JP6995175B1 - スイッチング装置および電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出機能と温度検出機能を有し、複数のスイッチング素子が並列接続されたアームにおいて、スイッチング素子のオープン故障時に電流検出機能の喪失を検出する機能を提供することを目的とする。【解決手段】スイッチング装置は、並列に接続された複数のスイッチング素子のうち、少なくとも一つのスイッチング素子に設けられた電流検出手段および温度検出手段と、電流検出手段が設けられたスイッチング素子の過電流を判定し、温度検出手段の出力に基づいて温度検出手段が設けられたスイッチング素子の過熱状態および昇温不良を判定しスイッチング素子を制御する制御部、を備えたものである。【選択図】図１

Description

本願は、スイッチング装置とそのスイッチング装置を用いた電力変換装置に関するものである。

複数のスイッチング素子が組み込まれた電力変換装置において、故障に対する保護機能が提案されている。ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）のような半導体によるスイッチング素子を使用した電力変換装置では、過負荷、異常動作時にスイッチング素子の温度上昇によりスイッチング素子がダメージを受ける場合がある。

このため、スイッチンング素子に温度検出手段および電流検出手段を備え、過熱状態および過電流を検出して、出力を制限し、またはスイッチング動作を停止するといった保護手段を備えたスイッチング装置が提案されている。直列に接続された、正極側の電流を供給する上側アームと、負極側の電流を供給する下側アームとを備えた電力変換装置において、スイッチング装置を上側アームと下側アームに用いたものが広く知られている。スイッチング素子を保護するために、スイッチング動作を停止することは、電力変換動作を停止することにも通じる。

特許文献１では、半導体によるスイッチング素子が二個並列に接続されて構成されたアームを備えた電力変換装置の過熱保護方法について示されている。二個並列のスイッチング素子のうち、一方は温度検出手段を備え、他方は電流検出手段を備えることで、いずれか一方がオープン故障（ＩＧＢＴであればコレクタ、エミッタ間オープン故障）した場合においても、他方のスイッチング素子が温度閾値または過電流閾値を超過した場合の保護動作を実施することができる。このような方法によって、健全な方のスイッチング素子を保護し、コストアップを抑えつつ、冗長性と信頼性を向上することできる。

特許第４１７７３９２号公報

特許文献１では、二個並列接続されたスイッチング素子のうち過熱状態を検出するための温度検出可能な素子と、過電流を検出するための電流検出可能な素子が分離配置されている。このため、電流検出可能な素子がオープン故障した場合、温度検出可能な素子にて異常を検出することとなる。実際に、一方のスイッチング素子がオープン故障を起こした場合、他方のスイッチング素子に二倍の電流が流れ込むこととなる。他方のスイッチング素子に大電流が流れ込むことによって、温度が上昇し、温度検出手段によって過熱状態が検出され、出力の制限またはスイッチング動作の停止が実行される。このとき、過熱状態が検出されているにもかかわらず、電流検出手段が過電流を検出していないことから、電流検出手段の出力が異常である、もしくは当該スイッチング素子がオープン故障を起こしていることが判明することとなる。

しかし、実際にスイッチング素子が大電流を流し始めてから、素子の基板の温度が上昇し、それを温度検出手段が検出して過熱状態を示す信号を出力し始めるまでに時間がかかる。この時間経過までの間は、過電流検出が不能であることに気づくことなく動作継続することになる。また、通常は最大定格出力時に温度保護がかからないよう様々なバラつきを考慮して高めの余裕を持たせて温度保護閾値が設定される。このため、電力変換装置が最大定格出力よりも低い電力で動作している場合においては、片方の素子がオープン故障したとしても温度保護閾値に到達しないまま動作が継続される場合がある。さらに、スイッチング素子が並列に多数設けられている場合はその数が増加するほど、一つのスイッチング素子がオープン故障を起こした時の他の素子の通電電流の増加量は減少して温度上昇も低くなるため、正常時からの差異が小さくなり過熱状態であるという判断が難しくなる。

このような場合、スイッチング装置もしくは電力変換装置は、スイッチング素子の電流検出手段の出力が異常である、もしくは当該スイッチング素子がオープン故障を起こしていることを判定することなく運転を継続することとなる。電流検出手段による過電流の検出は、誤作動（誤オン）、ショート故障時の短絡電流を検出してゲートを遮断するための短絡保護に用いられることが多い。よって、過電流の検出が不能な場合は、上下アームが短絡して電力変換装置、電源および負荷がダメージを受けることにつながるため、電流検出機能の喪失は迅速に検出できることが望ましい。

本願は上記のような問題点を解消するために成されたものであって、複数のスイッチング素子が並列接続されたスイッチング装置において、電流検出機能と温度検出機能を有するスイッチング素子の過熱と電流検出機能の喪失を検出する機能を提供することを目的とするものである。また、電力変換装置のアームにおいて、上記のようなスイッチング装置を用いて、スイッチング素子の過熱と電流検出機能の喪失を検出する機能を有する電力変換装置を得ることを目的とする。

本願に係るスイッチング装置は、
制御端子への入力信号に応じて第一端子と第二端子との導通と遮断を切り替える、並列に接続された複数のスイッチング素子、
複数のスイッチング素子のうち、少なくとも一つのスイッチング素子に設けられた電流検出手段および温度検出手段、
制御端子と電流検出手段と温度検出手段とに接続され、スイッチング素子のオン、オフを切り替え、電流検出手段の出力に基づいて電流検出手段が設けられたスイッチング素子の過電流を判定し、温度検出手段の出力に基づいて温度検出手段が設けられたスイッチング素子の過熱および昇温不良を判定し、過電流の判定結果と過熱および昇温不良の判定結果に基づいて複数のスイッチング素子を制御する制御部、を備えたものである。

また、本願に係る電力変換装置は、
直列に接続された、正極側の電流を供給する上側アームと、負極側の電流を供給する下側アームとを備え、
前記スイッチング装置を上側アームと下側アームに用いたことを特徴とするものである。

本願に係るスイッチング装置によれば、並列に複数接続されたスイッチング素子のうち電流検出手段を備えたスイッチング素子は併せて温度検出手段を備え、これらの温度検出手段を設けることにより、電流検出手段を備えたスイッチング素子の過熱と電流検出機能の喪失を検出可能となる。

