电力转换器的控制电路
相关申请的援引
1.本技术以2020年3月10日申请的日本专利申请2020-041029号的申请为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
2.本公开涉及一种具有与旋转电机的各相的绕组电连接的上下臂的开关的电力转换器的控制电路。
背景技术：3.作为这种控制电路，已知在判定为构成系统的旋转电机等中发生了异常的情况下，执行将上下臂的开关强制地设为断开状态的关断控制的控制电路。在关断控制的执行过程中，在由于构成旋转电机的转子的旋转而在绕组中产生反电动势时，绕组的线间电压有时会变得比与上下臂的开关的串联连接体并联连接的蓄电部的电压高。线间电压变高的状况例如有可能会在转子的励磁磁通量较大或转子的旋转速度较高的情况下发生。
4.在绕组的线间电压比蓄电部的电压高的情况下，即使执行了关断控制，也会实施在包括与开关反向并联连接的二极管、绕组和蓄电部的闭合电路中流过由绕组产生的感应电流的所谓再生。其结果是，有可能发生电力转换器的蓄电部侧的直流电压大幅上升的过电压异常，并且蓄电部、电力转换器以及与蓄电部连接的电力转换器以外的设备中的至少一个有可能会发生故障。
5.为了应对这样的问题，例如专利文献1所记载的那样，已知执行将上下臂中的任一个臂的开关即接通侧开关设为接通状态且将另一臂的开关即断开侧开关设为断开状态的短路控制的控制电路。现有技术文献专利文献
6.专利文献1：日本专利特开2017-225236号公报
技术实现要素：7.为了能够在应该执行短路控制的状况下可靠地执行该控制，期望事先进行是否能够正常地执行短路控制的检查。在此，在进行该事先检查的情况下，有可能会发生以下说明的问题。
8.有可能会发生上下臂的开关中的断开侧开关的短路异常。在发生了该短路异常的状态下，如果为了对是否正常地执行短路控制进行判定而将接通侧开关切换为接通状态，则会发生上下臂短路。其结果是，过电流(短路电流)有可能会流过上下臂的各个开关而使上下臂的各个开关发生故障。
9.本公开的主要目的在于提供一种电力转换器的控制电路，该控制电路在进行短路控制是否正常执行的检查的情况下，能够保护开关不受过电流的影响。
10.本公开是一种电力转换器的控制电路，上述电力转换器的控制电路适用于包括蓄电部、多相的旋转电机以及电力转换器的系统，上述电力转换器具有与上述旋转电机的各相的绕组电连接的上下臂的开关，其中，上述电力转换器的控制电路包括：开关驱动部，上述开关驱动部对上下臂的上述开关进行驱动；短路控制部，上述短路控制部在判定为上述系统中发生了异常的情况下，使上述开关驱动部执行短路控制，上述短路控制将上下臂中的任一个臂的上述开关即接通侧开关设为接通状态，将另一臂的上述开关即断开侧开关设为断开状态；检查处理部，上述检查处理部执行对是否能够正常地执行上述短路控制进行判定的检查处理；以及保护控制部，上述保护控制部在判定为上下臂任一个中的上述开关发生了异常的情况下，使上述开关驱动部执行将判定为发生了异常的上述开关设为断开状态的保护控制，在上述检查处理的执行过程中，使上述保护控制有效。
11.在发生了断开侧开关的短路异常的状态下，如果执行对是否能够正常地执行短路控制进行判定的检查处理，则会发生上下臂短路。在这种情况下，过电流会流过开关。在此，在本公开中，在检查处理的执行过程中，由保护控制部实现的保护控制被设为有效。因此，通过保护控制部判定为在流过过电流的开关中发生了异常，并且被判定为发生了异常的开关被保护控制部设为断开状态。由此，在执行检查处理的情况下，能够保护开关不受过电流的影响。
附图说明
12.参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。图1是第一实施方式的控制系统的整体结构图。图2是表示控制电路及其周边结构的图。图3是表示三相短路控制的处理步骤的流程图。图4是表示检查处理的步骤的流程图。图5是表示检查处理时的开关的驱动状态等的推移的时序图。图6是表示比较例的检查处理时的开关的驱动状态等的推移的时序图。图7是表示第一实施方式的变形例的检查处理的步骤的流程图。图8是表示第二实施方式的关断控制的无效化方式的时序图。图9是表示控制电路及其周边结构的图。图10是表示第三实施方式的控制电路及其周边结构的图。图11是表示第四实施方式的控制电路及其周边结构的图。
具体实施方式
13.＜第一实施方式＞以下，参照附图，对将本公开的控制电路具体化的第一实施方式进行说明。本实施
方式的控制电路适用于作为电力转换器的三相逆变器。在本实施方式中，包括逆变器的控制系统装设于电动汽车或混合动力车等车辆。
14.如图1所示，控制系统包括旋转电机10以及逆变器15。旋转电机10是车载主机，其转子能够与未图示的驱动轮进行动力传递。在本实施方式中，作为旋转电机10，使用同步机，更具体而言，使用永磁体同步机。
