專利名稱：逆變器裝置和逆變器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備連接于直流電源與逆變器之間的充電裝置及開關(guān)裝置的并聯(lián)電路；以及將用于通過切換把直流電壓變換為三相偽交流電壓的開關(guān)元件群設(shè)在模制組件內(nèi)部而形成的逆變器模塊。
背景技術(shù)：
近幾年，作為電動汽車用的空調(diào)裝置，正在開發(fā)安裝了用電池電源驅(qū)動的電動壓縮機(jī)的空調(diào)裝置。如圖7所示，該空調(diào)裝置由電池(直流電源)401、逆變器裝置408和電動壓縮機(jī)410構(gòu)成。
所述逆變器裝置408包括作為與電池401串聯(lián)連接的開關(guān)裝置的開關(guān)器402；與該開關(guān)器402并聯(lián)、并由電阻404和開關(guān)器403構(gòu)成的充電裝置411；通過把開關(guān)元件414和吸收操作過電壓用的省略圖示的二極管所構(gòu)成的開關(guān)元件群412模制于模制組件415內(nèi)部而構(gòu)成的逆變器模塊405；和電容器406。另外，所述逆變器模塊405的開關(guān)元件群412是用于把電池401的直流電壓變換為三相偽交流電壓之后，施加在電動壓縮機(jī)410上而驅(qū)動該電動壓縮機(jī)410的電動機(jī)的部件。
所述電容器406是用于向開關(guān)元件群412穩(wěn)定地供給電壓的部件。另外，所述充電裝置411的電阻404是在施加電池401的直流電壓之際，用于抑制流入電容器406的沖擊電流的部件。即，由于該電阻404的存在，在連接電池401時，通過打開所述開關(guān)器402而閉合開關(guān)器403，經(jīng)由該電阻404流過電流，從而可以抑制施加電池401的電壓時所產(chǎn)生的沖擊電流(例如，參照特許第3341327號公報)。
但是，在這種空調(diào)裝置中，盡管由省略圖示的控制裝置來發(fā)出打開開關(guān)器402的指令，但由于熔敷，有開關(guān)器402仍然為閉合的狀態(tài)的可能性。因此，以往，在開關(guān)器402的前后設(shè)置分壓電阻，通過檢測該分壓電阻的端子電壓來確認(rèn)開關(guān)器402的熔敷的產(chǎn)生。即，在成為開關(guān)器402前段與電池401之間位置的正極線416與負(fù)極線418之間、以及成為開關(guān)器402后段與開關(guān)元件群412之間位置的正極線416與電池401的負(fù)極線418之間，分別連接電壓檢測電路，把每一個電壓檢測電路所檢測的電壓輸入到控制器。
在此，在電池401被連接的狀態(tài)下，與開關(guān)器402的開閉狀態(tài)無關(guān)，從開關(guān)器402前段的電壓檢測電路向控制器輸入的電壓近似變?yōu)殡姵?01的電壓。并且，如果開關(guān)器402已經(jīng)打開，則向控制器輸入的來自開關(guān)器402后段的電壓檢測電路的電壓變?yōu)榱?；在開關(guān)器402被閉合的狀態(tài)下，電壓變?yōu)閹缀跸嗤趤碜蚤_關(guān)器402前段側(cè)的電壓檢測電路的電壓(多少有點電壓降)。由此，由輸入到控制器的開關(guān)器402前后的電壓檢測電路的電壓，可以檢測出開關(guān)器402的開閉狀態(tài)。因此，可以判斷盡管由控制器進(jìn)行開關(guān)器402打開的控制，但開關(guān)器402處于閉合狀態(tài)、所謂的開關(guān)器402的熔敷。
然而，如上所述，在逆變器裝置408中設(shè)置有大電容的電容器406，由于該電容器406的放電電壓，測定電壓不會立即降低，所以不能早期檢測出開關(guān)器402的熔敷。
另一方面，在這樣的空調(diào)裝置中，在電池401反向連接的情況下，損壞電容器406或開關(guān)元件群412。另外，在人接觸電池401的端子的情況下，由于電容器406的充電電荷，會產(chǎn)生觸電等不適的現(xiàn)象。為了防止這些，在以往也有在充電裝置411安裝電容器406側(cè)成為正向的二極管的構(gòu)成。
然而，該二極管的追加也會導(dǎo)致裝置全體的尺寸擴(kuò)大。另一方面，特別是在電動汽車用空調(diào)裝置中，由于為了驅(qū)動電動壓縮機(jī)而安裝在車輛上，故除了必須安裝在設(shè)置空間有限的狹窄發(fā)動機(jī)室內(nèi)的關(guān)系，還不允許有關(guān)尺寸擴(kuò)大，反而有必要謀求進(jìn)一步的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以往的技術(shù)問題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種可以早期檢測出開關(guān)裝置的熔敷的逆變器裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種可以謀求設(shè)置空間的縮小的逆變器模塊。
