JP6171902B2 - Temperature detection device - Google Patents
Temperature detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6171902B2 JP6171902B2 JP2013251135A JP2013251135A JP6171902B2 JP 6171902 B2 JP6171902 B2 JP 6171902B2 JP 2013251135 A JP2013251135 A JP 2013251135A JP 2013251135 A JP2013251135 A JP 2013251135A JP 6171902 B2 JP6171902 B2 JP 6171902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor layer
- temperature detection
- thermistor
- temperature
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
本発明は、基準電位に対する温度検出素子の電位に基づいて温度検出対象の温度を検出する温度検出装置に関する。 The present invention relates to a temperature detection device that detects the temperature of a temperature detection target based on the potential of a temperature detection element with respect to a reference potential.
インバータやDCDCコンバータなどの電力変換装置は電力変換に伴い発熱するため、温度管理を行う必要がある。ここで、電力変換装置の内部温度を直接検出するのは容易ではないため、温度に応じて端子間の電位が変化する温度検出素子を電力変換装置の筐体やヒートシンクに固定し、温度検出素子によって検出される筐体やヒートシンクの温度を電力変換装置の温度として温度管理を行うことが一般的である。 Since power converters such as inverters and DCDC converters generate heat during power conversion, it is necessary to perform temperature management. Here, since it is not easy to directly detect the internal temperature of the power conversion device, the temperature detection element in which the potential between the terminals changes according to the temperature is fixed to the casing or heat sink of the power conversion device, and the temperature detection element In general, the temperature management is performed by using the temperature of the casing and the heat sink detected by the temperature as the temperature of the power converter.
通常、この検出方法では、温度検出素子を筐体又はヒートシンクに固定する作業工程や、その温度検出素子と回路基板に実装される温度検出回路とを配線する作業工程が必要となる。更に、配線の複雑化が生じるなど様々な問題がある。 Usually, this detection method requires an operation process for fixing the temperature detection element to the housing or the heat sink, and an operation process for wiring the temperature detection element and the temperature detection circuit mounted on the circuit board. Furthermore, there are various problems such as complicated wiring.
そこで、回路基板の導体層パターンをヒートシンクに密着させ、更に、回路基板に実装した温度検出素子の端子をこの導体層パターンに直接接続させることにより、上記実装上の問題点を解消する技術が提案されている(特許文献1参照)。 In view of this, a technique for solving the above-described mounting problems by bringing the conductor layer pattern of the circuit board into close contact with the heat sink and directly connecting the terminal of the temperature detection element mounted on the circuit board to the conductor layer pattern is proposed. (See Patent Document 1).
ここで、上記特許文献1に記載の技術においては、温度検出素子の接地端子と、温度検出回路の接地端子とが、導体層パターン及びヒートシンクを介して電気的に接続されている。このため、温度検出対象としてのヒートシンクが配線抵抗として作用し、温度検出端子の接地端子の電位と温度検出回路の接地端子(入力端子)の電位とに電位差が生じ、この電位差によって温度検出回路が検出する温度に誤差が生じるおそれがある。
Here, in the technique described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、温度検出素子へ温度検出対象の熱を良好に伝えつつ、温度検出素子の端子と、その端子が接続される温度検出回路の入力端子との間に生じる電位差を原因とする温度の検出誤差を抑制することが可能な温度検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, while favorably transferring the heat of the temperature detection target to the temperature detection element, and the input terminal of the temperature detection circuit to which the terminal is connected. It is an object of the present invention to provide a temperature detection device capable of suppressing temperature detection errors caused by a potential difference generated between the two.
請求項1に記載の発明は、温度検出対象(20)に固定されている回路基板(10)と、前記回路基板に実装され、前記温度検出対象の温度に応じて第1端子(X)に対する第2端子(Y)の電位が変化する温度検出素子(R1)と、前記温度検出素子の前記第1端子及び前記第2端子が第1入力端子(V−)及び第2入力端子(V+)にそれぞれ接続され、前記第1入力端子は基準電位に接続され、前記第1入力端子に対する前記第2入力端子の電位に基づいて前記温度検出対象の温度を検出する温度検出回路(40)と、を備える温度検出装置において、前記回路基板は、前記温度検出対象と密着する第1導体層(11a〜11d)と、前記第1端子が電気接続されている第2導体層(14a)と、を備え、前記第1導体層と前記第2導体層とは、前記回路基板において、絶縁されているとともに、近接して設けられ、前記第1端子は前記温度検出回路の前記第1入力端子に電気接続されていることを特徴とする。
The invention according to
第1導体層が温度検出対象に密着することで、温度検出対象の熱が第1導体層に伝導する。更に、第1導体層と温度検出素子が接続される第2導体層とが近接して設けられることで、温度検出対象から導体層へと伝導した熱が温度検出素子へと伝導する。このため、温度検出素子の温度は温度検出対象の温度とほぼ等しくなるため、好適に温度検出対象の温度を検出することが可能になる。 When the first conductor layer is in close contact with the temperature detection target, the heat of the temperature detection target is conducted to the first conductor layer. Furthermore, by providing the first conductor layer and the second conductor layer to which the temperature detection element is connected in proximity to each other, the heat conducted from the temperature detection target to the conductor layer is conducted to the temperature detection element. For this reason, since the temperature of the temperature detection element becomes substantially equal to the temperature of the temperature detection target, the temperature of the temperature detection target can be suitably detected.
