JP2011188672A

JP2011188672A - インバータの冷却装置

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Publication number: JP2011188672A
Application number: JP2010053122A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Yamada; 隆弘山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】ケース内の耐熱性の高い電子部品の過熱を素早く検出して冷却ファンを高速で回転させることができ、この高速回転による冷却によって耐熱性の低い電子部品を過熱による破損から保護すること。
【解決手段】密閉型のケース５０内に、複数のＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆを有し、当該直流電圧の供給端に平滑用のコンデンサ１５が接続されたインバータ１０と、インバータ１０を含むケース５０内の電子部品を冷却する冷却ファン２８とを備える。複数のＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆの何れか１つに一体に組み合わされ、このＩＧＢＴ素子１６ｂの温度を検出し、検出温度に応じた電圧を出力する感温ダイオード１１と、感温ダイオード１１の出力電圧をパルス幅変調して当該出力電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて冷却ファン２８の駆動電圧の供給量を変化させる制御を行う冷却ファン制御部３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換用の半導体素子を用いて交流モータやモータジェネレータを駆動するインバータを備え、このインバータを冷却ファンで冷却するインバータの冷却装置に関する。

従来、車載用のインバータは、特許文献１に記載されているように、防塵、防水のための密閉構造を持つケース内に収容されている。このためケース内部の空気が滞留し、インバータの半導体素子であるＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電子部品が発する熱を逃がすことが出来ない。このため定格温度の高い電子部品を用いなければならずコストアップに繋がっていた。このようなコストアップを極力回避するために、ケース内に冷却ファン及び温度センサであるサーミスタを備え、ケース内の温度をサーミスタで検出し、この検出温度が高いほどに冷却ファンを速く回転させて電子部品の発熱を抑制することが行われている。

特開２００３−１２７８０２号公報

しかし、上述した従来のインバータの冷却方式は、サーミスタの温度検出の応答性が悪いため、過渡運転の頻度が高い車両のインバータでは不適当である。何故ならば、モータのトルクが急激に上昇してインバータのＩＧＢＴに多量の電流が流れた場合、ＩＧＢＴが過熱し、この熱がインバータの電源とＩＧＢＴとの間に接続された平滑用のコンデンサや、電子部品実装用の基板に伝達される。これらコンデンサや基板は、耐熱性が例えば１０５°ＣとＩＧＢＴの１５０°Ｃに比べて低いので、ＩＧＢＴの熱が伝達されて破損する虞がある。つまり、ケース内に配設されたサーミスタは温度検出の応答性が悪いため、ケース内の耐熱性の低い電子部品の許容温度を超えた場合でも、それを検出することができず、このため冷却ファンを高速回転させて電子部品を冷却するに至らず、電子部品の破損を招くという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ケース内の耐熱性の高い電子部品の過熱を素早く検出して冷却ファンを高速で回転させることができ、この高速回転による冷却によって耐熱性の低い電子部品を過熱による破損から保護することができるインバータの冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、密閉型のケース内に、直流電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有し、当該直流電圧の供給端に平滑用のコンデンサが接続されたインバータと、当該インバータを含むケース内の電子部品を冷却する冷却ファンとを有し、当該冷却ファンで前記電子部品を冷却するインバータの冷却装置において、前記複数の半導体素子の何れか１つに一体に組み合わされ、この組み合わされた半導体素子の温度を検出し、この検出温度に応じた電圧を出力する感温ダイオードと、前記感温ダイオードの出力電圧をパルス幅変調して当該出力電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、感温ダイオードは温度検出の応答性が良いので、半導体素子の温度を略リアルタイムで検出し、この検出電圧を出力する。従って、制御手段は、その検出電圧に応じたデューティのパルス信号で冷却ファンの駆動電圧を制御するので、半導体素子の温度が高いほどに冷却ファンを即時高速回転させ、この冷風でケース内の電子部品を冷却することが出来る。ここで、ケース内には、高耐熱性電子部品である半導体素子や、これよりも耐熱性の低い低耐熱性電子部品であるコンデンサ等を含むが、その高耐熱性電子部品である半導体素子が過熱し、この熱が低耐熱性電子部品に伝達される場合でも、その低耐熱性電子部品が破損の許容温度を越える前に、逸早く感温ダイオードで半導体素子の温度を検出して冷却ファンを駆動することが出来る。これによってケース内の電子部品を冷却させることが出来るので、低耐熱性電子部品が破損の許容温度を越えることを防止することが出来る。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記半導体素子が破損を許容する絶対定格温度より低い値に設定された最高許容温度以上となった場合の前記感温ダイオードの出力電圧に応じて前記パルス信号のデューティを１００％とし、当該半導体素子が前記インバータを冷却する冷却水温度以下となった場合の当該感温ダイオードの出力電圧に応じて当該パルス信号のデューティを０％とし、当該半導体素子が当該最高許容温度未満で且つ当該冷却水温度を超える間の温度となった場合の当該感温ダイオードの出力電圧に応じて当該パルス信号を１００％未満から０％を超えるデューティとする制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、制御手段は、半導体素子が最高許容温度以上となった場合にパルス信号のデューティを１００％として冷却ファンを駆動するので、この際、冷却ファン２８は最高回転数で回転する。従って、最高風力の風で電子部品が冷却されるので電子部品の温度を下げることが出来る。また、半導体素子が冷却水温度以下となった場合はデューティを０％とするので冷却ファン２８は停止する。この場合、半導体素子は冷却水温度以下なので冷却ファンによる冷却は不要であり、その停止によって消費電力の抑制を行うことができる。更に、半導体素子が最高許容温度未満で且つ冷却水温度を超える間の温度となった場合はパルス信号を１００％未満から０％を超えるデューティとするので、その温度の高さが高いほどに冷却ファンの回転を速くするといった制御を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、前記複数の半導体素子の個々に一体に前記感温ダイオードを組合せ、前記制御手段は、その組み合わされた感温ダイオードのうち最も高温のものの出力電圧を選択し、この選択された電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、ケース内の電子部品の温度上昇をより速く抑制又は下げることが出来る。

