电力变换装置
2019-11-22

电力变换装置

本发明通过减小寄生电感来提供可靠性高的电力变换装置。具备:具有直流端子的电容器模块;将直流电流变换为交流电流的逆变器;和用于冷却逆变器的散热片,逆变器具有具备多个功率半导体元件的功率模块,功率模块具备金属基底、设置于金属基底的一个面的绝缘基板;固定于绝缘基板的功率半导体元件和直流端子,在金属基底的另一个面设置有散热片,功率模块的直流端子和电容器模块的直流端子分别构成为隔着绝缘物层叠平板导体,并且构成为使正负的直流端子的前端部在彼此相反方向上弯曲,将该弯曲的面作为功率模块和电容器模块的连接面,在该连接面中使各个绝缘彼此重叠。

图9是表示在本发明的电力变换装置中在其外壳的内部配置有功率模块和开关驱动电路基板的状态的图。

是表示本实施例中的半导体功率模块与电容器之间的连接部的图。

第一功率模块502与第二功率模块504如图22所示那样电路结构相同,从而以第二功率模块504为代表进行说明。在本实施例中将IGBT(绝缘栅型双极晶体管)21用作开关用功率半导体元件。IGBT21具备集电极、发射极和栅电极这3个电极。在IGBT21的集电极与发射极之间电连接有二极管38。二极管38具备阴极和阳极这两个电极,按照从IGBT21的发射极向集电极的方向成为正向的方式,阴极与IGBT21的集电极电连接,阳极与IGBT21的发射极电连接。上述IGBT21的芯片与图16、图18和图19的半导体芯片952对应,二极管38与上述图的二极管芯片卯4对应。如以上所述,作为开关用功率半导体元件也可使用MOSFET(金属氧化物半导体型场效应晶体管)。MOSFET具备漏电极、源电极和栅电极这三个电极。此外,MOSFET在源电极与漏电极之间具备从漏电极向源电极的方向成为正向的寄生二极管。因此,如IGBT那样无需另外设置二极管。

具体实施方式

另外,在本装置中功率模块的直流端子的正极ITlP与IT2P彼此连接,直流端子的负极ITlN与IT2N彼此连接。如图21所示,通过使功率模块502或504稍微错开而并列配置,能够将相同形状的功率模块用作功率模块502或504。还具有连接距离缩短、能够减小上述电感的效果。将功率模块502或504的负极即N端子彼此靠近地配置,将正极即P端子彼此靠近地配置。由此,连接线的配置满足整齐的关系,提高生产性即配设作业。再有,能够减小电感。

对上述变速机150进行控制的变速机控制装置154、对发动机120进行控制的发动机控制装置124、对电力变换装置200进行控制的旋转电机控制电路基板700的上述旋转电机控制电路、对锂离子(lithiumion)电池等电池180进行控制的电池控制装置184与综合控制装置170,分别通过通信线路174连接。

在电力变换装置中来自电力变换装置所具有的逆变器(inverter)的发热大,需要抑制逆变器的发热的同时还需要有效地进行逆变器器等的冷却。逆变器在开关(switching)动作时发热量大,能够通过缩短开关动作时的动作时间,来抑制发热量。但是,具有要处理的电流量增大的倾向,例如如果短时间内导通或断开数百安培的电流,则电感的电压发生增大现象,如果仅仅缩短开关动作时的动作时间,则因高电压而导致可靠性的降低。因此,不易缩短开关动作时的动作时间。

是图观的半导体功率模块的局部放大图。

如图18所示,散热片由焊剂构件(口一材)948而被固定。该硬钎焊(口一付汁)例如在摄氏600度到700度下进行。如图18所示,与上述3组散热片对应地绝缘基板956由第二焊料(半田)层962粘接于上述金属基底944的相反面。

发明内容

图8表示图5的I-I线的剖面。外壳210由金属材料例如铝制作,是大致方形状的箱体。在外壳210的底部具有具备冷却水路的水路形成体220,上部则开口。外壳210的底部的冷却水路通过在出入口的相反部分折回,而并列设置两个冷却水路,将这些冷却水路构成为使冷却水循环。上述折回的冷却水路具备水路形成体220,该水路形成体220由在中央隔着该冷却水流过的空间部的双重构造来构成。在上述水路形成体220的上侧板,如图所示那样沿着水路形成有开口218和开口219。 在外壳210的下部配置有由第一功率模块502和第二功率模块504构成的一对功率模块,各第一功率模块502、第二功率模块504每一个配置在水路形成体220的上方而加以固定。在各第一功率模块502和第二功率模块504的散热面具备多个并列设置的散热片506和507。该散热片506和507分别向上述水路形成体220的开口218和219的内部突出。再有,上述开口分别由散热片506和507的周围的功率模块502和504的散热面被关闭,由此防止漏水,进而形成密闭的水路216。

电力变换装置

电力变换装置,在收纳构成电力变换用的主电路的半导体模块(20、30)、与主电路电连接的电容器(50)、具备向主电路供给进行电力变换动作的驱动信号的驱动电路的驱动电路基板(70、71)、具备向驱动电路供给旨在供给驱动信号的控制信号的控制电路的控制电路基板(74)的壳体内部,构成具备制冷剂流路(28)而且由热传导性部件形成旨在形成腔的周壁的冷却腔,至少将半导体模块(20、30)收纳在该冷却腔的内部,至少将电容器(50)及控制电路基板(74)配置在冷却腔的外部。能够减少半导体模块给半导体模块以外的构成部件带来的热影响。

近几年来,对于控制汽车搭载的车辆驱动用电动机的驱动的电力变换装置,提出了近一步降低成本的要求。这是为了通过电力变换装置的低成本化,实现车辆搭载的电动驱动系统的低成本化,使车辆驱动的电动化更加普及。从而近一步减少对地球环境的影响,近一步降低燃料消耗率。

各电解电容器,具备贯通堵塞电容器外壳53的上部的开口部的电容器盖54的正极侧电容器端子57及负极侧电容器端子58。正极侧电容器端子57及负极侧电容器端子58是板状的元件,面向横向地相对,从横向夹住与电容器盖54—体形成的板状的绝缘部件55。在电容器外壳53内收纳4个电解电容器之际,使在横向上互相邻接的兀件彼此的纵向位置不同地设置电容器端子。

本实施例的逆变器装置组件,具备在下部壳体13上安装第2底座12、在第2底座12上安装第I底座11、在第1底座11上安装上部壳体10后形成的壳体(变换器壳体)。壳体是在整体上带着圆弧的立方体状的容器。壳体的构成部件全部由铝制的热传导性部件构成。

