等的电流运算电路6。
[0043]该电流运算电路6具备根据由温度检测元件7检测出的主绕组I的温度对主绕组I的绕组电阻进行校正的功能来作为第一功能，具备使用校正后的绕组电阻对电压检测部5的电压检测值进行校正的功能来作为第二功能。此外，在第二功能中，也能够对在开关动作时因主绕组I的漏感而产生的电压检测值V的增加量、减少量的不均衡所引起的误差进行校正。
[0044]接着，说明该第一实施方式的动作。
[0045]当通过半导体开关元件的开关动作而流过电流Il时，根据与图6同样的原理，主绕组I和辅助绕组2中产生的电动势(L.dIL/dt)被抵消，仅依赖于主绕组I的绕组电阻R的电压V被电压检测部5检测后输入到电流运算电路6。与此同时，主绕组I的温度被温度检测元件7检测后输入到电流运算电路6。
[0046]在此，主绕组I的温度-电阻特性是已知的，因此电流运算电路6使用根据主绕组I的检测温度进行校正后的绕组电阻R以及电压检测部5的电压检测值V，根据V = R.Il的关系来运算电流L.。由此，能够消除绕组温度的不同所引起的测定误差。
[0047]此外，在将热敏电阻用作温度检测元件7的情况下，也有可能由于热敏电阻的温度特性的非线性而产生误差。但是，电流运算电路6将该非线性考虑在内地对绕组电阻R进行校正是容易的，能够大幅减少电流Il的运算误差。
[0048]然而，随着开关动作，会由于主绕组I的漏感而在电压检测值V的增加量与减少量之间产生不均衡，由此导致电压检测值V的平均值Varerage3产生误差。
[0049]图2是本实施方式中的电流U和电压检测值V的示意性波形图，电压检测值V的波形中的阴影线部分的面积S1、S2依赖于主绕组I的励磁电感与漏感之比、半导体开关元件的导通比(导通占空比)、电抗器3的两端电压，因此能够通过电流运算电路6的运算来进行估
i+o
[0050]在此，关于半导体开关元件的导通比、电抗器3的两端电压，能够从控制电路获取信息，但是关于主绕组I的电感成分，相对于设计值存在个体偏差，因此有可能无法得到高精度的值。
[0051]因此，在本实施方式中，一边以开关频率的2倍的频率进行采样一边观测电压检测值V的波形，针对该观察波形，利用面积S^S2相等这一情况，考虑半导体开关元件的导通比来运算平均值Vaverage。由此，能够不受主绕组I的漏感的影响而无误差地求出平均值Vaverage。
[0052]图2中的ts表示采样定时，该定时相当于半导体开关元件的导通期间Atcin、截止期间A Wf各自的中点。
[0053]电流运算电路6只要使用这样检测出的平均值￥3—以及进行温度校正后的绕组电阻R并根据V = R.Il的关系来运算电流Il(其平均值I_rage)即可。
[0054]此外，在使按照规定的导通比来控制半导体开关元件的控制电路(微型计算机)具有电流运算电路6的功能的情况下，只要仅追加软件即可，无需另外设置例如专用于取入导通比的电路。
[0055]这样，根据本实施方式，能够高精度且高速地检测主电路电流Il的大小以控制电力变换装置的半导体开关元件。
[0056]此外，在将电流检测值仅用于电力变换装置的低速控制、电流监视的情况下，只要在电压检测部5的输出侧连接低通滤波器来去除主绕组I的漏感所产生的影响即可。
[0057]在本实施方式中，如果电压检测部5的输入阻抗大，则主电路电流不会流过辅助绕组2，因此如果将直径比主绕组I的线材的直径细的线材用于该辅助绕组2，则能够抑制成本的增加。
[0058]另外，在大电流用的电感器中，构成为将多个主绕组并联连接的结构的情况多。在该情况下，作为变形例，也可以如图3所示的单匝型的电感器3A那样，将相互并联连接的主绕组IA的多根线材中的I根作为辅助绕组2，将该辅助绕组2的另一端连接于电压检测部5。在该情况下，也可以将多根线材并联连接来构成辅助绕组2，无论是哪种情况，只要处于主绕组IA的线材的并联数N〉辅助绕组2的线材的并联数M的关系即可。
[0059]接着，图4是表示本发明的第二实施方式的电路图。在图4中，对与图1A、图1B、图3共同的结构部分标注同一标记，下面以不同点为中心来进行说明。
[0060]在第一实施方式中使用了改造后的电感器3、3A，但是第二实施方式不需要对电感器本身进行改造。
[0061]S卩，在图4中，与主电路线路50串联连接的电感器仅由主绕组I构成。另外，8是匝数比为1:1的变压器，其初级绕组8A与主绕组I并联连接。并且，次级绕组SB的一端与主绕组I的一端连接，次级绕组SB的另一端与电压检测部5的一个输入端子连接。此外，在电压检测部5的另一个输入端子上与第一实施方式同样地连接有主绕组I的另一端。
