開關電路制造技術

本發明專利技術提供一種開關電路，其具有連接了2個開關元件(10a、10b)并與各開關元件并聯連接反向導通元件(14a、14b)而形成的臂，所述開關元件是SiC半導體，在所述反向導通元件中流過換向電流時，使與該反向導通元件并聯連接的所述開關元件進行導通動作。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及將直流電力變換為交流電力的逆變器等的開關電路。本申請基于2010年4月28日在日本申請的特愿2010-103840號主張優先權，并將其內容援引與此。
技術介紹
以往，在電動車輛等中所使用的開關電路利 用由直流電源供給的電力來進行開關元件的ON(導通)/0FF(關斷)控制，以驅動搭載于電動車輛的電動機等的負載(例如參照專利文獻I)。現有技術文獻專利文獻專利文獻I JP特開2004-187451號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題圖11A、圖IlB表示現有的開關電路的臂(arm:支路)113。該臂113是由Si-IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 110a、IlOb 以及與該 Si-IGBT 并聯地反向連接的娃半導體的換向(commutation) 二極管114a、114b構成的電路，其中，該Si-IGBTllOaUlOb是由硅半導體構成的開關元件。臂113的電路構成為在直流電源的高電位側P與低電位側N之間串聯連接了 2個。在這樣構成的臂113的中點116連接電動機等負載。例如，如圖IlA所示，若使上臂115a的Si-IGBTllOa的柵極處于導通，使下臂115b的Si-IGBTllOb處于關斷(圖12中以tl所示)，則從臂113的中點116向負載流過電流Id。在負載被通電之后，該電流Id經由未圖示的其他臂等返回至直流電源的低電位側的端子。然后，如圖IlB所示，若使上臂115a的Si-IGBTllOa的柵極處于關斷(圖12中以t2所示)，則換向電流Ifwd經由下臂115b的換向二極管(FWD) 114b而流向負載。此時，存在當使Si-IGBTllOa的柵極處于關斷時流過換向二極管114b的換向電流Ifwd的損耗變得比較大的這一課題。再者，以使上述的上臂115a的Si-IGBTllOa處于截止的情況為例來進行了說明，但是在使下臂115b的Si-IGBTllOb從導通變為截止時，上臂115a的換向二極管114a中流過換向電流的情況下損耗也同樣地變大。損耗主要是因換向二極管114a、114b的電壓降而引起的。為此，本專利技術的目的在于提供一種能夠實現損耗降低的開關電路。用于解決課題的技術方案為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案。(I)本專利技術的一個方式是開關電路，其具備串聯連接有2個開關元件并與各開關元件并聯連接了反向導通元件而形成的臂，其中，所述開關元件是SiC半導體，在所述反向導通元件中流過換向電流時，使并聯連接了該反向導通元件的所述開關元件進行導通動作。(2)上述⑴中記載的開關電路還可以具備對所述開關元件中被接通的電流值進行檢測的電流檢測構件，基于由該電流檢測構件所檢測的所述臂的一個開關元件中的電流值，變更使另一個開關元件進行導通動作的時間。(3)上述(2)中記載的開關電路還可以具備對所述開關元件的溫度進行檢測的溫度檢測構件，在所述反向導通元件中流過換向電流時，基于所述溫度檢測構件的檢測結果來變更使所述開關元件進行導通動作的時間。專利技術的效果 根據上述(I)中記載的方式，在反向導通元件中流過換向電流時，使并聯連接了該反向導通元件的由SiC半導體構成的開關元件進行導通動作，由此反向導通元件中流過的換向電流將經由損耗更小且不容易熱損壞的SiC半導體的開關元件進行流動，因此，能夠減小使電流換向時的損耗。