ここで、温度検出素子の第1端子と温度検出対象とを第1導体層を介して電気的に接続する構成とすると、温度検出対象の電位が変動することで、温度検出素子の第1端子の電位と、その第1端子が接続される温度検出回路の第1入力端子の電位(温度検出回路の基準電位)との間で電位差が生じるおそれがある。本発明では、温度検出素子の第1端子が接続されている第2導体層と第1導体層とを回路基板において絶縁する構成とすることで、温度検出対象の電位が変動することによる温度検出素子の第1端子の電位への影響を抑制する。 Here, assuming that the first terminal of the temperature detection element and the temperature detection target are electrically connected via the first conductor layer, the first terminal of the temperature detection element is changed by changing the potential of the temperature detection target. And a potential of the first input terminal of the temperature detection circuit to which the first terminal is connected (reference potential of the temperature detection circuit) may occur. In the present invention, the second conductor layer to which the first terminal of the temperature detection element is connected and the first conductor layer are insulated from each other on the circuit board, so that the temperature detection can be performed by changing the potential of the temperature detection target. The influence on the potential of the first terminal of the element is suppressed.
更に、温度検出素子の第1端子と温度検出回路の第1入力端子とを電気的に接続する構成とすることで、温度検出素子の第1端子と温度検出回路の第1入力端子(温度検出回路の基準電位)とを等電位とし、温度検出回路の基準電位に対する第2端子の電位を正確に検出することができる。即ち、温度検出素子の第1端子と、その第1端子が接続される温度検出回路の第1入力端子との間に生じる電位差を原因とする温度の検出誤差を抑制することが可能になる。 Further, the first terminal of the temperature detection element and the first input terminal of the temperature detection circuit are electrically connected to each other, so that the first terminal of the temperature detection element and the first input terminal of the temperature detection circuit (temperature detection). The reference potential of the circuit) is set to an equipotential, and the potential of the second terminal with respect to the reference potential of the temperature detection circuit can be accurately detected. That is, it is possible to suppress a temperature detection error caused by a potential difference generated between the first terminal of the temperature detection element and the first input terminal of the temperature detection circuit to which the first terminal is connected.
本実施形態における温度検出装置は、温度検出回路の基準電位に対する温度検出素子としてのサーミスタの電位に基づいて、充電装置を収容する外装ケースを温度検出対象として、その温度を検出するものである。 The temperature detection device according to the present embodiment detects the temperature of an exterior case that houses the charging device as a temperature detection target based on the potential of a thermistor as a temperature detection element with respect to a reference potential of the temperature detection circuit.
充電装置Aは、図1に示すようにDCDCコンバータにより構成されており、バッテリB、入力側平滑コンデンサCa、インバータ用のパワーMOSトランジスタ30、昇圧トランスT、ダイオードブリッジ形式の整流回路D、チョークコイルL、出力側平滑コンデンサCb、電流検出用抵抗素子Ri、制御回路M、温度検出回路40、サーミスタR1を備えている。温度検出回路40とサーミスタR1とで温度検出回路を構成している。
The charging device A is constituted by a DCDC converter as shown in FIG. 1, and includes a battery B, an input side smoothing capacitor Ca, an inverter
パワーMOSトランジスタ30を交互にオンすることにより、昇圧トランスTの二次コイルに交流電圧が発生し、この交流電圧は整流回路Dにより整流され、チョークコイルL及び出力側平滑コンデンサCbにより平滑されて出力される。制御回路Mは、通常では電流検出用抵抗素子Riの電圧降下が一定となるようにパワーMOSトランジスタ30のデューティ比を制御する。更に、制御回路Mは、温度検出回路40の出力電圧レベルによりパワーMOSトランジスタ30の温度の過剰上昇を検出するとパワーMOSトランジスタ30のデューティ比を減少させる。また、制御回路Mは、パワーMOSトランジスタ30の温度が所定値を超えたと判定される場合にはパワーMOSトランジスタ30への通電を禁止する。このような構成とすることで、パワーMOSトランジスタ30の温度の過剰上昇に伴う異常の発生を抑制することができる。なお、この種の充電装置Aは、周知の構成であるため、説明を省略する。
By alternately turning on the
図2に本実施形態における充電装置Aの概略断面図を示す。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the charging device A in the present embodiment.
