專利名稱:逆變器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種逆變器裝置,特別是涉及一種具備防止高耐壓IC的耐壓破壞和誤動(dòng)作的電路的逆變器裝置,該高耐壓IC進(jìn)行逆變器電路的驅(qū)動(dòng)控制,該逆變器電路具備用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的開關(guān)元件。
背景技術(shù):
作為現(xiàn)有的逆變器裝置,公開了如下的技術(shù),即,在進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件的開關(guān)時(shí),作為由電流的每單位時(shí)間的變化量(di/dt)和配線的電感所產(chǎn)生的不良浪涌的對(duì)策,在驅(qū)動(dòng)控制該開關(guān)元件的耐高壓IC的低壓側(cè)基準(zhǔn)端子和高壓側(cè)基準(zhǔn)端子之間,連接鉗位二極管(參照專利文獻(xiàn)1)。
在該專利文獻(xiàn)1中,利用鉗位二極管,對(duì)成為高耐壓IC的破壞原因的、由芯片圖案或?qū)Ь€等的少許電感而產(chǎn)生的負(fù)電壓進(jìn)行鉗位,由此防止高耐壓IC的損壞。
此外,在專利文獻(xiàn)1所示的鉗位二極管的基礎(chǔ)上,還公開了一種具備與該鉗位二極管串聯(lián)連接的分壓電路(電阻元件)的逆變器裝置的構(gòu)成例(參照專利文獻(xiàn)2)。
在該專利文獻(xiàn)2中,利用鉗位二極管和分壓電路的電阻元件,對(duì)僅利用鉗位二極管不能抑制的負(fù)電壓進(jìn)行分壓,由此使施加于高耐壓IC的負(fù)電壓降低。
專利文獻(xiàn)1特開平10-42575號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利第3577478號(hào)說明書發(fā)明內(nèi)容但是,在上述專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中,由于鉗位二極管和與下支路開關(guān)元件反向并聯(lián)的二極管(用于流過環(huán)流電流的二極管)并聯(lián)連接,因此存在鉗位二極管自身也流過環(huán)流電流的可能性,需要選擇額定電流較大的二極管(與反向并聯(lián)連接的二極管相同程度規(guī)格的二極管),存在直接導(dǎo)致成本增加和體積增大的缺點(diǎn)。
此外,在上述專利文獻(xiàn)2所示的現(xiàn)有技術(shù)中,存在鉗位二極管和分壓電路這二者都流過環(huán)流電流的可能性,與專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)相同地,必須分別選擇額定電流較大的二極管和電阻元件,不能避免前述的直接導(dǎo)致成本增加和體積增大這一缺點(diǎn)。
另一方面,一般的高耐壓IC,例如包含輸入緩沖器、MOS晶體管、電阻、驅(qū)動(dòng)電路等而構(gòu)成,因此在發(fā)生上述的負(fù)電壓的情況下,存在有時(shí)會(huì)產(chǎn)生被稱為閂鎖效應(yīng)的現(xiàn)象的問題點(diǎn),該閂鎖效應(yīng)是經(jīng)由MOS晶體管的寄生電容而產(chǎn)生的貫通電流流入高耐壓IC的內(nèi)部,由該貫通電流引起高耐壓IC的驅(qū)動(dòng)電路輸出錯(cuò)誤信號(hào)。此外,在上述專利文獻(xiàn)1和2所示的這兩個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中,對(duì)該閂鎖效應(yīng)問題的解決不充分。
本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的,其目的在于提供一種逆變器裝置,其能夠防止用于控制逆變器電路的高耐壓IC的破損和誤動(dòng)作(閂鎖效應(yīng)),同時(shí)提供一種電路技術(shù),其能夠抑制電路規(guī)模的增大和成本的增加。
為了解決上述問題、實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所涉及的逆變器裝置的特征為,具備逆變器電路,其具備電橋電路,該電橋電路是將由彼此反向并聯(lián)連接的上支路開關(guān)元件和二極管構(gòu)成的上支路部、和由彼此反向并聯(lián)連接的下支路開關(guān)元件和二極管構(gòu)成的下支路部串聯(lián)連接,并連接在直流電源的正負(fù)極間而成的;逆變器驅(qū)動(dòng)部,其具備分別驅(qū)動(dòng)所述上支路開關(guān)元件和所述下支路開關(guān)元件的高耐壓IC;以及鉗位單元,其對(duì)所述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位。
根據(jù)本發(fā)明,利用對(duì)上述高耐壓IC的下支路的驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路的驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位的鉗位二極管,對(duì)因?qū)Ь€電感或環(huán)流電流等引起的高耐壓IC的耐壓損壞的負(fù)電壓進(jìn)行鉗位,同時(shí)使要流入高耐壓IC內(nèi)部的貫通電流降低。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的逆變器裝置,由于對(duì)上述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位處理的鉗位二極管,可以對(duì)引起高耐壓IC的耐壓損壞的負(fù)電壓進(jìn)行鉗位,同時(shí)阻止流入高耐壓IC內(nèi)部的貫通電流的大部分,因此可以得到防止高耐壓IC的損壞和誤動(dòng)作(閂鎖效應(yīng)),抑制電路規(guī)模的增大或成本的增加的效果。
