电力变换装置的短路保护装置的制作方法

文档序号:31750208发布日期:2022-10-11 21:05阅读:46来源:国知局
电力变换装置的短路保护装置的制作方法

1.本公开涉及一种电力变换装置的短路保护装置。


背景技术:

2.在用于驱动马达等负载的电力变换装置中,有时会在构成电力变换装置的半导体开关中流过过大电流。当长时间地流过这样的过大电流时,存在导致半导体开关损坏的担忧。因此,将短路保护装置设置于电力变换装置。当探测到在半导体开关中流过过大电流时,短路保护装置使电力变换装置停止。
3.在专利文献1公开的技术中,针对分别包括电压驱动型半导体元件的多个臂中的各个臂设置有电流检测器。电流检测器检测流过对应的臂的臂电流。在流过电压驱动型半导体元件的臂电流超过规定值时,通过断开栅极驱动单元输出的栅极脉冲来进行短路保护。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2008-236907号公报


技术实现要素:

7.发明要解决的问题
8.为了实现电力变换装置的大容量化,有时各臂具有并联连接的多个开关。在该情况下,各开关需要电流检测器。因此,担心成本的增加以及短路保护装置的大型化。
9.鉴于以上所说明的问题,本公开的目的在于,降低为了对具有并联连接的多个开关的电力变换装置进行短路保护而产生的成本的增加以及短路保护装置的大型化。
10.用于解决问题的方案
11.一个方式所涉及的电力变换装置的短路保护装置是经由并联连接的多个开关向负载供给电力的电力变换装置的短路保护装置,所述短路保护装置具有:ma个电流检测器,所述ma个电流检测器的个数比所述多个开关的个数m少一个,各电流检测器检测流过所述多个开关中的两个以上的开关的电流的总和,并输出表示所检测出的总和的检测信号;以及短路判断部,其在基于从所述ma个电流检测器得到的检测信号而判断为在所述多个开关中存在短路故障的情况下,输出使所述多个开关的接通断开驱动停止的切断指示信号,其中,所述ma个电流检测器中的第n个电流检测器检测流过第一个开关至第m个开关中的除第n个开关以外的所有开关的电流的总和来作为电流检测值,n为1~ma的整数,在所述ma个电流检测器检测出的电流检测值全部超过阈值的情况下,所述短路判断部判断为所述第m个开关存在短路故障;在所述ma个电流检测器中的一个第一电流检测器检测出的第一电流检测值未超过阈值、而除所述第一电流检测器以外的ma-1个第二电流检测器检测出的电流检测值中的各电流检测值超过阈值、且m大于3的情况下,所述短路判断部判断为在没有成为该一个第一电流检测器的电流检测对象的开关中存在短路故障;在所述ma个电流检测器中
的所述一个第一电流检测器检测出的所述第一电流检测值未超过阈值、而除所述第一电流检测器以外的ma-1个第二电流检测器检测出的电流检测值超过阈值、且m为3的情况下,所述短路判断部判断为在没有成为该一个第一电流检测器的电流检测对象的开关中存在短路故障。
12.其它方式所涉及的电力变换装置的短路保护装置是经由并联连接的多个开关向负载供给电力的电力变换装置的短路保护装置,所述短路保护装置具有:ma个电流检测器,所述ma个电流检测器的个数比所述多个开关的个数m少一个,各电流检测器检测流过所述多个开关中的两个以上的开关的电流的总和,并输出用于表示所检测出的总和的检测信号;以及短路判断部,其在基于从所述ma个电流检测器得到的检测信号而判断为在所述多个开关中存在短路故障的情况下,输出使所述多个开关的接通断开驱动停止的切断指示信号,其中,所述ma个电流检测器中的第n个电流检测器检测流过第一个开关至第m个开关中的第n个开关和第n+1个开关的电流的总和来作为电流检测值,n为1~ma的整数,在所述ma个电流检测器中的第一个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值、且第二个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值的情况下,所述短路判断部判断为第一个开关存在短路故障;在所述ma个电流检测器中的第ma个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值、且第ma-1个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值的情况下,所述短路判断部判断为第m个开关存在短路故障;在所述ma个电流检测器中的第n个电流检测器检测出的电流检测值和第n+1个电流检测器检测出的电流检测值这两者均超过阈值的情况下,所述短路判断部判断为第n+1个开关存在短路故障。
13.发明的效果
14.根据本公开,能够使电流检测器的个数比开关的个数少,从而能够降低为了对具有并联连接的多个开关的电力变换装置进行短路保护而产生的成本的增加以及短路保护装置的大型化。
附图说明
15.图1是一个实施方式的具备短路保护装置的电力变换装置的结构的电路图。
16.图2是示出短路保护装置的短路判断部的结构例的框图。
17.图3是示出实施方式的动作例的波形图。
18.图4是示出实施方式的动作例的波形图。
19.图5是示出实施方式的动作例的波形图。
20.图6是示出短路保护装置中的2个罗哥夫斯基线圈的安装例的立体图。
21.图7是示出罗哥夫斯基线圈的结构例的俯视图。
22.图8是示出2个罗哥夫斯基线圈的重叠部分的第一安装例的立体图。
23.图9是示出2个罗哥夫斯基线圈的重叠部分的第二安装例的立体图。
24.图10是示出第二安装例的侧视图。
25.图11是示出第一变形例中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
26.图12是示出与图11的罗哥夫斯基线圈对应的短路判断部的结构的框图。
27.图13是示出第二变形例中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
28.图14是示出与图13的罗哥夫斯基线圈对应的短路判断部的结构的框图。
29.图15是示出第二变形例的其它方式中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
30.图16是示出与图15的罗哥夫斯基线圈对应的短路判断部的结构的框图。
31.图17是示出第三变形例中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
32.图18是示出与图17的罗哥夫斯基线圈对应的短路判断部的结构的框图。
33.图19是示出第四变形例中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
34.图20是示出与图19的罗哥夫斯基线圈对应的短路判断部的结构的框图。
具体实施方式
35.下面,参照附图来说明实施方式。
36.图1是示出一个实施方式的具备短路保护装置50的电力变换装置100的结构的电路图。电力变换装置100具备控制部1以及驱动部2a、2b。控制部1按照来自上位装置200的指令来控制电力变换装置100的各部。驱动部2a、2b变换电力。
37.在本实施方式中,电力变换装置100是逆变器。图1示出该逆变器中的单相的驱动部2a、2b。驱动部2a连接于高电位电源线101与输出端子103之间。高电位电源线101与直流电源的正极连接。输出端子103与负载连接。驱动部2b连接于低电位电源线102与输出端子103之间。低电位电源线102与直流电源的负极连接。电力变换装置100构成将多相的多个要素在高电位电源线101与低电位电源线102之间并联连接的逆变器。多个要素分别包括驱动部2a、2b。
38.下面说明驱动部2a的结构。驱动部2b的结构基本上与驱动部2a的结构相同。因此,省略驱动部2b的结构的说明。
39.驱动部2a包括并联连接的多个开关20a、20b及20c、驱动控制部24以及短路保护装置50。