請求項４に記載の発明は、前記ケース内に前記インバータが複数収容されている場合、当該複数のインバータの個々に前記感温ダイオードを備え、前記制御手段で、各感温ダイオードのうち最も高温を検出した感温ダイオードの出力電圧を選択し、この選択された電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、ケース内に複数のインバータが収容されている場合でも、ケース内の電子部品の温度上昇をより速く抑制又は下げることが出来る。

本発明の実施形態に係るインバータ及びその冷却装置の回路構成を示すブロック図である。本実施形態に係るインバータの冷却装置の回路構成を示すブロック図である。ＰＷＭパルス信号のデューティと感温ダイオードの出力電圧との関係図である。本実施形態に係るインバータ及びその冷却装置を収容するケース内の断面図である。本実施形態のインバータのＩＧＢＴ素子等のチップ温度と時間との関係図である。インバータにおける経過時間に沿った平滑用のコンデンサの温度を示す従来と本実施形態との特性図である。従来のインバータの冷却装置の回路構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るインバータ及びその冷却装置の回路構成を示すブロック図である。

図１に示すインバータ１０は、３相回転電機であるＤＣブラシレスモータ（以降、モータと称す）１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相線に接続されている。つまり、インバータ１０はＵ相、Ｖ相及びＷ相の回路からなり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の回路の両端は直流電源１４に接続され、また、直流電源１４に並列接続された平滑用のコンデンサ１５を有する。つまり、コンデンサ１５は、蓄電の役割も有するサージ電圧吸収用のものである。

インバータ１０のＵ相は、高圧側の半導体素子である上アーム用のＩＧＢＴ素子（ここでは、ＩＧＢＴ素子とする）１６ａと高圧ＧＮＤ側の半導体素子である下アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｂとが直列に接続されてなる。同様に、Ｖ相は上アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｃと下アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｄ、Ｗ相は上アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｅと下アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｆが直列に接続されてなる。ＵＶＷ各相の中間点に、モータ１２の各相が接続されている。各ＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤａ〜Ｄｆがそれぞれ接続されている。

また、各相のＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆ及びダイオードＤａ〜Ｄｆは、各相毎に双方が一対で一体となってパワーモジュール１７ａ〜１７ｆを構成している。これらパワーモジュール１７ａ〜１７ｆの少なくとも一つ、例えばＵ相の下アームのパワーモジュール１７ｂには、感温ダイオード１１を内蔵している。従って、パワーモジュール１７ｂは、ＩＧＢＴ素子１６ｂ及びダイオードＤｂ並びに感温ダイオード１１が一体に構成されている。