即，本發(fā)明的逆變器裝置，其包括連接在直流電源與逆變器之間的充電裝置和開關(guān)裝置的并聯(lián)電路，其中包括從直流電源經(jīng)充電裝置而被充電的電容器；該電容器的放電用電阻；檢測開關(guān)裝置的后段電壓的電壓檢測電路；和連接在該電壓檢測電路與電容器之間、并將電容器一側(cè)作為正向的二極管。
另外，本發(fā)明的逆變器裝置，其中，在上述發(fā)明中包括根據(jù)電壓檢測電路所檢測的電壓，判斷開關(guān)裝置的熔敷的控制裝置。
此外，本發(fā)明的逆變器裝置，其中，在上述發(fā)明中控制裝置比較開關(guān)裝置前段的電壓與電壓檢測電路所檢測的電壓，在其差為規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，判斷開關(guān)裝置為熔敷。
根據(jù)本發(fā)明，由于是具備連接在直流電源與逆變器之間的充電裝置和開關(guān)裝置的并聯(lián)電路的逆變器裝置，其中包括從直流電源經(jīng)充電裝置而被充電的電容器；該電容器的放電用電阻；檢測開關(guān)裝置的后段電壓的電壓檢測電路；連接在該電壓檢測電路與電容器之間、并將電容器一側(cè)作為正向的二極管；所以通過該二極管，即使在電容器完全放電之前，只要開關(guān)裝置為正常切斷，電壓檢測電路的電壓值就瞬間下降。
另一方面，在開關(guān)裝置為熔敷的情況下，電壓檢測電路的電壓不會下降。
因此，例如，通過根據(jù)電壓檢測電路所檢測的電壓，比較開關(guān)裝置前段的電壓與電壓檢測電路所檢測的電壓，在其差為規(guī)定范圍的情況下，判斷開關(guān)裝置為熔敷，從而可以早期辨別該熔敷。
另外，本發(fā)明的逆變器模塊，其是在模制組件內(nèi)部設(shè)置通過切換把直流電壓變換為三相偽交流電壓的開關(guān)器件群而形成的逆變器模塊，其中，在模制組件內(nèi)部作為一體模制連接在直流電源與開關(guān)元件群之間、且將該開關(guān)元件群一側(cè)作為正向的二極管。
此外，發(fā)明的逆變器模塊，其中在上述發(fā)明中設(shè)置用于把從直流電源經(jīng)充電裝置而充電的電容器連接在二極管正向一側(cè)的管腳。
根據(jù)本發(fā)明，由于是在模制組件內(nèi)部設(shè)置通過切換把直流電壓變換為三相偽交流電壓的開關(guān)器件群而形成的逆變器模塊中，在模制組件內(nèi)部作為一體模制連接在直流電源與開關(guān)元件群之間、且將該開關(guān)元件群一側(cè)作為正向的二極管；故與將防止直流電源的反向連接所引起的損壞或觸電用的二極管安裝在外部基板的情況相比較，可以謀求明顯的小型化，可以減少設(shè)置空間。另外，由于通過模制也可以進(jìn)行二極管的散熱，同時也可以確保絕緣距離，故可以構(gòu)成高性能的逆變器模塊。
另外，由于設(shè)有用于把從直流電源經(jīng)充電裝置而充電的電容器連接在二極管正向一側(cè)的管腳，所以變?yōu)榭梢詿o障礙地連接二極管和電容器。


圖1是具備本發(fā)明的逆變器裝置的電動汽車用空調(diào)裝置的一個實施例的電路圖。
圖2是本發(fā)明的逆變器裝置的控制器的控制程序圖。
圖3是表示本發(fā)明的逆變器裝置的開關(guān)器和電動壓縮機(jī)的動作的時間圖。
圖4是具備另一個本發(fā)明的逆變器模塊的電動汽車用空調(diào)裝置的一個圖5是在模制組件內(nèi)部被模制的狀態(tài)的圖4的逆變器模塊的立體圖。
圖6是具備圖4的發(fā)明的逆變器模塊的電動汽車用空調(diào)裝置的另一個圖7是具備現(xiàn)有的逆變器裝置的電動汽車用空調(diào)裝置的電路圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
(實施例1)圖1是具備本發(fā)明的逆變器裝置8的電動汽車用空調(diào)裝置的一個實施例的電源電路圖。
在圖1中，1是作為電動汽車直流電源的主電池，通過本發(fā)明的逆變器裝置8，向空調(diào)裝置的電動壓縮機(jī)10供給電力。從所述電池1雖然輸出直流電壓，但向電動壓縮機(jī)10(的電動機(jī))，供給由后面要敘述的逆變器裝置8的逆變器模塊35(本發(fā)明的逆變器)變換為偽三相交流的電壓。
上述逆變器裝置8由作為開關(guān)裝置的開關(guān)器2或作為充電裝置的充電電路7、四個電容器30··、放電用電阻31、31和逆變器模塊35構(gòu)成。
上述逆變器模塊35是在模制組件40的內(nèi)部設(shè)置通過切換把電壓變換為偽三相交流的開關(guān)元件群12而形成的。該開關(guān)元件群12由開關(guān)元件14和吸收操作過電壓用的省略圖示的二極管構(gòu)成，并連接在電池1的正極線4(例如，DC±350V左右)與負(fù)極線6之間。
另外，所述開關(guān)器2連接在電池1與開關(guān)元件群12之間的正極線4上。所述電容器30··是用于向開關(guān)元件群12穩(wěn)定供給電壓的部件，并聯(lián)在開關(guān)器2與開關(guān)元件群12之間的正極線4與負(fù)極線6之間。從所述的電池1通過后述的充電電路7將電荷充電到每一個電容器30··中。另外，放電用電阻31、31是用于放電被充電到各電容器30··中的電荷的放電用電阻，連接在電容器30··與開關(guān)元件群12之間的正極線4與負(fù)極線6之間。