40.开关20a、20b及20c分别包括功率开关27a、27b及27c。功率开关27a、27b及27c分别是mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor;金属酸化膜半导体结构的场效应晶体管),由sic、gan等宽带隙半导体元件构成。功率开关27a、27b及27c分别具有源极(源极电极)、漏极(漏极电极)以及栅极(控制电极)。功率开关27a的漏极、功率开关27b的漏极及功率开关27c的漏极与高电位电源线101连接。功率开关27a的源极、功率开关27b的源极及功率开关27c的源极与输出端子103连接。功率开关27a的栅极、功率开关27b的栅极及功率开关27c的栅极与驱动控制部24连接。在功率开关27a、27b及27c分别以反向并联连接的方式连接有二极管28a、28b及28c。驱动部2b也与驱动部2a同样地包括并联连接的多个开关。电力变换装置100经由在各驱动部2a、2b中并联连接的多个开关来向与输出端子103连接的负载供给电力。
41.驱动控制部24基于从控制部1供给的控制信号sm1,来输出用于将功率开关27a、27b及27c从断开切换到接通或者从接通切换到断开的驱动信号son/off。在从短路保护装置50输出切断指示信号fx的情况下,驱动控制部24输出使功率开关27a、27b及27c断开的驱动信号son/off。
42.短路保护装置50是探测并联连接的开关20a、20b及20c中短路故障的产生、从而保护开关20a、20b及20c不受短路故障影响的装置。如图1所示,短路保护装置50包括电流检测器29_1、29_2以及短路判断部23。电流检测器29_1包括罗哥夫斯基线圈21_1和积分器22_1。
电流检测器29_2包括罗哥夫斯基线圈21_2和积分器22_2。开关20a等中的短路故障可以包括功率开关27a等的误接通、功率开关27a等的短路故障以及二极管28a等的短路故障。
43.电流检测部29_1、29_2是ma个电流检测器。ma小于并联连接的多个开关的个数m。具体地说,ma具有ma=m-1的关系。在该例子中,m=3,ma=2。罗哥夫斯基线圈21_1和21_2是检测流过多个开关中的2个以上的开关的电流的总和、并输出表示检测结果(所检测出的总和)的检测信号的ma个电流检测器。罗哥夫斯基线圈21_1包围与功率开关27a的源极连接的电流路径以及与功率开关27b的源极连接的电流路径。罗哥夫斯基线圈21_2包围与功率开关27b的源极连接的电流路径以及与功率开关27c的源极连接的电流路径。
44.ma个电流检测器中的第n个(n为1~ma的整数)电流检测器检测流过第一个开关至第m个开关中的除第n个开关以外的所有开关的电流的总和来作为电流检测值。
45.在本实施方式中,第一个开关是开关20c。第二个开关是开关20a。第三个开关是开关20b。第一个电流检测器是电流检测器29_1或罗哥夫斯基线圈21_1。第二个电流检测器是电流检测器29_2或罗哥夫斯基线圈21_2。
46.包括罗哥夫斯基线圈21_1的第一个电流检测器检测流过除第一个开关20c以外的其它开关20a、20b的电流的总和。罗哥夫斯基线圈21_1向积分器22_1输出表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的检测结果的检测信号vi1。检测信号vi1表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的时间微分。积分器22_1通过对检测信号vi1进行积分,来生成表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1。换言之,电流检测器29_1检测流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和来作为电流检测值si1。积分器22_1向短路判断部23输出电流检测值si1。
47.包括罗哥夫斯基线圈21_2的第二个电流检测器检测流过除第二个开关20a以外的其它开关20b、20c的电流的总和。罗哥夫斯基线圈21_2向积分器22_2输出表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的检测结果的检测信号vi2。检测信号vi2表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的时间微分。积分器22_2通过对检测信号vi2进行积分,来生成表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2。换言之,电流检测器29_2检测流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和来作为电流检测值si2。积分器22_2向短路判断部23输出电流检测值si2。
48.短路判断部23基于电流检测值si1、si2来进行与开关20a、20b及20c的短路故障有关的判断。短路判断部23在判断为在开关20a中发生短路故障的情况下,向控制部1输出短路故障信号fa。短路判断部23在判断为在开关20b中发生短路故障的情况下,向控制部1输出短路故障信号fb。短路判断部23在判断为在开关20c中发生短路故障的情况下,向控制部1输出短路故障信号fc。控制部1向上位装置200发送短路故障信号fa、fb或fc。由此,上位装置200例如在显示部显示用于确定发生了短路故障的开关20a、20b或20c的信息。短路判断部23在判断为在开关20a、20b及20c中的某一方发生短路故障的情况下,向驱动控制部24输出切断指示信号fx。由此,驱动控制部24停止功率开关27a、27b及27c的接通断开驱动。
49.图2是示出短路判断部23的结构例的框图。如图2所示,短路判断部23具有比较器300a及300b、or运算器301、and运算器302a、302b及302c、接通延迟运算器303a、303b及303c、以及not运算器304a、304b。接通延迟运算器303a是使输入到接通延迟运算器303a的输入信号从非有效电平向有效电平的变化延迟规定时间后输出的运算器。接通延迟运算器
303b是使输入到接通延迟运算器303b的输入信号从非有效电平向有效电平的变化延迟规定时间后输出的运算器。接通延迟运算器303c是使输入到接通延迟运算器303c的输入信号从非有效电平向有效电平的变化延迟规定时间后输出的运算器。接通延迟运算器303a、303b及303c分别使短路判断部23的动作稳定。
50.在表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1未超过短路电流判定阈值th的情况下,比较器300a将比较器300a的输出信号设定为非有效电平。在电流检测值si1超过短路电流判定阈值th的情况下,比较器300a将比较器300a的输出信号设定为有效电平。在表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2未超过短路电流判定阈值th的情况下,比较器300b将比较器300b的输出信号设定为非有效电平。在电流检测值si2超过短路电流判定阈值th的情况下,比较器300b将比较器300b的输出信号设定为有效电平。在该情况下,例如将短路电流判定阈值th设定为额定功率开关电流的300%等。
51.在比较器300a和300b的各输出信号中的至少一方为有效电平的情况下,or运算器301判断为在开关20a、20b和20c中的某一方发生短路故障。即,在流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和以及流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和中的至少一方超过短路电流判定阈值th的情况下,or运算器301判断为在开关20a、20b和20c中的某一方发生短路故障。当or运算器301判断为在开关20a、20b和20c中的某一方发生短路故障时,向驱动控制部24输出切断指示信号fx。
