JP2013042604A - Temperature detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電力変換器において半導体素子を実装したヒートシンクの温度を検知する温度検知回路に適用する。 The present invention is applied to, for example, a temperature detection circuit that detects the temperature of a heat sink on which a semiconductor element is mounted in a power converter.
電力変換器においては、トランジスタ等の半導体素子をヒートシンクに実装し、半導体素子の発熱による温度上昇を検知して動作停止等の保護動作を行うため、ヒートシンクの半導体素子近傍にサーマルリードリレーを設置することが行われる。 In a power converter, a semiconductor element such as a transistor is mounted on a heat sink, and a thermal reed relay is installed near the semiconductor element of the heat sink to detect a temperature rise due to heat generation of the semiconductor element and perform a protection operation such as operation stop. Is done.
図3は、半導体素子をヒートシンクに実装し、その近傍にサーマルリードスイッチを配置した図である。図3において、ヒートシンク7上にモジュール半導体素子81,82,83が実装され、各モジュール半導体素子近傍にサーマルリードスイッチ11,12,13を配置している。ヒートシンク7にはファンモータ91により冷却風が送られ、矢印のように風が流れる。サーマルリードスイッチはモジュール半導体素子の発熱により温度が上昇したヒートシンクの温度上昇を検知するため、冷却風の風下側に配置されている。
FIG. 3 is a diagram in which a semiconductor element is mounted on a heat sink and a thermal reed switch is disposed in the vicinity thereof. In FIG. 3,
図4は検知回路の例である。サーマルリードスイッチ11,12,13は設定された温度以上に上昇すると接点が開放となるタイプを使用しており、サーマルリードスイッチ11,12,13のいずれかが動作し開放状態となった場合、電源5の電圧が検知部6に供給されなくなり、温度上昇によりサーマルリードスイッチが動作したものと判断できる。
FIG. 4 is an example of a detection circuit. The
サーマルリードスイッチは、設定温度において接点の短絡、開放動作を行うものであるため、図4のような検知回路とした場合はどの部位のサーマルリードスイッチが動作したものかが判断できない。温度上昇がどの部位で起きたかわからないと、点検・修理時の指標が得られない。
図5は動作したサーマルリードスイッチを特定するための検知回路である。3個のサーマルリードスイッチ各々に検知部61,62,63を設け、個別にその動作を検知できるようにしたものである。一般的には、検知回路としては電力変換器制御部のデジタルインターフェイスが使用されるが、図5のように個別にサーマルリードスイッチを接続する場合は、その数だけデジタルインターフェイスを使用することとなり、制御部のインターフェイスが増えて問題である。
Since the thermal reed switch performs the short circuit and open operation of the contacts at the set temperature, it is impossible to determine which part of the thermal reed switch has been operated in the case of the detection circuit as shown in FIG. If we do not know where the temperature rise occurred, we will not be able to obtain indicators for inspection and repair.
FIG. 5 shows a detection circuit for specifying the operated thermal reed switch. Each of the three thermal reed switches is provided with
本発明は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は、複数のサーマルリードスイッチを使用した温度検知回路において、制御部インターフェイスの増大を抑制しながら、動作したサーマルリードスイッチの部位を特定することが可能な検知回路を提供することにある。 The present invention has been made to cope with the above-described situation, and the problem is that in a temperature detection circuit using a plurality of thermal reed switches, the portion of the thermal reed switch that operates while suppressing an increase in the control unit interface. It is an object of the present invention to provide a detection circuit capable of specifying the above.
請求項1の発明によれば、ヒートシンクを有する電力変換器の温度検知回路において、設定温度以上にて開放となるサーマルリードスイッチと該サーマルリードスイッチと並列に接続された抵抗器とよりなる並列体を有し、該並列体を複数直列に接続した直列体を形成し、該直列体を電源回路と直列に接続し、該電源回路と反対側に該直列体と直列に接続された抵抗値判別回路を有し、該並列体の該抵抗器は各々異なる抵抗値とすることを特徴とする。 According to invention of Claim 1, in the temperature detection circuit of the power converter which has a heat sink, the parallel body which consists of the thermal reed switch opened | released more than preset temperature, and the resistor connected in parallel with this thermal reed switch Forming a series body in which a plurality of the parallel bodies are connected in series, connecting the series body in series with a power supply circuit, and determining a resistance value connected in series with the series body on the opposite side of the power supply circuit It has a circuit, and the resistors of the parallel body have different resistance values.
請求項2の発明によれば、請求項1記載の直列に接続された抵抗値判別回路の代わりに、前記直列体と前記電源回路の間に新たな抵抗器を直列に接続し、前記直列体と該新たな抵抗器との接続点に電圧判別回路を接続することを特徴とする。 According to the invention of claim 2, instead of the resistance value determination circuit connected in series according to claim 1, a new resistor is connected in series between the series body and the power supply circuit, and the series body A voltage discriminating circuit is connected to a connection point between the resistor and the new resistor.