所述充電電路7由開關(guān)器3和正特性熱敏電阻18的串聯(lián)電路構(gòu)成，并聯(lián)連接在開關(guān)器2上。該充電電路7在施加電池1的電壓之際，用于抑制通過每一個電容器30··的沖擊電流和產(chǎn)生在每一個電容器30··中的沖擊電壓的電路。
另一方面，在逆變器裝置8中設(shè)有用于檢測開關(guān)器2前后的電壓的分壓用電阻50、51、52、53。即，在成為開關(guān)器2后段與電容器30··之間位置的正極線4與電池1的負(fù)極線6之間，連接電阻50和51的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)。
另外，在成為開關(guān)器2前段與電池1之間位置的正極線4與負(fù)極線6之間，連接電阻52和53的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)。所述電阻50、51是用于檢測開關(guān)器2的后段電壓的電阻，電阻52、53是用于檢測開關(guān)器2的前段電壓的電阻。
此外，在實施例中，電阻50和電阻52為相同的電阻值，同樣，電阻51和53為相同的電阻值。并且，電阻50和電阻52的電阻值充分大于連接在這些負(fù)極線6側(cè)的電阻51和53的電阻值。還有，電阻51和電阻53的端子電壓被輸入到控制器60中。該控制器60是逆變器裝置8的控制裝置，控制開關(guān)器2及開關(guān)器3的開閉等。并且，如后面敘述，該控制器60根據(jù)電阻51和電阻53的端子電壓來判斷開關(guān)器2的熔敷。
進(jìn)而，在本發(fā)明的逆變器裝置8中，在電阻50和51的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)與所述電容器30··之間的正極線4上設(shè)有二極管70。即，二極管70連接在電阻50與電阻51的連接點和最近于開關(guān)器2的電路上設(shè)置的電容器30(圖1中是最左側(cè)設(shè)置的電容器30)的連接點之間的正極線4上，以電容器30··側(cè)為正向。
另外，在模制組件40中安裝有連接該模制組件40內(nèi)部的開關(guān)元件群12與模制組件40外部的電池1、開關(guān)器2、電動壓縮機(jī)10等的管腳20。通過該管腳20，可以無障礙地連接模制組件40內(nèi)部和模制組件40外部的機(jī)器。
下面，結(jié)合圖2和圖3說明上述構(gòu)成的本發(fā)明的逆變器裝置8的動作。在此，圖2是說明由逆變器裝置8的控制器60對開關(guān)器2的熔敷檢測動作進(jìn)行控制的流程圖；圖3是說明開關(guān)器2、開關(guān)器3和電動壓縮機(jī)10的動作的時間圖。另外，在還沒有啟動電動汽車的狀態(tài)，控制器60將每一個開關(guān)器2、3控制為切斷狀態(tài)。
然后，如果在圖2的步驟S1中啟動電動汽車(ING(點火裝置)接通)，則控制器60在步驟S2中，判斷是否已經(jīng)從設(shè)在車室內(nèi)的省略圖示的空調(diào)裝置的控制器輸入開車指令信號。如果現(xiàn)在的車室內(nèi)的溫度高于設(shè)定值、并由所述空調(diào)裝置的控制器向控制器60輸入開車指令信號，則控制器60在步驟S3中，判斷根據(jù)所述開關(guān)器2前段的電阻53的端子電壓所檢測出的開關(guān)器2前段的正極線4的電壓V1是否高于+250V且低于+400V。此時，在電池1的電壓為正常時，與開關(guān)器2的開閉狀態(tài)無關(guān)，輸入到所述控制器60的開關(guān)器2前段的正極線4的電壓V1變?yōu)榻频扔陔姵?的電壓(所述的+350V)。并且，在輸入到控制器60的電壓V1為+250V以下或+400V以上的情況下，判斷電池1的電壓為異常，控制器60進(jìn)入步驟S7，停止向逆變器裝置8的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報動作。
另一方面，在圖2的步驟S3中，在輸入到控制器60的電壓V1高于+250V且低于+400V的情況下，判斷電池1的電壓為正常，控制器60進(jìn)入步驟S4，判斷根據(jù)開關(guān)器2后段的電阻51的端子電壓所檢測的開關(guān)器2后段的正極線4的電壓V2是否高于V1-10V。在此，此刻的控制器60控制為將開關(guān)器2和開關(guān)器3切斷。另外，由于二極管70以電容器30··側(cè)為正向，所以即使電容器30··中存在充電電荷，只要開關(guān)器2和開關(guān)器3為正常狀態(tài)，開關(guān)器2后段的正極線4的電壓V2就變?yōu)榱?。因此，在進(jìn)行閉合開關(guān)器2和開關(guān)器3的控制之前，在電壓V2高于電壓V1-10V(10V是估計了電路的電壓降的電壓)的情況下，可以判斷開關(guān)器2或開關(guān)器3熔敷而閉合。
即，控制器60比較所述開關(guān)器2前段的正極線4的電壓V1與開關(guān)器2后段的正極線4的電壓V2，在其電壓差(V1-V2)為規(guī)定范圍(實施例中是小于10V的范圍)內(nèi)的情況下，判斷開關(guān)器2或開關(guān)器3為熔敷并閉合，進(jìn)入步驟S5，停止向逆變器裝置8的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報。由此，開關(guān)元件14不會變?yōu)榻油?，所以電動壓縮機(jī)10的電動機(jī)上不能通電。
