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JP7030898B2 - Power converter - Google Patents
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JP7030898B2 - Power converter - Google Patents

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本願は、電力変換装置に関する。 The present application relates to a power conversion device.

近年、環境に優しい自動車として、電気自動車(EV:Electric Vehicle)あるいはHEV(Hybrid Electric Vehicle)/PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等のハイブリッド自動車が開発されている。 In recent years, hybrid vehicles such as electric vehicles (EV: Electric Vehicle) and HEV (Hybrid Electric Vehicle) / PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) have been developed as environment-friendly vehicles.

このような自動車は、従来の自動車にも搭載されていた、制御回路を動作させる補機用電池に加えて、充電された電力により走行用の電動モータを駆動させる駆動用電池を搭載している。また、このような自動車では、パワーエレクトロニクス技術の進歩を背景に、燃費を向上させるために、電動パワートレインコンポーネントの低損失化、高効率化が望まれている。 In such an automobile, in addition to the auxiliary battery for operating the control circuit, which is also installed in the conventional automobile, the drive battery for driving the electric motor for driving by the charged electric power is installed. .. Further, in such an automobile, it is desired to reduce the loss and increase the efficiency of the electric power train component in order to improve the fuel efficiency against the background of the progress of the power electronics technology.

そこで、駆動用電池電圧を昇圧する昇圧コンバータの従来技術として、複数の昇圧コンバータを並列接続し、当該複数の昇圧コンバータを複数の異なる位相の駆動信号により制御する多相昇圧コンバータの一例が特許文献1に開示されている。この多相昇圧コンバータは、高負荷では単相の昇圧コンバータよりも1相あたりの負荷を減らすことができるため、小型化が可能である。 Therefore, as a conventional technique of a boost converter for boosting a drive battery voltage, an example of a multi-phase boost converter in which a plurality of boost converters are connected in parallel and the plurality of boost converters are controlled by drive signals having a plurality of different phases is patented. It is disclosed in 1. Since this multi-phase boost converter can reduce the load per phase as compared with the single-phase boost converter at high load, it can be miniaturized.

特開2017-158372号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-158372

しかしながら、上記特許文献1に開示された多相昇圧コンバータは、多相化に伴い個々のリアクトルサイズが小型化可能となるものの、多相昇圧コンバータを制御するためには、リアクトルの個数が増える一方で電流を制御するために各相に電流センサを設ける必要がある。大電流用の電流センサは高価であるため、リアクトルサイズが小さくなる一方で、電流センサのコストが増加する問題があった。 However, in the multi-phase boost converter disclosed in Patent Document 1, although the individual reactor size can be reduced as the number of phases increases, the number of reactors increases in order to control the multi-phase boost converter. It is necessary to provide a current sensor in each phase in order to control the current. Since the current sensor for a large current is expensive, there is a problem that the cost of the current sensor increases while the reactor size becomes small.

しかし、多相昇圧コンバータにおいて、電流センサの数量を減らしてしまうと、各相に流れる電流を検出することができないため、場合によっては電流が偏ってしまう可能性があり、過大な電流が流れることで部品あるいは素子を故障させる恐れがある。 However, in a multi-phase boost converter, if the number of current sensors is reduced, the current flowing in each phase cannot be detected, so the current may be biased in some cases, and an excessive current may flow. There is a risk of damaging parts or elements.

本願は上記のような課題を解決するためになされたものであって、多相昇圧コンバータであって、高価な電流センサの個数を減らした場合においても、リアクトルに配置されるリアクトル用温度センサによって検出される温度情報を用いることで、偏流あるいは過電流によって生じるリアクトル過熱に対する保護判定を有効に機能させながら、装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減でき、コスト削減が可能になる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present application has been made to solve the above-mentioned problems, and it is a multi-phase step-up converter, and even when the number of expensive current sensors is reduced, the reactor temperature sensor arranged in the reactor is used. By using the detected temperature information, the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced for the entire device, and the cost can be reduced, while the protection judgment against reactor overheating caused by drift or overcurrent functions effectively. It is an object of the present invention to provide a power conversion device.

本願に開示される電力変換装置は、Nが3以上であるN相の昇圧コンバータからなる電力変換装置であって、前記N相にそれぞれ対応して設けられる、複数の半導体スイッチング素子からなる半導体スイッチング素子対と、前記N相に対応するN個のリアクトルと、前記N個のリアクトル間にそれぞれ配置されN-1個リアクトル用温度センサと、前記リアクトル用温度センサによって検出されるリアクトル温度値に基づき、前記半導体スイッチング素子対をオンオフ制御する制御部と、を備える。

The power conversion device disclosed in the present application is a power conversion device composed of an N-phase boost converter having N of 3 or more, and semiconductor switching composed of a plurality of semiconductor switching elements provided corresponding to the N-phase. The element pair, N reactors corresponding to the N phase, N - 1 reactor temperature sensors arranged between the N reactors, and the reactor temperature value detected by the reactor temperature sensor. A control unit that controls on / off of the semiconductor switching element pair based on the above.

本願に開示される電力変換装置によれば、電流センサはリアクトルの総数より少ない個数を設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトルの総数より少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出されたリアクトル温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する。 According to the power conversion device disclosed in the present application, the number of current sensors may be smaller than the total number of reactors, and the number of reactor temperature sensors is smaller than the total number of reactors arranged between the plurality of reactors. Based on the reactor temperature value detected by, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so that the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced for the entire power converter. Therefore, the effect is that the cost of the power conversion device can be reduced.

実施の形態1による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power conversion apparatus by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the power conversion apparatus by Embodiment 1. FIG. 比較例による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power conversion apparatus by a comparative example. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの一例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows an example of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの一例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows an example of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの一例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows an example of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルのコイルに過大な電流が流れた場合の説明図である。It is explanatory drawing when an excessive current flows through the coil of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルのコイルに過大な電流が流れた場合の説明図である。It is explanatory drawing when an excessive current flows through the coil of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルのコイルに過大な電流が流れた場合の説明図である。It is explanatory drawing when an excessive current flows through the coil of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの変形例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの変形例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による電力変換装置の磁気結合リアクトルの変形例を示す概観図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the magnetic coupling reactor of the power conversion apparatus by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による過熱保護判定アルゴリズムの一例であるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which is an example of the overheat protection determination algorithm by Embodiment 1. FIG. 実施の形態2による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power conversion apparatus by Embodiment 2. 実施の形態2による過熱保護判定アルゴリズムの一例であるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which is an example of the overheat protection determination algorithm by Embodiment 2. 実施の形態3による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power conversion apparatus by Embodiment 3. FIG. 実施の形態3による過熱保護判定アルゴリズムの一例であるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which is an example of the overheat protection determination algorithm by Embodiment 3. FIG. 実施の形態4による過熱保護判定アルゴリズムの一例であるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which is an example of the overheat protection determination algorithm by Embodiment 4. 実施の形態5による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power conversion apparatus according to Embodiment 5. 実施の形態1~5による電力変換装置のハードウエアの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware of the power conversion apparatus according to Embodiments 1-5.

以下、この開示による電力変換装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the power conversion device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings, but the same or corresponding portions in the drawings will be designated by the same reference numerals and duplicated description will be omitted.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1による電力変換装置を示す概略構成図である。
実施の形態1による電力変換装置100は、3相インターリーブ構成の昇圧コンバータである。昇圧コンバータの入力側には蓄電部1が接続され、昇圧コンバータの出力側には負荷10が接続されている。蓄電部1は電力変換装置100に対して直流電圧を出力する。ここで、実施の形態1による電力変換装置100が電気自動車あるいはハイブリッド自動車に適用された場合には、蓄電部1は、典型的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電部1の出力電圧は少なくとも100V以上である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a power conversion device according to the first embodiment.
The power conversion device 100 according to the first embodiment is a boost converter having a three-phase interleaved configuration. The power storage unit 1 is connected to the input side of the boost converter, and the load 10 is connected to the output side of the boost converter. The power storage unit 1 outputs a DC voltage to the power conversion device 100. Here, when the power conversion device 100 according to the first embodiment is applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle, the power storage unit 1 typically comprises a secondary battery such as nickel hydrogen or lithium ion. The output voltage of the power storage unit 1 is at least 100 V or more.

実施の形態1による電力変換装置100、つまり、第1相、第2相、第3相からなる3相インターリーブ構成の昇圧コンバータは、具体的構成要素として、入力用コンデンサ2から平滑用コンデンサ9までの各要素からなる。なお、電力変換装置100は入力電源の一態様である蓄電部1を含んでも良い。
電力変換装置100では、リプル電流を除去するために蓄電部1と並列に入力用コンデンサ2が接続され、入力用コンデンサ2の後段側には、第1相に対応するリアクトルL1(第1リアクトル)、第2相に対応するリアクトルL2(第2リアクトル)および第3相に対応するリアクトルL3(第3リアクトル)が互いに磁気的に結合するように配置された磁気結合リアクトル12が接続される。
The power conversion device 100 according to the first embodiment, that is, the boost converter having a three-phase interleaved configuration including the first phase, the second phase, and the third phase, has concrete components from the input capacitor 2 to the smoothing capacitor 9. It consists of each element of. The power conversion device 100 may include a power storage unit 1 which is an aspect of an input power source.
In the power conversion device 100, an input capacitor 2 is connected in parallel with the power storage unit 1 in order to remove the ripple current, and a reactor L1 (first reactor) corresponding to the first phase is on the rear side of the input capacitor 2. , The magnetically coupled reactor 12 in which the reactor L2 (second reactor) corresponding to the second phase and the reactor L3 (third reactor) corresponding to the third phase are arranged so as to be magnetically coupled to each other is connected.

磁気結合リアクトル12において、リアクトルL2はリアクトルL1とリアクトルL3との間に配置されている。すなわち、リアクトルL2は磁気結合リアクトル12の中央部に位置している。また、図1中のM1は、リアクトルL1とリアクトルL2との相互コンダクタンスを、M2は、リアクトルL2とリアクトルL3との相互コンダクタンスをそれぞれ表す。 In the magnetically coupled reactor 12, the reactor L2 is arranged between the reactor L1 and the reactor L3. That is, the reactor L2 is located in the central portion of the magnetically coupled reactor 12. Further, M1 in FIG. 1 represents the mutual conductance between the reactor L1 and the reactor L2, and M2 represents the mutual conductance between the reactor L2 and the reactor L3.

磁気結合リアクトル12に流れる電流の全体を検出する第1電流センサ22は、蓄電部1の正極側と磁気結合リアクトル12との間に接続され、各リアクトルに分流する前のリアクトル電流値I、すなわち、磁気結合リアクトル12の全体を流れる電流の総和であるリアクトル電流値Iを検出するように配置されている。なお、第1電流センサ22は、典型的には、リアクトル電流検出回路で構成されている。 The first current sensor 22 that detects the entire current flowing through the magnetically coupled reactor 12 is connected between the positive electrode side of the power storage unit 1 and the magnetically coupled reactor 12, and the reactor current value IL before being divided into each reactor , That is, it is arranged so as to detect the reactor current value IL , which is the total current flowing through the magnetically coupled reactor 12. The first current sensor 22 is typically composed of a reactor current detection circuit.

磁気結合リアクトル12を構成するリアクトルL1に流れる電流値をIL1、リアクトルL2に流れる電流値をIL2、リアクトルL3に流れる電流値をIL3とすると、第1電流センサ22は、磁気結合リアクトル12の全体を流れる電流の総和であるリアクトル電流値I=IL1+IL2+IL3を検出する。 Assuming that the current value flowing through the reactor L1 constituting the magnetically coupled reactor 12 is IL1, the current value flowing through the reactor L2 is IL2, and the current value flowing through the reactor L3 is IL3, the first current sensor 22 is the magnetically coupled reactor 12 The reactor current value IL = IL1 + IL2 + IL3 , which is the sum of the currents flowing through the entire current, is detected.

