JP2003134839A - Power converter - Google Patents

Power converter

Info

Publication number
JP2003134839A
JP2003134839A JP2001329650A JP2001329650A JP2003134839A JP 2003134839 A JP2003134839 A JP 2003134839A JP 2001329650 A JP2001329650 A JP 2001329650A JP 2001329650 A JP2001329650 A JP 2001329650A JP 2003134839 A JP2003134839 A JP 2003134839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor element
temperature
load current
power
time
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
Application number
JP2001329650A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Kobayashi
知宏 小林
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001329650A priority Critical patent/JP2003134839A/en
Publication of JP2003134839A publication Critical patent/JP2003134839A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a conventional power converter wherein the capacity of the power converter cannot deal flexibly with various modes, e.g. various uses or capacities, from a power converter for short time operation to an ordinary power converter. SOLUTION: Junction temperature of a semiconductor element is estimated from a current being supplied to a load from a power converter comprising the semiconductor element and then an operable time elapsing before the junction temperature reaches a limit operable temperature is estimated. Rating of the power converter is set by the load current and the estimated operable time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体素子から構
成された電力変換装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device composed of semiconductor elements.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１５従来の一般的な電力変換装置によ
る無停電電源装置を示す接続図、図１６は従来の一般的
な電力変換装置に使われている装置定格の説明図であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 15 is a connection diagram showing an uninterruptible power supply system using a conventional general power converter, and FIG. 16 is an explanatory diagram of device ratings used in a conventional general power converter.

【０００３】図１５において、１は商用周波数の電力系
統電源、２は負荷、３は負荷電流を検出するＣＴ、５は
電動ファン等の冷却手段、６はバッテリ等の蓄電手段、
８はゲ−ト駆動回路、９は変調回路、１０は電流リミッ
タ、１３は負荷シャットダウン信号で、前記負荷のコン
ピュ−タ（図示せず）をシャットダウンさせる信号であ
る。１４は発電機（図示せず）への運転指令、１５は交
流を直流に変換するコンバ−タ、１６は出力切替スイッ
チ、１７は主制御回路である。In FIG. 15, 1 is a power system power supply of commercial frequency, 2 is a load, 3 is a CT for detecting a load current, 5 is a cooling means such as an electric fan, 6 is a power storage means such as a battery,
Reference numeral 8 is a gate drive circuit, 9 is a modulation circuit, 10 is a current limiter, and 13 is a load shutdown signal, which is a signal for shutting down a computer (not shown) of the load. Reference numeral 14 is an operation command to a generator (not shown), 15 is a converter for converting AC to DC, 16 is an output changeover switch, and 17 is a main control circuit.

【０００４】１８は当該直流を交流に変換するインバ−
タで、その出力は前記主制御回路１７により、前記ゲ−
ト駆動回路８、前記変調回路９、及び前記電流リミッタ
１０を介して制御される。１５１は前記コンバ−タ１５
の主制御回路、１６１はバイパス回路、１７５は前記主
制御回路１７の概略制御特性で、１７６は連続運転定
格、１７７は過負荷耐量、１７９はバイパス回路給電
（前記コンバ−タ１５や前記インバ−タ４からなる電力
変換装置の停止）領域である。Reference numeral 18 is an inverter for converting the direct current into an alternating current.
Output by the main control circuit 17.
It is controlled via the drive circuit 8, the modulation circuit 9, and the current limiter 10. 151 is the converter 15
Main control circuit, 161 is a bypass circuit, 175 is a general control characteristic of the main control circuit 17, 176 is a continuous operation rating, 177 is an overload withstand capacity, 179 is a bypass circuit power supply (the converter 15 or the inverter 15). This is a region in which the power conversion device including the power converter 4 is stopped).

【０００５】次に、図１５の動作を説明する。通常は、
前記電力系統電源１からくる電力は一旦前記コンバ−タ
１５で直流に変換され、前記蓄電手段６に蓄えられなが
ら、前記インバ−タ１８で再び交流に変換され、安定し
た電圧、周波数となって、前記負荷２に常時供給され
る。Next, the operation of FIG. 15 will be described. Normally,
The electric power from the power system power source 1 is once converted into direct current by the converter 15 and is stored in the storage means 6 and is converted back into alternating current by the inverter 18 to have a stable voltage and frequency. , Is constantly supplied to the load 2.