另一方面，在開關(guān)器2和開關(guān)器3沒有熔敷而已經(jīng)打開的情況下，如上所述，輸入到控制器60的電壓V2變?yōu)榱悖?，電壓?V1-V2)為10V以上。因此，控制器60在步驟S4中，在電壓V1-10V的值為電壓V2以上的情況下，判斷為開關(guān)器2和開關(guān)器3沒有產(chǎn)生熔敷，從步驟S4進(jìn)入步驟S6，開始圖3的控制。
即，控制器60首先在打開開關(guān)器2的狀態(tài)(開關(guān)器2為切斷的狀態(tài))下直接閉合開關(guān)器3，使來自電池1的電流經(jīng)由正特性熱敏電阻18和二極管70，通過電容器30··，而對電容器進(jìn)行充電。正特性熱敏電阻18自體發(fā)熱，以增大電阻，所以起著抑制所通過電流值的電阻的作用。由此，可以抑制沖擊電流，可以謀求保護(hù)電容器30或開關(guān)元件群12。
接著，控制器60在向電容器30··的充電結(jié)束的定時內(nèi)(本實施例中是閉合開關(guān)器3的3秒后)，閉合開關(guān)器2，其后(本實施例中是閉合開關(guān)器2之后的1秒后)，打開充電電路7的開關(guān)器3，以后是變?yōu)榻?jīng)開關(guān)器2把電池1的電壓施加在開關(guān)元件群12。另外，控制器60控制開關(guān)元件群12的開關(guān)元件14的接通斷開，生成規(guī)定頻率的偽三相交流電壓，并施加在電動壓縮機(jī)10的電動機(jī)上，以上述運(yùn)轉(zhuǎn)頻率來驅(qū)動該電動機(jī)。
然后，如果從所述空調(diào)裝置的控制器輸入運(yùn)轉(zhuǎn)停止信號，則停止開關(guān)元件群12的開關(guān)元件14的開關(guān)操作后，控制器60打開(切斷)開關(guān)器2而停止向開關(guān)元件群12的電源供給，停止電動壓縮機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)。電容器30··的充電電荷是以規(guī)定的時間常數(shù)由放電用電阻31、31進(jìn)行放電的，但是，如果開關(guān)器2和開關(guān)器3已經(jīng)打開，則由于也不能施加電池1的電壓，故通過二極管70的存在，開關(guān)器2后段的正極線4的電壓V2在開關(guān)器2打開的瞬間下降至零。
在此，控制器60在該開關(guān)器2打開之后立即比較電壓V2與電壓V1，如上所述同樣，判斷電壓V2是否高于(V1-10V)(10V是估計了電路的電壓降的電壓)。然后，在其電壓差(V1-V2)為規(guī)定范圍(和上述同樣，小于10V)內(nèi)的情況下，判斷為開關(guān)器2或開關(guān)器3熔敷并閉合，如上述同樣，停止向逆變器裝置8的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報。由此，開關(guān)元件14不能變?yōu)榻油ǎ陔妱訅嚎s機(jī)10的電動機(jī)上不能進(jìn)行通電。
但是，在以往，即使是開關(guān)器2為打開狀態(tài)，到電容器30全部放電為止，開關(guān)器2后段的正極線4的電壓V2也會變?yōu)殡娙萜?0的充電電壓，不會變?yōu)榱?。即，即使開關(guān)器2打開，到被充電到電容器30··的電荷由放電用電阻31、31完全放電為止，電壓V2也會變?yōu)楦叩闹?，所以即使開關(guān)器2或開關(guān)器3熔敷，也不能從電壓V2立即判斷其熔敷。
另一方面，如本發(fā)明所述，通過在電阻50的連接點與電容器30··連接點間的正極線4上設(shè)置以電容器30··側(cè)為正向的二極管70，從而反向電流不能通過，因此即使是電容器30··完全放電之前，只要開關(guān)器2正常地切斷，電壓V2也會瞬間變?yōu)榱?。由此，即使是電容?0··完全放電之前，如上所述，通過比較電壓V1與電壓V2，從而可以檢測開關(guān)器2的開閉狀態(tài)，可以早期辨別開關(guān)器2和開關(guān)器3的熔敷。
另外，通過二極管70，即使在電池1反向連接時，也能夠防止電容器30或開關(guān)元件群12的損壞；或人接觸電在電池1側(cè)的端子時，由于電容器30的充電電荷而觸電等的不妥現(xiàn)象。由此，可以謀求提高該逆變器裝置8的安全性和可靠性。
(實施例2)接著，結(jié)合圖4和圖5說明本發(fā)明的又一個實施例。
圖4是表示該情況下的發(fā)明的電動汽車用空調(diào)裝置的電源電路圖，圖5是表示該實施例的逆變器模塊135的立體圖。
在圖4中，101是作為電動汽車的直流電源的主電池，經(jīng)由開關(guān)器102或作為充電裝置的充電電路107、電容器130、放電用電阻131和本發(fā)明的逆變器模塊135等構(gòu)成的逆變器裝置108，向空調(diào)裝置的電動壓縮機(jī)110供給直流電源。從所述電池101，雖然輸出直流電壓，但是向電動壓縮機(jī)110供給由后面要敘述的逆變器模塊135變換為偽三相交流的電壓。
