JP6387911B2

JP6387911B2 - 電子装置

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Publication number: JP6387911B2
Application number: JP2015130930A
Authority: JP
Inventors: 雄介道下; 伸生瀬川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: CN106329839A; US10084305B2; US20170005463A1; CN106329839B; JP2017017827A

Description

本発明は、出力部と温度センサとを備えた電子装置に関する。

従来、出力部と温度センサとを備えた電子装置の一例として、特許文献１に開示されたインバータ装置がある。インバータ装置は、モータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の夫々に対応するＵ相部、Ｖ相部、及びＷ相部を備えている。また、各相部は、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とを備えている。そして、インバータ装置は、上アーム及び下アームのいずれか一方の実装領域に重なる領域に温度検出回路（温度センサ）が配置されている。

特開２０１２−６５４３１号公報

しかしながら、上記インバータ装置は、各相部の上アーム及び下アームのいずれか一方に対して温度センサが配置されている。従って、インバータ装置は、相部の数だけ温度センサを設ける必要があり、部品コストがかかってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、温度センサの個数を減らしつつ、過熱している相部を特定できる電子装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
出力部（２０〜２５）と、
出力部の温度に応じた検出信号を出力する温度センサ（３１〜３３）と、を有する電子装置であって、
出力部は、直列に接続されオンオフ動作を行う上下二つのスイッチング素子（２０１〜２０８、２０１ａ〜２０６ａ）を含む三つ以上の相部（２０ａ〜２０ｄ）を有し、
温度センサは、相部の数よりも一つ少なく、相部間に一つずつ配置されており、
さらに、全ての検出信号に基づいて全ての相部のうち過熱している相部を特定する制御部（４０）と、を備えていることを特徴とする。

このように、本発明は、各相部に一つずつ温度センサが設けられている場合、及び各スイッチング素子に一つずつ温度センサが設けられている場合よりも、温度センサの個数を減らすことができる。さらに、本発明は、全ての検出信号に基づいて全ての相部のうち過熱している相部を特定するため、温度センサの個数を減らしつつ、過熱している相部を特定できると言える。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電子装置の概略構成を示す平面図である。実施形態における電子装置の概略構成を示す回路図である。実施形態におけるＵ相が過熱した場合における各温度センサの検出結果と制御部の処理動作を示すタイムチャートである。実施形態におけるＶ相が過熱した場合における各温度センサの検出結果と制御部の処理動作を示すタイムチャートである。実施形態におけるＷ相が過熱した場合における各温度センサの検出結果と制御部の処理動作を示すタイムチャートである。実施形態における３相全てが過熱した場合における各温度センサの検出結果と制御部の処理動作を示すタイムチャートである。変形例１における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例１における過熱相を判定するためのマップである。変形例２における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例３における電子装置の概略構成を示す平面図である。図１０のXI‐XI線に沿う断面図である。変形例４における電子装置の概略構成を示す断面図である。変形例５における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例６における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例７における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例８におけるスイッチング素子の概略構成を示す平面図である。変形例８における電子装置の概略構成を示す平面図である。変形例９における電子装置の概略構成を示す平面図である。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

本実施形態では、本発明を電子装置１００に適用した例を採用する。この電子装置１００に関して、図１〜図６を用いて説明する。電子装置１００は、３相インバータが形成されている。例えば、電子装置１００は、車両に搭載されて、走行用モータや各種コントローラ（補機）用モータ等に通電可能に構成されている。

電子装置１００は、図１、図２に示すように、実装基板１０に、出力部２０と第１温度センサ３１と第２温度センサ３２とが形成されている。さらに、電子装置１００は、図２に示すように、制御部４０を備えて構成されている。

実装基板１０は、樹脂やセラミックスなどの絶縁基材に、導体を主成分とした配線が形成された回路基板である。実装基板１０は、配線の一部として、自身に実装された回路素子と電気的及び機械的に接続されたランドを備えている。

出力部２０は、Ｕ相部２０ａと、Ｖ相部２０ｂと、Ｗ相部２０ｃとを備えて構成されている。Ｕ相部２０ａと、Ｖ相部２０ｂと、Ｗ相部２０ｃとは、図２に示すように、並列に接続されている。以下においては、Ｕ相部２０ａと、Ｖ相部２０ｂと、Ｗ相部２０ｃを纏めて三つの相と称することもある。また、Ｕ相部２０ａと、Ｖ相部２０ｂと、Ｗ相部２０ｃの夫々は、単に相と称することもある。

Ｕ相部２０ａは、モータのＵ相への出力を行う部位である。Ｕ相部２０ａは、実装基板１０に実装された回路素子として、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２とを含む。第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２とは、図２に示すように、電源とＧＮＤとの間で、直列接続されている。このように、Ｕ相部２０ａは、上アーム及び下アームのスイッチング素子として、第２スイッチング素子２０２と第１スイッチング素子２０１とを含んでいる。