磁気結合リアクトル12の後段には、第1半導体スイッチング素子対13を構成する第1半導体スイッチング素子3および第2半導体スイッチング素子4と、第2半導体スイッチング素子対14を構成する第3半導体スイッチング素子5および第4半導体スイッチング素子6と、第3半導体スイッチング素子対15を構成する第5半導体スイッチング素子7および第6半導体スイッチング素子8とがそれぞれ配置され、第1半導体スイッチング素子対13、第2半導体スイッチング素子対14、第3半導体スイッチング素子対15の後段には、平滑用コンデンサ9が並列に接続される。 In the subsequent stage of the magnetically coupled reactor 12, the first semiconductor switching element 3 and the second semiconductor switching element 4 constituting the first semiconductor switching element pair 13 and the third semiconductor switching element 5 constituting the second semiconductor switching element pair 14 are present. The fourth semiconductor switching element 6 and the fifth semiconductor switching element 7 and the sixth semiconductor switching element 8 constituting the third semiconductor switching element pair 15 are arranged, respectively, and the first semiconductor switching element pair 13 and the second semiconductor switching element are switched. A smoothing capacitor 9 is connected in parallel to the subsequent stages of the element pair 14 and the third semiconductor switching element pair 15.

第1半導体スイッチング素子3、第3半導体スイッチング素子5、第5半導体スイッチング素子7の各ドレイン端子は、それぞれ、平滑用コンデンサ9の正極側に接続され、第2半導体スイッチング素子4、第4半導体スイッチング素子6、第6半導体スイッチング素子8の各ソース端子は、それぞれ、平滑用コンデンサ9の負極側に接続される。 Each drain terminal of the first semiconductor switching element 3, the third semiconductor switching element 5, and the fifth semiconductor switching element 7 is connected to the positive electrode side of the smoothing capacitor 9, respectively, and the second semiconductor switching element 4, the fourth semiconductor switching. Each source terminal of the element 6 and the sixth semiconductor switching element 8 is connected to the negative electrode side of the smoothing capacitor 9.

また、第1半導体スイッチング素子対13を構成する第1半導体スイッチング素子3のソース端子と第2半導体スイッチング素子4のドレイン端子、第2半導体スイッチング素子対14を構成する第3半導体スイッチング素子5のソース端子と第4半導体スイッチング素子6のドレイン端子、第3半導体スイッチング素子対15を構成する第5半導体スイッチング素子7のソース端子と第6半導体スイッチング素子8のドレイン端子は、それぞれ互いに接続されており、各接続点は磁気結合リアクトル12に接続されている。 Further, the source terminal of the first semiconductor switching element 3 constituting the first semiconductor switching element pair 13, the drain terminal of the second semiconductor switching element 4, and the source of the third semiconductor switching element 5 constituting the second semiconductor switching element pair 14. The terminal and the drain terminal of the fourth semiconductor switching element 6, the source terminal of the fifth semiconductor switching element 7 constituting the third semiconductor switching element pair 15, and the drain terminal of the sixth semiconductor switching element 8 are connected to each other. Each connection point is connected to a magnetically coupled reactor 12.

磁気結合リアクトル12を構成するリアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3は、リアクトルL1が第1半導体スイッチング素子対13の上記接続点と、リアクトルL2が第2半導体スイッチング素子対14の上記接続点と、リアクトルL3が第3半導体スイッチング素子対15の上記接続点と、それぞれ接続されている。 In the reactors L1, reactor L2, and reactor L3 constituting the magnetically coupled reactor 12, the reactor L1 has the connection point of the first semiconductor switching element pair 13 and the reactor L2 has the connection point of the second semiconductor switching element pair 14 and the reactor. L3 is connected to the connection point of the third semiconductor switching element pair 15, respectively.

制御部11は、制御線30a、制御線30b、制御線30c、制御線30d、制御線30e、制御線30fにより、第1半導体スイッチング素子3および第2半導体スイッチング素子4と、第3半導体スイッチング素子5および第4半導体スイッチング素子6と、第5半導体スイッチング素子7および第6半導体スイッチング素子8とを、それぞれ、所定のデッドタイムを挟んでオンオフ制御する。また、第1半導体スイッチング素子対13、第2半導体スイッチング素子対14、第3半導体スイッチング素子対15は、それぞれ、位相を120°ずつシフトさせて制御されている。 The control unit 11 is composed of a control line 30a, a control line 30b, a control line 30c, a control line 30d, a control line 30e, and a control line 30f, thereby forming a first semiconductor switching element 3, a second semiconductor switching element 4, and a third semiconductor switching element. The 5th and 4th semiconductor switching elements 6 and the 5th semiconductor switching elements 7 and the 6th semiconductor switching elements 8 are controlled on and off with a predetermined dead time, respectively. Further, the first semiconductor switching element pair 13, the second semiconductor switching element pair 14, and the third semiconductor switching element pair 15 are controlled by shifting their phases by 120 °, respectively.

入力電圧検出回路20は蓄電部1と並列に接続され、昇圧コンバータの入力電圧Viを検出する。出力電圧検出回路21は平滑用コンデンサ9と並列に接続され、出力電圧Voを検出する。 The input voltage detection circuit 20 is connected in parallel with the power storage unit 1 and detects the input voltage Vi of the boost converter. The output voltage detection circuit 21 is connected in parallel with the smoothing capacitor 9 and detects the output voltage Vo.

また、磁気結合リアクトル12のコイル温度を検出するために、リアクトル用第1温度センサ16およびリアクトル用第2温度センサ17が磁気結合リアクトル12内に配置されている。制御部11は、信号線31a、信号線31b、信号線31c、信号線31d、信号線31eを介して、電圧、電流および温度情報を取得する。 Further, in order to detect the coil temperature of the magnetically coupled reactor 12, the first temperature sensor 16 for the reactor and the second temperature sensor 17 for the reactor are arranged in the magnetically coupled reactor 12. The control unit 11 acquires voltage, current, and temperature information via the signal line 31a, the signal line 31b, the signal line 31c, the signal line 31d, and the signal line 31e.

ここで、実施の形態1による電力変換装置100では、昇圧コンバータとして使用している第1~6半導体スイッチング素子3~8は、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)としているが、かかる構成に限られるものではなく、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とダイオード(Diode)で構成されてもよい。 Here, in the power conversion device 100 according to the first embodiment, the first to sixth semiconductor switching elements 3 to 8 used as the boost converter are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Diode-Effective Transistor). The configuration is not limited, and for example, it may be configured by an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode (Diode).

また、実施の形態1による電力変換装置100では、昇圧コンバータとして磁気結合リアクトル12が使用されているが、磁気結合リアクトル12に限られるものではなく、例えば、図2に示す、実施の形態1による電力変換装置100の変形例による電力変換装置110の概略構成図のように、リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3の3つのリアクトルを磁気結合させることなく、それぞれ個別に配置しても、上述の図1に示される電力変換装置100と同様の効果を奏する。なお、変形例による電力変換装置110では、リアクトル用第1温度センサ16およびリアクトル用第2温度センサ17は、各リアクトル間で、近接するリアクトルに起因する熱干渉を検出可能な位置に配置される。 Further, in the power conversion device 100 according to the first embodiment, the magnetically coupled reactor 12 is used as the step-up converter, but the present invention is not limited to the magnetically coupled reactor 12, and for example, according to the first embodiment shown in FIG. As shown in the schematic configuration diagram of the power conversion device 110 according to the modified example of the power conversion device 100, even if the three reactors of the reactor L1, the reactor L2, and the reactor L3 are individually arranged without being magnetically coupled, the above figure is shown. It has the same effect as the power conversion device 100 shown in 1. In the power conversion device 110 according to the modified example, the first temperature sensor 16 for the reactor and the second temperature sensor 17 for the reactor are arranged at positions where thermal interference caused by the adjacent reactors can be detected between the reactors. ..

しかしながら、低コストおよび小型化のためには、複数のリアクトルを磁気結合リアクトル12で構成された電力変換装置100の方が好適であることは言うまでもない。 However, it goes without saying that the power conversion device 100 having a plurality of reactors composed of the magnetically coupled reactor 12 is more suitable for low cost and miniaturization.

ここで、比較例である電力変換装置150と対比しつつ、実施の形態1による電力変換装置100の特徴について説明する。
図3に、比較例の電力変換装置150として、多相昇圧コンバータ、具体的には、3相インターリーブの概略構成図を示す。図3に示すように、比較例の電力変換装置150では、電流センサ26、電流センサ27、電流センサ28が、各相、すなわち、リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3にそれぞれ接続され、各リアクトルに流れる電流が偏らないように制御するために必要な電流値をそれぞれ検出している。
Here, the features of the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described in comparison with the power conversion device 150 which is a comparative example.
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a multi-phase boost converter, specifically, a three-phase interleave as the power conversion device 150 of the comparative example. As shown in FIG. 3, in the power conversion device 150 of the comparative example, the current sensor 26, the current sensor 27, and the current sensor 28 are connected to each phase, that is, the reactor L1, the reactor L2, and the reactor L3, respectively, and are connected to each reactor. The current values required to control the flowing current so that it is not biased are detected.

また、図示していないが、各リアクトルにはそれぞれリアクトル用温度センサが設けられ、リアクトル用温度センサによって検出される温度値に基づき、各リアクトル単位でリアクトルの過熱からの保護を行っている。しかし、上述したように、大電力を扱う電力変換装置150では、電流センサ全体にかかる費用が高価となるというコスト上の問題があった。 Although not shown, each reactor is provided with a reactor temperature sensor, and each reactor is protected from overheating based on the temperature value detected by the reactor temperature sensor. However, as described above, in the power conversion device 150 that handles a large amount of power, there is a cost problem that the cost for the entire current sensor becomes high.

一方、実施の形態1による電力変換装置100では、図1に示すとおり、第1電流センサ22はリアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3の各リアクトルにそれぞれ配線が分岐する前に配置され、磁気結合リアクトル12の全体を流れるリアクトル電流値Iは検出できるものの、配線の分岐点を経て、各相にそれぞれ分流する、リアクトルL1に流れる電流値IL1、リアクトルL2に流れる電流値IL2、リアクトルL3に流れる電流値IL3を個別に検出することはできない。 On the other hand, in the power conversion device 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the first current sensor 22 is arranged before each of the reactors of the reactor L1, the reactor L2, and the reactor L3 is branched, and the magnetically coupled reactors are magnetically coupled. Although the reactor current value IL flowing through the entire 12 can be detected, the current value IL1 flowing through the reactor L1 and the current values IL2 and the reactor L3 flowing through the reactor L2 are divided into each phase through the branch point of the wiring. The flowing current value IL3 cannot be detected individually.

しかしながら、実施の形態1による電力変換装置100では、電流センサの個数を極力減らした場合においても、第1電流センサ22で検出されたリアクトル電流値Iとリアクトル用第1温度センサ16で検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17で検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2を用いて、制御部11によって、リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3の各リアクトル間を流れる電流の偏りを抑制するように制御することで、一つの相に過大な電流が流れ込んで、半導体スイッチング素子3~8が破壊されることを防止できる。 However, in the power conversion device 100 according to the first embodiment, even when the number of current sensors is reduced as much as possible, it is detected by the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 and the first temperature sensor 16 for the reactor. Using the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17, the control unit 11 determines the current flowing between the reactors L1, the reactor L2, and the reactor L3. By controlling so as to suppress the bias, it is possible to prevent the semiconductor switching elements 3 to 8 from being destroyed due to an excessive current flowing into one phase.