52.在比较器300a的输出信号为有效电平、且比较器300b的输出信号为有效电平的情况下,and运算器302b判断为在开关20b中发生短路故障。即,在流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和超过短路电流判定阈值th、且流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和超过短路电流判定阈值th的情况下,and运算器302b判断为在开关20b中发生短路故障。and运算器302b在判断为在开关20b中发生短路故障时,经由接通延迟运算器303b向控制部1输出短路故障信号fb。这样,在ma个电流检测器检测出的电流检测值(在该例子中是通过分别对来自罗哥夫斯基线圈21_1和21_2的信号进行积分而得到的电流检测值si1和si2)全部超过阈值th的情况下,and运算器302b判断为在第m个开关(在该例子中为开关20b)中存在短路故障。
53.在比较器300a的输出信号为有效电平、且利用not运算器304a将比较器300b的输出信号进行反转从而得到的信号为有效电平的情况下,and运算器302a判断为在开关20a中发生短路故障。即,在流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和超过短路电流判定阈值th、且流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和未超过短路电流判定阈值th的情况下,and运算器302a判断为在开关20a中发生短路故障。and运算器302a在判断为在开关20a中发生短路故障时,经由接通延迟运算器303a向控制部1输出短路故障信号fa。这样,在ma个电流检测器中的1个电流检测器检测出的电流检测值(在该例子中是通过对来自罗哥夫斯基线圈21_2的信号进行积分而得到的电流检测值si2)未超过阈值th、而其它的ma-1个电流检测器检测出的电流检测值(在该例子中是通过对来自罗哥夫斯基线圈21_1的信号进行积分而得到的电流检测值si1)超过阈值th的情况下,and运算器302a判断为在没有成为该1个电流检测器的电流检测对象的开关(在该例子中为开关20a)中存在短路故障。
54.在利用not运算器304b将比较器300a的输出信号进行反转从而得到的信号为有效
电平、且比较器300b的输出信号为有效电平的情况下,and运算器302c判断为在开关20c中发生短路故障。即,在流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和未超过短路电流判定阈值th、且流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和超过短路电流判定阈值th的情况下,and运算器302c判断为在开关20c中发生短路故障。and运算器302c在判断为在开关20c中发生短路故障时,经由接通延迟运算器303c向控制部1输出短路故障信号fc。这样,在ma个电流检测器中的1个电流检测器检测出的电流检测值(在该例子中是通过对来自罗哥夫斯基线圈21_1的信号进行积分而得到的电流检测值si1)未超过阈值th、而其它的ma-1个电流检测器检测出的电流检测值(在该例子中是通过对来自罗哥夫斯基线圈21_2的信号进行积分而得到的电流检测值si2)超过阈值th的情况下,and运算器302c判断为在没有成为该1个电流检测器的电流检测对象的开关(在该例子中为开关20c)中存在短路故障。
55.图3~图5是分别示出本实施方式中的短路故障检测时的动作例的波形图。下面参照这些图来说明本实施方式的动作。
56.在图3所示的动作例中,在开关20a中发生短路故障。在发生该短路故障前的正常时,表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1比短路电流判定阈值th低。表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2也比短路电流判定阈值th低。
57.当在开关20a中发生短路故障时,流过开关20a的电流大于在正常时流过开关20a的电流。在该情况下,表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1超过短路电流判定阈值th。表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2未超过短路电流判定阈值th。因此,切断指示信号fx以及将开关20a确定为短路故障部位的短路故障信号fa成为有效电平。
58.在图4所示的动作例中,在开关20b中发生短路故障。发生该短路故障前的正常时的动作与图3的动作例是同样的。
59.当在开关20b中发生短路故障时,流过开关20b的电流大于在正常时流过开关20b的电流。在该情况下,表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1超过短路电流判定阈值th。除此之外,表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2超过短路电流判定阈值th。因此,切断指示信号fx以及将开关20b确定为短路故障部位的短路故障信号fb成为有效电平。
60.在图5所示的动作例中,在开关20c中发生短路故障。发生该短路故障前的正常时的动作与图3的动作例是同样的。
61.当在开关20c中发生短路故障时,流过开关20c的电流大于在正常时流过开关20c的电流。在该情况下,表示流过开关20a的电流与流过开关20b的电流的总和的电流检测值si1未超过短路电流判定阈值th。表示流过开关20b的电流与流过开关20c的电流的总和的电流检测值si2超过短路电流判定阈值th。因此,切断指示信号fx以及将开关20c确定为短路故障部位的短路故障信号fc成为有效电平。
62.根据本实施方式,能够利用个数比开关20a、20b及20c的并联数量3少1个的2个罗哥夫斯基线圈21_1及21_2来检测各开关的短路故障,使开关20a、20b及20c的驱动停止,并且,确定作为短路故障部位的开关。因而,能够降低为了对具有并联连接的多个开关的电力变换装置100进行短路保护而产生的成本的增加以及短路保护装置的大型化。另外,在本实
施方式中,2个罗哥夫斯基线圈21_1和21_2均检测流过2个开关的电流的总和。因而,能够使各罗哥夫斯基线圈的电流检测精度相同,从而能够准确地判断各开关的短路故障。
63.接着说明对于本实施方式来说优选的罗哥夫斯基线圈的例子。图6是例示安装于基板400的罗哥夫斯基线圈21_1和21_2的立体图。在该例子中,罗哥夫斯基线圈21_1与21_2在重叠部分ov处以相互重叠的状态安装于基板400。
64.在基板400上,在被罗哥夫斯基线圈21_1包围、且未被罗哥夫斯基线圈21_2包围的区域ra,贯通孔ha为开口设置。在贯通孔ha贯穿有使流过开关20a的电流通过的电流路径。在基板400中,在被罗哥夫斯基线圈21_1和21_2这两者包围的区域rb、即包含重叠部分ov的区域rb,贯通孔hb为开口设置。在贯通孔hb贯穿有使流过开关20b的电流通过的电流路径。在基板400中,在未被罗哥夫斯基线圈21_1包围、且被罗哥夫斯基线圈21_2包围的区域rc,贯通孔hc为开口设置。在贯通孔hc贯穿有使流过开关20c的电流通过的电流路径。在该情况下,罗哥夫斯基线圈21_1与罗哥夫斯基线圈21_2在开关20b的周边相互重合。
65.罗哥夫斯基线圈21_1包围贯通孔ha和hb。罗哥夫斯基线圈21_1检测流过贯穿于贯通孔ha的电流路径的电流与流过贯穿于贯通孔hb的电流路径的电流的总和。流过贯穿于贯通孔ha的电流路径的电流是流过开关20a的电流。流过贯穿于贯通孔hb的电流路径的电流是流过开关20b的电流。罗哥夫斯基线圈21_2包围贯通孔hb和hc。罗哥夫斯基线圈21_2检测流过贯穿于贯通孔hb的电流路径的电流与流过贯穿于贯通孔hc的电流路径的电流的总和。流过贯穿于贯通孔hb的电流路径的电流是流过开关20b的电流。流过贯穿于贯通孔hc的电流路径的电流是流过开关20c的电流。
