JPH07234162A - 電力変換器の温度検出装置 - Google Patents
電力変換器の温度検出装置Info
- Publication number
- JPH07234162A JPH07234162A JP6025798A JP2579894A JPH07234162A JP H07234162 A JPH07234162 A JP H07234162A JP 6025798 A JP6025798 A JP 6025798A JP 2579894 A JP2579894 A JP 2579894A JP H07234162 A JPH07234162 A JP H07234162A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- voltage
- current
- power converter
- rectifying element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）の温度
を、その瞬時的な変動に追随して正確に検出できるよう
にする。 【構成】 インバータ装置を構成しているインバータブ
リッジ回路２１のＩＧＢＴ２３，２４にはそれぞれフラ
イホイールダイオード２５，２６が一体に組み込まれて
いる。ダイオード２６の順方向電流を変流器３３により
検出し、順方向電圧を絶縁増幅器２８およびダイオード
２９により検出する。ダイオード２６の順方向電流電圧
特性は温度により変動するので、関数演算器３２によ
り、それらの値から逆にダイオード２６の温度を推定
し、ＩＧＢＴ２３，２４の温度を推定する。
を、その瞬時的な変動に追随して正確に検出できるよう
にする。 【構成】 インバータ装置を構成しているインバータブ
リッジ回路２１のＩＧＢＴ２３，２４にはそれぞれフラ
イホイールダイオード２５，２６が一体に組み込まれて
いる。ダイオード２６の順方向電流を変流器３３により
検出し、順方向電圧を絶縁増幅器２８およびダイオード
２９により検出する。ダイオード２６の順方向電流電圧
特性は温度により変動するので、関数演算器３２によ
り、それらの値から逆にダイオード２６の温度を推定
し、ＩＧＢＴ２３，２４の温度を推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力変換器に使用され
る半導体スイッチング素子の温度を検出する電力変換器
の温度検出装置に関する。
る半導体スイッチング素子の温度を検出する電力変換器
の温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の電力変換器としては、従来、例
えば絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢ
Ｔと略称する）を用いた三相のインバータ装置がある。
これは、ＩＧＢＴを三相の出力に対応してブリッジ接続
してインバータ主回路を構成し、これらのＩＧＢＴをス
イッチング動作させることにより三相の交流出力を得る
ものである。この場合、一般に、各ＩＧＢＴには逆並列
にフライホイールダイオードが接続されており、誘導性
負荷に発生する逆起電力からＩＧＢＴが過電圧破壊され
ないように保護するように構成されている。
えば絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢ
Ｔと略称する）を用いた三相のインバータ装置がある。
これは、ＩＧＢＴを三相の出力に対応してブリッジ接続
してインバータ主回路を構成し、これらのＩＧＢＴをス
イッチング動作させることにより三相の交流出力を得る
ものである。この場合、一般に、各ＩＧＢＴには逆並列
にフライホイールダイオードが接続されており、誘導性
負荷に発生する逆起電力からＩＧＢＴが過電圧破壊され
ないように保護するように構成されている。
【０００３】ところで、このようなインバータ主回路に
過電流が流れると、素子の温度が上昇して破壊に至る虞
がある。そこで、ＩＧＢＴの温度を検出して所定以上の
温度に達したときには通電を停止して破壊から保護する
ことが行われている。
過電流が流れると、素子の温度が上昇して破壊に至る虞
がある。そこで、ＩＧＢＴの温度を検出して所定以上の
温度に達したときには通電を停止して破壊から保護する
ことが行われている。
【０００４】図８は、このような半導体スイッチング素
子の温度を検出するための温度検出装置の構成を示すも
ので、例えば、三相のインバータ主回路の各アームを構
成しているモジュール１は、銅パターン２を形成したセ
ラミック基板３上に、２個のＩＧＢＴ４，５を搭載する
と共に、それぞれに対応して設けられるフライホイール
ダイオード６，７を搭載し、各素子４，５，６，７と銅
パターン２との間をボンディングワイヤ８により電気的
に接続して形成されている。このセラミック基板３は、
放熱板９を介してインバータ装置の放熱フィン１０に配
置される。そして、温度センサ１１は、モジュール１の
近傍の放熱フィン１０上に設けられ、放熱フィン１０を
介してモジュール１の温度を検出するようになってい
る。これにより、ＩＧＢＴ４，５の温度を推定して過熱
状態か否かの判断を行うようにしているのである。
子の温度を検出するための温度検出装置の構成を示すも
ので、例えば、三相のインバータ主回路の各アームを構
成しているモジュール１は、銅パターン２を形成したセ
ラミック基板３上に、２個のＩＧＢＴ４，５を搭載する
と共に、それぞれに対応して設けられるフライホイール
ダイオード６，７を搭載し、各素子４，５，６，７と銅
パターン２との間をボンディングワイヤ８により電気的
に接続して形成されている。このセラミック基板３は、
放熱板９を介してインバータ装置の放熱フィン１０に配
置される。そして、温度センサ１１は、モジュール１の
近傍の放熱フィン１０上に設けられ、放熱フィン１０を
介してモジュール１の温度を検出するようになってい
る。これにより、ＩＧＢＴ４，５の温度を推定して過熱
状態か否かの判断を行うようにしているのである。
【０００５】ところが、このような構成のものでは、Ｉ
ＧＢＴ４，５への通電により発生する熱が、銅パターン
２，セラミック基板３，放熱板９および放熱フィン１０
に伝達され、この熱が放熱フィン１０を横方向に伝達し
た後に温度センサ１１に至る熱伝達経路（図８中破線ａ
で示す経路）を介して伝わることになる。したがって、
最も発熱するＩＧＢＴ４，５に対して長い熱伝達経路を
介してその温度が検出されるため、熱時定数が大きくな
って瞬時的な温度の検出ができなくなると共に、ＩＧＢ
Ｔ４，５の推定温度に誤差が生じ易くなる。
ＧＢＴ４，５への通電により発生する熱が、銅パターン
２，セラミック基板３，放熱板９および放熱フィン１０
に伝達され、この熱が放熱フィン１０を横方向に伝達し
た後に温度センサ１１に至る熱伝達経路（図８中破線ａ
で示す経路）を介して伝わることになる。したがって、
最も発熱するＩＧＢＴ４，５に対して長い熱伝達経路を
介してその温度が検出されるため、熱時定数が大きくな
って瞬時的な温度の検出ができなくなると共に、ＩＧＢ
Ｔ４，５の推定温度に誤差が生じ易くなる。
【０００６】そこで、このような不具合に対応して改良
されたのが図９に示す構成のものである。すなわち、こ
のものは、上述のモジュール１を構成するセラミック基
板３上に銅パターン１２を形成し、その上に温度センサ
としての温度検出用ダイオード１３を搭載したものであ
る。つまり、温度検出用ダイオード１３を、モジュール
１に内蔵した構成である。
されたのが図９に示す構成のものである。すなわち、こ
のものは、上述のモジュール１を構成するセラミック基
板３上に銅パターン１２を形成し、その上に温度センサ
としての温度検出用ダイオード１３を搭載したものであ
る。つまり、温度検出用ダイオード１３を、モジュール
１に内蔵した構成である。
【０００７】これにより、ＩＧＢＴ４，５で発生した熱
は、主として銅パターン２，セラミック基板３を介して
銅パターン１２に至る熱伝達経路（図９中破線ｂで示す
経路）を経て温度検出用ダイオード１３に伝達されるよ
うになるので、上述のものの構成に比べてその熱伝達経
路が短くなっていることにより、熱時定数が小さくなる
と共に推定温度の誤差を少なくすることができるように
なる。なお、この場合、ＩＧＢＴ４，５で発生した熱の
一部は、セラミック基板３から放熱板９側に伝達してこ
の放熱板９を介して温度検出用ダイオード１３側にも伝
達する。
は、主として銅パターン２，セラミック基板３を介して
銅パターン１２に至る熱伝達経路（図９中破線ｂで示す
経路）を経て温度検出用ダイオード１３に伝達されるよ
うになるので、上述のものの構成に比べてその熱伝達経
路が短くなっていることにより、熱時定数が小さくなる
と共に推定温度の誤差を少なくすることができるように
なる。なお、この場合、ＩＧＢＴ４，５で発生した熱の
一部は、セラミック基板３から放熱板９側に伝達してこ
の放熱板９を介して温度検出用ダイオード１３側にも伝
達する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、モジュール１に温度検出用
ダイオード１３を内蔵する構成とするために、前述した
一般的なモジュールを使用する場合に比べて特殊な構成
仕様となって大幅にコストがアップしてしまう。そし
て、このような構成とした場合でも、温度を検出する場