DCDCコンバータを構成する素子、例えば、パワーMOSトランジスタ30が外装ケース20に固定されている。パワーMOSトランジスタ30と外装ケース20とが面接触するように設けられている。また、外装ケース20には、回路基板10を支持する支持部21が設けられている。支持部21は、ケース内側に向かって立設される角枠状の部材である。支持部21と、パワーMOSトランジスタ30とは近接して設けられている。なお、支持部は複数の柱状(円柱状や角柱状)の部材からなるものであってもよい。
An element constituting the DCDC converter, for example, a
回路基板10は、導体層11a〜11cと、その導体層11a〜11c及び回路基板10の表面に実装されている素子に対して信号又は電力を伝達する複数の導体層(図示省略)を絶縁する絶縁層12とから構成されている。なお、導体層11a〜11cは銅箔などの金属によって構成され、絶縁層12はガラスエポキシなどの樹脂によって構成されている。回路基板10には、その両面を貫通するスルーホール13が設けられている。スルーホール13は、銅箔で覆われることで電気及び熱を伝導する導体として機能する。また、スルーホール13は、回路基板10の両面に形成されている導体層11a、11b及び回路基板10の内部に形成されている内部導体層としての導体層11cと接続されている。すなわち、導体層11a〜11cは、スルーホール13に設けられた導体により、互いに電気的に接続し、互いに熱伝導する構成となっている。
The
回路基板10には、外装ケース20側の面に、外装ケース20の温度を検出するサーミスタR1が実装されている。また、外装ケース20の温度、ひいては、パワーMOSトランジスタ30の温度を検出する温度検出回路40は、回路基板10と異なる基板42に実装されている。
A thermistor R <b> 1 that detects the temperature of the
回路基板10は支持部21の頂面に載置され、ねじ22がスルーホール13を貫通し、支持部21にねじ込まれることで、回路基板10が外装ケース20に対して固定されている。ここで、スルーホール13の内径は支持部21の外径に比べて小さく、回路基板10の外装ケース20側の面に形成されている表面導体層としての導体層11aと支持部21とが面接触して密着する構造となっている。これにより、支持部21から導体層11aへと熱が伝導する。また、ねじ22と導体層11bとが面接触する構造となっており、支持部21からねじ22を介して導体層11bへと熱が伝導する。更に、スルーホール13の内径とねじ22の外径とは略等しい大きさとなっており、スルーホール13とねじ22とが接触することで、支持部21からねじ22を介してスルーホール13に設けられた導体へと熱が伝導する。導体層11a〜11c及びスルーホール13に設けられた導体は、温度検出対象としての外装ケース20と密着する第1導体層として機能する。
The
外装ケース20は、熱伝導率の高い金属製(例えばアルミ製)であり、パワーMOSトランジスタ30において発生した熱は、速やかに外装ケース20に伝導する。なお、外装ケース20は、水冷又は空冷によって冷却される。外装ケース20に伝導した熱は、支持部21及び導体層11a〜11cを介してサーミスタR1へと伝導する。パワーMOSトランジスタ30と支持部21とが近接して設けられているため、パワーMOSトランジスタ30及びサーミスタR1の温度はほぼ等しくなる。温度検出回路40は、サーミスタR1の第1端子としての接地端子Xに対する第2端子としての出力端子Yの電位に基づいて、外装ケース20の温度、ひいては、パワーMOSトランジスタ30の温度を検出することができる。
The
図3に本実施形態における温度検出装置の電気的構成図を示す。 FIG. 3 shows an electrical configuration diagram of the temperature detection device in the present embodiment.
抵抗器R2とサーミスタR1とが分圧回路を構成している。具体的には、抵抗器R2の一方の端子が定電圧電源Vccに接続されており、もう一方の端子がサーミスタR1の出力端子Yに接続されている。サーミスタR1の出力端子Yは、非反転増幅回路41の第2入力端子であるV+端子に接続されている。また、非反転増幅回路41の第1入力端子であるV−端子は、温度検出回路40の接地端子Zと接続されている。非反転増幅回路41の出力端子Voutは、制御回路Mに接続されている。
Resistor R2 and thermistor R1 form a voltage dividing circuit. Specifically, one terminal of the resistor R2 is connected to the constant voltage power supply Vcc, and the other terminal is connected to the output terminal Y of the thermistor R1. The output terminal Y of the thermistor R1 is connected to the V + terminal which is the second input terminal of the
サーミスタR1は、例えば、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタであって、温度の上昇に伴って抵抗が減少する。つまり、温度の上昇に伴って、非反転増幅回路41の出力電圧は低下する。制御回路Mは、非反転増幅回路41の出力電圧に基づき、サーミスタR1の温度−抵抗値特性を用いて、サーミスタR1の温度を取得することができる。
The thermistor R1 is, for example, an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor, and its resistance decreases as the temperature rises. That is, as the temperature increases, the output voltage of the