本願に係る電力変換装置によれば、このようなスイッチング素子を上側アームと下側アームに用いたことによって、アームに用いられたスイッチング素子の電流検出手段を備えたスイッチング素子の過熱と電流検出機能の喪失を検出可能となる。

実施の形態１に係る電力変換装置の構成図である。 実施の形態１に係る制御部のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係るスイッチング装置の構成図である。 実施の形態１に係る電流検出回路の構成図である。 実施の形態１に係る温度検出手段による昇温不良判定の処理手順を示す第一のフローチャートである。 実施の形態１に係る温度検出手段による昇温不良判定の処理手順を示す第二のフローチャートである。 実施の形態２に係る温度検出手段による昇温不良判定の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態３係る電力変換装置の構成図である。 実施の形態３に係るスイッチング装置の構成図である。

以下、本願に係るスイッチング装置、および電力変換装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

１．実施の形態１
＜電力変換装置の構成＞
図１に電力変換装置１０の構成を示す。電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子としてＩＧＢＴが並列接続された下アーム２０と上アーム３０を備えている。図１では、複数のＩＧＢＴの記載は省略して、単一のＩＧＢＴを代表として図示している。直列に接続された下アーム２０と上アーム３０の接続点には、リアクトル３が接続され、リアクトル３を介して電源１と、入力コンデンサ４に接続されている。下アーム２０と上アーム３０の接続点と逆側には、出力コンデンサ５と負荷２が接続されている。下アーム２０と上アーム３０のスイッチング素子は、その制御端子が駆動回路２８と駆動回路３８に接続され、駆動回路は制御回路６から指令を受けて、各スイッチング素子の制御端子に駆動信号を伝達する。

下アーム２０と上アーム３０のスイッチング素子は、電流検出手段、温度検出手段を有し、駆動回路２８と駆動回路３８に検出信号を伝達する。駆動回路２８と駆動回路３８は、検出された信号を制御回路６へ伝達する。制御回路６は冷却器温度検出用サーミスタ７からの冷却器温度の情報を入力する。制御回路６はスイッチング素子の過電流、過熱、および昇温不良を判定して、電力変換装置１０の制御に反映する。図１に示す電力変換装置１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータである。制御回路６、駆動回路２８および駆動回路３８は、制御部２１０を構成する。

＜制御部のハードウェア構成＞
図２は、制御部２１０、２４０のハードウェア構成図である（以下、制御部２１０として説明するが制御部２４０も同様である）。本実施の形態では、制御部２１０は、電力変換装置１０を制御する制御装置である。制御部２１０の各機能は、制御部２１０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御部２１０は、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力部９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力部９３等を備えている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のものまたは異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read only Memory）等が備えられている。入力部９２は、駆動回路２８、３８の電流検出手段、温度検出手段のインターフェースを含み、各種のセンサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡＤ変換部、入力回路などのインターフェース回路を備えている。出力部９３は、駆動回路２８、３８のスイッチング素子駆動部を含み、スイッチング素子、アクチュエータ等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０からの出力信号を変換して出力する駆動回路、通信回路等のインターフェース回路を備えている。

制御部２１０が備える各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力部９２、及び出力部９３等の制御部２１０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、制御部２１０が用いる閾値、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。

図１の制御部２１０の内部に搭載された各機能は、それぞれソフトウェアのモジュールで構成されるものであってもよいが、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって構成されるものであってもよい。

＜スイッチング装置の構成＞
図３は、下アーム２０、駆動回路２８、制御回路６とから構成されるスイッチング装置９を示している。図３では、下アーム２０の詳細が示されており、ダイオードが逆並列接続された３つのＩＧＢＴ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが並列接続されて構成される。ＩＧＢＴ２１aは電流検出手段である電流検出用セル２３aを備え、駆動回路２８へ電流情報を伝達する。ＩＧＢＴ２１a、２１ｂは温度検出手段である温度検出用ダイオード２４a、２４ｂを備え、駆動回路２８へ温度情報を伝達する。ＩＧＢＴ２１aは電流検出手段と温度検出手段の両方を備えている。以下、電流検出手段または、温度検出手段を備えたＩＧＢＴ（またはＭＯＳＦＥＴ）を電流検出機能または温度検出機能を有したＩＧＢＴ（またはＭＯＳＦＥＴ）と称する。

各ＩＧＢＴ２１a、２１ｂ、２１ｃのゲート端子は共通のゲート駆動信号線２２で接続され、駆動回路２８から出力されるゲート信号によりオンオフ駆動される。駆動回路２８は、制御回路６から出力されたＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号２５をＩＧＢＴのゲート駆動信号としてゲート駆動信号線２２へ出力する。

駆動回路２８は過電流保護手段を有し、電流検出用セル２３aからの電流情報を受けて過電流保護を実施するとともに、過電流異常信号２６を制御回路６へ伝える。駆動回路２８は温度検出用ダイオード２４a、２４ｂから受けた温度情報を温度信号２７として制御回路６へ伝え、制御回路６が備える温度異常検出手段によってＩＧＢＴ２１a、２１ｂの温度異常を検出する。

図３は下アーム２０について説明しているが、上アーム３０についても同様の構成である。上アーム３０の詳細な構成については図示しないが、３つのＩＧＢＴ３１a、３１ｂ、３１ｃが並列接続され、1つの電流検出用セル３３a、２つの温度検出用ダイオード３４a、３４ｂを備え、ＩＧＢＴ３１aは電流検出手段と温度検出手段の両方を備えている。制御回路６から出力されるＰＷＭ信号３５は駆動回路３８を介してゲート駆動信号線３２へ出力される。駆動回路３８は過電流異常信号３６と温度信号３７を制御回路６へ出力する。

なお、図３ではスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた場合について説明しているが、ＭＯＳＦＥＴなど別の半導体素子であってもよい。また、図３で示した個別のＩＧＢＴが逆並列ダイオードを持つＲＣ－ＩＧＢＴ(Reverse Conducting IGBT)以外の、ＩＧＢＴ並列数とは異なる数のダイオードを逆並列接続したものであってもよい。