66.图7是例示罗哥夫斯基线圈21_1的俯视图。如图7所示,罗哥夫斯基线圈21_1具有线圈21_1_c和返回线21_1_r。线圈21_1_c呈螺旋状延伸。返回线21_1_r在线圈21_1_c内从线圈21_1_c的结束点返回到线圈21_1_c的开始点。虽然省略了图示,但罗哥夫斯基线圈21_2也构成为与罗哥夫斯基线圈21_1相同。
67.图8是示出图6的重叠部分ov处的罗哥夫斯基线圈21_1和21_2的第一安装例的立体图。
68.在图8中,在多层印刷基板400a安装有罗哥夫斯基线圈21_1和罗哥夫斯基线圈21_2。
69.在多层印刷基板400a的第一层l1形成有罗哥夫斯基线圈21_2的线圈21_2_c的下侧水平部分。在第一层l1的上层的第二层l2形成有罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r。在第二层l2的上层的第三层l3形成有罗哥夫斯基线圈21_2的线圈21_2_c的上侧水平部分。利用将第三层l3与第一层l1连接的通孔th3-1来形成线圈21_2_c的垂直部分。线圈21_2_c的垂直部分将线圈21_2_c的上侧水平部分与线圈21_2_c的下侧水平部分连接。
70.在第三层l3的上层的第四层l4形成有罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c的下侧水平部分。在第四层l4的上层的第五层l5形成有罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r。在第五层l5的上层的第六层l6形成有罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c的上侧水平部分。利用将第六层l6与第四层l4连接的通孔th6-4来形成线圈21_1_c的垂直部分。线圈21_1_c的垂直部分将线圈21_1_c的上侧水平部分与线圈21_1_c的下侧水平部分连接。
71.在图8所示的例子中,第二层l2与第三层l3之间的间隔以及第四层l4与第五层l5之间的间隔比其它的相邻的2层之间的间隔宽。因此,罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r
被配置为远离罗哥夫斯基线圈21_2。罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r被配置为远离罗哥夫斯基线圈21_1。具体地说,罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r被配置为比罗哥夫斯基线圈21_1的中心轴更远离罗哥夫斯基线圈21_2(罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r)。罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r被配置为比罗哥夫斯基线圈21_2的中心轴更远离罗哥夫斯基线圈21_1(罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r)。罗哥夫斯基线圈21_1是第一罗哥夫斯基线圈的一例。罗哥夫斯基线圈21_2是第二罗哥夫斯基线圈的一例。罗哥夫斯基线圈21_1是第二罗哥夫斯基线圈的其它例子。罗哥夫斯基线圈21_2是第一罗哥夫斯基线圈的其它例子。
72.在第一安装例中,在重叠部分ov的全长上,罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r与罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r相互平行地延伸。因而,当返回线21_1_r与21_2_r相互接近时,电流的测量可能会产生问题。例如,在返回线21_1_r与21_2_r相互接近的状况下,在由于电流流过返回线21_1_r而在返回线21_1_r的周围产生第一磁场的情况下,在返回线21_2_r引起产生与该第一磁场抵消的第二磁场的电流。在第一安装例中,返回线21_1_r与21_2_r相互远离。因此,返回线21_2_r不易于受到流过返回线21_1_r的电流的影响。因此,能够利用罗哥夫斯基线圈21_1和21_2进行高精度的电流测量。
73.图9是示出图6的重叠部分ov处的罗哥夫斯基线圈21_1和21_2的第二安装例的立体图。图10是上述安装例的侧视图。在第二安装例中,在多层印刷基板400b安装有罗哥夫斯基线圈21_1和罗哥夫斯基线圈21_2。
74.在图10所示的第二安装例中,在罗哥夫斯基线圈21_1与罗哥夫斯基线圈21_2的重叠部分ov处,罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c与罗哥夫斯基线圈21_2的线圈21_2_c在沿着彼此的轴(或者返回线)的方向(在图10中是水平方向)上以交错的方式配置。第二安装例的详细情况如下所述。
75.在图9中,在多层印刷基板400b的第一层l1形成有罗哥夫斯基线圈21_2的线圈21_2_c的下侧水平部分。在第一层l1的上层的第二层l2形成有罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r。在第二层l2的上层的第三层l3形成有罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c的下侧水平部分。在第三层l3的上层的第四层l4形成有罗哥夫斯基线圈21_2的线圈21_2_c的上侧水平部分。利用将第四层l4与第一层l1连接的通孔th4-1来形成线圈21_2_c的垂直部分。线圈21_2_c的垂直部分将线圈21_2_c的上侧水平部分与线圈21_2_c的下侧水平部分连接。
76.在第四层l4的上层的第五层l5形成有罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r。在第五层l5的上层的第六层l6形成有罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c的上侧水平部分。利用将第六层l6与第三层l3连接的通孔th6-3来形成线圈21_1_c的垂直部分。线圈21_1_c的垂直部分将线圈21_1_c的上侧水平部分与线圈21_1_c的下侧水平部分连接。
77.在第二安装例中,形成于第五层l5的罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r与形成于第二层l2的罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r以相互远离的方式配置。具体地说,罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r以比罗哥夫斯基线圈21_1的中心轴更远离罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r的方式配置。罗哥夫斯基线圈21_2的返回线21_2_r以比罗哥夫斯基线圈21_2的中心轴更远离罗哥夫斯基线圈21_1的返回线21_1_r的方式配置。因而,与第一安装例同样地,罗哥夫斯基线圈21_1和21_2能够进行高精度的电流测量。
78.在第二安装例中,将罗哥夫斯基线圈21_1的线圈21_1_c与罗哥夫斯基线圈21_2的
线圈21_2_c交错地配置。因此,能够降低安装有罗哥夫斯基线圈的多层印刷基板400b的厚度,从而实现上述基板的低成本化和小型化。
79.《变形例》
80.下面说明变形例。能够在不与实施方式产生矛盾的范围内任意地组合一个或多个变形例。
81.(1)第一变形例