第１スイッチング素子２０１は、一例として、ＩＧＢＴとＦＷＤとが一体的に構成されたディスクリート部品を採用している。第２スイッチング素子２０２〜第６スイッチング素子２０６の夫々は、第１スイッチング素子２０１と同様に構成されているため詳細な説明は省略する。なお、ＩＧＢＴは、Insulated Gate Bipolar Transistorの略称である。また、ＦＷＤは、Free Wheeling Diodeの略称である。

Ｖ相部２０ｂは、モータのＶ相への出力を行う部位である。Ｖ相部２０ｂは、上アーム及び下アームのスイッチング素子として、第４スイッチング素子２０４と第３スイッチング素子２０３とを含んでいる。Ｖ相部２０ｂは、Ｕ相部２０ａと同様に構成されているため詳細な説明は省略する。

Ｗ相部２０ｃは、モータのＷ相への出力を行う部位である。Ｗ相部２０ｃは、上アーム及び下アームのスイッチング素子として、第６スイッチング素子２０６と第５スイッチング素子２０５とを含んでいる。Ｗ相部２０ｃは、Ｕ相部２０ａと同様に構成されているため詳細な説明は省略する。

なお、第１スイッチング素子２０１、第３スイッチング素子２０３、第５スイッチング素子２０５は、ローサイド側のスイッチング素子とも言える。一方、第２スイッチング素子２０２、第４スイッチング素子２０４、第６スイッチング素子２０６は、ハイサイド側のスイッチング素子とも言える。

このように、電子装置１００は、六つのスイッチング素子２０１〜２０６を備えて構成されている。また、電子装置１００は、３相分の直列回路を備えた３相出力の回路と言うことができる。なお、第１スイッチング素子２０１〜第６スイッチング素子２０６の夫々は、実装基板１０の同一面に実装されている。また、電子装置１００は、第１スイッチング素子２０１〜第６スイッチング素子２０６、及び、実装基板１０における第１スイッチング素子２０１〜第６スイッチング素子２０６が実装されている面を覆う封止樹脂が設けられていてもよい。この封止樹脂は、金型を用いてコンプレッション法やトランスファー法によって形成されたモールド樹脂を採用できる。

ここで、各スイッチング素子２０１〜２０６の実装基板１０における配置例に関して説明する。以下に説明する配置例は、一例である。よって、本発明は、これに限定されない。

第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２は、図１に示すように、平面形状が矩形形状をなしており、四つの側面を有している。第１スイッチング素子２０１は、自身の一つの側面が、第２スイッチング素子２０２の一つの側面と対向して配置されている。また、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２の夫々は、平行な二つの仮想直線上に、二つの側面が配置されている。このように、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２は、一つの仮想直線に沿って配置されていると言える。

なお、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２と同様の形状及び位置関係を有している。さらに、第５スイッチング素子２０５と第６スイッチング素子２０６は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２と同様の形状及び位置関係を有している。

各相部２０ａ〜２０ｃは、互いに平行に配置されている。第１スイッチング素子２０１は、自身の一つの側面が、第３スイッチング素子２０３の一つの側面と対向して配置されている。また、第３スイッチング素子２０３は、自身の一つの側面が、第５スイッチング素子２０５の一つの側面と対向して配置されている。同様に、第２スイッチング素子２０２は、自身の一つの側面が、第４スイッチング素子２０４の一つの側面と対向して配置されている。また、第４スイッチング素子２０４は、自身の一つの側面が、第６スイッチング素子２０６の一つの側面と対向して配置されている。そして、第１スイッチング素子２０１と第３スイッチング素子２０３と第５スイッチング素子２０５の夫々は、平行な二つの仮想直線上に、二つの側面が配置されている。同様に、第２スイッチング素子２０２と第４スイッチング素子２０４と第６スイッチング素子２０６の夫々は、平行な二つの仮想直線上に、二つの側面が配置されている。このように、電子装置１００は、第１スイッチング素子２０１〜第６スイッチング素子２０６が２×３で配置されている。

第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、各相部２０ａ〜２０ｃの温度を検出するためのセンサである。つまり、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、各スイッチング素子２０１〜２０６がオンオフを繰り返すことで発する温度に応じた検出信号を検出結果として出力する。また、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、検出信号を制御部４０に出力する。

電子装置１００は、各相部２０ａ〜２０ｃの温度を検出するための温度センサとして、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃの３相よりも少ない二つの温度センサ３１，３２のみを備えている。このように、電子装置１００は、出力部２０の相数ｎ＝３、温度センサの数ｍ＝ｎ−１である例を採用している。つまり、電子装置１００は、ｎ（３以上の自然数）個の相部における隣り合う相部間に、ｎ−１個の温度センサが配置されている。