圖1是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的逆變器裝置(單相逆變器結(jié)構(gòu))的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示用于說明未連接鉗位二極管的逆變器裝置中的高耐壓IC的誤動(dòng)作的圖。
圖3是表示在實(shí)施方式1所涉及的逆變器裝置中,將流入高耐壓IC的貫通電流引入鉗位二極管側(cè)的狀態(tài)的圖。
圖4是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的逆變器裝置(3相逆變器結(jié)構(gòu)獨(dú)立電源)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的逆變器裝置(3相逆變器結(jié)構(gòu)共用電源)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面,基于附圖,詳細(xì)地說明本發(fā)明所涉及的逆變器裝置的實(shí)施方式。此外,本發(fā)明并不限于本實(shí)施方式。
實(shí)施方式1圖1是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。在該圖所示的逆變器裝置中,表示了一般的單相逆變器裝置的結(jié)構(gòu),其構(gòu)成方式為,利用具備高耐壓IC 10的逆變器驅(qū)動(dòng)部2,驅(qū)動(dòng)逆變器電路3的上下的開關(guān)元件T1、T2。下面,使用圖1,說明本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置的結(jié)構(gòu)。
在圖1所示的逆變器電路3中,構(gòu)成了上支路部4和下支路部5串聯(lián)連接而成的電橋電路6,該上支路部4由彼此反向并聯(lián)連接的上支路的開關(guān)元件(上支路開關(guān)元件)T1和二極管(上支路二極管)D1構(gòu)成,該下支路部5由彼此反向并聯(lián)連接的下支路的開關(guān)元件(下支路開關(guān)元件)T2和二極管(下支路二極管)D2構(gòu)成。在電橋電路6的上支路開關(guān)元件T1的集電極上連接直流電源7的正極,在下支路開關(guān)元件T2的發(fā)射極上連接直流電源7的負(fù)極。這樣,圖1所示的逆變器電路3構(gòu)成單相逆變器電路。
另一方面,圖1所示的逆變器驅(qū)動(dòng)部2的高耐壓IC 10,是分別驅(qū)動(dòng)逆變器電路3的上支路開關(guān)元件T1和下支路開關(guān)元件T2的IC。該高耐壓IC 10,具有如下所示的各輸入輸出端。即,其具備如下各端子VDD,其是自身的控制用高壓側(cè)電源端;COM,其同樣是自身的控制用基準(zhǔn)電源端;上支路控制信號(hào)輸入端HIN,其輸入用于控制上支路部4的控制信號(hào);下支路控制信號(hào)輸入端LIN,其輸入用于控制下支路部5的控制信號(hào);上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB,其與驅(qū)動(dòng)上支路部4的驅(qū)動(dòng)電源的高壓側(cè)連接;上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS,其是驅(qū)動(dòng)上支路部4的驅(qū)動(dòng)電源的基準(zhǔn)端;上支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端HO,其輸出用于驅(qū)動(dòng)上支路部4的驅(qū)動(dòng)信號(hào);下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC,其與驅(qū)動(dòng)下支路部5的驅(qū)動(dòng)電源的高壓側(cè)連接;下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM,其是驅(qū)動(dòng)下支路部5的驅(qū)動(dòng)電源的基準(zhǔn)端;以及下支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LO,其輸出用于驅(qū)動(dòng)下支路部5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
此外,在上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB和上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS之間連接去耦電容C1,在下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC和下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM之間連接去耦電容C2。
