JP2020072487A

JP2020072487A - Power conversion device

Info

Publication number: JP2020072487A
Application number: JP2018202598A
Authority: JP
Inventors: 隼翔田邊; Hayato Tanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-05-07
Anticipated expiration: 2038-10-29
Also published as: JP6545346B1

Abstract

To provide a power conversion device capable of protecting not only a semiconductor element but also a magnetic component from overheat without failure in the case of cooler abnormality.SOLUTION: During power save control in which an output current is limited based on a temperature detection signal of a temperature detector 23, a control section 3 limits an output current of a DC-DC converter 2 and further makes a drive frequency in which semiconductor switching elements 11a-11d of a power conversion section 11 are driven, higher than a drive frequency at normal time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願は、電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a power conversion device.

ハイブリッド車の車載電源系では２バッテリ型車両用電源装置が使用されている。高電圧バッテリの出力は、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを通じて低電圧の負荷に給電するように構成されている。この種の電源装置では、内蔵の半導体スイッチング素子の温度管理が重要であり、検出した半導体スイッチング素子の温度に基づいて、この温度が所定の温度に達したら、出力電流を制限して半導体スイッチング素子の過熱を抑止させる。 In a vehicle-mounted power supply system of a hybrid vehicle, a two-battery type vehicle power supply device is used. The output of the high voltage battery is configured to power a low voltage load through a step-down DC-DC converter. In this type of power supply device, it is important to control the temperature of the built-in semiconductor switching element, and based on the detected temperature of the semiconductor switching element, when this temperature reaches a predetermined temperature, the output current is limited to limit the semiconductor switching element. Prevent overheating of.

上アームのダイオードと下アームのスイッチング素子を有する昇圧チョッパを備え、力行電流が流れるダイオードの発熱量が出力電圧の上昇に応じて低下する特性を考慮して、電流上限値は昇圧コンバータの冷却水温度のみではなく、出力電圧にも基づいて設定される電源装置が開示されている（例えば、特許文献１）。 Considering the characteristic that a boost chopper having a diode in the upper arm and a switching element in the lower arm is provided, and the amount of heat generated by the diode through which the powering current flows decreases as the output voltage increases, the upper limit of the current is the cooling water of the boost converter. A power supply device that is set based not only on temperature but also on output voltage is disclosed (for example, Patent Document 1).

特開２０１６−１１１７３０号公報（段落［０００８］、［０００９］、［０１０８］、［０１０９］および図１、図８）JP, 2016-111730, A (paragraphs [0008], [0009], [0108], [0109] and Drawing 1, Drawing 8).

しかし、特許文献１開示技術では、磁性部品は電流を制限しても周波数が同一であればコアロスは変わらないため、例えば、冷却器の異常の場合、電流を制限するだけでは磁性部品のコアの損失を抑制することができず、部品が故障してしまう恐れがある。 However, in the technology disclosed in Patent Document 1, the core loss does not change if the frequency is the same even if the current is limited in the technology disclosed in Patent Document 1. For example, in the case of an abnormality of the cooler, limiting the current causes the core loss of the magnetic component to increase. The loss cannot be suppressed, and there is a risk that the component will break down.

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、冷却器異常の場合において、半導体素子だけでなく、磁性部品も故障させることなく過熱から保護できる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above problems, and provides a power conversion device capable of protecting not only a semiconductor element but also a magnetic component from overheating in the case of a cooler abnormality without causing a failure. The purpose is to do.

本願に開示される電力変換装置は、主電源の電圧を降圧して負荷に供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部と、ＤＣ−ＤＣコンバータを冷却する冷却器と、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度を検出する温度検出器と、およびＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出器と、を備え、ＤＣ−ＤＣコンバータは、半導体スイッチング素子で構成された電力変換部と、整流用ダイオードと、平滑リアクトルとを備え、制御部は、温度検出器の温度検出信号に基づいて、出力電流を通常時から制限するパワーセーブ制御において、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を制限するとともに、さらに電力変換部の半導体スイッチング素子を駆動する駆動周波数を通常時の駆動周波数よりも増加させるものである。 A power conversion device disclosed in the present application includes a DC-DC converter that steps down a voltage of a main power supply and supplies the load to a load, a control unit that controls the DC-DC converter, and a cooler that cools the DC-DC converter. The DC-DC converter includes a temperature detector that detects the temperature of the DC-DC converter, and a current detector that detects the output current of the DC-DC converter. The DC-DC converter includes a power conversion unit configured of semiconductor switching elements. , A rectifying diode and a smoothing reactor, and the control unit limits the output current of the DC-DC converter in the power save control for limiting the output current from the normal time based on the temperature detection signal of the temperature detector. At the same time, the drive frequency for driving the semiconductor switching element of the power conversion unit is further increased above the drive frequency under normal conditions.

本願に開示される電力変換装置は、制御部は、温度検出器の温度検出信号に基づいて、出力電流を制限するパワーセーブ制御において、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を制限するとともに、さらに電力変換部の半導体スイッチング素子を駆動する駆動周波数を通常時の駆動周波数よりも増加させるものであるから、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。 In the power conversion device disclosed in the present application, the control unit limits the output current of the DC-DC converter in the power save control that limits the output current based on the temperature detection signal of the temperature detector, and further converts the power. Since the drive frequency for driving the semiconductor switching element of the unit is made higher than the drive frequency at the normal time, even in the case of an abnormality of the cooler, the operation is not stopped and the output is not excessively reduced. -The DC converter can be protected from overheating.

実施の形態１による電力変換装置に係る構成図である。1 is a configuration diagram of a power conversion device according to a first embodiment. 実施の形態１による電力変換装置に係る電力変換部（モード１）の動作説明図である。5 is an operation explanatory diagram of a power conversion unit (mode 1) according to the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１による電力変換装置に係る電力変換部（モード２）の動作説明図である。5 is an operation explanatory diagram of a power conversion unit (mode 2) according to the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１による電力変換装置に係る電力変換部（モード３）の動作説明図である。5 is an operation explanatory diagram of a power conversion unit (mode 3) according to the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１による電力変換装置に係る電力変換部（モード４）の動作説明図である。7 is an operation explanatory diagram of a power conversion unit (mode 4) according to the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１による電力変換装置に係るＤＣ−ＤＣコンバータの動作説明図である。5 is an operation explanatory diagram of the DC-DC converter according to the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態１による電力変換装置に係る出力電流と温度検出値のタイムチャートである。3 is a time chart of an output current and a temperature detection value according to the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態１による電力変換装置に係る出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである。3 is a time chart regarding an output current, a drive frequency, and the like according to the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態５による電力変換装置に係る出力電流と温度検出値のタイムチャートである。9 is a time chart of an output current and a temperature detection value related to the power conversion device according to the fifth embodiment. 実施の形態５による電力変換装置に係る出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである。9 is a time chart regarding output current, drive frequency, and the like related to the power conversion device according to the fifth embodiment. 実施の形態６による電力変換装置に係る出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである。20 is a time chart regarding output current, drive frequency, and the like related to the power conversion device according to the sixth embodiment. 実施の形態７による電力変換装置に係る出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである。20 is a time chart regarding output current, drive frequency, and the like related to the power conversion device according to the seventh embodiment. 実施の形態９による電力変換装置に係る構成図である。It is a block diagram which concerns on the power converter device by Embodiment 9. 実施の形態９による電力変換装置に係るＤＣ−ＤＣコンバータの動作説明図である。FIG. 19 is an operation explanatory diagram of a DC-DC converter according to the power conversion device according to the ninth embodiment.

実施の形態１．
実施の形態１は、高圧バッテリの電圧を降圧して負荷に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ、制御部、冷却器、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度を検出する温度検出器、および出力電流の電流検出器と、を備え、ＤＣ−ＤＣコンバータは、半導体スイッチング素子で構成された電力変換部とトランスと整流用ダイオードとを備え、制御部は温度検出信号に基づいて、パワーセーブ制御において出力電流を制限するとともに、さらに半導体スイッチング素子の周波数を増加させる電力変換装置に関するものである。 Embodiment 1.
The first embodiment includes a DC-DC converter that reduces the voltage of a high-voltage battery and supplies it to a load, a control unit, a cooler, a temperature detector that detects the temperature of the DC-DC converter, and a current detector of an output current. , And the DC-DC converter includes a power conversion unit configured by a semiconductor switching element, a transformer, and a rectifying diode, and the control unit limits the output current in the power save control based on the temperature detection signal. The present invention also relates to a power converter that further increases the frequency of the semiconductor switching element.

以下、実施の形態１に係る電力変換装置の構成および動作について、電力変換装置に係る構成図である図１、電力変換部（モード１〜モード４）の動作説明図である図２−図５、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作説明図である図６、出力電流と温度検出値のタイムチャートである図７、および出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである図８に基づいて説明する。
なお、各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して、重複する説明を省略する。 Hereinafter, regarding the configuration and the operation of the power conversion device according to the first embodiment, FIG. 1 is a configuration diagram of the power conversion device, and operation explanatory diagrams of the power conversion units (modes 1 to 4) are shown in FIGS. , An operation explanatory diagram of the DC-DC converter, FIG. 7 which is a time chart of the output current and the temperature detection value, and FIG. 8 which is a time chart regarding the output current, the driving frequency and the like.
In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

まず、実施の形態１の電力変換装置１００の構成を図１に基づいて説明する。
図１において、電力変換装置１００は、主要構成要素として入力側から出力側に主電源である高圧バッテリ１、ＤＣ−ＤＣコンバータ２、負荷５、低圧バッテリ６、およびＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御する制御部３で構成されている。 First, the configuration of the power converter 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, a power converter 100 controls a high-voltage battery 1, a DC-DC converter 2, a load 5, a low-voltage battery 6, and a DC-DC converter 2, which are main power sources, from an input side to an output side as main components. It is composed of the control unit 3.

ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、４つの半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄでフルブリッジを構成した電力変換部１１、トランス１２、整流用ダイオード１３ａ、１３ｂ、平滑リアクトル１４、および平滑コンデンサ１５から構成される。
半導体スイッチング素子１１ａのソースと半導体スイッチング素子１１ｂのドレインとの接続点は、トランス１２の一次巻線の一端に接続され、この一次巻線の他端が半導体スイッチング素子１１ｃのソースと半導体スイッチング素子１１ｄのドレインとの接続点に接続されている。ここで、半導体スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を想定している。 The DC-DC converter 2 is composed of a power converter 11 having a full bridge composed of four semiconductor switching elements 11a to 11d, a transformer 12, rectifying diodes 13a and 13b, a smoothing reactor 14, and a smoothing capacitor 15.
The connection point between the source of the semiconductor switching element 11a and the drain of the semiconductor switching element 11b is connected to one end of the primary winding of the transformer 12, and the other end of the primary winding is the source of the semiconductor switching element 11c and the semiconductor switching element 11d. It is connected to the connection point with the drain of. Here, the semiconductor switching element is assumed to be, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).

トランス１２の二次巻線には、二次側整流のために整流用ダイオード１３ａ、１３ｂが接続され、さらに平滑リアクトル１４、平滑コンデンサ１５が接続されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力は、負荷５および低圧バッテリ６に所定の直流電圧を供給する。
なお、整流用ダイオード１３ａ、１３ｂを特に区別する必要がない場合には、適宜、整流用ダイオード１３と記載する。
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、トランス１２を備えた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。 To the secondary winding of the transformer 12, rectifying diodes 13a and 13b are connected for secondary side rectification, and a smoothing reactor 14 and a smoothing capacitor 15 are further connected.
The output of the DC-DC converter 2 supplies a predetermined DC voltage to the load 5 and the low voltage battery 6.
When it is not necessary to distinguish the rectifying diodes 13a and 13b from each other, the rectifying diodes 13a and 13b are appropriately referred to as the rectifying diode 13.
The DC-DC converter 2 is an insulation type DC-DC converter including a transformer 12.

ＤＣ−ＤＣコンバータ２は冷却器７を備え、電力変換部１１の半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄ、トランス１２、整流用ダイオード１３ａ、１３ｂ、平滑リアクトル１４等の発熱部品を冷却し、熱から保護している。 The DC-DC converter 2 includes a cooler 7, which cools heat-generating components such as the semiconductor switching elements 11a to 11d of the power conversion unit 11, the transformer 12, the rectifying diodes 13a and 13b, and the smoothing reactor 14 to protect them from heat. There is.

次に、制御部３がＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御するために必要な電圧、電流、および温度情報を取得するために設けられている検出器について説明する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力電圧を検出する入力電圧検出器２０が高圧バッテリ１と並列に接続されている。
負荷５に供給する電圧を検出する出力電圧検出器２１が負荷５と並列に接続されている。負荷５に供給する電流を検出する出力電流検出器２２が平滑リアクトル１４の後段に直列に接続されている。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２内部には温度検出器２３が設置されている。なお、温度検出器２３としては、サーミスタを想定している。
図１において、入力電圧検出器２０をＳＶ１、出力電圧検出器２１をＳＶ２、出力電流検出器２２をＳＡ、温度検出器２３をＳＴと記載している。また、高圧バッテリ１の電圧をＶｉ、低圧バッテリ６の電圧をＶｏとしている。 Next, a detector provided for the control unit 3 to acquire the voltage, current, and temperature information necessary for controlling the DC-DC converter 2 will be described.
An input voltage detector 20 that detects the input voltage of the DC-DC converter 2 is connected in parallel with the high voltage battery 1.
An output voltage detector 21 that detects the voltage supplied to the load 5 is connected in parallel with the load 5. An output current detector 22 that detects a current supplied to the load 5 is connected in series to the subsequent stage of the smoothing reactor 14. Further, a temperature detector 23 is installed inside the DC-DC converter 2. A thermistor is assumed as the temperature detector 23.
In FIG. 1, the input voltage detector 20 is indicated as SV1, the output voltage detector 21 is indicated as SV2, the output current detector 22 is indicated as SA, and the temperature detector 23 is indicated as ST. Further, the voltage of the high voltage battery 1 is Vi and the voltage of the low voltage battery 6 is Vo.

次に、制御部３がＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御するための信号線、制御線について説明する。
制御部３は、入力電圧検出器２０、出力電圧検出器２１、出力電流検出器２２、温度検出器２３からの電圧、電流、温度情報を、信号線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを介して取得する。
制御部３は、制御線３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを介して、電力変換部１１の半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄをオン／オフ駆動する。 Next, a signal line and a control line for the control unit 3 to control the DC-DC converter 2 will be described.
The control unit 3 acquires the voltage, current, and temperature information from the input voltage detector 20, the output voltage detector 21, the output current detector 22, and the temperature detector 23 via the signal lines 31a, 31b, 31c, 31d. To do.
The control unit 3 drives the semiconductor switching elements 11a to 11d of the power conversion unit 11 on / off via the control lines 30a, 30b, 30c, and 30d.

この電力変換装置１００が電気自動車およびハイブリッド自動車に適用された場合には、高圧バッテリ１は、代表的にはニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池である。高圧バッテリ１の電圧は、少なくとも１００Ｖ以上である。 When power conversion device 100 is applied to an electric vehicle and a hybrid vehicle, high-voltage battery 1 is typically a secondary battery such as nickel hydrogen or lithium ion. The voltage of the high voltage battery 1 is at least 100V or higher.

次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の基本的な動作について図２〜図５、図６を用いて説明する。なお、本実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータ２は、電力変換部１１の各半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの状態に応じて、図２〜図５に示す４つの動作モード（モード１〜モード４）が存在する。 Next, the basic operation of the DC-DC converter 2 will be described with reference to FIGS. 2 to 5 and 6. The DC-DC converter 2 of the first embodiment has four operation modes (mode 1 to mode 4) shown in FIGS. 2 to 5 according to the states of the semiconductor switching elements 11 a to 11 d of the power conversion unit 11. ) Exists.

図２のモード１は、半導体スイッチング素子１１ａ、１１ｄがオン、半導体スイッチング素子１１ｂ、１１ｃがオフの状態である。
このとき、トランス１２の一次巻き線側に流れる電流は、高圧バッテリ１→半導体スイッチング素子１１ａ→トランス１２（一次巻き線側）→半導体スイッチング素子１１ｄの経路で流れる。ここで、トランス１２は一次側から二次側に電力を伝達し、トランス１２の二次側巻き線側に流れる電流は、トランス１２（二次巻き線側）→整流用ダイオード１３ａ→平滑リアクトル１４→負荷５の経路で流れる。 In mode 1 of FIG. 2, the semiconductor switching elements 11a and 11d are on and the semiconductor switching elements 11b and 11c are off.
At this time, the current flowing in the primary winding side of the transformer 12 flows in the route of the high voltage battery 1 → the semiconductor switching element 11a → the transformer 12 (primary winding side) → the semiconductor switching element 11d. Here, the transformer 12 transmits electric power from the primary side to the secondary side, and the current flowing to the secondary winding side of the transformer 12 is the transformer 12 (secondary winding side) → rectifying diode 13a → smoothing reactor 14 → It flows through the route of load 5.

図３のモード２は、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄが全てオフの状態である。このとき、トランス１２の一次側には電流が流れず、二次側へ電力は伝達されない。
ただし二次側では、平滑リアクトル１４の自己誘導により、平滑リアクトル１４→負荷５→トランス１２（二次巻き線側）→整流用ダイオード１３ａ、１３ｂ→平滑リアクトル１４の経路で電流が流れる。 Mode 2 in FIG. 3 is a state in which all the semiconductor switching elements 11a to 11d are off. At this time, no current flows in the primary side of the transformer 12, and no power is transmitted to the secondary side.
However, on the secondary side, current flows through the path of smoothing reactor 14 → load 5 → transformer 12 (secondary winding side) → rectifying diodes 13a and 13b → smoothing reactor 14 due to self-induction of smoothing reactor 14.

図４のモード３は、半導体スイッチング素子１１ａ、１１ｄがオフ、半導体スイッチング素子１１ｂ、１１ｃがオンの状態である。
このとき、トランス１２の一次巻き線側に流れる電流は、高圧バッテリ１→半導体スイッチング素子１１ｃ→トランス１２（一次巻き線側）→半導体スイッチング素子１１ｂの経路で流れる。ここで、トランス１２は一次側から二次側に電力を伝達し、トランス１２の二次巻き線側に流れる電流は、トランス１２（二次巻き線側）→整流用ダイオード１３ｂ→平滑リアクトル１４→負荷５の経路で流れる。 In mode 3 of FIG. 4, the semiconductor switching elements 11a and 11d are off, and the semiconductor switching elements 11b and 11c are on.
At this time, the current flowing in the primary winding side of the transformer 12 flows in the route of the high voltage battery 1 → the semiconductor switching element 11c → the transformer 12 (primary winding side) → the semiconductor switching element 11b. Here, the transformer 12 transfers power from the primary side to the secondary side, and the current flowing to the secondary winding side of the transformer 12 is the transformer 12 (secondary winding side) → rectifying diode 13b → smooth reactor 14 → It flows in the path of the load 5.