所述逆變器模塊135是在模制組件140內(nèi)部設(shè)置通過切換把電壓變換為三相偽交流電壓的開關(guān)元件群112而形成的。該開關(guān)元件群112由開關(guān)元件114和吸收操作過電壓用的省略圖示的二極管構(gòu)成，并連接在電池101的正極線104(例如，DC+350V左右)與負(fù)極線106之間。
所述開關(guān)器102連接在電池101與開關(guān)元件群112間的正極線104上。電容器130是用于向開關(guān)元件群112穩(wěn)定供給電壓的電容器，連接在開關(guān)器102與開關(guān)元件群112間的、正極線104與負(fù)極線106之間。另外，放電電阻131是用來將被該電容器130充電的電荷放電的電阻，連接在電容器130與開關(guān)元件群112間的、正極線104與負(fù)極線106之間。該電阻131模制在模制組件140內(nèi)部。
所述充電電路107由開關(guān)器103、正特性熱敏電阻118和后面要敘述的二極管119的串聯(lián)電路所構(gòu)成，與開關(guān)器102并聯(lián)連接。該充電電路107在施加電池101電壓時，用于抑制通過電容器130的沖擊電流和產(chǎn)生在電容器130上的沖擊電壓。
即，逆變器裝置108的控制器160根據(jù)來自空調(diào)裝置的省略圖示的控制器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令，首先，在打開開關(guān)器102的狀態(tài)(切斷)下閉合開關(guān)器103，使來自電池101的電流經(jīng)由正特性熱敏電阻118和二極管119，流入電容器130而進(jìn)行充電。由于正特性熱敏電阻118自體發(fā)熱而增大電阻值，所以起著可以抑制所通過電流值的作用。由此，可以謀求抑制沖擊電流，并保護(hù)電容器130或開關(guān)元件群112。
接著，在向電容器130的充電結(jié)束的定時內(nèi)，控制器160使開關(guān)器102閉合，其后，打開充電電路107的開關(guān)器103，然后經(jīng)由開關(guān)器102，向開關(guān)元件群112施加電池101的電壓。控制器160控制開關(guān)元件群112的開關(guān)元件114的接通斷開，生成規(guī)定頻率的三相偽交流電壓，并施加在電動壓縮機(jī)110的電動機(jī)上而驅(qū)動它。
然后，根據(jù)來自所述空調(diào)裝置的控制器的運(yùn)轉(zhuǎn)指定指令，控制器160打開(切斷)開關(guān)器102，停止電動壓縮機(jī)110的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另一方面，所述二極管119設(shè)在充電電路107的電池101與開關(guān)元件群112之間，以開關(guān)元件群112側(cè)為正向。即，本實施例的二極管119是在電池101與開關(guān)元件群112之間，在由電池101向電容器130充電用的正極線104的充電電路107上，將電容器130側(cè)作為正向而設(shè)置的。
通過該二極管119，可以防止電池101反向連接等時，經(jīng)充電電路107施加反向電壓而導(dǎo)致電容器130或開關(guān)元件群112的損壞；或者人的手接觸電池101的端子時觸電的不妥現(xiàn)象。
并且，在本發(fā)明中，上述的二極管119和開關(guān)元件群112一起，被模制在模制組件140內(nèi)部。
在此，以往，由于該二極管配置在電路基板上，所以產(chǎn)生逆變器裝置擴(kuò)大的問題。另一方面，如本實施例所述，為了進(jìn)行電動汽車用空調(diào)裝置的電動壓縮機(jī)驅(qū)動而把該逆變器裝置安裝在車輛上的情況下，有必要在安裝在設(shè)置空間有限的狹窄的發(fā)動機(jī)室內(nèi)的基礎(chǔ)上，謀求其小型化。
因此，如本發(fā)明所述，通過把二極管119在模制組件140內(nèi)部作為一體模制，從而可以謀求逆變器裝置108的顯著小型化。由此，可以減少具備該逆變器模塊135的逆變器裝置108的設(shè)置空間。
另外，通過把二極管119模制，從而二極管119的散熱也可以用逆變器模塊135的散熱機(jī)構(gòu)(散熱風(fēng)扇)來進(jìn)行。因此，沒有必要為了電阻的散熱而單獨設(shè)置散熱機(jī)構(gòu)，所以可以謀求零件數(shù)目的減少。并且，也可以確保二極管119的絕緣距離。因此，可以提供高性能的逆變器模塊135。
另一方面，在逆變器裝置108中設(shè)有用于檢測開關(guān)器102前后電壓的分壓用電阻150、151、152、153。即，成為開關(guān)器102后段與電容器130間位置的正極線104和電池101的負(fù)極線106之間連接電阻150、151的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)。