合にはＩＧＢＴ４，５から発生される熱がセラミック基
板３を介して温度検出用ダイオード１３に伝わる構成で
あるので、瞬時的な温度上昇を検出するには十分に小さ
い熱時定数であるとは言えないものである。
ような従来構成のものでは、モジュール１に温度検出用
ダイオード１３を内蔵する構成とするために、前述した
一般的なモジュールを使用する場合に比べて特殊な構成
仕様となって大幅にコストがアップしてしまう。そし
て、このような構成とした場合でも、温度を検出する場
合にはＩＧＢＴ４，５から発生される熱がセラミック基
板３を介して温度検出用ダイオード１３に伝わる構成で
あるので、瞬時的な温度上昇を検出するには十分に小さ
い熱時定数であるとは言えないものである。
【０００９】すなわち、ＩＧＢＴ４，５の発熱が大きい
点を考慮すると、セラミック基板３よりも熱伝導性の高
い部材を用いた方が放熱効果が良くなるのであるが、Ｉ
ＧＢＴ４，５がそれぞれ搭載された銅パターン２，２間
を絶縁するためにはセラミック基板３を使用せざるを得
ず、このため、両者を満たすために熱伝導性の高いセラ
ミック基板３を使用することが行われている。しかし、
そのように熱伝導性を向上させたセラミック基板３を用
いた場合でも、金属に比べるとその熱伝導率は低く、熱
時定数を小さくするには限界がある。
点を考慮すると、セラミック基板３よりも熱伝導性の高
い部材を用いた方が放熱効果が良くなるのであるが、Ｉ
ＧＢＴ４，５がそれぞれ搭載された銅パターン２，２間
を絶縁するためにはセラミック基板３を使用せざるを得
ず、このため、両者を満たすために熱伝導性の高いセラ
ミック基板３を使用することが行われている。しかし、
そのように熱伝導性を向上させたセラミック基板３を用
いた場合でも、金属に比べるとその熱伝導率は低く、熱
時定数を小さくするには限界がある。
【００１０】このことは、例えば、ＩＧＢＴ４，５がス
イッチング動作により断続的で間欠的に通電制御する場
合に、その平均電流としては比較的小さいレベルであっ
ても、そのピーク電流が大きくなるような使用形態にお
いては、ＩＧＢＴ４，５は瞬時的に温度が上昇するが、
温度検出用ダイオード１３側にはセラミック基板３を介
して熱が伝導されるので、その熱時定数だけ遅れること
になってその温度上昇に追随して正確な温度を検出する
ことができないのである。
イッチング動作により断続的で間欠的に通電制御する場
合に、その平均電流としては比較的小さいレベルであっ
ても、そのピーク電流が大きくなるような使用形態にお
いては、ＩＧＢＴ４，５は瞬時的に温度が上昇するが、
温度検出用ダイオード１３側にはセラミック基板３を介
して熱が伝導されるので、その熱時定数だけ遅れること
になってその温度上昇に追随して正確な温度を検出する
ことができないのである。
【００１１】したがって、上述のように、ＩＧＢＴ４，
５のような半導体スイッチング素子が厳しい条件で使用
される場合においては、従来構成で温度検出を行うので
は迅速且つ正確な温度検出ができず、ＩＧＢＴ４，５の
過電流による温度上昇を防止するという保護制御も的確
に実施できなくなるという不具合がある。
５のような半導体スイッチング素子が厳しい条件で使用
される場合においては、従来構成で温度検出を行うので
は迅速且つ正確な温度検出ができず、ＩＧＢＴ４，５の
過電流による温度上昇を防止するという保護制御も的確
に実施できなくなるという不具合がある。
【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、電力変換器に使用される半導体スイッ
チング素子の通電に伴う瞬時的な温度上昇を確実に検出
することができるようにした電力変換器の温度検出装置
を提供することにある。
で、その目的は、電力変換器に使用される半導体スイッ
チング素子の通電に伴う瞬時的な温度上昇を確実に検出
することができるようにした電力変換器の温度検出装置
を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電力変換器に使用される半導体スイッチ
ング素子の温度を検出する電力変換器の温度検出装置に
おいて、前記半導体スイッチング素子と一体に設けられ
その半導体スイッチング素子の両端に逆並列接続された
整流素子と、この整流素子の順方向電流を検出する電流
検出手段と、前記整流素子の順方向電圧を検出する電圧
検出手段と、前記電流検出手段および電圧検出手段によ
り検出された順方向電流および順方向電圧の値に基づい
て前記整流素子の温度を推定する温度推定手段とを設け
て構成したところに特徴を有する。
に、本発明は、電力変換器に使用される半導体スイッチ
ング素子の温度を検出する電力変換器の温度検出装置に
おいて、前記半導体スイッチング素子と一体に設けられ
その半導体スイッチング素子の両端に逆並列接続された
整流素子と、この整流素子の順方向電流を検出する電流
検出手段と、前記整流素子の順方向電圧を検出する電圧
検出手段と、前記電流検出手段および電圧検出手段によ
り検出された順方向電流および順方向電圧の値に基づい
て前記整流素子の温度を推定する温度推定手段とを設け
て構成したところに特徴を有する。
【００１４】また、前記温度推定手段を、前記整流素子
の温度に応じた順方向電流電圧特性データを記憶してい
る記憶手段と、前記電流検出手段および電圧検出手段に
より検出された順方向電流および順方向電圧の値を前記
記憶手段の順方向電流電圧特性データと比較して前記整
流素子の温度を判定する判定手段とから構成することが
できる。
の温度に応じた順方向電流電圧特性データを記憶してい
る記憶手段と、前記電流検出手段および電圧検出手段に
より検出された順方向電流および順方向電圧の値を前記
記憶手段の順方向電流電圧特性データと比較して前記整
流素子の温度を判定する判定手段とから構成することが
できる。
【００１５】さらに、前記電圧検出手段を、前記整流素
子の両端子間にかかる電圧を入力信号とする絶縁増幅器
から構成すると良い。そして、前記電力変換器を、半導
体スイッチング素子と整流素子としてのフライホイール
ダイオードとを用いて構成されるインバータ装置とし
て、前記電流検出手段を、前記インバータ装置の出力電
流を検出するように構成すると良い。
子の両端子間にかかる電圧を入力信号とする絶縁増幅器
から構成すると良い。そして、前記電力変換器を、半導
体スイッチング素子と整流素子としてのフライホイール
ダイオードとを用いて構成されるインバータ装置とし
て、前記電流検出手段を、前記インバータ装置の出力電
流を検出するように構成すると良い。
【００１６】
【作用】請求項１記載の電力変換器の温度検出装置によ
れば、整流素子が半導体スイッチング素子と一体に設け
られているので、通電により半導体スイッチング素子の
温度が上昇したときに整流素子もほぼ同じ温度になり、
その状態でスイッチングモードの切り替わりによって整
流素子に順方向電流が流れると、電流検出手段および電
圧検出手段により整流素子の順方向電流および順方向電
圧が検出され、その検出信号に基づいて温度推定手段に
より整流素子の温度を推定することができるようにな
る。これにより、整流素子と一体に設けられた至近距離
にある半導体スイッチング素子の瞬時的な温度変化に追
随してその温度を正確に推定することができ、過電流に
よる破壊を防止する制御を確実に行い得るようになる。
れば、整流素子が半導体スイッチング素子と一体に設け
られているので、通電により半導体スイッチング素子の
温度が上昇したときに整流素子もほぼ同じ温度になり、
その状態でスイッチングモードの切り替わりによって整
流素子に順方向電流が流れると、電流検出手段および電
圧検出手段により整流素子の順方向電流および順方向電
圧が検出され、その検出信号に基づいて温度推定手段に
より整流素子の温度を推定することができるようにな
る。これにより、整流素子と一体に設けられた至近距離
にある半導体スイッチング素子の瞬時的な温度変化に追
随してその温度を正確に推定することができ、過電流に
よる破壊を防止する制御を確実に行い得るようになる。
【００１７】この場合、整流素子は一定の順方向電流値
に対して一般的に温度が高くなるほど順方向電圧の値が
低下する特性を有しているので、このような特性の変化
を利用して、順方向電流および順方向電圧の検出値から
逆に温度を推定しようとするものである。
に対して一般的に温度が高くなるほど順方向電圧の値が
低下する特性を有しているので、このような特性の変化
を利用して、順方向電流および順方向電圧の検出値から
逆に温度を推定しようとするものである。
【００１８】請求項２記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、温度推定手段の判定手段は、電流検出手段お
よび電圧検出手段により検出された順方向電流および順
方向電圧の値を、記憶手段に記憶されている温度に応じ
た順方向電流電圧特性データと比較して対応する順方向
電流値および電圧値と一致する温度のデータを判定し、
そのときの温度を整流素子の温度として判定するので、
半導体スイッチング素子の至近距離に位置する整流素子
の推定温度から半導体スイッチング素子の瞬時的な温度
変化に追随して正確に温度を推定することができるよう
になり、半導体スイッチング素子の過電流による破壊な
どを確実に防止する制御を実施できるようになる。