在壳体上部的冷却腔中,收纳壳体的纵向长、横向短的尺寸的半导体模块20、30,从而使它们在壳体的横向上并列,而且配置在制冷剂流路28的上部。这样,半导体模块20、30就与制冷剂流路28热性连接,IGBT21动作后产生的热被制冷剂冷却。因此,能够抑制半导体模块20、30散发的热对下部的冷却腔的影响。

首先,使用图8讲述本实施例的混合动力电动汽车。

在以下讲述的实施例中,作为本发明适用的电力变换装置,以热循环及动作环境等特别严酷的车载用逆变器装置为例进行讲述。车载用逆变器装置,是作为控制车载电动机的驱动的控制装置,具备车载电机系统,将由构成车载电源的车载电瓶供给的直流电力变换成规定的交流电力,将获得的交流电力供给车载电动机,从而控制车载电动机驱动的装置。 此外,以下讲述的结构,还可以用于DC/DC换流器及直流斩波器等直流-直流电力变换装置或交流-直流电力变换装置。另外,以下讲述的结构,还可以用于作为驱动工厂的设备的电动机的控制装置使用的产业用电力变换装置或家庭的太阳能发电系统,以及驱动家用电器的电动机的控制装置使用的家用电力变换装置。特别适合于低成本化及小型化的电力变换装置。

电容器50配置在第2底座12的中央(被π字形的两条腿包围的区域)的下方侦牝从而与半导体模块20、30的直流侧邻近配置。电容器50由壳体的高度方向的断面形状为长圆形状的4个电解电容器构成。4个电解电容器,在壳体的纵向和横向上各并列配置两个,从而使其纵向和壳体的纵向朝着相同的方向,通过保持带52作媒介,收纳在电容器外壳51的内部。电容器外壳51是上部敞开的热传导性容器,夕卜壳上部的凸缘部和第2底座12的字形的两条腿的下端部接触。这样,能够热性连接电容器50和制冷剂流路28,利用制冷剂冷却电容器50。

在以下讲述的实施例中,作为本发明适用的电力变换装置,以热循环及动作环境等特别严酷的车载用逆变器装置为例进行讲述。车载用逆变器装置,是作为控制车载电动机的驱动的控制装置,具备车载电机系统,将由构成车载电源的车载电瓶供给的直流电力变换成规定的交流电力,将获得的交流电力供给车载电动机,从而控制车载电动机驱动的装置。 此外,以下讲述的结构,还可以用于DC/DC换流器及直流斩波器等直流-直流电力变换装置或交流-直流电力变换装置。另外,以下讲述的结构,还可以用于作为驱动工厂的设备的电动机的控制装置使用的产业用电力变换装置或家庭的太阳能发电系统,以及驱动家用电器的电动机的控制装置使用的家用电力变换装置。特别适合于低成本化及小型化的电力变换装置。

逆变器装置150的结构,在将第3实施例的逆变器装置组件作为在壳体的横向中央切断后获得的左半侧的结构的同时,还如第2实施例的逆变器装置组件那样,在收纳半导体模块30的冷却腔的上部形成第3冷却腔,将集驱动电路基板、控制电路基板和连接器基板于一身的基板97收纳在其中。

在前轮车轴102的中央部,设置着前轮侧差动齿轮(以下称作“前轮侧DEF”)103。前轮车轴102与前轮侧DEF103的输出侧机械性地连接。前轮侧DEF103的输入侧与变速器105的输出轴机械性地连接。前轮侧DEF103,是差动式动力分配机构,将被变速器105变速后传递的旋转驱动力,分配给左右的前轮车轴102。变速器105的输入侧与电动发电机130的输出侧机械性地连接。电动发电机130的输入侧,通过动力分配机构150作媒介,与发动机104的输出侧及电动发电机140的输出侧机械性地连接。

电容器50配置在第2底座12的中央(被π字形的两条腿包围的区域)的下方侦牝从而与半导体模块20、30的直流侧邻近配置。电容器50由壳体的高度方向的断面形状为长圆形状的4个电解电容器构成。4个电解电容器,在壳体的纵向和横向上各并列配置两个,从而使其纵向和壳体的纵向朝着相同的方向,通过保持带52作媒介,收纳在电容器外壳51的内部。电容器外壳51是上部敞开的热传导性容器,夕卜壳上部的凸缘部和第2底座12的字形的两条腿的下端部接触。这样,能够热性连接电容器50和制冷剂流路28,利用制冷剂冷却电容器50。

在第I底座11的每一个形成制冷剂流路28的部位上,设置着传热板23。传热板23是沿着制冷剂流路28从壳体的纵向的一侧朝着另一侧延伸的长方形的部件,是构成制冷剂流路28的一个面的板状部件。这样,传热板23就被流过制冷剂流路28的制冷剂直接冷却。传热板23由铝制或铜制的热传导性部件构成,在该制冷剂流路28侧的面上,设置着向制冷剂流路28内部突出的冷却散热片(未图示)。这样,能够增加利用制冷剂的冷却面积,提高利用制冷剂的冷却效果。

各相的各上下臂的IGBT21的漏极与电瓶106的正极侧电连接,各相的各上下臂的IGBT21的源极与电瓶106的负极侧电连接。各相的各臂的中点(上臂侧IGBT的源极和下臂侧IGBT的漏极的连接部分),与对应的电动发电机130、140的对应的相的电枢绕组电连接。

控制电路93构成逆变器装置110、120的控制部,由演算旨在使多个开关用功率半导体元件动作(接通•断开)的控制信号(控制值)的微机构成。来自上位控制装置的转矩指令信号(转矩指令值)、来自电流传感器95、96及电动发电机130、140搭载的旋转传感器的检知信号(传感器值),输入控制电路93。控制电路93根据这些输入信号,演算控制信号(控制值),向驱动电路92、94输出。

在模块外壳24的纵向延伸的侧壁、即位于和半导体模块20、30相对侧的相反侧的侧壁上,在每个收纳腔中对应地设置交流模块端子27。交流模块端子27从模块外壳24的侧壁朝着上方突出。在与交流模块端子27的突出侧相反的一侧,到达收纳腔的内部,其表面露出模块外壳24的表面。这样,在各收纳腔的内部,形成交流模块电极35。