【０００６】このように、前記コンバ−タ１５や前記イ
ンバ−タ４からなる電力変換装置は、常時稼動している
ことが前提の為、その定格は連続運転定格のみで定義さ
れ、また、連続運転定格を超える過負荷時には、過負荷
耐量と言われる一種の過負荷時定格により予め設定され
た一定時間だけ、前記コンバ−タ１５や前記インバ−タ
４からなる前記電力変換装置が動作した後、前記出力切
換スイッチ１６が、前記過負荷耐量の高い前記バイパス
回路１６１に切り換えを行い、前記コンバ−タ１５や前
記インバ−タ４からなる前記電力変換装置は停止し、前
記負荷２への給電は、前記バイパス回路１６１を介して
前記系統電源１から行なわれる。As described above, since the power converter including the converter 15 and the inverter 4 is always operating, the rating is defined only by the continuous operation rating, and the rating is continuous. At the time of overload exceeding the operating rating, after the power conversion device including the converter 15 and the inverter 4 operates for a certain time preset by a kind of overload rating called overload withstanding capacity. The output changeover switch 16 switches to the bypass circuit 161 having a high overload withstand capacity, the power conversion device including the converter 15 and the inverter 4 is stopped, and the power is supplied to the load 2. Is performed from the system power supply 1 via the bypass circuit 161.

【０００７】なお、電力用半導体素子から構成された電
力変換装置においては、その運転中、前記電力用半導体
素子のジャンクション部ではその発生損失により温度
（以下ジャンクション温度と記す）が上昇すると共に、
その熱は、半導体素子内部、半導体素子ケ−ス、冷却フ
ィンの順に、時間の経過に伴って徐々に伝導していく
が、前記ジャンクション温度が半導体の許容範囲を超え
ると電力用半導体素子は焼損する。[0007] In a power conversion device composed of a power semiconductor element, the temperature (hereinafter referred to as a junction temperature) rises due to the generated loss at the junction portion of the power semiconductor element during its operation.
The heat is gradually conducted in the order of the inside of the semiconductor device, the semiconductor device case, and the cooling fin with the passage of time. However, when the junction temperature exceeds the allowable range of the semiconductor, the power semiconductor device is burned out. To do.

【０００８】このため、万が一、ユ−ザが電力変換装置
の連続運転定格を上回る負荷２を接続したり、何らかの
要因で、負荷が前記電力変換装置の連続運転定格を上回
った場合、一種の過負荷時定格である過負荷耐量により
予め設定された一定時間だけ前記コンバ−タ１５や前記
インバ−タ４からなる前記電力変換装置が動作した後、
前記出力切換スイッチ１６が、前記過負荷耐量の高い前
記バイパス回路１６１に切り換えを行い、前記コンバ−
タ１５や前記インバ−タ４からなる前記電力変換装置は
停止し、前記負荷２への給電は、前記バイパス回路１６
１を介して前記系統電源１から行なわれるようにされて
いる。Therefore, if a user connects a load 2 that exceeds the continuous operation rating of the power converter or if the load exceeds the continuous operation rating of the power converter for some reason, a kind of overload occurs. After the power conversion device composed of the converter 15 and the inverter 4 is operated for a predetermined time set in advance by the overload withstanding capacity which is the load rating,
The output changeover switch 16 changes over to the bypass circuit 161 having a high overload withstanding capability, and
The power conversion device including the inverter 15 and the inverter 4 is stopped, and power is supplied to the load 2 by the bypass circuit 16
The power is supplied from the system power source 1 via the line 1.