另外，成為開關(guān)器102前段與電池101間位置的正極線104與負(fù)極線106之間，連接電阻152、153的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)。所述電阻150、151檢測開關(guān)器102后段電壓，電阻152、153檢測開關(guān)器102前段電壓。
此外，在實施例中，設(shè)電阻150和電阻152為相同的電阻值，同樣，設(shè)電阻151和電阻153相同的電阻值。并且，電阻150和電阻152的電阻值充分大于這些連接在負(fù)極線106側(cè)的電阻151和電阻153的電阻值。并且，電阻151和電阻153的端子電壓輸入到控制器160。
在此，在連接了電池101的狀態(tài)下，與開關(guān)器102的開閉狀態(tài)無關(guān)，輸入到控制器160的電阻151的端子電壓V1大致等于電池101的電壓。并且，在電容器130完全放電的狀態(tài)中，如果開關(guān)器102已經(jīng)打開，則輸入到控制器160的電阻153的端子電壓V2變?yōu)榱悖陂_關(guān)器102閉合的狀態(tài)下，電壓V2大致變?yōu)閂1(多少有點電壓降)。由此，從輸入到控制器160的電阻151、電阻153的端子電壓V1、V2，可以檢測出開關(guān)器102的開閉狀態(tài)。因此，盡管由控制器160進(jìn)行開關(guān)器102的打開控制，但可以判斷開關(guān)器102閉合的狀態(tài)即所謂的開關(guān)器102的熔敷。
另外，在模制組件140中安裝有用于連接該模制組件140內(nèi)的開關(guān)元件群112或放電用電阻131、模制組件140外部的電池101、開關(guān)器102和電動壓縮機(jī)110、的管腳120。通過這些管腳120，可以無障礙地連接模制組件140內(nèi)部與模制組件140外部的機(jī)器。
此外，在模制組件140中還安裝有用于把二極管119連接在模制組件140外部的充電電路107上的管腳122。通過該管腳122，如本發(fā)明所述，即使在把二極管119設(shè)在模制組件140內(nèi)部的情況下，也可以無障礙地連接在成為模制組件140外部的電容器130前段的充電電路107上。
(實施例3)下面，結(jié)合圖6說明上述逆變器模塊的另一個實施例。圖6表示具備該情況下的逆變器模塊235的電動汽車用空調(diào)裝置的一個實施例的電源電路圖。另外，在圖6中，附以和圖4及圖5相同符號的部件是起相同作用或類似作用的部件。
在圖6中，235是本實施例的逆變器模塊，向電動壓縮機(jī)110供給由該逆變器模塊235變換為三相偽交流的電壓。
該逆變器模塊235和上述的實施例同樣，在模制組件140內(nèi)部設(shè)置通過切換把電壓變換為三相偽交流電壓用的開關(guān)元件群112而形成。該開關(guān)元件群112由開關(guān)元件114和吸收操作過電壓用的省略圖示的二極管構(gòu)成，并連接在電池101的正極線104(DC+350V左右)與負(fù)極線106之間。
在此，在本實施例的逆變器模塊235中內(nèi)置有二極管170。該二極管170設(shè)在電池1與開關(guān)元件群112之間，并以開關(guān)元件群112側(cè)為正向。本實施例的二極管170連接在所述電阻150和電阻151的串聯(lián)電路(電壓檢測電路)與所述電容器130之間的正極線104上。即，二極管170連接在電阻150和電阻151的連接點與電容器130的連接點間的正極線104上，并以電容器130側(cè)為正向。
另外，在模制組件140中安裝有用于連接模制組件140內(nèi)部的開關(guān)元件群112與模制組件140外部的電池101、開關(guān)器102和電動壓縮機(jī)110等的管腳120。通過這些管腳120··，可以無障礙地連接模制組件140內(nèi)部與接模制組件140外部的機(jī)器。
并且，還設(shè)有將從電池101經(jīng)充電電路107而被充電的電容器130，如上所述地連接在二極管170的正向側(cè)用的管腳123。通過這些管腳123，可以無障礙地把電容器130連接在模制組件140內(nèi)部的二極管170的正向側(cè)。另外，該管腳123也和上述管腳122同樣，如圖5所示地設(shè)置。
下面，結(jié)合上述圖2和圖3說明如上構(gòu)成的本發(fā)明的逆變器裝置108的動作。另外，控制器160在電動汽車沒有啟動的狀態(tài)下，把每一個開關(guān)器102、103控制為切斷狀態(tài)。
并且，如果在圖2的步驟S1中啟動電動汽車(ING(點火裝置)接通)，則控制器160在步驟S2中，判斷是否已經(jīng)由設(shè)在車室內(nèi)的省略圖示的空調(diào)裝置的控制器輸入運(yùn)轉(zhuǎn)指令信號。如果現(xiàn)在的車室內(nèi)的溫度高于設(shè)定值、并由所述空調(diào)裝置的控制器向控制器160輸入運(yùn)轉(zhuǎn)指令信號，則控制器160在步驟S3中，判斷根據(jù)所述開關(guān)器102前段的電阻153的端子電壓而檢測出的開關(guān)器102前段的正極線104的電壓V1是否高于+250V且低于+400V。此時，在電池101的電壓為正常時，與開關(guān)器102的開閉狀態(tài)無關(guān)，輸入到所述控制器160的開關(guān)器102前段的正極線104的電壓V1變?yōu)榇笾碌扔陔姵?01的電壓(所述+350V左右)。因此，在輸入到控制器160的電壓V1為+250V以下或+400V以上的情況下，判斷電池101的電壓為異常，控制器160進(jìn)入步驟S7，停止向逆變器裝置108的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報動作。