电力变换装置

将换流器电路的具备上臂和下臂的串联电路,内置在一个半导体模块(500)中,该半导体模块的两侧,具有冷却金属,在冷却金属之间,夹住上臂用的半导体芯片和下臂用的半导体芯片,将半导体模块插入水路壳体的本体部(214)内,在半导体模块中,配置半导体芯片的直流正极端子(532)、直流负极端子(572)和交流端子(582),这些直流端子(532、572),与电容器模块的端子电连接,交流端子(582),经过交流连接器,和电动发电机组电连接。在具备冷却功能的电力变换装置中,提供与小型化有联系的技术,提供有关提高在产品化上必要的可靠性及生产性的技术。

在本电力变换装置中,因为大幅度提高冷却效率,所以作为冷却水,能够利用发动机冷却水。因此,作为汽车,不需要专用的冷却水系统,作为汽车整体,使可靠性得到大大改

电容器端子96的正极端子611和负极端子612,和半导体模块390的正极端子532和负极端子572的梳齿形状533、573同样,用图示的那种梳齿形状构成。将电容器模块390和半导体模块的连接端子互相做成梳齿形状后,容易进行两者的连接端子之间的焊接及其它固定连接。另外,在电容器模块390的端子的中央部,设置绝缘导向装置613,绝缘导向装置613在实现正极端子611和负极端子612的绝缘的同时,将绝缘导向装置613插入半导体模块的630后,还可以对电容器模块和半导体模块的连接端子彼此之间的连接发挥导向的作用。

所述半导体模块,具有一个面是散热面,另一个面将设置了绝缘部件的第1和第2散热金属相互并列配置,以便使各自的散热面朝着外侧的状态,在被所述第1和第2散热金属设置的各自的绝缘部件之间,以密闭的状态具有构成所述上下臂串联电路的上臂用的半导体芯片和下臂用的半导体芯片,进而具有向外部突出的直流正极端子、直流负极端子、交流端子、旨在控制所述上臂用的半导体芯片的控制端子和旨在控制所述下臂用的半导体芯片的控制端子;

所述两面冷却的半导体模块的所述直流正极端子和直流负极端子,分别和所述电容器模块的端子电连接。

(1)小型化技术

如图18〜28所示,在本实施方式涉及的电力变换装置中,半导体模块500具有用2个散热金属夹住半导体芯片的结构。此外,在该实施方式中,作为散热金属的一个例子,使用具有热散发功能优异的散热翅片的金属板、散热翅片522(A侧)散热翅片562(B侧)。半导体芯片——IGBT芯片538及547成为被用2个散热金属的内侧设置的导体板夹住的结构。采用该结构后,作为电气连接用软钎焊料,能够使用低熔点软钎焊料。使用低熔点软钎焊料时,使软钎焊料熔化,将半导体芯片固定到一个散热金属上后,在用另一个散热金属夹住进行电连接的过程中,上述软钎焊料部分有可能再度熔化。

本发明的实施方式涉及的电力变换装置,作为满足人们的需求的产品,是立足于如下所述的技术性观点进行设计的,其中之一的观点是小型化技术,即尽量抑制电力变换装置伴随着变换的电力的增大而大型化的技术。进而,另一个观点是关于提高电力变换装置的可靠性的技术,再一个观点是关于提高电力变换装置的生产性的技术。而且,本发明的实施方式涉及的电力变换装置,就是根据上述3个观点、进而综合了这些观点的观点制造的。下面,列举概述各观点中的电力变换装置的特征。

具体实施方式

采用上述端子的配置后,正极端子532和负极端子572,各自的断面积是长方形的板状形状,进而被互相相对地、靠近半导体模块的一个侧面地配置。因为在侧面侧配置正极端子532和负极端子572,所以向电容器模块等的布线容易。另外,正极端子532及负极端子572的连接端和交流端子532的连接端,在半导体模块的前后方向(连接半导体模块的两侧面的方向)中,互相错开地配置。因此,在电力变换装置的生产线上,容易确保使用旨在使正极端子532及负极端子572的连接端与其他部件的连接和交流端子532的连接端与其他部件的连接的器具的空间,生产性优异。

在所述正极侧导体和所述第2导体之间,配置所述上下臂用的半导体芯片中的一个;在所述负极侧导体和所述第1导体之间,配置所述上下臂用的半导体芯片中的另一个;所述第1导体、所述第2导体和所述交流端子电连接。

再接着,参照图18〜图28,详细讲述本发明的实施方式涉及的电力变换装置中半导体模块的制造方法。图18是表示本发明的实施方式涉及的电力变换装置中的带内置上下臂串联电路的散热翅片的半导体模块的外形图。图19是图18所示的半导体模块的剖面图。图20是包含外壳的半导体模块的展开图。图21是图20所示的半导体模块的剖面图。

电力变换装置

采用在被汽车搭载的电力变换器上,并列配置使冷却水流动的水路,在所述水路上分别设置开口,在使功率模块的散热片从开口突出的同时,还用功率模块的底座板堵塞开口的结构。另外,还采用使铜以外的金属混入功率模块的底座板,从而增加所述底座板的硬度,抑制平面度在散热片的钎焊工序中的劣化的结构。提高功率模块的冷却效率,以及维持功率模块的底座板的平面度的容易制造的结构。

综上所述,该旋转电机控制电路基板700,由于成为被与外壳210相接后配置的保持板320放置的结构,所以该旋转电机控制电路基板700产生的热量,容易通过保持板320传导给外壳210,成为散热效果优异的结构。

以向,讲述电力变换装置200的第2实施方式。电力变换装置200,在下部盒子13上,层叠配置第2底座12;在第2底座12上,层叠配置第I底座11;在第I底座11上,层叠配置上部盒子10后固定。上述层叠后固定的外壳即电力变换装置200的外形,是角部带圆弧的整体上呈长方体的形状。所述外壳的构成部件,用铝材那样的热传导性优异的材料制作。该外壳基本上具有第I实施方式讲述的外壳210的功能,所述外壳具备下部盒子13和上部盒子10。在由这些盒子10构成的外壳的中央部,固定由第I底座11和第2底座12构成的水路形成体。在该水路形成体的两面,安装着以下讲述的功率模块及电容器模块等电器。

另外,在其它作业工序中,用高温软钎焊将半导体芯片952与绝缘基板956粘接。第I软钎焊层958是用该工序制造的层,将半导体芯片952和绝缘基板粘合。该软钎焊层是高温软钎焊层,在第2软钎焊层962的低温软钎焊的粘接作业中不能熔解。如图16所示,对一个绝缘基板956而言,各粘接3组二极管芯片954和IGBP芯片952。为了避免烦杂,只对一个绝缘基板956显示参照符号,其它的均予省略。将具有3组二极管芯片954和IGBP芯片952的一个绝缘基板,两个相对地并列配置后,与UVW相内的一相对应,还与在底座板944的背面粘接的一个散热片对应。图16的底座板944,由于构成三相用的变换器,所以上述相对并列配置的绝缘基板具有3组。各绝缘基板成为相同的结构。