【０００９】ここで、連続運転が前提となっている前記
コンバ−タ１５や前記インバ−タ４からなる前記電力変
換装置の前記連続運転定格、前記一種の過負荷時定格で
ある過負荷耐量について詳述する。例えば、前記コンバ
−タ１５や前記インバ−タ４からなる前記電力変換装置
が無停電電源装置の場合、１９８９年２月２５日に電気
書院から発行された文献「無停電電源装置（ＵＰＳ）導
入実線ガイド」（定由征次著、星敏彦監修）の６・２節
の第６・２表及び説明に、連続しようの定格容量と短時
間の過負荷耐量が示され、「出力の過負荷や短絡でＣＶ
ＣＦインバ−タを保護することから、過負荷耐量や過電
流耐量が規定されている。一般には、１５０％電流で１
０秒間、１２０％電流で１分間の耐量を有している。」
と記載されている。[0009] Here, the continuous operation rating of the power conversion device including the converter 15 and the inverter 4 which is premised on the continuous operation, and the overload withstanding capacity which is the kind of overload rating. Detailed description. For example, when the power conversion device including the converter 15 and the inverter 4 is an uninterruptible power supply device, a document "Uninterruptible Power Supply (UPS) Introduction" issued by Densho Shoin on February 25, 1989. "Solid Line Guide" (edited by Seiji Sadayoshi, supervised by Toshihiko Hoshi), Table 6.2 in Section 6.2 and explanation shows continuous rated capacity and short-time overload withstand capacity. Or short circuit CV
Since the CF inverter is protected, the overload withstand capability and overcurrent withstand capability are specified. Generally, 1 at 150% current
It has a resistance of 120% current for 1 second for 0 second. "
Is described.

【００１０】実際の前記コンバ−タ１５や前記インバ−
タ４からなる前記電力変換装置においても前記文献内容
に準じて前記連続運転定格、前記一種の過負荷時定格で
ある過負荷耐量を適用し、該連続運転定格、前記一種の
過負荷時定格である過負荷耐量や過電流耐量に沿って稼
動／停止の動作をするように、前記コンバ−タ１５や前
記インバ−タ４からなる前記電力変換装置は作られてい
る。The actual converter 15 and the inverter
In the power conversion device including the power converter 4 as well, the continuous operation rating and the kind of overload withstanding capability, which is the kind of overload rating, are applied in accordance with the contents of the literature, and the continuous operation rating and the kind of overload type The power conversion device including the converter 15 and the inverter 4 is constructed so as to be operated / stopped according to a certain overload withstanding capability and overcurrent withstanding capability.

【００１１】図１６は前述の連続運転定格、一種の過負
荷時定格である過電流耐量に沿った運転／停止の動作を
説明するための詳細説明図で、横軸は、前記コンバ−タ
１５や前記インバ−タ４からなる前記電力変換装置の稼
動許容時間、縦軸は負荷量＜負荷電流＞である。この図
１６において、連続運転定格１７６の領域は、図中、各
点ＡＢＭＮＡにより囲まれている領域で、前記電力変換
装置の定格容量から定まる負荷電流０〜１００％の範囲
では前記コンバ−タ１５や前記インバ−タ４からなる前
記電力変換装置は図示のように連続稼動ができる。FIG. 16 is a detailed explanatory diagram for explaining the operation / stop operation according to the above-mentioned continuous operation rating, which is a kind of overload rating, which is an overcurrent withstanding capacity, and the horizontal axis indicates the converter 15 And the allowable operating time of the power conversion device including the inverter 4, the vertical axis represents the load amount <load current>. In FIG. 16, a region of continuous operation rating 176 is a region surrounded by points ABMNA in the figure, and the converter 15 is in the range of load current 0 to 100% determined from the rated capacity of the power converter. The power conversion device including the inverter 4 and the inverter 4 can be continuously operated as illustrated.

【００１２】１２０％電流で１分間の過電流耐量の領域
は、図中、各点ＢＣＪＫＢにより囲まれている領域で、
負荷電流Ｉが１００＜Ｉ≦１２０％の範囲になった場
合、該範囲に入った時点から１分後に、負荷電流の大き
さに関係なく、前記コンバ−タ１５や前記インバ−タ４
からなる前記電力変換装置は停止する。例えば、負荷電
流Ｉがの場合との場合、電流値は＜であるが、
の何れも、負荷電流Ｉが１００＜Ｉ≦１２０％の範
囲に入った時点ｔ１から１分後のｔ３時点で前記電力変
換装置は停止する。The region of overcurrent withstanding capability of 120% current for 1 minute is the region surrounded by each point BCJKB in the figure,
When the load current I is in the range of 100 <I ≦ 120%, one minute after the load current I enters the range, the converter 15 and the inverter 4 are irrespective of the magnitude of the load current.
The power conversion device consisting of is stopped. For example, when the load current I is and the current value is <,
In any of the above cases, the power converter is stopped at time t3, which is one minute after time t1 when the load current I enters the range of 100 <I ≦ 120%.