82.在上述实施方式中,并联连接的多个开关的个数为3个。本公开也能够应用于具有并联连接的4个以上的开关的电力变换装置。图11是示出具有并联连接的4个开关20_1、20_2、20_3以及20_4的电力变换装置中的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。
83.在第一变形例中,m=4、ma=3。开关20_1是第一个开关。开关20_2是第二个开关。开关20_3是第三个开关。开关20_4是第四个开关。第n个(n=1~ma)电流检测器检测流过除第n个开关以外的其它开关的电流的总和。具体地说,包括罗哥夫斯基线圈21a_1的第一个电流检测器检测流过除第一个开关20_1以外的其它开关20_2、20_3以及20_4的电流的总和。包括罗哥夫斯基线圈21a_2的第二个电流检测器检测流过除第二个开关20_2以外的其它开关20_1、20_3以及20_4的电流的总和。包括罗哥夫斯基线圈21a_3的第三个电流检测器检测流过除第三个开关20_3以外的其它开关20_1、20_2以及20_4的电流的总和。
84.图12是示出第一变形例中的短路判断部23a的结构的框图。在图12中,省略了相当于图2中的比较器300a和300b的要素以及相当于接通延迟运算器303a~303c的要素的图示。
85.在图12中,在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号da_1成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_1的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号da_1成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_2的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号da_2成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_2的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号da_2成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号da_3成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号da_3成为非有效电平。
86.在ma个电流检测器检测出的电流检测值全部超过阈值th的情况下,短路判断部23a判断为在第m个开关中存在短路故障。具体地说,在通过分别对来自罗哥夫斯基线圈21a_1、21a_2以及21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值全部超过阈值th、且信号da_1、da_2以及da_3全部为有效电平的情况下,短路判断部23a的and运算器424将信号ea_4设定为有效电平。信号ea_4是将作为第m个开关的开关20_4确定为短路故障部位的信号。信号ea_4通过经由未图示的接通延迟运算器来被输出为短路故障信号。后述的信号ea_1~ea_3依照信号ea_4。
87.在ma个电流检测器中的1个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th、而其它的ma-1个电流检测器检测出的电流检测值全部超过阈值th的情况下,短路判断部23a判断为在没有成为该1个电流检测器的电流检测对象的开关中存在短路故障。
88.例如,在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_1的信号进行积分而得到的电流检测值
未超过阈值th、而通过分别对来自罗哥夫斯基线圈21a_2和21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值全部超过阈值th的情况下,利用not运算器411将信号da_1进行反转从而得到的信号、以及信号da_2和da_3成为有效电平。在该情况下,and运算器421将信号ea_1设定为有效电平。信号ea_1是将没有成为罗哥夫斯基线圈21a_1的电流检测对象的开关20_1确定为短路故障部位的信号。
89.在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_2的信号进行积分而得到的所检测出的电流检测值未超过阈值th、而通过分别对来自罗哥夫斯基线圈21a_1和21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值全部超过阈值th的情况下,利用not运算器412将信号da_2进行反转从而得到的信号、以及信号da_1和da_3成为有效电平。在该情况下,and运算器422将信号ea_2设定为有效电平。信号ea_2是将没有成为罗哥夫斯基线圈21a_2的电流检测对象的开关20_2确定为短路故障部位的信号。
90.在通过对来自罗哥夫斯基线圈21a_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th、而通过分别对来自罗哥夫斯基线圈21a_1和21a_2的信号进行积分而得到的电流检测值全部超过阈值th的情况下,利用not运算器413将信号da_3进行反转从而得到的信号、以及信号da_1和da_2成为有效电平。在该情况下,and运算器423将信号ea_3设定为有效电平。信号ea_3是将没有成为罗哥夫斯基线圈21a_3的电流检测对象的开关20_3确定为短路故障部位的信号。
91.(2)第二变形例
92.在上述实施方式中,在将并联连接的多个开关的个数设为m的情况下,ma(其中,ma=m-1)个电流检测器分别检测流过ma个开关的电流的总和。ma个电流检测器也可以分别检测流过2个开关的电流的总和。
93.图13是示出在第二变形例中m=4、ma=3的情况下的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。在第二变形例中,ma个电流检测器中的第n个(n为1~ma的整数)电流检测器检测流过第一个开关至第m个开关的m个开关中的第n个开关的电流与流过第n+1个开关的电流的总和来作为电流检测值。
94.具体地说,在图13中,开关20_1~20_4分别为第一个~第四个(第m个)开关。罗哥夫斯基线圈21b_1~21b_3分别被包括在第一个~第三个(第ma个)电流检测器中。
95.如图13所示,包括罗哥夫斯基线圈21b_1的第一个电流检测器检测流过第一个开关20_1的电流与流过第二个开关20_2的电流的总和。包括罗哥夫斯基线圈21b_2的第二个电流检测器检测流过第二个开关20_2的电流与流过第三个开关20_3的电流的总和。包括罗哥夫斯基线圈21b_3的第三个电流检测器检测流过第三个开关20_3的电流与流过第四个开关20_4的电流的总和。
96.图14是示出第二变形例中的短路判断部23b的结构的框图。在图14中,省略了相当于图2中的比较器300a和300b的要素以及相当于接通延迟运算器303a~303c的要素的图示。
97.在图14中,在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号db_1成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_1的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号db_1成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_2的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况