另外,逆變器電路3和高耐壓IC 10之間,上支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端HO和上支路開關(guān)元件T1的柵極之間經(jīng)由用于控制柵極電流的柵極電阻R1連接,上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS和上支路開關(guān)元件T1的發(fā)射極之間直接連接。同樣地,下支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LO和下支路開關(guān)元件T2的柵極之間經(jīng)由柵極電阻R2連接,下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和下支路開關(guān)元件T2的發(fā)射極之間直接連接。
在圖1所示的逆變器裝置中,例如,采取由多根電線(電線束)連接上支路開關(guān)元件T1和下支路開關(guān)元件T2之間,或者在連接這些開關(guān)元件和輸出端時(shí)不使用電線而直接連接在焊盤等上,或者使各開關(guān)元件的集電極和發(fā)射極分別分離而設(shè)置在基板的表面和里面等措施,以使配線電感盡可能地變小。此外,示于逆變器電路3的下支路開關(guān)元件T2的發(fā)射極和高耐壓IC 10的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM之間的合成電感L11,表示了包含流過環(huán)流電流的下支路二極管D2的回路部的合成電感,通過這些措施,能夠抑制為nH~幾十nH的程度的值。
另一方面,由于流過環(huán)流電流的期間是短期間,每單位時(shí)間的電流變化量(di/dt)大,因此即使如上所述減小流過環(huán)流電流的回路部的電感,也會(huì)產(chǎn)生幾V左右的自感電壓。由于該自感電壓的極性為,如果以下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM的電位為基準(zhǔn),則上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS的電位成為負(fù)值的這種負(fù)電壓,因此高耐壓IC 10會(huì)產(chǎn)生耐壓損壞。此外,該負(fù)電壓會(huì)引起高耐壓IC 10的驅(qū)動(dòng)電路輸出錯(cuò)誤信號(hào)的閂鎖效應(yīng)。
因此,在圖1所示的實(shí)施方式1所涉及的逆變器裝置中,作為將下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB之間的電位差鉗位為規(guī)定電壓的鉗位單元,具備自身的陽極連接在下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM上,同時(shí)自身的陰極連接在上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB上的鉗位二極管D10。此外,本發(fā)明中的鉗位二極管D10的連接部位,不同于上述專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的連接部位,其理由如后所述。
下面,使用圖2和圖3,對(duì)圖1中將鉗位二極管D10連接在下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB之間的理由進(jìn)行說明。此外,圖2是用于說明未連接鉗位二極管的逆變器裝置中的高耐壓IC的誤動(dòng)作的圖,圖3是表示實(shí)施方式1所涉及的逆變器裝置中,將要流入高耐壓IC的貫通電流引入鉗位二極管側(cè)的狀態(tài)的圖。
圖2中,對(duì)圖1所示的高耐壓IC 1的內(nèi)部更加詳細(xì)地進(jìn)行說明。該圖中,高耐壓IC具備輸入緩沖器14、NMOS晶體管16、寄生二極管17、電阻20和驅(qū)動(dòng)電路12。輸入緩沖器14的輸入端與上支路控制信號(hào)輸入端HIN連接,輸出端與NMOS晶體管16的柵極連接。在NMOS晶體管16上并聯(lián)連接寄生二極管17。此外,NMOS晶體管16的集電極與驅(qū)動(dòng)電路12的輸入端連接,同時(shí),經(jīng)由一端與驅(qū)動(dòng)電路12的輸入端連接的電阻20,與上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB連接。
下面,說明引起高耐壓IC 10誤動(dòng)作的機(jī)理。在圖2中,首先,如果上支路開關(guān)元件T1導(dǎo)通,則該圖的以虛線表示的主回路電流I1流入作為具有電感成分而表示出的負(fù)載8。然后,如果上支路開關(guān)元件T1斷開,則流過負(fù)載8的電流,成為具有陡的斜率的環(huán)流電流I2,經(jīng)由下支路二極管D2流入負(fù)載8。如上所述,驅(qū)動(dòng)電路3的各部件之間利用圖案或電線等連接,這些部件之間存在不少電感成分。如該圖所示,由L11表示這些電感器成分中環(huán)流電流I2流過的部位的電感成分?,F(xiàn)在,如果使流過環(huán)流電流I2時(shí)在電感成分L11中發(fā)生的自感電壓為VL,則該自感電壓VL可以以下式表示。
VL=L11×(di/dt) …(1)此外,由于負(fù)載8的電感越低,流過的電流就越具有陡的斜率(即式(1)的“di/dt”變大),因此自感電壓VL變大。