【００１３】１５０％電流で１０秒間の過電流耐量の領
域は、図中、各点ＣＤＦＧＣにより囲まれている領域
で、負荷電流Ｉが１２０＜Ｉ≦１５０％の範囲になった
場合、該範囲に入った時点から１０秒後に、負荷電流の
大きさに関係なく、前記コンバ−タ１５や前記インバ−
タ４からなる前記電力変換装置は停止する。例えば、負
荷電流Ｉがの場合との場合、電流値は＜である
が、の何れも、負荷電流Ｉが１２０＜Ｉ≦１５０％
の範囲に入った時点ｔ１から１０秒後のｔ２時点で前記
電力変換装置は停止する。The region of overcurrent withstand current at 150% current for 10 seconds is the region surrounded by the points CDFGC in the figure, and when the load current I is in the range of 120 <I ≦ 150%, Ten seconds after the start of the operation, the converter 15 and the inverter are irrespective of the magnitude of the load current.
The power conversion device including the power converter 4 is stopped. For example, when the load current I is and the current value is <, the load current I is 120 <I ≦ 150% in both cases.
The power conversion device is stopped at time t2, which is 10 seconds after the time t1 when the power conversion device enters the range.

【００１４】また、負荷電流Ｉが、前述の１２０％電流
で１分間の過電流耐量（１００＜Ｉ≦１２０％）の範囲
に入った場合、及び前述の１５０％電流で１０秒間の過
電流耐量（１２０＜Ｉ≦１５０％）の範囲に入った場
合、の前記インバ−タ４からなる前記電力変換装置の停
止は、前述の図１５における前記主制御回路１７が行な
う。即ち、ＣＴ３によって検出された負荷電流が、前記
範囲（１００＜Ｉ≦１２０％、１２０＜Ｉ≦１５０％）
内に入ったことを前記主制御回路１７が判定し、周知の
ゲ−トブロック回路により対応インバ−タ１８を停止さ
せる。Further, when the load current I falls within the range of the above-mentioned 120% current for 1 minute of overcurrent withstand current (100 <I≤120%), and the above 150% current for 10 seconds of overcurrent withstand capability. In the case of entering the range of (120 <I ≦ 150%), the main control circuit 17 in FIG. 15 described above stops the power conversion device including the inverter 4. That is, the load current detected by CT3 is within the above range (100 <I ≦ 120%, 120 <I ≦ 150%).
The main control circuit 17 determines that the corresponding inverter has been entered, and the corresponding inverter 18 is stopped by a well-known gate block circuit.

【００１５】なお図１６中、前記連続運転定格内（負荷
電流Ｉ＝０〜１００％）の領域１７６、前記過電流耐量
内（１００＜Ｉ≦１２０％、１２０＜Ｉ≦１５０％）の
領域１７７、を除く他の領域、即ち図中の各点ＭＫＪＧ
ＦＤＥＬＭに囲まれハッチングを施した領域は、前記コ
ンバ−タ１５や前記インバ−タ４からなる前記電力変換
装置の稼動非許容領域、即ちバイパス回路１６１経由で
負荷２へ給電している領域である。In FIG. 16, a region 176 within the continuous operation rating (load current I = 0 to 100%) and a region 177 within the overcurrent withstand amount (100 <I ≦ 120%, 120 <I ≦ 150%). Other areas except ,, that is, each point MKJG in the figure
A hatched area surrounded by FDELM is an operation non-permissible area of the power conversion device including the converter 15 and the inverter 4, that is, an area in which power is supplied to the load 2 via the bypass circuit 161. .