(第I和第2功率模块502和504的冷却结构)

在图10中,第I和第2电容器模块302和304,分别具有与直流电力用的端子台810连接的一对电极TMl和电极TM2,通过该电极做媒介,与外部的直流电源连接。第I电容器模块302和第2电容器模块304的各自的电极TMl和电极TM2,都配置在外壳210的水路出入口一侧。这样采用和在端子箱800内配置的直流电力用的端子台810—侧相同的一侧后,能够使和外部的直流电源——高电压电池的布线变得容易,从而提高作业性。

个绝缘基板的范围中,平面度在O.3mm以下最合适,最好确保在O.4mm以下。向铜中混入比铜硬的杂质后,其比例增加将导致硬度上升。可是,由于上述杂质的热传导率通常比铜低,所以整体的热传导率下降。这样,最好调整杂质的比例,以便能够维持上述硬度和上述热传导率。另外,在上述底座板上,最好实施厚度大约3〜9μπι的镀镍。如图18所示,在一个上钎焊散热片506,在另一个上软钎焊半导体芯片的绝缘基板956。这时也许会使铜的表面出现伤痕,实施适当厚度的电镀后,能够适当地维持表面粗糙度。在该实施方式中,最好至少使搭载绝缘基板的范围和与O形圈接触的范围的表面粗糙度满足Ra=3.2。

所述金属的底座板944,是将铜作为主成分,向该铜中添加杂质后的合金。在钎焊散热片506后,其硬度最好为HV50以上,热传导率最好为200W/mK以上。该底座板的厚度范围是2毫米〜4毫米。另外,平面度在各绝缘基板的范围或用固定螺钉孔978包围的范

在水路形成体220的所述凸部935的相反一侧,制作开口218,功率模块502的底座板944设置的散热片506,突出到该开口218中,利用螺钉SC1,固定功率模块502。虽然没有图示,但在并列配置的其它的水路926形成的水路形成体220的开口中,固定着功率模块504。这样,能够提高散热片和冷却介质——水的热交换效率。另外,并列设置的水路922和926的连接处一折返部,水路比散热片突出的部分深,流体阻力减小,冷水的流动得到改善。

上述作业后,使粘接了3组半导体芯片952的6个绝缘基板956,和具有3个散热片506的底座板944,成为图16和图17所示的位置关系地用低温的第2软钎焊层962粘接。就是说,对于2个绝缘基板而言,以在底座板944的相反面钎焊一个散热片的位置关系地进行粘接。在图18中,散热片506和底座板944的粘接温度最高,使用钎焊料粘接。其次的高温粘接,在半导体芯片952和绝缘基板956的粘接中,使用高温软钎焊料进行粘接。最低温度的粘接,是绝缘基板956和底座板944的粘接,使用低温软钎焊料进行。采用上述钎焊料粘接散热片506的粘接温度高,所以底座板944的金属如果不使用比纯粹的铜硬的金属,经过钎焊后,底座板944的相反面的平面度将要下降,从而使以后的绝缘基板的粘接变得困难。如上所述,使成为杂质的金属的含有量增加后,虽然容易维持平面度,但是热传导率下降,绝缘基板956的冷却效果下降。使两个特性兼顾的条件,是上述的在钎焊作业后的特性,硬度为HV50以上,在钎焊作业后的热传导率为200W/mK以上的特性。另外,各绝缘基板956的区域的平面度为O.Imm以下最合适,平面度为O.2mm以下则最好;粘接6个绝缘基板的区域(整个绝缘基板的粘接区域)的平面度,最好能够维持O.3mm以下,接近它的O.4mm以下则更好。

在功率模块502上,如上所述,夹着散热板982及散热板984,利用螺钉SC2,固定所述驱动电路基板602。

在上述功率模块中,对保持半导体元件及散热片的金属制的底座板,采用使铜含有其它金属的材料,从而提高了硬度。这样,能够抑制散热片的钎焊作业所导致的平面度的变形,可以使以后的粘接具有多个半导体芯片的绝缘基板的作业变得容易。另外,易于将上述绝缘基板粘接到多个相同的底座板上,即使长期使用,也能够维持其可靠性。

这样,由于各第I电容器模块302和第2电容器模块304,成为被与外壳210相接后配置的保持板320固定的结构,所以该第I电容器模块302和第2电容器模块304产生的热量,容易通过保持板320传导给外壳210,成为散热效果优异的结构。另外,由于外壳210被冷却水路冷却,所以能够将电容器模块302和304的温度上升控制得比较低。

由于与旋转电极连接的交流端子OTl和0T2,分别配置在并列配置的功率模块502或504的外侧,所以成为容易配置交流端子OTl和0T2及与不同的旋转电机的端子连接的汇流条的结构。装置整体的结构简单,还提高了作业效率。

另外,在其它作业工序中,用高温软钎焊将半导体芯片952与绝缘基板956粘接。第I软钎焊层958是用该工序制造的层,将半导体芯片952和绝缘基板粘合。该软钎焊层是高温软钎焊层,在第2软钎焊层962的低温软钎焊的粘接作业中不能熔解。如图16所示,对一个绝缘基板956而言,各粘接3组二极管芯片954和IGBP芯片952。为了避免烦杂,只对一个绝缘基板956显示参照符号,其它的均予省略。将具有3组二极管芯片954和IGBP芯片952的一个绝缘基板,两个相对地并列配置后,与UVW相内的一相对应,还与在底座板944的背面粘接的一个散热片对应。图16的底座板944,由于构成三相用的变换器,所以上述相对并列配置的绝缘基板具有3组。各绝缘基板成为相同的结构。

此外,在图22中,为了便于区别电源系统和信号系统,分别用实线表示电源系统用虚线表示信号系统。

电力变换装置

一种电力变换装置,至少具备:形成箱状的壳体;依次配置在上述壳体内的功率组件、平滑用电容器、平板状的保持板和旋转电机控制电路基板,上述保持板其周边固定在上述壳体的内侧壁面而配置,且使上述平滑用电容器组件和旋转电机控制电路基板固定。从而提供一种实现小型化的电力变换装置。