此外,因流過環(huán)流電流I2而在下支路二極管D2中產(chǎn)生導(dǎo)通電壓VF。因而,在上支路開關(guān)元件T1的發(fā)射極和下支路開關(guān)元件T2的發(fā)射極之間,產(chǎn)生以下式表示的電位差。
ΔV=VL+VF…(2)由于上支路開關(guān)元件T1的發(fā)射極和下支路開關(guān)元件T2的發(fā)射極,分別與高耐壓IC 10的上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS和下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM連接,因此,這些端子間會(huì)施加式(2)所示的ΔV。
由于高耐壓IC 10如上所述具備輸入緩沖器14、NMOS晶體管16、寄生二極管17、電阻20、驅(qū)動(dòng)電路12,因此如果施加該ΔV1,則從寄生二極管17開始,經(jīng)過電阻20流過貫通電流I3。此外,該貫通電流I3成為引起驅(qū)動(dòng)電路12輸出錯(cuò)誤信號(hào)的被稱為閂鎖效應(yīng)的現(xiàn)象的主要原因。
另一方面,在本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,由于下支路基準(zhǔn)電源端COM和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB之間具備鉗位二極管D10,因此,能夠利用圖2所示的電路結(jié)構(gòu),將要流經(jīng)高耐壓IC 10內(nèi)部的貫通電流I3如圖3所示,引入鉗位二極管D10側(cè)。此外,貫通電流的一部分存在流過高耐壓IC 10的內(nèi)部的可能性,但由于與貫通電流I3流過的寄生二極管D17和電阻20的串聯(lián)電路的電感相比,連接同一端子間的鉗位二極管D10的電感較小,因此能夠?qū)⒇炌娏鱅3的大部分引入鉗位二極管D10側(cè)。因而,能夠使流入高耐壓IC內(nèi)部的貫通電流I3減少,可以防止由上述的閂鎖效應(yīng)引起的誤動(dòng)作的發(fā)生。
此外,在上述專利文獻(xiàn)1、2所示的逆變器裝置中,由于鉗位二極管的一端(陰極)與上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS連接,因此引入貫通電流的效果比本實(shí)施方式的鉗位二極管D10小。
此外,在本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,由于鉗位二極管D10的陰極與高耐壓IC 10的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB(例如+15V端)連接,因此可以使流過鉗位二極管D10的電流小于例如流過專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的電流。因而,可以選擇額定電流小于專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的二極管。
如上述說明所示,根據(jù)本實(shí)施方式的逆變器裝置,由于連接在高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的鉗位二極管,對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位,因此能夠防止高耐壓IC的損壞和高耐壓IC的誤動(dòng)作,同時(shí)能夠抑制電路規(guī)模的增大和成本的增加。
此外,在本實(shí)施方式中,使鉗位二極管外置于高耐壓IC的外部,但也可以在高耐壓IC的內(nèi)部具備該部件。但是,安裝在高耐壓IC的外部,能夠有效地利用如下的優(yōu)點(diǎn),即,不需要高耐壓IC的設(shè)計(jì)變更,以及在使用了現(xiàn)有的高耐壓IC的逆變器裝置中也可以使用本發(fā)明。
此外,在本實(shí)施方式中,使用二極管作為對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位的鉗位單元,但并不限于二極管。例如,可以使用齊納二極管、雙極型晶體管的PN結(jié)這種,可以在大于或等于特定電壓時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)輸出大致恒定的電壓的任意元件。
實(shí)施方式2圖4是表示用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施方式1的逆變器裝置具備單相逆變器電路,與之相對(duì),本實(shí)施方式的逆變器裝置以具備3相逆變器電路的方式構(gòu)成。即,該圖所示的逆變器裝置中表示了3相逆變器裝置的結(jié)構(gòu),其構(gòu)成為,利用具備高耐壓IC 10a的逆變器驅(qū)動(dòng)部2a,驅(qū)動(dòng)逆變器電路3a的上支路開關(guān)元件T1、T3、T5和下支路開關(guān)元件T2、T4、T6各元件。下面,使用圖4,說明本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置的結(jié)構(gòu)。此外,對(duì)與實(shí)施方式1相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號(hào),并省略或者簡(jiǎn)化其說明。