ここで、仮に、サーミスタR1の接地端子Xと外装ケース20とを導体層11aを介して接続する構成とする。温度検出回路40の接地端子Zは、外装ケース20に接続されているため、温度検出回路40の接地端子ZとサーミスタR1の接地端子Xとは外装ケース20上の電流経路を介して接続される。ここで、外装ケース20上の電流経路にノイズ電流などの電流が流れると、外装ケース20において、サーミスタR1の接地端子Xが接続されている箇所の電位Vaと温度検出回路40の接地端子Zが接続されている箇所の電位Vbとに電位差が生じる。この電位Vaと電位Vbとの電位差ΔVによって、サーミスタR1の接地端子Xに対する出力端子Yの電位を検出する際に、誤差が生じるおそれがある。そして、その電位の検出誤差が、温度検出回路40による温度検出における誤差の原因となることが懸念される。
Here, it is assumed that the ground terminal X of the thermistor R1 and the
そこで、本実施形態における温度検出回路では、サーミスタR1の接地端子Xと外装ケース20との間に絶縁層12を設けることで、熱を伝導しつつ、電気的に接続しない構成としている。そして、サーミスタR1の接地端子Xと、温度検出回路40の接地端子Zとを、外装ケース20上の電流経路より抵抗値の低い導体層及び導線を用いて接続している。これにより、電位差ΔVによる影響を抑制することが可能になる。なお、コンデンサなどによって構成されるフィルタを接地端子Zと外装ケース20との間に挿入することで、温度検出回路40の接地端子Zの電位を安定化させることができる。
Therefore, in the temperature detection circuit according to the present embodiment, the insulating
具体的には、図2に示すように、サーミスタR1の接地端子Xが接続される導体層14a(第1導体層)と導体層11a〜11c(即ち、外装ケース20)とを回路基板10の絶縁層12を用いて電気的に絶縁し、且つ、サーミスタR1が接続される導体層14aと導体層11a〜11c(第2導体層)とを近接して設ける構成とする。これにより、サーミスタR1と外装ケース20との間を絶縁しつつ、好適に熱が伝導する構成とすることができる。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
図4に、回路基板10の表面を外装ケース20側から見た下面図を示す。2つのスルーホール13を囲むように、円環状の導体層がそれぞれ設けられており、その円環状の導体層を接続するように帯状の導体層が設けられ、それらの導体層が導体層11aを構成している。そして、導体層11aと、サーミスタR1の接地端子Xが接続される導体層14a及び出力端子Yが接続される導体層14bとが同一平面に設けられている。そして、導体層11aと導体層14a,14bとの間にギャップGが設けられている。ここで、ギャップGを狭くすることで、導体層11aとサーミスタR1との間の熱抵抗を減少させている。
FIG. 4 shows a bottom view of the surface of the
図2の説明に戻ると、導体層11aとスルーホール13とが接続されており、更に、回路基板10の内部に、導体層11cが導体層14aに対して積層するように設けられている。導体層11cは、スルーホール13を介して導体層11aと接続している。また、導体層11cとサーミスタR1とが絶縁層12を介して熱伝導するように、導体層11cをサーミスタR1が実装されている面の近くに設ける構成としている。そして、導体層14a及び14bに対面する位置まで導体層11cを延長している。更に、導体層11aと導体層11cとが対面するような配置としている。以上により、外装ケース20の熱はサーミスタR1へと好適に伝導し、サーミスタR1の温度と外装ケース20の温度とはほぼ等しくなる。
Returning to the description of FIG. 2, the
電気的接続に関し、サーミスタR1の接地端子Xは、導体層14a及びビア16を介して導体層17に接続されている。ここで、ビア16と導体層11a〜11cとは電気的に接続しないように設けられている。導体層17は、コネクタ15に接続されている。回路基板10のコネクタ15と、温度検出回路40のコネクタ43とは導線60を介して接続されている。そして、コネクタ43と温度検出回路40の接地端子Z及び非反転増幅回路41のV−端子とが接続されている。また、サーミスタR1の出力端子Yと、非反転増幅回路41のV+端子とは、導体層14b、コネクタ15及び導線60を介して接続されている。つまり、導線60は、接地端子XとV−端子とを接続する接続線、及び、出力端子YとV+端子とを接続する接続線の2本の接続線を備えている。なお、図2において、出力端子Yが接続されている導体層14bとコネクタ15との接続は図示を省略している。
Regarding electrical connection, the ground terminal X of the thermistor R <b> 1 is connected to the
ここで、導体層14a、ビア16、導体層17、コネクタ15、導線60及びコネクタ43の抵抗値は、外装ケース20上の電流経路に比べて充分に小さく、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとが等電位になる。これにより、サーミスタR1の接地端子Xに対する出力端子Yの電位を検出する際における、サーミスタR1の接地端子X近傍の外装ケース20の電位Vaと、温度検出回路40の接地端子Zが接続される外装ケース20の電位Vbとの電位差ΔVによる影響を抑制することが可能になる。つまり、温度検出回路40は、サーミスタR1の温度を正確に検出することができる。
Here, the resistance values of the
以下、本実施形態における作用効果を述べる。 Hereinafter, the operational effects of the present embodiment will be described.
外装ケース20の一部である支持部21が回路基板10の導体層11aに密着することで、外装ケース20の熱が導体層11aに伝導する。更に、導体層11aとサーミスタR1とが熱伝導する構成とすることで、外装ケース20から導体層11aへと伝導した熱がサーミスタR1へと伝導する。このため、サーミスタR1の温度は外装ケース20の温度とほぼ等しくなり、外装ケース20の温度、ひいては、パワーMOSトランジスタ30の温度を好適に検出することが可能になる。
When the