下,信号db_2成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_2的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号db_2成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_3的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号db_3成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21b_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号db_3成为非有效电平。
98.在ma个电流检测器中的第一个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且第二个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,短路判断部23b判断为在第一个开关中存在短路故障。
99.更详细地说,在包括罗哥夫斯基线圈21b_1的第一个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且包括罗哥夫斯基线圈21b_2的第二个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号db_1以及利用not运算器512将信号db_2进行反转从而得到的信号成为有效电平。在该情况下,and运算器521将信号eb_1设定为有效电平。信号eb_1是将第一个开关20_1确定为短路故障部位的信号。
100.在ma个电流检测器中的第ma个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且第ma-1个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,短路判断部23b判断为在第m个开关中存在短路故障。
101.更详细地说,在包括罗哥夫斯基线圈21b_3的第ma个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且包括罗哥夫斯基线圈21b_2的第ma-1个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号db_3以及利用not运算器512将信号db_2进行反转从而得到的信号成为有效电平。在该情况下,and运算器524将信号eb_4设定为有效电平。信号eb_4是将第四个(第m个)开关20_4确定为短路故障部位的信号。
102.在ma个电流检测器中的第n个电流检测器检测出的电流检测值和第n+1个电流检测器检测出的电流检测值这两者超过阈值th的情况下,短路判断部23b判断为在第n+1个开关中存在短路故障。
103.更详细地说,在包括罗哥夫斯基线圈21b_1的第一个电流检测器检测出的电流检测值和包括罗哥夫斯基线圈21b_2的第二个电流检测器检测出的电流检测值这两者超过阈值th的情况下,信号db_1和信号db_2成为有效电平。在该情况下,and运算器522将信号eb_2设定为有效电平。信号eb_2是将第二个开关20_2确定为短路故障部位的信号。
104.在包括罗哥夫斯基线圈21b_2的第二个电流检测器检测出的电流检测值和包括罗哥夫斯基线圈21b_3的第三个电流检测器检测出的电流检测值这两者超过阈值th的情况下,信号db_2和信号db_3成为有效电平。在该情况下,and运算器523将信号eb_3设定为有效电平。信号eb_3是将第三个开关20_3确定为短路故障部位的信号。
105.图15是示出在第二变形例中m=5、ma=4的情况下的罗哥夫斯基线圈的设置例的图。在图15中,开关20_1~20_5分别为第一个~第五个(第m个)开关。罗哥夫斯基线圈21c_1~21c_4分别被包括在第一个~第四个(第ma个)电流检测器中。与图13同样,ma个电流检测器中的第n个电流检测器检测流过第n个开关的电流与流过第n+1个开关的电流的总和来作为电流检测值。
106.图16是示出与图15的结构对应的短路判断部23c的结构的框图。在图16中,省略了相当于图2中的比较器300a和300b的要素以及相当于接通延迟运算器303a~303c的要素的
图示。
107.在图16中,在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dc_1成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_1的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_1成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_2的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dc_2成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_2的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_2成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_3的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dc_3成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_3成为非有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_4的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dc_4成为有效电平。在通过对来自罗哥夫斯基线圈21c_4的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_4成为非有效电平。
108.在包括罗哥夫斯基线圈21c_1的第一个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且包括罗哥夫斯基线圈21c_2的第二个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_1以及利用not运算器532将信号dc_2进行反转从而得到的信号成为有效电平。
109.在该情况下,and运算器541将信号ec_1设定为有效电平。信号ec_1是将第一个开关20_1确定为短路故障部位的信号。
110.在包括罗哥夫斯基线圈21c_4的第ma个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th、且包括罗哥夫斯基线圈21c_3的第ma-1个电流检测器检测出的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dc_4以及利用not运算器533将信号dc_3进行反转从而得到的信号成为有效电平。在该情况下,and运算器545将信号ec_5设定为有效电平。信号ec_5是将第五个(第m个)开关20_5确定为短路故障部位的信号。
111.在包括罗哥夫斯基线圈21c_1的第一个电流检测器检测出的电流检测值和包括罗哥夫斯基线圈21c_2的第二个电流检测器检测出的电流检测值这两者超过阈值th的情况下,信号dc_1和信号dc_2成为有效电平。在该情况下,and运算器542将信号ec_2设定为有效电平。信号ec_2是将第二个开关20_2确定为短路故障部位的信号。