＜電力変換＞
電力変換装置１０の電力変換の動作について説明する。図１の下アーム２０をオン、上アーム３０をオフとすることによりリアクトル３を励磁し、下アーム２０をオフ、上アームをオンとすることによりリアクトル３をリセットする。このようなスイッチング動作を所定周波数にて行い、励磁・リセットの期間を所定のデューティ比（下アームオン比率）にて制御することにより昇圧を行う。

＜過電流の検出＞
駆動回路２８と駆動回路３８における過電流保護手段について説明する。なお、ここでの過電流保護は、上下アームが両方導通状態となり瞬間的に過大な短絡電流が流れた場合にいずれかのアームをオフして短絡電流を遮断する短絡保護を想定している。

図４は、実施の形態１に係る電流検出回路の構成図である。ここでは、センス方式で電流を検出する例を示す。センス方式では、スイッチング素子に流れる主回路電流の一部をセンス端子に分流して取り出す。例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）ではエミッタ側、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であれば、ソース側から分流して電流を取り出す。この電流を抵抗器にて電流電圧変換した後、その電圧レベルを監視することで、過電流を検出する。駆動回路２８には電流検出回路２８０が内蔵されている。駆動回路３８についても同様であるがここでは説明を省略する。電流検出用セル２３aからの分流された電流は並列抵抗２８１、直列抵抗２８２を介してコンパレータ２８６に入力されて比較され、過電流の有無が検出される。

ここで、ノイズの影響を除去するためコンパレータ２８６手前にキャパシタ２８３が接続されている。ＩＧＢＴ２１aがＰＷＭスイッチング信号によってオンとなり電流が導通するたびにキャパシタ２８３が充電される。継続的に充電されると、キャパシタ２８３の電圧が上昇し、過電流が誤検出される問題を生じる。そのため、ゲートオフ時に放電スイッチ２８４によりキャパシタ２８３を放電してリセットする。ゲート駆動信号線２２のゲート信号に対してＮＯＴ論理駆動素子２８５を介して放電スイッチ２８４を駆動する。このような動作により、ゲートオフ期間には過電流検出が不可となり、ゲートオン期間に過電流検出が有効となる。なお、図４の回路は一例であり、同様の動作をする回路であればこのような構成に限らない。過電流を検出すると、例えば駆動回路２８、３８はゲートをＯＦＦし、過電流検出したことを制御回路６へ伝える動作を行う。

電力変換実行中の正常な動作時には、下アーム２０がオン時には上アーム３０はオフ、上アーム３０がオン時には下アーム２０がオフとなるよう排他論理的にスイッチング動作される。このため、通常動作においては短絡とはならない。異常時について、例えば下アーム２０がオフ、上アーム３０がオンにおいて、下アーム２０がノイズおよび制御異常により誤オンまたはコレクタ、エミッタ間が短絡故障した場合には、上下アームに短絡電流が導通するためオン状態の上アームによって過電流が検出される。この時、ゲート遮断による短絡保護が実施される。反対に、オンオフ状態が上下アームで逆の場合においては、オン状態となる下アームにおいて過電流を検出して短絡保護が実施される。

このとき、過電流を検出する側のアームにおいて、過電流検出手段を持つＩＧＢＴのオープン故障により過電流検出機能を喪失してしまっている場合について考える。ＩＧＢＴが断線故障している場合、センサ端子に電流が流れず、過電流検出ができず、正常に短絡電流遮断のためのゲート遮断が行われない。故障しているＩＧＢＴには電流が流れないので、並列の他のＩＧＢＴが導通している時過剰に電流が流れることとなる。この状態で、対となる上側アームもしくは下側アームが短絡故障を起こした場合、過大な電流が上下アームに流れることになり、しかも過電流検出もできない事態となる。

ゲートオフ時の電圧サージ過大による耐圧超過または過熱によるＩＧＢＴ短絡が発生した場合、電源１、負荷２を短絡してしまうことによって、被害が拡大する恐れがある。上側アームと下側アームの双方に電流検出手段を備えている場合であっても、どちらかの電流検出機能を喪失すると大きな問題となる。上記のように過電流検出されない期間を有する過電流検出回路を備える場合には、各アームにおいて電流検出機能の喪失を判定する必要がある。本願の実施の形態１では、このような電流検出機能の喪失を検出できるよう、図３の構成のように電流検出手段を保有するスイッチング素子には併せて温度検出手段を備え、温度異常を検出することに意義がある。

＜温度検出による異常判定＞
次に温度検出手段による断線判定について説明する。異常を検出する方法、及び温度異常時の動作について説明する。図１、３に示すように、制御回路６は駆動回路２８からそれぞれ温度信号２７として伝えられるＩＧＢＴ２１ａ、２１ｂのＩＧＢＴ温度、および冷却器温度検出用サーミスタ７から伝えられる冷却器温度を検出可能であり、これらの情報を用いて温度異常を検出する。

制御回路６は各ＩＧＢＴ温度および冷却器温度が所定温度以上となったときに過熱と判断して過熱保護を実施する。過熱保護としては、出力電力を低減して電力変換動作を継続する、または電力変換動作を停止する。これに加えて、以下の手順で各ＩＧＢＴ温度から昇温不良を判定することができる。昇温不良とはスイッチング素子の継続的なオンオフ駆動（デューティ駆動）によって、スイッチング素子の温度が適正に上昇するべきところ、温度上昇が不足していることを言う。この場合、ＩＧＢＴが正常に電流を供給できていない状態であり、したがってスイッチング装置９の過電流を検出するためのＩＧＢＴの電流検出機能の喪失を伴うこととなる。電流検出機能の喪失の要因として、ＩＧＢＴの断線を想定することができる。以下、昇温不良を判定する、とは温度上昇が不足していると判断することを指す。

＜昇温不良判定のフローチャート＞
図５、図６に、制御部２１０で実行する温度検出手段による昇温不良の判定の処理手順を示す第一のフローチャートと第二のフローチャートを示す。図６のフローチャートは図５のフローチャートの続きを示す。図５および図６のフローチャートは所定時間（例えば５ｍｓ）ごとに実行される。実行タイミングは所定時間ごとではなく、スイッチング素子が制御される信号に応じて実行する、またはその他外部のイベントに応じて実行することにしてもよい。