15.逆变器15具有开关装置部20。开关装置部20包括与三相对应数量的上臂开关swh和下臂开关swl的串联连接体。在各相中，旋转电机10的绕组11的第一端与上臂开关swh、下臂开关swl的连接点连接。各相绕组11的第二端在中性点处连接。各相绕组11以电角度彼此错开120
°
的方式配置。另外，在本实施方式中，作为各开关swh、swl，使用电压控制型的半导体开关元件，更具体而言，使用igbt。在上臂开关swh、下臂开关swl上反向并联连接有作为续流二极管的上臂二极管dh、下臂二极管dl。
16.高压电源30的正极端子经由高电位侧电路22h与作为各上臂开关swh的高电位侧端子的集电极连接。高压电源30的负极端子经由低电位侧电路22l与作为各下臂开关swl的低电位侧端子的发射极连接。在本实施方式中，高压电源30是二次电池，其输出电压(额定电压)例如为100v以上。
17.在高电位侧电路22h中设置有第一切断开关23a，在低电位侧电路22l中设置有第二切断开关23b。各开关23a、23b例如是继电器或半导体开关元件。在此，各开关23a、23b可以由逆变器15所包括的控制电路50驱动，也可以由未图示的上位ecu驱动。上位ecu相对于控制电路50是上位的控制装置。
18.逆变器15包括作为“蓄电部”的平滑电容器24。平滑电容器24将高电位侧电路22h中的比第一切断开关23a更靠近开关装置部20侧的部位与低电位侧电路22l中的比第二切断开关23b更靠近开关装置部20侧的部位电连接。
19.控制系统包括车载电气设备25。电气设备25例如包括电动压缩机和dcdc转换器中的至少一个。电动压缩机构成车室内空调装置，为了使车载冷冻循环的制冷剂循环，从高压电源30供电而被驱动。dcdc转换器对高压电源30的输出电压进行降压并向车载低压负载供给。低压负载包括图2所示的低压电源31。在本实施方式中，低压电源31是其输出电压(额定电压)比高压电源30的输出电压(额定电压)低的电压(例如12v)的二次电池，例如是铅蓄电池。
20.使用图2对控制电路50的结构进行说明。
21.控制电路50包括电源电路51。低压电源31的正极端子经由未图示的保险丝等与电源电路51连接。作为接地部位的接地件与低压电源31的负极端子连接。电源电路51基于从低压电源31供给的电压，生成向控制电路50的低压区域侧的各结构供给的电源电压vm。电源电路51例如通过对低压电源31的输出电压进行降压来生成电源电压vm。另外，实际上，控制电路50的低压区域包括多个电源电路，但是在本实施方式中，将它们统称为电源电路51。
22.控制电路50在其低压区域中包括微型计算机60。微型计算机60包括cpu和除此之外的周边电路。例如，周边电路包括用于与外部交换信号的输入/输出部和ad转换部。微型计算机60构成为能够通过供给电源电路51的电源电压vm而动作。
23.控制电路50包括电压传感器52、上臂处理部61h和下臂处理部61l。电压传感器52与高电位侧电路22h及低电位侧电路22l电连接，并且对平滑电容器24的端子电压进行检
测。由电压传感器52检测出的端子电压被输入到微型计算机60。微型计算机60对由电压传感器52检测出的平滑电容器24的端子电压是否超过其上限电压进行判定。微型计算机60在判定为平滑电容器24的端子电压超过上限电压的情况下，判定为发生了过电压异常。
24.上臂处理部61h和下臂处理部61l设置在低压区域中，能够通过供给电源电路51的电源电压vm而动作。另外，在本实施方式中，各处理部61h、61l由asic构成。
25.微型计算机60作为开关指令生成部发挥作用，上述开关指令生成部为了将旋转电机10的控制量控制为其指令值而生成针对开关装置部20的各开关swh、swl的开关指令。控制量例如是转矩。开关指令是指示开关的接通驱动的接通指令或指示开关的断开驱动的断开指令中的任意一个。另外，微型计算机60生成在各相中将上臂开关swh、下臂开关swl交替地设为接通状态的开关指令。
26.控制电路50包括绝缘电源70、上臂驱动器71和下臂驱动器72。在本实施方式中，上臂驱动器71与各上臂开关swh对应地单独设置，下臂驱动器72与各下臂开关swl对应地单独设置。因此，总共设置有六个驱动器71、72。
27.绝缘电源70基于从低压电源31供给的电压，生成并输出向上臂驱动器71供给的上臂驱动电压vdh和向下臂驱动器72供给的下臂驱动电压vdl。绝缘电源70在控制电路50中跨过低压区域和高压区域的边界而设置在低压区域和高压区域中。各驱动器71、72设置在高压区域中。
28.另外，绝缘电源70包括分别针对三相的上臂驱动器71单独设置的上臂绝缘电源和针对三相的下臂驱动器72共用的下臂绝缘电源。顺便提及，下臂绝缘电源也可以分别针对三相的下臂驱动器72单独设置。
29.上臂开关swh包括上臂感测端子sth。在上臂感测端子sth中流过与上臂开关swh的集电极电流具有相关性的微小电流。流过上臂感测端子sth的电流被检测为与该感测端子sth连接的上臂感测电阻体73h的电位差(以下，称为上臂感测电压vsh)。