在圖4所示的逆變器電路3a中構(gòu)成有上支路部4a,其由彼此反向并聯(lián)的上支路開關(guān)元件T1和上支路二極管D1構(gòu)成;上支路部4b,其由上支路開關(guān)元件T3和上支路二極管D3構(gòu)成;上支路部4c,其由上支路開關(guān)元件T5和上支路二極管D5構(gòu)成;下支路部5a,其由彼此反向并聯(lián)的下支路開關(guān)元件T2和下支路二極管D2構(gòu)成;下支路部5b,其由下支路開關(guān)元件T4和下支路二極管D4構(gòu)成;以及下支路部5c,其由下支路開關(guān)元件T6和下支路二極管D6構(gòu)成,構(gòu)成由上支路部4a、4b、4c的反向并聯(lián)電路分別與下支路部5a的反向并聯(lián)電路串聯(lián)連接而成的電橋電路6a。此外,電橋電路6a的上支路開關(guān)元件T1、T3、T5的各集電極與直流電源7的正極連接,下支路開關(guān)元件T2、T4、T6的各發(fā)射極與直流電源7的負(fù)極連接。這樣,圖4所示的逆變器電路3a構(gòu)成3相逆變器電路。
另一方面,圖4所示的逆變器驅(qū)動(dòng)部2a的高耐壓IC 10a,是分別驅(qū)動(dòng)逆變器電路3a的上支路開關(guān)元件T1、T3、T5和下支路開關(guān)元件T2、T4、T6的IC。該高耐壓IC 10a具有如下所示的各輸入輸出端。即,具備如下各端子控制用高壓側(cè)電源端VDD、控制用基準(zhǔn)電源端COM、上支路控制信號(hào)輸入端HIN、下支路控制信號(hào)輸入端LIN、上支路控制用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5、上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS1、VS3、VS5、上支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端HO1、HO3、HO5、下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC、下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM、下支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LO2、LO4、LO6。
此外,在上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5的各端子和上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS1、VS3、VS5的各端子之間,分別連接去耦電容C1、C3、C5,在下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC和下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM之間連接去耦電容C2。
此外,逆變器電路3a和高耐壓IC 10a之間,上支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端HO1、HO3、HO5的各端子和上支路開關(guān)元件T1、T3、T5的各柵極之間分別經(jīng)由柵極電阻R1、R3、R5連接,上支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端VS1、VS3、VS5的各端子和上支路開關(guān)元件T1的各發(fā)射極之間直接連接。同樣地,下支路開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端LO1、HO3、HO5的各端子和支路開關(guān)元件T2、T4、T6的各柵極之間分別經(jīng)由柵極電阻R2、R4、R6連接,下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和下支路開關(guān)元件T2的各發(fā)射極之間直接連接。
在如上所述構(gòu)成的實(shí)施方式2所涉及的逆變器裝置中,作為用于將下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5的端子之間的各電位差鉗位成規(guī)定電壓的鉗位單元,分別具備鉗位二極管D11、D12、D13,他們自身的陽極與下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM連接,自身的陰極分別與上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5的各端子連接。
因而,在該實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,由于與實(shí)施方式1同樣地,將要流入高耐壓IC 10a的內(nèi)部的貫通電流的大部分引入鉗位二極管D11、D12、D13側(cè),因此能夠使要流入高耐壓IC 10的內(nèi)部的貫通電流減少,可以防止由閂鎖效應(yīng)引起的誤動(dòng)作。