すなわち、請求項1に係わる温度検知回路においては、設定温度以上にて開放となるサーマルリードスイッチと、当該サーマルリードスイッチと並列に接続された抵抗器と、当該サーマルリードスイッチと抵抗器の並列体の複数直列体よりなり、サーマルリードスイッチに並列接続された抵抗器は各々異なる抵抗値となるよう構成する。 That is, in the temperature detection circuit according to claim 1, a thermal reed switch that opens at a set temperature or higher, a resistor connected in parallel with the thermal reed switch, and a parallel body of the thermal reed switch and a resistor. The resistors connected in parallel to the thermal reed switch are configured to have different resistance values.
そして、請求項2に係わる温度検知回路においては、設定温度以上にて開放となるサーマルリードスイッチと、当該サーマルリードスイッチと並列に接続された抵抗器と、当該サーマルリードスイッチと抵抗器の並列体の複数直列体よりなり、サーマルリードスイッチに並列接続された抵抗器の抵抗値は各直列体で異なるよう構成し、当該サーマルリードスイッチの直列体に直列接続された抵抗器と直流電源の直列体と、前記サーマルリードスイッチの直列体と、抵抗器と直流電源の直列体の接続点に電圧判別回路を接続することが行われる。 In the temperature detection circuit according to claim 2, a thermal reed switch that is opened at a set temperature or higher, a resistor connected in parallel with the thermal reed switch, and a parallel body of the thermal reed switch and the resistor. The resistance value of the resistor connected in parallel to the thermal reed switch is configured to be different in each series body, and the resistor connected in series to the series body of the thermal reed switch and the DC power supply series body Then, a voltage discrimination circuit is connected to a connection point between the series body of the thermal reed switch and the series body of the resistor and the DC power source.
本発明による温度検知回路によれば、複数使用したサーマルリードスイッチの動作部位を簡略な回路構成にて判別することが可能である。 According to the temperature detection circuit of the present invention, it is possible to determine the operation part of a plurality of used thermal reed switches with a simple circuit configuration.
図1〜図5等により本発明の実施形態を以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1に本発明の第1実施形態に係わる温度検知回路を示す。 FIG. 1 shows a temperature detection circuit according to the first embodiment of the present invention.
本発明の実施形態1の温度検知回路は、設定温度以上で開放動作となるサーマルリードスイッチ11,12,13と、各々に抵抗値の異なる抵抗21,22,23を接続することが行われ、抵抗値判別回路3、および電源5を接続する。
In the temperature detection circuit according to the first embodiment of the present invention, the thermal reed switches 11, 12, and 13 that are opened at a set temperature or more and the
次に、本発明の実施形態の作用を説明する。
表1は3個のサーマルリードスイッチ11,12,13と各々並列に接続される抵抗器の抵抗値の例を示したものである。
設定温度以下においては、サーマルリードスイッチは導通状態となっているので、全てのサーマルリードスイッチが動作していなければ、その直列体の抵抗値は0である。この状態は表1の状態1である。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
Table 1 shows an example of resistance values of resistors connected in parallel with the three
Since the thermal reed switch is in a conductive state below the set temperature, the resistance value of the series body is 0 unless all the thermal reed switches are operating. This state is state 1 in Table 1.
次に、例えば、サーマルリードスイッチ13が設定温度以上となったことを検知して開放状態となれば、並列接続された抵抗の抵抗値が現れることになる。この状態は、表1の状態2であり、他のサーマルリードスイッチ11,12は導通状態であるから、その直列体の合計抵抗値は1kΩである。
3個のサーマルリードスイッチの状態は、表1に示すように8通りとなるが、サーマルリードスイッチの並列抵抗の抵抗値を変えておくことにより、8通りの組み合わせにおいて、全て合計抵抗値が異なるため、この抵抗値を検知することにより、どのサーマルリードスイッチが動作しているかを特定することが可能である。
Next, for example, if it is detected that the
The three thermal reed switches have eight states as shown in Table 1. However, by changing the resistance value of the parallel resistance of the thermal reed switch, the total resistance values are all different in the eight combinations. Therefore, it is possible to specify which thermal reed switch is operating by detecting this resistance value.