30.下臂开关swl包括下臂感测端子stl。在下臂感测端子stl中流过与下臂开关swl的集电极电流具有相关性的微小电流。流过下臂感测端子stl的电流被检测为与该感测端子stl连接的下臂感测电阻体73l的电位差(以下，称为下臂感测电压vsl)。
31.逆变器15包括上臂温度传感器74h和下臂温度传感器74l。上臂温度传感器74h对上臂开关swh的温度进行检测，下臂温度传感器74l对下臂开关swl的温度进行检测。各温度传感器74h、74l例如是热敏二极管或热敏电阻。
32.上臂驱动器71包括作为“开关驱动部”的上臂驱动部71a和上臂判定部71b。上臂驱动器71构成为能够通过供给绝缘电源70的上臂驱动电压vdh而动作。来自微型计算机60的上臂开关指令inh经由第一上臂传递部62a输入到上臂驱动部71a。第一上臂传递部62a跨过低压区域和高压区域的边界而设置在低压区域和高压区域中，并且在将低压区域与高压区域之间电绝缘的同时，进行低压区域与高压区域之间的信号传递。第一上臂传递部62a例如是光电耦合器或磁力耦合器。
33.在所输入的上臂开关指令inh是接通指令的情况下，上臂驱动部71a向上臂开关swh的栅极供给充电电流。由此，使上臂开关swh的栅极电压在阈值电压vth以上，使上臂开关swh处于接通状态。另一方面，在所输入的上臂开关指令inh是断开指令的情况下，上臂驱动部71a使放电电流从上臂开关swh的栅极流向发射极侧。由此，使上臂开关swh的栅极电压
低于阈值电压vth，使上臂开关swh处于断开状态。
34.上臂感测电压vsh和上臂温度传感器74h的检测值被输入到上臂判定部71b。上臂判定部71b在判定为上臂感测电压vsh超过了过电流阈值的情况下，判定为发生了上臂开关swh的过电流异常。另外，上臂判定部71b在判定为由上臂温度传感器74h检测出的温度超过了温度阈值的情况下，判定为发生了上臂开关swh的过热异常。上臂判定部71b在判定为上臂开关swh发生了过电流异常或过热异常的情况下，将表示发生了异常的信息即上臂故障信号failh经由上臂故障传递部63输出到微型计算机60及上臂处理部61h。在本实施方式中，上臂判定部71b在判定为上臂开关swh发生了过电流异常或过热异常的情况下，将上臂故障信号failh的逻辑从l切换为h。上臂故障传递部63例如是光电耦合器或磁力耦合器。
35.下臂驱动器72包括作为“开关驱动部”的下臂驱动部72a和下臂判定部72b。下臂驱动器72构成为能够通过供给绝缘电源70的下臂驱动电压vdl而动作。来自微型计算机60的下臂开关指令inl经由第一下臂传递部64a输入到下臂驱动部72a。第一下臂传递部64a例如是光电耦合器或磁力耦合器。
36.在所输入的下臂开关指令inl是接通指令的情况下，下臂驱动部72a向下臂开关swl的栅极供给充电电流。由此，使下臂开关swl的栅极电压在阈值电压vth以上，使下臂开关swl处于接通状态。另一方面，在所输入的下臂开关指令inl是断开指令的情况下，下臂驱动部72a使放电电流从下臂开关swl的栅极流向发射极侧。由此，使下臂开关swl的栅极电压低于阈值电压vth，使下臂开关swl处于断开状态。
37.下臂感测电压vsl和下臂温度传感器74l的检测值被输入到下臂判定部72b。下臂判定部72b在判定为下臂感测电压vsl超过了过电流阈值的情况下，判定为下臂开关swl发生了过电流异常。另外，下臂判定部72b在判定为由下臂温度传感器74l检测出的温度超过了温度阈值的情况下，判定为发生了下臂开关swl的过热异常。下臂判定部72b在判定为下臂开关swl发生了过电流异常或过热异常的情况下，将表示发生了异常的信息即下臂故障信号faill经由下臂故障传递部65输出到微型计算机60及下臂处理部61l。在本实施方式中，下臂判定部72b在判定为下臂开关swl发生了过电流异常或过热异常的情况下，将下臂故障信号faill的逻辑从l切换为h。下臂故障传递部65例如是光电耦合器或磁力耦合器。
38.控制电路50能够实施三相短路控制(asc：active short circuit)。详细而言，微型计算机60经由第二上臂传递部62b向上臂驱动部71a输出上臂asc指令cmasch，经由第二下臂传递部64b向下臂驱动部72a输出下臂asc指令cmascl。另外，第二上臂传递部62b和第二下臂传递部64b例如是光电耦合器或磁力耦合器。另外，在本实施方式中，微型计算机60包括“短路控制部”。
39.控制电路50能够实施过电流、过热保护控制。详细而言，在判定为所输入的上臂故障信号failh的逻辑为h的情况下，上臂处理部61h经由第三上臂传递部62c向上臂驱动部71a输出上臂关断指令cmsdnh。在判定为输入了上臂关断指令cmsdnh的情况下，上臂驱动部71a不受所输入的上臂开关指令inh和上臂asc指令cmasch影响，都使上臂开关swh处于断开状态。