更に、インバータ１０の各ＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆのゲート端子はドライブＩＣ（集積回路）１８ａ〜１８ｆを介してマイコン（マイクロコンピュータ）２０に接続されている。更に、マイコン２０には、モータ１２の出力軸の回転角度を検出する位置センサ２２と、Ｕ相及びＷ相に流れる電流を検出する電流センサ２４，２４Ｗと、速度制御器など要求トルクを算出するトルク指令値発生部２６とが接続されている。

このマイコン２０は、各電流センサ２４Ｕ，２４ＷからのＵ相及びＷ相に流れる電流を取り込み、Ｖ相に流れる電流を、キルヒホッフの法則に基づきＵ相とＷ相を流れる電流から算出する。そして、マイコン２０は、その３相の電流と、位置センサ２２からのモータ２０の出力軸の回転角度と、トルク指令値発生部２６からのトルク指令値とに基づき、ドライブＩＣ１８ａ〜１８ｆを介して各ＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆのオン／オフをスイッチング制御する。この制御は、上アーム用のＩＧＢＴ素子１６ａ，１６ｃ，１６ｅがオンの場合は下アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｂ，１６ｄ，１６ｆがオフ、上アーム用のＩＧＢＴ素子１６ａ，１６ｃ，１６ｅがオフの場合は下アーム用のＩＧＢＴ素子１６ｂ，１６ｄ，１６ｆがオンとなるように行われる。

また、感温ダイオード１１と冷却ファン２８との間には、冷却ファン制御部（制御手段）３０が接続されている。この冷却ファン制御部３０は、感温ダイオード１１から取り込んだパワーモジュール１７ｂの温度に基づき冷却ファン２８の回転駆動を制御するものであり、詳細には図２に示す回路構成となっている。

図２に示すように、冷却ファン制御部３０は、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）生成部３１と、フォトカプラ３２と、ゲート抵抗器３３と、ＭＯＳ型のトランジスタ３４と、直流電源３５と、ダイオード３６とを備えて構成されている。また、感温ダイオード１１のアノード端子Ａには定電流源３８が接続され、マイコン２０とドライブＩＣ１８ｂとの間には図１には不記載のフォトカプラ３９が接続されている。

ここで、ＩＧＢＴ素子１６ｂのゲート端子Ｇ、センスエミッタ端子ＳＥ、エミッタ端子ＥはドライブＩＣ１８ｂに接続され、ドライブＩＣ１８ｂはマイコン２０からフォトカプラ３９を介して送られてくる駆動信号に基づきＩＧＢＴ素子１６ｂを駆動する。

感温ダイオード１１のアノード端子Ａ及びカソード端子ＫはＰＷＭ生成部３１に接続されており、アノード端子Ａには定電流源３８から一定の電流が供給されている。ＰＷＭ生成部３１は、感温ダイオード１１の電圧降下量に応じてデューティが増えるようなＰＷＭパルス信号を生成するパルス幅変調を行う。

これは、図３に線分Ｌ１で示すように、ＩＧＢＴ素子１６ｂの温度が絶対定格温度（例えば１５０℃）より低い値に設定された最高許容温度（例えば１３０℃）以上となり、感温ダイオード１１が最高許容温度以上に対応する電圧となった場合に、ＰＷＭ生成部３１がデューティ１００％のＰＷＭパルス信号を生成する。また、ＰＷＭ生成部３１は、ＩＧＢＴ素子１６ｂの温度が最高許容温度未満で且つ冷却水温度を超える間の温度では、その温度に対応する電圧に応じたデューティのＰＷＭパルス信号を生成する。ＩＧＢＴ素子１６ｂの温度がインバータ冷却水温度以下となるとデューティ０％とする。つまり、ＰＷＭパルス信号を生成しない。

このＰＷＭ生成部３１からフォトカプラ３２を介して出力されるＰＷＭパルス信号は、ゲート抵抗器３３を介してトランジスタ３４のゲート端子へ供給される。ここで、トランジスタ３４のソース端子及びドレイン端子は、直流電源３５に電圧が供給されるように接続された冷却ファン２８と直流電源３５の正極側との間に接続されている。このトランジスタ３４は、そのゲート端子に供給されるＰＷＭパルス信号に応じて、直流電源３５から冷却ファン２８へ供給される電圧をチョッピング制御する。この制御に応じて冷却ファン２８の回転数が可変する。