第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、実装基板１０における第１スイッチング素子２０１〜第６スイッチング素子２０６が実装された面に実装されている。また、第１温度センサ３１は、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとに挟まれた位置に配置されている。一方、第２温度センサ３２は、Ｖ相部２０ｂとＷ相部２０ｃとに挟まれた位置に配置されている。このように、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、異なる位置に配置されているために、互いに異なる値を示す検出信号を出力することがある。

詳述すると、第１温度センサ３１は、第１スイッチング素子２０１〜第４スイッチング素子２０４の夫々との間隔が等しい位置に配置されている。また、第１温度センサ３１は、第１スイッチング素子２０１〜第４スイッチング素子２０４で囲まれた領域の中心に配置されていると言える。この領域は、第１スイッチング素子２０１と第４スイッチング素子２０４とにおける最も近い角部と、第２スイッチング素子２０２と第３スイッチング素子２０３とにおける最も近い角部とによって囲まれた範囲である。つまり、第１温度センサ３１は、これらの角度の夫々との距離が等しい位置に配置されていると言える。このように、第１温度センサ３１は、自身と隣り合う二つの相部２０ａ，２０ｂにおける全てのスイッチング素子２０１〜２０４と等間隔となる位置に配置されている。

一方、第２温度センサ３２は、第３スイッチング素子２０３〜第６スイッチング素子２０６の夫々との間隔が等しい位置に配置されている。また、第２温度センサ３２は、第３スイッチング素子２０３〜第６スイッチング素子２０６で囲まれた領域の中心に配置されていると言える。この領域は、第３スイッチング素子２０３と第６スイッチング素子２０６とにおける最も近い角部と、第４スイッチング素子２０４と第５スイッチング素子２０５とにおける最も近い角部とによって囲まれた範囲である。つまり、第２温度センサ３２は、これらの角度の夫々との距離が等しい位置に配置されていると言える。このように、第２温度センサ３２は、自身と隣り合う二つの相部２０ｂ，２０ｃにおける全てのスイッチング素子２０３〜２０６と等間隔となる位置に配置されている。

制御部４０は、例えば、マイクロコンピュータなどによって構成されている。制御部４０は、各スイッチング素子２０２〜２０６を制御する部位であり、モータを動作させるために各スイッチング素子２０２〜２０６のオンとオフを切り替える。つまり、制御部４０は、各スイッチング素子２０２〜２０６をスイッチング動作させることで、モータを駆動させる。スイッチング動作は、オンオフ動作と言い換えることができる。

また、制御部４０は、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の夫々が出力した検出信号に基づいて、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃで過熱している相部を特定する。つまり、制御部４０は、各スイッチング素子２０２〜２０６をスイッチング動作させている際に、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の夫々が出力した検出信号に基づいて過熱している相部を特定する。なお、制御部４０は、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃで過熱している相を判定するとも言える。

制御部４０は、過熱を検出した場合、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。

制御部４０は、取得した各検出信号と、予め記憶された第１閾値Ｖｔｈ１及び第２閾値Ｖｔｈ２とを比較して過熱している相を判定する。なお、第１閾値Ｖｔｈ１は、各スイッチング素子２０２〜２０６が過熱していない場合、検出信号が超えることがない値である。また、第２閾値Ｖｔｈ２は、第１閾値Ｖｔｈ１よりも高い値であり、温度センサ３１を挟むＵ相部２０ａとＶ相部２０ｂの両方、温度センサ３２を挟むＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃの両方が過熱しない限り、検出信号が超えることがない値である。

ここで、図３〜図６を用いて制御部４０の処理動作に関して説明する。制御部４０は、モータを動作させる場合、各スイッチング素子２０２〜２０６のスイッチング動作を停止させている状態からスイッチング動作させる。各スイッチング素子２０２〜２０６は、スイッチング動作中に、故障などによって過熱することがありうる。つまり、各スイッチング素子２０２〜２０６は、許容範囲を超えた熱を発することがありうる。第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、この過熱に応じた検出信号を制御部４０に出力することができる。制御部４０は、第１閾値Ｖｔｈ１を超えた時点で、過熱を検出しているため、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。その後、制御部４０は、温度センサ３１を挟むＵ相部２０ａとＶ相部２０ｂの両方が加熱していた場合には、過熱が温度センサ３１に伝わり、第２閾値Ｖｔｈ２を超えるように検出遅延時間を設定する。また、制御部４０は、同様に温度センサ３２を挟むＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃの両方が加熱していた場合には、過熱が温度センサ３２に伝わり、第２閾値Ｖｔｈ２を超えるように検出遅延時間を設定する。