図５のモード４は、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄが全てオフの状態である。このとき、トランス１２の一次側には電流が流れず、二次側へ電力は伝達されない。ただし二次側では、平滑リアクトル１４の自己誘導により、平滑リアクトル１４→負荷５→トランス１２（二次巻き線側）→整流用ダイオード１３ａ、１３ｂ→平滑リアクトル１４の経路で電流が流れる。 In mode 4 of FIG. 5, all the semiconductor switching elements 11a to 11d are off. At this time, no current flows in the primary side of the transformer 12, and no power is transmitted to the secondary side. However, on the secondary side, current flows through the path of smoothing reactor 14 → load 5 → transformer 12 (secondary winding side) → rectifying diodes 13a and 13b → smoothing reactor 14 due to self-induction of smoothing reactor 14.

モード４が終了後、モード１に戻り再びモード１〜４を繰り返す。なお、各モードにおいて、平滑リアクトル１４に流れる電流のうち、交流成分は平滑コンデンサ１５を流れている。
図６に、図２〜図５で説明したモード１〜モード４における各半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄのオン／オフ動作、トランス１２の１次側電圧、平滑リアクトル１４の電流のタイムチャートを示す。
なお、図６において、Ｔｓｗはスイッチング周期であり、Ｄはオンデューティである。 After the mode 4 is completed, the mode 1 is returned to and the modes 1 to 4 are repeated. In each mode, the AC component of the current flowing through the smoothing reactor 14 flows through the smoothing capacitor 15.
FIG. 6 shows a time chart of the on / off operation of each semiconductor switching element 11a to 11d, the primary side voltage of the transformer 12, and the current of the smoothing reactor 14 in the modes 1 to 4 described in FIGS.
In FIG. 6, Tsw is a switching cycle and D is an on-duty.

制御部３は、入力電圧検出器２０からの入力電圧および出力電圧検出器２１からの出力電圧に基づいて、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄをオン／オフ動作をさせながら、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄのオンデューティ（Ｄ）幅を調整することで、所望の値に出力電圧を制御する。 The control unit 3 turns on / off the semiconductor switching elements 11a to 11d based on the input voltage from the input voltage detector 20 and the output voltage from the output voltage detector 21, and controls the semiconductor switching elements 11a to 11d. By adjusting the on-duty (D) width, the output voltage is controlled to a desired value.

次に実施の形態１の電力変換装置１００におけるパワーセーブ制御および冷却異常時の制御について、図７および図８に基づいて説明する。
実施の形態１の電力変換装置１００において、制御部３は温度検出器２３の検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）よりも大きくなる場合にＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電流を制限する（パワーセーブ制御）ことで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の部品を熱の影響から保護することができる。 Next, the power save control and the control at the time of abnormal cooling in the power converter 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
In the power conversion device 100 of the first embodiment, the control unit 3 limits the output current of the DC-DC converter 2 when the detected value of the temperature detector 23 becomes larger than the first temperature threshold value (Tth1) (power save). By controlling), the components of the DC-DC converter 2 can be protected from the influence of heat.

この電力変換装置１００が電気自動車およびハイブリッド自動車に適用された場合、温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過する要因としては、次のものが考えられる。
例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２付近に搭載されている他の部品の発熱による影響による場合、実施の形態１の電力変換装置１００が水冷却であるとして、冷却器７に流入する水温が想定よりも高い場合（異常水温）、あるいは冷却器７に冷却水が流入しない場合（水抜け等）の冷却器異常が発生した場合が考えられる。 When the power conversion device 100 is applied to an electric vehicle and a hybrid vehicle, the following factors can be considered as factors that cause the detected temperature value to exceed the first temperature threshold value (Tth1).
For example, when the power conversion device 100 according to the first embodiment is water-cooled, the temperature of the water flowing into the cooler 7 is higher than expected in the case of the influence of heat generation of other components mounted near the DC-DC converter 2. When the temperature is high (abnormal water temperature), or when the cooling water does not flow into the cooler 7 (water loss, etc.), there may be a case where a cooler abnormality occurs.

水温が高いだけである異常水温の場合には、ある程度の冷却が可能であるが、水抜け状態では、ほぼ空冷却状態となるため、パワーセーブ制御を行って出力電流を制限しても部品温度は緩やかに上昇し続ける。
通常、このような冷却器異常が発生すると部品温度が耐熱温度を越える可能性があるためＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を停止する。しかし、車両を運転しているユーザーが何も気づかずに低圧系のアクセサリー等の電子部品（例えば、オーディオおよび空調機）を使い続けていると、低圧バッテリ６の充電量が低下し、最悪の場合、低圧バッテリ６が過放電となり運転ができなくなる可能性がある。 If the water temperature is only high, it can be cooled to some extent, but when the water is drained, it will be almost in the air cooling state. Continues to rise moderately.
Normally, when such a cooler abnormality occurs, the component temperature may exceed the heat resistant temperature, and therefore the operation of the DC-DC converter 2 is stopped. However, if the user driving the vehicle continues to use electronic components such as low-voltage accessories (for example, audio and air conditioner) without noticing anything, the charge amount of the low-voltage battery 6 decreases, and the worst case occurs. In this case, the low voltage battery 6 may be over-discharged and may not be able to operate.

このため、実施の形態１の電力変換装置１００におけるパワーセーブ制御方法では、冷却器７が水抜けなどの異常状態においても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が正常であれば、少しでも電流を低圧バッテリ６に出力し、低圧バッテリ６を充電させる。このため不都合な事態を避けることができ、走行を続けられるようにすることでリンプホーム対策（故障時に、低速走行で自宅にたどり着けるようにする）にも役立つ。 Therefore, in the power save control method in the power conversion device 100 according to the first embodiment, even if the cooler 7 is in an abnormal state such as drainage, if the DC-DC converter 2 is normal, the low-voltage battery 6 can supply a little current. To charge the low voltage battery 6. For this reason, it is possible to avoid inconvenient situations, and it is also useful as a limp home countermeasure (making it possible to reach home at a low speed when there is a failure) by making it possible to continue traveling.

図７は出力電流と温度検出値に関するタイムチャートであり、温度検出値が上昇した場合の出力電流と温度検出値の関係を時系列で表している。
制御部３は、時刻ｔ１において温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過した場合はパワーセーブ制御に入り、図７で示すように出力電流を所定の傾きを持たせて制限することでＤＣ−ＤＣコンバータ２の部品の発熱を抑制する。また、パワーセーブ制御中に温度検出値が、時刻ｔ２において第１温度閾値（Ｔｔｈ１）よりも低い第２温度閾値（Ｔｔｈ２）を下回ると、パワーセーブ制御は解除される。ここで、第２温度閾値（Ｔｔｈ２）は、パワーセーブ制御解除閾値である。
なお、図７では、時刻ｔ２において温度検出値が第２温度閾値（Ｔｔｈ２）を下回っているため、パワーセーブ制御は解除されているが、第２温度閾値（Ｔｔｈ２）を下回わることなく、出力電流の値が所定の電流値に達したとき冷却器異常と判定する。 FIG. 7 is a time chart regarding the output current and the temperature detection value, and shows the relationship between the output current and the temperature detection value when the temperature detection value rises in a time series.
When the detected temperature value exceeds the first temperature threshold value (Tth1) at time t1, the control unit 3 enters power save control and limits the output current with a predetermined slope as shown in FIG. The heat generation of the components of the DC-DC converter 2 is suppressed. Further, during the power save control, if the detected temperature value falls below the second temperature threshold value (Tth2) lower than the first temperature threshold value (Tth1) at the time t2, the power save control is canceled. Here, the second temperature threshold value (Tth2) is a power save control release threshold value.
In FIG. 7, since the temperature detection value is below the second temperature threshold value (Tth2) at time t2, the power save control is canceled, but the temperature detection value is not below the second temperature threshold value (Tth2). When the output current value reaches a predetermined current value, it is determined that the cooler is abnormal.

以上のパワーセーブ制御により、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の部品の内、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄおよび整流用ダイオード１３などの発熱量が出力電流に依存する素子については熱の影響から保護することができる。しかし、発熱量が出力電流に依存しない磁性部品のコア（トランス１２および平滑リアクトル１４のコア）に関しては、冷却器異常などが発生した場合に発熱を抑制できず、発熱異常で故障する可能性がある。 By the above power save control, among the components of the DC-DC converter 2, the elements such as the semiconductor switching elements 11a to 11d and the rectifying diode 13 whose calorific value depends on the output current can be protected from the influence of heat. .. However, regarding the core of the magnetic component (the core of the transformer 12 and the smoothing reactor 14) whose heat generation amount does not depend on the output current, heat generation cannot be suppressed when a cooler abnormality or the like occurs, and there is a possibility of failure due to heat generation abnormality. is there.

