JP6874499B2

JP6874499B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6874499B2
Application number: JP2017082930A
Authority: JP
Inventors: 宮崎　勝; 勝宮崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-04-19
Also published as: JP2018182976A

Description

本発明は、コンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗とを備える、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter comprising a capacitor and a discharge resistor that discharges the charge stored in the capacitor.

例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等には、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が搭載されている。かかる電力変換装置として、直流電源から供給される電流を平滑化するコンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗とを備えるものがある。特許文献１に開示された電力変換装置は、例えば、車両が衝突したときなどの非常時に、放電抵抗を介して、コンデンサに蓄積された電荷を急速に放電するよう構成されている。 For example, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like are equipped with a power conversion device that converts DC power into AC power. Some such power conversion devices include a capacitor that smoothes the current supplied from the DC power supply and a discharge resistor that discharges the electric charge accumulated in the capacitor. The power conversion device disclosed in Patent Document 1 is configured to rapidly discharge the electric charge accumulated in the capacitor through a discharge resistor in an emergency such as when a vehicle collides.

上記電力変換装置においては、放電抵抗とスイッチング素子との直列接続体が、コンデンサに並列接続されている。スイッチング素子は、正常時においては、オフ状態となっている。そして、コントローラから、車両衝突などの非常事態を知らせる信号を、制御回路が受信したとき、制御回路によって、スイッチング素子がオン状態とされる。これにより、コンデンサに蓄積された電荷が放電抵抗から放電される。また、スイッチング素子をターンオンさせるための駆動電力も、コントローラから制御回路を介して供給される。 In the power conversion device, a series connection body of a discharge resistor and a switching element is connected in parallel to a capacitor. The switching element is in the off state in the normal state. Then, when the control circuit receives a signal from the controller notifying an emergency situation such as a vehicle collision, the control circuit turns on the switching element. As a result, the electric charge accumulated in the capacitor is discharged from the discharge resistor. Further, the driving power for turning on the switching element is also supplied from the controller via the control circuit.

特開２０１４−１４７２０５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-147205

しかしながら、車両衝突等の非常事態が発生した際に、コントローラが故障した場合には、制御回路に信号が送信されないため、スイッチング素子がオン状態とならず、コンデンサに蓄積された電荷を放電抵抗から放電することができない。また、コントローラが故障した場合、スイッチング素子を駆動するための駆動電力も、コントローラから供給されないため、スイッチング素子をオン状態にすることができない。このように、スイッチング素子のオンオフ制御を行う制御回路へ、信号及びスイッチング駆動電力を送る上位制御部であるコントローラが故障した場合には、放電抵抗からの放電が困難となる。 However, in the event of an emergency such as a vehicle collision, if the controller fails, no signal is transmitted to the control circuit, so the switching element does not turn on and the charge accumulated in the capacitor is discharged from the discharge resistor. Cannot discharge. Further, when the controller fails, the driving power for driving the switching element is not supplied from the controller, so that the switching element cannot be turned on. As described above, when the controller, which is the upper control unit that sends the signal and the switching drive power to the control circuit that controls the on / off of the switching element, fails, it becomes difficult to discharge from the discharge resistor.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、上位制御部が故障した場合においても、コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of discharging the electric charge accumulated in the capacitor even when the upper control unit fails.

本発明の一態様は、直流電源（１１）と交流負荷（１２）との間において電力変換を行う電力変換部（２）と、
上記直流電源から上記電力変換部への出力電流を平滑化するコンデンサ（３、３１、３２）と、
該コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗（４１）と、
該放電抵抗に直列に接続されたスイッチング素子（４２）と、
該スイッチング素子を駆動制御する放電制御部（５）と、
該放電制御部に対して信号を送信して、上記放電制御部を制御する上位制御部（６）と、
上記放電制御部に電力を供給する制御用電源部（７）と、を備えた電力変換装置（１）であって、
上記放電制御部及び上記制御用電源部は、上記上位制御部とは、別体に設けてあり、
上記放電制御部は、上記上位制御部からの信号を受信することができないとき、上記スイッチング素子をオン状態として、上記放電抵抗における放電動作を行うよう構成されており、
上記電力変換装置は、第１基板（８１）と、該第１基板とは別体に設けられた第２基板（８２）と、上記第１基板と上記第２基板とを電気的に接続する放電制御線（８３）と、を備え、
上記第１基板に、上記上位制御部が実装されており、上記第２基板に、上記放電制御部と上記制御用電源部とが実装されている、電力変換装置にある。 One aspect of the present invention includes a power conversion unit (2) that performs power conversion between a DC power supply (11) and an AC load (12).
Capacitors (3, 31, 32) that smooth the output current from the DC power supply to the power conversion unit, and
A discharge resistor (41) that discharges the electric charge accumulated in the capacitor and
A switching element (42) connected in series with the discharge resistor and
A discharge control unit (5) that drives and controls the switching element, and
A higher-level control unit (6) that transmits a signal to the discharge control unit to control the discharge control unit, and
A power conversion device (1) including a control power supply unit (7) that supplies power to the discharge control unit.
The discharge control unit and the control power supply unit are provided separately from the upper control unit.
When the signal from the upper control unit cannot be received, the discharge control unit is configured to turn on the switching element and perform a discharge operation with the discharge resistor .
The power conversion device electrically connects the first substrate (81), the second substrate (82) provided separately from the first substrate, and the first substrate and the second substrate. With a discharge control line (83)
On the first substrate, which is the higher control part is mounted, on the second substrate, and the discharge control unit and the control power supply unit are mounted, in the power conversion equipment.

上記電力変換装置は、上記上位制御部と別体に設けた上記放電制御部及び上記制御用電源部を有する。それゆえ、例えば車両衝突等の非常時において、上位制御部が故障した場合においても、放電制御部は、制御用電源部からの電力の供給を受けることができる。
また、上記放電制御部は、上位制御部からの信号を受信することができないとき、スイッチング素子をオン状態として、放電抵抗における放電動作を行うよう構成されている。それゆえ、放電制御部は、上位制御部が故障した場合には、単独でスイッチング素子をオン状態にして、コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。 The power conversion device has the discharge control unit and the control power supply unit provided separately from the upper control unit. Therefore, even if the upper control unit fails in an emergency such as a vehicle collision, the discharge control unit can receive power from the control power supply unit.
Further, the discharge control unit is configured to perform a discharge operation in the discharge resistor with the switching element turned on when the signal from the upper control unit cannot be received. Therefore, the discharge control unit can independently turn on the switching element and discharge the electric charge accumulated in the capacitor when the upper control unit fails.