実施の形態1による電力変換装置100の構成における磁気結合リアクトル12の一例を図4~6に示す。図4は磁気結合リアクトル12の概略図、図5は磁気結合リアクトル12の内部構造を示す概略図、図6は磁気結合リアクトル12の内部構造を示す上面図をそれぞれ示す。図4~6に示すように、磁気結合リアクトル12では、ひとつのコア上に3相分のリアクトルのコイル、すなわち、リアクトルL1のコイル、リアクトルL2のコイル、リアクトルL3のコイルがそれぞれ巻かれている。 FIGS. 4 to 6 show an example of the magnetic coupling reactor 12 in the configuration of the power conversion device 100 according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic view of the magnetically coupled reactor 12, FIG. 5 is a schematic view showing the internal structure of the magnetically coupled reactor 12, and FIG. 6 is a top view showing the internal structure of the magnetically coupled reactor 12. As shown in FIGS. 4 to 6, in the magnetically coupled reactor 12, a coil of three phases of the reactor, that is, a coil of the reactor L1, a coil of the reactor L2, and a coil of the reactor L3 are wound on one core, respectively. ..

図6に示すように、各リアクトルのコイル間、つまり、リアクトルL1のコイルとリアクトルL2のコイル間にリアクトル用第1温度センサ16、リアクトルL2のコイルとリアクトルL3のコイル間にリアクトル用第2温度センサ17がそれぞれ配置されている。 As shown in FIG. 6, between the coils of each reactor, that is, between the coils of the reactor L1 and the coil of the reactor L2, the first temperature sensor 16 for the reactor, and the second temperature for the reactor between the coils of the reactor L2 and the coil of the reactor L3. Sensors 17 are arranged respectively.

かかる配置によって、リアクトル用第1温度センサ16はリアクトルL1のコイルおよびリアクトルL2のコイルの発熱に起因するリアクトル第1温度値SnsTL1を、リアクトル用第2温度センサ17はリアクトルL2のコイルおよびリアクトルL3のコイルの発熱に起因するリアクトル第2温度値SnsTL2をそれぞれ独立に検出する。 With such an arrangement, the first temperature sensor 16 for the reactor has the reactor first temperature value SnsTL1 caused by the heat generation of the coil of the reactor L1 and the coil of the reactor L2, and the second temperature sensor 17 for the reactor has the coil of the reactor L2 and the reactor L3. The reactor second temperature value SnsTL2 caused by the heat generation of the coil is independently detected.

リアクトル用第1温度センサ16およびリアクトル用第2温度センサ17は、典型的にはサーミスタが用いられるが、サーミスタに限定されるわけではなく、他の種類の温度センサを適用しても良い。 The thermistor is typically used as the first temperature sensor 16 for the reactor and the second temperature sensor 17 for the reactor, but the thermistor is not limited to the thermistor, and other types of temperature sensors may be applied.

ここで、実施の形態1による電力変換装置100における制御部11によるリアクトル電流の偏流抑制の制御方法について説明する。 Here, a control method for suppressing the drift of the reactor current by the control unit 11 in the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described.

図7~9は、各リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3の各コイルにそれぞれ過大な電流が流れた場合の説明図である。第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iが予め定められた第1閾値電流Ith1よりも大きい場合、例えば、定格出力値を超えた場合は、フェールセーフ機構として、制御部11は、過電流が流れているとして半導体スイッチング素子対に対するオンオフ制御する動作を停止する。 7 to 9 are explanatory views when an excessive current flows through each coil of each reactor L1, reactor L2, and reactor L3. When the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 is larger than the predetermined first threshold current Is 1, for example, when the rated output value is exceeded, the control unit 11 acts as a fail-safe mechanism. Assuming that an overcurrent is flowing, the operation of on / off control for the semiconductor switching element pair is stopped.

一方、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下の場合は、リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3の各リアクトルにそれぞれ流れる電流値IL1、IL2、IL3を個別に制御する必要がある。 On the other hand, when the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 is equal to or less than the first threshold current It th1 , the current values IL1 , IL2, which flow in each of the reactors L1 , the reactor L2 , and the reactor L3, respectively. It is necessary to control IL3 individually.

図7は第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下、例えば、定格出力以下で、リアクトルL2およびリアクトルL3の各相に対してリアクトルL1の第1相に過大な電流が流れた場合の説明図である。つまり、下記の数式(1)が成立する場合である。
≦Ith1、 IL1>>IL2、 IL1>>IL3 (1)
この場合、リアクトルL1のコイルは発熱し、その他のリアクトルL2のコイルの温度およびリアクトルL3のコイルの温度と比較して高くなる。
FIG. 7 shows that the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 is the first threshold current Is 1 or less, for example, the rated output or less, and the first phase of the reactor L1 with respect to each phase of the reactor L2 and the reactor L3. It is explanatory drawing when an excessive current flows through. That is, the following mathematical formula (1) is satisfied.
ILItth1 , IL1 >> IL2 , IL1 >> IL3 (1)
In this case, the coil of the reactor L1 generates heat, which is higher than the temperature of the coil of the other reactor L2 and the temperature of the coil of the reactor L3.

このため、リアクトルL1のコイルと熱干渉するように配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1は、リアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2よりも高くなる。つまり、下記の数式(2)が成立する。
SnsTL1 > SnsTL2 (2)
Therefore, the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 arranged so as to thermally interfere with the coil of the reactor L1 is the reactor second detected by the reactor second temperature sensor 17. It becomes higher than the temperature value SnsTL2. That is, the following mathematical formula (2) is established.
SnsTL1> SnsTL2 (2)

この場合において、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1がリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2に対して、予め定められた第1温度差分値ΔTth1よりも高くなった場合、つまり、下記の数式(3)が成立する場合、
SnsTL1-SnsTL2>ΔTth1 (3)
制御部11は、リアクトルL1の第1相に過大な電流が流れていると判断し、制御線30aおよび制御線30bを介して第1半導体スイッチング素子対13のオンデューティを低減することで、リアクトルL1の第1相に流れる電流値IL1を抑制する。
In this case, the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 has a predetermined first temperature with respect to the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17. When the difference value is higher than ΔT th1 , that is, when the following formula (3) holds.
SnsTL1-SnsTL2> ΔT th1 (3)
The control unit 11 determines that an excessive current is flowing in the first phase of the reactor L1, and reduces the on-duty of the first semiconductor switching element pair 13 via the control line 30a and the control line 30b to reduce the reactor. The current value IL1 flowing in the first phase of L1 is suppressed.

この際、電力変換装置100が力行動作、すなわち、電流が流れる向きが蓄電部1から負荷10の方向である場合は、制御部11は、制御線30aを介して第1半導体スイッチング素子3のオンデューティを低減する。一方、回生動作、すなわち、電流が流れる向きが負荷10から蓄電部1である場合は、制御部11は、制御線30bを介して第2半導体スイッチング素子4のオンデューティを低減する。 At this time, when the power conversion device 100 is power running, that is, the direction in which the current flows is from the power storage unit 1 to the load 10, the control unit 11 turns on the first semiconductor switching element 3 via the control line 30a. Reduce duty. On the other hand, when the regenerative operation, that is, the direction in which the current flows is from the load 10 to the storage unit 1, the control unit 11 reduces the on-duty of the second semiconductor switching element 4 via the control line 30b.

図8は第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iが予め定められた第1閾値電流Ith1以下、例えば、定格出力以下であって、リアクトルL1およびリアクトルL3の各相に対してリアクトルL2の第2相に過大な電流が流れた場合の説明図である。つまり、下記の数式(4)が成立する場合である。
≦Ith1、 IL2>>IL1、 IL2>>IL3 (4)
FIG. 8 shows that the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 is equal to or less than the predetermined first threshold current Ith1 , for example, the rated output or less, with respect to each phase of the reactor L1 and the reactor L3. It is explanatory drawing when an excessive current flows through the 2nd phase of a reactor L2. That is, the following mathematical formula (4) is satisfied.
IL ≤ Itth1 , IL2 >> IL1 , IL2 >> IL3 (4)

この場合は、リアクトルL2のコイルは発熱し、その他のリアクトルL1のコイルの温度およびリアクトルL3のコイルの温度と比較して高くなる。このため、リアクトルL2のコイルと熱干渉するように配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2がともに高くなる。 In this case, the coil of the reactor L2 generates heat, which is higher than the temperature of the coil of the other reactor L1 and the temperature of the coil of the reactor L3. Therefore, the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 arranged so as to thermally interfere with the coil of the reactor L2 and the reactor second temperature detected by the reactor second temperature sensor 17. Both values SnsTL2 are high.

リアクトル用第1温度センサ16とリアクトル用第2温度センサ17によってそれぞれ検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル第2温度値SnsTL2が予め定められた閾値温度Tthよりも高くなった場合、つまり、下記の数式(5)が成立する場合、
SnsTL1>Tth、SnsTL2>Tth (5)
制御部11は、リアクトルL2の第2相に過大な電流が流れていると判断し、制御線30cおよび制御線30dを介して第2半導体スイッチング素子対14のオンデューティを低減することで、リアクトルL2に流れる電流値IL2を抑制する。
When the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor first temperature sensor 16 and the reactor second temperature sensor 17, respectively, become higher than the predetermined threshold temperature Tth , that is, , If the following formula (5) holds,
SnsTL1> Thth , SnsTL2> Thth (5)
The control unit 11 determines that an excessive current is flowing in the second phase of the reactor L2, and reduces the on-duty of the second semiconductor switching element pair 14 via the control line 30c and the control line 30d to reduce the reactor. The current value IL2 flowing through L2 is suppressed.

この際、電力変換装置100が力行動作、すなわち、電流が流れる向きが蓄電部1から負荷10の方向である場合は、制御部11は、制御線30cを介して第3半導体スイッチング素子5のオンデューティを低減する。一方、回生動作、すなわち、電流が流れる向きが負荷10から蓄電部1である場合は、制御部11は、制御線30dを介して第4半導体スイッチング素子6のオンデューティを低減する。 At this time, when the power conversion device 100 is power running, that is, the direction in which the current flows is from the power storage unit 1 to the load 10, the control unit 11 turns on the third semiconductor switching element 5 via the control line 30c. Reduce duty. On the other hand, when the regenerative operation, that is, the direction in which the current flows is from the load 10 to the storage unit 1, the control unit 11 reduces the on-duty of the fourth semiconductor switching element 6 via the control line 30d.

図9は第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iが閾値電流Ith以下、例えば、定格出力以下であって、リアクトルL1およびリアクトルL2の各相に対してリアクトルL3の第3相に過大な電流が流れた場合の説明図である。つまり、下記の数式(6)が成立する場合である。
≦Ith1、 IL3>>IL1、 IL3>>IL2 (6)
FIG. 9 shows that the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 is equal to or less than the threshold current Is , for example, the rated output or less, and the third phase of the reactor L3 with respect to each phase of the reactor L1 and the reactor L2. It is explanatory drawing when an excessive current flows through. That is, the following mathematical formula (6) is satisfied.
IL ≤ If 1, IL 3 >> IL 1 , IL 3 >> IL 2 (6)

この場合は、リアクトルL3のコイルは発熱し、リアクトルL1のコイル温度およびリアクトルL2のコイル温度と比較して高温になる。このため、リアクトルL3のコイルと熱干渉するように配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2は、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1と比較して高くなる。つまり、下記の数式(7)が成立する。
SnsTL2 > SnsTL1 (7)
In this case, the coil of the reactor L3 generates heat, and the temperature becomes higher than the coil temperature of the reactor L1 and the coil temperature of the reactor L2. Therefore, the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged so as to thermally interfere with the coil of the reactor L3 is the reactor first detected by the reactor first temperature sensor 16. The temperature value is higher than that of SnsTL1. That is, the following mathematical formula (7) is established.
SnsTL2> SnsTL1 (7)

リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1に対して、リアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が予め定められた第1温度差分値ΔTth1よりも高くなった場合、つまり、下記の数式(8)が成立する場合、
SnsTL2-SnsTL1>ΔTth1 (8)
制御部11は、リアクトルL3の第3相に過大な電流が流れていると判断し、制御線30eおよび制御線30fを介して第3半導体スイッチング素子対15のオンデューティを低減することで、リアクトルL3に流れる電流値IL3を抑制する。
With respect to the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16, the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17 is a predetermined first temperature difference value ΔT th1 . When it becomes higher than, that is, when the following formula (8) holds.
SnsTL2-SnsTL1> ΔT th1 (8)
The control unit 11 determines that an excessive current is flowing in the third phase of the reactor L3, and reduces the on-duty of the third semiconductor switching element pair 15 via the control line 30e and the control line 30f to reduce the reactor. The current value IL3 flowing through L3 is suppressed.