此外,在本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,由于鉗位二極管D11、D12、D13的各陰極與上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5的各端子連接,因此能夠使分別流入鉗位二極管D11、D12、D13的電流,小于例如流入專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的電流。因而,能夠選擇額定電流小于專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的二極管。
如上述說明所示,根據(jù)本實(shí)施方式的逆變器裝置,由于在高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端的各端子之間連接的各鉗位二極管,分別對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端的各端子之間的各電位差進(jìn)行鉗位,因此能夠防止高耐壓IC的損壞和高耐壓IC的誤動(dòng)作,同時(shí)能夠抑制電路規(guī)模的增大和成本的增加。
此外,在本實(shí)施方式中,使各個(gè)鉗位二極管外置于高耐壓IC的外部,但也可以在高耐壓IC的內(nèi)部具備該部件。但是,安裝在高耐壓IC的外部,能夠有效地利用如下的優(yōu)點(diǎn),即,不需要高耐壓IC的設(shè)計(jì)變更,以及在使用了現(xiàn)有的高耐壓IC的逆變器裝置中也可以使用本發(fā)明。
此外,在本實(shí)施方式中,使用二極管作為分別對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位的鉗位單元,但并不限于二極管。例如,可以使用齊納二極管、雙極型晶體管的PN結(jié)這種,可以在大于或等于特定電壓時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)輸出大致恒定的電壓的任意元件。
實(shí)施方式3圖5是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式3的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施方式2的逆變器裝置,分別單獨(dú)使用用于驅(qū)動(dòng)上支路部的各開關(guān)元件的電源作為獨(dú)立電源,同時(shí)用于驅(qū)動(dòng)下支路的各開關(guān)元件的電源使用共用電源,與之相對(duì),本實(shí)施方式的逆變器裝置的特征在于,使用于驅(qū)動(dòng)上下支路的各開關(guān)元件的電源為共用電源。因此,鉗位二極管的連接結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2不同。此外,關(guān)于其它結(jié)構(gòu),與實(shí)施方式2相同或相當(dāng),對(duì)這些部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào),并省略其說明。
在以圖5的方式構(gòu)成的實(shí)施方式3所涉及的逆變器裝置中,作為用于將下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB2、VB3的端子之間的各電位差鉗位成規(guī)定電壓的鉗位單元,分別具備第1鉗位二極管D10,其陽極與下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端COM連接,同時(shí)陰極與下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC連接;以及第2鉗位二極管D21、D22、D23,它們陽極與下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VCC連接,同時(shí)陰極與上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5連接。
因而,在本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,與實(shí)施方式1、2相同地,由于能夠?qū)⒁魅敫吣蛪篒C 10a的內(nèi)部的貫通電流的大部分,引入第1鉗位二極管D10和第2鉗位二極管D11、D12、D13側(cè),所以能夠使要流入高耐壓IC 10內(nèi)部的貫通電流減少,可以防止由閂鎖效應(yīng)引起的誤動(dòng)作的發(fā)生。
此外,在本實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置中,由于第2鉗位二極管D21、D22、D23的各陰極,與上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端VB1、VB3、VB5的各端子連接,因此分別流入第2鉗位二極管D21、D22、D23的電流,能夠小于例如流入專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的電流。因而,能夠選擇額定電流小于專利文獻(xiàn)1、2所示的鉗位二極管的二極管。
如上說明所示,根據(jù)本實(shí)施方式的逆變器,由于在高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間連接的第1鉗位二極管、和分別在高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端和高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端的各端子之間連接的各個(gè)第2鉗位二極管,分別對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端的各端子之間的各電位差進(jìn)行鉗位,因此能夠防止高耐壓IC的損壞和高耐壓IC的誤動(dòng)作,同時(shí)能夠抑制電路規(guī)模的增大和成本的增加。