ここで、サーミスタR1の接地端子Xと外装ケース20とを導体層11a〜11cを介して電気接続する構成とすると、外装ケース20の電位が変動することで、サーミスタR1の接地端子Xの電位と、温度検出回路40の接地端子Zの電位との間に電位差が生じるおそれがある。本実施形態では、サーミスタR1の接地端子Xと導体層11a〜11cとを電気接続しない構成とすることで、外装ケース20の電位が変動することによるサーミスタR1の接地端子Xの電位への影響を抑制する。更に、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとを電気接続する構成とすることで、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとを等電位とし、サーミスタR1の接地端子Zに対する出力端子Yの電位を正確に検出することができる。即ち、サーミスタR1の接地端子Xの電位と温度検出回路40の接地端子Zの電位とが異なることによって生じる温度の検出誤差を抑制することが可能になる。
Here, if the ground terminal X of the thermistor R1 is electrically connected to the
サーミスタR1と導体層11aとは、回路基板10の絶縁層12を介して熱伝導する構成である。この構成にすることで、サーミスタR1と導体層11aとが電気的に接続されることを回避しつつ、サーミスタR1を用いた温度検出を好適に実施できる。
The thermistor R1 and the
回路基板10の表面に第1導体層としての導体層11aを設け、導体層11aと同一平面に第2導体層としての導体層14aを設ける構成としている。そして、図4に示すように導体層11aが導体層14aを囲むように配置している。この構成にすることで、サーミスタR1の接地端子Xと外装ケース20とを絶縁しつつ、温度検出対象としての外装ケース20の熱を好適にサーミスタR1に伝導させることが可能になる。
A
また、第2導体層としての導体層14aと積層するように回路基板10の内部に第1導体層としての導体層11cを設け、その導体層11cが導体層14aと対面するように配置している。この構成にすることで、サーミスタR1の接地端子Xと外装ケース20とを絶縁しつつ、温度検出対象としての外装ケース20の熱を好適にサーミスタR1に伝導させることが可能になる。なお、導体層11cは、導体層14aの全部と対面するように配置されていてもよいし、導体層14aの一部と対面するに配置されていてもよい。
Also, a
また、第1導体層として、導体層14aと同一平面において導体層14aを囲むように表面導体層(導体層11a)を設け、また、回路基板10の内部において導体層14aと積層して内部導体層(導体層11c)を設ける構成としている。そして、導体層11aと導体層11cとを対面するように配置している。この配置にすることで、導体層11aと導体層11cとの間で好適に熱伝導させることが可能になる。つまり、導体層11cから導体層14a近傍の導体層11aへと熱を伝導させ、更に、導体層14a近傍の導体層11aから導体層14a及びサーミスタR1へと熱を伝導させることができる。このため、外装ケース20の熱を好適にサーミスタR1に伝えることが可能になる。なお、導体層11cは、導体層11aの全部と対面するように配置されていてもよいし、導体層11aの一部と対面するに配置されていてもよい。
Further, as the first conductor layer, a surface conductor layer (
導体層11aは、温度検出対象である外装ケース20の一部である支持部21の頂面に密着している。これにより、外装ケース20の熱が速やかに導体層11aに伝導される。
The
特に、本実施形態では、導体層11aが複数の支持部21の各頂面に密着するように設けられていることで、導体層11aと外装ケース20とが密着している面積を大きくしている。これにより、外装ケース20から導体層11aへ好適に熱を伝導することが可能になる。
In particular, in the present embodiment, the
回路基板10及び温度検出回路40はともに、外装ケース20によって支持されている。ここで、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとは、導体層17及び導線60を介して接続される。導体層17と導線60は、外装ケース20に比べて、電気抵抗の小さい部材であるため、外装ケース20を介してサーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとを接続した場合に比べて、接地端子Xの電位と接地端子Zの電位との電位差を減少させることができる。
Both the
(その他の実施形態)
・図5に示すように、導体層11aとサーミスタR1の接地端子Xが接続される導体層14aとの間を、抵抗器R3を介して電気接続するとともに、抵抗器R3を介して熱が伝導する構成としてもよい。サーミスタR1の接地端子Xが接続される導体層14aと導体層11aとを電気的に直接接続し等電位となることを回避しつつ、サーミスタR1と外装ケース20との間の熱伝導性を向上させることができる。加えて、サーミスタR1の出力端子Yが接続される導体層14bと導体層11aとを抵抗器R4を介して接続する構成としてもよい。抵抗器R3,R4の抵抗値はサーミスタR1の抵抗値に比べて大きいものを用いるとよい。
(Other embodiments)
As shown in FIG. 5, the
また、抵抗器R3に代えて、キャパシタを介してサーミスタR1の接地端子Xが接続される導体層14aと導体層11aとを電気接続するとともに、キャパシタを介して熱が伝導する構成としてもよい。サーミスタR1の接地端子Xと導体層11aとの間を直流的に絶縁しつつ、サーミスタR1と外装ケース20との間の熱伝導性を向上させることができる。
Instead of the resistor R3, the