以上のごとく、上記態様によれば、上位制御部が故障した場合においても、コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device capable of discharging the electric charge accumulated in the capacitor even when the upper control unit fails.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

参考形態１における、電力変換装置の概念図。The conceptual diagram of the power conversion device in the reference form 1. 参考形態１における、放電動作の切り替えを説明するフロー図。The flow diagram explaining the switching of the discharge operation in the reference form 1. FIG. 実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図４のIII−III線矢視断面図。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the power conversion device according to the first embodiment , which is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図３のIV−IV線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 図４のＶ−Ｖ線矢視断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 参考形態２における、電力変換装置の概念図。The conceptual diagram of the power conversion device in the reference form 2. 参考形態２における、放電動作の切り替えを説明するフロー図。The flow diagram explaining the switching of the discharge operation in the reference form 2.

（参考形態１）
以下に、上述した電力変換装置の参考形態について、図面を参照して説明する。
本形態の電力変換装置１は、図１に示すように、電力変換部２と、コンデンサ３と、放電抵抗４１と、スイッチング素子４２と、放電制御部５と、上位制御部６と、制御用電源部７とを備える。 ( Reference form 1 )
Hereinafter, the reference form of the power conversion device described above will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this embodiment includes a power conversion unit 2, a capacitor 3, a discharge resistor 41, a switching element 42, a discharge control unit 5, an upper control unit 6, and a control unit. A power supply unit 7 is provided.

電力変換部２は、直流電源１１と交流負荷１２との間において電力変換を行う。コンデンサ３は、直流電源１１から電力変換部２への出力電流を平滑化する。放電抵抗４１は、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電する。スイッチング素子４２は、放電抵抗４１に直列に接続されている。放電制御部５は、スイッチング素子４２を駆動制御する。上位制御部６は、放電制御部５に対して信号を送信して、放電制御部５を制御する。制御用電源部７は、放電制御部５に電力を供給する。 The power conversion unit 2 performs power conversion between the DC power supply 11 and the AC load 12. The capacitor 3 smoothes the output current from the DC power supply 11 to the power conversion unit 2. The discharge resistor 41 discharges the electric charge accumulated in the capacitor 3. The switching element 42 is connected in series with the discharge resistor 41. The discharge control unit 5 drives and controls the switching element 42. The upper control unit 6 transmits a signal to the discharge control unit 5 to control the discharge control unit 5. The control power supply unit 7 supplies electric power to the discharge control unit 5.

放電制御部５及び制御用電源部７は、上位制御部６とは、別体に設けてある。放電制御部５は、上位制御部６からの信号を受信することができないとき、スイッチング素子４２をオン状態として、放電抵抗４１における放電動作を行うよう構成されている。 The discharge control unit 5 and the control power supply unit 7 are provided separately from the upper control unit 6. The discharge control unit 5 is configured to perform a discharge operation in the discharge resistor 41 with the switching element 42 turned on when the signal from the upper control unit 6 cannot be received.

次に、本形態の電力変換装置１の回路構成につき、図１を参照して説明する。
電力変換装置１と直流電源１１との間には、メインリレー１３が設けられている。メインリレー１３は、電力変換装置１と直流電源１１との接続、遮断を行うものである。メインリレー１３は、２つの接点１３１、１３２によって構成されている。メインリレー１３の動作は、上位制御部６によって制御される。また、メインリレー１３は、上位制御部６が故障した場合には、単独でオフ状態となるように構成されている。 Next, the circuit configuration of the power conversion device 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.
A main relay 13 is provided between the power conversion device 1 and the DC power supply 11. The main relay 13 connects and disconnects the power conversion device 1 and the DC power supply 11. The main relay 13 is composed of two contacts 131 and 132. The operation of the main relay 13 is controlled by the upper control unit 6. Further, the main relay 13 is configured to be independently turned off when the upper control unit 6 fails.

電力変換装置１は、直流電源１１の電圧を昇圧させる昇降圧コンバータ１４を更に備える。昇降圧コンバータ１４は、電力変換部２において変換された直流電圧を降圧させることもできる。昇降圧コンバータ１４は、メインリレー１３と、電力変換部２との間に設けられている。 The power conversion device 1 further includes a buck-boost converter 14 that boosts the voltage of the DC power supply 11. The buck-boost converter 14 can also step down the DC voltage converted by the power conversion unit 2. The buck-boost converter 14 is provided between the main relay 13 and the power conversion unit 2.

昇降圧コンバータ１４は、リアクトル１４１と、２個のスイッチ１４２と、２個のフライホイールダイオード１４３とによって構成されている。２個のスイッチ１４２には、上アームに配された上アームスイッチ１４２ｕと、下アームに配された下アームスイッチ１４２ｄとがある。上アームスイッチ１４２ｕと下アームスイッチ１４２ｄとの直列接続体は、高電位配線１５１と、低電位配線１５２との間に接続されている。高電位配線１５１は、上アームスイッチ１４２ｕ、リアクトル１４１及びメインリレー１３の一方の接点１３１を介して、直流電源１１の正極に接続されている。低電位配線１５２は、メインリレー１３の他方の接点１３２を介して、直流電源１１の負極に接続されている。各スイッチ１４２の動作は、上位制御部６によって制御される。フライホイールダイオード１４３のそれぞれは、各スイッチ１４２に逆並列接続されている。 The buck-boost converter 14 is composed of a reactor 141, two switches 142, and two flywheel diodes 143. The two switches 142 include an upper arm switch 142u arranged on the upper arm and a lower arm switch 142d arranged on the lower arm. The series connection body of the upper arm switch 142u and the lower arm switch 142d is connected between the high potential wiring 151 and the low potential wiring 152. The high-potential wiring 151 is connected to the positive electrode of the DC power supply 11 via one contact 131 of the upper arm switch 142u, the reactor 141, and the main relay 13. The low-potential wiring 152 is connected to the negative electrode of the DC power supply 11 via the other contact 132 of the main relay 13. The operation of each switch 142 is controlled by the upper control unit 6. Each of the flywheel diodes 143 is connected in antiparallel to each switch 142.

電力変換装置１は、コンデンサ３として、フィルタコンデンサ３１と平滑コンデンサ３２とを有する。フィルタコンデンサ３１は、直流電源１１から昇降圧コンバータ１４への出力電流を平滑化する。平滑コンデンサ３２は、昇降圧コンバータ１４から電力変換部２への出力電流を平滑化する。フィルタコンデンサ３１は、メインリレー１３を介して、直流電源１１に並列接続されている。平滑コンデンサ３２は、昇降圧コンバータ１４と電力変換部２との間において、高電位配線１５１と低電位配線１５２との間に懸架されるように接続されている。 The power conversion device 1 has a filter capacitor 31 and a smoothing capacitor 32 as the capacitor 3. The filter capacitor 31 smoothes the output current from the DC power supply 11 to the buck-boost converter 14. The smoothing capacitor 32 smoothes the output current from the buck-boost converter 14 to the power conversion unit 2. The filter capacitor 31 is connected in parallel to the DC power supply 11 via the main relay 13. The smoothing capacitor 32 is connected between the buck-boost converter 14 and the power conversion unit 2 so as to be suspended between the high-potential wiring 151 and the low-potential wiring 152.