ステップＳ１０１から開始した処理は、ステップＳ１０２で制御部２１０が起動直後であるかどうか判定する。起動直後でない場合（判定がＮＯの時）ステップＳ１０５へ進む。起動直後の場合（判定がＹＥＳの時）は、ステップＳ１０３で検出したＩＧＢＴ温度をＩＧＢＴ起動時温度として記憶装置９１に格納する。そしてステップＳ１０３で、駆動カウンタ、停止カウンタ、出力制限カウンタをクリアしてステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５で、制御信号のデューティ（スイッチング素子のオン時間比率）が所定の駆動判定デューティＤ１（例えば２０％）を上回っているかどうか判定する。判定がＹＥＳの場合すなわちデューティが駆動判定デューティＤ１を上回っている場合、スイッチング素子は所定以上の負荷で電流を流していることを示し、スイッチング素子の温度が上昇することが期待できる。この場合ステップＳ１０６に進む。判定がＮＯの場合はステップＳ１１２へ進み、駆動カウンタをクリアした後、ステップＳ１１９で処理を終了する。ここでは、駆動判定デューティＤ１が２０％の例について説明したが、駆動判定デューティＤ１＝０％として、駆動信号のデューティがこれを上回っている場合、即ちスイッチング素子が駆動している場合、という条件とすることもできる。

ステップＳ１０６では駆動カウンタを加算して、ステップＳ１０７へ進む。駆動カウンタは、駆動判定デューティＤ１を越える負荷でスイッチング素子が駆動されている時間をカウントするカウンタである。ステップＳ１０７で、駆動カウンタが所定の駆動判定カウント値Ｃｄ（例えば１秒）を上回っているかどうか判定する。上回っていない場合（判定がＮＯの時）は、ステップＳ１１９へ進んで処理を終了する。上回っている場合（判定がＹＥＳの時）は、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、検出したＩＧＢＴ温度と記憶装置９１から読み出したＩＧＢＴ起動時温度の差（ＩＧＢＴ温度―ＩＧＢＴ起動時温度）すなわち昇温温度が所定の第一駆動温度Ｔｄ１より低いかどうか判定する。温度が低くない場合（判定がＮＯの時）は、ステップＳ１１３へ進み、停止カウンタをクリアしてステップＳ１１４へ進む。温度が第一駆動温度Ｔｄ１より低い場合（判定がＹＥＳの時）はステップＳ１０９で停止カウンタを加算する。スイッチング素子が駆動判定デューティＤ１を上回ったデューティで駆動判定カウント値を超える時間駆動しているので、スイッチング素子は本来発熱して昇温しているべきところ、昇温温度が第一駆動温度Ｔｄ１より低い（昇温不良である）場合を示す。このとき、スイッチング素子の断線が想定でき、スイッチング素子が正常に駆動しておらず、スイッチング素子の電流検出機能を喪失していると判断できるので駆動を停止するための停止カウンタを加算する。その後ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、停止カウンタの値が所定の停止確定時間Ｃｓより大きいかどうか判定する。大きくない場合（判定がＮＯの時）はステップＳ１１４へ進む。停止カウンタの値が停止確定時間Ｃｓより大きい場合（判定がＹＥＳの時）はステップＳ１１１で、停止制御を実行する。昇温不良が判断されたのが、瞬間的なものではなく、継続して判断されている場合に、昇温不良の判定を確定し迅速にスイッチング装置９の停止処理を行い、スイッチング素子がダメージを受けることを回避することができる。ステップＳ１１１の後、ステップＳ１１９で処理を終了する。

ステップＳ１１４では、検出したＩＧＢＴ温度と記憶装置９１から読み出したＩＧＢＴ起動時温度の差（ＩＧＢＴ温度―ＩＧＢＴ起動時温度）すなわち昇温温度が、第一駆動温度Ｔｄ１より高い第二駆動温度Ｔｄ２より低いかどうか判定する。低くない場合（判定がＮＯの時）はステップＳ１１８へ進み、出力制限カウンタをクリアしてステップＳ１１９で処理を終了する。温度が低い場合（判定がＹＥＳの時）は、ステップＳ１１５で出力制限カウンタを加算してステップＳ１１６へ進む。スイッチング素子の昇温温度が第二駆動温度Ｔｄ２より低い場合は、断線の断定までできないが、スイッチング素子の温度上昇が低いので、スイッチング素子の不具合を考慮して出力を制限するためのカウンタを加算する。

ステップＳ１１６では、出力制限カウンタの値が所定の出力制限確定時間Ｃｌより大きいかどうか判定する。大きくない場合（判定がＮＯの時）はステップＳ１１９へ進んで処理を終了する。出力制限カウンタの値が出力制限確定時間Ｃｌより大きい場合（判定がＹＥＳの時）はステップＳ１１７で、出力制限制御を実行する。出力制限フラグがセットされたのが、瞬間的なものではなく、継続してセットされている場合に、迅速にスイッチング装置９の出力制限処理を行い、スイッチング素子がダメージを受けることを回避することができる。ステップＳ１１７の後、ステップＳ１１９で処理を終了する。

図６のフローチャートでは、（ＩＧＢＴ温度―ＩＧＢＴ起動時温度）すなわち昇温温度を、予め定めた第一駆動温度Ｔｄ１、第二駆動温度Ｔｄ２と比較して、停止カウンタ、もしくは出力制限カウンタを加算することとした。しかし、ＩＧＢＴ起動時温度を省略して、現在のＩＧＢＴ温度を、第一駆動温度Ｔｄ１、第二駆動温度Ｔｄ２と比較することとしてもよい。スイッチング素子が駆動判定デューティＤ１を上回ったデューティで駆動判定カウント値を超える時間駆動している場合の、スイッチング素子の発熱温度に対しＩＧＢＴ起動時温度の影響が限定的であると判断することができるからである。