なお、電子装置１００は、三つの相のうち二つの相のみが同時に故障することは考えにくい。よって、本実施形態では、三つの相のうち一つの相のみが過熱した場合と、三つの相全てが過熱した場合を考える。

第１温度センサ３１は、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとに挟まれた位置に配置されているため、Ｗ相部２０ｃの発熱状態よりも、Ｕ相部２０ａにおける発熱状態と、Ｖ相部２０ｂにおける発熱状態の影響を受けやすい。このため、第１温度センサ３１は、Ｗ相部２０ｃの発熱状態よりもＵ相部２０ａとＶ相部２０ｂの発熱状態に応じた検出信号を出力しやすい。

一方、第２温度センサ３２は、Ｖ相部２０ｂとＷ相部２０ｃとに挟まれた位置に配置されているため、Ｕ相部２０ａの発熱状態よりも、Ｖ相部２０ｂにおける発熱状態と、Ｗ相部２０ｃにおける発熱状態の影響を受けやすい。このため、第２温度センサ３２は、Ｕ相部２０ａの発熱状態よりも、Ｖ相部２０ｂとＷ相部２０ｃの発熱状態に応じた検出信号を出力しやすい。

従って、図３に示すように、第１温度センサ３１の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１を超えて、第２温度センサ３２の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１を超えていない場合、制御部４０は、Ｕ相部２０ａが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第１スイッチング素子２０１及び第２スイッチング素子２０２の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。

また、図４に示すように、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の検出信号がともに第１閾値Ｖｔｈ１を超え、且つ第２閾値Ｖｔｈ２を超えていない場合、制御部４０は、Ｖ相部２０ｂが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第３スイッチング素子２０３及び第４スイッチング素子２０４の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。

また、図５に示すように、第２温度センサ３２の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１を超えて、第１温度センサ３１の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１を超えていない場合、制御部４０は、Ｗ相部２０ｃが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第５スイッチング素子２０５及び第６スイッチング素子２０６の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。

さらに、図６に示すように、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の検出信号がともに第２閾値Ｖｔｈ２を超えていた場合、制御部４０は、Ｕ相部２０ａ、Ｖ相部２０ｂ、Ｗ相部２０ｃの全てが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２の少なくとも一方と、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４の少なくとも一方と、第５スイッチング素子２０５と第６スイッチング素子２０６の少なくとも一方とが加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０６のスイッチング動作を停止させる。

なお、制御部４０は、過熱している相を特定すると、特定した相を示す情報を記憶部に記憶してもよい。このようにすることで、電子装置１００は、開発時にインバータ制御のデバッグが容易化が期待できる。また、製品時にはダイアグ機能による故障個所の特定ができるため、電子装置１００は、メンテナンスの容易化が期待できる。

以上のように、電子装置１００は、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとＷ相部２０ｃの３相に対して設けられている温度センサが第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の二つでありながら、各相の温度を検出できる。つまり、電子装置１００は、相数よりも少ない温度センサによって、過熱している相部を特定できる。言い換えると、電子装置１００は、全ての検出信号に基づいて全ての相部２０ａ〜２０ｃのうち過熱している相部を特定するため、温度センサの個数を減らしつつ、過熱している相部を特定できると言える。

よって、電子装置１００は、各相、又は各スイッチング素子２０１〜２０６に対して、一つの温度センサを設ける場合よりも、温度センサの数を減らすことができ、その分コストを低減できる。さらに、電子装置１００、温度センサのコストを低減しつつ、過熱しているスイッチング素子２０１〜２０６を継続的に使い続けることを抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本発明の変形例１〜８に関して説明する。上記実施形態及び変形例１〜８は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

（変形例１）
電子装置１１０は、図７に示すように、出力部２１の構成と、第３温度センサ３３を備えている点が電子装置１００と異なる。なお、本変形例では、符号２０ａを第１相部、符号２０ｂを第２相部、符号２０ｃを第３相部と称する。第１相部２０ａ〜第３相部２０ｃと第１温度センサ３１と第２温度センサ３２は、上記実施形態と同様である。

出力部２１は、第１相部２０ａ〜第３相部２０ｃに加えて、第４相部２０ｄを含んでいる。つまり、出力部２１は、出力部２０と異なり４相構成である。第４相部２０ｄは、第１相部２０ａ〜第３相部２０ｃと並列に接続されている。また、第４相部２０ｄは、上アーム及び下アームのスイッチング素子として、第８スイッチング素子２０８と第７スイッチング素子２０７とを含んでいる。第４相部２０ｄは、第１相部２０ａと同様に構成されている。つまり、第７スイッチング素子２０７と第８スイッチング素子２０８は、図７に示すように、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２と同様の形状及び位置関係を有している。さらに、第４相部２０ｄは、第１相部２０ａ〜第３相部２０ｃと互いに平行に配置されている。