によれば、温度推定手段の判定手段は、電流検出手段お
よび電圧検出手段により検出された順方向電流および順
方向電圧の値を、記憶手段に記憶されている温度に応じ
た順方向電流電圧特性データと比較して対応する順方向
電流値および電圧値と一致する温度のデータを判定し、
そのときの温度を整流素子の温度として判定するので、
半導体スイッチング素子の至近距離に位置する整流素子
の推定温度から半導体スイッチング素子の瞬時的な温度
変化に追随して正確に温度を推定することができるよう
になり、半導体スイッチング素子の過電流による破壊な
どを確実に防止する制御を実施できるようになる。
【００１９】請求項３記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、電圧検出手段を絶縁増幅器により構成してい
るので、判定手段側に電力出力側の電気的結合を遮断す
ることができ、判定手段とその出力部を電気事故等によ
る電力出力側からの過電圧印加等を防止して保護するこ
とができる。
によれば、電圧検出手段を絶縁増幅器により構成してい
るので、判定手段側に電力出力側の電気的結合を遮断す
ることができ、判定手段とその出力部を電気事故等によ
る電力出力側からの過電圧印加等を防止して保護するこ
とができる。
【００２０】請求項４記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、半導体スイッチング素子とこれに一体に設け
られたフライホイールダイオードを有するインバータ装
置に適用し、電流検出手段を出力電流から検出するよう
にしているので、温度検出のための整流素子を別途に設
ける必要がなく、簡単な構成としながら、半導体スイッ
チング素子の温度を推定して過熱状態を迅速に判定する
ことができるようになる。
によれば、半導体スイッチング素子とこれに一体に設け
られたフライホイールダイオードを有するインバータ装
置に適用し、電流検出手段を出力電流から検出するよう
にしているので、温度検出のための整流素子を別途に設
ける必要がなく、簡単な構成としながら、半導体スイッ
チング素子の温度を推定して過熱状態を迅速に判定する
ことができるようになる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を三相のインバータ装置に適用
した場合の一実施例について図１ないし図８を参照しな
がら説明する。図１は、電力変換器であるインバータ装
置の一相分のインバータブリッジ回路２１と温度検出部
２２との電気的構成を示すもので、インバータブリッジ
回路２１は半導体スイッチング素子としての絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと称する）２
３，２４および整流素子としてのフライホイールダイオ
ード２５，２６を一体に含んで構成されるモジュールと
されている。
した場合の一実施例について図１ないし図８を参照しな
がら説明する。図１は、電力変換器であるインバータ装
置の一相分のインバータブリッジ回路２１と温度検出部
２２との電気的構成を示すもので、インバータブリッジ
回路２１は半導体スイッチング素子としての絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと称する）２
３，２４および整流素子としてのフライホイールダイオ
ード２５，２６を一体に含んで構成されるモジュールと
されている。
【００２２】この場合、ＩＧＢＴ２３のコレクタは、直
流電源２７（例えば、交流電源を直流に変換した電源）
の正極端子に接続され、エミッタはＩＧＢＴ２４のコレ
クタに接続されており、ＩＧＢＴ２４のエミッタは直流
電源２７の負極端子に接続されている。そして、フライ
ホイールダイオード２５，２６は、それぞれＩＧＢＴ２
３，２４の両端子間に逆並列に接続されている。そし
て、ＩＧＢＴ２３と２４との共通接続点は出力端子Ｐに
接続されている。
流電源２７（例えば、交流電源を直流に変換した電源）
の正極端子に接続され、エミッタはＩＧＢＴ２４のコレ
クタに接続されており、ＩＧＢＴ２４のエミッタは直流
電源２７の負極端子に接続されている。そして、フライ
ホイールダイオード２５，２６は、それぞれＩＧＢＴ２
３，２４の両端子間に逆並列に接続されている。そし
て、ＩＧＢＴ２３と２４との共通接続点は出力端子Ｐに
接続されている。
【００２３】電圧変換手段としての絶縁増幅器２８の正
の入力端子はＩＧＢＴ２４のエミッタ側に接続され、負
の入力端子はＩＧＢＴ２３，２４の共通接続点つまり出
力端子Ｐ側に接続されている。そして、絶縁増幅器２８
は、フライホイールダイオード２６あるいはＩＧＢＴ２
４の両端子間に印加される電圧を、出力端子Ｐ側を基準
とした入力電圧として増幅して出力するようになってい
る。この絶縁増幅器２８の出力端子はダイオード２９を
順方向に介してピークホールド回路３０およびサンプル
ホールド回路３１の各入力端子に接続されている。
の入力端子はＩＧＢＴ２４のエミッタ側に接続され、負
の入力端子はＩＧＢＴ２３，２４の共通接続点つまり出
力端子Ｐ側に接続されている。そして、絶縁増幅器２８
は、フライホイールダイオード２６あるいはＩＧＢＴ２
４の両端子間に印加される電圧を、出力端子Ｐ側を基準
とした入力電圧として増幅して出力するようになってい
る。この絶縁増幅器２８の出力端子はダイオード２９を
順方向に介してピークホールド回路３０およびサンプル
ホールド回路３１の各入力端子に接続されている。
【００２４】ピークホールド回路３０は、絶縁増幅器２
８からダイオード２９を介して与えられる正の電圧信号
のピーク値をホールドして出力するもので、その出力端
子は推定手段としての関数演算器３２の入力端子に接続
されている。電流検出手段としての変流器３３はインバ
ータブリッジ回路２１の出力端子Ｐに流れる電流を検出
するように設けられており、その出力端子はピークホー
ルド回路３１の入力端子に接続されている。
８からダイオード２９を介して与えられる正の電圧信号
のピーク値をホールドして出力するもので、その出力端
子は推定手段としての関数演算器３２の入力端子に接続
されている。電流検出手段としての変流器３３はインバ
ータブリッジ回路２１の出力端子Ｐに流れる電流を検出
するように設けられており、その出力端子はピークホー
ルド回路３１の入力端子に接続されている。
【００２５】そして、ピークホールド回路３１は、変流
器３３から入力される検出電流信号を絶縁増幅器２８か
らダイオード２９を介して出力される正の電圧信号の立
ち上がりタイミングでサンプリングし、そのサンプリン
グされた検出電流信号をホールドして出力するもので、
その出力端子は関数演算器３２の入力端子に接続されて
いる。関数演算器３２は、推定手段としての機能を有す
るもので、入力される電流信号および電圧信号に基づい
てフライホイールダイオード２６の温度を推定し、推定
温度信号を温度出力端子Ｑに出力するようになってい
る。
器３３から入力される検出電流信号を絶縁増幅器２８か
らダイオード２９を介して出力される正の電圧信号の立
ち上がりタイミングでサンプリングし、そのサンプリン
グされた検出電流信号をホールドして出力するもので、
その出力端子は関数演算器３２の入力端子に接続されて
いる。関数演算器３２は、推定手段としての機能を有す
るもので、入力される電流信号および電圧信号に基づい
てフライホイールダイオード２６の温度を推定し、推定
温度信号を温度出力端子Ｑに出力するようになってい
る。
【００２６】図２は、関数演算器３２の内部構成を示す
もので、２個のＡ／Ｄ変換器３４，３５，判定手段とし
ての判定回路３６，記憶手段としてのＲＯＭ３７および
Ｄ／Ａ変換器３８から構成されている。Ａ／Ｄ変換器３
４は、サンプルホールド回路３１から与えられる検出電
流信号をデジタル信号に変換して判定回路３６に出力
し、Ａ／Ｄ変換器３５は、ピークホールド回路３０から
与えられる検出電圧信号をデジタル信号に変換して判定
回路３６に出力する。
もので、２個のＡ／Ｄ変換器３４，３５，判定手段とし
ての判定回路３６，記憶手段としてのＲＯＭ３７および
Ｄ／Ａ変換器３８から構成されている。Ａ／Ｄ変換器３
４は、サンプルホールド回路３１から与えられる検出電
流信号をデジタル信号に変換して判定回路３６に出力
し、Ａ／Ｄ変換器３５は、ピークホールド回路３０から
与えられる検出電圧信号をデジタル信号に変換して判定
回路３６に出力する。
【００２７】ＲＯＭ３７には、フライホイールダイオー
ド２６の順方向の電流電圧特性のデータを、素子の温度
に応じて規格値あるいは実測値に基づいて得られるデー
タとして記憶されている。これは、例えば、図６に示す
ように、順方向電流ＩＦにおける順方向電圧ＶＦが温度
ＴＣが大となるほど小さくなる傾向にあり、このような
データが検出対象範囲の各温度値に対応して記憶されて
いるのである。
ド２６の順方向の電流電圧特性のデータを、素子の温度
に応じて規格値あるいは実測値に基づいて得られるデー
タとして記憶されている。これは、例えば、図６に示す
ように、順方向電流ＩＦにおける順方向電圧ＶＦが温度
ＴＣが大となるほど小さくなる傾向にあり、このような
データが検出対象範囲の各温度値に対応して記憶されて
いるのである。
【００２８】さて、図３は、インバータブリッジ回路２
１を構成するモジュールの内部を断面で示すもので、Ｉ
ＧＢＴ２４とフライホイールダイオード２６が搭載され
た部分を示している。モジュールの基板となる放熱板３
９上には、絶縁部材としてのセラミック基板４０が配設
されており、このセラミック基板４０上には所定部位に
銅パターンからなるコレクタ電極４１，エミッタ電極４
２，アノード電極４３が形成されている。
１を構成するモジュールの内部を断面で示すもので、Ｉ
ＧＢＴ２４とフライホイールダイオード２６が搭載され
た部分を示している。モジュールの基板となる放熱板３
９上には、絶縁部材としてのセラミック基板４０が配設
されており、このセラミック基板４０上には所定部位に
銅パターンからなるコレクタ電極４１，エミッタ電極４
２，アノード電極４３が形成されている。
【００２９】ＩＧＢＴ２４は、コレクタ電極４１上に搭
載され、底面部に形成されたコレクタが電気的に接続さ
れ、上面に形成されたエミッタはボンディングワイヤ４
４によりエミッタ電極４２に電気的に接続され、ゲート
はボンディングワイヤ４５により図示しないゲート電極
に電気的に接続されている。フライホイールダイオード
２６は、コレクタ電極４１に搭載され、ＩＧＢＴ２４と
隣接するように配置される。そしてフライホイールダイ
オード２６の底面部のカソードはコレクタ電極に電気的
に接続され、アノードはボンディングワイヤ４６により
カソード電極４３に電気的に接続されている。
載され、底面部に形成されたコレクタが電気的に接続さ
れ、上面に形成されたエミッタはボンディングワイヤ４
４によりエミッタ電極４２に電気的に接続され、ゲート
はボンディングワイヤ４５により図示しないゲート電極
に電気的に接続されている。フライホイールダイオード
２６は、コレクタ電極４１に搭載され、ＩＧＢＴ２４と
隣接するように配置される。そしてフライホイールダイ
オード２６の底面部のカソードはコレクタ電極に電気的
に接続され、アノードはボンディングワイヤ４６により
カソード電極４３に電気的に接続されている。
【００３０】次に、本実施例の作用について図４ないし
図７をも参照して説明する。まず本実施例による温度検
出原理について説明する。図４は、インバータブリッジ
回路２１のＩＧＢＴ２３，２４の３つのスイッチングモ
ードとこれに対応する電流を示すもので、第１のスイッ
チングモードは、ＩＧＢＴ２３がオン，ＩＧＢＴ２４が
オフとなる状態で同図（ａ）に示される。第２のスイッ
チングモードは、ＩＧＢＴ２３がオフ，ＩＧＢＴ２４が
オンとなる状態で同図（ｂ）に示される。また第３のス
イッチングモードは、ＩＧＢＴ２３，２４が共にオフと
なる状態で同図（ｃ）に示される。なお、第３のスイッ
チングモードは、通常時には発生しないモードであり、
また、ＩＧＢＴ２３，２４が共にオンとなるスイッチン
グモードは直流電源２７を短絡する状態となるので、こ
のようなスイッチング動作は実際には行われない。
図７をも参照して説明する。まず本実施例による温度検
出原理について説明する。図４は、インバータブリッジ
回路２１のＩＧＢＴ２３，２４の３つのスイッチングモ
ードとこれに対応する電流を示すもので、第１のスイッ
チングモードは、ＩＧＢＴ２３がオン，ＩＧＢＴ２４が
オフとなる状態で同図（ａ）に示される。第２のスイッ
チングモードは、ＩＧＢＴ２３がオフ，ＩＧＢＴ２４が
オンとなる状態で同図（ｂ）に示される。また第３のス
イッチングモードは、ＩＧＢＴ２３，２４が共にオフと
なる状態で同図（ｃ）に示される。なお、第３のスイッ
チングモードは、通常時には発生しないモードであり、
また、ＩＧＢＴ２３，２４が共にオンとなるスイッチン
グモードは直流電源２７を短絡する状態となるので、こ
のようなスイッチング動作は実際には行われない。
【００３１】さて、上述の第１および第２のスイッチン
グモードにおいては、出力電流の流れる方向から、ＩＧ
ＢＴ２３，２４に流れる場合（図中実線で示す経路Ａ，
Ｃ）とフライホイールダイオード２５，２６に流れる場
合（図中破線で示す経路Ｂ，Ｄ）との４種類の通電状態
がある。このうち、フライホイールダイオード２６の順
方向に流れる電流は、同図（ｂ）中破線Ｄで示す状態で
流れる電流である。そして、他の状態の場合つまり図中
Ａ，Ｂ，Ｃで示す状態の場合には、出力端子Ｐの電位が
フライホイールダイオード２６のアノードの電位よりも
高いため、フライホイールダイオード２６にとっては逆
方向の電圧が印加された状態となる。
グモードにおいては、出力電流の流れる方向から、ＩＧ
ＢＴ２３，２４に流れる場合（図中実線で示す経路Ａ，
Ｃ）とフライホイールダイオード２５，２６に流れる場
合（図中破線で示す経路Ｂ，Ｄ）との４種類の通電状態
がある。このうち、フライホイールダイオード２６の順
方向に流れる電流は、同図（ｂ）中破線Ｄで示す状態で
流れる電流である。そして、他の状態の場合つまり図中
Ａ，Ｂ，Ｃで示す状態の場合には、出力端子Ｐの電位が
フライホイールダイオード２６のアノードの電位よりも
高いため、フライホイールダイオード２６にとっては逆
方向の電圧が印加された状態となる。
【００３２】フライホイールダイオード２６の順方向の
電流電圧特性は、図６に示すように、素子の温度ＴＣに
応じて異なるカーブで変化するので、逆に、順方向電流
および順方向電圧の両者を検出することにより、どの温
度ＴＣに対応するカーブに相当しているかが推定できる
（図７参照）。そして、フライホイールダイオード２６
とＩＧＢＴ２４とは、同一パッケージ内でしかも同じ銅
パターンからなるコレクタ電極４１上に搭載されている
ので、ＩＧＢＴ２４の温度を推定することができるので
ある。また、このように至近距離でＩＧＢＴ２４の温度
を推定することができることから、ＩＧＢＴ２４の瞬時
的な温度変化に追随してフライホイールダイオード２６
の温度も変化するようになる。
電流電圧特性は、図６に示すように、素子の温度ＴＣに
応じて異なるカーブで変化するので、逆に、順方向電流
および順方向電圧の両者を検出することにより、どの温
度ＴＣに対応するカーブに相当しているかが推定できる
（図７参照）。そして、フライホイールダイオード２６
とＩＧＢＴ２４とは、同一パッケージ内でしかも同じ銅
パターンからなるコレクタ電極４１上に搭載されている
ので、ＩＧＢＴ２４の温度を推定することができるので
ある。また、このように至近距離でＩＧＢＴ２４の温度
を推定することができることから、ＩＧＢＴ２４の瞬時
的な温度変化に追随してフライホイールダイオード２６
の温度も変化するようになる。
【００３３】この実施例においては、フライホイールダ
イオード２６の順方向電流ＩＦおよび順方向電圧ＶＦは
次のようにして検出される。すなわち、フライホイール
ダイオード２６の端子電圧Ｖは、前述のスイッチングパ
ターンに応じてＡ〜Ｄの４通りの電圧値となる。直流電
源２７の出力電圧をＥ，ＩＧＢＴ２３，２４のオン状態
でのコレクタ・エミッタ間電圧をＶＣＥ，フライホイー
ルダイオード２５，２６の順方向電圧をＶＦとすると、
各モードＡ〜Ｄにおけるフライホイールダイオード２６
のアノード端子の電圧値Ｖは、次のように表せる。
イオード２６の順方向電流ＩＦおよび順方向電圧ＶＦは
次のようにして検出される。すなわち、フライホイール
ダイオード２６の端子電圧Ｖは、前述のスイッチングパ
ターンに応じてＡ〜Ｄの４通りの電圧値となる。直流電
源２７の出力電圧をＥ，ＩＧＢＴ２３，２４のオン状態
でのコレクタ・エミッタ間電圧をＶＣＥ，フライホイー
ルダイオード２５，２６の順方向電圧をＶＦとすると、
各モードＡ〜Ｄにおけるフライホイールダイオード２６
のアノード端子の電圧値Ｖは、次のように表せる。
【００３４】 モードＡ Ｖ＝−Ｅ＋ＶＣＥ …（１） モードＢ Ｖ＝−Ｅ−ＶＦ …（２） モードＣ Ｖ＝−ＶＣＥ …（３） モードＤ Ｖ＝＋ＶＦ …（４） となる。したがって、絶縁増幅器２８が出力する検出電
圧のうちでダイオード２９を介して出力されるのはモー
ドＤに相当する電圧Ｖ（＝＋ＶＦ）である（図５（ｂ）
参照）。
圧のうちでダイオード２９を介して出力されるのはモー
ドＤに相当する電圧Ｖ（＝＋ＶＦ）である（図５（ｂ）
参照）。
【００３５】そして、モードＤに相当する電圧Ｖが出力
されると、ピークホールド回路３０はそのときの入力電
圧ＶＦをホールドして出力するようになり（図５（ｃ）
参照）、また、サンプルホールド回路３１は電圧ＶＦが
出力されたタイミングで変流器３３により検出されてい
る電流Ｉをサンプリングおよびホールドして出力するよ
うになる（同図（ｄ）参照）。したがって、このときサ
ンプルホールド回路３１から出力される電流Ｉは、フラ
イホイールダイオード２６に順方向電圧ＶＦが印加され
たときに流れた順方向電流ＩＦとなる。
されると、ピークホールド回路３０はそのときの入力電
圧ＶＦをホールドして出力するようになり（図５（ｃ）
参照）、また、サンプルホールド回路３１は電圧ＶＦが
出力されたタイミングで変流器３３により検出されてい
る電流Ｉをサンプリングおよびホールドして出力するよ
うになる（同図（ｄ）参照）。したがって、このときサ
ンプルホールド回路３１から出力される電流Ｉは、フラ
イホイールダイオード２６に順方向電圧ＶＦが印加され
たときに流れた順方向電流ＩＦとなる。
【００３６】関数演算器３２においては、サンプルホー
ルド回路３１から入力される順方向電流ＩＦをＡ／Ｄ変
換器３４によりデジタル信号に変換して判定回路３６に
与え、ピークホールド回路３０から入力される順方向電
圧＋ＶＦをＡ／Ｄ変換器３５によりデジタル信号に変換
して判定回路３６に与える。判定回路３６は、このとき
の順方向電流値と順方向電圧値とから、前述したよう
に、ＲＯＭ３７に記憶されているフライホイールダイオ
ード２６の温度ＴＣに応じた電流電圧特性のデータに基
づいて、対応する温度ＴＣのカーブに当てはめてそのと
きの温度ＴＣのデータを求め、得られた温度データＴＣ
の値をＤ／Ａ変換器３８を介してアナログ信号に変換
し、フライホイールダイオード２６の温度ＴＣに比例し
た直流電圧信号（図７参照）を推定温度信号ＴＳとして
出力するようになる。
ルド回路３１から入力される順方向電流ＩＦをＡ／Ｄ変
換器３４によりデジタル信号に変換して判定回路３６に
与え、ピークホールド回路３０から入力される順方向電
圧＋ＶＦをＡ／Ｄ変換器３５によりデジタル信号に変換
して判定回路３６に与える。判定回路３６は、このとき
の順方向電流値と順方向電圧値とから、前述したよう
に、ＲＯＭ３７に記憶されているフライホイールダイオ
ード２６の温度ＴＣに応じた電流電圧特性のデータに基
づいて、対応する温度ＴＣのカーブに当てはめてそのと
きの温度ＴＣのデータを求め、得られた温度データＴＣ
の値をＤ／Ａ変換器３８を介してアナログ信号に変換
し、フライホイールダイオード２６の温度ＴＣに比例し
た直流電圧信号（図７参照）を推定温度信号ＴＳとして
出力するようになる。
【００３７】このような本実施例によれば、ＩＧＢＴ２
４とフライホイールダイオード２６とを同一の銅パター
ンであるコレクタ電極４１上に搭載し、そのフライホイ
ールダイオード２６の順方向電流および順方向電圧を検
出し、判定回路３６において、ＲＯＭ３７内に記憶して
いる電流電圧特性のデータと比較することにより対応す
る温度ＴＣを判定するようにしたので、フライホイール
ダイオード２６を、ＩＧＢＴ２４の瞬時的な温度変化に
追随させて温度を変化させることができ、したがって、
その推定温度からＩＧＢＴ２６の瞬時的な温度を正確に
推定することができるようになる。これによって、ＩＧ
ＢＴ２５，２６に流れる過電流を防止するように制御す
ることができ、素子の破壊から確実に保護することがで
きるようになる。
４とフライホイールダイオード２６とを同一の銅パター
ンであるコレクタ電極４１上に搭載し、そのフライホイ
ールダイオード２６の順方向電流および順方向電圧を検
出し、判定回路３６において、ＲＯＭ３７内に記憶して
いる電流電圧特性のデータと比較することにより対応す
る温度ＴＣを判定するようにしたので、フライホイール
ダイオード２６を、ＩＧＢＴ２４の瞬時的な温度変化に
追随させて温度を変化させることができ、したがって、
その推定温度からＩＧＢＴ２６の瞬時的な温度を正確に
推定することができるようになる。これによって、ＩＧ
ＢＴ２５，２６に流れる過電流を防止するように制御す
ることができ、素子の破壊から確実に保護することがで
きるようになる。
【００３８】また、本実施例によれば、ＩＧＢＴ２３に
一体に組み込まれているフライホイールダイオード２６
を利用して温度検出を行うようにしたので、温度検出用
のセンサを別途に設ける必要がなく、汎用のブリッジ回
路を適用できるようになり、したがって、全体としてコ
スト低下を図ることができる。
一体に組み込まれているフライホイールダイオード２６
を利用して温度検出を行うようにしたので、温度検出用
のセンサを別途に設ける必要がなく、汎用のブリッジ回
路を適用できるようになり、したがって、全体としてコ
スト低下を図ることができる。
【００３９】そして、本実施例によれば、電圧検出手段
として絶縁増幅器２８を用いているので、インバータブ
リッジ回路２１側の電位変動等の悪影響が温度検出部２
２側に及ぶことを防止することができ、したがって、常
に、正確な電圧を検出することができるようになる。
として絶縁増幅器２８を用いているので、インバータブ
リッジ回路２１側の電位変動等の悪影響が温度検出部２
２側に及ぶことを防止することができ、したがって、常
に、正確な電圧を検出することができるようになる。
【００４０】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。順方向
電流および順方向電圧を検出する整流素子は、フライホ
イールダイオード２５を利用しても良い。半導体スイッ
チング素子は、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、サイ
リスタ、トライアック、ＳＩＴなどでも良い。電力変換
器は、スイッチング電源装置などでも良い。
のではなく、次のように変形または拡張できる。順方向
電流および順方向電圧を検出する整流素子は、フライホ
イールダイオード２５を利用しても良い。半導体スイッ
チング素子は、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、サイ
リスタ、トライアック、ＳＩＴなどでも良い。電力変換
器は、スイッチング電源装置などでも良い。
【００４１】実施例中で、三相のインバータ装置の他の
インバータブリッジ回路のフライホイールダイオードに
ついても温度検出を行う構成とすることもでき、この場
合には、さらに検出精度を個々の半導体スイッチング素
子に対応して推定することができる。半導体スイッチン
グ素子が１個使用される電力変換器にも適用できる。電
圧検出手段は、一般的な電圧検出回路を用いることもで
きる。推定手段としての関数演算器３２を、マイクロコ
ンピュータなどから構成し、上述の温度推定手順を検出
プログラムにより実現するように構成することができ
る。
インバータブリッジ回路のフライホイールダイオードに
ついても温度検出を行う構成とすることもでき、この場
合には、さらに検出精度を個々の半導体スイッチング素
子に対応して推定することができる。半導体スイッチン
グ素子が１個使用される電力変換器にも適用できる。電
圧検出手段は、一般的な電圧検出回路を用いることもで
きる。推定手段としての関数演算器３２を、マイクロコ
ンピュータなどから構成し、上述の温度推定手順を検出
プログラムにより実現するように構成することができ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電力変換
器の温度検出装置によれば、次のような効果が得られ
る。すなわち、請求項１記載の電力変換器の温度検出装
置によれば、整流素子を半導体スイッチング素子と一体
に且つその両端に逆並列接続して設け、その整流素子の
順方向電流および順方向電圧をそれぞれ電流検出手段お
よび電圧検出手段により検出して、その検出結果に基づ
いて温度推定手段により整流素子の温度を推定するよう
にしたので、半導体スイッチング素子の至近距離に位置
する整流素子の推定温度から半導体スイッチング素子の
瞬時的な温度変化に追随して正確に温度を推定すること
ができるようになり、半導体スイッチング素子の過電流
による破壊などを確実に防止する制御を実施できるとい
う優れた効果を奏する。
器の温度検出装置によれば、次のような効果が得られ
る。すなわち、請求項１記載の電力変換器の温度検出装
置によれば、整流素子を半導体スイッチング素子と一体
に且つその両端に逆並列接続して設け、その整流素子の
順方向電流および順方向電圧をそれぞれ電流検出手段お
よび電圧検出手段により検出して、その検出結果に基づ
いて温度推定手段により整流素子の温度を推定するよう
にしたので、半導体スイッチング素子の至近距離に位置
する整流素子の推定温度から半導体スイッチング素子の
瞬時的な温度変化に追随して正確に温度を推定すること
ができるようになり、半導体スイッチング素子の過電流
による破壊などを確実に防止する制御を実施できるとい
う優れた効果を奏する。
【００４３】請求項２記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、温度推定手段を、整流素子の温度に応じた順
方向電流電圧特性データを記憶している記憶手段と、順
方向電流および順方向電圧の値と記憶手段の特性データ
とを比較して整流素子の温度を判定する判定手段とから
構成したので、半導体スイッチング素子の至近距離に位
置する整流素子の推定温度から半導体スイッチング素子
の瞬時的な温度変化に追随して正確に温度を推定するこ
とができるようになり、半導体スイッチング素子の過電
流による破壊などを確実に防止する制御を実施できると
いう優れた効果を奏する。
によれば、温度推定手段を、整流素子の温度に応じた順
方向電流電圧特性データを記憶している記憶手段と、順
方向電流および順方向電圧の値と記憶手段の特性データ
とを比較して整流素子の温度を判定する判定手段とから
構成したので、半導体スイッチング素子の至近距離に位
置する整流素子の推定温度から半導体スイッチング素子
の瞬時的な温度変化に追随して正確に温度を推定するこ
とができるようになり、半導体スイッチング素子の過電
流による破壊などを確実に防止する制御を実施できると
いう優れた効果を奏する。
【００４４】請求項３記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、電圧検出手段を整流素子の両端子間にかかる
電圧を入力信号とする絶縁増幅器から構成したので、判
定手段側に電力出力側の電気的結合を遮断することがで
き、判定手段とその出力部を電気事故等による電力出力
側からの過電圧印加等を防止して保護することができる
という優れた効果を奏する。
によれば、電圧検出手段を整流素子の両端子間にかかる
電圧を入力信号とする絶縁増幅器から構成したので、判
定手段側に電力出力側の電気的結合を遮断することがで
き、判定手段とその出力部を電気事故等による電力出力
側からの過電圧印加等を防止して保護することができる
という優れた効果を奏する。
【００４５】請求項４記載の電力変換器の温度検出装置
によれば、電力変換器を、半導体スイッチング素子と整
流素子としてのフライホイールダイオードとを用いて構
成されるインバータ装置とし、電流検出手段を、インバ
ータ装置の出力電流を検出するように構成したので、温
度検出のための整流素子を別途に設ける必要がなくな
り、また、特別に検出端子を設けることなく簡単な構成
として出力端子の電流を検出することができるという優
れた効果を奏する。
によれば、電力変換器を、半導体スイッチング素子と整
流素子としてのフライホイールダイオードとを用いて構
成されるインバータ装置とし、電流検出手段を、インバ
ータ装置の出力電流を検出するように構成したので、温
度検出のための整流素子を別途に設ける必要がなくな
り、また、特別に検出端子を設けることなく簡単な構成
として出力端子の電流を検出することができるという優
れた効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図
【図２】関数演算器の電気的構成図
【図３】ＩＧＢＴモジュールの縦断側面図
【図４】インバータ回路のスイッチングモードの説明図
【図５】スイッチングモードに対応するダイオード電流
と各部の出力の説明図
と各部の出力の説明図
【図６】ダイオードの電流−電圧特性の温度依存特性図
【図７】ダイオードの温度と検出温度との相関図
【図８】従来例を示す温度センサを搭載したスイッチン
グ素子の縦断側面図
グ素子の縦断側面図
【図９】図８相当図
２１はインバータブリッジ回路（電力変換器、インバー
タ装置）、２２は温度検出部、２３，２４は絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ（半導体スイッチング素
子）、２５，２６はフライホイールダイオード（整流素
子）、２７は直流電源、２８は絶縁増幅器（電圧検出手
段）、２９はダイオード、３０はピークホールド回路、
３１はサンプリングホールド回路、３２は関数演算器、
３３は変流器（電流検出手段）、３４，３５はＡ／Ｄ変
換器、３６は判定回路（判定手段）、３７はＲＯＭ（記
憶手段）、３８はＤ／Ａ変換器、３９は放熱板、４０は
セラミック板、４１はコレクタ電極、４２がエミッタ電
極、４３はアノード電極である。
タ装置）、２２は温度検出部、２３，２４は絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ（半導体スイッチング素
子）、２５，２６はフライホイールダイオード（整流素
子）、２７は直流電源、２８は絶縁増幅器（電圧検出手
段）、２９はダイオード、３０はピークホールド回路、
３１はサンプリングホールド回路、３２は関数演算器、
３３は変流器（電流検出手段）、３４，３５はＡ／Ｄ変
換器、３６は判定回路（判定手段）、３７はＲＯＭ（記
憶手段）、３８はＤ／Ａ変換器、３９は放熱板、４０は
セラミック板、４１はコレクタ電極、４２がエミッタ電
極、４３はアノード電極である。
Claims (4)
- 【請求項１】 電力変換器に使用される半導体スイッチ
ング素子の温度を検出する電力変換器の温度検出装置に
おいて、 前記半導体スイッチング素子と一体に設けられその半導
体スイッチング素子の両端に逆並列接続された整流素子
と、 この整流素子の順方向電流を検出する電流検出手段と、 前記整流素子の順方向電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電流検出手段および電圧検出手段により検出された
順方向電流および順方向電圧の値に基づいて前記整流素
子の温度を推定する温度推定手段とを具備したことを特
徴とする電力変換器の温度検出装置。 - 【請求項２】 前記温度推定手段は、 前記整流素子の温度に応じた順方向電流電圧特性データ
を記憶している記憶手段と、 前記電流検出手段および電圧検出手段により検出された
順方向電流および順方向電圧の値を前記記憶手段の順方
向電流電圧特性データと比較して前記整流素子の温度を
判定する判定手段とから構成されていることを特徴とす
る請求項１記載の電力変換器の温度検出装置。 - 【請求項３】 前記電圧検出手段は、前記整流素子の両
端子間にかかる電圧を入力信号とする絶縁増幅器からな
ることを特徴とする請求項１または２記載の電力変換器
の温度検出装置。 - 【請求項４】 前記電力変換器は、半導体スイッチング
素子と整流素子としてのフライホイールダイオードとを
用いて構成されるインバータ装置からなり、 前記電流検出手段は、前記インバータ装置の出力電流を
検出するように設けられていることを特徴とする請求項
１，２または３記載の電力変換器の温度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025798A JPH07234162A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 電力変換器の温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025798A JPH07234162A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 電力変換器の温度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234162A true JPH07234162A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12175875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025798A Pending JPH07234162A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 電力変換器の温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07234162A (ja) |
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921618A2 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Antriebseinheit |
| JPH11252896A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | Ｉｅｇｔのゲート制御装置 |
| EP1154251A1 (en) | 2000-05-09 | 2001-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating temperature and device for the effecting of the same |
| JP2002148124A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-05-22 | Valeo Climatisation | 暖房／空調設備のための測定装置 |
| US6559481B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-05-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device for precise measurement of a forward voltage effect |
| WO2004017507A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2004-02-26 | Sanken Electric Co., Ltd. | 過熱保護装置 |
| JP2005323417A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2008070300A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 温度検出装置 |
| CN100382423C (zh) * | 2003-10-22 | 2008-04-16 | 英特赛尔美国股份有限公司 | 通过同步降压转换器的mosfet测量温度和电流的技术 |
| JP2009106106A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| US7566845B2 (en) | 2005-12-20 | 2009-07-28 | Sanken Electric Co., Ltd. | Overheat protection circuit for power supply devices and direct-current power supply device |
| EP2267876A1 (en) | 2009-06-24 | 2010-12-29 | Hitachi, Ltd. | Power converter for traction control and transportation system |
| JP2011097812A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | インバータ装置 |
| JP2011237410A (ja) * | 2010-05-03 | 2011-11-24 | Sharp Corp | 温度センサアレイ回路用のアレイ素子、該アレイ素子を用いた温度センサアレイ回路、および、該温度センサアレイ回路を含むａｍ−ｅｗｏｄ装置 |
| JP2012010430A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Toshiba Corp | 半導体スイッチ、制御装置、電力変換装置及び半導体装置 |
| US20120299569A1 (en) * | 2011-05-23 | 2012-11-29 | Alpha and Omega Semiconductor Inc. | Constant On-Time Switching Regulator Implementing Light Load Control |
| US8493047B2 (en) | 2011-05-23 | 2013-07-23 | Alpha And Omega Semiconductor Incorporated | Constant on-time switching regulator implementing dual control loops |
| JP2015109776A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
| JP2015228771A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
| KR101656378B1 (ko) * | 2015-05-13 | 2016-09-09 | 한양대학교 산학협력단 | 압전 소자를 이용한 전력 소자 온도 계측 장치 |
| US9790944B2 (en) | 2013-12-05 | 2017-10-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Motor-driven compressor with switching element |
| JP2017192183A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | Ｄｃ−ｄｃ電圧変換装置 |
| JP2018007476A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体モジュールおよびパワーエレクトロニクス機器 |
| US9938976B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Motor-driven compressor with switching element |
| JP2019193409A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 矢崎総業株式会社 | 異常検出装置及び電源装置 |
| JP2019216571A (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | 株式会社日立産機システム | 電力変換器 |
| WO2020125731A1 (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 苏州蓝石新动力有限公司 | 一种功率管内核温度检测系统与方法 |
| JP2022501990A (ja) * | 2018-09-21 | 2022-01-06 | マシイネンフアブリーク・ラインハウゼン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | パワー半導体装置の動作の分析 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP6025798A patent/JPH07234162A/ja active Pending
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921618A3 (de) * | 1997-12-05 | 2001-05-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Antriebseinheit |
| EP0921618A2 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Antriebseinheit |
| JPH11252896A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | Ｉｅｇｔのゲート制御装置 |
| EP1154251A1 (en) | 2000-05-09 | 2001-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating temperature and device for the effecting of the same |
| US6854881B2 (en) | 2000-05-09 | 2005-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating temperature and device for the effecting same |
| JP2002148124A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-05-22 | Valeo Climatisation | 暖房／空調設備のための測定装置 |
| US6559481B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-05-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device for precise measurement of a forward voltage effect |
| WO2004017507A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2004-02-26 | Sanken Electric Co., Ltd. | 過熱保護装置 |
| US7215525B2 (en) | 2002-08-13 | 2007-05-08 | Sanken Electric Co., Ltd. | Overheat protector for a dc-to-dc converter or the like |
| CN100382423C (zh) * | 2003-10-22 | 2008-04-16 | 英特赛尔美国股份有限公司 | 通过同步降压转换器的mosfet测量温度和电流的技术 |
| JP2005323417A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| US7566845B2 (en) | 2005-12-20 | 2009-07-28 | Sanken Electric Co., Ltd. | Overheat protection circuit for power supply devices and direct-current power supply device |
| JP2008070300A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 温度検出装置 |
| JP2009106106A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| EP2267876A1 (en) | 2009-06-24 | 2010-12-29 | Hitachi, Ltd. | Power converter for traction control and transportation system |
| JP2011010404A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Hitachi Ltd | 電力変換器およびそれを用いた電動機駆動装置、輸送装置 |
| JP2011097812A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | インバータ装置 |
| US8582335B2 (en) * | 2009-11-02 | 2013-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inverter apparatus |
| US20120217795A1 (en) * | 2009-11-02 | 2012-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inverter apparatus |
