JP7043330B2 - 異常検出装置及び電源装置 - Google Patents
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Description
第1実施形態に係る電源装置1及び異常検出装置50について説明する。電源装置1は、例えば、車両に搭載され、電源10から負荷部2に流れる電流を半導体スイッチ20により通電又は遮断するものである。電源装置1は、異常検出装置50を含んで構成される。異常検出装置50は、半導体スイッチ20の放熱経路Pの異常を検出するものである。なお、異常検出装置50は、車両に搭載された電源装置1への適用に限定されず、その他の回路に適用してもよい。電源装置1は、例えば、図1に示すように、電源10と、半導体スイッチ20と、放熱接合部30と、放熱部としての放熱器40と、異常検出装置50とを備える。異常検出装置50は、電流検出部51と、第1電圧検出部52と、第2電圧検出部53と、第1温度検出部54と、第2温度検出部55と、制御部56とを含んで構成される。
T2=Tamb+Pchip×Rheatsink ・・・(2)
ΔT=(T1-T2)=Pchip×(Rchip+Rpcb+Risolation+Rplate+Rtim)
・・・式(3)
ΔT=(T1-T2)=Pchip×Rswitch ・・・(4)
Rswitch=ΔT/Pchip=(T1-T2)/Pchip ・・・(5)
次に、第2実施形態に係る電源装置1A及び異常検出装置50Aについて説明する。第2実施形態は、第1実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態に係る電源装置1Aは、通電を双方向に行うことができる装置であり、ダイオードD1、D2の順電圧(第1順電圧Vf1、第2順電圧Vf2とも称する。)の温度特性に基づいて温度を検出する点で実施形態1の電源装置1と異なる。電源装置1Aは、例えば、車両に搭載され、双方向に流れる電流を通電又は遮断する。電源装置1Aは、図4に示すように、第1電源10Aと、第2電源10Bと、半導体スイッチ20Aと、放熱接合部30と、放熱器40と、異常検出装置50Aとを備える。電源装置1Aは、第1電源10A及び第2電源10Bを備えた所謂ツーバッテリ装置である。電源装置1Aは、それぞれが並列に接続された第1負荷部2Aび第2負荷部2Bに電力を供給する。
次に、第1及び第2実施形態に係る変形例について説明する。FETQ1、Q2は、Nチャネル型のMOSFETに限定されず、例えば、Pチャネル型のMOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。
2 負荷部
2A 第1負荷部(負荷部)
2B 第2負荷部(負荷部)
10 電源
10A 第1電源(電源)
10B 第2電源(電源)
23 基板
23c 搭載面
24 放熱プレート(熱伝導部材)
30 放熱接合部(熱伝導部材)
40 放熱器(放熱部)
41 ベース部
42 フィン部
50、50A 異常検出装置
54 第1温度検出部
55 第2温度検出部
56 制御部(第1温度検出部)
56a 消費電力演算部
56b 異常判定部
D1、D2 ダイオード
P 放熱経路
Q1、Q2 FET(半導体素子)
T1、T2 検出温度(温度)
Vf1 第1順電圧(順電圧)
Vf2 第2順電圧(順電圧)
Claims (5)
- 基板の搭載面に搭載され且つ通電により発熱する半導体素子の温度を検出する第1温度検出部と、
前記半導体素子の消費電力を求める消費電力演算部と、
前記基板の前記搭載面側とは反対側に設けられ且つ前記半導体素子で発生する熱を放熱する放熱部の温度を検出する第2温度検出部と、
前記第1温度検出部により検出された温度、前記第2温度検出部により検出された温度、及び、前記消費電力演算部により求められた消費電力に応じて定まる熱抵抗に基づいて、前記半導体素子と前記放熱部との間の放熱経路の異常を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、前記第1温度検出部により検出された温度の単位時間当たりの変化が予め定められた範囲内である定常状態の場合、前記放熱経路の異常を判定し、
前記第1温度検出部により検出された温度の単位時間当たりの変化が前記範囲外である非定常状態の場合、前記放熱経路の異常を判定しないことを特徴とする異常検出装置。 - 前記異常判定部は、前記熱抵抗が予め定められた基準抵抗以上である場合、前記放熱経路に異常が生じていると判定する請求項1に記載の異常検出装置。
- 前記放熱部は、前記基板との間において熱伝導可能な熱伝導部材を介して当該基板に積層されており、前記基板と当該放熱部とが積層される積層方向おいて最外層に位置する請求項1又は2に記載の異常検出装置。
- 前記半導体素子は、ダイオードを含んで構成され、
前記ダイオードは、温度に応じて順電圧が変化し、
前記第1温度検出部は、前記順電圧に基づいて前記半導体素子の温度を検出する請求項1~3のいずれか1項に記載の異常検出装置。 - 電力を負荷部に供給する電源と、
前記電源と前記負荷部との間に流れる電流を通電又は遮断し当該電流により発熱する半導体素子と、
板状に形成されており搭載面を有し前記半導体素子を前記搭載面に搭載する基板と、
前記基板の前記搭載面側とは反対側に設けられ前記半導体素子で発生する熱を放熱する放熱部と、
前記半導体素子の温度を検出する第1温度検出部、前記放熱部の温度を検出する第2温度検出部、前記半導体素子の消費電力を検出する消費電力演算部、及び、前記第1温度検出部により検出された温度、前記第2温度検出部により検出された温度、及び、前記消費電力演算部により求められた消費電力に応じて定まる熱抵抗に基づいて前記半導体素子と前記放熱部との間の放熱経路の異常を判定する異常判定部を含んで構成される異常検出装置と、を備え、
前記異常判定部は、前記第1温度検出部により検出された温度の単位時間当たりの変化が予め定められた範囲内である定常状態の場合、前記放熱経路の異常を判定し、
前記第1温度検出部により検出された温度の単位時間当たりの変化が前記範囲外である非定常状態の場合、前記放熱経路の異常を判定しないことを特徴とする電源装置。
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