40.在判定为所输入的下臂故障信号faill的逻辑为h的情况下，下臂处理部61l经由第三下臂传递部64c向下臂驱动部72a输出下臂关断指令cmsdnl。在判定为输入了下臂关断指令cmsdnl的情况下，下臂驱动部72a不受输入的下臂开关指令inl和下臂asc指令cmascl
影响，都使下臂开关swl处于断开状态。另外，第三上臂传递部62c和第三下臂传递部64c例如是光电耦合器或磁力耦合器。另外，在本实施方式中，上臂处理部61h和下臂处理部61l包括“保护控制部”。
41.微型计算机60对上臂处理部61h指示上臂无效化信号sgah的输出。从上臂处理部61h输出的上臂无效化信号sgah经由第四上臂传递部62d输入到上臂驱动部71a。另外，第四上臂传递部62d例如是光电耦合器或磁力耦合器。
42.在本实施方式中，在判定为上臂无效化信号sgah的逻辑为h的情况下，上臂驱动部71a使关断控制有效。即，上臂驱动部71a在判定为上臂无效化信号sgah的逻辑为h的情况下，发挥在输入了上臂关断指令cmsdnh时使上臂开关swh变为断开状态的功能。
43.另一方面，在判定为上臂无效化信号sgah的逻辑为l的情况下，上臂驱动部71a使关断控制无效。即，上臂驱动部71a在判定为上臂无效化信号sgah的逻辑为l的情况下，即使在输入了上臂关断指令cmsdnh时，也不发挥使上臂开关swh变为断开状态的功能。在这种情况下，上臂驱动部71a根据上臂asc指令cmasch使上臂开关swh处于接通状态或断开状态。
44.微型计算机60对下臂处理部61l指示下臂无效化信号sgal的输出。从下臂处理部61l输出的下臂无效化信号sgal经由第四下臂传递部64d输入到下臂驱动部72a。另外，第四下臂传递部64d例如是光电耦合器或磁力耦合器。
45.在本实施方式中，在判定为下臂无效化信号sgal的逻辑为h的情况下，下臂驱动部72a使关断控制有效。即，下臂驱动部72a在判定为下臂无效化信号sgal的逻辑为h的情况下，发挥在输入了下臂关断指令cmsdnl时使下臂开关swl变为断开状态的功能。
46.另一方面，在判定为下臂无效化信号sgal的逻辑为l的情况下，下臂驱动部72a使关断控制无效。即，下臂驱动部72a在判定为下臂无效化信号sgal的逻辑为l的情况下，即使在输入了下臂关断指令cmsdnl时，也不发挥使下臂开关swl变为断开状态的功能。在这种情况下，下臂驱动部72a根据下臂asc指令cmascl使下臂开关swl处于接通状态或断开状态。另外，在本实施方式中，上臂处理部61h和下臂处理部61l包括“无效控制部”。
47.接着，使用图3的流程图，对在通常控制中由微型计算机60执行的三相短路控制进行说明。另外，通常控制例如是指微型计算机60生成并输出用于将旋转电机10的控制量控制为其指令值的上臂开关指令inh、下臂开关指令inl的控制。
48.在步骤s10中，对三相短路控制的执行条件是否成立进行判定。在本实施方式中，执行条件包括发生了过电压异常的条件。另外，如上所述，基于电压传感器52的检测值对是否发生了过电压异常进行判定。
49.在步骤s10中作出了否定判定的情况下，继续通常控制。另一方面，在步骤s10中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s11，对是否发生了上臂开关swh的短路异常或下臂开关swl的开路异常进行判定。例如，只要基于从各驱动器71、72的各判定部71b、72b输出的各故障信号failh、faill来分别对在任意一相的各上臂开关swh和下臂开关swl中是否发生了异常及其异常内容进行判定即可。
50.在步骤s11中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s12，执行上臂asc。上臂asc是将针对与三相对应数量的上臂驱动器71的上臂asc指令cmasch设为接通指令，将针对与三相对应数量的下臂驱动器72的下臂asc指令cmascl设为断开指令的处理。在这种情况下，上臂开关swh相当于“接通侧开关”，下臂开关swl相当于“断开侧开关”。
51.在步骤s11中作出了否定判定的情况下，前进至步骤s13，执行下臂asc。下臂asc是将针对与三相对应数量的下臂驱动器72的下臂asc指令cmascl设为接通指令，将针对与三相对应数量的上臂驱动器71的上臂asc指令cmasch设为断开指令的处理。在这种情况下，下臂开关swl相当于“接通侧开关”，上臂开关swh相当于“断开侧开关”。
52.这样，微型计算机60在判定为上臂和下臂中的一方的臂的至少一个开关发生了短路异常的情况下，对上臂和下臂中的发生了短路异常的臂的与三相对应数量的开关输出接通指令，并且对其他臂的与三相对应数量的开关输出断开指令。另外一方面，微型计算机60在判定为上臂和下臂中的一方的臂的至少一个开关发生了开路异常的情况下，对上臂和下臂中的与发生了开路异常的臂不同的臂的与三相对应数量的开关输出接通指令，并且对其他臂的与三相对应数量的开关输出断开指令。