図８は出力電流と駆動周波数等に関するタイムチャートであり、冷却器異常時の出力電流、駆動周波数、磁性部品コア温度、および温度検出値の関係を時系列で表している。
実施の形態１の電力変換装置１００において、制御部３は時刻ｔ１において温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過した場合はパワーセーブ制御に入り、出力電流を所定の傾きを持たせて制限する。制御部３はパワーセーブ制御で出力電流の値を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）まで低下させたが、温度検出値が低下せずにさらに低下させる必要がある場合は、時刻ｔ２で冷却器異常と判定する。この場合、制御部３は出力電流の値を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）よりもさらに低い第２所定電流値（Ｉｔｈ２）までステップ状に減少させる。これとともに、制御部３は半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの駆動周波数を通常時の駆動周波数（ｆｎ）よりも高い駆動周波数（ｆａ）までステップ状に上昇させる。
なお、磁性部品コア温度の実線は、駆動周波数を増加させた場合の温度の推移であり、点線は駆動周波数を増加させない場合の温度の推移である。
駆動周波数を増加させない場合は、点線で示されているように磁性部品の許容温度を超えている。 FIG. 8 is a time chart regarding the output current, the drive frequency, and the like, and shows the relationship between the output current, the drive frequency, the magnetic component core temperature, and the temperature detection value when the cooler is abnormal in a time series.
In the power converter 100 according to the first embodiment, when the temperature detection value exceeds the first temperature threshold value (Tth1) at the time t1, the control unit 3 enters the power save control to make the output current have a predetermined slope. Restrict. Although the control unit 3 reduces the value of the output current to the first predetermined current value (Ith1) by the power save control, if the temperature detection value does not decrease and needs to be further decreased, the cooler abnormality occurs at time t2. To determine. In this case, the control unit 3 decreases the value of the output current stepwise to a second predetermined current value (Ith2) lower than the first predetermined current value (Ith1). At the same time, the control unit 3 raises the driving frequency of the semiconductor switching elements 11a to 11d stepwise to the driving frequency (fa) higher than the driving frequency (fn) in the normal state.
The solid line of the magnetic component core temperature is the transition of the temperature when the drive frequency is increased, and the dotted line is the transition of the temperature when the drive frequency is not increased.
When the drive frequency is not increased, the allowable temperature of the magnetic component is exceeded as shown by the dotted line.

これにより、周波数を急速に上昇させて磁性部品のコアの発熱量を急速に減少させることで磁性部品を発熱から保護しつつ、同時に出力電流も急速に減少させているので周波数上昇に伴い発熱量が増加する半導体スイッチング素子なども保護することが可能となる。 This protects the magnetic components from heat generation by rapidly increasing the frequency and rapidly reducing the amount of heat generated by the core of the magnetic components, while at the same time rapidly reducing the output current. It is also possible to protect semiconductor switching elements, etc., where

なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ２はトランス１２を備える絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを想定して説明したが、トランスを備えない非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータであっても、磁性部品である平滑リアクトルを備えるため、磁性部品を発熱から保護する効果を奏する。 The DC-DC converter 2 has been described assuming an insulated DC-DC converter including the transformer 12. However, even a non-insulated DC-DC converter that does not include a transformer has a smoothing reactor that is a magnetic component. Therefore, the effect of protecting the magnetic component from heat generation is achieved.

上記説明のように、実施の形態１の電力変換装置１００は、高圧バッテリの電圧を降圧して負荷に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ、制御部、冷却器、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度を検出する温度検出器、および出力電流の電流検出器と、を備え、ＤＣ−ＤＣコンバータは、半導体スイッチング素子で構成された電力変換部とトランスと整流用ダイオードとを備え、制御部は温度検出信号に基づいて、パワーセーブ制御において出力電流を制限するとともに、さらに半導体スイッチング素子の周波数を増加させるものである。
このため、実施の形態１の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。 As described above, the power conversion device 100 according to the first embodiment detects the temperatures of the DC-DC converter, the control unit, the cooler, and the DC-DC converter that lower the voltage of the high-voltage battery and supply it to the load. A detector and a current detector for the output current, the DC-DC converter includes a power conversion unit composed of semiconductor switching elements, a transformer, and a rectifying diode, and the control unit is based on the temperature detection signal. In the power save control, the output current is limited and the frequency of the semiconductor switching element is further increased.
Therefore, the power converter of the first embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal.

実施の形態２．
実施の形態１の電力変換装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ内部に設置した温度検出器の検出値に応じて出力電流の最大値を制限し、温度検出器の設置位置を特に限定しなかった。しかし、実施の形態２の電力変換装置では、温度検出器を発熱量が出力電流に依存する部品、すなわち半導体スイッチング素子および整流用ダイオードの近傍に設置するように、温度検出器の設置位置を限定したものである。 Embodiment 2.
In the power converter of the first embodiment, the maximum value of the output current is limited according to the detected value of the temperature detector installed inside the DC-DC converter, and the installation position of the temperature detector is not particularly limited. However, in the power conversion device according to the second embodiment, the temperature detector is installed at a limited position so that the temperature detector is installed in the vicinity of the component whose heat value depends on the output current, that is, the semiconductor switching element and the rectifying diode. It was done.

以下、実施の形態２に係る電力変換装置の動作について、実施の形態１との差異を中心に説明する。なお、実施の形態２に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. The configuration of the power conversion device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

制御部３が過熱保護のために出力電流の値を制限するパワーセーブ制御を行うに際して、過熱から保護するべき部品、特に発熱量が出力電流に依存する部品の温度を監視することで、部品の温度に応じて出力電流を調整することができる。
実施の形態２に係る電力変換装置では、発熱量が出力電流に依存するＤＣ−ＤＣコンバータ２の部品、すなわち、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄおよび整流用ダイオード１３の温度を監視することで、これらの半導体スイッチング素子および整流用ダイオードの温度に応じて出力電流を調整することができる。したがって、実施の形態２に係る電力変換装置では、より限界までＤＣ−ＤＣコンバータ２を動作させることができる。 When the control unit 3 performs power save control for limiting the output current value for overheat protection, the temperature of the component to be protected from overheat, particularly the component whose heat generation amount depends on the output current, is monitored. The output current can be adjusted according to the temperature.
In the power conversion device according to the second embodiment, by monitoring the temperatures of the components of the DC-DC converter 2 whose heat generation amount depends on the output current, that is, the semiconductor switching elements 11a to 11d and the rectifying diode 13, The output current can be adjusted according to the temperatures of the semiconductor switching element and the rectifying diode. Therefore, in the power conversion device according to the second embodiment, the DC-DC converter 2 can be operated to the limit.

実施の形態２の電力変換装置では、温度検出器を発熱量が出力電流に依存する部品、すなわち半導体スイッチング素子および整流用ダイオードの近傍に設置するようにしたものである。
したがって、本実施の形態２の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータを限界まで動作させることができる。 In the power converter of the second embodiment, the temperature detector is installed in the vicinity of the component whose heat value depends on the output current, that is, the semiconductor switching element and the rectifying diode.
Therefore, the power conversion device according to the second embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal. Furthermore, the DC-DC converter can be operated to the limit.

実施の形態３．
実施の形態３の電力変換装置は、温度検出器をトランス２次側に設置し、かつ発熱量が出力電流に依存する部品である整流用ダイオードの近傍に設置したものである。 Embodiment 3.
In the power converter of the third embodiment, a temperature detector is installed on the secondary side of the transformer and is installed near a rectifying diode, which is a component whose amount of heat generation depends on the output current.

以下、実施の形態３に係る電力変換装置の動作について、実施の形態２との差異を中心に説明する。なお、実施の形態３に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the third embodiment will be described focusing on the difference from the second embodiment. The configuration of the power conversion device according to the third embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

実施の形態３の電力変換装置が、電気自動車およびハイブリッド自動車に適用された場合、高圧バッテリ１はリチウムイオンバッテリが接続され、低圧バッテリ６には鉛バッテリが接続される。リチウムイオンバッテリと鉛バッテリと比べると、リチウムイオンバッテリの方が電圧の変動範囲が大きい。
このため、同じ負荷条件（同じ出力電流）においても、高圧バッテリ１の電圧の方が変動しやすいため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力電圧および損失も異なる可能性がある。つまり、温度検出器２３でトランス１２の一次側、例えば半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度を監視すると、同じ負荷条件でも入力電圧によって監視する温度が変化する。このため、最悪条件に対してマージンを有する温度閾値を設定する必要があるため、過剰な設計となり部品コストが増加する。 When the power converter of the third embodiment is applied to an electric vehicle and a hybrid vehicle, a lithium ion battery is connected to the high voltage battery 1 and a lead battery is connected to the low voltage battery 6. Compared to the lithium-ion battery and the lead battery, the lithium-ion battery has a larger voltage fluctuation range.
Therefore, even under the same load condition (same output current), the voltage of the high-voltage battery 1 is more likely to fluctuate, so that the input voltage and the loss of the DC-DC converter 2 may be different. That is, when the temperature of the primary side of the transformer 12, for example, the semiconductor switching elements 11a to 11d is monitored by the temperature detector 23, the monitored temperature changes depending on the input voltage even under the same load condition. For this reason, it is necessary to set a temperature threshold value having a margin for the worst condition, resulting in an excessive design and an increase in component cost.

一方、トランス１２の二次側では、低圧バッテリ６として電圧変動が少ない鉛バッテリが接続されている。このため、整流用ダイオード１３の損失は、負荷条件によって一意に決まるため、出力電流と整流用ダイオード１３の温度には相関があることがわかる。
したがって、実施の形態３の電力変換装置では、温度検出器２３を整流用ダイオード１３の温度を監視するように設置しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度を監視する必要がないため、温度検出器２３の個数を減らし、コストを削減することができる。 On the other hand, on the secondary side of the transformer 12, a lead battery having a small voltage fluctuation is connected as the low voltage battery 6. Therefore, since the loss of the rectifying diode 13 is uniquely determined by the load condition, it can be seen that the output current and the temperature of the rectifying diode 13 have a correlation.
Therefore, in the power converter of the third embodiment, even if the temperature detector 23 is installed so as to monitor the temperature of the rectifying diode 13, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to monitor the temperatures of the semiconductor switching elements 11a to 11d, the number of temperature detectors 23 can be reduced and the cost can be reduced.