・上記実施形態においては、サーミスタR1が実装される回路基板10と、温度検出回路40とが、同一の外装ケース20により支持(収容)されている構成としたが、この構成に代えて、回路基板10と温度検出回路40とが異なる外装ケースによりそれぞれ支持されている構成としてもよい。この場合、外装ケース同士が絶縁されていると、サーミスタR1の接地端子Xの電位Vaと温度検出回路40の接地端子Zの電位Vbとの間に電位差が生じる。この場合において、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとを導線60を介して接続することで、サーミスタR1の接地端子Xの電位Vaと温度検出回路40の接地端子Zの電位Vbとが異なることによって生じる温度の検出誤差を抑制することが可能になる。つまり、サーミスタR1と温度検出回路40とが離間されて設けられている場合においても、好適に温度を検出することが可能になる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態においては、温度検出回路40が、回路基板10と離間して設けられている構成としたが、この構成に代えて、図6に示すように、回路基板10上に温度検出回路40を設ける構成としてもよい。この場合、サーミスタR1の接地端子Xと温度検出回路40の接地端子Zとを回路基板10の導体層14a、ビア16及び導体層17を介して接続することで、サーミスタR1の接地端子Xの電位と温度検出回路40の接地端子Zの電位とを等電位とすることができる。
In the above embodiment, the
・図7に示すように、回路基板10の外装ケース20側の面に第1導体層としてのフットプリント11dを設け、そのフットプリント11dとサーミスタR1のうち絶縁体で被覆された絶縁部ISとが接触するように配置する。また、そのフットプリント11dと回路基板10内部の導体層11cとをビア11eにより接続する。この構成にすることで、導体層11cとサーミスタR1との間で、フットプリント11d及びビア11eを介して熱が伝導するため、外装ケース20の温度をより正確に検出することが可能になる。加えて、サーミスタR1の端子X,Yとフットプリント11dとが接触しないように設けられていることで、サーミスタR1と導体層11a〜11cとが絶縁された構成を維持できる。
As shown in FIG. 7, a footprint 11 d as a first conductor layer is provided on the surface of the
・上記実施形態においては、パワーMOSトランジスタ30及び支持部21を近接させる、ひいては、パワーMOSトランジスタ30及びサーミスタR1を近接させる構成とした。これに代えて、パワーMOSトランジスタ30などの発熱体と支持部21とを離間して設ける構成としてもよい。この場合、サーミスタR1の温度は、外装ケース20の温度、ひいては、外装ケース20を冷却する冷媒の温度とほぼ等しくなる。ここで、外装ケース20を冷却する冷媒の温度は、外装ケース20が空冷式の場合、外装ケース20を冷却する冷却風の温度であり、外装ケース20が水冷式の場合、外装ケース20を冷却する冷却水の温度である。
In the above embodiment, the
更に、制御回路Mは、サーミスタR1の接地端子Xに対する出力端子Yの電位を検出することでこれら冷媒の温度を検出し、その検出温度に基づいてパワーMOSトランジスタ30のデューティ比を減少させる構成とする。また、制御回路Mは、冷媒の検出温度が所定値を超えたと判定される場合にはパワーMOSトランジスタ30への通電を禁止する構成とする。このような構成とすることで、冷媒の温度の過剰上昇によって生じるパワーMOSトランジスタ30の温度の過剰上昇を抑制することができる。
Further, the control circuit M detects the temperature of these refrigerants by detecting the potential of the output terminal Y with respect to the ground terminal X of the thermistor R1, and reduces the duty ratio of the
・外装ケース20の支持部21と回路基板10の導体層11aとをねじ22を用いて密着させる構成としたが、これに代えてばねで支持部21と回路基板10の導体層11aとを密着させる構成としてもよい。
-Although it was set as the structure which closely_contact | adheres the
・外装ケース20の支持部21と回路基板10の導体層11aとを直接密着させる構成としたが、これに代えて支持部21と導体層11aとの間に金属製のバネ、熱伝導グリスなどの熱伝導性の高い部材を挿入する構成としてもよい。
-Although it was set as the structure which closely_contact | adheres the
・回路基板10の内部に導体層11cを設ける構成としたが、これを省略し、回路基板10の表面にのみ導体層11a,11bを設ける構成としてもよい。回路基板10の内部の導体層11cを省略する構成とすることで製造コストを低減することができる。また、回路基板10の内部に導体層11cを複数枚設ける構成としてもよい。この構成とすることで、導体層11a〜11cからサーミスタR1への熱伝導性を向上させることできる。
Although the
・図8に示すように、サーミスタR1の絶縁部ISと接する位置に第1導体層としてのフットプリント11dを設ける。また、回路基板10内部に複数の導体層11cを設ける。そして、フットプリント11dと複数の導体層11cとをビア11eによって接続することで、導体層11a〜11cからサーミスタR1への熱伝導性を向上させることができる。
-As shown in FIG. 8, the footprint 11d as a 1st conductor layer is provided in the position which contact | connects the insulation part IS of the thermistor R1. A plurality of conductor layers 11 c are provided inside the
・温度検出素子としてサーミスタR1を用いたが、これに代えて温度に伴い順方向降下電圧が変化する感温ダイオードや、温度に伴い抵抗値が変化する測温抵抗体などを用いてもよい。 Although the thermistor R1 is used as the temperature detection element, instead of this, a temperature-sensitive diode whose forward drop voltage changes with temperature, a temperature measuring resistor whose resistance value changes with temperature, or the like may be used.