第３温度センサ３３は、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２と同様に、温度に応じた検出信号を検出結果として制御部４０に出力する。第３温度センサ３３は、実装基板１０における第１温度センサ３１と第２温度センサ３２が実装された面に実装されている。

電子装置１１０は、第１相部２０ａ〜第４相部２０ｄの四相よりも少ない三つの温度センサ３１〜３３のみを備えている。このように、電子装置１００は、出力部２０の相数ｎ＝４、温度センサの数ｍ＝ｎ−１である例を採用している。

第３温度センサ３３は、第５スイッチング素子２０５〜第８スイッチング素子２０８の夫々との間隔が等しい位置に配置されている。また、第３温度センサ３３は、第５スイッチング素子２０５〜第８スイッチング素子２０８で囲まれた領域の中心に配置されていると言える。この領域は、第５スイッチング素子２０５と第８スイッチング素子２０８とにおける最も近い角部と、第６スイッチング素子２０６と第７スイッチング素子２０７とにおける最も近い角部とによって囲まれた範囲である。つまり、第３温度センサ３３は、これらの角度の夫々との距離が等しい位置に配置されていると言える。

制御部４０は、各スイッチング素子２０２〜２０８をスイッチング動作させる。制御部４０は、図８に示すように、温度センサ３１〜３３の夫々が出力した検出信号に基づいて、第１相部２０ａ〜第４相部２０ｄで過熱している相を判定する。

なお、電子装置１１０は、四つの相のうち二つの相のみ、三つの相のみが同時に故障することは考えにくい。よって、本実施形態では、四つの相のうち一つの相のみが過熱した場合と、四つの相全てが過熱した場合を考える。

第３温度センサ３３は、第３相部２０ｃと第４相部２０ｄとに挟まれた位置に配置されているため、第１相部２０ａや第２相部２０ｂの発熱状態よりも、第３相部２０ｃと第４相部２０ｄにおける発熱状態の影響を受けやすい。このため、第３温度センサ３３は、第１相部２０ａや第２相部２０ｂの発熱状態よりも第３相部２０ｃと第４相部２０ｄの発熱状態に応じた検出信号を出力しやすい。なお、第１温度センサ３１及び第２温度センサ３２は、上記実施形態と同様の相の発熱状態に応じた検出信号を出力しやすい。

従って、図８に示すように、第１温度センサ３１の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以上で、第２温度センサ３２と第３温度センサ３３の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以下の場合、制御部４０は、第１相部２０ａが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第１スイッチング素子２０１及び第２スイッチング素子２０２の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０８のスイッチング動作を停止させる。

また、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以上で、第３温度センサ３３の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以下の場合、制御部４０は、第２相部２０ｂが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第３スイッチング素子２０３及び第４スイッチング素子２０４の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０８のスイッチング動作を停止させる。

また、第２温度センサ３２と第３温度センサ３３の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以上で、第１温度センサ３１の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以下の場合、制御部４０は、第３相部２０ｃが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第５スイッチング素子２０５及び第６スイッチング素子２０６の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０８のスイッチング動作を停止させる。

また、第２温度センサ３２と第３温度センサ３３の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以下で、第１温度センサ３１の検出信号が第１閾値Ｖｔｈ１以上の場合、制御部４０は、第４相部２０ｄが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第７スイッチング素子２０７及び第８スイッチング素子２０８の少なくとも一方が加熱していると判定する。そして、制御部４０は、全てのスイッチング素子２０１〜２０８のスイッチング動作を停止させる。

さらに、第１温度センサ３１〜第３温度センサ３３の検出信号が全て第２閾値Ｖｔｈ２以上の場合、制御部４０は、第１相部２０ａ〜第４相部２０ｄの全てが過熱しているとみなす。つまり、制御部４０は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２の少なくとも一方と、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４の少なくとも一方と、第５スイッチング素子２０５と第６スイッチング素子２０６の少なくとも一方とが加熱していると判定する。また、制御部４０は、これらに加えて、第７スイッチング素子２０７と第８スイッチング素子２０８の少なくとも一方とが加熱していると判定する。そして、制御部４０は、第１スイッチング素子２０１〜第８スイッチング素子２０８のスイッチング動作を停止させる。

以上のように、電子装置１１０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。なお、電子装置１１０は、５相（ｎ＝５）以上で、ｎ−１個の温度センサを備えていても同様の効果を奏することができる。