本形態においては、スイッチング素子４２を、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（すなわち、ＩＧＢＴ）によって構成している。なお、スイッチング素子４２を、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（すなわち、ＭＯＳＦＥＴ）によって構成することもできる。
スイッチング素子４２は、放電制御部５によって駆動制御される。スイッチング素子４２は、電力変換装置１の正常時においては、オフ状態となっている。なお、スイッチ１４２と異なり、スイッチング素子４２には、フライホイールダイオードは接続されていない。 In this embodiment , the switching element 42 is composed of an insulated gate bipolar transistor (that is, an IGBT). The switching element 42 can also be configured by a MOS field effect transistor (that is, MOSFET).
The switching element 42 is driven and controlled by the discharge control unit 5. The switching element 42 is in the off state when the power conversion device 1 is normal. Unlike the switch 142, the flywheel diode is not connected to the switching element 42.

放電抵抗４１とスイッチング素子４２との直列接続体は、その両端において、高電位配線１５１と低電位配線１５２とを介して平滑コンデンサ３２に接続されている。具体的には、高電位配線１５１には放電抵抗４１の一端が接続されており、低電位配線１５２にはスイッチング素子４２のエミッタ端子４２Ｅが接続されている。また、放電抵抗４１の他端と、スイッチング素子４２のコレクタ端子４２Ｃとが接続されている。放電抵抗４１は、スイッチング素子４２を介して、平滑コンデンサ３２に並列接続されている。それゆえ、スイッチング素子４２をオン状態にすると、平滑コンデンサ３２から放電抵抗４１に電流が流れ、平滑コンデンサ３２に蓄積された電荷が放電される。なお、スイッチング素子４２がオン状態となる条件については、後述する。 The series connection body of the discharge resistor 41 and the switching element 42 is connected to the smoothing capacitor 32 via the high potential wiring 151 and the low potential wiring 152 at both ends thereof. Specifically, one end of the discharge resistor 41 is connected to the high-potential wiring 151, and the emitter terminal 42E of the switching element 42 is connected to the low-potential wiring 152. Further, the other end of the discharge resistor 41 and the collector terminal 42C of the switching element 42 are connected. The discharge resistor 41 is connected in parallel to the smoothing capacitor 32 via the switching element 42. Therefore, when the switching element 42 is turned on, a current flows from the smoothing capacitor 32 to the discharge resistor 41, and the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 32 is discharged. The conditions under which the switching element 42 is turned on will be described later.

また、放電抵抗４１は、昇降圧コンバータ１４のリアクトル１４１及び上アームスイッチ１４２ｕと、スイッチング素子４２とを介して、フィルタコンデンサ３１に並列接続されている。上述したように、上アームスイッチ１４２ｕには、フライホイールダイオード１４３が逆並列接続されている。それゆえ、スイッチング素子４２をオン状態にすると、上アームスイッチ１４２ｕの状態に関わらず、リアクトル１４１とフライホイールダイオード１４３とを介して、フィルタコンデンサ３１から放電抵抗４１に電流が流れ、フィルタコンデンサ３１に蓄積された電荷が放電される。 Further, the discharge resistor 41 is connected in parallel to the filter capacitor 31 via the reactor 141 of the buck-boost converter 14, the upper arm switch 142u, and the switching element 42. As described above, the flywheel diode 143 is connected in antiparallel to the upper arm switch 142u. Therefore, when the switching element 42 is turned on, a current flows from the filter capacitor 31 to the discharge resistor 41 via the reactor 141 and the flywheel diode 143 regardless of the state of the upper arm switch 142u, and flows to the filter capacitor 31. The accumulated charge is discharged.

本形態において、電力変換装置１は、コンデンサ３に並列接続された補助放電抵抗４３を更に備える。補助放電抵抗４３は、コンデンサ３に対して常時接続されて、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができるよう構成されている。補助放電抵抗４３における単位時間単位電流当りの発熱量は、放電抵抗４１における単位時間単位電流当りの発熱量よりも小さい。 In this embodiment , the power conversion device 1 further includes an auxiliary discharge resistor 43 connected in parallel to the capacitor 3. The auxiliary discharge resistor 43 is always connected to the capacitor 3 so that the electric charge accumulated in the capacitor 3 can be discharged. The calorific value per unit time unit current of the auxiliary discharge resistor 43 is smaller than the calorific value per unit time unit current of the discharge resistor 41.

具体的には、補助放電抵抗４３は、その両端において、高電位配線１５１と低電位配線１５２とを介して平滑コンデンサ３２に接続されている。すなわち、補助放電抵抗４３は、スイッチング素子を介することなく、平滑コンデンサ３２に並列接続されている。それゆえ、補助放電抵抗４３は、平滑コンデンサ３２に対して常時接続されて、平滑コンデンサ３２に蓄積された電荷を放電することができる。また、補助放電抵抗４３は、昇降圧コンバータ１４のリアクトル１４１及び上アームスイッチ１４２ｕを介して、フィルタコンデンサ３１に並列接続されている。それゆえ、補助放電抵抗４３は、リアクトル１４１とフライホイールダイオード１４３とを介することにより、フィルタコンデンサ３１に対して常時接続されて、フィルタコンデンサ３１に蓄積された電荷を放電することができる。 Specifically, the auxiliary discharge resistor 43 is connected to the smoothing capacitor 32 at both ends thereof via the high-potential wiring 151 and the low-potential wiring 152. That is, the auxiliary discharge resistor 43 is connected in parallel to the smoothing capacitor 32 without the intervention of the switching element. Therefore, the auxiliary discharge resistor 43 is always connected to the smoothing capacitor 32 and can discharge the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 32. Further, the auxiliary discharge resistor 43 is connected in parallel to the filter capacitor 31 via the reactor 141 of the buck-boost converter 14 and the upper arm switch 142u. Therefore, the auxiliary discharge resistor 43 is always connected to the filter capacitor 31 via the reactor 141 and the flywheel diode 143, and the electric charge accumulated in the filter capacitor 31 can be discharged.

また、補助放電抵抗４３における単位時間単位電流当りの発熱量が、放電抵抗４１における単位時間単位電流当りの発熱量よりも小さくなるように、補助放電抵抗４３の抵抗値を、放電抵抗４１の抵抗値と比較して大きくしている。したがって、放電抵抗４１を用いずに補助放電抵抗４３のみによって放電する際に、放電に要する時間は、仮に補助放電抵抗４３を用いずに放電抵抗４１のみによって放電した際の放電に要した時間と比較して長くなる。 Further, the resistance value of the auxiliary discharge resistor 43 is set to the resistance of the discharge resistor 41 so that the calorific value per unit time unit current of the auxiliary discharge resistor 43 is smaller than the calorific value per unit time unit current of the discharge resistor 41. It is large compared to the value. Therefore, when discharging with only the auxiliary discharge resistance 43 without using the discharge resistance 41, the time required for discharging is the time required for discharging when discharging with only the discharge resistance 41 without using the auxiliary discharge resistance 43. It will be longer than that.