112.同样地,在第二个电流检测器和第三个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th的情况下,and运算器543将信号ec_3设定为有效电平。信号ec_3是将第三个开关20_3确定为短路故障部位的信号。在第三个电流检测器和第四个电流检测器检测出的电流检测值超过阈值th的情况下,and运算器544将信号ec_4设定为有效电平。信号ec_4是将第四个开关20_4确定为短路故障部位的信号。
113.根据第二变形例,与上述实施方式(参照图1)同样地,能够与并联连接的开关的个数相比而减少电流检测器的数量。在上述实施方式中,针对m个开关,设置ma(其中,ma=m-1)个检测流过ma个开关的电流的总和的罗哥夫斯基线圈。因此,在将ma个罗哥夫斯基线圈安装于多层印刷基板的结构中,在开关的个数m增加的情况下,在重叠部分ov(参照图6)处相互重合的罗哥夫斯基线圈的个数增加。因此,存在所需的多层印刷基板层数增加的问题。对照来看,在第二变形例中,在将多个罗哥夫斯基线圈安装于多层印刷基板的情况下,仅第
n个电流检测器中包括的罗哥夫斯基线圈与第n+1个电流检测器中包括的罗哥夫斯基线圈这两个线圈在重叠部分v(参照图6)处相互重合。因而,能够减少所需的多层印刷基板层数,从而抑制制造成本。
114.(3)第三变形例
115.对并联连接的多个开关分配多个电流检测器的方法不限定于上述实施方式的方法。在图17所示的方式中,对16个开关20_11~20_14、20_21~20_24、20_31~20_34以及20_41~20_44分配第一组电流检测器所包括的罗哥夫斯基线圈21x_1~21x_4、以及第二组电流检测器所包括的罗哥夫斯基线圈21y_1~21y_4。
116.第一组中的各电流检测器检测通过对m个开关进行第一分割而得到的、没有重复部分的多个组中的各组的电流的总和。具体地说,第一组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21x_1在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_11、20_12、20_13以及20_14的电流的总和。第一组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21x_2在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_21、20_22、20_23以及20_24的电流的总和。第一组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21x_3在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_31、20_32、20_33以及20_34的电流的总和。第一组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21x_4在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_41、20_42、20_43以及20_44的电流的总和。
117.第二组中的各电流检测器检测对通过m个开关进行第二分割而得到的多个组中的各组的电流的总和。在第二分割中,以通过第一分割而属于同一组的多个开关通过第二分割而不属于同一组的方式将m个开关分割为多个组。具体地说,第二组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21y_1在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_11、20_21、20_31以及20_41的电流的总和。第二组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21y_2在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_12、20_22、20_32以及20_42的电流的总和。第二组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21y_3在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_13、20_23、20_33以及20_43的电流的总和。第二组电流检测器中的包括罗哥夫斯基线圈21y_4在内的电流检测器检测流过构成组的开关20_14、20_24、20_34以及20_44的电流的总和。
118.图18是示出与图17的结构对应的短路判断部23d的结构的框图。在图18中,在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dx_1成为有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_1的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dx_1成为非有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_2的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dx_2成为有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_2的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dx_2成为非有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_3的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dx_3成为有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dx_3成为非有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_4的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dx_4成为有效电平。在通过对来自与第一组对应的罗哥夫斯基线圈21x_4的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dx_4成为非有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈
21y_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dy_1成为有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_1的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dy_1成为非有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_2的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dy_2成为有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_2的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dy_2成为非有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_3的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dy_3成为有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_3的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dy_3成为非有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_4的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,信号dy_4成为有效电平。