[0062]根据本实施方式，将与电感器并联连接的变压器8的次级绕组SB用作辅助绕组，由此即使不对电感器本身进行改造也能够得到与第一实施方式相同的作用效果。
[0063]产业上的可利用性
[0064]本发明能够利用于通过使用由各实施方式所涉及的电流检测器得到的电流检测值对半导体开关元件进行导通/截止控制来对直流电力或交流电力进行变换的升压斩波器、降压斩波器、逆变器、转换器等各种电力变换装置。另外，对于这些电力变换装置的相形式(单相、多相)也没有特别限定。
[0065]附图标记说明
[0066]1、1A:主绕组；la、2a:—端；lb、2b:另一端；2:辅助绕组；3、3A:电感器;4:铁芯；5:电压检测部;6:电流运算电路;7:温度检测元件;8:变压器;8A:初级绕组;SB:次级绕组;50:主电路线路。
【主权项】
1.一种电流检测器，对通过半导体开关元件的开关动作而流过电感器的主电路电流进行检测，其中，所述电感器具备匝数相等的主绕组和辅助绕组，且以在所述主绕组和所述辅助绕组中通过所述开关动作所产生的电动势被抵消的方式被连接，该电流检测器的特征在于，具备: 电压检测部，所述主绕组的一端和所述辅助绕组的一端连接于主电路线路，所述主绕组的另一端和所述辅助绕组的另一端分别连接于该电压检测部的输入端子，该电压检测部仅检测所述主绕组的另一端与所述辅助绕组的另一端之间的电压； 温度检测部，其检测所述主绕组的温度；以及 电流运算部，其基于所述温度检测部的检测温度来对所述主绕组的绕组电阻进行校正，使用校正后的绕组电阻和所述电压检测部的电压检测值来运算流过所述主绕组的主电路电流。2.根据权利要求1所述的电流检测器，其特征在于， 所述电流运算部使用与所述开关动作同步地进行采样得到的所述电压检测值来运算所述主电路电流。3.根据权利要求1或2所述的电流检测器，其特征在于， 所述主绕组是将多个线材并联连接来构成的，所述辅助绕组的线材的数量为所述主绕组的并联连接数以下。4.根据权利要求1?3中的任一项所述的电流检测器，其特征在于， 所述辅助绕组的线材的直径比所述主绕组的线材的直径细。5.—种电流检测器，对通过半导体开关元件的开关动作而流过电感器的主电路电流进行检测，该电流检测器的特征在于，具备: 变压器，其具备初级绕组和匝数比与所述初级绕组相同的次级绕组，所述初级绕组与所述电感器并联连接，所述电感器串联连接于主电路线路； 电压检测部，所述电感器的一端和所述次级绕组的一端连接于所述主电路线路，所述电感器的另一端和所述次级绕组的另一端分别连接于该电压检测部的输入端子，在所述电感器和所述次级绕组中通过所述开关动作所产生的电动势被抵消，该电压检测部仅检测所述电感器的另一端与所述次级绕组的另一端之间的电压； 温度检测部，其检测所述电感器的温度；以及 电流运算部，其基于所述温度检测部的检测温度来对所述电感器的绕组电阻进行校正，使用校正后的绕组电阻和所述电压检测部的电压检测值来运算流过所述电感器的主电路电流。6.—种电力变换装置，其特征在于， 使用根据权利要求1?5中的任一项所述的电流检测器的电流检测值来控制所述半导体开关元件的开关动作，由此对直流电力或交流电力进行变换。
【专利摘要】涉及一种对通过半导体开关元件的开关动作而流过电感器的主电路电流进行检测的电流检测器以及使用该电流检测器的电力变换装置，其中，电感器具备匝数相等的主绕组和辅助绕组，且以在主绕组和辅助绕组中通过开关动作所产生的电动势被抵消的方式被连接。电流检测器具备：电压检测部(5)，主绕组(1)和辅助绕组(2)的一端(1a，2a)连接于主电路线路(50)，主绕组(1)和辅助绕组(2)的另一端(1b，2b)分别连接于该电压检测部(5)的输入端子，该电压检测部(5)仅检测所述另一端(1b，2b)之间的电压；温度检测元件(7)，其检测主绕组(1)的温度；以及电流运算电路(6)，其基于该温度检测元件(7)的检测温度对主绕组(1)的绕组电阻进行校正，使用校正后的绕组电阻和电压检测部(5)的电压检测值来运算流过主绕组(1)的主电路电流(IL)。
【IPC分类】H02M3/155, G01R15/18
【公开号】CN105531594
【申请号】CN201480049504
【发明人】根本裕次, 山田隆二
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年3月10日
【公告号】US20160197545, WO2015136592A1