为最小的情况。由于如上所述相对于基准电位(GND)的直流电源11的正电压侧的电位Vcc为固定值，所以在上述式(4