JP2015108543A - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】外装ケース２０に固定されている回路基板１０と、回路基板１０に実装され、外装ケース２０の温度に応じて接地端子Ｘと出力端子Ｙとの間の電位が変化するサーミスタＲ１と、接地端子Ｘが接続されるＶ−端子に対する出力端子Ｙが接続されるＶ＋端子の電位に基づいて、外装ケース２０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、回路基板１０は、外装ケース２０と密着する導体層１１ａを有し、回路基板１０においてサーミスタＲ１の接続される導体層１４ａと導体層１１ａとは絶縁されているとともに、近接して設けられ、サーミスタＲ１の接地端子Ｘは、温度検出回路４０の接地端子Ｚと電気接続されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

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。

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。

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。

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）。

特許第４０４８４３９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

充電装置の電気的構成図。 充電装置の概略断面図。 温度検出装置の電気的構成図。 回路基板の下面図。 変形例における充電装置の概略断面図。 変形例における充電装置の概略断面図。 変形例における充電装置の概略断面図。 変形例における充電装置の概略断面図。 変形例における回路基板の下面図。 変形例における回路基板の下面図。 変形例における回路基板の下面図。 変形例における回路基板の下面図。 変形例における回路基板の概略断面図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、本実施形態における作用効果を述べる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

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。

Claims (8)

1. 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温度検出装置。
2. 前記回路基板において、前記第１導体層と前記第２導体層とは、同一平面に設けられ、
   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。
3. 前記回路基板において、前記第１導体層と前記第２導体層とは、積層して設けられ、
   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。
4. 前記回路基板において、前記第１導体層は複数設けられ、
   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。
5. 前記第１導体層（１１ｄ）と前記温度検出素子の絶縁部（ＩＳ）とが接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の温度検出装置。
6. 前記第１導体層と前記第２導体層とは、抵抗器（Ｒ３）を介して電気的に接続されてい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。
7. 前記温度検出対象は、前記回路基板に向かって立設され、その頂面に前記回路基板が載置されて固定される支持部（２１）を備え、
   前記第１導体層は、前記頂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６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
8. 前記温度検出対象は、複数の前記支持部を備え、
   前記第１導体層は、前記複数の支持部の各頂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７に記載の温度検出装置。

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