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公開番号2024169213
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086497
出願日2023-05-25
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】短絡を効果的に検知することができる電力変換装置に関する。
【解決手段】実施形態によれば、電力変換装置は、スイッチング素子と、温度センサと、閾値演算器と、ゲートドライブ回路と、を備える。スイッチング素子は、直流電圧が供給される直流入力端子に接続する。温度センサは、前記スイッチング素子の温度を測定する。閾値演算器は、前記温度に基づいて短絡を検知するための短絡電圧閾値を供給する。ゲートドライブ回路は、前記スイッチング素子に生じる電圧が前記短絡電圧閾値を超えると、前記スイッチング素子をオフにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電圧が供給される直流入力端子に接続するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の温度を測定する温度センサと、
前記温度に基づいて短絡を検知するための短絡電圧閾値を供給する閾値演算器と、
前記スイッチング素子に生じる電圧が前記短絡電圧閾値を超えると、前記スイッチング素子をオフにするゲートドライブ回路と、
を備える電力変換装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記スイッチング素子に生じる前記電圧が前記短絡電圧閾値を超えると短絡を検知したことを示す短絡検知信号を出力する比較器を備え、
前記ゲートドライブ回路は、前記比較器が前記短絡検知信号を出力すると、前記スイッチング素子をオフにする、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記比較器は、アナログコンパレータである、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記閾値演算器は、前記温度センサから前記温度を示すアナログ信号に基づいて前記短絡検知信号を前記比較器に供給するアナログ回路である、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記温度センサからの、前記温度を示すアナログ信号を、前記温度を示すデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記閾値演算器からの、前記短絡電圧閾値を示すデジタル信号を前記短絡電圧閾値としてのアナログ信号に変換し、前記比較器に供給するデジタルアナログ変換器と、
を備え、
前記閾値演算器は、前記アナログデジタル変換器からのデジタル信号に基づいて前記短絡電圧閾値を示すデジタル信号を前記デジタルアナログ変換器に供給するデジタル回路である、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記短絡電圧閾値に上限値及び下限値を設定するリミッタを備える、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記温度センサは、サーミスタ又は白金測温抵抗体から構成される、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記ゲートドライブ回路は、前記スイッチング素子をオンオフ制御することで前記直流電圧を交流電圧に変換する、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置には、電気線などからの直流電圧を交流電圧に変換するものがある。そのような電力変換装置は、直流電圧に接続するスイッチング素子をオンオフ制御することで交流電圧を出力する。
【０００３】
また、電力変換装置は、スイッチング素子に流れる電流が所定の閾値（短絡電流閾値）を超えると直流電圧の両端が短絡したと判定してスイッチング素子をオフにする。たとえば、電力変換装置は、スイッチング素子に生じる電圧が短絡電流閾値に対応する所定の電圧に達すると、直流電圧の両端が短絡したと判定する。
【０００４】
しかし、スイッチング素子の電流と電圧との関係は、スイッチング素子の温度によって変化する。そのため、従来、電力変換装置は、スイッチング素子の温度によって短絡を適切に検知できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－１４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の課題を解決するため、短絡を効果的に検知することができる電力変換装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、電力変換装置は、スイッチング素子と、温度センサと、閾値演算器と、ゲートドライブ回路と、を備える。スイッチング素子は、直流電圧が供給される直流入力端子に接続する。温度センサは、前記スイッチング素子の温度を測定する。閾値演算器は、前記温度に基づいて短絡を検知するための短絡電圧閾値を供給する。ゲートドライブ回路は、前記スイッチング素子に生じる電圧が前記短絡電圧閾値を超えると、前記スイッチング素子をオフにする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１の実施形態に係るインバータの構成例を示す回路図である。
図２は、第２の実施形態に係るインバータの構成例を示す回路図である。
図３は、第３の実施形態に係るインバータの構成例を示す回路図である。
図４は、第４の実施形態に係るインバータの構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
実施形態に係るインバータ（電力変換装置）は、電気線などからの直流電圧を交流電圧に変換する。インバータは、直流電圧に接続するスイッチング素子をオンオフ制御することで直流電圧を交流電圧に変換する。
【００１０】
また、インバータは、スイッチング素子に流れる電流が所定の閾値（短絡電流閾値）に達すると、直流電圧の両端が短絡したものと判定する。インバータは、直流電圧の両端が短絡したと判定すると、スイッチング素子をオフにする。即ち、インバータは、短絡を解消する。
（【００１１】以降は省略されています）

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