この際、電力変換装置100が力行動作、すなわち、電流が流れる向きが蓄電部1から負荷10の方向である場合は、制御部11は、制御線30eを介して第5半導体スイッチング素子7のオンデューティを低減する。一方、回生動作、すなわち、電流が流れる向きが負荷10から蓄電部1である場合は、制御部11は、制御線30fを介して第6半導体スイッチング素子8のオンデューティを低減する。 At this time, when the power conversion device 100 is power running, that is, the direction in which the current flows is from the storage unit 1 to the load 10, the control unit 11 turns on the fifth semiconductor switching element 7 via the control line 30e. Reduce duty. On the other hand, when the regenerative operation, that is, the direction in which the current flows is from the load 10 to the storage unit 1, the control unit 11 reduces the on-duty of the sixth semiconductor switching element 8 via the control line 30f.

実施の形態1による電力変換装置100の磁気結合リアクトル12について、上記説明では、コアの外側にコイルが巻かれたいわゆる内鉄型のリアクトルを一例としたが、これに限るものではなく、例えば、コイルの外側にコアがある構成でもよい。かかる構成の例を図10~12に示す。図10は磁気結合リアクトル12の変形例の概略図、図11は磁気結合リアクトル12の変形例の内部構造を示す概略図、図12は磁気結合リアクトル12の変形例の内部構造を示す上面図をそれぞれ示す。 Regarding the magnetically coupled reactor 12 of the power conversion device 100 according to the first embodiment, in the above description, a so-called inner iron type reactor in which a coil is wound on the outside of the core is taken as an example, but the present invention is not limited to this, for example. The configuration may have a core on the outside of the coil. Examples of such a configuration are shown in FIGS. 10 to 12. 10 is a schematic view of a modified example of the magnetically coupled reactor 12, FIG. 11 is a schematic view showing the internal structure of the modified example of the magnetically coupled reactor 12, and FIG. 12 is a top view showing the internal structure of the modified example of the magnetically coupled reactor 12. Each is shown.

図10~12に示す磁気結合リアクトル12の変形例では、各リアクトルL1、リアクトルL2、リアクトルL3のコイル間にリアクトル用第1温度センサ16およびリアクトル用第2温度センサ17が、各コイルの熱干渉を受けるようにそれぞれ配置され、コイル外周部をコアが覆うものである。磁気結合リアクトル12の変形例の構成は、上記実施の形態1による電力変換装置がもたらす効果を奏する上に、コアの温度も取得しやすくなる効果を併せて奏する。 In the modification of the magnetically coupled reactor 12 shown in FIGS. 10 to 12, the first temperature sensor 16 for the reactor and the second temperature sensor 17 for the reactor interfere with each other between the coils of the reactor L1, the reactor L2, and the reactor L3. Each is arranged so as to receive the coil, and the core covers the outer peripheral portion of the coil. The configuration of the modified example of the magnetically coupled reactor 12 not only has the effect of the power conversion device according to the first embodiment, but also has the effect of facilitating the acquisition of the core temperature.

上記実施の形態1による電力変換装置100の制御部11のリアクトルの過熱に対する保護判定アルゴリズムの一例を、図13のフローチャートに示す。 An example of the protection determination algorithm against overheating of the reactor of the control unit 11 of the power conversion device 100 according to the first embodiment is shown in the flowchart of FIG.

まず、ステップS10において、制御部11は、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iを取得する。 First, in step S10, the control unit 11 acquires the reactor current value IL detected by the first current sensor 22.

次に、ステップS20において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいか否かを判定する。ステップS20において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいと判定された場合は、電力変換装置100の全体に過大な電流が流れている状態であるため、ステップS30において、制御部11は過電流と判定し、半導体スイッチング素子対に対するオンオフ制御する動作を停止する。 Next, in step S20 , it is determined whether or not the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is1 . When it is determined in step S20 that the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is 1, an excessive current is flowing in the entire power conversion device 100, so that control is performed in step S30. The unit 11 determines that the current is overcurrent, and stops the operation of on / off control for the semiconductor switching element pair.

一方、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下と判定された場合は、ステップS40において、制御部11は、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2の各温度値を取得する。 On the other hand, when it is determined that the reactor current value IL is equal to or less than the first threshold current It th1 , in step S40, the control unit 11 determines the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor detected by the reactor first temperature sensor 16. Each temperature value of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the second temperature sensor 17 is acquired.

次に、ステップS50において、リアクトルL1とリアクトルL2間に配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 Next, in step S50, it is determined whether or not the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 arranged between the reactor L1 and the reactor L2 is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS50において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS60において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 When it is determined in step S50 that the reactor first temperature value SnsTL1 is equal to or less than the threshold temperature Tth , the reactor detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 in step S60. It is determined whether or not the second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth .

一方、ステップS50において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS70において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 On the other hand, when it is determined in step S50 that the reactor first temperature value SnsTL1 is higher than the threshold temperature Tth , in step S70, the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 causes the reactor second temperature sensor 17. It is determined whether or not the detected reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth .

次に、ステップS60において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS80において、制御部11は、各リアクトル間の電流の偏りは無いと判断する。 Next, when it is determined in step S60 that the second temperature value SnsTL2 of the reactor is equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S80, the control unit 11 determines that there is no bias in the current between the reactors.

一方、ステップS60において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS90において、制御部11はリアクトルL3が発熱しており、過大な電流がリアクトルL3に流れている、つまり、リアクトルL3に電流が偏っていると判断し、ステップS91において、制御部11は、制御線30eおよび制御線30fを介して第3半導体スイッチング素子対15のオンデューティを低減する。 On the other hand, when it is determined in step S60 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth , in step S90, the reactor L3 is generating heat in the control unit 11, and an excessive current is transmitted to the reactor L3. It is determined that the current is flowing, that is, the current is biased to the reactor L3, and in step S91, the control unit 11 reduces the on-duty of the third semiconductor switching element pair 15 via the control line 30e and the control line 30f. ..

次に、ステップS70において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS100において、制御部11はリアクトルL1が発熱しており、過大な電流がリアクトルL1に流れている、すなわち、リアクトルL1に電流が偏っていると判断し、ステップS101において、制御部11は、制御線30aおよび制御線30bを介して第1半導体スイッチング素子対13のオンデューティを低減する。 Next, in step S70, when the reactor second temperature value SnsTL2 is determined to be equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S100, the reactor L1 is generating heat in the control unit 11, and an excessive current flows to the reactor L1. That is, it is determined that the current is biased to the reactor L1, and in step S101, the control unit 11 reduces the on-duty of the first semiconductor switching element pair 13 via the control line 30a and the control line 30b.

一方、ステップS70において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS110において、制御部11は、リアクトルL2が発熱しており過大な電流がリアクトルL2に流れている、すなわち、電流がリアクトルL2に偏っていると判断し、ステップS111において、制御部11は、制御線30cおよび制御線30dを介して第2半導体スイッチング素子対14のオンデューティを低減する。 On the other hand, when it is determined in step S70 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth , in step S110, the control unit 11 generates heat in the reactor L2 and causes an excessive current to the reactor L2. It is determined that the current is flowing, that is, the current is biased to the reactor L2, and in step S111, the control unit 11 reduces the on-duty of the second semiconductor switching element pair 14 via the control line 30c and the control line 30d. ..

以上、実施の形態1による電力変換装置100によれば、電流センサはリアクトル数にかかわらず1個設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトル数より1つ少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出された温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する。 As described above, according to the power conversion device 100 according to the first embodiment, one current sensor may be provided regardless of the number of reactors, and the number of current sensors is one less than the number of reactors arranged between the plurality of reactors. Based on the temperature value detected by the reactor temperature sensor, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so the total number of current sensors and reactor temperature sensors for the entire power converter. This has the effect of reducing the cost of the power conversion device.

実施の形態2.
実施の形態2による電力変換装置200について、以下に説明する。
実施の形態2による電力変換装置200の回路構成を図14に示す。実施の形態2による電力変換装置200の回路構成では、実施の形態1による電力変換装置100の回路構成に加えて、冷却水の水温を検出する水温検出部40が設けられている。
Embodiment 2.
The power conversion device 200 according to the second embodiment will be described below.
FIG. 14 shows the circuit configuration of the power conversion device 200 according to the second embodiment. In the circuit configuration of the power conversion device 200 according to the second embodiment, in addition to the circuit configuration of the power conversion device 100 according to the first embodiment, a water temperature detecting unit 40 for detecting the water temperature of the cooling water is provided.

実施の形態2による電力変換装置200は水冷による冷却を前提としており、制御部11は、リアクトル用の温度センサによって検出されたリアクトル温度値に加えて、水温検出部40によって検出される冷却水の水温(以下、水温SnsTL3と呼ぶ)を取得する。 The power conversion device 200 according to the second embodiment is premised on cooling by water cooling, and the control unit 11 has the cooling water detected by the water temperature detection unit 40 in addition to the reactor temperature value detected by the temperature sensor for the reactor. The water temperature (hereinafter referred to as water temperature SnsTL3) is acquired.

実施の形態1による電力変換装置100では、各相に流れているリアクトル電流がいずれかの相のリアクトルに偏っているか否かを判定する際に、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iと、リアクトル用第1温度センサ16で検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17で検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2からなる各温度値の情報を使って制御している。 In the power conversion device 100 according to the first embodiment, the reactor current value detected by the first current sensor 22 when determining whether or not the reactor current flowing in each phase is biased to the reactor of any phase. Controlled using information of each temperature value consisting of IL and the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 and the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17. is doing.

一方、実施の形態2による電力変換装置200では、上記各温度センサからの情報に加えて、さらに、冷却水の水温SnsTL3の情報を使うことで、リアクトル過熱に対する保護の精度を一層高めることが可能となる。 On the other hand, in the power conversion device 200 according to the second embodiment, by using the information of the water temperature SnsTL3 of the cooling water in addition to the information from each of the above temperature sensors, it is possible to further improve the accuracy of protection against reactor overheating. It becomes.

図15は上記実施の形態2による電力変換装置200における制御部11のリアクトル過熱に対する保護判定アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing an example of a protection determination algorithm for reactor overheating of the control unit 11 in the power conversion device 200 according to the second embodiment.

