專(zhuān)利名稱(chēng)：功率轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換裝置，特別地，涉及一種使功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)可視化的方式。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)的方法，已知以下兩種方法，即，將信號(hào)輸入部與功率轉(zhuǎn)換裝置的電路直接連接來(lái)檢測(cè)電壓的方法，或利用由鐵芯包夾電路周?chē)淖兞髌鳈z測(cè)電流的方法。 另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了下述技術(shù)，即，通過(guò)在與電子設(shè)備連接的電源線或信號(hào)線上夾設(shè)檢測(cè)部，對(duì)由電子設(shè)備動(dòng)作而產(chǎn)生的共模噪聲進(jìn)行檢測(cè)，從而從外部以非接觸的方式檢測(cè)電子設(shè)備的動(dòng)作狀況。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了下述技術(shù)，S卩，通過(guò)將傳感器部靠近電氣設(shè)備的電源電纜的外側(cè)地配置，利用傳感器部對(duì)電氣設(shè)備工作時(shí)由流過(guò)電源電纜的電流而產(chǎn)生的磁通進(jìn)行檢測(cè)，從而在電源電纜的任意位置檢測(cè)有無(wú)通電。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007 - 120956號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2002 - 368191號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在將信號(hào)輸入部與功率轉(zhuǎn)換裝置的電路直接連接的方法中，功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓為高電壓，需要使電壓下降的電阻或用于絕緣的光耦合器，存在需要使部件成本增加或設(shè)置空間增大的問(wèn)題。在使用變流器的方法中，需要使用鐵芯包夾電路周?chē)?，存在設(shè)置位置受到制約而不易安裝的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的方法中，需要在電源線或信號(hào)線上夾設(shè)檢測(cè)部，存在在電源線或信號(hào)線的周?chē)枰艽罂臻g的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的方法中，存在磁傳感器價(jià)格高，設(shè)置空間增大的問(wèn)題。本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種能夠抑制設(shè)置空間的增大，并以非接觸的方式對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的功率轉(zhuǎn)換裝置。為了解決上述課題并實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，具有:電極圖案，在該電極圖案和與逆變器連接的輸出圖案之間形成有寄生電容；漏電流檢測(cè)電路，其經(jīng)由所述電極圖案對(duì)從所述輸出圖案流出的漏電流進(jìn)行檢測(cè)；以及通知部，其基于所述漏電流檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，通知所述逆變器的動(dòng)作狀態(tài)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，具有能夠抑制設(shè)置空間的增大，并以非接觸的方式對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的效果。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式I的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示圖1的漏電流檢測(cè)電路11及驅(qū)動(dòng)器13的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖3是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5輸出時(shí)的圖2的比較器PA的輸入輸出波形的圖。圖4是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5停止輸出時(shí)的圖2的比較器PA的輸入輸出波形的圖。圖5 Ca)是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖5 (b)是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖6是表示由圖5 Ca)的W線剖斷的主電路基板25的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。