53.另外，图3所示的处理以在上臂开关swh、下臂开关swl正常的情况下执行下臂asc为前提。顺便提及，也可以构成为在上臂开关swh、下臂开关swl正常的情况下执行上臂asc。
54.接着，使用图4对检查能否正常执行三相短路控制的处理进行说明。该处理从功能安全的观点出发而设置，由微型计算机60执行。另外，该处理例如在从通常控制开始到控制系统停止为止的一次行程中，在任意的时刻处至少执行一次。
55.在步骤s20中，在上臂无效化信号sgah的逻辑为l的情况下，指示上臂处理部61h将上臂无效化信号sgah的逻辑设为h。另外，在下臂无效化信号sgal的逻辑为l的情况下，指示下臂处理部61l将下臂无效化信号sgal的逻辑设为h。步骤s20的处理是用于使针对上臂驱动部71a和上臂判定部71b的关断控制的执行指示有效的处理。
56.在步骤s21中，对上臂开关swh有无异常进行检查。该检查包括对上臂开关swh是否发生了开路异常或短路异常进行检查。例如，在将上臂asc指令cmasch设为接通指令的情况下，当判定为上臂开关swh的集电极和发射极间电压vch处于平滑电容器24的端子电压附近的值时，判定为发生了上臂开关swh的开路异常。另外，例如，在将上臂asc指令cmasch设为断开指令的情况下，当判定为上臂开关swh的集电极和发射极间电压vch处于0v附近时，判定为发生了上臂开关swh的短路异常。
57.在步骤s22中，基于步骤s21的处理结果，对是否发生了上臂开关swh的短路异常进行判定。在步骤s22中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s23，执行上述的上臂asc。
58.在步骤s22中作出了否定判定的情况下，前进至步骤s24，基于步骤s21的处理结果，对是否发生了上臂开关swh的开路异常进行判定。在步骤s24中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s25，执行上述下臂asc。
59.在步骤s24中作出了否定判定的情况下，判定为上臂开关swh正常，前进至步骤s26。在步骤s26中，对下臂开关swl有无异常进行检查。例如，在将下臂asc指令cmascl设为接通指令的情况下，在判定为下臂开关swh的集电极和发射极间电压vcl处于平滑电容器24的端子电压附近的值时，判定为下臂开关swl发生了开路异常。另外，例如，在将下臂asc指令cmascl设为断开指令的情况下，在判定为下臂开关swl的集电极和发射极间电压vcl处于0v附近时，判定为发生了下臂开关swl的短路异常。
60.在步骤s27中，基于步骤s26的处理结果，对是否发生了下臂开关swl的短路异常进行判定。在步骤s27中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s25，执行下臂asc。
61.在步骤s27中作出了否定判定的情况下，前进至步骤s28，基于步骤s26的处理结
果，对是否发生了下臂开关swl的开路异常进行判定。在步骤s28中作出了肯定判定的情况下，前进至步骤s23，执行上臂asc。
62.在步骤s28中作出了否定判定的情况下，判定为下臂开关swl正常，前进至步骤s29。在步骤s29中，指示上臂处理部61h将上臂无效化信号sgah的逻辑设为l。另外，指示下臂处理部61l将下臂无效化信号sgal的逻辑设为l。步骤s29的处理是用于使针对上臂驱动部71a和上臂判定部71b的关断控制的执行指示无效的处理。另外，在本实施方式中，步骤s21、s22、s24、s26～s28的处理相当于“检查处理部”。另外，在不需要使关断控制无效化的情况下，也可以不进行步骤s29的处理。
63.在本实施方式中，执行步骤s20的处理是为了以下说明的理由。上臂开关swh和下臂开关swl中的例如下臂开关swl有时会发生短路异常。在发生了该短路异常的状态下，如果通过图4所示的步骤s21的处理将上臂asc指令cmasch设为接通指令，则上臂开关swh切换为接通状态，发生了上下臂短路。其结果是，过电流(短路电流)流过上臂开关swh、下臂开关swl，上臂开关swh、下臂开关swl的可靠性有可能会降低。特别是，在第一切断开关23a和第二切断开关23b为接通状态的情况下，上臂开关swh、下臂开关swl的可靠性降低的程度较大，有可能会导致故障。
64.在此，在发生上述的上下臂短路时，从输入有上臂故障信号failh、下臂故障信号faill的上臂处理部61h、下臂处理部61l输出上臂关断指令cmsdnh、下臂关断指令cmsdnl。在执行步骤s20的处理时，在之后的检查处理的执行过程中，使针对上臂驱动部71a和上臂判定部71b的关断控制的执行指示有效。因此，即使在发生了上下臂短路的情况下，也通过上臂驱动部71a和下臂驱动部72a使上臂开关swh、下臂开关swl处于断开状态。由此，在执行检查处理的情况下，能够保护上臂开关swh、下臂开关swl不受过电流的影响。