另一方面，在圖2的步驟S3中，在輸入到控制器160的開關(guān)器102前段的正極線104的電壓V1高于+250V且低于+400V的情況下，控制器160進(jìn)入步驟S4，判斷根據(jù)開關(guān)器102后段電阻151而檢測出的開關(guān)器102后段正極線104的電壓V2是否高于V1-10V。在此，此刻控制器160將開關(guān)器102和開關(guān)器103控制為切斷。另外，因為二極管170以電容器130··側(cè)為正向，所以即使電容器130··中暫時存在充電電荷，只要開關(guān)器102和開關(guān)器103為正常狀態(tài)，開關(guān)器102后段的正極線104的電壓V2就變?yōu)榱?。因此，在進(jìn)行閉合開關(guān)器102和開關(guān)器103的控制之前，電壓V2高于電壓V1-10V(10V是估計了電路的電壓降的電壓)的情況下，可以判斷開關(guān)器102或開關(guān)器103熔敷并閉合。
即，控制器160比較所述開關(guān)器102前段的正極線104的電壓V1與開關(guān)器102后段的正極線104的電壓V2，在其電壓差(V1-V2)為規(guī)定范圍(實施例中是小于10V的范圍)內(nèi)的情況下，判斷為開關(guān)器102或開關(guān)器103熔敷并閉合，進(jìn)入步驟S5，停止向逆變器裝置108的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報。由此，由于開關(guān)元件114不會接通，所以電動壓縮機(jī)110的電動機(jī)上不進(jìn)行通電。
另一方面，在開關(guān)器102和開關(guān)器103沒有熔敷而打開的情況下，如上所述，由于輸入到控制器160的電壓V2如上所述地變?yōu)榱悖圆?V1-V2)為10V以上。因此，控制器160在步驟S4中，在電壓V1-10V的值為電壓V2以上的情況下，判斷為沒有產(chǎn)生開關(guān)器102和開關(guān)器103的熔敷，從步驟S4進(jìn)入步驟S6，開始圖3的控制。
即，控制器160首先在打開開關(guān)器102的狀態(tài)下(開關(guān)器102仍然切斷的狀態(tài))下直接閉合開關(guān)器103，使電池101的電流經(jīng)正特性熱敏電阻118和二極管170，流入電容器130··而將電容器充電。正特性熱敏電阻118自體發(fā)熱而增大電阻，所以起著抑制所通過電流值的電阻的作用。由此，可以謀求抑制沖擊電流，并保護(hù)電容器130或開關(guān)元件群112。
接著，控制器160在向電容器130··的充電結(jié)束的定時(本實施例中是閉合開關(guān)器103之后的3秒后)內(nèi)，閉合開關(guān)器102，其后(本實施例中是閉合開關(guān)器102之后的1秒后)，打開充電電路107的開關(guān)器103，以后變?yōu)榻?jīng)開關(guān)器102，把電池101的電壓施加到開關(guān)元件群112。另外，控制器160控制開關(guān)元件群112的開關(guān)元件114的接通斷開，生成規(guī)定頻率的三相偽交流電壓，并施加在電動壓縮機(jī)10的電動機(jī)上，以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率驅(qū)動該電動機(jī)。
然后，如果從所述空調(diào)裝置的控制器輸入運(yùn)轉(zhuǎn)停止信號，則控制器160打開(切斷)開關(guān)器102而停止向開關(guān)元件群112的電源供給，停止電動壓縮機(jī)110的運(yùn)轉(zhuǎn)。電容器130··的充電電荷以規(guī)定的時間常數(shù)，由放電用電阻131進(jìn)行放電，但是，如果開關(guān)器102和開關(guān)器103已經(jīng)打開，則也不能施加電池101，由于二極管170的存在，開關(guān)器102后段的正極線104的電壓V2在開關(guān)器102打開的瞬間下降至零。
在此，控制器160在該開關(guān)器102打開之后的立即比較電壓V2與電壓V1，如上所述同樣，判斷電壓V2是否高于(V1-10V)(10V是估計了電路的電壓降的電壓)。然后，與上述同樣，在其電壓差(V1-V2)為規(guī)定范圍(和上述同樣，小于10V的范圍)內(nèi)的情況下，判斷為開關(guān)器102或開關(guān)器103熔敷并閉合，與上述同樣，停止向逆變器裝置108的控制輸出，進(jìn)行規(guī)定的警報。由此，開關(guān)元件114不會接通，在電動壓縮機(jī)110的電動機(jī)上不能進(jìn)行通電。