・図9に変形例における回路基板10の表面を外装ケース20側から見た下面図を示す。3個のスルーホール13を設け、そのスルーホール13を囲むように、円環状の導体層を設け、その円環状の導体層を接続するように帯状の導体層を設け、それらの導体層が導体層11aを構成している。この構成にすることで、導体層11aと支持部21との接する面積を大きくすることができ、支持部21と導体層11aとの間の熱伝導性を向上させることができる。更に、導体層11aとサーミスタR1の接地端子X及び出力端子Yが接続されている導体層14a及び14bとの間にギャップGを設けつつ、導体層11aを導体層14a及び14bの周囲を囲むように設けている。この構成にすることで、導体層11aとサーミスタR1との間の熱伝導性を向上させることができる。
FIG. 9 shows a bottom view of the surface of the
・図10に変形例における回路基板10の表面を外装ケース20側から見た下面図を示す。スルーホール13を設け、そのスルーホール13を囲むように円環状の導体層を設け、その円環状の導体層からサーミスタR1に向かって帯状の導体層を設け、それらの導体層が導体層11aを構成している。更に、導体層11aのうち、帯状の部分には、2つの矩形状の窓部が設けられ、各窓部に導体層14a及び導体層14bが設けられている。これら導体層14a,14bと導体層11aとの間にはギャップGが設けられている。つまり、導体層11aと導体層14a,14bとは同一平面に設けられ、導体層11aが導体層14a,14bを囲むように配置されている。
FIG. 10 shows a bottom view of the surface of the
そして、導体層14aにはサーミスタR1の接地端子Xが、導体層14bにはサーミスタR1の出力端子Yがそれぞれ接続されている。このような配置にすることで、導体層11aからサーミスタR1へと熱を好適に伝導させることが可能となる。更に、サーミスタR1の絶縁部ISと導体層11aとが接触するように配置されている。導体層11aと絶縁部ISとが接触することで、導体層11aからサーミスタR1へと熱を好適に伝導させることができる。
The
・図11に変形例における回路基板10の表面を外装ケース20側から見た下面図を示す。スルーホール13を設け、そのスルーホール13を囲むように円環状の導体層を設け、その円環状の導体層からサーミスタR1に向かって帯状の導体層を設け、それらの導体層が導体層11aを構成している。ここで、導体層11aのうち、帯状の部分には、切欠き部が設けられており、その切欠き部に導体層14a及び導体層14bが設けられている。これら導体層14a,14bと導体層11aとの間にはギャップGが設けられている。つまり、導体層11aと導体層14a,14bとは同一平面に設けられ、導体層11aと導体層14a,14bとは隣接して配置されている。そして、導体層14aにはサーミスタR1の接地端子Xが、導体層14bにはサーミスタR1の出力端子Yがそれぞれ接続されている。このような配置にすることで、第1導体層としての導体層11aと第2導体層としての導体層14aとを絶縁しつつ、導体層11cと導体層14aとを近接して配置し導体層11aからサーミスタR1へ熱を好適に伝えることが可能となる。
FIG. 11 shows a bottom view of the surface of the
・図12に変形例における回路基板10の表面を外装ケース20側から見た下面図を示す。2つのスルーホール13を設け、そのスルーホール13を囲む様に円環状の導体層11aをそれぞれ設けている。2つのスルーホール13の間に位置するように導体層14a及び14bを設け、導体層14aにサーミスタR1の接地端子Xを、導体層14bにサーミスタR1の出力端子Yをそれぞれ接続する構成とする。更に、図13に示すように、絶縁層12を介して導体層14a,14bに導体層11cを積層し、その導体層11cが導体層14a,14bと対面するように配置する。そして、導体層11aと導体層11cとをスルーホール13に設けられた導体で接続する。このような構成にすることで、第1導体層としての導体層11cと第2導体層としての導体層14aとを絶縁しつつ、導体層11cと導体層14aとを近接して配置し導体層11cからサーミスタR1へ熱を好適に伝導させることが可能となる。
FIG. 12 is a bottom view of the surface of the
・上記実施形態において、回路基板10は、温度検出対象としての外装ケース20に支持される構成としたが、これに代えて、パワーMOSトランジスタ30などの発熱体に設けられるヒートシンクに支持される構成であってもよい。この構成とすることで、ヒートシンクを温度検出対象とし、その検出温度に基づいてパワーMOSトランジスタ30などを制御することが可能となる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、サーミスタR1の第1端子Xは、温度検出回路40の接地端子Zに接続されることで接地電位に接続される構成としたが、これに代えて、第1端子Xが接続される温度検出回路40の端子Zが接地電位と異なる所定の電圧に接続されている構成でもよい。
In the above embodiment, the first terminal X of the thermistor R1 is connected to the ground potential by being connected to the ground terminal Z of the
10…回路基板、20…外装ケース(温度検出対象)、R1…サーミスタ(温度検出素子)、X…接地端子(第1端子)、Y…出力端子(第2端子)、11a〜11d…導体層(第1導体層)、14a…導体層(第2導体層)、40…温度検出回路。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回路基板に実装され、前記温度検出対象の温度に応じて第1端子(X)に対する第2端子(Y)の電位が変化する温度検出素子(R1)と、
前記温度検出素子の前記第1端子及び前記第2端子が第1入力端子(V−)及び第2入力端子(V+)にそれぞれ接続され、前記第1入力端子は基準電位に接続され、前記第1入力端子に対する前記第2入力端子の電位に基づいて前記温度検出対象の温度を検出する温度検出回路(40)と、を備える温度検出装置において、
前記回路基板は、前記温度検出対象と密着する第1導体層(11a〜11d)と、前記第1端子が電気接続されている第2導体層(14a)と、を備え、
前記第1導体層と前記第2導体層とは、前記回路基板において、絶縁されているとともに、近接して設けられ、
前記第1端子は前記温度検出回路の前記第1入力端子に電気接続されており、
前記温度検出対象は、前記回路基板に向かって立設され、前記回路基板が載置される載置面を有する支持部(21)を備え、
前記第1導体層は、前記載置面に密着することで前記温度検出対象と密着することを特徴とする温度検出装置。 A circuit board (10) fixed to a temperature detection target (20);
A temperature detection element (R1) mounted on the circuit board, wherein the potential of the second terminal (Y) with respect to the first terminal (X) changes according to the temperature of the temperature detection target;
The first terminal and the second terminal of the temperature detecting element are connected to a first input terminal (V−) and a second input terminal (V +), respectively, the first input terminal is connected to a reference potential, In a temperature detection apparatus comprising: a temperature detection circuit (40) that detects a temperature of the temperature detection target based on a potential of the second input terminal with respect to one input terminal;
The circuit board includes a first conductor layer (11a to 11d) that is in close contact with the temperature detection target, and a second conductor layer (14a) to which the first terminal is electrically connected,
In the circuit board, the first conductor layer and the second conductor layer are insulated and provided close to each other,
The first terminal is electrically connected to the first input terminal of the temperature detection circuit ;
The temperature detection target includes a support portion (21) that is erected toward the circuit board and has a mounting surface on which the circuit board is mounted.