（変形例２）
電子装置１２０は、図９に示すように、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２の位置が電子装置１００と異なる。なお、電子装置１２０は、ローサイド側のスイッチング素子２０１，２０３，２０５の方が、ハイサイド側のスイッチング素子２０２，２０４，２０６よりも温度上昇が大きい。

第１温度センサ３１は、第１スイッチング素子２０１と第３スイッチング素子２０３との間に配置されている。第１温度センサ３１は、第１スイッチング素子２０１と第３スイッチング素子２０３の夫々との間隔が等しい位置に配置されている。つまり、第１温度センサ３１は、第１スイッチング素子２０１と第３スイッチング素子２０３との対向領域の中心に設けられている。第１温度センサ３１は、自身と隣り合う二つの相部２０ａ，２０ｂの夫々における一つのスイッチング素子２０１，２０３と等間隔となる位置に配置されている。

第２温度センサ３２は、第３スイッチング素子２０３と第５スイッチング素子２０５との間に配置されている。第２温度センサ３２は、第３スイッチング素子２０３と第５スイッチング素子２０５の夫々との間隔が等しい位置に配置されている。つまり、第２温度センサ３２は、第３スイッチング素子２０３と第５スイッチング素子２０５との対向領域の中心に設けられている。第２温度センサ３２は、自身と隣り合う二つの相部２０ｂ，２０ｃの夫々における一つのスイッチング素子２０３，２０５と等間隔となる位置に配置されている。

電子装置１２０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電子装置１２０は、温度上昇が大きいローサイド側に第１温度センサ３１と第２温度センサ３２とを配置しているため、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２による温度検出の感度を上げることができる。

なお、電子装置１２０は、ハイサイド側のスイッチング素子２０２，２０４，２０６の方が、ローサイド側のスイッチング素子２０１，２０３，２０５よりも温度上昇が大きい場合、ハイサイド側に第１温度センサ３１と第２温度センサ３２を配置すると好ましい。この場合、第１温度センサ３１は、第２スイッチング素子２０２と第４スイッチング素子２０４の夫々との間隔が等しい位置に配置する。一方、第２温度センサ３２は、第４スイッチング素子２０４と第６スイッチング素子２０６の夫々との間隔が等しい位置に配置する。

また、電子装置１２０は、変形例１と同様に、第４相部２０ｄを備えていてもよい。この場合、電子装置１２０は、第５スイッチング素子２０５と第７スイッチング素子２０７との間に、第３温度センサ３３が設けられることになる。なお、上記のように、電子装置１２０は、第６スイッチング素子２０６と第８スイッチング素子２０８との間に、第３温度センサ３３が設けられてもよい。

（変形例３）
電子装置１３０は、図１０、図１１に示すように、各スイッチング素子２０１〜２０６と、各温度センサ３１，３２とが実装基板１０の異なる面に実装されている点が電子装置１００と異なる。つまり、電子装置１３０は、図１１に示すように、実装基板１０の一面に各スイッチング素子２０１〜２０６が実装されており、実装基板１０の一面の反対面に各温度センサ３１，３２が実装されている。

電子装置１３０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。なお、変形例３は、変形例１や変形例２に適用することも可能である。

（変形例４）
電子装置１４０は、図１２に示すように、実装基板１０ｂにサーマルビア１１が形成された実装基板１０ａを採用している点が電子装置１３０と異なる。例えば、実装基板１０ａは、各スイッチング素子２０１〜２０６に対向する領域や、各スイッチング素子２０１〜２０６の周辺に対向する領域にサーマルビア１１が設けられている。サーマルビア１１は、実装基板１０の一面から反対面に達する導電性部材である。また、サーマルビア１１は、各スイッチング素子２０１〜２０６や各温度センサ３１，３２と電気的に接続されていない。

電子装置１４０は、電子装置１３０と同様の効果を奏することができる。さらに、電子装置１４０は、電子装置１３０よりも各スイッチング素子２０１〜２０６から発せられた熱を各温度センサ３１，３２に伝達しやすくなる。例えば、電子装置１４０は、第１スイッチング素子２０１及び第２スイッチング素子２０２から発せられた熱を第１温度センサ３１に伝達しやすくなる。このため、電子装置１４０は、電子装置１３０よりも温度検出の感度を向上できる。さらに、電子装置１４０は、ノイズ電圧が発生しやすいスイッチング配線や大電流配線と、各温度センサ３１，３２から制御部４０に対して検出信号を伝える温度検出電圧用の配線とを面で分離できるため誤検出を抑制できる。なお、変形例４は、変形例１や変形例２に適用することも可能である。