图1是表示具备本发明的电力变换装置的混合动力型电动汽车的一实施例的概略构成图。另外,本发明的电力变换装置200当然可以适用于纯电动汽车,混合动力型电动汽车和纯电动汽车在基本构成或基本动作上共通之处很多。因此以下以混合动力型的电动汽车为代表说明其实施例。

图1是表示具备本发明的电力变换装置的混合动力型电动汽车的一实施例的概略构成图。另外,本发明的电力变换装置200当然可以适用于纯电动汽车,混合动力型电动汽车和纯电动汽车在基本构成或基本动作上共通之处很多。因此以下以混合动力型的电动汽车为代表说明其实施例。

上述各实施例可以分别单独使用或组合使用。可以单独或相加地达到各个实施例的效果。

另外,对流过上述第一旋转电机130的固定线圈的各相的电流值进行检测的第一电流传感器536的输出和安装在第一功率组件502中的第一温度传感器532的输出,通过接口电路736输入到上述第一微型计算机702。上述第一微型计算机702使用输入的第一电流传感器536的输出,按照基于上述总控制装置170的指令值进行控制的方式,进行上述功率半导体元件的动作时刻运算处理,并进行反馈控制。上述温度传感器532的输出使用于诊断动作的异常。

步骤7:将交流用端子座820安装于壳体210,内置有直流电力用的端子座810的端子盒800安装在壳体210。底板部844安装在该端子盒800的本体840,进行电连接,该本体840上安装有盖子部846。另外,端子盒800对壳体210的安装完成之后,也可以安装壳体290。另外也可以在端子盒800对壳体210安装完成之后,进行电容器组件300或保持板320的安装。

各第一功率组件502、第二功率组件504的直流端子ITl和IT2,如上所述,在该第一功率组件502和第二功率组件504的互相接近相对的一边侧分别并排配置,各第一功率组件502和第二功率组件504的交流端子0T1、0T2分别在与上述直流端子ITl和IT2所形成的边平行的另一边侧并列设置。换而言之,功率组件500的直流端子IT位于并列设置的各个第一功率组件502和第二功率组件504的中央部,功率组件500的交流端子OT位于并列设置的各个第一功率组件502和第二功率组件504的外侧。

图4是表示本发明的电力变换装置的整体构成的一实施例的分解立体图,从与图2或图3的情况不同的方向看到的图。 图5是表示本发明的电力变换装置的一实施例的外观立体图。

同样,对流入上述第二旋转电机140的定子线圈的各相的电流进行检测的第二电流传感器538的输出和第二功率组件504中所安装的第二温度传感器534的输出,通过接口电路746输入到第二微型计算机704。上述第二微型计算机704使用输入的第二电流传感器536的输出,按照基于上述总控制装置170的指令值进行控制的方式,进行上述功率半导体元件的动作时刻运算处理,并进行反馈控制。上述第二温度传感器534的输出用于诊断动作的异常。

另外,通过在该本体840中安装了盖子部846和配置有上述直流电力用端子座810的底板部844而构成该端子盒800。这样可以使该端子盒800的安装容易。

电力变换装置

电力变换装置

本发明的电力变换装置具备:逆变器部,其具备构成上臂/下臂的多个半导体开关元件,将直流电变换为交流电;栅极驱动部,其对逆变器部输出用于驱动这些的多个半导体开关元件的栅极的栅极信号;驱动控制部,其对栅极驱动部提供使栅极驱动部输出栅极信号的开关控制信号;第1异常探测部,其进行直流电的过电压探测、交流电的过电流探测以及上臂/下臂的温度探测;和第2异常探测部,其对上臂/下臂的多个半导体开关元件的异常进行探测,驱动控制部具备在第1异常探测部检测出异常时进行保护动作的第1保护电路部、和在第2异常检测部检测出异常时进行保护动作的第2保护电路部。

根据本发明的第3方案,在第2方案的电力变换装置的基础上,第I异常探测部具备:对逆变器部的正极和负极之间的过电压进行探测,将过电压探测信号输入到驱动控制部的过电压探测部;对逆变器部的交流电输出的过电流进行探测,将过电流探测信号输入到驱动控制部的过电流探测部;和对上臂及下臂的温度进行探测,将温度探测信号输入到驱动控制部的温度探测部。

在上述实施方式中,利用三态缓冲器来构成第I保护电路至第4保护电路,但只要具有与上述第I保护电路至第4保护电路同等功能的电路即可,并不限于三态缓冲器。

通过具备本发明的保护电路的电力变换装置,能够根据电力变换装置的故障状况,高安全性且迅速地执行包含该电力变换装置在内的系统的最佳保护控制动作。

来自主微机207的进行上臂三相短路的信号、基于过电压探测信号的进行上臂三相短路的信号、基于过电流探测信号的上臂三相短路信号输入到三态缓冲器601。另外,来自主微机207的进行下臂三相短路的信号、基于过电压探测信号的进行下臂三相短路的信号、基于过电流探测信号的下臂三相短路信号被输入到三态缓冲器605,并作为三态缓冲器601的控制信号而被输入。

图5(a)是表示图4的臂选择电路600的电路的实施例的图。图5(b)以及图5(c)是图5(a)的实施例的变形例。

由于缓冲器20IB和缓冲器202UB、202LB和缓冲器203B串联连接,所以,越是下游侧的缓冲器其优先级越高。例如对下游侧的缓冲器能够以紧急度更高的控制信号来进行控制(例如,对缓冲器203B以栅极故障信号进行控制)。这样地,根据本发明,在电源装置内产生了多个异常的情况下,针对与各异常对应的多个三相开路或者三相短路的触发信号赋予优先级来执行三相开路或者三相短路,能够对车辆的状态在确保高安全性的同时进行最佳的保护动作。

第I至第4保护电路201、202U、202L、203的缓冲器中输入基于包含上述的电动机控制微机206的异常在内的在电力变换电路内产生的各种异常得到的触发信号作为控制信号。

电力变换装置

本发明在并联连接多个开关元件构成臂的电力变换装置中,谋求元件的长寿命化。本发明是具有上下臂和栅极驱动电路的逆变器装置,所述栅极驱动电路按照指示接通/截止期间的栅极控制信号(Gup_S)分别使对应的臂驱动,其中,上下臂分别并联连接有多个开关元件,每个栅极驱动电路具有开关用栅极控制电路(230u)和导通用栅极控制电路(231u),所述开关用栅极控制电路(230u)在接通期间开始时使开关元件(210u)的导通开始,并在接通期间中使导通结束,所述导通用栅极控制电路(231u)在与接通期间的开始对应的开关元件(210u)的导通开始后,且在导通结束前使开关元件(211u和212u)的导通开始,与开关元件(211u和212u)相比,开关元件(210u)的寄生电容更小。