ここで、トランス１２の２次側の主部品として、平滑リアクトル１４、平滑コンデンサ１５などもあるが、温度検出器２３で監視する対象部品は、整流用ダイオード１３の方が望ましい。これは、一般的に半導体スイッチング素子および整流用ダイオードの方がトランス、平滑リアクトル、および平滑コンデンサに比べて熱容量が小さく、温度上昇が早いためである。
例えば、冷却器７に異常が発生したとき、熱容量が小さいと温度上昇が早いため、整流用ダイオード１３の温度を監視した方が早く異常を検知することができる。逆に、平滑リアクトル１４の温度を監視した場合、温度上昇が整流用ダイオード１３に比べて遅いため、制御部３が温度検出器２３から取得した温度から異常と判断したときには、整流用ダイオード１３の温度は既に許容温度を超えており、整流用ダイオード１３が故障する可能性がある。 Here, although the smoothing reactor 14 and the smoothing capacitor 15 are also main components on the secondary side of the transformer 12, the rectifying diode 13 is more desirable as the component to be monitored by the temperature detector 23. This is because the semiconductor switching element and the rectifying diode generally have a smaller heat capacity and a faster temperature rise than the transformer, the smoothing reactor, and the smoothing capacitor.
For example, when an abnormality occurs in the cooler 7, the temperature rises quickly when the heat capacity is small. Therefore, the abnormality can be detected earlier by monitoring the temperature of the rectifying diode 13. On the contrary, when the temperature of the smoothing reactor 14 is monitored, the temperature rise is slower than that of the rectifying diode 13. Therefore, when the control unit 3 determines that there is an abnormality from the temperature acquired from the temperature detector 23, The temperature has already exceeded the allowable temperature, and the rectifying diode 13 may fail.

実施の形態３の電力変換装置は、温度検出器をトランス２次側に設置し、かつ発熱量が出力電流に依存する部品である整流用ダイオードの近傍に温度検出器を設置したものである。
したがって、本実施の形態３の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。さらに、温度検出器の個数を減らし、コストを削減することができる。 In the power converter of the third embodiment, the temperature detector is installed on the secondary side of the transformer, and the temperature detector is installed in the vicinity of the rectifying diode which is a component whose calorific value depends on the output current.
Therefore, the power conversion device according to the third embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal. Furthermore, the number of temperature detectors can be reduced, and the cost can be reduced.

実施の形態４．
実施の形態３の電力変換装置では、温度検出器をトランス２次側の整流用ダイオードの近傍に設置するようにした。実施の形態４の電力変換装置は、トランス２次側の整流用ダイオードを熱観点での最弱部位となるように設計したものである。 Fourth Embodiment
In the power converter of the third embodiment, the temperature detector is installed near the rectifying diode on the secondary side of the transformer. The power conversion device according to the fourth embodiment is designed so that the rectifying diode on the secondary side of the transformer is the weakest part in terms of heat.

以下、実施の形態４に係る電力変換装置の動作について、実施の形態３との差異を中心に説明する。なお、実施の形態４に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment. The configuration of the power conversion device according to the fourth embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

実施の形態３の電力変換装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２内部に温度検出器２３を備え、温度検出器２３は整流用ダイオード１３の温度を監視したが、整流用ダイオード１３が「熱観点での最弱部位」であることが望ましい。 In the power conversion device according to the third embodiment, the DC-DC converter 2 is provided with the temperature detector 23, and the temperature detector 23 monitors the temperature of the rectifying diode 13, but the rectifying diode 13 is "in terms of heat. It is desirable to be the "weakest part".

ここで言う「熱観点での最弱部位」とは、過負荷および冷却異常時においてＤＣ−ＤＣコンバータ２を構成する各部品の温度が想定外に上昇する場合、各部品の内許容温度まで最も早く温度が上昇する部品である。 The "weakest part from the viewpoint of heat" here means that when the temperature of each component constituting the DC-DC converter 2 unexpectedly rises at the time of overload and abnormal cooling, it reaches the maximum allowable temperature of each component. It is a component whose temperature rises quickly.

例えば、整流用ダイオード１３と半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄのジャンクション温度の許容温度値がともに１５０℃であると仮定する。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が所定の負荷条件で動作をしているときに整流用ダイオード１３の温度が１４０℃のとき、半導体スイッチング素子の温度が１５０℃になるものとする。この場合、実施の形態３の電力変換装置の制御部３は、温度検出器２３の温度値が１４０℃に達する前に動作を停止しないと半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度が１５０℃を超えて故障する可能性がある。
つまり、整流用ダイオード１３としては実力が１５０℃まであったとしても、１４０℃以下でしか使用できない。
また、同様に他に「熱観点での最弱部位」があったとすると、その部品の上限温度時の負荷条件によって制限され、温度検出器２３の温度に関して第１温度閾値（Ｔｔｈ１）が決まる。 For example, it is assumed that the allowable temperature values of the junction temperatures of the rectifying diode 13 and the semiconductor switching elements 11a to 11d are both 150 ° C. At this time, when the temperature of the rectifying diode 13 is 140 ° C. while the DC-DC converter 2 is operating under a predetermined load condition, the temperature of the semiconductor switching element is 150 ° C. In this case, if the control unit 3 of the power conversion device according to the third embodiment does not stop the operation before the temperature value of the temperature detector 23 reaches 140 ° C, the temperature of the semiconductor switching elements 11a to 11d exceeds 150 ° C. It may break down.
In other words, the rectifying diode 13 can be used only at 140 ° C. or lower even if the actual power is up to 150 ° C.
Similarly, if there is another "weakest part from the viewpoint of heat", the temperature is limited by the load condition at the upper limit temperature of the component, and the first temperature threshold value (Tth1) is determined with respect to the temperature of the temperature detector 23.

実施の形態４の電力変換装置において、整流用ダイオード１３が熱観点での最弱部位となるように設計すると、制御部３は温度検出器２３から取得する整流用ダイオード１３の温度を監視するだけでよく、他の部品によって温度閾値を設定する必要がない。このため、設計時にマージンを設けることなく部品を使用することができる。
このため、実施の形態４の電力変換装置では、実施の形態３と同様の効果を得られるとともに、部品を限界まで使用でき、無駄なコスト増加を抑制することができる。 In the power conversion device according to the fourth embodiment, if the rectifying diode 13 is designed to be the weakest part in terms of heat, the control unit 3 only monitors the temperature of the rectifying diode 13 acquired from the temperature detector 23. Therefore, it is not necessary to set the temperature threshold by other components. Therefore, the component can be used without providing a margin at the time of designing.
Therefore, in the power conversion device according to the fourth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the third embodiment, use the components to the limit, and prevent unnecessary cost increase.

実施の形態４の電力変換装置では、トランス２次側の整流用ダイオードを熱観点での最弱部位となるように設計したものである。
したがって、本実施の形態４の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。さらに、温度検出器の個数を減らし、コストを削減するとともに、部品を限界まで使用でき、無駄なコスト増加を抑制することができる。 In the power conversion device according to the fourth embodiment, the rectifying diode on the secondary side of the transformer is designed to be the weakest part in terms of heat.
Therefore, the power converter according to the fourth embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and reducing the output excessively even in the case of a cooler abnormality. Further, it is possible to reduce the number of temperature detectors, reduce the cost, use the components to the limit, and suppress unnecessary increase in cost.

実施の形態５．
実施の形態５の電力変換装置は、パワーセーブ制御時に出力電流の値を制限したにも関わらず温度検出値が第２温度閾値を下回ることなく所定の時間が経過した場合、冷却器異常と判定するものである。 Embodiment 5.
The power conversion device according to the fifth embodiment determines that the cooler is abnormal when a predetermined time elapses without the detected temperature value falling below the second temperature threshold value even though the output current value is limited during the power save control. To do.

以下、実施の形態５に係る電力変換装置の動作について、出力電流と温度検出値のタイムチャートである図９、および出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである図１０に基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。なお、実施の形態５に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the fifth embodiment will be described based on FIG. 9 which is a time chart of the output current and the temperature detection value and FIG. 10 which is a time chart regarding the output current, the driving frequency and the like. The difference from 1 will be mainly described. The configuration of the power conversion device according to the fifth embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

図９は出力電流と温度検出値に関するタイムチャートであり、温度検出値が上昇した場合の出力電流と温度検出値の関係を時系列で表している。
制御部３は、時刻ｔ１において温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過した場合は、パワーセーブ制御に入り、出力電流を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）までステップ状に制限することでＤＣ−ＤＣコンバータ２に含まれる部品の発熱を抑制する。また、時刻ｔ２においてパワーセーブ制御中に温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）よりも低い第２温度閾値（Ｔｔｈ２）を下回ると、パワーセーブ制御は解除される。 FIG. 9 is a time chart regarding the output current and the temperature detection value, and shows the relationship between the output current and the temperature detection value when the temperature detection value rises in a time series.
When the detected temperature value exceeds the first temperature threshold value (Tth1) at time t1, the control unit 3 enters power save control and limits the output current to the first predetermined current value (Ith1) stepwise. The heat generation of the components included in the DC-DC converter 2 is suppressed. Further, at time t2, when the detected temperature value falls below the second temperature threshold value (Tth2) lower than the first temperature threshold value (Tth1) during the power save control, the power save control is canceled.