在通过对来自与第二组对应的罗哥夫斯基线圈21y_4的信号进行积分而得到的电流检测值未超过阈值th的情况下,信号dy_4成为非有效电平。短路判断部23d具有and运算器611~614、and运算器621~624、and运算器631~634以及and运算器641~644。and运算器611~614分别输出用于确定短路故障部位的信号e_11~e_14。and运算器621~624分别输出用于确定短路故障部位的信号e_21~e_24。and运算器631~634分别输出用于确定短路故障部位的信号e_31~e_34。and运算器641~644分别输出用于确定短路故障部位的信号e_41~e_44。
119.在第一组电流检测器中存在输出超过阈值th的电流检测值的第一电流检测器、且在第二组电流检测器中存在输出超过阈值th的电流检测值的第二电流检测器的情况下,短路判断部23d判断为在成为第一电流检测器和第二电流检测器的共同电流检测对象的开关中存在短路故障。
120.例如,在通过对来自第一组中的罗哥夫斯基线圈21x_2的信号进行积分而得到的电流检测值为阈值th以上、且通过对来自第二组中的罗哥夫斯基线圈21y_3的信号进行积分而得到的电流检测值为阈值th以上的情况下,信号dx_2和dy_3成为有效电平。在该情况下,and运算器623将信号e_23设为有效电平。信号e_23是将成为罗哥夫斯基线圈21x_2和罗哥夫斯基线圈21y_3的共同电流检测对象的开关20_23确定为短路故障部位的信号。
121.根据第三变形例,能够在并联连接的开关的数量多的情况下,与上述实施方式相比减少电流检测器的数量。
122.(4)第四变形例
123.也可以是,在第三变形例中,在第一分割中,生成1个没有成为电流检测的对象的组,并将该组以外的组设为电流检测的对象。在该情况下,在第二组电流检测器中存在输出超过阈值th的电流检测值的第三电流检测器、且在第一组电流检测器中不存在输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器的情况下,短路判断部23(参照图1)判断为在属于第三电流检测器的电流检测对象并且属于没有成为电流检测的对象的组的开关中存在短路故障即可。
124.图19是示出第四变形例的结构例的图。在图19中,将由开关20_41、20_42、20_43以及20_44构成的组设定为没有成为电流检测的对象的组,并删除图17所示的罗哥夫斯基线圈21x_4。
125.图20是示出与图19的结构对应的短路判断部23e的结构的框图。在图20中,删除图
18中的信号dx_4,取而代之地设置有负逻辑输入(或者输入低电平有效)的and运算器650。在第一组电流检测器中不存在输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器的情况下,即,在信号dx_1、dx_2以及dx_3均为非有效电平的情况下,and运算器650将向and运算器641~644供给的信号设定为有效电平。
126.在第四变形例中,第一组电流检测器中存在输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器的情况下的动作与图18的短路判断部23d的动作相同。然而,第一组电流检测器中不存在输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器的情况下的动作与图18的短路判断部23d的动作不同。例如,在第一组电流检测器中不存在输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器、而通过对来自第二组的罗哥夫斯基线圈21y_1的信号进行积分而得到的电流检测值超过阈值th的情况下,and运算器650的输出信号和信号dy_1成为有效电平。在该情况下,开关20_41成为短路故障部位。开关20_41属于输出超过阈值th的电流检测值的电流检测器中包括的罗哥夫斯基线圈21y_1的电流检测对象,并且属于没有成为电流检测的对象的开关20_41、20_42、20_43以及20_44的组。and运算器641将信号e_41设定为有效电平。信号e_41是将开关20_41确定为短路部位的信号。
127.根据第四变形例,能够与第三变形例相比而进一步地减少电流检测器的数量。
128.(5)第五变形例
129.在上述实施方式中,在与并联连接的功率开关27a、27b以及27c的源极中的任一方连接的电流路径的周围设置有罗哥夫斯基线圈21_1和21_2。然而,也可以在与功率开关27a、27b以及27c的漏极中的任一方连接的电流路径的周围设置罗哥夫斯基线圈21_1和21_2。
130.(6)第六变形例
131.在上述实施方式中,分别对从罗哥夫斯基线圈21_1、21_2得到的检测信号vi1、vi2进行积分来分别生成电流检测值si1、si2。通过将电流检测值si1和si2分别与阈值th进行比较,来进行与短路故障有关的判断。也可以取而代之地通过将从罗哥夫斯基线圈21_1、21_2分别得到的检测信号vi1、vi2分别与阈值th进行比较,来进行与短路故障有关的判断。在该情况下,检测信号vi1和vi2分别为电流检测值的一例。
132.(7)第七变形例
133.在上述实施方式中,在不需要确定多个开关中的发生了短路故障的开关的情况下,也可以由1个罗哥夫斯基线圈检测流过所有开关中的各开关的电流的总和。
134.(8)第八变形例
135.本公开也可以应用于dc/dc转换器等逆变器以外的电力变换装置。
136.(9)第九变形例
137.在上述实施方式中,使用mosfet来作为功率开关的例子。然而,功率开关不限定于此,例如也可以是igbt(insulated gate bipolar transistor;绝缘栅双极晶体管)等其它的功率开关。
138.(10)第十变形例
139.在上述实施方式中,使用罗哥夫斯基线圈来作为电流检测器,但也可以是分流电阻、ct(current transformer;电流变压器)等其它种类的电流检测器。
140.附图标记说明
141.100:电力变换装置;200:上位装置;2a、2b:驱动部;1:控制部;20a、20b、20c、20_1~20_5、20_11~20_14、20_21~20_24、20_31~20_34、20_41~20_44:开关;27a、27b、27c:功率开关;28a、28b、28c:二极管;24:驱动控制部;50:短路保护装置;21_1、21_2、21a_1、21a_2、21a_3、21b_1、21b_2、21b_3、21c_1、21c_2、21c_3、21c_4、21x_1~21x_4、21y_1~21y_4:罗哥夫斯基线圈;21_1_c、21_2_c:线圈;21_1_r、21_2_r:返回线;22_1、22_2:积分器;23、23a、23b、23c、23d、23e:短路判断部;300a、300b:比较器;301:or运算器;302a、302b、302c、421~424、521~524、541~545、611~614、621~624、631~634、641~644:and运算器;303a、303b、303c:接通延迟运算器;304a、304b、411~413、512、532、533:not运算器;400:基板;400a、400b:多层印刷基板。
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