（変形例５）
電子装置１５０は、図１３に示すように、出力部２２を備えて構成されている点が電子装置１２０と異なる。

出力部２２は、各相部２０ａ〜２０ｃの位置が出力部２０と異なる。なお、出力部２２における各相部２０ａ〜２０ｂは、出力部２０と同様であるため同じ符号を用いている。

出力部２２は、Ｕ相部２０ａとＶ相部２０ｂとの間隔と、Ｖ相部２０ｂとＷ相部２０ｃとの間隔とが異なる。つまり、出力部２２は、第１温度センサ３１と第１スイッチング素子２０１との間隔が第１温度センサ３１と第３スイッチング素子２０３との間隔と同じである。また、出力部２２は、第２温度センサ３２と第３スイッチング素子２０３との間隔が第２温度センサ３２と第５スイッチング素子２０５との間隔と同じである。しかしながら、出力部２２は、第１温度センサ３１と第１スイッチング素子２０１との間隔と、第２温度センサ３２と第３スイッチング素子２０３との間隔が異なる。

さらに、出力部２２は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２との配列方向において、各相部２０ａ〜２０ｃがずれた位置に配置されている。つまり、出力部２２は、例えば、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２の対向している側面を通る二つの仮想直線に対して、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４の対向している側面がずれて配置されている。同様に、出力部２２は、Ｖ相部２０ｂに対してもＷ相部２０ｃがずれて配置されている。

電子装置１５０は、電子装置１２０と同様の効果を奏することができる。なお、変形例５は、実施形態、変形例１、３のいずれかに適用することも可能である。

（変形例６）
電子装置１６０は、図１４に示すように、出力部２３を備えている点が電子装置１００と異なる。

出力部２３は、各相部２０ａ〜２０ｃが平行に配置されていない。出力部２３は、Ｕ相部２０ａに対して、Ｕ相部２０ａとＷ相部２０ｃとが傾斜して配置されている。なお、出力部２３における各相部２０ａ〜２０ｂは、出力部２０と同様であるため同じ符号を用いている。

電子装置１６０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。なお、変形例６は、変形例１〜４のいずれかに適用することも可能である。

（変形例７）
電子装置１７０は、図１５に示すように、出力部２４を備えている点が電子装置１００と異なる。

出力部２４は、各相部２０ａ〜２０ｃにおける各スイッチング素子２０１〜２０６の位置が出力部２０と異なる。Ｕ相部２０ａは、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２が一つの仮想直線に沿って配置されていない。また、Ｖ相部２０ｂは、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４が一つの仮想直線に沿って配置されていない。そして、Ｗ相部２０ｃは、第５スイッチング素子２０５と第６スイッチング素子２０６が一つの仮想直線に沿って配置されていない。なお、出力部２４は、各スイッチング素子２０１〜２０６の配置が出力部２０と異なるだけなので、便宜的に出力部２０と同じ符号を用いている。

電子装置１７０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。なお、変形例７は、変形例１〜６のいずれかに適用することも可能である。

（変形例８）
電子装置１８０は、図１６、図１７に示すように、各スイッチング素子２０１ａ〜２０６ａの構成が電子装置１７０と異なる。

各スイッチング素子２０１ａ〜２０６ａは、同様の構成を有している。このため、ここでは、第１スイッチング素子２０１ａを用いて説明する。第１スイッチング素子２０１ａは、図１６に示すように、ＩＧＢＴ２０１ｂとＦＷＤ２０１ｃが個別のディスクリート部品である。また、第１スイッチング素子２０１ａは、第１スイッチング素子２０１と異なり、平面形状が矩形形状をなしていない。第１スイッチング素子２０１ａは、平面形状がＬ字形状をなしていると言える。

電子装置１８０は、出力部２５を備えている。出力部２５は、Ｕ相部２０ａと、Ｖ相部２０ｂと、Ｗ相部２０ｃとを備えて構成されている。Ｕ相部２０ａは、第１スイッチング素子２０１ａと第２スイッチング素子２０２ａとを含んでいる。また、Ｖ相部２０ｂは、第３スイッチング素子２０３ａと第４スイッチング素子２０４ａとを含んでいる。そして、Ｗ相部２０ｃは、第５スイッチング素子２０５ａと第６スイッチング素子２０６ａとを含んでいる。

電子装置１８０は、電子装置１７０と同様の効果を奏することができる。なお、変形例８は、実施形態、変形例１〜６のいずれかに適用することも可能である。

（変形例９）
電子装置１９０は、図１８に示すように、ダミー配線１２が形成された実装基板１０ｂを備えている点が電子装置１００と異なる。

実装基板１０ｂは、各スイッチング素子２０１〜２０６及び各温度センサ３１，３２と電気的に接続されていないダミー配線１２が形成されている。ダミー配線１２は、ＣｕやＡｕなどの導体を主成分として構成されている。