また、ＩＧＢＴ起動時温度を省略した場合に、第一駆動温度Ｔｄ１、第二駆動温度Ｔｄ２を、冷却器温度検出用サーミスタ７により検出した冷却器温度もしくは、スイッチング装置９、電力変換装置１０の外気温度の関数としてもよい。冷却器温度もしくは外気温度が低いほど、スイッチング素子の置かれている周囲の温度が低くなり、温度検出用ダイオード２４ａ、２４ｂの検出温度にも影響を与えるからである。関数はマップで定義してもよく、関数または、マップの設定は実験によって求めることができる。

さらに、図６のフローチャートのＩＧＢＴ温度の比較を、ＩＧＢＴ温度から、冷却器温度もしくは外気温度を差し引いた値を、予め定めた第一駆動温度Ｔｄ１、第二駆動温度Ｔｄ２と比較して、停止フラグ、もしくは出力制限フラグをセットすることとしてもよい。そのようにすれば、冷却器温度または外気温度の与える影響を除外して精密に温度比較ができるからである。

図５、図６のフローチャートは温度検出手段が設けられた各スイッチング素子について制御部２１０が実行する処理について述べたが、電力変換装置１０の下アーム２０および上アーム３０について制御部２１０が実行する処理にも適用できる。制御部２１０は、スイッチング装置９ごと、もしくは下アーム２０ごと、上アーム３０ごとに備えられてもよいが、電力変換装置１０全体として一体の制御部２１０を備えてもよい。

以上の様な手順で、温度検出手段の出力を用いてスイッチング素子の昇温不良を判定することができ、スイッチング素子が断線しスイッチング装置９が電流検出機能を喪失していることを判定することができる。これによって、スイッチング装置９、電力変換装置１０が重大な問題を発生させる前に、スイッチング制御、電力変換制御の停止もしくは出力制限を実施することができる。第一の実施の形態におけるスイッチング装置９および電力変換装置１０によれば、温度検出手段を備えたＩＧＢＴが一つの場合であっても、電流検出機能を喪失したまま動作することを防止しつつ、過電流保護と過熱保護が可能となる。

並列に設けられた複数のスイッチング素子のうちの一個にのみ、電流検出手段と温度検出手段が一つずつ設けられたスイッチング装置に適用することができる。このようにすると、スイッチング素子の過熱と電流検出機能の喪失の検出を可能としつつ、ＩＧＢＴチップサイズを縮小し信号線長さを短縮することができる。その結果、モジュールサイズ縮小、基板面積縮小が可能となり、スイッチング装置９の小型化、軽量化、コスト低減に寄与することができる。

また、ここで温度検出手段の出力が過熱または昇温不良を示す場合、温度検出手段の断線、天絡、地絡、固着、誤差大に起因することがある。よって、これら温度検出手段の各種異常について、過熱または昇温異常と兼ねて判定してもよい。または、別途温度検出手段の各種異常を細かく判定することとしてもよい。

２．実施の形態２
実施の形態２は、実施の形態１と同じ構成のスイッチング装置９および電力変換装置１０について、温度検出による昇温不良の判定の手順を変更している。ハードウェア構成は同一である。

＜昇温不良判定のフローチャート＞
図７に、実施の形態２に係る制御部２１０で実行する温度検出手段による昇温不良の判定の処理手順を示すフローチャートを示す。図７のフローチャートは所定時間（例えば５ｍｓ）ごとに実行される。実行タイミングは所定時間ごとではなく、スイッチング素子が制御される信号に応じて実行する、またはその他外部のイベントに応じて実行することにしてもよい。

ステップＳ３０１から開始した処理は、ステップＳ３０２で、ＩＧＢＴ２１ａ温度、ＩＧＢＴ２１ｂ温度、冷却器温度を取り込む処理の後、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３では、ＩＧＢＴ２１ａ温度とＩＧＢＴ２１ｂ温度の差の絶対値が、第一の温度閾値Ｔｔｈ１以上であるかどうか判定する。温度の差の絶対値が、第一の温度閾値Ｔｔｈ１以上であれば、二つのＩＧＢＴの温度に大きな開きがあるということであり、異常があるということで、少なくとも出力制限をすべきと判断できる。温度の差の絶対値が、第一の温度閾値Ｔｔｈ１以上の場合（判定がＹＥＳの時）は、ステップＳ３０４へ進む。温度の差の絶対値が、第一の温度閾値Ｔｔｈ１以上でない場合（判定がＮＯの時）は、ステップＳ３１２へ進んで停止カウンタと出力制限カウンタをクリアしてステップＳ３１９で処理を終了する。

ステップＳ３０４で、ＩＧＢＴ２１ａ温度と冷却器温度の差の絶対値が、第二の温度閾値Ｔｔｈ２以下であるかどうか判定する。ここでは、電流検出手段を持つＩＧＢＴ２１ａと冷却器温度を比較し、温度差が第二の温度閾値Ｔｔｈ２以下の場合（判定はＹＥＳの時）は、ＩＧＢＴ２１ａはオープン故障のため電流を導通させておらず温度上昇していない異常状態であると判定する。このため、ステップＳ３０５へ進んで、停止カウンタを加算し、ステップＳ３０６へ進む。

ステップＳ３０４で、温度差が第二の温度閾値Ｔｔｈ２以下でない場合（判定はＮＯの時）は、ステップＳ３０８へ進み停止カウンタをクリアし、ステップＳ３０９へ進み出力制限カウンタを加算する。出力制限カウンタは、ＩＧＢＴ２１ａのオープン故障以外の何らかの異常があると考えられるため、出力電力を制限しながら動作を継続する出力制限制御を実行するための出力制限カウンタである。その後、ステップＳ３１０へ進む。なお、第一の温度閾値Ｔｔｈ１、第二の温度閾値Ｔｔｈ２は、温度検出用ダイオード等の回路バラつき、並列ＩＧＢＴの分流バラつき、他ＩＧＢＴからの伝熱などを考慮して決定される。

ステップＳ３０６では、停止カウンタの値が所定の停止確定時間Ｃｓより大きいかどうか判定する。大きくない場合（判定がＮＯの時）はステップＳ３０６へ進む。停止カウンタの値が停止確定時間Ｃｓより大きい場合（判定がＹＥＳの時）はステップＳ３０７で、昇温不良の判定を確定し停止制御を実行する。昇温不良が判断されたのが、瞬間的なものではなく、継続して判断されている場合に、迅速にスイッチング装置９の停止処理を行い、スイッチング素子がダメージを受けることを回避することができる。ステップＳ３０７の後、ステップＳ３１９で処理を終了する。

