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公開番号2025026196
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131628
出願日2023-08-10
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250214BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング速度を可変にして電費向上を図りつつも、スイッチング素子損傷の懸念を低減可能にした電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置4は、スイッチング素子であるMOSFET13と、スイッチング素子のスイッチング速度を指令する制御装置であるECU30と、指令速度に応じたスイッチング速度でスイッチング素子をオンオフ駆動させる駆動回路20と、を備える。さらに電力変換装置4は、フィードバック部としてのフィードバック回路23と、異常判定部としての監視部36と、を備える。フィードバック回路23は、実際のスイッチング速度と相関のある信号をフィードバック信号として制御装置へ出力する。監視部36は、フィードバック信号と指令速度とを比較することで、実際のスイッチング速度が指令速度に反した異常状態になっているか否かを判定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電力を変換して出力する複数のスイッチング素子（１３）と、
前記スイッチング素子のスイッチング速度を指令する制御装置（３０）と、
前記制御装置による指令速度に応じたスイッチング速度で前記スイッチング素子をオンオフ駆動させる駆動回路（２０）と、
実際のスイッチング速度と相関のある信号をフィードバック信号として前記制御装置へ出力するフィードバック部（２３、４０）と、
前記フィードバック信号と前記指令速度とを比較することで、実際のスイッチング速度が前記指令速度に反した異常状態になっているか否かを判定する異常判定部（３６）と、を備える、電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記異常状態と判定された場合には前記指令速度を変更する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記フィードバック信号に対応するスイッチング速度が前記指令速度より遅いことに伴い前記異常状態と判定された場合には、前記制御装置は前記指令速度を低下させるように変更する、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記異常状態と判定された場合には前記指令速度を所定の速度に固定させて変更を禁止する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、ゲート電圧の大きさを切り替えて前記スイッチング素子へ出力する出力回路（２４）と、いずれのゲート電圧に切り替えるかを前記出力回路へ指令することでスイッチング速度を切り替える切替回路（２２）と、を有し、
前記フィードバック信号には、前記切替回路による指令内容を表す切替信号が含まれている、請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記フィードバック部には、前記スイッチング素子の温度、前記スイッチング素子に印加されるゲート電圧、前記スイッチング素子のサージ電圧波形の少なくとも１つを検出する検出部（４０）が含まれ、
前記フィードバック信号には、前記切替信号に加え、前記検出部によって検出された検出信号が含まれ、
前記異常判定部は、前記切替信号と前記指令速度とを比較することで前記異常状態を判定する第１判定部（Ｓ４０、Ｓ４１）と、前記検出信号と前記指令速度とを比較することで前記異常状態を判定する第２判定部（Ｓ６０）と、を有する、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第２判定部により前記異常状態と判定された場合には、前記制御装置による指令速度に制限をかける規制部（Ｓ７０）を備え、
前記第１判定部により前記異常状態と判定された場合であっても、前記第２判定部により前記異常状態と判定されていない場合には、前記規制部による速度制限を禁止させる、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御装置は、複数の前記スイッチング素子へ共通したスイッチング速度を指令しており、
前記フィードバック部は、複数の前記スイッチング素子の各々について前記フィードバック信号を出力し、
前記異常判定部は、複数のフィードバック信号のうち少なくとも１つが前記指令速度に反している場合に、前記異常状態と判定する、請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スイッチング素子のスイッチング速度を変更可能な電力変換装置が開示されている。この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－６５７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなスイッチング速度可変の装置では、スイッチング速度を速くすることで電費を向上できる。しかし、スイッチング速度を速くするほどサージ電圧が大きくなり、スイッチング素子の損傷が懸念されるようになる。
【０００５】
開示される１つの目的は、スイッチング速度を可変にして電費向上を図りつつも、スイッチング素子損傷の懸念を低減可能にした電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の１つである電力変換装置は、
電力を変換して出力する複数のスイッチング素子（１３）と、
スイッチング素子のスイッチング速度を指令する制御装置（３０）と、
制御装置による指令速度に応じたスイッチング速度でスイッチング素子をオンオフ駆動させる駆動回路（２０）と、
実際のスイッチング速度と相関のある信号をフィードバック信号として制御装置へ出力するフィードバック部（２３、４０）と、
フィードバック信号と指令速度とを比較することで、実際のスイッチング速度が指令速度に反した異常状態になっているか否かを判定する異常判定部（３６）と、を備える。
【０００７】
開示の電力変換装置によれば、指令速度に応じたスイッチング速度でスイッチング素子をオンオフ駆動させるので、スイッチング速度を変更可能である。そのため、スイッチング速度を速くすることで電費向上を図ることができる。それでいて、実際のスイッチング速度が指令速度に反した異常状態になっているか否かを異常判定部で判定しているので、フェールセーフ制御等、異常時の対処を実現できる。よって、スイッチング素子損傷の懸念を低減できる。
【０００８】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、航続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電力変換装置の回路構成および駆動システムを示す図である。
駆動回路およびＥＣＵの構成を示す図である。
スイッチング速度に応じた電圧波形の違いを示す図である。
サージ電圧と電力損失との関係を示す図である。
ＥＣＵのマイコンが実行する処理を示すフローチャートである。
第２実施形態に係るマイコンが実行する処理を示すフローチャートである。
第３実施形態に係るマイコンが実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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