放電制御部５は、スイッチング素子４２のゲート端子４２Ｇに接続されている。放電制御部５は、ゲート端子４２Ｇに制御信号を出力して、スイッチング素子４２のオンオフ制御を行うよう構成されている。また、放電制御部５は、上位制御部６及び制御用電源部７と電気的に接続されている。放電制御部５は、上位制御部６からの信号に応じて、制御信号のオンオフを切り替える、すなわち、スイッチング素子４２をターンオン又はターンオフする。また、放電制御部５は、制御用電源部７から供給される電力によって、ゲート端子４２Ｇに制御信号を出力する。それゆえ、制御用電源部７からの電力の供給が停止した場合、放電制御部５は、ゲート端子４２Ｇに制御信号を出力することができない。この場合、スイッチング素子４２は、上位制御部６からの信号に関わらず、オフ状態となる。 The discharge control unit 5 is connected to the gate terminal 42G of the switching element 42. The discharge control unit 5 is configured to output a control signal to the gate terminal 42G to perform on / off control of the switching element 42. Further, the discharge control unit 5 is electrically connected to the upper control unit 6 and the control power supply unit 7. The discharge control unit 5 switches the control signal on / off according to the signal from the host control unit 6, that is, turns on or off the switching element 42. Further, the discharge control unit 5 outputs a control signal to the gate terminal 42G by the electric power supplied from the control power supply unit 7. Therefore, when the power supply from the control power supply unit 7 is stopped, the discharge control unit 5 cannot output the control signal to the gate terminal 42G. In this case, the switching element 42 is turned off regardless of the signal from the upper control unit 6.

上位制御部６は、外部から車両衝突などの非常事態を知らせる信号を受信することができるよう構成されている。上位制御部６は、正常時においては、放電制御部５に対して正常信号を送信する。また、上位制御部６は、車両衝突などの非常事態を知らせる信号を受信したとき、放電制御部５に対して、異常が発生したことを伝えるための異常信号を送信する。一方、車両衝突などの非常事態により上位制御部６が故障した場合、上位制御部６は、放電制御部５に対して、正常信号及び異常信号のいずれも送信することができない。 The upper control unit 6 is configured to be able to receive a signal from the outside notifying an emergency situation such as a vehicle collision. The upper control unit 6 transmits a normal signal to the discharge control unit 5 in the normal state. Further, when the host control unit 6 receives a signal notifying an emergency situation such as a vehicle collision, the upper control unit 6 transmits an abnormality signal for notifying the discharge control unit 5 that an abnormality has occurred. On the other hand, when the upper control unit 6 fails due to an emergency such as a vehicle collision, the upper control unit 6 cannot transmit either a normal signal or an abnormal signal to the discharge control unit 5.

本形態において、制御用電源部７は、コンデンサ３に並列接続されている。
具体的には、制御用電源部７は、その両端において、高電位配線１５１と低電位配線１５２とを介して平滑コンデンサ３２に接続されている。それゆえ、制御用電源部７は、平滑コンデンサ３２に並列接続されている。また、制御用電源部７は、昇降圧コンバータ１４のリアクトル１４１及び上アームスイッチ１４２ｕを介して、フィルタコンデンサ３１に接続されている。それゆえ、制御用電源部７は、リアクトル１４１とフライホイールダイオード１４３とを介して、フィルタコンデンサ３１に並列接続されている。 In this embodiment , the control power supply unit 7 is connected in parallel to the capacitor 3.
Specifically, the control power supply unit 7 is connected to the smoothing capacitor 32 at both ends thereof via the high-potential wiring 151 and the low-potential wiring 152. Therefore, the control power supply unit 7 is connected in parallel to the smoothing capacitor 32. Further, the control power supply unit 7 is connected to the filter capacitor 31 via the reactor 141 of the buck-boost converter 14 and the upper arm switch 142u. Therefore, the control power supply unit 7 is connected in parallel to the filter capacitor 31 via the reactor 141 and the flywheel diode 143.

制御用電源部７は、高電位配線１５１と低電位配線１５２との間に生じる電圧に基づいて、放電制御部５に電力を供給する。それゆえ、制御用電源部７は、フィルタコンデンサ３１及び平滑コンデンサ３２の少なくとも一方に電荷が蓄積されている場合には、放電制御部５に電力を供給することができる。一方、制御用電源部７は、フィルタコンデンサ３１及び平滑コンデンサ３２の双方に電荷が蓄積されていない場合には、放電制御部５に電力を供給することができない。 The control power supply unit 7 supplies electric power to the discharge control unit 5 based on the voltage generated between the high-potential wiring 151 and the low-potential wiring 152. Therefore, the control power supply unit 7 can supply electric power to the discharge control unit 5 when an electric charge is accumulated in at least one of the filter capacitor 31 and the smoothing capacitor 32. On the other hand, the control power supply unit 7 cannot supply electric power to the discharge control unit 5 when charges are not accumulated in both the filter capacitor 31 and the smoothing capacitor 32.

本形態の電力変換装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるインバータとすることができる。
本形態において、交流負荷１２は、車両駆動に用いられる三相交流の回転電機である。電力変換装置１は、直流電源１１の直流電力を三相交流電力に変換して、回転電機を駆動するよう構成されている。また、回転電機において発電された電力を、電力変換部２において直流電力に変換して、直流電源１１に供給することもできる。 The power conversion device 1 of this embodiment can be, for example, an inverter mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.
In this embodiment , the AC load 12 is a three-phase AC rotary electric machine used for driving a vehicle. The power conversion device 1 is configured to convert the DC power of the DC power supply 11 into three-phase AC power to drive a rotary electric machine. Further, the electric power generated by the rotary electric machine can be converted into DC electric power by the power conversion unit 2 and supplied to the DC power supply 11.

電力変換部２は、平滑コンデンサ３２と交流負荷１２である回転電機との間において、電力変換を行うよう構成されている。電力変換部２は、６個のスイッチ２１と、６個のフライホイールダイオード２２とを有する。２個のスイッチ２１の直列接続体を１つのレグとして捉えると、３つのレグが、高電位配線１５１と低電位配線１５２との間に接続されている。各スイッチ２１の動作は、上位制御部６によって制御される。本形態においては、各スイッチ２１、１４２を、ＩＧＢＴによって構成している。なお、各スイッチ２１、１４２を、ＭＯＳＦＥＴによって構成することもできる。フライホイールダイオード２２のそれぞれは、各スイッチ２１に逆並列接続されている。 The power conversion unit 2 is configured to perform power conversion between the smoothing capacitor 32 and the rotating electric machine which is the AC load 12. The power conversion unit 2 has six switches 21 and six flywheel diodes 22. If the series connection of the two switches 21 is regarded as one leg, the three legs are connected between the high-potential wiring 151 and the low-potential wiring 152. The operation of each switch 21 is controlled by the upper control unit 6. In this embodiment , the switches 21 and 142 are configured by IGBTs. The switches 21 and 142 can also be configured by MOSFETs. Each of the flywheel diodes 22 is connected in antiparallel to each switch 21.