【００１６】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来においては、前述
のように、電力変換装置の定格が、電力変換装置の連続
運転を前提にして定義されており、また、連続運転定格
を超える過負荷電流に対しても、過負荷電流が流れ始め
てから一定時間で電力変換装置の運転を停止する過負荷
耐量（過電流耐量）の考え方に基づいて、電力変換装置
が作られている。従って、短時間しか稼動しない電力変
換装置、例えば、常時商用給電の負荷に対する瞬停対策
装置として電力系統の停電時のみに１０秒前後の短時間
稼動が行なわれる電力変換装置を作る場合、過渡熱容量
が大きく影響し、前述の従来の連続運転定格や過負荷耐
量（過電流耐量）の考え方に基づいて電力変換装置を作
れば、必要以上に大型大容量の電力変換装置となり、高
価にもなる。Conventionally, as described above, the rating of the power conversion device is defined on the premise of continuous operation of the power conversion device, and the overload current exceeding the continuous operation rating is used. However, the power converter is also made based on the concept of overload withstand capability (overcurrent withstand capability) that stops the operation of the power converter within a fixed time after the overload current starts to flow. Therefore, when making a power conversion device that operates for only a short time, for example, a power conversion device that operates for a short time of about 10 seconds only during a power failure of the power system as an instantaneous power failure countermeasure device for a load of commercial power supply, transient heat capacity If a power conversion device is made based on the above-mentioned conventional concept of continuous operation rating and overload withstand capacity (overcurrent withstand capacity), the power converter becomes a large-sized and large-capacity power converter more than necessary and expensive.

【００１７】また、様々な負荷状態で、前記従来の過負
荷耐量（過電流耐量）範囲内での短時間動作を、電力変
換装置に複数回続けて行なわせたい場合には、稼動可能
時間や稼動可能解数の見極めが難しい。例えば、定格電
流に対し１４０％の大きさの負荷電流を対象に、電力変
換装置の７秒間稼動を、例えば２秒間隔で連続的に５回
行なった場合、前述の従来の考え方で作られた電力変換
装置では、稼働時間が１０秒を超えないため、前記５回
の稼動の何れについても稼動停止は行なわれない。併
し、この場合、電力変換装置を構成する半導体素子のジ
ャンクション温度は、過渡熱容量の関係で、前記稼動間
隔２秒間に急速に冷却されることはなく、稼動回数が増
える毎に上昇していくと考えられ、従って、何回迄稼動
しても電力変換装置を構成する半導体素子が焼損されな
いのか見極めが難しい。In addition, in various load conditions, when it is desired to cause the power conversion device to continuously perform short-time operation within the above-mentioned conventional overload withstanding (overcurrent withstanding) range, the operating time and It is difficult to determine the number of operable solutions. For example, when a load current having a magnitude of 140% of the rated current is used and the power conversion device is operated for 7 seconds, for example, continuously for 5 times at intervals of 2 seconds, the above-mentioned conventional concept is adopted. In the power conversion device, since the operating time does not exceed 10 seconds, the operation stop is not performed for any of the five times of operation. However, in this case, the junction temperature of the semiconductor element that constitutes the power conversion device is not cooled rapidly in the operation interval of 2 seconds due to the transient heat capacity, and increases with each increase in the number of operations. Therefore, it is difficult to determine whether the semiconductor element that constitutes the power conversion device will not be burned no matter how many times it is operated.

【００１８】この発明は、前述のような従来の電力変換
装置における課題に鑑みてなされたもので、前述の従来
の連続通電定格や過負荷電流が流れ始めてから一定時間
で電力変換装置の運転を停止する過負荷耐量（過電流耐
量）の考え方から脱却し、前述の短時間稼動の電力変換
装置等にも柔軟に対応できるようにすることを目的とす
るものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional power conversion device, and the operation of the power conversion device is performed within a fixed time after the above-described conventional continuous energization rating or overload current starts to flow. It is an object of the present invention to move away from the idea of overload withstanding capacity (overcurrent withstanding capacity) to be stopped, and to be able to flexibly cope with the above-mentioned short-time operating power converter and the like.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る電力変換装置は、半導体素子により構成された電力
変換器から給電される負荷の負荷電流から前記半導体素
子のジャンクション温度を推定すると共に、当該推定ジ
ャンクション温度が稼動可能限界温度に到達するまでの
稼動可能時間を推定し、前記負荷電流及び前記推定稼動
可能時間により装置定格が設定されている電力変換装置
である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion device for estimating a junction temperature of a semiconductor element from a load current of a load fed from a power converter including the semiconductor element. At the same time, the power conversion device estimates the operable time until the estimated junction temperature reaches the operable limit temperature, and sets the device rating by the load current and the estimated operable time.