つまり、ＩＧＢＴ素子１６ｂが最高許容温度以上であれば、デューティ１００％のＰＷＭパルス信号がトランジスタ３４に供給されるので、直流電源３５の電圧が最高値で冷却ファン２８に供給され、冷却ファン２８が最高回転数で回転する。

ＩＧＢＴ素子１６が線分Ｌ１で示すように最高許容温度未満で且つ冷却水温度を超える間のジャンクション温度であれば、その温度に応じたデューティのＰＷＭパルス信号がトランジスタ３４に供給される。そして、その供給によるチョッピング制御に応じたレベルの電圧が直流電源３５から冷却ファン２８に供給され、冷却ファン２８がそのレベルの電圧に応じた回転数で回転する。

ＩＧＢＴ素子１６が冷却水温度以下であれば、ＰＷＭパルス信号はデューティ０％されるので、この場合、トランジスタ３４がオフとなって直流電源３５から冷却ファン２８へは電圧は供給されなくなり、冷却ファン２８は停止する。ここで、直流電源３５に並列に接続されたダイオード３６は、トランジスタ３４がオフ時の電流経路を形成するようになっている。

この冷却ファン制御部３０やインバータ１０等は図４に示すように密閉型のケース５０に収容されている。図４に示すケース５０内には、マイコン２０等が実装された制御基板５２と、ドライブＩＣ１８ａ〜１８ｆ等が実装されたドライブ基板５３と、パワーモジュール１７ａ〜１７ｆを備えて形成されたインバータ１０の主回路が絶縁機構（図示せず）を介して接合された冷却器５４と、コンデンサ１５と、冷却ファン２８等が収容されている。また、制御基板５２及びドライブ基板５３、ドライブ基板５３及びパワーモジュール１７ａ〜１７ｆ、パワーモジュール１７ａ〜１７ｆ及びコンデンサ１５、冷却ファン２８及び制御基板５２は図示せぬ配線で電気的に接続されている。

このような本実施形態のインバータの冷却装置が搭載された車両が、例えば平地から急坂路に入って走行したとすると、モータ１２のトルクが増加し、インバータ１０に負荷がかかる。これによってＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆの温度が上昇する。この上昇が図３に線分Ｌ１で示すように冷却水温度を超えると、この温度を感知した感温ダイオード１１の電圧が当該温度に応じて上昇し、ＰＷＭ生成部３１で、その上昇温度に応じたデューティのＰＷＭパルス信号が生成される。

この生成されたＰＷＭパルス信号は、フォトカプラ３２を経由し、更にゲート抵抗器３３を介してトランジスタ３４のゲート端子に供給される。この供給に応じてトランジスタ３４でチョッピング制御が行われ、この制御に応じて直流電源３５からの電圧が抑制されながら冷却ファン２８に供給され、冷却ファン２８がその抑制電圧に応じた回転数で回転する。この回転による冷風によってＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆを含むインバータ１０等のケース５０内の電子部品が冷却される。これによって電子部品の温度上昇が抑制されるか、又は温度が下降する。

しかし、更にモータ１２のトルクが増加してＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆの温度が上昇し、最高許容温度以上となると、感温ダイオード１１から最高許容温度以上の温度に応じた電圧がＰＷＭ生成部３１へ供給される。これによってＰＷＭ生成部３１からデューティ１００％のＰＷＭパルス信号が生成される。

このＰＷＭパルス信号がフォトカプラ３２及びゲート抵抗器３３を介してトランジスタ３４のゲート端子に供給されると、トランジスタ３４が完全にオン状態となって直流電源３５の電圧が最高値で冷却ファン２８に供給され、冷却ファン２８が最高回転数で回転する。この最高回転数の回転による冷風によってケース５０内の電子部品が冷却される。これによって電子部品の温度が下降する。

このような本実施形態のインバータの冷却装置は、密閉型のケース５０内に、直流電圧を交流電圧に変換する複数のＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆを有し、当該直流電圧の供給端に平滑用のコンデンサ１５が接続されたインバータ１０と、このインバータ１０を含むケース５０内の電子部品を冷却する冷却ファン２８とを備える。