図1では、サーマルリードスイッチと抵抗器の直列体に電源5、および抵抗値判別回路3を接続している。たとえば抵抗値判別回路3は電源5より供給され、サーマルリードスイッチと抵抗器の直列体を通過した電流値を判別する回路とすることにより、所望の動作を得ることができる。
In FIG. 1, a
また、温度検知回路による温度検知が動作した後の電力変換装置の動作としては、装置動作を停止し、その時の保護情報を記録しておくことが一般的である。
したがって、設定温度を越えた最初の部位を記録することが重要となるので、本発明に基づく温度検知回路においては、サーマルリードスイッチが多数あった場合にも、その並列抵抗を全て抵抗値の異なるものとしておけば、最初に温度上昇を検知して動作(開放)したサーマルリードスイッチの並列抵抗値が現れるので、その部位を特定することが可能である。
Further, as the operation of the power conversion device after the temperature detection by the temperature detection circuit is operated, the device operation is generally stopped and the protection information at that time is recorded.
Therefore, since it is important to record the first part that exceeds the set temperature, even if there are a large number of thermal reed switches in the temperature detection circuit according to the present invention, all the parallel resistors have different resistance values. If this is the case, the parallel resistance value of the thermal reed switch that has been operated by first detecting a temperature rise (opening) appears, so that it is possible to identify that part.
図2に本発明の第2の実施形態に係わる温度検知回路を示す。 FIG. 2 shows a temperature detection circuit according to the second embodiment of the present invention.
図2では、3個のサーマルリードスイッチ11,12,13とその各々に接続された抵抗器21,22,23、サーマルリードスイッチの直列体に電源5、および抵抗器25、サーマルリードスイッチと直列の抵抗器25の接続点に電圧判別回路4を接続したものである。
In FIG. 2, three
図2において、サーマルリードスイッチの直列体部の作用は、図1で説明した第1の実施例と同様である。電圧判別回路4の入力電圧としては、電源5の電圧が、抵抗器25の抵抗値とサーマルリードスイッチ直列体の抵抗値で分圧された値となる。
表2に、直列の抵抗器25の抵抗と電源5の電圧を具体的に設定し、表1に示した条件における電圧判別回路電圧を示す。各状態において、サーマルリードスイッチ直列体の抵抗値が異なるので、無論各抵抗によって分圧された電圧判別回路電圧もそれぞれ異なった値となるので、この電圧を判別することによって、動作したサーマルリードスイッチの部位を特定することが可能である。
In FIG. 2, the operation of the serial body portion of the thermal reed switch is the same as that of the first embodiment described in FIG. The input voltage of the voltage
Table 2 shows the voltage discrimination circuit voltage under the conditions shown in Table 1, in which the resistance of the
電圧判別回路としては、電力変換器制御部のアナログインターフェイス1個を使用し、デジタル−アナログ変換してソフトウエア上で電圧判別することを行えば、電力変換器制御部の入力インターフェイスの増大を防ぐことが可能で、多数のサーマルリードスイッチを使用する場合においても、電圧判別を細かく行うことによって動作したサーマルリードスイッチ部位を特定することができる。 As the voltage discriminating circuit, if one analog interface of the power converter control unit is used and digital-to-analog conversion is performed and voltage discrimination is performed on software, an increase in the input interface of the power converter control unit is prevented. Even when a large number of thermal reed switches are used, the operated thermal reed switch part can be specified by performing detailed voltage discrimination.
複数のサーマルリードスイッチを用いた温度検知回路を適用する電力変換装置半導体素子部への適用は以上説明した通りであるが、同様に複数のサーマルリードスイッチを使用した温度検知回路を用いる産業機器の回路簡略化に寄与することは明確である。 The application to the power conversion device semiconductor element portion to which the temperature detection circuit using a plurality of thermal reed switches is applied is as described above. Similarly, the industrial equipment using the temperature detection circuit using a plurality of thermal reed switches is used. It is clear that it contributes to circuit simplification.
11,12,13 ・・・・・・・・ サーマルリードスイッチ
21,22,23,25 ・・・・・ 抵抗器
3 ・・・・・・・・・・・・・・・ 抵抗値判別回路
4 ・・・・・・・・・・・・・・・ 電圧判別回路
5 ・・・・・・・・・・・・・・・ 電源
6,61,62,63 ・・・・・・ 検知部(デジタル入力回路)
7 ・・・・・・・・・・・・・・・ ヒートシンク
81,82,83 ・・・・・・・・ トランジスタモジュール
91 ・・・・・・・・・・・・・・ ファンモータ
11, 12, 13 ...
7 ...
Claims (2)
In a temperature detection circuit of a power converter having a heat sink, the power converter has a parallel body composed of a thermal reed switch that opens at a set temperature or higher and a resistor connected in parallel with the thermal reed switch. Forming a series body connected in series, connecting the series body in series with a power supply circuit, and having a resistance value determining circuit connected in series with the series body on the opposite side of the power supply circuit, A power converter temperature detection circuit, wherein the resistors have different resistance values.
A new resistor is connected in series between the series body and the power supply circuit instead of the resistance value determination circuit connected in series according to claim 1, and the connection between the series body and the new resistor A power converter temperature detection circuit, wherein a voltage discrimination circuit is connected to the point.
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