The first conductor layer is in close contact with the temperature detection target by being in close contact with the placement surface .
前記第1導体層は、前記第2導体層と隣接し、又は、前記第2導体層の全部を囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の温度検出装置。 In the circuit board, the first conductor layer and the second conductor layer are provided on the same plane,
The temperature detection device according to claim 1, wherein the first conductor layer is disposed adjacent to the second conductor layer or surrounds the entire second conductor layer.
前記第1導体層は、前記第2導体層の一部又は全部と対面するように配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の温度検出装置。 In the circuit board, the first conductor layer and the second conductor layer are provided by being laminated,
The temperature detection device according to claim 1, wherein the first conductor layer is disposed so as to face a part or all of the second conductor layer.
前記複数の第1導体層は、前記第2導体層と同一平面に設けられた表面導体層(11a)と、前記第2導体層に積層して設けられた内部導体層(11c)とを含み、
前記表面導体層は、前記第2導体層と隣接し、又は、前記第2導体層の全部を囲むように配置され、
前記内部導体層は、前記表面導体層の一部又は全部と対面するように配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の温度検出装置。 In the circuit board, a plurality of the first conductor layers are provided,
The plurality of first conductor layers include a surface conductor layer (11a) provided on the same plane as the second conductor layer, and an inner conductor layer (11c) provided by being stacked on the second conductor layer. ,
The surface conductor layer is arranged adjacent to the second conductor layer or surrounding the entire second conductor layer,
The temperature detection device according to claim 1, wherein the inner conductor layer is disposed so as to face part or all of the surface conductor layer.
前記第1導体層は、前記複数の支持部の各載置面に密着することで前記温度検出対象と密着することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の温度検出装置。 The temperature detection target includes a plurality of the support portions,
Wherein the first conductive layer, the temperature detection device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that close contact with the temperature detected by close contact with each mounting surface of the plurality of support portions .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251135A JP6171902B2 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Temperature detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013251135A JP6171902B2 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Temperature detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015108543A JP2015108543A (en) | 2015-06-11 |
JP6171902B2 true JP6171902B2 (en) | 2017-08-02 |
Family
ID=53438998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013251135A Active JP6171902B2 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Temperature detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6171902B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020003268A (en) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Substrate structure |
KR102139182B1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-08-11 | 김지연 | Thermistor structure for absorbing noise |
JP2021196197A (en) * | 2020-06-10 | 2021-12-27 | 株式会社豊田自動織機 | Fitting structure for surface temperature sensor |
CN113658785B (en) * | 2021-10-21 | 2022-02-08 | 广东力王高新科技股份有限公司 | Modular planar transformer and electronic equipment |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0279467U (en) * | 1988-12-06 | 1990-06-19 | ||
JP2005278344A (en) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Denso Corp | Motor control device |
JP4048439B2 (en) * | 2004-03-25 | 2008-02-20 | 株式会社デンソー | Electronic circuit device having a heat sink |
JP4946484B2 (en) * | 2007-02-13 | 2012-06-06 | 日本精工株式会社 | Temperature sensor and vehicle |
-
2013
- 2013-12-04 JP JP2013251135A patent/JP6171902B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015108543A (en) | 2015-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5408502B2 (en) | Electronic control unit | |
JP6171902B2 (en) | Temperature detection device | |
US20150199376A1 (en) | Rotating electric machine system | |
US20140294045A1 (en) | Capacitor module and detection apparatus | |
EP3166141A1 (en) | Electronic device with electronic power component and direct detection of the temperature of such a component | |
JP2014049516A (en) | Cooling structure of shunt resistor and inverter device using the same | |
US9369009B2 (en) | Power transmitting device and power transmission system | |
JP2009146933A (en) | Bus bar and semiconductor device provided with the same | |
JP2011179837A (en) | Current detection device | |
US20170264167A1 (en) | Rotary electric machine | |
US20240133926A1 (en) | Current Sensing Device | |
JP2014062826A (en) | Battery internal resistance measurement device | |
JP2011135725A (en) | Power converter | |
JP2009052898A (en) | Current detection substrate | |
JP4946278B2 (en) | Power converter | |
JP6351914B1 (en) | Temperature measuring device | |
JP2020003268A (en) | Substrate structure | |
US11609125B2 (en) | Systems and methods for thermal monitoring | |
CN114256713A (en) | Device for charging a vehicle battery of an electric vehicle and method for producing the same | |
CN107077942B (en) | Winding element comprising a temperature measuring device | |
JP5270638B2 (en) | DC / DC converter | |
JP2013205293A (en) | Temperature detector and temperature detection method | |
JP5388239B2 (en) | Electrical equipment | |
CN219245654U (en) | Low-temperature drift voltage sensor | |
KR102512061B1 (en) | Sensor system for battery module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170619 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6171902 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |