JPH0284053A - 半導体素子用温度検出装置 - Google Patents

半導体素子用温度検出装置

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JPH0284053A
JPH0284053A JP23201288A JP23201288A JPH0284053A JP H0284053 A JPH0284053 A JP H0284053A JP 23201288 A JP23201288 A JP 23201288A JP 23201288 A JP23201288 A JP 23201288A JP H0284053 A JPH0284053 A JP H0284053A
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JP
Japan
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circuit
capacitor
voltage
diode
thermistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP23201288A
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English (en)
Inventor
Kenji Kosaka
高坂 憲二
Kenji Yoshida
健二 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0284053A publication Critical patent/JPH0284053A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体素子用温度検出装置、詳細には、ス
イッチング動作により電力変換を行う半導体素子に取付
けた温度検出手段を作動させる電源回路に関する。
〔従来の技術〕
第2図は公知の単相インバータの主回路接続図である。
この第2図において、半導体素子としてのゲートターン
オフサイリスク(以下ではGTOサイリスクと略記する
)2Gに、フィードバックダイオード2Dを別個に逆並
列接続したもの4&lIを単相フ″りンジ接続すること
で1.%J−づ!−二k・−エイ〆□−タ2をt葺成し
ている。この単相インバータ2は図示していない制御装
置からの指令にもとづいて、これら4個のGTOサイリ
スク2Gを順次オン・オフさせることにより、この単相
インバータ2は、直流電源lからの直流電力を所望の電
圧と周波数の交流電力に変換して負荷3に給電する。
ここで使用しているGTOサイリスク2Gは、ゲート制
御によりアノードからカソードへの電流の導通や遮断を
行う自己消弧形半導体素子であり、この素子の定格に定
めている緒特性を得るために、当該GTOサイリスク2
Gは、その接合部温度が所定の上限値を越えない範囲で
使用しなければならない。
ところで、GTOサイリスタ2Gは、他の半導体素子と
同様に電流が通流することで損失を生じ、また、オン動
作あるいはオフ動作の過渡時には、短時間ではあるが、
大きな損失を生じる。よって、これらの発生損失による
当該半導4素子の接合部温度が、所定上限値以内にある
ためには、この発生損失による発熱を効果的に放散でき
るように、何らかの冷却装置が必要となる。
第3図は平形構造半導体素子の冷却系をあられした構造
図である。この第3図に示すように、大容量のGTOサ
イリスク2Gは平形構造であって、そのアノード電極A
に冷却体4が、またカソード電極Kに冷却体5が直接取
付けられていて、これらの冷却体4と5を空気あるいは
液体で強制的に冷却することにより、当該GTOサイリ
スク2Gに生じた熱を取去るようにしている。
ところで、第2図に示す単相イン1<−夕2で、負荷3
の容量が一定であり、かつ運転方式もあらかじめ定まっ
ているような場合には、各CTOサイリスク2Gの最大
発生損失も予想できるので、この損失による当21 G
 T Oサイリスク2Gの接合部温度が許容値以内とな
るように冷却系を設計するのは容易である。
しかし、負荷3の容量が変動し、または負荷によって運
転方法が変化する場合や、実験装置のように負荷容量の
予測がつかない場合などでは、予想される最大損失を想
定して冷却系を設計することになるが、ごくまれにしか
発生しない最大損失に対応できる冷却系を用意するのは
不経済である。
そこでこのように大きな損失がごくまれに生しる場合、
あるいは第2図に示す単相インパーク2のアーム短絡や
負荷3の短絡などにより、過大な短絡電流が流れた場合
に備えて、GTOサイリスク2Gの温度上昇を検出して
、その温度が所定値以上になれば当該単相インバータ2
を停止させることのほうが経済的である。そこで、たと
えば第3図に示すGTOサイリスタ2Gのカソード電極
にと冷却体5との接合面にサーミスタなどの温度検出手
段を取付け、このサーミスタで接合部温度を推定して、