本実施形態の特徴は、その構成において、インバータ１０の複数のＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆの何れか１つに一体に組み合わされ、この組み合わされたＩＧＢＴ素子１６ｂの温度を検出し、この検出温度に応じた電圧を出力する感温ダイオード１１と、感温ダイオード１１の出力電圧をパルス幅変調して当該出力電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて冷却ファン２８の駆動電圧の供給量を変化させる制御を行う冷却ファン制御部３０とを備えた。

つまり、インバータ１０における耐熱性の高い電子部品（高耐熱性電子部品）であるＩＧＢＴ素子１６ｂの温度を、従来のサーミスタに比べ温度検出の応答性の良い感温ダイオード１１で検出し、この検出された電圧降下に応じて冷却ファン２８の回転数を制御するようにした。図５に示すように、ＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆのチップ温度を線分Ｌ２で示すチップ温度特性に対して、サーミスタの温度検出の応答性であるサーミスタ特性は線分Ｌ３で表され、感温ダイオード１１の温度検出の応答性である感温ダイオード特性は線分Ｌ４で表される。つまり、感温ダイオード特性Ｌ４は、略チップ温度特性Ｌ２に近いので、感温ダイオード１１はＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆの温度を略リアルタイムで検出している。

このことからＩＧＢＴ素子１６ｂの温度を略リアルタイムで感温ダイオード１１で検出し、この検出電圧のレベルに応じたデューティのＰＷＭパルス信号で冷却ファン２８の駆動電圧を制御するようにしたので、ジャンクション温度が高いほどに冷却ファン２８を即時高速回転させ、この冷風でケース５０内の電子部品を冷却することが出来る。

従って、ＩＧＢＴ素子１６ａ〜１６ｆが過熱し、この熱が平滑用のコンデンサ１５や電子部品実装用の基板５２，５３等の耐熱性の低い電子部品（低耐熱性電子部品）に伝達され、当該低耐熱性電子部品が破損の許容温度を越える前に冷却ファン２８で冷却させることが出来る。この冷却時の一例を図６に示す。図６は経過時間に沿った平滑用のコンデンサ１５の温度を示す特性図であり、線分Ｌ６が従来の冷却方式での温度特性、線分Ｌ７が本実施形態の冷却方式での温度特性である。

従来の温度特性Ｌ６及び本実施形態の温度特性Ｌ７の双方で示すように、コンデンサ１５の温度が上昇してきた場合に、本実施形態では冷却水温度を超えた時刻ｔ１で冷却ファン２８が回転するが、従来例では時刻ｔ１よりも所定時間遅い時刻ｔ２で冷却ファン２８が回転する。この結果、本実施形態では温度特性Ｌ７で示すように、従来の温度特性Ｌ６よりも、電子部品の温度を低温とすることができる。なお、時刻ｔ１と時刻ｔ２との差は、感温ダイオード１１の応答時間とサーミスタの応答時間との差に対応するものである。

つまり、本実施形態では、ケース５０内の高耐熱性電子部品であるＩＧＢＴ素子１６ｂの過熱を素早く検出して冷却ファン２８を高速で回転させることができるので、この高速回転による冷却によってコンデンサ１５等の低耐熱性電子部品を過熱による破損から保護することができる。

更に、冷却ファン制御部３０が、ＩＧＢＴ素子１６ｂが破損を許容する絶対定格温度より低い値に設定された最高許容温度以上となった場合の感温ダイオード１１の出力電圧に応じてパルス信号のデューティを１００％とし、ＩＧＢＴ素子１６ｂがインバータ１０を冷却する冷却水温度以下となった場合の感温ダイオード１１の出力電圧に応じてパルス信号のデューティを０％とし、ＩＧＢＴ素子１６ｂが最高許容温度未満で且つ冷却水温度を超える間の温度となった場合の感温ダイオード１１の出力電圧に応じてパルス信号を１００％未満から０％を超えるデューティとする制御を行うようにした。

これによって、冷却ファン２８制御部３０は、ＩＧＢＴ素子１６ｂが最高許容温度以上となった場合にパルス信号のデューティを１００％として冷却ファン２８を駆動するので、この際、冷却ファン２８は最高回転数で回転する。従って、最高風力の風で電子部品が冷却されるので電子部品の温度を下げることが出来る。また、ＩＧＢＴ素子１６ｂが冷却水温度以下となった場合はデューティを０％とするので冷却ファン２８は停止する。この場合、ＩＧＢＴ素子１６ｂは冷却水温度以下なので冷却ファン２８による冷却は不要であり、その停止によって消費電力の抑制を行うことができる。更に、ＩＧＢＴ素子１６ｂが最高許容温度未満で且つ冷却水温度を超える間の温度となった場合はパルス信号を１００％未満から０％を超えるデューティとするので、その温度の高さが高いほどに冷却ファン２８の回転を速くするといった制御を行うことができる。