次に、本形態の電力変換装置１の放電制御部５における制御フローの一例を、図２を参照して説明する。
まず、ステップＳ１０１において、制御用電源部７から放電制御部５に電力が供給されているかどうかを判定する。ここで、制御用電源部７から放電制御部５に電力が供給されていないと判定された場合は、ステップＳ１０４へ進み、スイッチング素子４２のオフ状態を維持する。この場合は、コンデンサ３に電荷が蓄積されていないため、放電抵抗４１による急速放電を行う必要がない。 Next, an example of the control flow in the discharge control unit 5 of the power conversion device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, in step S101, it is determined whether or not power is being supplied from the control power supply unit 7 to the discharge control unit 5. Here, if it is determined that power is not being supplied from the control power supply unit 7 to the discharge control unit 5, the process proceeds to step S104, and the off state of the switching element 42 is maintained. In this case, since no electric charge is accumulated in the capacitor 3, it is not necessary to perform fast discharge by the discharge resistor 41.

ステップＳ１０１において、制御用電源部７から放電制御部５に電力が供給されていると判定された場合は、ステップＳ１０２へ進み、上位制御部６から放電制御部５に信号が送信されているかどうかを判定する。すなわち、上位制御部６からの信号として、正常信号又は異常信号のうちのいずれかが放電制御部５に送信されているかどうかを判定する。 If it is determined in step S101 that power is being supplied from the control power supply unit 7 to the discharge control unit 5, the process proceeds to step S102, and whether or not a signal is transmitted from the upper control unit 6 to the discharge control unit 5. To judge. That is, it is determined whether or not either a normal signal or an abnormal signal is transmitted to the discharge control unit 5 as a signal from the upper control unit 6.

ステップＳ１０２において、上位制御部６から放電制御部５に信号が送信されていないと判定された場合は、ステップＳ１０５へ進んでスイッチング素子４２をターンオンする。これにより、放電抵抗４１による急速放電が行われる。
ステップＳ１０２において、上位制御部６から放電制御部５に信号が送信されていると判定された場合は、ステップＳ１０３へ進み、上位制御部６からの信号が正常信号又は異常信号のどちらであるかを判定する。 If it is determined in step S102 that no signal has been transmitted from the upper control unit 6 to the discharge control unit 5, the process proceeds to step S105 to turn on the switching element 42. As a result, rapid discharge is performed by the discharge resistor 41.
If it is determined in step S102 that a signal has been transmitted from the upper control unit 6 to the discharge control unit 5, the process proceeds to step S103, and whether the signal from the upper control unit 6 is a normal signal or an abnormal signal. To judge.

ステップＳ１０３において、上位制御部６からの信号が正常信号である場合は、ステップＳ１０４へ進み、スイッチング素子４２のオフ状態を維持する。この場合は、異常が発生していないため、放電抵抗４１による急速放電を行う必要がない。
ステップＳ１０３において、上位制御部６からの信号が異常信号である場合は、ステップＳ１０５へ進んでスイッチング素子４２をターンオンする。これにより、放電抵抗４１による急速放電が行われる。 In step S103, if the signal from the host control unit 6 is a normal signal, the process proceeds to step S104, and the off state of the switching element 42 is maintained. In this case, since no abnormality has occurred, it is not necessary to perform fast discharge by the discharge resistor 41.
In step S103, if the signal from the host control unit 6 is an abnormal signal, the process proceeds to step S105 to turn on the switching element 42. As a result, rapid discharge is performed by the discharge resistor 41.

スイッチング素子４２がターンオンした場合には、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を制御用電源部７からの電力の供給が停止されるまで繰り返しながら、スイッチング素子４２のオン状態を維持する。そして、制御用電源部７からの電力の供給が停止したとき、スイッチング素子４２をターンオフする。 When the switching element 42 is turned on, the ON state of the switching element 42 is maintained while repeating steps S101 to S105 until the supply of electric power from the control power supply unit 7 is stopped. Then, when the power supply from the control power supply unit 7 is stopped, the switching element 42 is turned off.

放電制御部５は、上記制御フローを所定の周期で繰り返し実行することにより、放電抵抗４１による急速放電を行うことができる。制御フローの周期は、例えば上位制御部６からの信号が途絶えたときにスイッチング素子４２を速やかにターンオンできるような値を適宜設定する。なお、放電制御部５における制御は、上記のようなディジタル的な処理によるものに限られるものではなく、アナログ的な処理により行うこともできる。 The discharge control unit 5 can perform rapid discharge by the discharge resistor 41 by repeatedly executing the control flow in a predetermined cycle. The cycle of the control flow is appropriately set to a value such that the switching element 42 can be quickly turned on when the signal from the upper control unit 6 is interrupted. The control in the discharge control unit 5 is not limited to the digital processing as described above, but can also be performed by an analog processing.

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態の電力変換装置１は、上位制御部６と別体に設けた放電制御部５及び制御用電源部７を有する。それゆえ、例えば車両衝突等の非常時において、上位制御部６が故障した場合においても、放電制御部５は、制御用電源部７からの電力の供給を受けることができる。
また、放電制御部５は、上位制御部６からの信号を受信することができないとき、スイッチング素子４２をオン状態として、放電抵抗４１における放電動作を行うよう構成されている。それゆえ、放電制御部５は、上位制御部６が故障した場合には、単独でスイッチング素子４２をオン状態にして、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができる。 Next, the action and effect of this embodiment will be described.
The power conversion device 1 of this embodiment has a discharge control unit 5 and a control power supply unit 7 provided separately from the upper control unit 6. Therefore, even if the upper control unit 6 fails in an emergency such as a vehicle collision, the discharge control unit 5 can receive power from the control power supply unit 7.
Further, the discharge control unit 5 is configured to perform a discharge operation in the discharge resistor 41 with the switching element 42 turned on when the signal from the upper control unit 6 cannot be received. Therefore, when the upper control unit 6 fails, the discharge control unit 5 can independently turn on the switching element 42 and discharge the electric charge accumulated in the capacitor 3.

また、制御用電源部７は、コンデンサ３に並列接続されている。それゆえ、制御用電源部７は、コンデンサ３に蓄積された電荷を用いて、放電制御部５に電力を供給することができる。これにより、外部から制御用電源部７に電力を供給する必要が無くなり、電力変換装置１の回路構成の簡素化を図ることができる。 Further, the control power supply unit 7 is connected in parallel to the capacitor 3. Therefore, the control power supply unit 7 can supply electric power to the discharge control unit 5 by using the electric charge accumulated in the capacitor 3. This eliminates the need to supply power to the control power supply unit 7 from the outside, and simplifies the circuit configuration of the power conversion device 1.