ステップＳ３１０では、出力制限カウンタの値が所定の出力制限確定時間Ｃｌより大きいかどうか判定する。大きくない場合（判定がＮＯの時）はステップＳ３１９へ進んで処理を終了する。出力制限カウンタの値が出力制限確定時間Ｃｌより大きい場合（判定がＹＥＳの時）はステップＳ３１１で、出力制限制御を実行する。出力制限が判断されたのが、瞬間的なものではなく、継続して判断されている場合に、迅速にスイッチング装置９の出力制限処理を行い、スイッチング素子がダメージを受けることを回避することができる。ステップＳ３１１の後、ステップＳ１１９で処理を終了する。

第２の実施の形態におけるスイッチング装置９および、そのスイッチング装置９を下アーム２０、上アーム３０に使用した電力変換装置１０によれば、複数並列接続されたＩＧＢＴのうち電流検出手段を備えたＩＧＢＴ２１ａは併せて温度検出手段を備え、かつ制御回路６において温度の異常を判定することにより、電流検出手段を備えたＩＧＢＴ２１ａのオープン故障時に昇温不良を判定することで電流検出機能の喪失を検出可能となる。また、電流検出手段を保有していないＩＧＢＴ２１ｂ、２１ｃのオープン故障時は、スイッチング装置９としては電流検出可能かつ過熱保護可能となる。これにより、電流検出機能を喪失したまま動作継続することを防止しつつ、スイッチング装置９、電力変換装置１０の過電流保護と過熱保護が可能となる。

電流検出手段を有するＩＧＢＴを、ＩＧＢＴ並列数よりも少なくしても保護機能を喪失したまま動作継続することを防止できるため、コスト低減とＩＧＢＴモジュールサイズおよび基板面積の低減につながる。

同アーム内に温度検出手段を有したＩＧＢＴを複数備える場合、アーム内のＩＧＢＴ同士の温度比較によって昇温不良を判定できる。オープン故障したＩＧＢＴは温度上昇が無く、オープン故障していない他のＩＧＢＴは電流が集中して正常時以上に温度が上昇するため、オープン故障したＩＧＢＴと正常なＩＧＢＴとの温度差で昇温不良を判定しやすい。このため、複数のＩＧＢＴの温度を比較することは意義がある。

下アーム２０、上アーム３０を備えた主回路構成を持つ電力変換装置１０では、下アーム２０、上アーム３０の両方で電流検出機能の不能期間の問題を回避することができる。さらに、下アーム２０、上アーム３０のそれぞれに過電流保護手段を持った駆動回路をそれぞれ備え、駆動回路の過電流保護手段は、例えばゲートオフ期間中に過電流検出しない回路構成であっても同様の効果を得ることができる。下アーム２０と上アーム３０では異なる相補的なタイミングでオンオフし、過電流検出しない期間が異なり相互にカバーできるからである。そして、それぞれのスイッチング素子の温度を検出することで昇温不良を判定し電流検出機能の喪失を検出することが可能となり、信頼性を向上できる。

オープン故障したＩＧＢＴでは発熱がないため冷却器温度に近づくことを利用し、冷却器温度検出用サーミスタ７からの冷却器温度との比較でオープン故障したＩＧＢＴの特定がしやすくなる。冷却器温度が変化した場合、ＩＧＢＴの温度はその影響を受けるが、冷却器温度と比較することでその影響も相殺される。

下アーム２０と上アーム３０のアーム内の２つのＩＧＢＴ温度、および冷却器温度といった３つ以上の温度情報を比較することにより、昇温不良を生じているＩＧＢＴを特定することができる。２つのみの温度情報の比較では、どちらの温度が異常であるか判断できない問題を解決できる。また、アーム内または他アームの３つ以上のＩＧＢＴ温度を比較して昇温不良が生じているＩＧＢＴを検出してもよい。その場合、他のＩＧＢＴ温度よりも所定温度を超えて低い温度のＩＧＢＴを特定して昇温不良と判定することができる。あるいは、ＩＧＢＴ温度の平均値よりも所定温度を超えて低い温度のＩＧＢＴを特定して昇温不良と判定してもよい。

電流検出手段を有しているＩＧＢＴが昇温不良であると判定された場合にスイッチング装置、電力変換装置の動作を停止することにより、オープン故障により電流検出機能を喪失したまま動作継続しないようにすることができる。これにより、信頼性を高めることができ意義が大きい。

電流検出機能を有していないＩＧＢＴが昇温不良であると判定された場合にはスイッチング装置、電力変換装置の出力制限をするなどして動作継続することにより、異常があっても極力動作を継続することができる。これによって、スイッチング装置、電力変換装置の稼働を継続でき、システムとしての故障耐性を高めることができる。

実施の形態２ではアームの電流検出手段を有するＩＧＢＴが１つのみの場合を図３で示した。しかし、電流検出手段を有するＩＧＢＴは複数であってもよい。例えば三並列中、二つのＩＧＢＴが電流検出手段を有することで、アーム内の導通電流のバラつきを考慮しつつ過電流保護が成立する保護閾値を設定できる場合がある。しかし、電流検出手段を有するＩＧＢＴが１つオープン故障した場合にも過電流保護機能を喪失することとなる。これに対して、電流検出手段を有するＩＧＢＴに温度検出手段も持たせることにより、実施の形態２で説明した場合と同様に昇温不良により電流検出機能の喪失を検出することができる。そのため、電流検出機能を全ＩＧＢＴが保有することなくコスト低減につながる。

実施の形態２では図３に示したように、アームの温度検出手段は三並列中、二つのＩＧＢＴが有していたが、すべてのＩＧＢＴが温度検出手段を保有していてもよい。これにより、すべてのＩＧＢＴのオープン故障による昇温不良を判定することができる。