實(shí)施方式I圖1是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式I的概略結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，在功率轉(zhuǎn)換裝置5中設(shè)置有轉(zhuǎn)換器2及逆變器3，其中，轉(zhuǎn)換器2將商用頻率的交流轉(zhuǎn)換為直流，逆變器3將直流轉(zhuǎn)換為希望頻率的交流。在這里，在轉(zhuǎn)換器2側(cè)設(shè)有R相輸入端子R、S相輸入端子S及T相輸入端子T，在逆變器3側(cè)設(shè)有U相輸出端子U、V相輸出端子V及W相輸出端子W。并且，轉(zhuǎn)換器2經(jīng)由R相輸入端子R、S相輸入端子S及T相輸入端子T與三相電源I連接，逆變器3經(jīng)由U相輸出端子U、V相輸出端子V及W相輸出端子W與電動(dòng)機(jī)4連接。其中，上述R相輸入端子R、S相輸入端子S及T相輸入端子T，經(jīng)由輸入圖案LI與轉(zhuǎn)換器2連接。U相輸出端子U、V相輸出端子V及W相輸出端子W，經(jīng)由輸出圖案LO與逆變器3連接。在轉(zhuǎn)換器2中設(shè)有整流二極管Dl至D6，整流二極管D1、D2彼此串聯(lián)連接，整流二極管D3、D4彼此串聯(lián)連接，整流二極管D5、D6彼此串聯(lián)連接。并且，在整流二極管Dl、D2的連接點(diǎn)處設(shè)置R相輸入端子R，在整流二極管D3、D4的連接點(diǎn)處設(shè)置S相輸入端子S，在整流二極管D5、D6的連接點(diǎn)處設(shè)置T相輸入端子T。平滑電容器Cl與整流二極管D1、D2的串聯(lián)電路、整流二極管D3、D4的串聯(lián)電路及整流二極管D5、D6的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。在逆變器3中設(shè)有開(kāi)關(guān)元件Ml至M6及續(xù)流二極管NI至N6。此外，作為開(kāi)關(guān)元件Ml至M6，可以使用IGBT，可以使用雙極晶體管，也可以使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在此，續(xù)流二極管NI至N6分別與開(kāi)關(guān)元件Ml至M6并聯(lián)連接。開(kāi)關(guān)元件Ml、M2彼此串聯(lián)連接，開(kāi)關(guān)元件M3、M4彼此串聯(lián)連接，開(kāi)關(guān)元件M5、M6彼此串聯(lián)連接。并且，在開(kāi)關(guān)元件Ml、M2的連接點(diǎn)處設(shè)置U相輸出端子U，在開(kāi)關(guān)元件M3、M4的連接點(diǎn)處設(shè)置V相輸出端子V，在開(kāi)關(guān)元件M5、M6的連接點(diǎn)處設(shè)置W相輸出端子W。另外，在該功率轉(zhuǎn)換裝置5中設(shè)有電極圖案12，其配置在輸出圖案LO的附近；漏電流檢測(cè)電路11，其經(jīng)由電極圖案12對(duì)從輸出圖案LO流出的漏電流PA進(jìn)行檢測(cè)；驅(qū)動(dòng)器13，其基于漏電流檢測(cè)電路11的檢測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管14 ;以及發(fā)光二極管14，其通知逆變器3的動(dòng)作狀態(tài)。其中，電極圖案12能夠在與輸出圖案LO之間形成寄生電容Cf。圖2是表示圖1的漏電流檢測(cè)電路11及驅(qū)動(dòng)器13的結(jié)構(gòu)例的電路圖。在圖2中，在漏電流檢測(cè)電路Ii中設(shè)有電容器ell、ci2、二極管Diu電阻Rn、開(kāi)關(guān)sw、基準(zhǔn)電源dc及比較器CP。在驅(qū)動(dòng)器13中設(shè)有電阻R12、R13及晶體管TR。并且，電極圖案12依次經(jīng)由電容器C11、二極管Dll及電阻Rll而與比較器CP的一側(cè)的輸入端子連接。另外，在比較器CP的一側(cè)的輸入端子上連接有電容器C12。另外，電容器C12與開(kāi)關(guān)SW并聯(lián)連接。基準(zhǔn)電源DC與比較器CP的另一側(cè)的輸入端子連接。比較器CP的輸出端子經(jīng)由電阻R12與晶體管TR的基極連接。晶體管TR的集電極經(jīng)由電阻R13與電源電位連接，晶體管TR的發(fā)射極與發(fā)光二極管14連接。下面，對(duì)圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如果交流電力從三相電源I輸入至轉(zhuǎn)換器2，則利用轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換為直流，輸入至逆變器3。并且，在逆變器3中，通過(guò)追隨開(kāi)關(guān)元件Ml至M6的通斷動(dòng)作將直流變換為交流，并將該交流向電動(dòng)機(jī)4供給，從而通過(guò)PWM控制來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4。