また、補助放電抵抗４３は、コンデンサ３に対して常時接続されて、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができるよう構成されている。それゆえ、放電制御部５が故障した場合においても、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができる。 Further, the auxiliary discharge resistor 43 is always connected to the capacitor 3 so that the electric charge accumulated in the capacitor 3 can be discharged. Therefore, even if the discharge control unit 5 fails, the electric charge accumulated in the capacitor 3 can be discharged.

以上のごとく、本形態によれば、上位制御部が故障した場合においても、コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる電力変換装置を提供することができる。 As described above , according to the present embodiment , it is possible to provide a power conversion device capable of discharging the electric charge accumulated in the capacitor even when the upper control unit fails.

（実施形態１）
本実施形態の電力変換装置１においては、図３に示すように、第１基板８１と、第１基板８１とは別体に設けられた第２基板８２と、第１基板８１と第２基板８２とを電気的に接続する放電制御線８３とを備えている。第１基板８１に、上位制御部６が実装されており、第２基板８２に、放電制御部５と制御用電源部７とが実装されている。 ( Embodiment 1 )
In the power conversion device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first substrate 81, the second substrate 82 provided separately from the first substrate 81, the first substrate 81, and the second substrate 81 are provided. It is provided with a discharge control line 83 that electrically connects the 82. The upper control unit 6 is mounted on the first board 81, and the discharge control unit 5 and the control power supply unit 7 are mounted on the second board 82.

具体的には、本実施形態の電力変換装置１は、図３、図４に示すように、ケース１７と、ケース１７内に収容されたリアクトル１４１、スイッチング回路部１６、コンデンサ３、第１基板８１及び第２基板８２とを備える。第１基板８１は、リアクトル１４１、スイッチング回路部１６及びコンデンサ３に対して第１基板８１の法線方向に対向する。 Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the power conversion device 1 of the present embodiment includes a case 17, a reactor 141 housed in the case 17, a switching circuit unit 16, a capacitor 3, and a first substrate. It includes 81 and a second substrate 82. The first substrate 81 faces the reactor 141, the switching circuit unit 16, and the capacitor 3 in the normal direction of the first substrate 81.

ここで、第１基板８１の法線方向を以下において、適宜、Ｚ方向という。また、Ｚ方向に直交する方向であって、コンデンサ３の長手方向を、適宜、Ｘ方向という。さらに、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向を、適宜Ｙ方向という。また、Ｚ方向における、コンデンサ３に対して第１基板８１が配置された側を上側、その反対側を下側という。ただし、上下の表現は、便宜的なものであり、特に電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。 Here, the normal direction of the first substrate 81 is appropriately referred to as the Z direction in the following. Further, the longitudinal direction of the capacitor 3, which is orthogonal to the Z direction, is appropriately referred to as the X direction. Further, a direction orthogonal to both the X direction and the Z direction is appropriately referred to as a Y direction. Further, in the Z direction, the side on which the first substrate 81 is arranged with respect to the capacitor 3 is referred to as an upper side, and the opposite side thereof is referred to as a lower side. However, the upper and lower expressions are for convenience only, and do not particularly limit the arrangement posture of the power conversion device 1.

本実施形態においては、第２基板８２に、放電抵抗４１とスイッチング素子４２とが実装されている。
具体的には、第２基板８２に、放電抵抗４１と、スイッチング素子４２と、補助放電抵抗４３と、放電制御部５と、制御用電源部７とが実装されている。 In the present embodiment, the discharge resistor 41 and the switching element 42 are mounted on the second substrate 82.
Specifically, the discharge resistor 41, the switching element 42, the auxiliary discharge resistor 43, the discharge control unit 5, and the control power supply unit 7 are mounted on the second substrate 82.

また、第２基板８２は、コンデンサ３と一体化されている。
具体的には、図４に示すように、第２基板８２は、コンデンサ３におけるＹ方向に直交する外側面３３に沿うように配置され、固定されている。すなわち、第２基板８２に形成された挿通孔にボルト１８を挿通して、コンデンサ３の基板固定部３４に設けた雌ネジにボルト１８を螺合することによって、第２基板８２をコンデンサ３に固定している。基板固定部３４は、コンデンサ３の外側面３３から第２基板８２に向けて突出するように設けられている。 Further, the second substrate 82 is integrated with the capacitor 3.
Specifically, as shown in FIG. 4, the second substrate 82 is arranged and fixed along the outer surface 33 of the capacitor 3 orthogonal to the Y direction. That is, by inserting the bolt 18 into the insertion hole formed in the second substrate 82 and screwing the bolt 18 into the female screw provided in the substrate fixing portion 34 of the capacitor 3, the second substrate 82 becomes the capacitor 3. It is fixed. The substrate fixing portion 34 is provided so as to project from the outer surface 33 of the capacitor 3 toward the second substrate 82.

第１基板８１と第２基板８２とは、２本の放電制御線８３によって接続されている。放電制御線８３は、その一部が、図５に示すように、コンデンサ３の外側面３３と第２基板８２との間において、Ｚ方向に立設している。放電制御線８３は、ピン状の金属線によって構成されている。放電制御線８３は、第１基板８１に実装された上位制御部６と、第２基板８２に実装された放電制御部５とを電気的に接続している。 The first substrate 81 and the second substrate 82 are connected by two discharge control lines 83. A part of the discharge control line 83 is erected in the Z direction between the outer surface 33 of the capacitor 3 and the second substrate 82, as shown in FIG. The discharge control wire 83 is composed of a pin-shaped metal wire. The discharge control line 83 electrically connects the upper control unit 6 mounted on the first board 81 and the discharge control unit 5 mounted on the second board 82.

第１基板８１には、電力変換回路が形成されている。図３に示すように、第１基板８１は、Ｘ方向に長尺な形状を有する。第１基板８１及び第２基板８２は、樹脂によって構成されている。第２基板８２は、Ｙ方向から見た形状が略長方形状を有する。第２基板８２は、４本のボルト１８によってコンデンサ３に固定されている。各ボルト１８は、第２基板８２の四隅にそれぞれ設けられている。 A power conversion circuit is formed on the first substrate 81. As shown in FIG. 3, the first substrate 81 has an elongated shape in the X direction. The first substrate 81 and the second substrate 82 are made of resin. The second substrate 82 has a substantially rectangular shape when viewed from the Y direction. The second substrate 82 is fixed to the capacitor 3 by four bolts 18. Each bolt 18 is provided at each of the four corners of the second substrate 82.