根據上述(2)中記載的方式，除了上述(I)的效果之外，由于流過與一個開關元件中被通電的電流值相應的換向電流，因此根據由電流檢測構件檢測出的電流值來變更使電流換向時的另一個開關元件進行導通動作的時間，例如在由電流檢測構件檢測出的電流值較大時，通過縮短另一個開關元件的導通動作的通電時間等，能夠減小由另一個開關元件的發熱產生的負擔，同時能夠實現最大限度的損耗降低。根據上述⑵中記載的方式，除了上述⑴的效果之外，由于根據由溫度檢測構件檢測出的開關元件的溫度來變更使開關元件進行導通動作的時間，因此例如在開關元件的溫度較高的情況下，通過縮短導通動作的開關元件的通電時間等，能夠減小由開關元件的發熱產生的負擔，同時使電流換向時的開關元件的導通時間最優化從而能夠實現最大限度的損耗降低。附圖說明圖I是表不本專利技術的第I實施方式中的混合動力車輛的布局的立體圖。圖2是本專利技術的第I實施方式中的用于驅動電動機的系統電路的電路圖。圖3是表示本專利技術的第I實施方式中的系統電路的一個臂的圖。圖4A是表示在本專利技術的第I實施方式的臂動作中第I開關元件IOa流過漏極電流Idl的狀態。圖4B是表示在本專利技術的第I實施方式的臂動作中在第2 二極管14b中流過換向電流的狀態。圖4C是表示在本專利技術的第I實施方式的臂動作中第2開關元件IOb流過漏極電流Id2的狀態。圖5是表示本專利技術的第I實施方式中的開關元件的動作、各元件的通電電流、損耗的大小的時序圖。圖6是表示本專利技術的第I實施方式中的通電電流相對于二極管及開關元件的端子間電壓的變化的曲線圖。圖7A是表示在本專利技術的第2實施方式的臂動作中第I開關元件IOa流過漏極電流Idl的狀態。圖7B是表示在本專利技術的第2實施方式的臂動作中第2 二極管14b中流過換向電流的狀態。圖7C是表示在本專利技術的第2實施方式的臂動作中第2開關元件IOb流過漏極電流Id2的狀態。圖8是表示本專利技術的第2實施方式中的相對于第I開關元件的通電電流的第2開關元件的導通時間的曲線圖。圖9A是表示在本專利技術的第3實施方式的臂動作中第I開關元件IOa流過漏極電流Idl的狀態。 圖9B是表示在本專利技術的第3實施方式的臂動作中第2 二極管14b中流過換向電流Ifwd的狀態。圖9C是表示在本專利技術的第3實施方式的臂動作中第2開關元件IOb流過漏極電流Id2的狀態。圖10是表示本專利技術的第3實施方式中的相對于第2開關元件的溫度的第2開關元件的導通時間的曲線圖。圖IlA是表示在現有的開關電路中在上臂的Si-IGBT中流過電流的情況。圖IlB是表示在現有的開關電路中在下臂的換向二極管中流過換向電流Ifwd的情況。圖12是現有的開關元件的動作與各元件的時序圖。具體實施例方式以下基于附圖，說明本專利技術的各實施方式。圖I表示搭載了本實施方式的開關電路S的混合動力車輛I。該混合動力車輛I具備內燃機2、電動機3、傳動裝置(未圖不)。混合動力車輛I是使內燃機2、電動機3、傳動裝置(未圖示)串聯地直接連接而成的并行型的混合動力車輛。內燃機2及電動機3雙方的驅動力經由傳動裝置及差動裝置(省略圖示)被分配傳輸至左右的驅動輪W、W。在混合動力車輛I減速時若驅動力從驅動輪W側被傳輸至電動機3側，則電動機3作為發電機發揮功能。即、電動機3在混合動力車輛I減速時產生所謂的再生制動力，并將該再生制動力變換為電能(電力)。由此，能夠將車體的動能作為電能進行回收。再有，根據混合動力車輛I的運轉狀態，電動機3通過內燃機2的輸出而作為發電機被驅動，產生發電能量。如圖2所示，電動機3例如選擇3相(U相、V相、W相)的DC無刷電動機等，經由線纜5u、5v、5w而與控制該電動機3的驅動及發電的功率控制單元(PCU) 4連接。功率控制單元4和高壓蓄電池9被配置在混合動力車輛I的后坐席附近。功率控制單元4構成為具備平滑電容器6、功率驅動單元(PDU) 7、對功率驅動單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關真生，筱原貞夫，
申請(專利權)人：本田技研工業株式會社，
類型：
國別省市：