圖3是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5輸出時(shí)的圖2的比較器PA的輸入輸出波形的圖。在圖3中，如果圖1的開(kāi)關(guān)元件Ml至M6進(jìn)行通斷動(dòng)作，則通過(guò)快速接通/斷開(kāi)，對(duì)應(yīng)于每次通斷經(jīng)由寄生電容Cf流過(guò)漏電流PA。此時(shí)的漏電流PA能夠通過(guò)公式PA=Cf · dv/dt表示。其中，dv/dt是開(kāi)關(guān)元件Ml至M6的通斷速度。該漏電流PA按照平滑電容器Cl —開(kāi)關(guān)元件Ml至M6輸出圖案LO —電極圖案12 —漏電流檢測(cè)電路11 —接地點(diǎn)El —接地點(diǎn)E2 —平滑電容器Cl的路徑流動(dòng)。此時(shí)，利用漏電流PA對(duì)漏電流檢測(cè)電路11的電容器C12進(jìn)行充電。并且，通過(guò)對(duì)電容器C12進(jìn)行充電，如果電容器C12的端子間電壓Vc2大于或等于由基準(zhǔn)電源DC施加的基準(zhǔn)電壓Vref，則比較器CP的輸出電壓Vout升高。其結(jié)果，通過(guò)晶體管TR導(dǎo)通，電流經(jīng)由晶體管TR流向發(fā)光二極管14，從而發(fā)光二極管14點(diǎn)亮，由此，通知逆變器3處于動(dòng)作中。此時(shí)，開(kāi)關(guān)SW以一定的周期接通/斷開(kāi)，電容器C12間斷地放電。此外，能夠?qū)Υ藭r(shí)的開(kāi)關(guān)SW的接通/斷開(kāi)的周期進(jìn)行設(shè)定，以使得在功率轉(zhuǎn)換裝置5輸出時(shí)，電容器Cll的端子間電壓Vc2不低于基準(zhǔn)電壓Vref。圖4是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置5停止輸出時(shí)的圖2的比較器PA的輸入輸出波形的圖。在圖4中，漏電流PA=Cf · dv/dt,如果開(kāi)關(guān)元件Ml至M6的通斷動(dòng)作停止,則dv/dt=0。因此。沒(méi)有漏電流PA從輸出圖案LO流出，不會(huì)經(jīng)由寄生電容Cf對(duì)電極圖案12充電。此時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)SW以一定的周期接通/斷開(kāi)，積蓄在電容器C12上的電荷進(jìn)行放電，使電容器Cl2的端子間電壓Vc2低于基準(zhǔn)電壓Vref，從而比較器CP的輸出電壓Vout變?yōu)榈碗娖健Ｆ浣Y(jié)果，晶體管TR截止，通過(guò)利用晶體管TR將流向發(fā)光二極管14的電流切斷，從而發(fā)光二極管14熄滅，通知逆變器3處于停止中。在此，通過(guò)基于經(jīng)由電極圖案12檢測(cè)到的漏電流PA對(duì)逆變器3的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)需將信號(hào)輸入部與功率轉(zhuǎn)換裝置5的電路直接連接或者在電源線或信號(hào)線上夾設(shè)檢測(cè)部，能夠抑制設(shè)置空間的增大，并以非接觸的方式對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置5的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)作為通知逆變器3的動(dòng)作狀態(tài)的通知部而使用發(fā)光二極管14的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以使用燈泡或液晶顯示裝置等。圖5 Ca)是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖5 (b)是表示圖1的功率轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。在圖5中，半導(dǎo)體模塊21安裝在主電路基板25上，并經(jīng)由模塊插腳23與主電路基板25電氣連接。此外，在半導(dǎo)體模塊21上搭載有形成有圖1的開(kāi)關(guān)元件Ml至M6、整流二極管Dl至D6及續(xù)流二極管NI至N6的半導(dǎo)體芯片。并且，在半導(dǎo)體模塊21的背面配置有散熱器22，該散熱器22釋放從半導(dǎo)體模塊21產(chǎn)生的熱量。在散熱器22的附近設(shè)置有向散熱器22送風(fēng)的風(fēng)扇27。另外，從半導(dǎo)體模塊21的正面?zhèn)纫鲇心K插腳23。另外，在主電路基板25上安裝有平滑電容器Cl及主電路端子臺(tái)26。另外，在主電路基板25上形成有輸出圖案L0，對(duì)應(yīng)于UVW各相，模塊插腳23和主電路端子臺(tái)26經(jīng)由輸出圖案LO連接。此外，能夠在主電路端子臺(tái)26上設(shè)置R相輸入端子R、S相輸入端子S、T相輸入端子T、U相輸出端子U、V相輸出端子V及W相輸出端子W。另外，在主電路基板25上的輸出圖案LO的附近形成有電極圖案12。