なお、実施の形態２では冷却器温度検出用サーミスタ７により電力変換装置１０の冷却器温度を検出していたが、冷却器ではなく冷却水、空気といった冷媒自体の温度を検出するようにしてもよい。冷却器温度は冷媒温度に近くなるため、同様の効果が得られる。また、冷却器及び冷媒の温度は電力変換装置１０の外部から得られる温度情報であってもよい。

制御回路６は駆動回路２８、３８から温度情報を得ているが、駆動回路を介さずにＩＧＢＴから直接、制御回路６に入力されるものであってもよい。

３．実施の形態３
図８は、第３の実施の形態における電力変換装置４０の構成を示す図である。電力変換装置４０は、複数のＩＧＢＴが並列接続された下アーム１００、１２０、１４０と上アーム１１０、１３０、１５０のそれぞれの直列回路が三並列で構成されるインバータである。図８では、アームごとの複数のＩＧＢＴの記載を省略し単一のＩＧＢＴに代表させて表している。上下アームの直列回路と並列に入力コンデンサ１３、および電源１が接続され、各上下アームの接続点はそれぞれ負荷である三相モータ１２に接続されている。

下アーム１００、１２０、１４０および上アーム１１０、１３０、１５０はそれぞれ駆動回路１０８、１２８、１４８および１１８、１３８、１５８を備え、各駆動回路は制御回路４６と接続されている。制御回路４６の指令による、上下アームの適切なスイッチング動作によってインバータ動作が行われるとともに各アームのセンシング情報を制御回路４６が受け取り、センシング情報に基づいて適切な保護動作が行われる。なお、制御回路４６と駆動回路１０８、１１８、１２８、１３８、１４８、１５８によって制御部２４０が構成される。図８では、冷却器温度検出用サーミスタ７の記載を省略しているが、図１と同様制御回路４６に接続されているものとする。

図９は、下アーム１００の構成の詳細、および駆動回路１０８、制御回路４６との接続を示し、全体としてスイッチング装置３９を構成する。なお、その他の上下アーム１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、および駆動回路１１８、１１８、１２８、１３８、１４８、１５８も同様の構成であるので図示は省略する。

下アーム１００はダイオードが逆並列接続された２つのＩＧＢＴ１００a、１００ｂが並列接続されて構成される。ＩＧＢＴ１００ａは電流検出手段である電流検出用セル１０３ａと、ＩＧＢＴ１００ａの温度検出手段である温度検出用ダイオード１０４ａを備え、電流情報と温度情報を駆動回路１０８へ伝える。

ＩＧＢＴ１００ａ、１００ｂのゲート端子は共通のゲート駆動信号線１０２で接続され、駆動回路１０８から出力されるゲート信号によりオンオフ駆動される。駆動回路１０８は、制御回路４６から出力されたＰＷＭ信号１０５をＩＧＢＴのゲート駆動信号としてゲート駆動信号線１０２へ出力する。

駆動回路１０８は過電流保護手段を有し、電流検出用セル１０３aからの電流情報を受けて過電流保護を実施するとともに、過電流異常信号１０６を制御回路４６へ伝える。駆動回路１０８は温度検出用ダイオード１０４aから受けた温度情報を温度信号１０７として制御回路４６へ伝え、制御回路４６が備える温度異常検出手段によってＩＧＢＴ１００aの温度異常を検出する。

電力変換装置４０の電力変換の動作原理について説明する。下アーム１００、１２０、１４０および上アーム１１０、１３０、１５０をオンオフ制御することにより、三相モータ１２の線間電圧および相電圧を生成することで三相モータ１２を制御する。

駆動回路１０８における電流検出回路は、第一および第二の実施の形態の図４と同様であるため説明を省略する。

電力変換装置４０の温度異常を検出する方法、及び温度異常時の動作について説明する。制御回路４６は駆動回路１０８、１１８、１２８、１３８、１４８、１５８からそれぞれ温度信号として伝えられるＩＧＢＴ１００ａ、１１０ａ、１２０ａ、１３０ａ、１４０ａ、１５０ａのＩＧＢＴ温度を用いて温度異常を検出する（１１０ａから１５０ａは不図示）。制御回路４６は各ＩＧＢＴ温度および冷却器温度が所定温度以上となったときに過熱と判断して出力電力を低減して動作継続する、または動作停止する過熱保護を実施するが、これに加えて次の手順によって昇温不良を判定する。

電力変換装置４０の下アーム１００のＩＧＢＴ温度について、下アーム１２０、下アーム１４０のＩＧＢＴ温度と比較して昇温不良を判定する。すなわち、ＩＧＢＴ１００ａ温度とＩＧＢＴ１２０ａ温度の差の絶対値が、第三の温度閾値Ｔｔｈ３(不図示）以上で、かつ、ＩＧＢＴ１００ａ温度とＩＧＢＴ１４０ａ温度の差の絶対値が、第三の温度閾値Ｔｔｈ３以上であって、ＩＧＢＴ１００ａ温度＜ＩＧＢＴ１２０ａ温度、かつ、ＩＧＢＴ１００ａ温度＜ＩＧＢＴ１４０ａ温度である場合に、ＩＧＢＴ１００ａの昇温不良を判定する。

また、同様に上アーム１１０のＩＧＢＴ温度について、下アーム１２０、下アーム１４０のＩＧＢＴ温度と比較して昇温不良を判定する。すなわち、ＩＧＢＴ１１０ａ温度とＩＧＢＴ１３０ａ温度の差の絶対値が、第三の温度閾値Ｔｔｈ３以上で、かつ、ＩＧＢＴ１１０ａ温度とＩＧＢＴ１５０ａ温度の差の絶対値が、第三の温度閾値Ｔｔｈ３以上であって、ＩＧＢＴ１１０ａ温度＜ＩＧＢＴ１３０ａ温度、かつ、ＩＧＢＴ１１０ａ温度＜ＩＧＢＴ１５０ａ温度である場合に、ＩＧＢＴ１１０ａの昇温不良を判定する。