65.使用图5的时序图，对在下臂开关swl发生短路异常的状态下执行检查处理的情况进行说明。图5的(a)表示上臂无效化信号sgah的推移，图5的(b)表示上臂asc指令cmasch的推移。图5的(c)表示上臂故障信号failh的推移，图5的(d)表示上臂开关swh的驱动状态的推移。
66.在时刻t1处，上臂asc指令cmasch切换为接通指令，上臂开关swh切换为接通状态。由此，发生上下臂短路，在时刻t2处，从上臂判定部71b输出的上臂故障信号failh的逻辑被切换为h。由于从上臂处理部61h向上臂驱动部71a输出的上臂无效化信号sgah的逻辑为h，因此，在从上臂处理部61h输出的上臂关断指令cmsdnh被输入到上臂驱动部71a时，上臂开关swh被切换为断开状态。
67.与此相对，如图6所示，在上臂无效化信号sgah的逻辑为l的比较例中，即使在时刻t2处上臂故障信号failh的逻辑切换为h，上臂开关swh也不切换为断开状态。另外，图6的(a)～(d)与图5的(a)～(d)对应。
68.根据以上详细说明的本实施方式，在执行检查处理的情况下，能够保护上臂开关swh、下臂开关swl不受过电流的影响。
69.＜第一实施方式的变形例＞
·
如图7所示，也可以先执行下臂开关swl的检查处理，然后执行上臂开关swh的检查处理。另外，在图7中，为了方便，对于与先前的图4所示的处理相同的处理，标注相同的符号。
70.·
从各臂处理部61h、61l输出的无效化信号也可以是脉冲信号。在这种情况下，以上臂侧为例进行说明，例如，在上臂无效化信号sgah的逻辑是交替地切换为h、l的脉冲信号的情况下，只要使关断控制的执行指示被无效即可，在上臂无效化信号sgah的逻辑被固定为h或l的情况下，只要使关断控制的执行指示有效即可。
71.·
上臂判定部71b在判定为发生了过电流异常或过热异常的情况下，也可以对上臂驱动部71a输出上臂关断指令cmsdnh。另外，下臂判定部72b在判定为发生了过电流异常或过热异常的情况下，也可以对下臂驱动部72a输出下臂关断指令cmsdnl。
72.·
也可以不使用光电耦合器或磁力耦合器等绝缘传递部，而是在控制电路50的低压区域与高压区域之间通过通信来进行信号处理。作为通信，例如能够使用spi(注册商标)、can、uart、ethernet(注册商标)、并行通信。另外，通信例如可以是二进制数字信号，也可以是占空比信号。
73.＜第二实施方式＞以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。
74.在三相短路控制的执行过程中，在从上臂处理部61h、下臂处理部61l输出上臂关断指令cmsdnh、下臂关断指令cmsdnl时，从三相短路控制切换为关断控制。在这种情况下，平滑电容器24的端子电压大幅上升，有可能发生过电压异常。
75.因此，在本实施方式中，如图8所示，在从三相短路控制开始的时刻t1到经过规定时间的时刻t2为止的期间内，将从上臂处理部61h、下臂处理部61l输出的上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal的逻辑设为l。由此，防止了过电压异常的发生。另外，在时刻t2处，微型计算机60对上臂处理部61h指示将上臂无效化信号sgah的逻辑设为h，对下臂处理部61l指示将下臂无效化信号sgal的逻辑设为h即可。在这种情况下，之后，例如能够执行先前的图4所示的检查处理。
76.在此，在输入到上臂驱动部71a、下臂驱动部72a的上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal不是正常信号的情况下，即使想要使关断控制无效，也可能无法使之无效。在这种情况下，在三相短路控制的执行过程中，如上所述，有可能会执行关断控制。
77.因此，在本实施方式中，微型计算机60进行无效化信号检查处理，上述无效化信号检查处理对从上臂处理部61h、下臂处理部61l是否正常地输出上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal以及所输出的上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal是否正常地输入到上臂驱动部71a、下臂驱动部72a进行检查。另外，在本实施方式中，微型计算机60包括“信号判定部”。
78.图9表示本实施方式的控制电路50及其周边结构。另外，在图9中，为了方便，对与先前的图2所示的结构相同的结构标注相同的符号。
79.控制电路50包括上臂信号传递部66和下臂信号传递部67。各信号传递部66、67例如是光电耦合器或磁力耦合器。