時刻ｔ１においてパワーセーブ制御に入ったが、温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）よりも低い第２温度閾値（Ｔｔｈ２）を下回らない場合の対応を図１０で説明する。
図１０は出力電流と駆動周波数等に関するタイムチャートであり、冷却器異常時の出力電流、駆動周波数、磁性部品コア温度、および温度検出値の関係を時系列で表している。
実施の形態５の電力変換装置において、制御部３は時刻ｔ１において温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過した場合はパワーセーブ制御に入り、出力電流を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）までステップ状に低下させる。
制御部３はパワーセーブ制御で出力電流の値を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）まで低下させたが、時刻ｔ２においても温度検出値が低下せず、このまま所定の時間経過した場合、時刻ｔ３で冷却器異常と判定する。この場合、制御部３は出力電流の値を第１所定電流値（Ｉｔｈ１）よりもさらに低い第２所定電流値（Ｉｔｈ２）までステップ状に減少させる。これとともに、制御部３は半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの駆動周波数を通常時の駆動周波数（ｆｎ）よりも高い駆動周波数（ｆａ）までステップ状に上昇させる。
なお、磁性部品コア温度の実線は、駆動周波数を増加させた場合の温度の推移であり、点線は駆動周波数を増加させない場合の温度の推移である。
駆動周波数を増加させない場合は、点線で示されているように磁性部品の許容温度を超えている。 A case in which the power save control is started at time t1 but the detected temperature value does not fall below the second temperature threshold value (Tth2) lower than the first temperature threshold value (Tth1) will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a time chart regarding the output current, the drive frequency, etc., and shows the relationship between the output current, the drive frequency, the magnetic component core temperature, and the temperature detection value when the cooler is abnormal in a time series.
In the power converter according to the fifth embodiment, when the detected temperature value exceeds the first temperature threshold value (Tth1) at time t1, the control unit 3 enters the power save control and sets the output current to the first predetermined current value (Ith1). Step down.
The control unit 3 reduced the value of the output current to the first predetermined current value (Ith1) by the power save control, but the temperature detection value did not decrease even at the time t2, and if the predetermined time has elapsed as it is, at the time t3. It is determined that the cooler is abnormal. In this case, the control unit 3 decreases the value of the output current stepwise to a second predetermined current value (Ith2) lower than the first predetermined current value (Ith1). At the same time, the control unit 3 raises the driving frequency of the semiconductor switching elements 11a to 11d stepwise to the driving frequency (fa) higher than the driving frequency (fn) in the normal state.
The solid line of the magnetic component core temperature is the transition of the temperature when the drive frequency is increased, and the dotted line is the transition of the temperature when the drive frequency is not increased.
When the drive frequency is not increased, the allowable temperature of the magnetic component is exceeded as shown by the dotted line.

実施の形態５の電力変換装置では、パワーセーブ制御時に出力電流の値を制限したにも関わらず温度検出値が第２温度閾値を下回ることなく所定の時間が経過した場合、冷却器異常と判定するものである。
したがって、本実施の形態５の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。 In the power conversion device according to the fifth embodiment, if the temperature detection value does not fall below the second temperature threshold and the predetermined time elapses even though the output current value is limited during the power save control, it is determined that the cooler is abnormal. To do.
Therefore, the power conversion device according to the fifth embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and reducing the output excessively even when the cooler is abnormal.

実施の形態６．
実施の形態６の電力変換装置は、温度検出器を半導体スイッチング素子の近傍に設置し、冷却器異常判定時に、半導体スイッチング素子の駆動周波数を所定の傾きを持たせて増加させるとともに、温度検出器の検出値に応じて出力電流の値を変化させるものである。 Sixth embodiment.
In the power converter according to the sixth embodiment, a temperature detector is installed in the vicinity of the semiconductor switching element to increase the drive frequency of the semiconductor switching element with a predetermined slope when determining a cooler abnormality, and at the same time, to detect the temperature detector. The value of the output current is changed according to the detected value of.

以下、実施の形態６に係る電力変換装置の動作について、出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである図１１に基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。なお、実施の形態６に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the sixth embodiment will be described based on FIG. 11 which is a time chart regarding the output current, the driving frequency, etc., focusing on the difference from the first embodiment. The configuration of the power converter according to the sixth embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

実施の形態６の電力変換装置の温度検出器２３は、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度を検知するように半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの近傍に設置される。冷却器異常判定時、周波数を所定の傾きを持たせて増加させる。その際、出力電流の値をステップに減少させる制御ではなく、温度検出器２３の検出値に応じて出力電流の値を変化させる制御を行う。
これにより、冷却器異常時にも急速に出力を低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータ２を限界まで使用することができる。 The temperature detector 23 of the power converter of the sixth embodiment is installed near the semiconductor switching elements 11a to 11d so as to detect the temperature of the semiconductor switching elements 11a to 11d. When determining a cooler abnormality, the frequency is increased with a predetermined slope. At that time, not the control of decreasing the value of the output current in steps, but the control of changing the value of the output current according to the detected value of the temperature detector 23.
As a result, the DC-DC converter 2 can be used to the limit without rapidly reducing the output even when the cooler is abnormal.

実施の形態６の電力変換装置の温度検出器２３は、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度を検知する。周波数を上昇させたときの半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度上昇を監視しながら、許容温度に達しないよう出力電流の値を制御することで、部品を保護しつつ有効に低圧バッテリ側に電力を供給することができる。 The temperature detector 23 of the power converter of the sixth embodiment detects the temperatures of the semiconductor switching elements 11a to 11d. By monitoring the temperature rise of the semiconductor switching elements 11a to 11d when the frequency is raised and controlling the value of the output current so as not to reach the allowable temperature, power is effectively supplied to the low voltage battery side while protecting the components. Can be supplied.

図１１はこの時の出力電流、駆動周波数、磁性部品コア温度、および温度検出値の関係を示すタイムチャートである。
図１１において、制御部３は、時刻ｔ１で温度検出器２３の温度検出値は第１温度閾値（Ｔｔｈ１）に達したため、出力電流を所定の傾きで第１所定電流値（Ｉｔｈ１）まで低下させている。制御部３は、時刻ｔ２において、温度検出値は第２温度閾値（Ｔｔｈ２）まで低下していないため、駆動周波数を所定の傾きで通常時の駆動周波数（ｆｎ）から上限値である駆動周波数（ｆａ）まで増加させている。制御部３は、駆動周波数を増加させるとともに、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの温度を監視しながら、出力電流を低下させている。制御部３は、時刻ｔ３において、上限値に達した駆動周波数は一定に保持し、温度検出値も第１温度閾値（Ｔｔｈ１）付近で安定しているため、出力電流を一定値に保持している。
なお、磁性部品コア温度の実線は、駆動周波数を増加させた場合の温度の推移であり、点線は駆動周波数を増加させない場合の温度の推移である。
駆動周波数を増加させない場合は、点線で示されているように磁性部品の許容温度を超えている。 FIG. 11 is a time chart showing the relationship among the output current, drive frequency, magnetic component core temperature, and temperature detection value at this time.
In FIG. 11, since the temperature detection value of the temperature detector 23 reaches the first temperature threshold value (Tth1) at time t1, the control unit 3 decreases the output current to the first predetermined current value (Ith1) with a predetermined slope. ing. Since the detected temperature value does not decrease to the second temperature threshold value (Tth2) at the time t2, the control unit 3 sets the drive frequency at the predetermined inclination from the drive frequency (fn) at the normal time to the drive frequency (fn) that is the upper limit value. up to fa). The control unit 3 increases the drive frequency and reduces the output current while monitoring the temperatures of the semiconductor switching elements 11a to 11d. At time t3, the control unit 3 keeps the drive frequency that has reached the upper limit constant, and the detected temperature value is stable near the first temperature threshold value (Tth1), so that the output current is kept constant. There is.
The solid line of the magnetic component core temperature is the transition of the temperature when the drive frequency is increased, and the dotted line is the transition of the temperature when the drive frequency is not increased.
When the drive frequency is not increased, the allowable temperature of the magnetic component is exceeded as shown by the dotted line.

実施の形態６の電力変換装置では、温度検出器を半導体スイッチング素子の近傍に設置し、冷却器異常判定時に、半導体スイッチング素子の駆動周波数を所定の傾きを持たせて増加させるとともに、温度検出器の検出値に応じて出力電流の値を変化させるものである。
したがって、本実施の形態６の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータを限界まで使用することができる。 In the power converter of the sixth embodiment, a temperature detector is installed in the vicinity of the semiconductor switching element, the drive frequency of the semiconductor switching element is increased with a predetermined inclination when the cooler abnormality is judged, and the temperature detector is also increased. The value of the output current is changed according to the detected value of.
Therefore, the power converter according to the sixth embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal. Furthermore, the DC-DC converter can be used to the limit.

実施の形態７．
実施の形態７の電力変換装置は、パワーセーブ制御時に出力電流の値を制限しているのにもかかわらず、冷却器の異常により温度検出器の温度検出値が上昇し続け、第１温度閾値より高い第３温度閾値を超過した場合、冷却器異常と判定し、出力電流をさらに制限し半導体スイッチング素子の駆動周波数を増加させるものである。 Embodiment 7.
In the power conversion device of the seventh embodiment, the temperature detection value of the temperature detector continues to rise due to the abnormality of the cooler even though the value of the output current is limited during the power save control, and the first temperature threshold value is increased. If the higher third temperature threshold is exceeded, it is determined that the cooler is abnormal, the output current is further limited, and the drive frequency of the semiconductor switching element is increased.