図15のフローチャートは、図13のフローチャートの各ステップに、ステップS41、ステップS61、ステップS71が追加されて構成されている。基本的には、制御部11は、信号線31fを介して水温検出部40によって検出される冷却水の水温SnsTL3の情報を取得し、リアクトル用第1温度センサ16で検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17で検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2からなる各温度値が閾値温度Tthよりも高い場合、次のステップで閾値温度Tthよりも高いと判定された各リアクトル温度値と冷却水の水温SnsTL3とを比較し、両者の温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも高いと判定された場合、リアクトル過熱に対する保護が必要と判定し、半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減するものである。以下、図15のフローチャートについて、具体的に説明する。 The flowchart of FIG. 15 is configured by adding step S41, step S61, and step S71 to each step of the flowchart of FIG. Basically, the control unit 11 acquires the information of the water temperature SnsTL3 of the cooling water detected by the water temperature detection unit 40 via the signal line 31f, and the reactor first temperature detected by the reactor first temperature sensor 16. When each temperature value consisting of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the value SnsTL1 and the reactor second temperature sensor 17 is higher than the threshold temperature Tth , it is determined in the next step that the temperature value is higher than the threshold temperature Tth . Comparing each reactor temperature value with the water temperature SnsTL3 of the cooling water, if it is determined that the temperature difference between the two is higher than the second temperature difference value ΔT th2 , it is determined that protection against reactor overheating is necessary, and the semiconductor switching element pair It reduces the on-duty of. Hereinafter, the flowchart of FIG. 15 will be specifically described.

まず、ステップS10において、制御部11は、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iを取得する。 First, in step S10, the control unit 11 acquires the reactor current value IL detected by the first current sensor 22.

次に、ステップS20において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいか否かを判定する。ステップS20において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいと判定された場合は、電力変換装置100の全体に過大な電流が流れている状態であるため、ステップS30において、制御部11は過電流と判定し、半導体スイッチング素子対に対するオンオフ制御する動作を停止する。 Next, in step S20 , it is determined whether or not the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is1 . When it is determined in step S20 that the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is 1, an excessive current is flowing in the entire power conversion device 100, so that control is performed in step S30. The unit 11 determines that the current is overcurrent, and stops the operation of on / off control for the semiconductor switching element pair.

一方、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下と判定された場合は、ステップS40において、制御部11は、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2の各温度値を取得する。 On the other hand, when it is determined that the reactor current value IL is equal to or less than the first threshold current It th1 , in step S40, the control unit 11 determines the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor detected by the reactor first temperature sensor 16. Each temperature value of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the second temperature sensor 17 is acquired.

次に、ステップS41において、制御部11は、水温検出部40によって検出される冷却水の水温SnsTL3の情報を取得する。 Next, in step S41, the control unit 11 acquires information on the water temperature SnsTL3 of the cooling water detected by the water temperature detection unit 40.

ステップS50において、リアクトルL1とリアクトルL2間に配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 In step S50, it is determined whether or not the reactor first temperature value SnsTL1 detected by the reactor first temperature sensor 16 arranged between the reactor L1 and the reactor L2 is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS50において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS60において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 When it is determined in step S50 that the reactor first temperature value SnsTL1 is equal to or less than the threshold temperature Tth , the reactor detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 in step S60. It is determined whether or not the second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS60において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS80において、制御部11は、各リアクトル間の電流の偏りは無いと判断する。 If it is determined in step S60 that the second temperature value SnsTL2 of the reactor is equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S80, the control unit 11 determines that there is no bias in the current between the reactors.

一方、ステップS60において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS61において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも高いか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined in step S60 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth , in step S61, the temperature difference between the reactor second temperature value SnsTL2 and the water temperature SnsTL3 of the reactor second temperature value SnsTL2 is the second temperature. It is determined whether or not the difference value is higher than ΔT th2 .

ステップS61において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいと判断された場合は、ステップS90において、制御部11はリアクトルL3が発熱しており、過大な電流がリアクトルL3に流れている、つまり、リアクトルL3に電流が偏っていると判断し、ステップS91において、制御部11は、制御線30eおよび制御線30fを介して第3半導体スイッチング素子対15のオンデューティを低減する。 If it is determined in step S61 that the temperature difference between the cooling water of the reactor second temperature value SnsTL2 and the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 , the control unit 11 generates heat in the reactor L3 in step S90. It is determined that an excessive current is flowing in the reactor L3, that is, the current is biased to the reactor L3, and in step S91, the control unit 11 determines that the third semiconductor is via the control line 30e and the control line 30f. The on-duty of the switching element pair 15 is reduced.

一方、ステップS61において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下と判定された場合は、ステップS80において、制御部11は、各リアクトル間の電流の偏りは無いと判断する。 On the other hand, if it is determined in step S61 that the temperature difference between the reactor second temperature value SnsTL2 and the water temperature SnsTL3 is equal to or less than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S80, the control unit 11 moves between the reactors. It is judged that there is no bias in the current.

ステップS50において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS70において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 When it is determined in step S50 that the reactor first temperature value SnsTL1 is higher than the threshold temperature Tth , it is detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 in step S70. It is determined whether or not the second temperature value SnsTL2 of the reactor is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS70において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS71において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいか否かを判定する。 When it is determined in step S70 that the reactor second temperature value SnsTL2 is equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S71, the temperature difference of the reactor first temperature value SnsTL1 with respect to the water temperature SnsTL3 is the second temperature difference value ΔT th2 . Determine if it is greater than.

ステップS71において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいと判断された場合は、ステップS100において、制御部11はリアクトルL1が発熱しており、過大な電流がリアクトルL1に流れている、すなわち、リアクトルL1に電流が偏っていると判断し、ステップS101において、制御部11は、制御線30aおよび制御線30bを介して第1半導体スイッチング素子対13のオンデューティを低減する。 If it is determined in step S71 that the temperature difference between the cooling water of the reactor first temperature value SnsTL1 and the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 , the control unit 11 generates heat in the reactor L1 in step S100. It is determined that an excessive current is flowing in the reactor L1, that is, the current is biased to the reactor L1, and in step S101, the control unit 11 determines that the first semiconductor is via the control line 30a and the control line 30b. The on-duty of the switching element pair 13 is reduced.

一方、ステップS71において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下と判定された場合は、ステップS80において、制御部11は、各リアクトル間の電流の偏りは無いと判断する。 On the other hand, if it is determined in step S71 that the temperature difference between the reactor first temperature value SnsTL1 and the water temperature SnsTL3 is equal to or less than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S80, the control unit 11 moves between the reactors. It is judged that there is no bias in the current.

ステップS70において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS81において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいか否かおよびリアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいか否かを判定する。 If it is determined in step S70 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth , in step S81, the temperature difference of the reactor first temperature value SnsTL1 with respect to the water temperature SnsTL3 is the second temperature difference value. It is determined whether or not it is larger than ΔT th2 and whether or not the temperature difference of the reactor second temperature value SnsTL2 with respect to the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 .

ステップS81において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きく、かつ、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいと判定された場合は、ステップS110において、制御部11はリアクトルL2が発熱しており、過大な電流がリアクトルL2に流れている、すなわち、電流がリアクトルL2に偏っていると判断し、ステップS111において、制御部11は、制御線30cおよび制御線30dを介して第2半導体スイッチング素子対14のオンデューティを低減する。 In step S81, the temperature difference of the cooling water of the reactor first temperature value SnsTL1 with respect to the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 , and the temperature difference of the reactor second temperature value SnsTL2 with respect to the water temperature SnsTL3 is the second. When it is determined that the temperature difference value is larger than the two temperature difference values ΔT th2 , in step S110, the reactor L2 is generating heat in the control unit 11, and an excessive current is flowing in the reactor L2, that is, the current is transferred to the reactor L2. It is determined that the temperature is biased, and in step S111, the control unit 11 reduces the on-duty of the second semiconductor switching element pair 14 via the control line 30c and the control line 30d.

一方、ステップS81において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下で、かつ、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下と判定された場合は、ステップS80において、制御部11は、各リアクトル間の電流の偏りは無いと判断する。 On the other hand, in step S81, the temperature difference between the cooling water of the reactor first temperature value SnsTL1 and the water temperature SnsTL3 is equal to or less than the second temperature difference value ΔT th2 , and the temperature difference of the reactor second temperature value SnsTL2 with respect to the water temperature SnsTL3. When it is determined that the second temperature difference value is ΔT th2 or less, in step S80, the control unit 11 determines that there is no bias in the current between the reactors.

以上、実施の形態2による電力変換装置200によれば、実施の形態1による電力変換装置100の、電流センサはリアクトル数にかかわらず1個設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトル数より1つ少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出された温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する上に、さらに、各リアクトル用温度センサの温度値と冷却水の水温を比較することにより、より高精度な過熱保護判定が実現できるという効果も奏する。 As described above, according to the power conversion device 200 according to the second embodiment, one current sensor of the power conversion device 100 according to the first embodiment may be provided regardless of the number of reactors, and may be arranged between a plurality of reactors. Based on the temperature value detected by the reactor temperature sensor, which consists of one less number of reactors, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so that it is a power converter. Since the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced as a whole, the cost of the power converter can be reduced, and the temperature value of each reactor temperature sensor and the water temperature of the cooling water are compared. By doing so, it is possible to realize a more accurate overheat protection determination.

実施の形態3.
図16は、実施の形態3による電力変換装置300の構成図である。
実施の形態3による電力変換装置300は、第1電流センサ22が蓄電部1と磁気結合リアクトル12との間に配置されている点では実施の形態1による電力変換装置100と同じである一方、第2電流センサ23が、各リアクトルに分岐後の配線のうち中央部のリアクトルL2の第2相に至る配線上に配置されている点が異なる。その他の機能および回路構成については、実施の形態1による電力変換装置100と同等である。
Embodiment 3.
FIG. 16 is a configuration diagram of the power conversion device 300 according to the third embodiment.
The power conversion device 300 according to the third embodiment is the same as the power conversion device 100 according to the first embodiment in that the first current sensor 22 is arranged between the power storage unit 1 and the magnetically coupled reactor 12. The difference is that the second current sensor 23 is arranged on the wiring leading to the second phase of the reactor L2 in the central portion of the wiring after branching to each reactor. Other functions and circuit configurations are the same as those of the power conversion device 100 according to the first embodiment.

実施の形態3による電力変換装置300における、制御部11におけるリアクトル過熱に対する保護判定アルゴリズムの一例であるフローチャートを図17に示す。 FIG. 17 shows a flowchart which is an example of a protection determination algorithm against reactor overheating in the control unit 11 in the power conversion device 300 according to the third embodiment.

まず、ステップS210において、制御部11は、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iおよび第2電流センサ23によって検出されるリアクトルL2を流れる電流値IL2をそれぞれ取得する。 First, in step S210, the control unit 11 acquires the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 and the current value IL2 flowing through the reactor L2 detected by the second current sensor 23, respectively.

次に、ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいか否かを判定する。ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいと判定された場合は、ステップS230において、電力変換装置300に過大な電流が流れているため、制御部11は過電流と判定し、各半導体スイッチング素子対に対するオンオフ制御する動作を停止する。 Next, in step S220, it is determined whether or not the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is1 . If it is determined in step S220 that the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is 1, an excessive current is flowing through the power conversion device 300 in step S230, so that the control unit 11 is overcurrent. Is determined, and the on / off control operation for each semiconductor switching element pair is stopped.

一方、ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下と判定された場合は、ステップS240において、制御部11は、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2の各温度値を取得する。 On the other hand, when it is determined in step S220 that the reactor current value IL is equal to or less than the first threshold current Is 1, in step S240 , the control unit 11 controls the reactor first temperature detected by the reactor first temperature sensor 16. Each temperature value of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the value SnsTL1 and the reactor second temperature sensor 17 is acquired.