80.微型计算机60在未执行三相短路控制的期间，指示上臂处理部61h、下臂处理部61l输出与上臂asc或下臂asc对应的上臂asc指令cmasch、下臂asc指令cmascl。之后，上臂驱动器71、下臂驱动器72将所入的上臂asc指令cmasch、下臂asc指令cmascl作为上臂检查信号sgh、下臂检查信号sgl，并经由上臂信号传递部66、下臂信号传递部67输出到微型计算机60。
81.微型计算机60对所输入的上臂检查信号sgh、下臂检查信号sgl进行监视，并且通过对所输入的上臂检查信号sgh、下臂检查信号sgl与从上臂处理部61h、下臂处理部61l输出的上臂asc指令cmasch、下臂asc指令cmascl进行比较，对是否正常地输出上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal以及所输出的上臂无效化信号sgah、下臂无效化信号sgal是否正常地输入到上臂驱动部71a、下臂驱动部72a进行检查。
82.根据以上说明的本实施方式，能够可靠地防止在从三相短路控制开始到经过规定时间为止的期间内执行关断控制。
83.＜第三实施方式＞以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心，对第三实施方式进行说明。图10表示本实施方式的控制电路50及其周边结构。另外，在图10中，为了方便，对与先前的图2所示的结构相同的结构标注相同的符号。
84.在本实施方式中，代替微型计算机60，上臂处理部61h输出上臂asc指令cmasch。另外，代替微型计算机60，下臂处理部61l输出下臂asc指令cmascl。
85.上臂处理部61h、下臂处理部61l例如在从微型计算机60获取了表示发生了过电压异常的信息的情况下，输出与上臂asc或下臂asc对应的上臂asc指令cmasch、下臂asc指令cmascl即可。另外，例如，代替从微型计算机60获取表示发生了过电压异常的信息的结构，上臂处理部61h、下臂处理部61l也可以获取电压传感器52的检测值，并基于所获取的检测值自行判定是否发生了过电压异常。另外，在本实施方式中，上臂处理部61h和下臂处理部61l包括“短路控制部”。
86.根据以上说明的本实施方式，能够起到与第一实施方式相同的效果。
87.＜第四实施方式＞以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。图11表示本实施方式的控制电路50及其周边结构。另外，在图11中，为了方便，对与先前的图2所示的结构相同的结构标注相同的符号。
88.在本实施方式中，不从微型计算机60输出上臂asc指令cmasch、下臂asc指令cmascl。控制电路50在其高压区域中包括上臂asc指令部75和下臂asc指令部76。绝缘电源70的上臂驱动电压vdh被供给到上臂asc指令部75，绝缘电源70的下臂驱动电压vdl被供给到下臂asc指令部76。
89.上臂asc指令部75基于上臂驱动电压vdh开始降低，向上臂驱动部71a输出上臂asc指令cmasch，上述上臂asc指令cmasch使上臂开关swh处于与上臂asc或下臂asc对应的驱动状态。详细而言，上臂asc指令部75在判定为上臂驱动电压vdh降低而处于第一规定电压以下的情况下，向上臂驱动部71a输出上臂asc指令cmasch，上述上臂asc指令cmasch使上臂开关swh处于与上臂asc或下臂asc对应的驱动状态。
90.下臂asc指令部76基于下臂驱动电压vdl开始降低，向下臂驱动部72a输出下臂asc指令cmascl，上述下臂asc指令cmascl使下臂开关swl处于与上臂asc或下臂asc对应的驱动状态。详细而言，下臂asc指令部76在判定为下臂驱动电压vdl降低而处于第二规定电压以下的情况下，向下臂驱动部72a输出下臂asc指令cmascl，上述下臂asc指令cmascl使下臂开关swl处于与上臂asc或下臂asc对应的驱动状态。
91.另外，上臂asc指令部75、下臂asc指令部76例如只要从微型计算机60获取在哪一
相的上臂开关swh、下臂开关swl中发生了短路异常或开路异常的信息即可。另外，在本实施方式中，上臂asc指令部75、下臂asc指令部76相当于“短路控制部”。
92.根据以上说明的本实施方式，以往，即使在发生了成为关断状态的控制电路50内的异常的情况下，也能够实施三相短路控制。关断状态是指与三相对应数量的上臂开关swh、下臂开关swl处于断开状态。在此，控制电路50内的异常包括微型计算机60的异常、电源电路51的异常以及不能从绝缘电源70输出电压的异常。不能从绝缘电源70输出电压的异常包括绝缘电源70的异常和不能从低压电源31向绝缘电源70供电的异常。在此，不能从低压电源31向绝缘电源70供电的异常例如是由于从低压电源31到绝缘电源70的电气路径断线而发生的。另外，上述异常例如由于车辆的碰撞而发生。
93.＜其他实施方式＞另外，上述各实施方式也可进行以下变更来实施。
94.·