その温度が所定値に到達すれば警報の発令、あるいは運
転停止などの処置をするようにしている。
第4図は半導体素子の温度検出に使用するサーミスタの
従来例を示した回路図である。
温度検出手段としてのサーミスタ21は、温度によって
その抵抗値が大幅に変化するので、このサーミスタ21
 と抵抗22との直列回路に一定電圧を印加すると、温
度変化に対応して抵抗22の両端電圧が変化する。そこ
でこの両端電圧と比較電源23の電圧との大小関係をコ
ンパレータ24で監視し、温度が所定値以上になればこ
のコンパレータ24の出力信号が変化し、ホトカブラ2
6を介して警報回路27にこれを伝える。なお符号25
 は抵抗である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、第2図に示す単相インバータ2を構成してい
るGTOサイリスタ2Gのアノード・カソード間電圧は
高電圧が一般的であるが、特に大容量のものでは1 、
000ボルト以上となる。それ故、このGTOサイリス
タ2Gに取付ける温度検出手段としてのサーミスタ2I
 の外周部にも高電圧が印加されることになる。
しかしながら、通常、サーミスタ21 はその外周部と
電極との間の耐電圧は低いので、警報回路27に高電圧
が印加されるのを防ぐために、コンパレータ24の出力
をホトカプラ26で絶縁している。またサーミスタ21
に一定電圧の直流を供給する電源も同様に絶縁しておく
必要がある。そこで制御n直流電源11をインバータ1
2で交流に変換し、絶縁変圧器13で絶縁したのち、整
流器14 と平滑コンデンサ15とにより平滑な定電圧
直流にしてサーミスタ21 に印加する電源回路を用意
するのであるが、このようなwA縁電源は、部品点数が
多くて信転性が低下し、コストが高検かつ大形になるな
ど、各種の不都合がある。
そこでこの発明の目的は、高電圧で運転する電力変換用
半導体素子に取付ける温度検出手段の電源回路を簡単に
して、部品点数を削減し、小形化と低コスト化を実現す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、この発明の1i源回路は
、スイッチング動作をして電力変換を行う半導体素子に
温度検出手段を取付け、この検出温度が所定値以上のと
きに警報する構成の半導体素子用温度検出装置において
、定電圧ダイオードとコンデンサとの並列回路に、抵抗
々ダイオードとの直列回路を直列に接続して電源回路を
構成し、この電源回路を前記半導体素子に並列接続する
とともに、当該電源回路のコンデンサに前記温度検出手
段を並列接続するものとする。
【作用〕
この発明は、温度検出手段用の電源を、この温度検出手
段を取付けている半導体素子の7ノード・カソード間電
圧から得るようにするとともに、この温度検出手段の外
周部と電極との間に高電圧が印加されない電源構成にす
ることで、絶縁変圧器、ならびに直流を交流に変換する
インバータと、交流を直流に変換する整流器とを省略し
、電源回路の面素化と小形化・低価格化を図るものであ
る。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例をあられした回路図である。
この第1図において、符号2Gなる半導体素子としての
GTOサイリスクの接合部温度を推定するために、温度
検出手段としてのサーミスタ21の外周部が、このGT
Oサイリスク2Gのカソード極に取付けられている。な
おこの第1図に図示のサーミスタ21 、抵抗22、比
較電源23、コンパレータ24、抵抗25、ホトカプラ
26および警報回路27の名称・用途・機能は、第4図
において既述の従来例回路と同じであるから、これらの
説明は省略する。
本発明においては、電源回路30がGTOサイリスク2
Gに並列に接続している。このTI源回桜30は、定電
圧ダイオード3I とコンデンサ32との並列回路に、
抵抗33 とダイオード34 との直列回路を直列に接
続したものであって、このコンデンサ32の両端電圧を
サーミスタ21 と抵抗22 との直列回路に印加する
構成である。
スイッチング動作をするGTOサイリスク2Gがオンの
期間は、アノード・カソード間電圧はほぼ零ポルトであ
るが、オフ期間中のアノード・カソード間電圧は、第2
図に示す直流電源lの電圧と等しい、よってこのCTO
サイリスタ2Gのアノード・カソード間に正の電圧が印
加、されると、抵抗33→ダイオード34→コンデンサ
32の経路で電流が流れ、コンデンサ32を充電する。
サーミスタ2I はこのコンデンサ320充1を電荷を
電源にして動作することになる。
GTOサイリスタ2Gのアノード・カソード間電圧は、
大容量の場合には前述したようにi、oo。
ボルト以上の高電圧である。一方サーミスタ21を含ん
だ温度構出回路に必要な電圧は12ボルト程度で十分で
あることから、電圧クランプの目的で、コンデンサ32
には定電圧ダイオード31を並列に接続している。また
このコンデンサ32は電圧を平滑にする役割を有する。