另外,因为在并联连接的开关元件为相同电特性的情况下,在开关动作中的开关元件的温度上升几乎没有差异,所以也可以不比较温度的大小地依次变更实施开关动作的开关元件。

此外,电容器101u、101v、101w、102u、102v以及102w分别与对应的上臂21u、21v、21w和下臂22u、22v、22w并联连接,而且靠近配置。

(其它的变形例)

因为通过做成这样,能迅速地使实施开关动作的开关元件210U的控制端子的电位为进行接通动作的电位,所以能实现降低开关损耗的开关动作。此外,因为在实施导通动作的开关元件211u和212u的控制端子不施加必要以上的过大的电场即可,所以能使开关元件211u和212u的可靠性提升。此外,能减小栅极驱动信号的电流,能降低在上臂侧栅极驱动电路21u中产生的驱动损耗。

但是,虽然这些器件与Si器件相比较为低损耗,但是高价。于是,也可以不在构成臂的所有开关元件使用SiC器件或GaN器件,只在对低损耗化做出贡献的开关元件使用SiC器件或GaN器件。

图23是示出图22中的臂81和栅极驱动电路83的细节的图。

图12是示出第二实施方式涉及的逆变器装置的栅极控制电路和臂的详细结构的图。

在此,虽然只说明了三相中的U相,但是在控制电路4中,对于V相、W相也分别生成、输出栅极控制信号Gvp_s、Gvn_s、栅极控制信号Gwp_s、Gwn_s。以下,虽然只对U相进行说明,但是逆变器装置2对于V相、W相也具有同样的结构。

但是,在本变形例中,通过减小与主要实施开关动作的开关元件的控制端子连接的栅极电阻,从而能实现高速开关动作,而且,能减小下臂22u的栅极端子一臂驱动电路24u间的合成电阻。因此,能抑制高dv/dt成为起因而产生的误动作。

图21是比较在IGBT和MOSFET的饱和区中的电压一电流特性的图。

(第四实施方式)

电力变换装置

本发明提供一种电力变换装置。该电力变换装置具备:逆变器电路部,其将由直流电源供给的直流电力变换成交流电力,并且该直流电力经由用于进行导通及断开的接触器来供给;电容器,其用于平滑化所述直流电力;放电电路部,其由用于使所述电容器中蓄积的电荷放电的放电电阻和与该放电电阻串联连接的放电电阻用开关元件构成,并且该放电电路部与所述电容器并联连接;电压检测电路部,其用于检测所述电容器的两端电压;第一放电控制电路,其具备第一微型计算机,输出用于对所述放电用开关元件的开关进行控制的控制信号;和第二放电控制电路,其输出用于将所述放电电阻用开关元件断开的断开信号。

另外,在本实施方式中,通过电池136的电力使第一电动发电单元作为电动单元动作,由此能够仅由电动发电机192的动力实现车辆的驱动。此外,在本实施方式中,通过引擎120的动力或来自车轮的动力使第一电动发电单元或第二电动发电单元作为发电单元动作、发电,由此能够实现电池136的充电。

根据本发明的第9方式,在第I方式所述的电力变换装置中,优选所述第二放电控制电路由具备单触发电路的电路构成。

另外,通过将逆变器装置140、142、逆变器装置43以及电容器模块500内置于一个框体内,所以在布线的简单化及噪声对策方面有效。另外,能够降低电容器模块500和逆变器装置140、142及逆变器装置43之间的连接电路的电感,能够降低冲击电压,并且能够实现发热的降低及散热效率的提高。

(发明效果)

电力变换装置

(发明效果)

在此引用下一优先权基础申请的公开内容作为引用文件。

另外,通过将逆变器装置140、142、逆变器装置43以及电容器模块500内置于一个框体内,所以在布线的简单化及噪声对策方面有效。另外,能够降低电容器模块500和逆变器装置140、142及逆变器装置43之间的连接电路的电感,能够降低冲击电压,并且能够实现发热的降低及散热效率的提高。

根据本发明的第9方式,在第I方式所述的电力变换装置中,优选所述第二放电控制电路由具备单触发电路的电路构成。

在第一放电控制电路470为异常判定时,在第二放电控制电路480为具有第二微机456的电路构成的情况下,来自上位控制器454的可否放电信号(Activedischargesignal)被输出到第二放电控制电路480中。另外,在第二放电控制电路480为单触发IC457等构成的情况下,仅向上位控制器454输出异常判定信号,循环接触器开闭的判定循环。

电力变换装置

一种电力变换装置,包括:至少与旋转电机连接的功率组件;对该功率组件供给开关电力的开关驱动电路基板;对该开关驱动电路基板供给用于控制所述开关电力波形的信号的旋转电机控制电路基板,将噪声去除基板与所述旋转电机控制电路基板以不同的基板形成,并且该噪声去除基板,通过其将各种信号输入到该旋转电机控制电路基板,该各种信号用于形成由所述旋转电机控制电路基板控制所述开关电力波形的信号。从而提供一种实现小型化的电力变换装置。

上述导线端子OLl具有导线端子0Llw、0Llv、0LlU,通过设置在端子盒800中的交流电力连接部822分别与第一旋转电机130的W相连接端子、V相连接端子、U相连接端子连接,从而构成端子盒800。同样,上述导线端子0L2具有导线端子0L2w和0L2v和0L2u,分别通过交流电力连接部822,与第二旋转电机140的W相连接端子、V相连接端子和U相连接端子连接,从而构成端子盒800。上述交流用的端子座820具有检测交流电流的电流传感器536和538,检测流过第一旋转电机130和第二旋转电机140各相的电流。

另外,通过在该本体840中安装了盖子部846和配置有上述直流电力用端子座810的底板部844而构成该端子盒800。这样可以使该端子盒800的安装容易。

该旋转电机控制电路基板700,例如在其周边的四角的各个区域,另外,在除该周边的中央部的区域避开搭载了各部件的区域和形成与这些部件连接的布线层的区域后的区域,形成螺丝孔,由通过这些螺丝孔旋入上述保持板320的螺丝SC6固定在该保持板320。