此外,在本實(shí)施方式中,使各個(gè)鉗位二極管外置于高耐壓IC的外部,但也可以在高耐壓IC的內(nèi)部具備該部件。但是,安裝在高耐壓IC的外部,能夠有效地利用如下的優(yōu)點(diǎn),即,不需要高耐壓IC的設(shè)計(jì)變更,以及在使用了現(xiàn)有的高耐壓IC的逆變器裝置中也可以使用本發(fā)明。
此外,在本實(shí)施方式中,使用二極管作為分別對(duì)下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位的鉗位單元,但并不限于二極管。例如,可以使用齊納二極管、雙極型晶體管的PN結(jié)這種,可以在大于或等于特定電壓時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)輸出大致恒定的電壓的任意元件。
工業(yè)實(shí)用性如上所述,本發(fā)明所涉及的逆變器裝置,能夠廣泛地應(yīng)用于具備例如單相逆變器電路或3相逆變器電路的逆變器裝置中,特別適用于重視防止高耐壓IC的誤動(dòng)作或耐壓損壞的逆變器裝置中。
權(quán)利要求
1.一種逆變器裝置,其特征在于,具備逆變器電路,其具備電橋電路,該電橋電路是將由彼此反向并聯(lián)連接的上支路開關(guān)元件和二極管構(gòu)成的上支路部、和由彼此反向并聯(lián)連接的下支路開關(guān)元件和二極管構(gòu)成的下支路部串聯(lián)連接,并連接在直流電源的正負(fù)極間而成的;逆變器驅(qū)動(dòng)部,其具備分別驅(qū)動(dòng)所述上支路開關(guān)元件和所述下支路開關(guān)元件的高耐壓IC;以及鉗位單元,其對(duì)所述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位。
2.如權(quán)利要求1所述的逆變器裝置,其特征在于,所述逆變器電路是單相逆變器電路。
3.如權(quán)利要求2所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位單元是鉗位二極管。
4.如權(quán)利要求3所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位二極管所需的額定電流,小于與下支路開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的二極管所需的額定電流。
5.如權(quán)利要求3所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位二極管設(shè)置于所述高耐壓IC的外部。
6.如權(quán)利要求1所述的逆變器裝置,其特征在于,所述逆變器電路是3相逆變器電路。
7.如權(quán)利要求6所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位單元是分別在3相逆變器的各相上設(shè)置的鉗位二極管。
8.如權(quán)利要求7所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位二極管,分別連接在所述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間。
9.如權(quán)利要求7所述的逆變器裝置,其特征在于,所述鉗位二極管具備第1鉗位二極管,其連接在所述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間;以及第2鉗位二極管,其分別連接在所述高耐壓IC的下支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端和該高耐壓IC的上支路驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間。
全文摘要
一種逆變器裝置,其防止高耐壓IC的損壞和誤動(dòng)作(閂鎖效應(yīng))。該逆變器裝置具備逆變器電路(3),其具備電橋電路(6),該電橋電路(6)是將由相互反向并聯(lián)連接的上支路開關(guān)元件(T1)和二極管(D1)構(gòu)成的上支路部(4)、和由相互反向并聯(lián)連接的下支路開關(guān)元件(T2)和二極管(D2)構(gòu)成的下支路部(5)串聯(lián)連接,并與直流電源(7)的正負(fù)極間連接而成;逆變器驅(qū)動(dòng)部(2),其具備分別驅(qū)動(dòng)上支路開關(guān)元件和所述下支路開關(guān)元件的高耐壓IC(10);以及鉗位單元(D10),其對(duì)高耐壓IC的下支路的驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電源端和該高耐壓IC的上支路的驅(qū)動(dòng)用高壓側(cè)電源端之間的電位差進(jìn)行鉗位。
文檔編號(hào)H02M7/48GK1934775SQ20058000900
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者松田健作, 朝長慎三 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社