| JP2011237410A (ja) * | 2010-05-03 | 2011-11-24 | Sharp Corp | 温度センサアレイ回路用のアレイ素子、該アレイ素子を用いた温度センサアレイ回路、および、該温度センサアレイ回路を含むａｍ−ｅｗｏｄ装置 |
| JP2012010430A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Toshiba Corp | 半導体スイッチ、制御装置、電力変換装置及び半導体装置 |
| KR101317590B1 (ko) * | 2010-06-22 | 2013-10-11 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전력 변환 장치 및 반도체 스위치 |
| US8493047B2 (en) | 2011-05-23 | 2013-07-23 | Alpha And Omega Semiconductor Incorporated | Constant on-time switching regulator implementing dual control loops |
| US20120299569A1 (en) * | 2011-05-23 | 2012-11-29 | Alpha and Omega Semiconductor Inc. | Constant On-Time Switching Regulator Implementing Light Load Control |
| US8493048B2 (en) * | 2011-05-23 | 2013-07-23 | Alpha And Omega Semiconductor Incorporated | Constant on-time switching regulator implementing light load control |
| US9938976B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Motor-driven compressor with switching element |
| JP2015109776A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
| US9790944B2 (en) | 2013-12-05 | 2017-10-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Motor-driven compressor with switching element |
| US9964111B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-05-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Motor-driven compressor with switching element |
| JP2015228771A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
| KR101656378B1 (ko) * | 2015-05-13 | 2016-09-09 | 한양대학교 산학협력단 | 압전 소자를 이용한 전력 소자 온도 계측 장치 |
| JP2017192183A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | Ｄｃ−ｄｃ電圧変換装置 |
| JP2018007476A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体モジュールおよびパワーエレクトロニクス機器 |
| JP2019193409A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 矢崎総業株式会社 | 異常検出装置及び電源装置 |
| JP2019216571A (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | 株式会社日立産機システム | 電力変換器 |
| JP2022501990A (ja) * | 2018-09-21 | 2022-01-06 | マシイネンフアブリーク・ラインハウゼン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | パワー半導体装置の動作の分析 |
| WO2020125731A1 (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 苏州蓝石新动力有限公司 | 一种功率管内核温度检测系统与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07234162A (ja) | 電力変換器の温度検出装置 | |
| JP6924207B2 (ja) | 結合部の温度と電流の検知 | |
| US8057094B2 (en) | Power semiconductor module with temperature measurement | |
| US7035064B2 (en) | Method and circuit arrangement with adaptive overload protection for power switching devices | |
| Motto et al. | IGBT module with user accessible on-chip current and temperature sensors | |
| US20050197799A1 (en) | Temperature detection method of semiconductor device and power conversion apparatus | |
| JP7446389B2 (ja) | 半導体装置および電力変換装置 | |
| JP4892032B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| KR100591205B1 (ko) | 반도체 파워모듈 및 그 모듈의 주회로 전류값을 계측하는주회로 전류계측 시스템 | |
| US20200049569A1 (en) | Power Semiconductor Circuit and Method for Determining a Temperature of a Power Semiconductor Component | |
| JPWO2017168951A1 (ja) | 過熱保護制御装置および車載用電力回路装置 | |
| JP2000050633A (ja) | 特性図に方向づけられた過負荷評価装置を有する回路装置 | |
| WO2018086666A1 (en) | Junction temperature measurement in a power semiconductor module | |
| JP2016220481A (ja) | 電力変換装置 | |
| US20190304867A1 (en) | Semiconductor apparatus | |
| US5737200A (en) | Semiconductor device protection method | |
| JP2006332176A (ja) | 半導体装置 | |
| US20210048472A1 (en) | Semiconductor device and power converter | |
| JP2023111741A (ja) | 電力変換装置、過熱判定装置及び過熱判定方法 | |
| JP2020525797A (ja) | 発光によりパワーエレクトロニクス部品の冷却路の熱劣化を測定するためのデバイス | |
| US11929354B2 (en) | Power semiconductor module | |
| US20220206043A1 (en) | Method for manufacturing a short-circuit protection device, and associated short-circuit protection device and power module | |
| JP2023109223A (ja) | 劣化検出装置、電力変換装置及び劣化検出方法 | |
| JP2023111742A (ja) | 電力変換装置、温度推定装置及び温度推定方法 | |
| JP2023109224A (ja) | 劣化検出装置、電力変換装置及び劣化検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041215 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Effective date: 20050114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 |