U相的各功率半导体元件根据来自上述开关驱动电路基板602的驱动电路632的信号进行开关动作,V相的各功率半导体元件根据来自上述开关驱动电路基板602的驱动电路634的信号进行开关动作,W相的各功率半导体元件根据来自上述开关驱动电路基板602的驱动电路636的信号进行开关动作。由此,输出三相交流,供给到第一旋转电机130。各层的电流分别由电流传感器536检测。

图8表示自壳体210的正面壁部232侧观察上述电力变换装置200的图。

图8表示自壳体210的正面壁部232侧观察上述电力变换装置200的图。

<功率组件500和开关驱动电路基板600〉

另外,保持板320的上述凸面,形成在通过上述旋转电机控制电路基板700与上述旋转电机控制电路基板700的上述第二基板BST2相反侧的面所搭载的比较大型的、产生发热的如半导体元件等对置的部分,由此,按照来自上述半导体元件等的发热易导入第二基座侧的方式构成。此时,上述凸面和旋转电机控制电路基板700之间存在导热性良好、由绝缘材料构成的如薄片等,可以防止相对于上述半导体元件等的搭载区域在该旋转电机控制电路基板700的相反侧形成的布线层等的上述保持板320所引起的电短路。

而且,这些第一功率组件502和第二功率组件504,没有图示,分别包括:例如由铜等制成的导热性构件导电基板;连接在该导电基板的上面的周边、围堰状的盒子;在包围上述导电基板的上述盒子的区域例如焊锡焊接的绝缘基板;搭载在该绝缘基板的晶体管(例如、绝缘栅型双极性晶体管)和二极管以及连接该晶体管和二极管的布线层、与这些布线层连接且形成在上述盒子上的多个直流端子IT和交流端子OT等。可以使用IGBT代替上述晶体管。

本发明的效果可以制作更小型的电力变换装置。

由此,如图16所示,发动机120处于中间,各电力变换装置200配置在发动机室的内侧,容易进行与其他装置之间在物理上和电气上的连接。

电力变换装置

电力变换装置包含功率半导体模块、平滑电容器模块、交流母线、对功率半导体元件进行控制的控制电路部、以及用于形成冷媒流动的流路的流路形成体。所述功率半导体模块具有第1散热部、以及与第1散热部对置的第2散热部,所述流路形成体的流路形成体外形部具有隔着所述流路与所述第1散热部对置的第1面壁、隔着所述流路与所述第2散热部对置的第2面壁、以及连接所述第1面壁和所述第2面壁的侧壁,所述侧壁具有用于将所述功率半导体模块插入到所述流路内的开口。

并且,在第1散热面307A以及第2散热面307B的外周,形成有厚度极薄的弯曲部304A。弯曲部304A是以加压散热片305而简单进行变形的程度地,使厚度变得极薄,因此,能够提高模块一次密封体302插入后的生产性。

图14是用于说明连接器模块120的整体构成而分解为构成要素的立体图。

根据本发明的第12方式,在第1方式的电力变换装置中优选的是,流路形成体的第1面壁和第2面壁之间的最小距离与所述功率半导体模块的外壳所具备的凸缘的尺寸大致相同。

并且,通过连结用螺钉33、34、37将入口配管13、出口配管14、连接器模块120、信号连接器21进行连结,通过连结用螺钉36将直流母线814和电源端子508,509连接,通过连结用螺钉35将第1交流母线801和第2交流母线804连接。而且,通过将信号连接器21的基板用连接器38插入到电路基板20,从而完成了各部的连接。根据本实施方式,除上述效果外,仅通过变更作为与外部装置的接口的、冷却介质的连接用配管13,14、信号连接器

根据本发明的第3方式,在第1方式的电力变换装置中优选的是,在功率半导体模块、平滑电容器模块、交流母线以及控制电路部装配于流路形成体的状态下,再装配于罩壳。

S卩,关于低矮化以及低成本化的课题、效果,通过上述的构成以外的构成,大的方面实现低矮化以及低成本化有关的课题解决、效果达成。更具体来说,在不同的观点上,解决了课题,获得了效果。

电力变换装置

一种电力变换装置(10),连接于蓄电池(1)与交流系统之间,通过来自交流系统的电力对蓄电池(1)进行充电并将来自蓄电池(1)的电力向交流系统放电,其特征在于,该电力变换装置(10)具备:DC/DC变换电路(13),进行蓄电池(1)的蓄电池电压和直流母线电压的变换;DC/AC变换电路(17),进行直流母线电压和交流系统的交流电压的变换;和控制电路(14、18),控制DC/DC变换电路(13)以及DC/AC变换电路(17),控制电路(14、18)基于蓄电池电压、蓄电池的蓄电电力量、以及直流母线电压的控制范围,选择升压控制和降压控制中的某一个,作为DC/DC变换电路(13)的控制方式,并且设定直流母线电压的控制目标值,通过选择了的控制方式,控制DC/DC变换电路(13)以及DC/AC变换电路(17),以使直流母线电压成为控制目标值。

因此,在将这些额定不同的各种类别的蓄电池作为充电放电的处理对象的情况下,需要具备可准确地对应于各个蓄电池的额定、蓄电池的特性的控制单元。

返回到图14,如果在步骤S32中完成了充电电流的目标值的计算,则蓄电池控制电路56在步骤S33中,确认本次选择了的充电时的降压控制是否为从上次的继续。在并非从上次的继续控制的情况(在充电控制方式切换后的最初的控制、或者开始充电后最初的控制等中在步骤S33中成为“否”的情况)下,在步骤S34中选择充电时的降压控制算法,在步骤S35中使各种控制变量初始化。如果完成了各种控制变量的初始化,则在步骤S36中进行控制指令值的初始化,将该初始化了的控制指令值通知给充电降压控制电路52(图3),并且对切换电路55输出指示,使得选择充电降压控制电路52的输出。

返回到图13,如果在步骤SI5中完成了蓄电池充电控制I,则蓄电池控制电路56在步骤S18中确认蓄电池I的蓄电电力量是否为第三规定值以上。另外,关于蓄电电力量中的该第三规定值,是为了防止蓄电池I的过充电而设定的,例如,设定为满充电时的蓄电电力量的95%等。

同样地,在以往的电力变换装置中,未根据放电开始时的放电电力控制、在蓄电池中充电了的蓄电电力量、蓄电池的温度等,而变更放电控制方式,所以存在在放电时使放电电力急剧变化所致的蓄电池的劣化、蓄电池的温度(元件温度)高的状态下的放电电力过多等对蓄电池必要以上地造成损伤而电池寿命变短这样的问题。