コンデンサ３は、フィルタコンデンサ３１と、平滑コンデンサ３２とによって構成されている。コンデンサ３は、Ｘ方向に長尺な形状を有する。コンデンサ３は、第１基板８１からＺ方向に離れて配置されている。これに伴い、コンデンサ３に固定された第２基板８２は、第１基板８１からＺ方向に離れて配置されている。コンデンサ３と第２基板８２とは、バスバによって電気的に接続されている。図示を省略するが、バスバは、コンデンサ３の外側面３３と第２基板８２との間に設けられている。バスバは、フィルタコンデンサ３１及び平滑コンデンサ３２と、第２基板８２に実装された制御用電源部７とを電気的に接続している。 The capacitor 3 is composed of a filter capacitor 31 and a smoothing capacitor 32. The capacitor 3 has an elongated shape in the X direction. The capacitor 3 is arranged away from the first substrate 81 in the Z direction. Along with this, the second substrate 82 fixed to the capacitor 3 is arranged away from the first substrate 81 in the Z direction. The capacitor 3 and the second substrate 82 are electrically connected by a bus bar. Although not shown, the bus bar is provided between the outer surface 33 of the capacitor 3 and the second substrate 82. The bus bar electrically connects the filter capacitor 31 and the smoothing capacitor 32 with the control power supply unit 7 mounted on the second substrate 82.

スイッチング回路部１６は、スイッチ２１、１４２及びフライホイールダイオード２２、１４３を内蔵した複数の半導体モジュールによって構成されている。図示を省略するが、半導体モジュールは、Ｚ方向の上側に突出する制御端子を有する。この制御端子は、第１基板８１に接続されている。図４、図５に示すように、リアクトル１４１は、第２基板８２を挟んでコンデンサ３と反対側に配されている。なお、図面において、リアクトル１４１、スイッチング回路部１６、ケース１７及びコンデンサ３は、具体的形状を省略して、模式的に記載してある。 The switching circuit unit 16 is composed of a plurality of semiconductor modules incorporating switches 21, 142 and flywheel diodes 22, 143. Although not shown, the semiconductor module has a control terminal protruding upward in the Z direction. This control terminal is connected to the first substrate 81. As shown in FIGS. 4 and 5, the reactor 141 is arranged on the side opposite to the capacitor 3 with the second substrate 82 interposed therebetween. In the drawings, the reactor 141, the switching circuit unit 16, the case 17, and the capacitor 3 are schematically shown by omitting specific shapes.

回路構成自体は、図１に示した参考形態１における回路構成と同様である。なお、実施形態１以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。 The circuit configuration itself is the same as the circuit configuration in Reference Form 1 shown in FIG. In addition, among the codes used in the first and subsequent embodiments , the same codes as those used in the above-mentioned forms represent the same components and the like as those in the above-mentioned forms, unless otherwise specified.

本実施形態の電力変換装置１においては、第１基板８１と別体に設けた第２基板８２を備えている。それゆえ、例えば車両衝突等の非常時において、第１基板８１が破損した場合においても、第２基板８２は、単独でスイッチング素子４２をオン状態にして、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができる。 The power conversion device 1 of the present embodiment includes a second board 82 provided separately from the first board 81. Therefore, even if the first substrate 81 is damaged in an emergency such as a vehicle collision, the second substrate 82 independently turns on the switching element 42 and discharges the electric charge accumulated in the capacitor 3. be able to.

また、第２基板８２がコンデンサ３と一体化されているため、第２基板８２の剛性を向上させることができる。それゆえ、例えば車両衝突等の非常時において、第２基板８２が破損することを抑制することができる。これにより、第２基板８２は、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電することができる。
その他、参考形態１と同様の作用効果を得ることができる。 Further, since the second substrate 82 is integrated with the capacitor 3, the rigidity of the second substrate 82 can be improved. Therefore, it is possible to prevent the second substrate 82 from being damaged in an emergency such as a vehicle collision. As a result, the second substrate 82 can discharge the electric charge accumulated in the capacitor 3.
In addition, the same action and effect as in Reference Form 1 can be obtained.

（参考形態２）
本形態の電力変換装置１においては、図６に示すように、制御用電源部７の電圧Ｖを検出する電圧検出部７１を更に備える。
そして、放電制御部５は、図７に示すように、制御用電源部７の電圧Ｖが所定の閾値Ｖ０未満であるとき、スイッチング素子４２をオフ状態に維持して、放電抵抗４１における放電動作を行わないよう構成されている。 ( Reference form 2 )
As shown in FIG. 6, the power conversion device 1 of the present embodiment further includes a voltage detection unit 71 that detects the voltage V of the control power supply unit 7.
Then, as shown in FIG. 7, when the voltage V of the control power supply unit 7 is less than a predetermined threshold value V0, the discharge control unit 5 keeps the switching element 42 in the off state and discharges the discharge resistor 41. Is configured not to do.

図６に示すように、電圧検出部７１は、制御用電源部７に並列接続されている。電圧検出部７１が検出する制御用電源部７の電圧Ｖは、平滑コンデンサ３２の電極間の電圧である。電圧検出部７１によって検出される電圧Ｖは、放電制御部５に送信される。
その他の構成は、参考形態１と同様である。 As shown in FIG. 6, the voltage detection unit 71 is connected in parallel to the control power supply unit 7. The voltage V of the control power supply unit 7 detected by the voltage detection unit 71 is the voltage between the electrodes of the smoothing capacitor 32. The voltage V detected by the voltage detection unit 71 is transmitted to the discharge control unit 5.
Other configurations are the same as those in Reference Form 1.

次に、本形態の電力変換装置１の放電制御部５における制御フローの一例を、図７を参照して説明する。
まず、ステップＳ２０１において、電圧検出部７１によって制御用電源部７の電圧Ｖを検出する。 Next, an example of the control flow in the discharge control unit 5 of the power conversion device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 7.
First, in step S201, the voltage detection unit 71 detects the voltage V of the control power supply unit 7.

そして、ステップＳ２０２において、制御用電源部７の電圧Ｖを、閾値Ｖ０と比較する。ここで、Ｖ＜Ｖ０、すなわち制御用電源部７の電圧Ｖが閾値Ｖ０未満であると判定された場合は、ステップＳ２０５へ進み、スイッチング素子４２のオフ状態を維持する。Ｖ＜Ｖ０の場合は、コンデンサ３に蓄積された電荷が十分に少ないため、放電抵抗４１による急速放電を行う必要性が低いためである。 Then, in step S202, the voltage V of the control power supply unit 7 is compared with the threshold value V0. Here, when it is determined that V <V0, that is, the voltage V of the control power supply unit 7 is less than the threshold value V0, the process proceeds to step S205, and the off state of the switching element 42 is maintained. This is because when V <V0, the electric charge accumulated in the capacitor 3 is sufficiently small, so that it is less necessary to perform fast discharge by the discharge resistor 41.

ステップＳ２０２において、Ｖ≧Ｖ０、すなわち制御用電源部７の電圧Ｖが閾値Ｖ０以上であると判定された場合は、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３〜Ｓ２０６のフローは、図２に示す参考形態１におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０５のフローと同様である。 If it is determined in step S202 that V ≧ V0, that is, the voltage V of the control power supply unit 7 is equal to or higher than the threshold value V0, the process proceeds to step S203. The flow of steps S203 to S206 is the same as the flow of steps S102 to S105 in Reference Form 1 shown in FIG.