次に、ステップS250において、リアクトルL2に流れる電流値IL2が第2閾値電流Ith2よりも大きいか否かを判定する。ステップS250において、電流値IL2が第2閾値電流Ith2よりも大きいと判定された場合は、ステップS260において、制御部11はリアクトルL2に過大な電流が流れていると判断し、制御線30cおよび制御線30dを介して第2半導体スイッチング素子対14のオンデューティを低減する。 Next, in step S250, it is determined whether or not the current value IL2 flowing through the reactor L2 is larger than the second threshold current Is2 . If it is determined in step S250 that the current value IL2 is larger than the second threshold current Itth2 , in step S260, the control unit 11 determines that an excessive current is flowing in the reactor L2, and the control line 30c. And the on-duty of the second semiconductor switching element pair 14 is reduced via the control line 30d.

ステップS250において、電流値IL2が第2閾値電流Ith2以下と判定された場合は、ステップS270において、リアクトルL1とリアクトルL2間に配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 If it is determined in step S250 that the current value IL2 is equal to or less than the second threshold current Ith2 , the reactor detected by the reactor first temperature sensor 16 arranged between the reactor L1 and the reactor L2 in step S270. It is determined whether or not the first temperature value SnsTL1 is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS270において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS280において、制御部11は、リアクトルL1が発熱しており、過大な電流がリアクトルL1に流れている、つまり、リアクトル電流が偏っていると判断し、ステップS281において、制御部11は、制御線30aおよび制御線30bを介して第1半導体スイッチング素子対13のオンデューティを低減する。 When it is determined in step S270 that the reactor first temperature value SnsTL1 is higher than the threshold temperature Tth , in step S280, the control unit 11 generates heat in the reactor L1 and an excessive current flows to the reactor L1. That is, it is determined that the reactor current is biased, and in step S281, the control unit 11 reduces the on-duty of the first semiconductor switching element pair 13 via the control line 30a and the control line 30b.

一方、ステップS270において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS290において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 On the other hand, when the reactor first temperature value SnsTL1 is determined to be equal to or less than the threshold temperature Tth in step S270, it is detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 in step S290. It is determined whether or not the second temperature value SnsTL2 of the reactor is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS290において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS300において、制御部11は、リアクトルL3が発熱しており、過大な電流がリアクトルL3に流れている、すなわち、リアクトル電流が偏っていると判断し、ステップS301において、制御部11は、制御線30eおよび制御線30fを介して第3半導体スイッチング素子対15のオンデューティを低減する。 When it is determined in step S290 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Thth , in step S300, the control unit 11 generates heat in the reactor L3, and an excessive current flows to the reactor L3. That is, it is determined that the reactor current is biased, and in step S301, the control unit 11 reduces the on-duty of the third semiconductor switching element pair 15 via the control line 30e and the control line 30f.

一方、ステップS290において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS310において、制御部11は、磁気結合リアクトル12の各リアクトル間での電流の偏りは無いと判断する。 On the other hand, when it is determined in step S290 that the second temperature value SnsTL2 of the reactor is equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S310, the control unit 11 states that there is no current bias between the reactors of the magnetically coupled reactor 12. to decide.

以上、実施の形態3による電力変換装置300によれば、実施の形態1による電力変換装置100の、電流センサはリアクトル数にかかわらず2個設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトル数より1つ少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出された温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する上に、さらに、中央部のリアクトルL2に流れる電流を検出する第2電流センサを設けることにより、より高精度なリアクトル過熱に対する保護判定が実現できるという効果も奏する。 As described above, according to the power conversion device 300 according to the third embodiment, two current sensors of the power conversion device 100 according to the first embodiment may be provided regardless of the number of reactors, and may be arranged between the plurality of reactors. Based on the temperature value detected by the reactor temperature sensor consisting of one less than the number of reactors, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so it is a power conversion device. Since the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced as a whole, the cost of the power conversion device can be reduced, and the second current sensor that detects the current flowing through the reactor L2 in the central part is obtained. By providing the above, there is also an effect that more accurate protection determination against overheating of the reactor can be realized.

実施の形態4.
実施の形態4による電力変換装置400について、以下に説明する。
実施の形態4による電力変換装置400の回路構成は、実施の形態2による電力変換装置200と同一構成である。実施の形態4による電力変換装置400は冷却水による冷却を前提としており、制御部11は、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iと、リアクトル用第1温度センサ16で検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17で検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2からなる各温度値に加えて、水温検出部40によって検出される冷却水の水温SnsTL3を取得する。
Embodiment 4.
The power conversion device 400 according to the fourth embodiment will be described below.
The circuit configuration of the power conversion device 400 according to the fourth embodiment is the same as that of the power conversion device 200 according to the second embodiment. The power conversion device 400 according to the fourth embodiment is premised on cooling with cooling water, and the control unit 11 is detected by the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 and the first temperature sensor 16 for the reactor. In addition to each temperature value consisting of the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor second temperature sensor 17, the water temperature SnsTL3 of the cooling water detected by the water temperature detection unit 40 is acquired. ..

実施の形態1による電力変換装置100では、各相に流れているリアクトル電流が偏っているか否かを判定する際に、上述のリアクトル電流値Iとリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2の各リアクトル温度情報を使って制御していたが、実施の形態4による電力変換装置400では、さらに、冷却水の水温SnsTL3の情報および第2電流センサ23の電流値IL2を使うことで、リアクトル過熱に対する保護の精度を高める点に特徴がある。 In the power conversion device 100 according to the first embodiment, when it is determined whether or not the reactor current flowing in each phase is biased, it is detected by the above-mentioned reactor current value IL and the first temperature sensor 16 for the reactor. Control was performed using each reactor temperature information of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature sensor 17, but in the power conversion device 400 according to the fourth embodiment, the control is further performed. By using the information of the water temperature SnsTL3 of the cooling water and the current value IL2 of the second current sensor 23, it is characterized in that the accuracy of protection against overheating of the reactor is improved.

図18は実施の形態4による電力変換装置400における制御部11におけるリアクトル過熱に対する保護判定アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
図18のフローチャートでは、図17のフローチャートにステップS241、ステップS271、ステップS291が追加されている。
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a protection determination algorithm against reactor overheating in the control unit 11 in the power conversion device 400 according to the fourth embodiment.
In the flowchart of FIG. 18, step S241, step S271, and step S291 are added to the flowchart of FIG.

基本的には、制御部11は、水温検出部40によって検出される冷却水の水温SnsTL3の温度を取得し、リアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高い場合、次のステップで閾値温度Tthよりも高いと判定された各温度値、すなわち、リアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル第2温度値SnsTL2と冷却水の水温SnsTL3とを比較して、両者の温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも高いと判定された場合、リアクトル過熱に対する保護判定を行い、オンデューティを低減するものである。以下、図18のフローチャートについて、具体的に説明する。 Basically, the control unit 11 acquires the temperature of the water temperature SnsTL3 of the cooling water detected by the water temperature detection unit 40, and the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature value SnsTL2 are higher than the threshold temperature Tth . In this case, each temperature value determined to be higher than the threshold temperature Tth in the next step, that is, the reactor first temperature value SnsTL1 and the reactor second temperature value SnsTL2 and the water temperature SnsTL3 of the cooling water are compared with each other. When it is determined that the temperature difference is higher than the second temperature difference value ΔT th2 , a protection determination against overheating of the reactor is performed to reduce the on-duty. Hereinafter, the flowchart of FIG. 18 will be specifically described.

まず、ステップS210において、制御部11は、第1電流センサ22によって検出されるリアクトル電流値Iおよび第2電流センサ23によって検出されるリアクトルL2を流れる電流値IL2をそれぞれ取得する。 First, in step S210, the control unit 11 acquires the reactor current value IL detected by the first current sensor 22 and the current value IL2 flowing through the reactor L2 detected by the second current sensor 23, respectively.

次に、ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいか否かを判定する。ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1よりも大きいと判定された場合は、ステップS230において、電力変換装置300に過大な電流が流れているため、制御部11は過電流と判定し、各半導体スイッチング素子対に対するオンオフ制御する動作を停止する。 Next, in step S220, it is determined whether or not the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is1 . If it is determined in step S220 that the reactor current value IL is larger than the first threshold current Is 1, an excessive current is flowing through the power conversion device 300 in step S230, so that the control unit 11 is overcurrent. Is determined, and the on / off control operation for each semiconductor switching element pair is stopped.

一方、ステップS220において、リアクトル電流値Iが第1閾値電流Ith1以下と判定された場合は、ステップS240において、制御部11は、リアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1およびリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2の各温度値を取得する。 On the other hand, when it is determined in step S220 that the reactor current value IL is equal to or less than the first threshold current Is 1, in step S240 , the control unit 11 controls the reactor first temperature detected by the reactor first temperature sensor 16. Each temperature value of the reactor second temperature value SnsTL2 detected by the value SnsTL1 and the reactor second temperature sensor 17 is acquired.

次に、ステップS241において、制御部11は、水温検出部40によって検出される冷却水の水温SnsTL3の情報を取得する。 Next, in step S241, the control unit 11 acquires information on the water temperature SnsTL3 of the cooling water detected by the water temperature detection unit 40.

次に、ステップS250において、リアクトルL2に流れる電流値IL2が第2閾値電流Ith2よりも大きいか否かを判定する。ステップS250において、電流値IL2が第2閾値電流Ith2よりも大きいと判定された場合は、ステップS260において、制御部11はリアクトルL2に過大な電流が流れていると判断し、制御線30cおよび制御線30dを介して第2半導体スイッチング素子対14のオンデューティを低減する。 Next, in step S250, it is determined whether or not the current value IL2 flowing through the reactor L2 is larger than the second threshold current Is2 . If it is determined in step S250 that the current value IL2 is larger than the second threshold current Itth2 , in step S260, the control unit 11 determines that an excessive current is flowing in the reactor L2, and the control line 30c. And the on-duty of the second semiconductor switching element pair 14 is reduced via the control line 30d.

ステップS250において、リアクトルに流れる電流値IL2が第2閾値電流Ith2以下と判定された場合は、ステップS270において、リアクトルL1とリアクトルL2間に配置されているリアクトル用第1温度センサ16によって検出されるリアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 When it is determined in step S250 that the current value IL2 flowing through the reactor is equal to or less than the second threshold current Ith2 , it is detected by the first temperature sensor 16 for the reactor arranged between the reactor L1 and the reactor L2 in step S270. It is determined whether or not the reactor first temperature value SnsTL1 to be generated is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS270において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS271において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいか否かを判定する。 If it is determined in step S270 that the reactor first temperature value SnsTL1 is higher than the threshold temperature Tth , in step S271, the temperature difference of the reactor second temperature value SnsTL2 with respect to the water temperature SnsTL3 is the second temperature difference value. It is determined whether or not it is larger than ΔT th2 .

ステップS271において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下と判断された場合は、ステップS310において、制御部11は、磁気結合リアクトル12の各リアクトル間での電流の偏りは無いと判断する。 If it is determined in step S271 that the temperature difference of the second temperature value SnsTL2 of the reactor with respect to the water temperature SnsTL3 is equal to or less than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S310, the control unit 11 controls each of the magnetically coupled reactors 12. It is judged that there is no current bias between the reactors.

一方、ステップS271において、リアクトル第2温度値SnsTL2の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいと判断された場合は、ステップS280において、制御部11はリアクトルL1が発熱しており、過大な電流がリアクトルL1に流れている、すなわち、リアクトルL1に電流が偏っていると判断し、ステップS281において、制御部11は、制御線30aおよび制御線30bを介して第1半導体スイッチング素子対13のオンデューティを低減する。 On the other hand, if it is determined in step S271 that the temperature difference between the reactor second temperature value SnsTL2 and the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S280, the control unit 11 has the reactor L1. It is determined that the heat is generated and an excessive current is flowing in the reactor L1, that is, the current is biased to the reactor L1, and in step S281, the control unit 11 is set via the control line 30a and the control line 30b. 1 Reduce the on-duty of the semiconductor switching element pair 13.