下アーム１００のＩＧＢＴ１００ａの昇温不良を判定する場合には、ＩＧＢＴ１００ａと別の相のＩＧＢＴ１２０ａ、１４０ａの温度と比較することで判別できる。上アーム１１０のＩＧＢＴ１１０ａの昇温不良を判定する場合にも、別の相のＩＧＢＴ１３０ａ、１５０ａの温度と比較することで判別できる。他の下アーム１２０、１４０、および上アーム１３０、１５０についても同様の考え方で昇温不良を判定することができる。本判定条件により昇温不良を判定した場合は、ＩＧＢＴオープン故障による昇温不良の可能性があり、電流検出機能を喪失している可能性があるため、動作を停止する。なお、第三の温度閾値Ｔｔｈ３は、温度検出用ダイオード等の回路バラつき、並列ＩＧＢＴの分流バラつき、他ＩＧＢＴからの伝熱、各相のバラつきなどを考慮して決定される。

電力変換装置４０のように上下アームが複数並列接続された複数相を持つ構成において、複数の相間のＩＧＢＴ温度情報を比較することにより、より多数のＩＧＢＴ温度の比較により昇温不良を判定することができる。特にアーム内の温度検出手段が少ない場合には、別の相のＩＧＢＴ温度と比較することにより昇温不良を判定できるようになる。さらに、上アームと下アームではＩＧＢＴのようなスイッチング素子において発生する損失が異なるため、各相の上アーム同士、下アーム同士のＩＧＢＴ温度を比較することにより、より高精度に昇温不良を判定できる。

実施の形態３では各相の上アーム同士、下アーム同士でＩＧＢＴ温度を比較する例を示したが、上アームと下アームのＩＧＢＴ温度を比較することで昇温不良を判定しても良い。故障箇所を特定するためには３つ以上の温度情報を参照することが望ましい。

実施の形態１、２では、複数のＩＧＢＴ温度および冷却器温度の差分が所定の温度閾値を超過または下回ることで昇温不良を判定しているが、温度情報を用いて異常検出するものであればこれに限るものではない。

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、本願明細書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。

９、３９ スイッチング装置、１０、４０ 電力変換装置、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、１００ａ、１００ｂ、１１０ａ、１２０ａ、１３０ａ、１４０ａ、１５０ａ ＩＧＢＴ、２３ａ、３３ａ、１０３ａ 電流検出用セル、２４ａ、２４ｂ、３４ａ、１０４ａ 温度検出用ダイオード、２１０、２４０ 制御部、２８０ 電流検出回路

Claims (21)

1. 制御端子への入力信号に応じて第一端子と第二端子との導通と遮断を切り替える、並列に接続された複数のスイッチング素子、
   複数の前記スイッチング素子のうち、少なくとも一つのスイッチング素子に設けられた電流検出手段および温度検出手段、
   前記制御端子と前記電流検出手段と前記温度検出手段とに接続され、前記スイッチング素子のオン、オフを切り替え、前記電流検出手段の出力に基づいて前記電流検出手段が設けられた前記スイッチング素子の過電流を判定し、前記温度検出手段の出力に基づいて前記温度検出手段が設けられた前記スイッチング素子の過熱および昇温不良を判定し、前記過電流の判定結果と前記過熱および前記昇温不良の判定結果に基づいて複数のスイッチング素子を制御する制御部、を備えたスイッチング装置。
2. 前記温度検出手段は前記複数のスイッチング素子のうち少なくとも前記電流検出手段が設けられたスイッチング素子を含めて複数のスイッチング素子に設けられ、
   前記制御部は、複数の前記温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１に記載のスイッチング装置。
3. 前記スイッチング素子を冷却する冷却部と、
   前記冷却部の温度を検出する冷却部温度検出手段と、を備え、
   前記制御部は、前記温度検出手段と前記冷却部温度検出手段の出力に基づいて前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１または２に記載のスイッチング装置。
4. 前記制御部は、起動時の前記温度検出手段の出力と起動後の前記温度検出手段の出力に基づいて前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
5. 前記電流検出手段の数は、前記スイッチング素子の数未満である請求項１から４のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
6. 前記電流検出手段は、一個のみ備えられた請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
7. 前記温度検出手段は、三個以上備えられ、
   前記制御部は三個以上の前記温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
8. 前記温度検出手段は、すべての前記スイッチング素子に設けられた、請求項１から７のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
9. 前記温度検出手段は、一個のみ備えられた請求項１に記載のスイッチング装置。
10. 前記制御部は、前記スイッチング素子の昇温不良を判定した場合に前記複数のスイッチング素子をオフする請求項１から９のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
11. 前記制御部は、前記電流検出手段が設けられず温度検出手段が設けられたスイッチング素子の昇温不良を判定した場合に、前記複数のスイッチング素子のオン、オフの切り替えを継続する請求項１から９のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
12. 直列に接続された、正極側の電流を供給する上側アームと、負極側の電流を供給する下側アームとを備えた電力変換装置において、
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のスイッチング装置を前記上側アームと前記下側アームに用いたことを特徴とする電力変換装置。
13. 前記制御部は、前記スイッチング素子の導通期間の電流を検出する請求項１２に記載の電力変換装置。
14. 前記直列に接続された前記上側アームと前記下側アームを複数組備え、
    前記制御部は、異なる組に備えられた温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１２または１３に記載の電力変換装置。
15. 前記制御部は、前記直列に接続された前記上側アームと前記下側アームの複数組の中で、異なる組の上側アームに備えられた温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１４に記載の電力変換装置。
16. 前記制御部は、前記直列に接続された前記上側アームと前記下側アームの複数組の中で、異なる組の下側アームに備えられた温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１４に記載の電力変換装置。
17. 前記制御部は、前記上側アームに備えられた温度検出手段の出力と、前記下側アームに備えられた温度検出手段の出力を比較して前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１２から１４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
18. 前記制御部は、三個以上の前記温度検出手段の出力に基づいて前記スイッチング素子の昇温不良を判定する請求項１２から１７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
19. 前記制御部は、前記スイッチング素子の昇温不良を判定した場合に電力変換を停止させる請求項１２から１８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
20. 前記制御部は、前記電流検出手段が設けられず温度検出手段が設けられたスイッチング素子の昇温不良を判定した場合に、電力変換を継続させる請求項１２から１８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
21. 前記上側アームの制御部が、前記下側アームの制御部と一体である請求項１２から２０のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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