各驱动器71、72也可以在控制电路50中跨过低压区域和高压区域的边界而设置在低压区域和高压区域中。
95.·
在上述图1所示的结构中，也可以在平滑电容器24与各切断开关23a、23b之间包括升压转换器。
96.·
作为构成开关装置部的开关，不限于igbt，例如也可以是内置有体二极管的n通道mosfet。在这种情况下，漏极相当于高电位侧端子，源极相当于低电位侧端子。
97.·
作为构成开关装置部的各相各臂的开关，也可以是彼此并联连接的两个以上的开关。在这种情况下，作为彼此并联连接的开关的组合，例如也可以是sic的开关元件和si的开关元件的组合、或者igbt和mosfet的组合。
98.·
作为旋转电机的控制量，不限于转矩，例如也可以是旋转电机的转子的旋转速度。
99.·
作为旋转电机，不限于永磁体同步机，例如也可以是绕组励磁型同步机。另外，作为旋转电机，不限于同步机，例如也可以是感应机。此外，作为旋转电机，不限于作为车载主机使用的旋转电机，也可以用于构成电动动力转向装置、空调用电动压缩机的电动机等其他用途。
100.·
本公开所记载的控制部及其方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供，上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者，也可以是，本公开所记载的控制部和该控制部的方法通过专用计算机来实现，该专用计算机是通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的。或者，本公开所记载的控制部和该控制部的方法由一个以上的专用计算机来实现，该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器及存储器与由一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成。此外，计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质，以作为由计算机执行的指令。
101.虽然基于实施例对本公开进行了记述，但是应当理解，本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式，进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。
技术特征：1.一种电力转换器的控制电路，所述电力转换器的控制电路(50)适用于包括蓄电部(24)、多相的旋转电机(10)以及电力转换器(15)的系统，所述电力转换器具有与所述旋转电机的各相的绕组电连接的上下臂的开关(swh、swl)，所述电力转换器的控制电路包括：开关驱动部(71a、72a)，所述开关驱动部对上下臂的所述开关进行驱动；短路控制部(60、61h、61l、75、76)，所述短路控制部在判定为所述系统中发生了异常的情况下，使所述开关驱动部执行短路控制，所述短路控制将上下臂中的任一个臂的所述开关即接通侧开关设为接通状态，将另一臂的所述开关即断开侧开关设为断开状态；检查处理部，所述检查处理部执行对是否能够正常地执行所述短路控制进行判定的检查处理；以及保护控制部(61h、61l)，所述保护控制部在判定为上下臂任一个中的所述开关发生了异常的情况下，使所述开关驱动部执行将判定为发生了异常的所述开关设为断开状态的保护控制，在所述检查处理的执行过程中，使所述保护控制有效。2.如权利要求1所述的电力转换器的控制电路，其特征在于，包括：无效控制部(61h、61l)，所述无效控制部在所述短路控制的执行过程中，即使从所述保护控制部指示所述开关驱动部执行所述保护控制，也向所述开关驱动部输出使所述保护控制的执行指示无效的无效化信号；以及信号判定部，所述信号判定部在未执行所述短路控制的情况下，对从所述无效控制部输出的所述无效化信号进行监视，并且基于该监视结果，对是否从所述无效控制部正常地输出所述无效化信号进行判定。
技术总结一种电力转换器的控制电路(50)，包括：开关驱动部(71a、72a)，上述开关驱动部对上下臂的开关(SWH、SWL)进行驱动；短路控制部(60、61H、61L、75、76)，上述短路控制部在判定为系统中发生了异常的情况下，使开关驱动部执行短路控制，上述短路控制将上下臂中的任一个臂的开关即接通侧开关设为接通状态，将另一臂的开关即断开侧开关设为断开状态；检查处理部，上述检查处理部执行对是否能够正常地执行短路控制进行判定的检查处理；以及保护控制部(61H、61L)，上述保护控制部在判定为上下臂任一个中的开关发生了异常的情况下，使开关驱动部执行将判定为发生了异常的开关设为断开状态的保护控制，在检查处理的执行过程中，使保护控制有效。有效。有效。
技术研发人员：井上拳斗 西端幸一
受保护的技术使用者：株式会社电装
技术研发日：2021.02.12
技术公布日：2022/11/1