抵抗器33は定電圧ダイオード31の電流制限を、ダイ
オード34はGTOサイリスク2Gがオンしている期間
中に、コンデンサ32の’l NがこのGTOサイリス
ク2Gを通って放電するのを防止するためのものである
なお、この第1図に示す実施例回路においては、サーミ
スタ21をGTOサイリスク2Gのカソード電極に取付
ける場合を示しており、このサーミスタ21 の電極は
カソード電位にほぼ等しいことから、当該サーミスタ2
1 の外周部と電極との間に高電圧が印加されるおそれ
はない。
もしもサーミスタ・21 をCTOサイリスク2Gのア
ノード電極に取付けて使用する場合には、このサーミス
タ21 の外周部と電極との間に高電圧が印加されない
ように、抵抗33 とダイオード34 との直列回路が
GTOサイリスク2Gのカソード側に、また定電圧ダイ
オード31 とコンデンサ32との並列回路がGTOサ
イリスク2Gのアノード側にあるように、接続を変更す
ればよい。
〔発明の効果〕
この発明によれば、スイッチング動作により電力変換を
行う半導体素子の温度を検出するために、この半導体素
子に温度検出手段を取付ける場合に、この温度検出手段
の動作電源を、当該半導体素子の両極から取出すのであ
るが、このときの温度検出手段の外周部と電極とがほぼ
同電位となるように回路を構成しているので、従来のよ
うに、温度検出手段動作用として絶縁電源を用意するの
が不要になり、電源回路の構成が筒素化されて偉績性が
向上し、かつ、装置の小形化と低コスト化とを実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例をあられしたU路図、第2図は
公知の単相インバータの主回路接続図、第3図は平形構
造半導体素子の冷却系をあられした構造図、第4図は半
導体素子の温度検出に使用するサーミスタの従来例を示
した回路図である。 1・・・直流?i!源、2・・・単相インバータ、2D
・・・フィードバックダイオード、2G・・・半導体素
子としてのGTOサイリスク、3・・・負荷、4,5・
・・冷却体、11・・・制御直流i源、12・・・イン
バータ、13・・・絶縁変圧器、I4・・・整流器、1
5・・・平滑コンデンサ、21・・・温度検出手段とし
てのサーミスタ、22.25・・・抵抗、23・・・比
較電源、24・・・コンパレータ、26・・・ホトカプ
ラ、27・・・警報回路、30・・・電源回路、31・
・・定電圧ダイオード、32・・・コンデンサ、33・
・・抵抗、34・・・ダイオード。 2υ 62 図 163 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)スイッチング動作をして電力変換を行う半導体素子
    に温度検出手段を取付け、この検出温度が所定値以上の
    ときに警報する構成の半導体素子用温度検出装置におい
    て、定電圧ダイオードとコンデンサとの並列回路に、抵
    抗とダイオードとの直列回路を直列に接続して電源回路
    を構成し、この電源回路を前記半導体素子に並列接続す
    るとともに、当該電源回路のコンデンサに前記温度検出
    手段を並列接続することを特徴とする半導体素子用温度
    検出装置。
JP23201288A 1988-09-16 1988-09-16 半導体素子用温度検出装置 Pending JPH0284053A (ja)

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JP (1) JPH0284053A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7377870B2 (en) 2005-03-22 2008-05-27 Aisin Aw Co., Ltd. Planetary gear lubrication unit
JP2010091466A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Nec Microwave Inc 温度検出装置
JP2011047875A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 過温度検出回路
US8033941B2 (en) 2007-07-05 2011-10-11 Aisin Aw Co., Ltd. Lubricating oil feeding device for automatic transmission
US8876647B2 (en) 2012-02-23 2014-11-04 Snecma Device for lubricating an epicycloidal reduction gear
CN111367332A (zh) * 2020-02-17 2020-07-03 深圳芥子科技有限公司 基于电阻的温度采集电路及控制方法

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