以下、実施の形態７に係る電力変換装置の動作について、出力電流、駆動周波数等に関するタイムチャートである図１２に基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。なお、実施の形態７に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the seventh embodiment will be described based on FIG. 12, which is a time chart regarding the output current, the driving frequency, and the like, focusing on the differences from the first embodiment. The configuration of the power conversion device according to the seventh embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

実施の形態７の電力変換装置は、実施の形態１で説明した冷却器異常の判定方法が異なる。実施の形態７の電力変換装置の制御部３は、温度検出値が第１温度閾値（Ｔｔｈ１）を超過した場合は、パワーセーブ制御に入り、図７のように出力電流を所定の傾きを持たせて制限することでＤＣ−ＤＣコンバータ２の部品の発熱を抑制する。 The power conversion device according to the seventh embodiment is different in the method of determining a cooler abnormality described in the first embodiment. When the detected temperature value exceeds the first temperature threshold value (Tth1), the control unit 3 of the power conversion device according to the seventh embodiment enters power save control, and the output current has a predetermined slope as shown in FIG. By limiting the above, heat generation of the components of the DC-DC converter 2 is suppressed.

図１２は実施の形態７に係る電力変換装置における出力電流、駆動周波数、磁性部品コア温度、および温度検出値の関係を示すタイムチャートである。
図１２において、時刻ｔ１で温度検出器２３の温度検出値は第１温度閾値（Ｔｔｈ１）に達したため、制御部３はパワーセーブ制御に入り、出力電流を所定の傾きで低下させている。制御部３は時刻ｔ１以降のパワーセーブ制御時に出力電流Ｉｏｕｔの値を制限して発熱を抑制している。
このパワーセーブ制御にもかかわらず、冷却器７の異常により温度検出器２３の温度検出値が上昇し続け、第１温度閾値（Ｔｔｈ１）よりも高い第３温度閾値（Ｔｔｈ３）を超過すると、時刻ｔ２で冷却器異常と判定する。制御部３は時刻ｔ２で出力電流の値をさらに制限するため、出力電流を第２所定電流値（Ｉｔｈ２）までステップ状に低下させる。これと共に、半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄの駆動周波数を通常時の駆動周波数（ｆｎ）から上限値である駆動周波数（ｆａ）までステップ状に増加させる。
なお、磁性部品コア温度の実線は、駆動周波数を増加させた場合の温度の推移であり、点線は駆動周波数を増加させない場合の温度の推移である。
駆動周波数を増加させない場合は、点線で示されているように磁性部品の許容温度を超えている。 FIG. 12 is a time chart showing the relationship among the output current, the drive frequency, the magnetic component core temperature, and the temperature detection value in the power conversion device according to the seventh embodiment.
In FIG. 12, since the temperature detection value of the temperature detector 23 reaches the first temperature threshold value (Tth1) at time t1, the control unit 3 enters the power save control and reduces the output current at a predetermined slope. The control unit 3 limits the value of the output current Iout to suppress heat generation during power save control after time t1.
Despite this power save control, if the temperature detection value of the temperature detector 23 continues to rise due to the abnormality of the cooler 7 and exceeds the third temperature threshold value (Tth3) higher than the first temperature threshold value (Tth1), the time At t2, it is determined that the cooler is abnormal. The control unit 3 further limits the value of the output current at the time t2, so that the output current is stepwise reduced to the second predetermined current value (Ith2). At the same time, the drive frequency of the semiconductor switching elements 11a to 11d is increased stepwise from the drive frequency (fn) at the normal time to the drive frequency (fa) which is the upper limit value.
The solid line of the magnetic component core temperature is the transition of the temperature when the drive frequency is increased, and the dotted line is the transition of the temperature when the drive frequency is not increased.
When the drive frequency is not increased, the allowable temperature of the magnetic component is exceeded as shown by the dotted line.

実施の形態７の電力変換装置では、パワーセーブ制御時に出力電流の値を制限しているのにもかかわらず、冷却器の異常により温度検出器の温度検出値が上昇し続け、第１温度閾値より高い第３温度閾値を超過した場合、冷却器異常と判定し、出力電流をさらに制限し半導体スイッチング素子の駆動周波数を増加させるものである。
したがって、本実施の形態７の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。 In the power conversion device of the seventh embodiment, the temperature detection value of the temperature detector continues to rise due to the abnormality of the cooler even though the value of the output current is limited during the power save control, and the first temperature threshold value is increased. If the higher third temperature threshold is exceeded, it is determined that the cooler is abnormal, the output current is further limited, and the drive frequency of the semiconductor switching element is increased.
Therefore, the power conversion device according to the seventh embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal.

実施の形態８．
実施の形態８の電力変換装置は、温度検出器をＤＣ−ＤＣコンバータの冷却器の温度を検知するように設置したものである。 Eighth embodiment.
The power converter of the eighth embodiment has a temperature detector installed so as to detect the temperature of the cooler of the DC-DC converter.

以下、実施の形態８に係る電力変換装置の動作について、実施の形態１との差異を中心に説明する。なお、実施の形態８に係る電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。 Hereinafter, the operation of the power conversion device according to the eighth embodiment will be described focusing on the difference from the first embodiment. The configuration of the power conversion device according to the eighth embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment.

実施の形態８の電力変換装置の温度検出器２３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の冷却器７（例えば、ウォータージャケットなど）の温度を検知するように設置される。これにより、冷却器７の温度を直接検知することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２を構成する部品の特性のバラつきによらず、冷却器７自体の温度を高精度に検知することが可能である。 The temperature detector 23 of the power converter of the eighth embodiment is installed so as to detect the temperature of the cooler 7 (for example, water jacket) of the DC-DC converter 2. As a result, by directly detecting the temperature of the cooler 7, it is possible to detect the temperature of the cooler 7 itself with high accuracy regardless of variations in the characteristics of the components forming the DC-DC converter 2.

制御部３は、温度検出値が所定の閾値（Ｔｔｈｃ）を超過した場合は、即座に冷却器異常と判定しパワーセーブ制御に入る。このとき、温度検出器２３の設置場所は冷却器７の中でも水抜け時にもっとも温度が高くなる部品、すなわち最発熱部品を冷却器部位に取り付けることで、低温状態から水抜けが発生した場合、即時に発熱部品からの熱で温度が上昇し、水抜け状態を正確に、かつ即時に検出することが可能となる。 When the detected temperature value exceeds a predetermined threshold value (Tthc), the control unit 3 immediately determines that the cooler is abnormal and enters power save control. At this time, the temperature detector 23 is installed in the cooler 7 by attaching the component that has the highest temperature when draining water, that is, the most heat-generating component to the cooler part, so that when water drainage occurs from a low temperature state, Moreover, the temperature rises due to the heat from the heat-generating component, and it becomes possible to detect the water drainage state accurately and immediately.

実施の形態８の電力変換装置では、温度検出器をＤＣ−ＤＣコンバータの冷却器の温度を検知するように設置したものである。
したがって、本実施の形態８の電力変換装置は、冷却器異常の場合も、動作を停止することなく、また、出力を過度に低下させることなくＤＣ−ＤＣコンバータを過熱から保護できる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータの構成部品の特性のバラつきによらず、冷却器の異常を即時に検出することが可能となる。 In the power converter of the eighth embodiment, the temperature detector is installed so as to detect the temperature of the cooler of the DC-DC converter.
Therefore, the power conversion device according to the eighth embodiment can protect the DC-DC converter from overheating without stopping the operation and without excessively reducing the output even when the cooler is abnormal. Further, it is possible to immediately detect the abnormality of the cooler regardless of variations in the characteristics of the components of the DC-DC converter.

実施の形態９．
実施の形態９の電力変換装置は、実施の形態１から実施の形態８で説明した電力変換装置の変形例である。
以下、実施の形態９に係る電力変換装置の構成および動作について、電力変換装置に係る構成図である図１３、およびＤＣ−ＤＣコンバータの動作説明図である図１４に基づいて説明する。 Ninth Embodiment
The power converter of the ninth embodiment is a modification of the power converters described in the first to eighth embodiments.
Hereinafter, the configuration and operation of the power conversion device according to the ninth embodiment will be described based on FIG. 13, which is a configuration diagram of the power conversion device, and FIG. 14, which is an operation explanatory diagram of the DC-DC converter.

実施の形態１で説明した電力変換装置１００では、図１のように出力電流検出器２２により出力電流値を検出していたが、これに限るものではなく、例えば、図１３に示すように、一次側（高圧バッテリ１側）に入力電流検出器２４を備え、入力電流から出力電流を推定してもよい。
降圧コンバータの場合、出力電流に比べて、入力電流が小さいため、図１３の構成の方が電流検出器のコストを低減できる。
なお、図１３では、実施の形態１で説明した電力変換装置１００と区別するため、電力変換装置２００としている。電力変換装置２００と実施の形態１の電力変換装置１００との差異は、図１の出力電流検出器２２を一次側（高圧バッテリ１側）に移動し、入力電流検出器２４としたのみである。なお、図１３において、制御部３は入力電流検出器２４からの電流情報を、信号線３１ｅを介して取得する。
電力変換装置２００の動作は、実施の形態１の電力変換装置１００と同じであるため、説明は省略する。 In the power converter 100 described in the first embodiment, the output current value is detected by the output current detector 22 as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The input current detector 24 may be provided on the primary side (high voltage battery 1 side) to estimate the output current from the input current.
In the case of the step-down converter, the input current is smaller than the output current, so that the configuration of FIG. 13 can reduce the cost of the current detector.
Note that in FIG. 13, the power conversion device 200 is used to distinguish it from the power conversion device 100 described in the first embodiment. The difference between the power conversion device 200 and the power conversion device 100 of the first embodiment is only that the output current detector 22 of FIG. 1 is moved to the primary side (high voltage battery 1 side) and used as the input current detector 24. .. Note that, in FIG. 13, the control unit 3 acquires the current information from the input current detector 24 via the signal line 31e.
The operation of the power conversion device 200 is the same as that of the power conversion device 100 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

各実施の形態で説明した電力変換装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２のトランス１２はセンタータップ方式として説明した。しかし、これに限るものではなく２次側巻き線の両端がそれぞれフルブリッジ構成の整流用ダイオードの中点に接続される構成でもよい。 In the power conversion device described in each embodiment, the transformer 12 of the DC-DC converter 2 is described as the center tap type. However, the configuration is not limited to this, and both ends of the secondary winding may be connected to the middle point of the rectifying diode of the full bridge configuration.

各実施の形態で説明した電力変換装置では整流回路について整流用ダイオードを用いたダイオード整流として説明した。しかし、これに限るものではなく、例えば、同期整流であっても良い。 In the power conversion device described in each embodiment, the rectifier circuit is described as the diode rectifier using the rectifying diode. However, the present invention is not limited to this, and for example, synchronous rectification may be used.

また、各実施の形態で説明した低圧バッテリ６は、高圧バッテリ１よりも電圧の低い蓄電装置であれば、１２Ｖバッテリでも２４Ｖバッテリであってもよい。その他の電圧のバッテリであってもよく、特に１２Ｖバッテリに限定されるものではない。 Further, the low-voltage battery 6 described in each embodiment may be a 12V battery or a 24V battery as long as it is a power storage device having a voltage lower than that of the high-voltage battery 1. It may be a battery of other voltage, and is not particularly limited to the 12V battery.

実施の形態１の電力変換装置１００において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２のスイッチ
ング制御方法はハードスイッチングとして説明した。しかし、これに限るものではなく、例えば、位相シフト制御方式でもよい。
この場合、制御部３は半導体スイッチング素子１１ａと半導体スイッチング素子１１ｄをひとつのスイッチング素子対として制御し、各半導体スイッチング素子１１ｂ、１１ｃの位相を半周期ずらして（１８０°位相をシフト）制御させる。 In the power converter 100 of Embodiment 1, the switching control method of the DC-DC converter 2 has been described as hard switching. However, the present invention is not limited to this, and for example, a phase shift control method may be used.
In this case, the control unit 3 controls the semiconductor switching element 11a and the semiconductor switching element 11d as one switching element pair and shifts the phases of the respective semiconductor switching elements 11b and 11c by a half cycle (shifts the phase by 180 °).

図１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作説明図であり、実施の形態１の電力変換装置１００の図６に対応した図である。モード１〜モード４における各半導体スイッチング素子１１ａ〜１１ｄのオン／オフ動作、トランス１２の１次側電圧、平滑リアクトル１４の電流のタイムチャートを示す。 FIG. 14 is an operation explanatory diagram of the DC-DC converter 2, and is a diagram corresponding to FIG. 6 of the power conversion device 100 of the first embodiment. The time chart of ON / OFF operation of each semiconductor switching element 11a-11d, the primary side voltage of the transformer 12, and the current of the smoothing reactor 14 in Modes 1 to 4 is shown.

図１４において、半導体スイッチング素子１１ａ、１１ｂおよび半導体スイッチング素子１１ｃ、１１ｄはそれぞれ上下アームが短絡しないようにデッドタイムｔｄを設けてオン／オフ制御する。なお、図において、Ｔｓｗはスイッチング周期であり、Ｄはオンデューティである。 In FIG. 14, the semiconductor switching elements 11a and 11b and the semiconductor switching elements 11c and 11d are on / off controlled by providing a dead time td so that the upper and lower arms are not short-circuited. In the figure, Tsw is a switching cycle and D is an on-duty.

各実施の形態では電力変換器は車両に搭載される降圧コンバータであるとして説明したが、これに限るものでなく車両搭載用以外のＤＣ−ＤＣコンバータでも同様の効果を得ることができる。 In each of the embodiments, the power converter is described as a step-down converter mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this, and a DC-DC converter other than that mounted on a vehicle can also obtain the same effect.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more of the embodiments apply to the particular embodiment. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

１高圧バッテリ、２ＤＣ−ＤＣコンバータ、３制御部、５負荷、
６低圧バッテリ、７冷却器、１１電力変換部、
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ半導体スイッチング素子、１２トランス、
１３ａ，１３ｂ整流用ダイオード、１４平滑リアクトル、１５平滑コンデンサ、
２０入力電圧検出器、２１出力電圧検出器、２２出力電流検出器、
２３温度検出器、２４入力電流検出器、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ制御線、
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ信号線、１００，２００電力変換装置。 1 high-voltage battery, 2 DC-DC converter, 3 control unit, 5 load,
6 low-voltage battery, 7 cooler, 11 power converter,
11a, 11b, 11c, 11d semiconductor switching elements, 12 transformers,
13a, 13b rectifying diode, 14 smoothing reactor, 15 smoothing capacitor,
20 input voltage detector, 21 output voltage detector, 22 output current detector,
23 temperature detector, 24 input current detector, 30a, 30b, 30c, 30d control line,
31a, 31b, 31c, 31d, 31e Signal line, 100, 200 Power converter.

Claims

A DC-DC converter for stepping down the voltage of the main power supply and supplying it to the load, a control unit for controlling the DC-DC converter, a cooler for cooling the DC-DC converter, and a temperature for the DC-DC converter are set. A temperature detector for detecting, and a current detector for detecting an output current of the DC-DC converter,
The DC-DC converter includes a power conversion unit configured by a semiconductor switching element, a rectifying diode, and a smoothing reactor,
The control unit limits the output current of the DC-DC converter in power save control for limiting the output current from a normal time based on the temperature detection signal of the temperature detector, and further, the power conversion unit. 2. A power conversion device for increasing the drive frequency for driving the semiconductor switching element, as compared with the drive frequency under normal conditions.

In the DC-DC converter, a primary side is connected to the power conversion unit and a secondary side is connected to the rectifying diode, and a transformer that has the smoothing reactor on the DC output side of the rectifying diode is an isolated DC-type converter. The power conversion device according to claim 1, which is a DC converter.

The power conversion device according to claim 1, wherein the control unit increases the drive frequency of the semiconductor switching element in a stepwise manner to a predetermined drive frequency higher than the normal drive frequency.

The power conversion device according to claim 1, wherein the control unit increases the drive frequency of the semiconductor switching element with a predetermined slope from the drive frequency in a normal state.

When the cooler has an abnormality, the control unit steps the output current value of the DC-DC converter to a second predetermined current value lower than the first predetermined current value limited in the power save control. The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the power conversion device is reduced.

The control unit reduces the value of the output current of the DC-DC converter from a first predetermined current value limited in the power save control according to the value of the temperature detection signal when the cooler is abnormal. The power conversion device according to claim 1 or 2.

The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature detector detects a temperature of a current-dependent component of the DC-DC converter whose amount of heat generation depends on current.

The power conversion device according to claim 7, wherein in the DC-DC converter, the current-dependent component whose temperature is detected by the temperature detector is the rectifying diode.

The power conversion device according to claim 8, wherein the rectifying diode that detects the temperature by the temperature detector is the weakest part of the DC-DC converter in terms of heat.

The power conversion device according to claim 7, wherein the current-dependent component whose temperature is detected by the temperature detector is the semiconductor switching element.

The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature detector detects a temperature of the cooler that cools the DC-DC converter.

The power conversion device according to claim 11, wherein the control unit determines that the cooler is abnormal when the value of the temperature detection signal exceeds a predetermined value.

The power converter according to claim 11, wherein the position where the temperature of the cooler is acquired by the temperature detector is a portion where the most heat-generating component is arranged.

The control unit is performing the power save control of the DC-DC converter when the value of the temperature detection signal exceeds a first temperature threshold value,
When the output current is being limited, the value of the temperature detection signal does not fall below a second temperature threshold value which is a power save release threshold value lower than the first temperature threshold value, The power conversion device according to claim 1, wherein when the value reaches a predetermined current value, it is determined that the cooler is abnormal.

The control unit is performing the power save control of the DC-DC converter when the value of the temperature detection signal exceeds a first temperature threshold value,
The abnormality of the cooler is determined when the value of the temperature detection signal exceeds a third temperature threshold higher than the first temperature threshold when the output current of the DC-DC converter is limited. 14. The power conversion device according to claim 13.

The control unit is performing the power save control of the DC-DC converter when the value of the temperature detection signal exceeds a first temperature threshold value,
When the output current of the DC-DC converter is limited, the value of the temperature detection signal does not fall below the second temperature threshold value which is the power save release threshold value lower than the first temperature threshold value, and the predetermined time has elapsed. At this time, the power conversion device according to any one of claims 1 to 13, which is determined to be an abnormality of the cooler.