Ｔj＝ａ×ｆ×（θj-c＋θc-f＋θf-w）＋Ｔw …（１）
ここで、Ｔjはパワーデバイスのジャンクション温度、ａはパワーデバイス
の１回のスイッチ動作当たりの損失（ジュール／１パルス）、ｆは動作周波数（Ｈｚ）、θj-cはジャンクション−ケース間熱抵抗、θc-fはケース−フィン間熱抵抗、θf-wはフィン−冷却水間熱抵抗、Ｔwは冷却水温度最大値である。
Tj = a * f * ([theta] j-c + [theta] c-f + [theta] f-w) + Tw (1)
Here, Tj is the junction temperature of the power device, a is the loss per switch operation of the power device (Joule / 1 pulse), f is the operating frequency (Hz), θj-c is the junction-to-case thermal resistance, θc-f is the case-fin thermal resistance, θf-w is the fin-cooling water thermal resistance, and Tw is the maximum cooling water temperature.
Ｔf＝ａ×ｆ×θf-w＋Ｔw …（６）
ここで、Ｔfは冷却フィン温度、ａはパワーデバイスの１回のスイッチ動作
当たりの損失（ジュール／１パルス）、ｆは動作周波数（Ｈｚ）、θf-wはフィン−冷却水間熱抵抗、Ｔwは冷却水温度である。
Tf = a * f * thetaf-w + Tw ... (6)
Here, Tf is the cooling fin temperature, a is the loss per switch operation of the power device (Joule / one pulse), f is the operating frequency (Hz), θf-w is the fin-cooling water thermal resistance, Tw Is the cooling water temperature.
（Ｔj（ｍａｘ）−Ｔw（ｍａｘ））／ａ×ｆ−θj-c−θc-f＜θf-w …（７）
コンパレータ２５は、パワーデバイス２１が熱的に破損するまで冷却水流量が低下した判定となる場合、温度抑制制御回路を起動してパワーデバイスのジャンクション温度の上昇を抑制する。この温度抑制制御回路としては、具体的には、コンパレータ２５の出力で、ＡＮＤゲート２７の入力になるＩＧＢＴ＿ＯＮ信号発生器２８の出力を抑止することで、パワーデバイス２１のゲート駆動回路２９の出力をオフに強制し、冷却水流量不足でパワーデバイス２１が熱的に破損する前にそのスイッチング動作を停止させる。これと並行して、コンパレータ２５の出力は半導体電力変換装置の使用ユーザにエラー信号発信やＬＥＤ表示等で通知する。
(Tj (max) −Tw (max)) / a × f− θj −c−θc−f <θf−w (7)
When it is determined that the cooling water flow rate has decreased until the power device 21 is thermally damaged, the comparator 25 activates the temperature suppression control circuit to suppress an increase in the junction temperature of the power device. Specifically, as the temperature suppression control circuit, the output of the gate drive circuit 29 of the power device 21 is suppressed by suppressing the output of the IGBT_ON signal generator 28 that is input to the AND gate 27 by the output of the comparator 25. The switching operation is stopped before the power device 21 is thermally damaged due to insufficient cooling water flow. In parallel with this, the output of the comparator 25 is notified to the user of the semiconductor power conversion device through error signal transmission, LED display, or the like.
（実施形態６）
図６は、本実施形態を示す冷却装置の冷却制御回路図である。同図が図１と異なる部分は、検出される冷却水流量の大小比較基準である冷却水流量設定値を、パワーデバイスの現在の動作周波数ｆと変化するパワーデバイスの１回のスイッチ動作当たりの損失で変化するパワーデバイスの単位時間当たりの現在の損失に応じて変更する流量−損失変換回路を設けた点にある。
(Embodiment 6)
FIG. 6 is a cooling control circuit diagram of the cooling device showing the present embodiment. 1 is different from FIG. 1 in that the cooling water flow rate setting value, which is a comparison criterion of the detected cooling water flow rate, is changed with the current operating frequency f of the power device per switching operation of the power device. It is the point which provided the flow volume -loss conversion circuit changed according to the present loss per unit time of the power device which changes with loss .
この流量−損失変換回路は、具体的にはカウンタ４１でＩＧＢＴ＿ＯＮ信号発生器２８の出力をカウントすることで、パワーデバイス２１の現在の動作周波数ｆとパワーデバイスの１回のスイッチ動作当たりの損失を変数とするパワーデバイス２１の単位時間当たりの現在の損失を求め、この損失を基に冷却水流量設定器に設定する冷却水流量の変更係数を求める。冷却水流量設定器４２は、カウンタ４１で求める現在の損失の大きさに応じた変更係数で、ジャンクション温度がその最大値Ｔj（ｍａｘ）にまで上昇する冷却水流量設定値を変更する。この変更係数は、流量と動作周波数を変数としたテーブルデータとして予め設定しておくことでもよい。
Specifically, this flow rate -loss conversion circuit counts the current operating frequency f of the power device 21 and the loss per switch operation of the power device by counting the output of the IGBT_ON signal generator 28 by the counter 41. A current loss per unit time of the power device 21 as a variable is obtained, and a change coefficient of the cooling water flow rate set in the cooling water flow rate setting device is obtained based on this loss. The cooling water flow rate setting device 42 changes the cooling water flow rate setting value at which the junction temperature rises to its maximum value Tj (max) with a change coefficient corresponding to the current loss magnitude obtained by the counter 41. This change coefficient may be set in advance as table data with the flow rate and the operating frequency as variables.