[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明在以逆变器（inverter）、转换器（converter）等为代表的电力变换装置中特别是涉及抑制噪声的技术。

背景技术

作为电力变换装置，已知有将直流电变换为交流电向电动机等负载供电的逆变器和将交流电源的交流电变换为直流电的转换器。

在三相逆变器中，作为得到作为逆变器的输出的正弦波输出电压的方法，一般使用例如PWM（Pulse　Width　Modulation：脉冲宽度调制）控制。在PWM控制中，因为利用与U相、V相、W相的各臂（arm）串联连接的高侧开关（high side switch）以及低侧开关（low side switch）的开关动作高速地进行，所以三相逆变器成为高频的开关噪声（switch noise）的产生源。此外，因为电动机等负载在与机架接地（frame ground）之间有寄生电容，所以通过经由该寄生电容流过高频的开关噪声，从而有电动机的轴承损伤或引起外围设备的误动作的危险。为了应对这样的问题，公开了抑制噪声的各种技术（例如，专利文献1）。

另一方面，近年来，对以逆变器、转换器为代表的电力变换装置有大容量化的要求。不过，用于此的开关元件的电流容量却有限制。于是，如图23所示有将多个多个开关元件并联连接使用的技术。

图23是示出具备以往例涉及的电力变换装置的负载驱动系统900的整体结构的图。

负载驱动系统900是，用三相逆变器902将从直流电源DC提供的直流电流变换为三相交流电流，将该三相交流电流提供给电动机904的结构。三相逆变器902的动作由从控制器905输出的PWM信号Pu、Pv、Pw控制。

三相逆变器902构成三相桥（bridge），由U相臂912u、V相臂912v、W相臂912w构成。U相臂912u由串联连接的高侧开关元件组Q91和低侧开关元件组Q92构成，高侧开关元件组Q91由开关元件Q91a、Q91b并联连接而成。同样地，低侧开关元件组Q92由开关元件Q92a、Q92b并联连接而成。

开关元件Q91a、Q91b、Q92a、Q92b的栅极（gate）端子分别与栅极驱动电路GD连接。对处于并联连接关系的开关元件，例如，对开关元件Q91a和Q91b从控制器905经由栅极驱动电路GD提供相同的PWM信号Pu，开关元件Q91a和Q91b同步进行动作。另外，特别是，虽然在图中未标注附图标记，但是V相臂912v和W相臂912w也是与U相臂912u同样的结构。

根据上述那样的结构，与一个开关元件组只由一个开关元件构成的情况相比较，能增加作为开关元件组整体流过的电流量。可设想如下情况：即使有欲作为一个开关元件组整体流过规定量的电流的迫切期望，也不存在流过该规定量的电流的单一的开关元件。在这样的情况下，采用上述的技术，即，通过并联连接两个流过上述规定量的一半左右的电流的开关元件构成一个开关元件组，从而能实现上述迫切期望。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-333647号公报

专利文献2：日本特开平7-274517号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，本申请发明人发现根据图23所示的结构，存在从三相逆变器902产生的开关噪声会增大的问题。使用图24对该细节进行说明。

图24是示出以往例涉及的开关动作时的时间图（timing chart）的图，是只提取图23中的高侧开关元件组Q91的动作进行示出的图。图24（a）示出开关元件Q91a的端子间电压变动，图24（b）示出开关元件Q91b的端子间电压变动。图24（c）是部分（D）的放大图。

如图24（a）、（b）所示，利用开关元件Q91a、Q91b中的导通（ON）截止（OFF）的开关动作，各开关元件的端子间电压在高电平（high level）和低电平（low level）之间进行状态转变。但是，不是在高电平和低电平间单纯地进行状态转变，而是与状态转变同时，在开关元件Q91a、Q91b的端子间产生分别由Vra和Vrb示出那样的振铃（ringing）电压。该振铃电压是起因于构成三相逆变器的电路具有的寄生电感成分L和寄生电容成分C的谐振。本申请发明人的潜心研究的结果是，已明确了该振铃电压成为开关噪声的原因之一。

根据图23所示的结构，因为开关元件Q91a和Q91b同步动作，所以如图24（c）所示，在开关元件Q91a、Q91b的端子间产生的振铃电压Vra、Vrb的相位也当然是相互成为同相位。这即是说，通过使振铃电压叠加，从而开关噪声增大。