ダミー配線１２は、実装基板１０ｂにおける各スイッチング素子２０１〜２０６及び各温度センサ３１，３２が実装された面に設けられている。ダミー配線１２は、各相部２０ａ〜２０ｃ間、及び上アームと下アームとの間に設けられている。つまり、ダミー配線１２は、第１スイッチング素子２０１と第２スイッチング素子２０２との間、第３スイッチング素子２０３と第４スイッチング素子２０４との間、第５スイッチング素子２０５と第６スイッチング素子２０６との間に設けられている。また、ダミー配線１２は、第１スイッチング素子２０１と第３スイッチング素子２０３との間、第３スイッチング素子２０３と第５スイッチング素子２０５との間に設けられている。また、ダミー配線１２は、第２スイッチング素子２０２と第４スイッチング素子２０４との間、第４スイッチング素子２０４と第６スイッチング素子２０６との間に設けられている。さらに、ダミー配線１２は、上記した第１スイッチング素子２０１〜第４スイッチング素子２０４で囲まれた領域と、第３スイッチング素子２０３〜第６スイッチング素子２０６で囲まれた領域とに設けられている。なお、ダミー配線１２は、実装基板１０ｂの内層に設けられていてもよい。

電子装置１９０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電子装置１９０は、電子装置１００よりも各スイッチング素子２０１〜２０６から発せられた熱を各温度センサ３１，３２に伝達しやすくなる。例えば、電子装置１９０は、第１スイッチング素子２０１及び第２スイッチング素子２０２から発せられた熱を第１温度センサ３１に伝達しやすくなる。このため、電子装置１９０は、電子装置１００よりも温度検出の感度を向上できる。なお、変形例９は、変形例１〜８のいずれかに適用することも可能である。

１０〜１０ｂ実装基板、２０〜２５出力部、２０ａＵ相部、２０１第１スイッチング素子、２０２第２スイッチング素子、２０ｂＶ相部、２０３第３スイッチング素子、２０４第４スイッチング素子、２０ｃＷ相部、２０５第５スイッチング素子、２０６第６スイッチング素子、２０ｄ第４相部、２０７第７スイッチング素子、２０８第８スイッチング素子、３１第１温度センサ、３２第２温度センサ、３３第３温度センサ、４０制御部、１００〜１９０電子装置

Claims

出力部（２０〜２５）と、
前記出力部の温度に応じた検出信号を出力する温度センサ（３１〜３３）と、を有する電子装置であって、
前記出力部は、直列に接続されオンオフ動作を行う上下二つのスイッチング素子（２０１〜２０８、２０１ａ〜２０６ａ）を含む相部（２０ａ〜２０ｄ）を三つ以上有し、
前記温度センサは、前記相部の数よりも一つ少なく、前記相部間に一つずつ配置され、
さらに、全ての前記検出信号に基づいて全ての前記相部のうち過熱している前記相部を特定する制御部（４０）と、を備えていることを特徴とする電子装置。
前記制御部は、過熱している前記相部を特定した場合、特定した前記相部に含まれている前記スイッチング素子のオンオフ動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記制御部は、前記検出信号と、第１閾値及び前記第１閾値よりも大きな値である第２閾値とを比較することで、過熱している前記相部を特定するものであり、一つの前記検出信号のみが前記第１閾値に達していた場合、前記第１閾値に達した前記検出信号を出力している前記温度センサと隣り合う前記相部であり、且つ、前記第１閾値に達した前記検出信号を出力している前記温度センサと他の前記温度センサとで挟まれていない前記相部を加熱していると前記相部として特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
前記制御部は、二つの前記検出信号が前記第１閾値に達しており、且つ前記第２閾値に達していない場合、前記第１閾値に達した前記検出信号を出力している二つの前記温度センサに挟まれた前記相部を加熱していると前記相部として特定することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
前記制御部は、全ての前記検出信号が前記第２閾値に達していた場合、全ての前記相部が加熱していると特定することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
各温度センサは、自身と隣り合う二つの前記相部における全ての前記スイッチング素子と等間隔となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子装置。
各温度センサは、自身と隣り合う二つの前記出力部の夫々における一つの前記スイッチング素子と等間隔となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子装置。
前記スイッチング素子と、前記温度センサは、同一の実装基板（１０，１０ａ，１０ｂ）に実装されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子装置。
前記スイッチング素子は、前記実装基板（１０ａ）の一面に実装されており、
前記温度センサは、前記実装基板の前記一面の反対面に実装されており、
前記実装基板は、前記スイッチング素子の対向領域に、前記一面から前記反対面に達するサーマルビア（１１）が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
前記実装基板（１０ｂ）は、前記スイッチング素子間に、導体を主成分とするダミー配線（１２）が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。