另外，在主電路基板25上安裝有發(fā)光二極管14，發(fā)光二極管14能夠配置在主電路端子臺(tái)26的U相輸出端子U、V相輸出端子V或W相輸出端子W的附近。在此，通過(guò)在主電路基板25上安裝發(fā)光二極管14，能夠在向主電路端子臺(tái)26進(jìn)行電纜配線時(shí)，容易地確認(rèn)逆變器3的動(dòng)作狀態(tài)，從而能夠提高逆變器3的動(dòng)作狀態(tài)確認(rèn)時(shí)的安全性。圖6是表示由圖5 Ca)的A — 線剖斷的主電路基板的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖6中，在主電路基板25的表面設(shè)有配線層LI，在主電路基板25的背面設(shè)有配線層L2。并且，在配線層LI上形成輸出圖案L0，在配線層L2上形成電極圖案12。此外，優(yōu)選電極圖案12以與輸出圖案LO的至少I(mǎi)層相對(duì)的方式配置。此外，可以將電極圖案12和輸出圖案LO中的至少一方配置在主電路基板25的內(nèi)層。在此情況下，優(yōu)選電極圖案12和輸出圖案LO相對(duì)地配置在主電路基板25的彼此相鄰的層上。在此，通過(guò)將電極圖案12和輸出圖案LO中的至少一方形成在主電路基板25的內(nèi)層，能夠抑制主電路基板25的面積的增大，從而抑制功率轉(zhuǎn)換裝置5的大型化。工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置能夠抑制設(shè)置空間的增大，并以非接觸的方式對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，適用于使功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出狀態(tài)可視化的方法。標(biāo)號(hào)的說(shuō)明I三相電源2轉(zhuǎn)換器3逆變器
4電動(dòng)機(jī)5功率轉(zhuǎn)換裝置Dl至D6整流二極管Cl平滑電容器Ml至M6開(kāi)關(guān)元件NI至N6續(xù)流二極管11漏電流檢測(cè)電路12電極圖案13驅(qū)動(dòng)器14發(fā)光二極管LI輸入圖案LO輸出圖案R R相輸入端子SS相輸入端子TT相輸入端子UU相輸出端子V V相輸出端子W W相輸出端子21半導(dǎo)體模塊22散熱器23模塊插腳25主電路基板26主電路端子臺(tái)27 風(fēng)扇L1、L2 配線層C11、C12 電容器Dll 二極管Rll 至 R13 電阻Sff 開(kāi)關(guān)DC基準(zhǔn)電源CP比較器TR晶體管。
權(quán)利要求
1.一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具有: 電極圖案，在該電極圖案和與逆變器連接的輸出圖案之間形成有寄生電容； 漏電流檢測(cè)電路，其經(jīng)由所述電極圖案對(duì)從所述輸出圖案流出的漏電流進(jìn)行檢測(cè)；以及通知部，其基于所述漏電流檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，通知所述逆變器的動(dòng)作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述通知部是基于所述漏電流檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果而動(dòng)作的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 還具有主電路基板，在主電路基板上彼此接近地配置有所述電極圖案和所述輸出圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述電極圖案和所述輸出圖案相對(duì)地配置在所述主電路基板的彼此相鄰的層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述輸出圖案配置在所述主電路基板的內(nèi)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述發(fā)光二極管配置在主電路 端子臺(tái)的附近，該主電路端子臺(tái)安裝在所述主電路基板上。
全文摘要
將電極圖案(12)配置在輸出圖案(LO)的附近，利用漏電流檢測(cè)電路(11)經(jīng)由電極圖案(12)對(duì)從輸出圖案(LO)流出的漏電流(PA)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)基于漏電流檢測(cè)電路(11)的檢測(cè)結(jié)果對(duì)發(fā)光二極管(14)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而通知逆變器(3)的動(dòng)作狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01R19/145GK103080756SQ20108006860
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者田中哲夫 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社