スイッチング素子４２がターンオンした場合には、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６をコンデンサ３に蓄積された電荷が十分に少なくなるまで繰り返しながら、スイッチング素子４２のオン状態を維持する。そして、コンデンサ３に蓄積された電荷が十分に少なくなったとき、スイッチング素子４２をターンオフする。 When the switching element 42 is turned on, the ON state of the switching element 42 is maintained while repeating steps S201 to S206 until the electric charge accumulated in the capacitor 3 is sufficiently reduced. Then, when the electric charge accumulated in the capacitor 3 becomes sufficiently small, the switching element 42 is turned off.

放電制御部５は、上記制御フローを所定の周期で繰り返し実行することにより、放電抵抗４１による急速放電を行うことができる。なお、放電制御部５における制御は、上記のようなディジタル的な処理によるものに限られるものではなく、アナログ的な処理により行うこともできる。 The discharge control unit 5 can perform rapid discharge by the discharge resistor 41 by repeatedly executing the control flow in a predetermined cycle. The control in the discharge control unit 5 is not limited to the digital processing as described above, but can also be performed by an analog processing.

本形態の電力変換装置１は、制御用電源部７の電圧Ｖが閾値Ｖ０未満であるとき、放電抵抗４１における放電動作を行わない。そのため、電力変換装置１は、放電抵抗４１における放電動作を行う場合、制御用電源部７の電圧Ｖが閾値Ｖ０未満となった時点で放電動作を終了する。すなわち、コンデンサ３に蓄積された電荷を放電しきる前に、放電動作を終了する。それゆえ、コンデンサ３に蓄積された電荷を全て放電する場合と比較して、放電に要する時間を短くして、コンデンサ３からの電流が放電抵抗４１及びスイッチング素子４２に流れる時間を短くすることができる。したがって、放電抵抗４１やスイッチング素子４２における熱の発生を抑制して、放電抵抗４１やスイッチング素子４２の小型化を図ることができる。その結果、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
その他、参考形態１と同様の作用効果を得ることができる。 The power conversion device 1 of the present embodiment does not perform the discharge operation in the discharge resistor 41 when the voltage V of the control power supply unit 7 is less than the threshold value V0. Therefore, when the power conversion device 1 performs the discharge operation in the discharge resistor 41, the power conversion device 1 ends the discharge operation when the voltage V of the control power supply unit 7 becomes less than the threshold value V0. That is, the discharge operation is terminated before the electric charge accumulated in the capacitor 3 is completely discharged. Therefore, as compared with the case where all the electric charges accumulated in the capacitor 3 are discharged, the time required for discharging can be shortened, and the time for the current from the capacitor 3 to flow through the discharge resistor 41 and the switching element 42 can be shortened. it can. Therefore, it is possible to suppress the generation of heat in the discharge resistor 41 and the switching element 42, and to reduce the size of the discharge resistor 41 and the switching element 42. As a result, the power conversion device 1 can be miniaturized.
In addition, the same action and effect as in Reference Form 1 can be obtained.

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、上記各実施形態においては、コンデンサ３に制御用電源部７が並列接続された構成を示したが、制御用電源部をコンデンサに接続しない構成とすることもできる。この場合、制御用電源部は、電力変換装置とは別系統の電力を、放電制御部に供給することとなる。また、この場合、電圧検出部を、コンデンサに並列接続することもできる。そして、放電制御部は、コンデンサの電圧が所定の閾値以上か否かであるかを判定し、コンデンサの電圧が所定の閾値以上であると判定した場合に、上位制御部からの信号に基づいて放電抵抗による急速放電を行うとすることもできる。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof. For example, in each of the above embodiments, the control power supply unit 7 is connected in parallel to the capacitor 3, but the control power supply unit may not be connected to the capacitor. In this case, the control power supply unit supplies electric power of a system different from that of the power conversion device to the discharge control unit. Further, in this case, the voltage detection unit can be connected in parallel to the capacitor. Then, the discharge control unit determines whether or not the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined threshold value, and when it is determined that the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined threshold value, the discharge control unit is based on a signal from the upper control unit. It is also possible to perform a rapid discharge by a discharge resistance.

また、上記各実施形態においては、フィルタコンデンサ３１及び昇降圧コンバータ１４が設けられた構成を示したが、フィルタコンデンサ及び昇降圧コンバータが設けられていない構成とすることもできる。この場合、高電位配線は、メインリレーの一方の接点を介して、直流電源の正極に接続されることとなる。 Further, in each of the above embodiments, the configuration in which the filter capacitor 31 and the buck-boost converter 14 are provided is shown, but the configuration in which the filter capacitor and the buck-boost converter are not provided may also be provided. In this case, the high-potential wiring is connected to the positive electrode of the DC power supply via one contact of the main relay.

１電力変換装置
１１直流電源
１２交流負荷
２電力変換部
３コンデンサ
４１放電抵抗
４２スイッチング素子
５放電制御部
６上位制御部
７制御用電源部 1 Power converter 11 DC power supply 12 AC load 2 Power converter 3 Capacitor 41 Discharge resistance 42 Switching element 5 Discharge control unit 6 Upper control unit 7 Control power supply unit

Claims

A power conversion unit (2) that converts power between a DC power supply (11) and an AC load (12), and
Capacitors (3, 31, 32) that smooth the output current from the DC power supply to the power conversion unit, and
A discharge resistor (41) that discharges the electric charge accumulated in the capacitor and
A switching element (42) connected in series with the discharge resistor and
A discharge control unit (5) that drives and controls the switching element, and
A higher-level control unit (6) that transmits a signal to the discharge control unit to control the discharge control unit, and
A power conversion device (1) including a control power supply unit (7) that supplies power to the discharge control unit.
The discharge control unit and the control power supply unit are provided separately from the upper control unit.
When the signal from the upper control unit cannot be received, the discharge control unit is configured to turn on the switching element and perform a discharge operation with the discharge resistor .
The power conversion device electrically connects the first substrate (81), the second substrate (82) provided separately from the first substrate, and the first substrate and the second substrate. With a discharge control line (83)
Said first substrate, said has higher control part is mounted, said second substrate, and the discharge control unit and the control power supply unit is mounted, the power conversion equipment.

The power conversion device according to claim 1, wherein the control power supply unit is connected in parallel to the capacitor.

The discharge control unit is configured so that when the voltage (V) of the control power supply unit is less than a predetermined threshold value (V0), the switching element is maintained in an off state and the discharge operation in the discharge resistor is not performed. The power conversion device according to claim 1 or 2.

An auxiliary discharge resistor (43) connected in parallel to the capacitor is further provided, and the auxiliary discharge resistor is always connected to the capacitor so that the electric charge accumulated in the capacitor can be discharged. The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calorific value per unit time unit current in the auxiliary discharge resistance is smaller than the calorific value per unit time unit current in the discharge resistance.

The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the switching element is mounted on the second substrate.

The power conversion device according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge resistor is mounted on the second substrate.

The power conversion device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the second substrate is integrated with the capacitor.