但是，以往，即使在開關(guān)器102打開的狀態(tài)下，到電容器130全部放電為止，開關(guān)器102后段的正極線104的電壓V2也會變?yōu)殡娙萜?30的充電電壓，不會變?yōu)榱?。即，即使開關(guān)器102打開，到被電容器130··充電的電荷由放電用電阻131完全放電為止，電壓V2變?yōu)楦叩闹?，所以即使開關(guān)器102或開關(guān)器103熔敷，也不能從電壓V2立即判斷其熔敷。
另一方面，通過在電阻150的連接點與電容器130··連接點間的正極線104上設(shè)置以電容器130··側(cè)為正向的二極管170，從而不會反向通過電流，所以即使在電容器130··完全放電之前，只要開關(guān)器102為正常的切斷，電壓V2就會瞬間變?yōu)榱恪Ｓ纱?，即使是電容?30··完全放電之前，如上所述，也可以變?yōu)橥ㄟ^比較電壓V1與電壓V2，來檢測開關(guān)器102的開閉狀態(tài)，可以早期辨別開關(guān)器102和開關(guān)器103的熔敷。
另外，通過二極管170，即使電池101反向連接時，也能夠防止電容器130或開關(guān)元件群112的損壞；或人接觸電池101側(cè)的端子時，也能夠防止由于電容器130的充電電荷而產(chǎn)生的觸電等不妥現(xiàn)象。由此，可以謀求提高該逆變器裝置108的安全性和可靠性。
此外，如上所述，通過把二極管170在模制組件140內(nèi)部作為一體進(jìn)行模制，從而可以謀求逆變器裝置108的顯著小型化。由此，可以減少具備該逆變器模塊235的逆變器裝置108的設(shè)置空間。
并且，通過對二極管170進(jìn)行模制，從而二極管170的散熱也可以用逆變器模塊235的散熱機(jī)構(gòu)(散熱風(fēng)扇)來進(jìn)行。因此，沒有必要為了電阻的散熱而單獨設(shè)置散熱機(jī)構(gòu)，可以謀求零件數(shù)目的減少。并且，也可以確保二極管170的絕緣距離。因此，可以提供高性能的逆變器模塊235。
這樣，如本實施例所述，通過把二極管170在模制組件140內(nèi)部作為一體進(jìn)行模制，從而可以謀求逆變器裝置108的顯著小型化。由此，可以減少具備了該逆變器模塊235的逆變器裝置108的設(shè)置空間。
并且，通過對二極管170進(jìn)行模制，從而二極管170的散熱也可以用逆變器模塊235的散熱機(jī)構(gòu)(散熱風(fēng)扇)來進(jìn)行。因此，沒有必要為了電阻的散熱而單獨設(shè)置散熱機(jī)構(gòu)，可以謀求零件數(shù)目的減少。并且，也可以確保二極管170的絕緣距離。因此，可以提供高性能的逆變器模塊235。
另外，在上述的每一個實施例中，分別在每一個充電電路107中設(shè)置開關(guān)器103，但是，不限于這些，也可以不設(shè)在充電電路107中而把開關(guān)器分別設(shè)在每一個電池101之后(開關(guān)器2的前段)的正極線104上。另外，每一個實施例所示出的每一個數(shù)值并不限于那些。
權(quán)利要求
1.一種逆變器裝置，其中包括連接在直流電源與逆變器之間的充電裝置及開關(guān)裝置的并聯(lián)電路，其特征在于，包括從所述直流電源經(jīng)所述充電裝置而被充電的電容器；該電容器的放電用電阻；檢測所述開關(guān)裝置的后段電壓的電壓檢測電路；和連接在該電壓檢測電路與所述電容器之間，并以該電容器側(cè)為正向的二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其特征在于，具備根據(jù)所述電壓檢測電路所檢測的電壓，判斷所述開關(guān)裝置的熔敷的控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器裝置，其特征在于，所述控制裝置比較所述開關(guān)裝置前段的電壓與所述電壓檢測電路所檢測的電壓，在其電壓差為規(guī)定范圍的情況下，判斷所述開關(guān)裝置的熔敷。
4.一種逆變器模塊，其是在模制組件內(nèi)部設(shè)置通過切換而把直流電壓變換為三相偽交流電壓的開關(guān)器件群而形成的，其特征在于，在所述模制組件內(nèi)部作為一體模制設(shè)在直流電源與所述開關(guān)元件群之間、且以該開關(guān)元件群側(cè)為正向的二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器模塊，其特征在于，還設(shè)有用于把從所述直流電源經(jīng)所述充電裝置而被充電的電容器連接在所述二極管正向一側(cè)的管腳。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以早期檢測出開關(guān)裝置的熔敷的逆變器裝置。在包括電池與逆變器模塊之間連接的充電電路及開關(guān)器并聯(lián)電路的逆變器裝置中，其特征在于，包括從電池經(jīng)充電電路而被充電的電容器；電容器的放電用電阻；由檢測開關(guān)器后段電壓的電阻組成的串聯(lián)電路；連接在正極線的電阻構(gòu)成的串聯(lián)電路的連接點與電容器的連接點之間、并以電容器側(cè)為正向的二極管。
文檔編號H02M7/48GK1700573SQ20051007287
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者野島健二, 佐佐木重晴 申請人:三洋電機(jī)株式會社