另外,在实施方式I中,作为绝缘型的DC/DC变换电路13的控制方法,使用了图4〜图7所示的方法,但不限于此,例如,也可以构成为在进行升压控制的情况下,通过控制向开关设备31a〜31d供给的Duty是50%的控制信号,和向开关设备32a〜32d供给的Duty是50%的控制信号的相位,控制向蓄电池I充电的电力或者从蓄电池I放电的电力。

蓄电池控制电路56监视从电压计15输出的直流母线电压值,直至直流母线总线21的直流母线电压成为规定的电压为止待机。如果直流母线电压成为规定的电压,则蓄电池控制电路56对蓄电池I内的蓄电池管理部件2输出充电要求。如果从蓄电池控制电路56接收到充电要求,则蓄电池管理部件2确认蓄电池I的状态信息,并输出蓄电电力量、蓄电池I的上限电压、下限电压、蓄电池I的温度信息、最大充电电流信息、最大蓄电电力量、蓄电池电压。

接下来,图18示出在蓄电池I的温度是高温时充电了时的充电电流H和时间的关系。如图所示,在充电开始时,通过降压控制将SoC充电至规定的蓄电电力量(在本实施方式I为中满充电时的蓄电电力量的20%),如果该充电完成,则切换为升压控制。在升压控制中,由于是高温,所以最大充电电流被设定得较小,比通常时的充电电流更低。然后,如果将充电完成至规定的蓄电电力量(在本实施方式I中为满充电时的蓄电电力量的80%),则再次切换为降压控制而充电至规定的蓄电电力量(在本实施方式I中为满充电时的蓄电电力量的95%)。由此,具有在高温时,也能够将蓄电池I的劣化抑制为最小限来充电的效果。

图8是示出本实施方式I中的输出了图4〜图7所示的控制信号时的控制指令值与充放电电力的关系的图。

电力变换装置

本发明提供一种电力变换装置,该电力变换装置基于规定的条件切换HM控制模式和正弦波PWM控制模式,所述HM控制模式为,根据电角度交替地形成在不同的相上使上臂用的开关元件和下臂用的开关元件分别导通而从直流电源向电动机供给电流的第一期间、和在全相上使上臂用的开关元件或下臂用的开关元件中的任一者导通,并用蓄积于电动机的能量维持转矩的第二期间;所述正弦波PWM控制模式为,根据基于正弦波指令信号和载波的比较结果而确定的脉冲宽度,使开关元件导通,从直流电源向电动机供给电流。

一第三实施方式一

在步骤907中,控制电路172进行矩形波控制。如上所述,矩形波控制可以认为是HM控制的一个方式、即在HM控制中使调制度成为最大的方式。在矩形波控制中,不能消除谐波,但可以使开关次数最少。另外,与HM控制的情况同样,矩形波控制所使用的脉冲信号可以由脉冲调制器430生成。该脉冲信号由切换器450来选择,然后从控制电路172输出到驱动电路174。如果执行了步骤907,则控制电路172返回到901,反复如上所述的处理。

另外,从另一观点看,当供给的直流电力的电压下降时,调制度就增加,成为导通的各开关动作的导通时间延长的倾向。另外,在驱动电动机等旋转电机时加大旋转电机的产生转矩的情况下,调制度增大,结果是各开关动作的导通时间延长,在减小旋转电机的产生转矩的情况下,各开关动作的导通时间缩短。在导通时间延长且切断时间缩短的情况下,即在开关间隔某种程度缩短的情况下,有可能不能安全地切断开关元件,在那种情况下,进行不使其切断而在导通状态下延续导通时间的控制。

在步骤910中,控制电路172基于步骤901取得的旋转速度信息,通过判定电动发电机192是否为停止或极低速的旋转状态,判定是否进行PWM控制。在判断为电动发电机192处于停止或极低速的旋转状态那样的不足规定转速的情况下,即,在判定为未从旋转磁极传感器193得到正确的磁极位置信号Θ而不能检测电动发电机192的旋转状态的状况的情况下,判定为不进行PWM控制则移至步骤911。如果不是那样,则判定为进行PWM控制则移至步骤906。进行如上所述的PWM控制。

根据本发明的再另一特征之一,电力变换装置在第一运转区域,基于即将输出的交流电力的相位,将控制开关元件的开关动作的驱动信号供给到开关元件,对应于即将输出的交流电力的相位,使开关元件导通。另外,在所述即将输出的交流电力的频率比第一运转区域低的第二区域,基于载波,进行控制开关元件的导通及切断的PWM控制。通过这种构成,可以降低第二区域的失真增大,并且降低第一区域的开关次数,可以降低电力损失。

另外,作为每单位时间或被输出的交流电力的每单位周期的开关次数成为最小的电动机的控制状态,具有供给于电动机的交流电力的每半周期开关一次各相的开关元件的矩形波的控制状态。在上述的HM控制方式中,该矩形波的控制状态可以设为随着变换的交流电力波形的调制度的增大而减少的每半周期的开关次数的最终状态,并可以当作HM控制方式的一个控制方式。后面对这点进行详细说明。

图26表示通过切换器450的切换动作且根据电动机转速切换PWM控制模式和HM控制模式时的情形。在此表示的是在Θuvl=Ji时通过将切换器450的选择端从PWM脉冲信号切换到HM脉冲信号而将控制模式从PWM控制模式切换到HM控制模式时的线间电压脉冲波形的例子。

本发明的再另一特征,单相斩波控制用信号的周期根据电动机的电感来确定。

本发明的目的在于,提供一种电力变换装置,其可实现交流电力的供给,所述交流电力可以尽可能地抑制接受来自电力变换装置的交流电力产生转矩的三相交流电动机的输出转矩的波动增大,并且能够实现开关损失的降低。下面说明的实施方式反映了作为产品而优选的研究成果,解决了作为产品而优选的更具体的各种课题。通过下面的实施方式的具体构成及作用解决的具体课题用下面的实施方式一栏进行说明。

在此,对3次、5次、7次的消除次数,制作如式(5)那样的行矢量。

在基于要输出的电力的交流波形的角度即相位位置而将逆变器具有的开关元件导通或切断的方式中,在输出的交流电力的频率低的区域内,具有交流波形的失真增大的倾向。在上述的说明中,交流输出频率低的第二区域使用PWM方式,基于经过的时间,控制开关元件,在输出的交流电力的频率比第二区域高的第一区域内,基于角度即相位位置,控制开关元件(下记为HM控制)。这样,通过利用不同的方式控制逆变电路的开关元件,就会产生可以降低输出的交流电力的失真的效果。