また、従来のインバータの冷却装置では、図７に示すようにマイコン２０に、サーミスタ６０が接続される入力ポートと、サーミスタ６０の検出温度に応じて冷却ファン２８の駆動を制御する冷却ファン制御部６１とが接続される出力ポートと、その冷却ファン２８の駆動を制御するためのソフトウエアとが必要となっていた。

しかし、本実施形態のインバータの冷却装置では、それら入力ポート及び出力ポート並びにソフトウエアが不要となるので、その分、インバータの冷却装置の小型化及び低コスト化を図ることが出来る。

また、本実施形態の応用例として、各パワーモジュール１７ａ〜１７ｆの各々に感温ダイオード１１を備え、これら感温ダイオード１１のうち最も検出温度の高い電圧のものを選択し、ＰＷＭ生成部３１で、その選択された電圧に応じたデューティのＰＷＭパルス信号を生成するように構成しても良い。この構成によれば、ケース５０内の電子部品の温度上昇をより速く抑制又は下げることが出来る。

更に、ケース５０内にインバータ１０が２つ以上備えられている場合、各インバータ１０の各々に感温ダイオード１１を備え、ＰＷＭ生成部３１で、最も高温を検出した感温ダイオード１１の電圧に応じたデューティのＰＷＭパルス信号を生成して冷却ファン２８を駆動するようにしてもよい。これによって、ケース５０内に複数のインバータ１０が収容されている場合でも、ケース５０内の電子部品の温度上昇をより速く抑制又は下げることが出来る。

更には、冷却ファン制御部３０をフォトカプラ３２を外して高圧側に備えても良い。

１０インバータ
１４直流電源
１５平滑用のコンデンサ
１６ａ〜１６ｆＩＧＢＴ素子
Ｄａ〜Ｄｆダイオード
１７ａ〜１７ｆパワーモジュール
１８ａ〜１８ｆドライブＩＣ
２０マイコン
２２位置センサ
２４Ｖ，２４Ｗ電流センサ
２６トルク指令値発生部
２８冷却ファン
３０冷却ファン制御部
３１ＰＷＭ生成部
３２，３９フォトカプラ
３３ゲート抵抗器
３４ＭＯＳ型のトランジスタ
３５直流電源
３８定電流源

Claims

密閉型のケース内に、直流電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有し、当該直流電圧の供給端に平滑用のコンデンサが接続されたインバータと、当該インバータを含むケース内の電子部品を冷却する冷却ファンとを有し、当該冷却ファンで前記電子部品を冷却するインバータの冷却装置において、
前記複数の半導体素子の何れか１つに一体に組み合わされ、この組み合わされた半導体素子の温度を検出し、この検出温度に応じた電圧を出力する感温ダイオードと、
前記感温ダイオードの出力電圧をパルス幅変調して当該出力電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とするインバータの冷却装置。
前記制御手段は、前記半導体素子が破損を許容する絶対定格温度より低い値に設定された最高許容温度以上となった場合の前記感温ダイオードの出力電圧に応じて前記パルス信号のデューティを１００％とし、当該半導体素子が前記インバータを冷却する冷却水温度以下となった場合の当該感温ダイオードの出力電圧に応じて当該パルス信号のデューティを０％とし、当該半導体素子が当該最高許容温度未満で且つ当該冷却水温度を超える間の温度となった場合の当該感温ダイオードの出力電圧に応じて当該パルス信号を１００％未満から０％を超えるデューティとする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインバータの冷却装置。
前記複数の半導体素子の個々に一体に前記感温ダイオードを組合せ、前記制御手段は、その組み合わされた感温ダイオードのうち最も高温のものの出力電圧を選択し、この選択された電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータの冷却装置。
前記ケース内に前記インバータが複数収容されている場合、当該複数のインバータの個々に前記感温ダイオードを備え、前記制御手段で、各感温ダイオードのうち最も高温を検出した感温ダイオードの出力電圧を選択し、この選択された電圧に応じたデューティのパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて前記冷却ファンの駆動電圧の供給量を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータの冷却装置。