ステップS270において、リアクトル第1温度値SnsTL1が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS290において、リアクトルL2とリアクトルL3間に配置されているリアクトル用第2温度センサ17によって検出されるリアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いか否かを判定する。 When the reactor first temperature value SnsTL1 is determined to be equal to or less than the threshold temperature Tth in step S270, the reactor detected by the reactor second temperature sensor 17 arranged between the reactor L2 and the reactor L3 in step S290. It is determined whether or not the second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth .

ステップS290において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tth以下と判定された場合は、ステップS310において、制御部11は、磁気結合リアクトル12の各リアクトル間での電流の偏りは無いと判断する。 If it is determined in step S290 that the second temperature value SnsTL2 of the reactor is equal to or less than the threshold temperature Tth , in step S310, the control unit 11 determines that there is no current bias between the reactors of the magnetically coupled reactor 12. ..

一方、ステップS290において、リアクトル第2温度値SnsTL2が閾値温度Tthよりも高いと判定された場合は、ステップS291において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいか否かを判定する。 On the other hand, when it is determined in step S290 that the reactor second temperature value SnsTL2 is higher than the threshold temperature Tth , in step S291, the temperature difference of the reactor first temperature value SnsTL1 with respect to the water temperature SnsTL3 is the second temperature. It is determined whether or not the difference value is larger than ΔT th2 .

ステップS291において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2以下と判断された場合は、ステップS310において、制御部11は、磁気結合リアクトル12の各リアクトル間での電流の偏りは無いと判断する。 If it is determined in step S291 that the temperature difference between the cooling water of the reactor first temperature value SnsTL1 and the water temperature SnsTL3 is equal to or less than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S310, the control unit 11 controls each of the magnetically coupled reactors 12. It is judged that there is no current bias between the reactors.

一方、ステップS291において、リアクトル第1温度値SnsTL1の冷却水の水温SnsTL3に対する温度差が第2温度差分値ΔTth2よりも大きいと判定された場合は、ステップS300において、制御部11は、リアクトルL3が発熱しており、過大な電流がリアクトルL3に流れている、すなわち、リアクトル電流が偏っていると判断し、ステップS301において、制御部11は、制御線30eおよび制御線30fを介して第3半導体スイッチング素子対15のオンデューティを低減する。 On the other hand, if it is determined in step S291 that the temperature difference between the reactor first temperature value SnsTL1 and the water temperature SnsTL3 is larger than the second temperature difference value ΔT th2 , in step S300, the control unit 11 controls the reactor L3. Is generating heat, and an excessive current is flowing in the reactor L3, that is, it is determined that the reactor current is biased. In step S301, the control unit 11 determines that the reactor current is biased. The on-duty of the semiconductor switching element pair 15 is reduced.

以上、実施の形態4による電力変換装置400によれば、実施の形態1による電力変換装置100の、電流センサはリアクトル数にかかわらず2個設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトル数より1つ少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出された温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する上に、さらに、中央部のリアクトルL2に流れる電流を検出する第2電流センサを設け、かつ、各リアクトル用温度センサの温度値と冷却水の水温とを比較することにより、より高精度な過熱保護判定が実現できるという効果も奏する。 As described above, according to the power conversion device 400 according to the fourth embodiment, two current sensors of the power conversion device 100 according to the first embodiment may be provided regardless of the number of reactors, and may be arranged between the plurality of reactors. Based on the temperature value detected by the reactor temperature sensor consisting of one less than the number of reactors, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so it is a power conversion device. Since the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced as a whole, the cost of the power conversion device can be reduced, and the second current sensor that detects the current flowing through the reactor L2 in the central part is obtained. And by comparing the temperature value of each reactor temperature sensor with the water temperature of the cooling water, it is possible to realize more accurate overheat protection determination.

実施の形態5.
実施の形態1~4による電力変換装置の昇圧コンバータは3相インターリーブ方式としているが、本開示による電力変換装置はこれに限るものではなく、例えば、電力変換装置の昇圧コンバータが4相以上のインターリーブ構成でもよい。
実施の形態5による電力変換装置500の概略構成を図19に示す。
Embodiment 5.
The boost converter of the power converter according to the first to fourth embodiments has a three-phase interleave method, but the power converter according to the present disclosure is not limited to this. For example, the boost converter of the power converter has four or more phases of interleaving. It may be configured.
FIG. 19 shows a schematic configuration of the power conversion device 500 according to the fifth embodiment.

実施の形態5による電力変換装置500では、4相インターリーブ構成の昇圧コンバータにおいて、リアクトルL1とリアクトルL2は第1磁気結合リアクトル12a、リアクトルL3とリアクトルL4は第2磁気結合リアクトル12bとして構成され、各リアクトル間、すなわち、リアクトルL1とリアクトルL2との間の熱干渉を受けるようにリアクトル用第1温度センサ16が配置され、リアクトルL3とリアクトルL4との間の熱干渉を受けるようにリアクトル用第2温度センサ17が配置される。また、リアクトルL4に接続される第7半導体スイッチング素子35および第8半導体スイッチング素子36が設けられている。 In the power conversion device 500 according to the fifth embodiment, in the boost converter having a four-phase interleave configuration, the reactor L1 and the reactor L2 are configured as the first magnetically coupled reactor 12a, and the reactors L3 and the reactor L4 are configured as the second magnetically coupled reactor 12b. The first temperature sensor 16 for the reactor is arranged so as to receive thermal interference between the reactors, that is, between the reactor L1 and the reactor L2, and the second reactor for the reactor so as to receive the thermal interference between the reactor L3 and the reactor L4. The temperature sensor 17 is arranged. Further, a seventh semiconductor switching element 35 and an eighth semiconductor switching element 36 connected to the reactor L4 are provided.

第1電流センサ22は、蓄電部1の正極側と磁気結合リアクトル12との間に接続され、リアクトル分岐前の電流値、すなわち、第1磁気結合リアクトル12aおよび第2磁気結合リアクトル12bの全体を流れる電流を総和したリアクトル電流値Iを検出するように配置されている。 The first current sensor 22 is connected between the positive electrode side of the power storage unit 1 and the magnetically coupled reactor 12, and the current value before the reactor branches, that is, the entire first magnetically coupled reactor 12a and the second magnetically coupled reactor 12b. It is arranged so as to detect the reactor current value IL which is the sum of the flowing currents.

一方、第3電流センサ24は、第1磁気結合リアクトル12aのうちリアクトルL2に流れる電流値IL2を検出し、第4電流センサ25は第2磁気結合リアクトル12bのうちリアクトルL3に流れる電流値IL3を検出する。 On the other hand, the third current sensor 24 detects the current value IL2 flowing through the reactor L2 in the first magnetically coupled reactor 12a, and the fourth current sensor 25 detects the current value I L2 flowing through the reactor L3 in the second magnetically coupled reactor 12b. L3 is detected.

リアクトルL2の第2相およびリアクトルL3の第3相に流れる電流値については、第3電流センサ24および第4電流センサ25によってそれぞれ検出され、リアクトルL1の第1相、リアクトルL4の第4相に流れる電流値はリアクトル用第1温度センサ16およびリアクトル用第2温度センサ17にて判断する。これにより、電流センサの個数は昇圧コンバータの相数以下、すなわち、昇圧コンバータの相数をNとした場合、電流センサの個数はN-1個以下にもかかわらず、過大な電流によって生じる各リアクタでの発熱と、発熱に伴う故障を抑制することができる。 The current values flowing in the second phase of the reactor L2 and the third phase of the reactor L3 are detected by the third current sensor 24 and the fourth current sensor 25, respectively, and are used in the first phase of the reactor L1 and the fourth phase of the reactor L4. The flowing current value is determined by the reactor first temperature sensor 16 and the reactor second temperature sensor 17. As a result, the number of current sensors is less than or equal to the number of phases of the boost converter, that is, when the number of phases of the boost converter is N, the number of current sensors is N-1 or less, but each reactor generated by an excessive current. It is possible to suppress the heat generation in the engine and the failure caused by the heat generation.

以上、実施の形態5による電力変換装置500によれば、電流センサはリアクトル数より少ない個数を設ければよく、また、複数のリアクトルの間に配置されたリアクトル数より少ない個数からなるリアクトル用温度センサによって検出された温度値に基づき、複数のリアクトルのいずれかに偏って過大な電流が流れているか否かを検出するので、電力変換装置全体として電流センサおよびリアクトル用温度センサの総数が低減できるため、電力変換装置のコスト削減が可能になるという効果を奏する。 As described above, according to the power conversion device 500 according to the fifth embodiment, the number of current sensors may be smaller than the number of reactors, and the reactor temperature is composed of a number smaller than the number of reactors arranged between the plurality of reactors. Based on the temperature value detected by the sensor, it detects whether or not an excessive current is flowing in one of multiple reactors, so that the total number of current sensors and reactor temperature sensors can be reduced for the entire power converter. Therefore, the effect is that the cost of the power conversion device can be reduced.

なお、上述の実施の形態1~5による各電力変換装置の構成では、制御部11は、機能ブロックとして説明されているが、制御部11を格納するハードウエアとしての構成の一例を図20に示す。ハードウエア800は、プロセッサ801と記憶装置802から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。 Although the control unit 11 is described as a functional block in the configuration of each power conversion device according to the above-described first to fifth embodiments, FIG. 20 shows an example of the configuration as hardware for storing the control unit 11. show. The hardware 800 includes a processor 801 and a storage device 802. Although the storage device is not shown, it includes a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory.

また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ801は、記憶装置802から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ801にプログラムが入力される。また、プロセッサ801は、演算結果等のデータを記憶装置802の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。 Further, the auxiliary storage device of the hard disk may be provided instead of the flash memory. The processor 801 executes the program input from the storage device 802. In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor 801 via the volatile storage device. Further, the processor 801 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 802, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.

本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。 The present disclosure describes various exemplary embodiments and examples, although the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are those of a particular embodiment. It is not limited to application, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.

従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

1 蓄電部、2 入力用コンデンサ、3 第1半導体スイッチング素子、4 第2半導体スイッチング素子、5 第3半導体スイッチング素子、6 第4半導体スイッチング素子、7 第5半導体スイッチング素子、8 第6半導体スイッチング素子、9 平滑用コンデンサ、10 負荷、11 制御部、12 磁気結合リアクトル、12a 第1磁気結合リアクトル、12b 第2磁気結合リアクトル、13 第1半導体スイッチング素子対、14 第2半導体スイッチング素子対、15 第3半導体スイッチング素子対、16 リアクトル用第1温度センサ、17 リアクトル用第2温度センサ、20 入力電圧検出回路、21 出力電圧検出回路、22 第1電流センサ、23 第2電流センサ、24 第3電流センサ、25 第4電流センサ、26,27,28 電流センサ、30a~30f 制御線、31a~31f 信号線、35 第7半導体スイッチング素子、36 第8半導体スイッチング素子、40 水温検出部、100、110、150、200、300、400、500 電力変換装置、800 ハードウエア、801 プロセッサ、802 記憶装置 1 Current storage unit, 2 Input capacitor, 3 1st semiconductor switching element, 4 2nd semiconductor switching element, 5 3rd semiconductor switching element, 6 4th semiconductor switching element, 7 5th semiconductor switching element, 8 6th semiconductor switching element , 9 Smoothing capacitor, 10 Load, 11 Control unit, 12 Magnetic coupling reactor, 12a 1st magnetic coupling reactor, 12b 2nd magnetic coupling reactor, 13 1st semiconductor switching element pair, 14 2nd semiconductor switching element pair, 15th 3 semiconductor switching element pairs, 16 first temperature sensor for reactor, 17 second temperature sensor for reactor, 20 input voltage detection circuit, 21 output voltage detection circuit, 22 first current sensor, 23 second current sensor, 24 third current Sensor, 25 4th current sensor, 26, 27, 28 current sensor, 30a to 30f control line, 31a to 31f signal line, 35 7th semiconductor switching element, 36 8th semiconductor switching element, 40 water temperature detector, 100, 110 , 150, 200, 300, 400, 500 power converter, 800 hardware, 801 processor, 802 storage device

Claims (18)

Nが3以上であるN相の昇圧コンバータからなる電力変換装置であって、
前記N相にそれぞれ対応して設けられる、複数の半導体スイッチング素子からなる半導体スイッチング素子対と、
前記N相にそれぞれ対応するN個のリアクトルと、
前記N個のリアクトル間にそれぞれ配置されN-1個リアクトル用温度センサと、
前記リアクトル用温度センサによって検出されるリアクトル温度値に基づき、前記半導体スイッチング素子対をオンオフ制御する制御部と、
を備える電力変換装置。
A power conversion device consisting of an N-phase boost converter having N of 3 or more.
A semiconductor switching element pair composed of a plurality of semiconductor switching elements provided corresponding to each of the N phases,
N reactors corresponding to each of the N phases and
N - 1 temperature sensors for reactors, which are arranged between the N reactors, and
A control unit that controls on / off of the semiconductor switching element pair based on the reactor temperature value detected by the reactor temperature sensor.
A power converter equipped with.
入力電源から前記N個のリアクトルへと流れる電流の総和を検出する第1電流センサをさらに備える請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, further comprising a first current sensor for detecting the total current flowing from the input power supply to the N reactors. 前記N相の昇圧コンバータは3相のインターリーブ構成であって、
前記N個のリアクトルは、第1リアクトル、第3リアクトル、前記第1リアクトルと前記第3リアクトルとの間に位置する第2リアクトルからなり、
前記リアクトル用温度センサのうちリアクトル用第1温度センサは前記第1リアクトルと前記第2リアクトルとの間に設けられ、リアクトル第1温度値を検出し、
前記リアクトル用温度センサのうちリアクトル用第2温度センサは前記第2リアクトルと前記第3リアクトルとの間に設けられ、リアクトル第2温度値を検出することを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
The N-phase boost converter has a three-phase interleaved configuration.
The N reactors consist of a first reactor, a third reactor, and a second reactor located between the first reactor and the third reactor.
Among the reactor temperature sensors, the reactor first temperature sensor is provided between the first reactor and the second reactor, and detects the reactor first temperature value.
The electric power according to claim 2, wherein the second temperature sensor for the reactor among the temperature sensors for the reactor is provided between the second reactor and the third reactor and detects the second temperature value of the reactor. Converter.
前記リアクトルは磁気結合リアクトルであることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3, wherein the reactor is a magnetically coupled reactor. 前記第1電流センサによって検出される電流値が第1閾値電流よりも大きい場合は、
前記制御部は前記半導体スイッチング素子対をオンオフ制御する動作を停止することを特徴とする請求項3または4に記載の電力変換装置。
When the current value detected by the first current sensor is larger than the first threshold current,
The power conversion device according to claim 3 or 4, wherein the control unit stops an operation for controlling on / off of the semiconductor switching element pair.
前記第2リアクトルに流れる電流値を検出する第2電流センサをさらに備える請求項3から5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a second current sensor for detecting a current value flowing through the second reactor. 前記第2電流センサによって検出される電流値が第2閾値電流よりも大きい場合は、
前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。
When the current value detected by the second current sensor is larger than the second threshold current,
The power conversion device according to claim 6, wherein the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the second phase.
前記リアクトル第1温度値の前記リアクトル第2温度値に対する温度差が第1温度差分値よりも大きい場合は、
前記制御部は第1相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
When the temperature difference between the reactor first temperature value and the reactor second temperature value is larger than the first temperature difference value,
The power conversion device according to any one of claims 3 to 7, wherein the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the first phase.
前記リアクトル第2温度値の前記リアクトル第1温度値に対する温度差が第1温度差分値よりも大きい場合は、
前記制御部は第3相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
When the temperature difference between the reactor second temperature value and the reactor first temperature value is larger than the first temperature difference value,
The power conversion device according to any one of claims 3 to 7, wherein the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the third phase.
前記リアクトル第1温度値および前記リアクトル第2温度値がそれぞれ閾値温度よりも高い場合は、
前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
When the reactor first temperature value and the reactor second temperature value are higher than the threshold temperature, respectively,
The power conversion device according to any one of claims 3 to 7, wherein the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the second phase.
前記第1電流センサによって検出される電流値が第1閾値電流以下で、かつ、前記リアクトル第1温度値が閾値温度以下であり、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度以下である場合は、前記制御部は、前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、前記制御部は、第3相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The current value detected by the first current sensor is equal to or less than the first threshold current, and the first temperature value of the reactor is equal to or less than the threshold temperature.
When the second reactor temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the control unit determines that there is no current bias between the reactors.
When the second temperature value of the reactor is higher than the threshold temperature, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the third phase, according to any one of claims 3 to 7. The power conversion device according to item 1.
前記リアクトル第1温度値が閾値温度よりも高く、かつ、前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度以下である場合は、前記制御部は第1相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減することを特徴とする請求項11に記載の電力変換装置。
When the reactor first temperature value is higher than the threshold temperature and the reactor second temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the first phase. death,
The power conversion device according to claim 11, wherein when the reactor second temperature value is higher than the threshold temperature, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the second phase. ..
冷却水の水温を検出する水温検出部をさらに備え、
前記第1電流センサによって検出される電流値が第1閾値電流以下で、かつ、前記リアクトル第1温度値が閾値温度以下であり、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、さらに、前記リアクトル第2温度値と前記水温とを比較し、
前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差が第2温度差分値よりも大きい場合は、前記制御部は第3相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
Further equipped with a water temperature detection unit that detects the water temperature of the cooling water,
The current value detected by the first current sensor is equal to or less than the first threshold current, and the first temperature value of the reactor is equal to or less than the threshold temperature.
When the second reactor temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the control unit determines that there is no current bias between the reactors.
When the reactor second temperature value is higher than the threshold temperature, the reactor second temperature value is further compared with the water temperature.
When the temperature difference between the reactor second temperature value and the water temperature is larger than the second temperature difference value, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the third phase.
According to claim 3, when the temperature difference between the reactor second temperature value and the water temperature is equal to or less than the second temperature difference value, the control unit determines that there is no current bias between the reactors. 7. The power conversion device according to any one of 7.
前記リアクトル第1温度値が閾値温度よりも高い場合に、さらに、前記リアクトル第2温度値と前記閾値温度とを比較し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度以下の場合は、さらに、前記リアクトル第1温度値と前記水温とを比較し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値よりも大きい場合は、前記制御部は第1相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項13に記載の電力変換装置。
When the reactor first temperature value is higher than the threshold temperature, the reactor second temperature value and the threshold temperature are further compared.
When the reactor second temperature value is equal to or less than the threshold temperature, the reactor first temperature value and the water temperature are further compared.
When the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature is larger than the second temperature difference value, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the first phase.
13. The thirteenth aspect of the present invention is characterized in that when the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature is equal to or less than the second temperature difference value, the control unit determines that there is no current bias between the reactors. The power converter described.
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、さらに、前記リアクトル第1温度値と前記水温および前記リアクトル第2温度値と前記水温とをそれぞれ比較し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差および前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差がともに前記第2温度差分値よりも大きい場合は、前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差および前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差がともに前記第2温度差分値以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項14に記載の電力変換装置。
When the reactor second temperature value is higher than the threshold temperature, the reactor first temperature value and the water temperature and the reactor second temperature value and the water temperature are further compared, respectively.
When the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature and the temperature difference between the reactor second temperature value and the water temperature are both larger than the second temperature difference value, the control unit is a semiconductor corresponding to the second phase. Reduces the on-duty of switching element pairs,
When the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature and the temperature difference between the reactor second temperature value and the water temperature are both equal to or less than the second temperature difference value, the control unit has a current bias between the reactors. The power conversion device according to claim 14, wherein the power conversion device is determined to be absent.
前記第1電流センサによって検出される電流値が第1閾値電流以下で、かつ、前記第2電流センサによって検出される電流値が第2閾値電流よりも大きい場合は、前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記第2電流センサによって検出される電流値が前記第2閾値電流以下である場合は、さらに、前記リアクトル第1温度値と閾値温度とを比較し、
前記リアクトル第1温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、前記制御部は第1相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第1温度値が前記閾値温度以下である場合は、さらに、前記リアクトル第2温度値と前記閾値温度とを比較し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも大きい場合は、前記制御部は第3相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項6または7に記載の電力変換装置。
When the current value detected by the first current sensor is equal to or less than the first threshold current and the current value detected by the second current sensor is larger than the second threshold current, the control unit is in the second phase. Reduces the on-duty of the corresponding semiconductor switching element pair,
When the current value detected by the second current sensor is equal to or less than the second threshold current, the reactor first temperature value and the threshold temperature are further compared.
When the first temperature value of the reactor is higher than the threshold temperature, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the first phase.
When the reactor first temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the reactor second temperature value is further compared with the threshold temperature.
When the second temperature value of the reactor is larger than the threshold temperature, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the third phase.
The power conversion device according to claim 6 or 7, wherein when the reactor second temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the control unit determines that there is no current bias between the reactors.
冷却水の水温を検出する水温検出部をさらに備え、
前記第1電流センサによって検出される電流値が第1閾値電流以下で、かつ、前記第2電流センサによって検出される電流値が第2閾値電流よりも高い場合は、前記制御部は第2相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記第2電流センサによって検出される電流値が前記第2閾値電流以下である場合は、前記リアクトル第1温度値と閾値温度とを比較し、
前記リアクトル第1温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、さらに、前記リアクトル第2温度値と前記水温とを比較し、
前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差が第2温度差分値よりも大きい場合は、前記制御部は第1相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第2温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項6または7に記載の電力変換装置。
Further equipped with a water temperature detection unit that detects the water temperature of the cooling water,
When the current value detected by the first current sensor is equal to or less than the first threshold current and the current value detected by the second current sensor is higher than the second threshold current, the control unit is in the second phase. Reduces the on-duty of the corresponding semiconductor switching element pair,
When the current value detected by the second current sensor is equal to or less than the second threshold current, the reactor first temperature value and the threshold temperature are compared.
When the reactor first temperature value is higher than the threshold temperature, the reactor second temperature value and the water temperature are further compared.
When the temperature difference between the reactor second temperature value and the water temperature is larger than the second temperature difference value, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the first phase.
6. 7. The power conversion device according to 7.
前記リアクトル第1温度値が前記閾値温度以下である場合は、前記リアクトル第2温度値と前記閾値温度とを比較し、
前記リアクトル第2温度値が前記閾値温度よりも高い場合は、さらに、前記リアクトル第1温度値と前記水温とを比較し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値よりも大きい場合は、前記制御部は第3相に対応する半導体スイッチング素子対のオンデューティを低減し、
前記リアクトル第1温度値の前記水温に対する温度差が前記第2温度差分値以下である場合は、前記制御部は前記リアクトル間で電流の偏りは無いと判断することを特徴とする請求項17に記載の電力変換装置。
When the reactor first temperature value is equal to or lower than the threshold temperature, the reactor second temperature value is compared with the threshold temperature.
When the reactor second temperature value is higher than the threshold temperature, the reactor first temperature value and the water temperature are further compared.
When the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature is larger than the second temperature difference value, the control unit reduces the on-duty of the semiconductor switching element pair corresponding to the third phase.
17 is characterized in that, when the temperature difference between the reactor first temperature value and the water temperature is equal to or less than the second temperature difference value, the control unit determines that there is no current bias between the reactors. The power converter described.
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