【００２０】請求項２に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成された電力変換器、前記電力
変換器から負荷への給電時の負荷電流を検出する負荷電
流検出手段、前記負荷電流検出手段により検出された負
荷電流から前記半導体素子のジャンクション温度を推定
するジャンクション温度推定手段、及び前記負荷電流検
出手段により検出された負荷電流及び前記ジャンクショ
ン温度推定手段により推定されたジャンクション温度か
ら装置稼動可能時間を推定する稼動可能時間推定手段を
備え、装置稼働時間が前記稼動可能時間推定手段により
推定された前記装置稼動可能時間を超えると装置停止を
行なう電力変換装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a power converter comprising a semiconductor device, a power converter, load current detecting means for detecting a load current when power is supplied from the power converter to a load, and the load. Junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the load current detected by the current detection means, and device based on the load current detected by the load current detection means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimation means A power conversion device comprising an operable time estimating means for estimating an operable time, and stopping the device when the device operating time exceeds the device operable time estimated by the operable time estimating means.

【００２１】請求項３に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成され停電時に負荷へ給電する
電力変換器、前記電力変換器から負荷への給電時の負荷
電流を検出する負荷電流検出手段、前記負荷電流検出手
段により検出された負荷電流から前記半導体素子のジャ
ンクション温度を推定するジャンクション温度推定手
段、及び前記負荷電流検出手段により検出された負荷電
流及び前記ジャンクション温度推定手段により推定され
たジャンクション温度から装置稼動可能時間を推定する
稼動可能時間推定手段を備え、再停電時に、再給電によ
る装置稼働時間が前記稼動可能時間推定手段により推定
された前記装置稼動可能時間を超えると推定される場合
にはジャンクション温度の限界で稼働時間を制限して装
置停止を行なう電力変換装置である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a power converter comprising a semiconductor element, which is a power converter for supplying power to a load during a power failure, and a load current for detecting a load current when supplying power from the power converter to the load. Detection means, a junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the load current detected by the load current detection means, and a load current detected by the load current detection means and estimated by the junction temperature estimation means It is estimated that the device operating time is estimated from the junction temperature, and the device operating time due to re-power supply is estimated to exceed the device operating time estimated by the operating time estimating means at the time of a power failure again. Power to stop the equipment by limiting the operating time at the limit of the junction temperature It is a conversion apparatus.

【００２２】請求項４に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項２及び請求項３の何れか一に記載の電力変換
装置において、前記半導体素子の周囲環境温度を検出す
る温度検出手段を備え、この温度検出手段により検出さ
れた周囲環境温度及び前記負荷電流検出手段により検出
された負荷電流から前記ジャンクション温度推定手段が
前記半導体素子のジャンクション温度を推定する電力変
換装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device according to any one of the second and third aspects, further comprising a temperature detecting means for detecting an ambient temperature of the semiconductor element. The power conversion device is provided, wherein the junction temperature estimation unit estimates the junction temperature of the semiconductor element from the ambient environment temperature detected by the temperature detection unit and the load current detected by the load current detection unit.

【００２３】請求項５に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成された電力変換器、前記半導
体素子の温度を検出する半導体素子温度検出手段、前記
半導体素子温度検出手段により検出された前記半導体素
子の温度から前記半導体素子のジャンクション温度を推
定するジャンクション温度推定手段、前記電力変換器か
ら負荷への給電時の負荷電流を検出する負荷電流検出手
段、及び前記負荷電流検出手段により検出された負荷電
流及び前記ジャンクション温度推定手段により推定され
たジャンクション温度から装置稼動可能時間を推定する
稼動可能時間推定手段を備え、装置稼働時間が前記稼動
可能時間推定手段により推定された前記装置稼動可能時
間を超えると装置停止を行なう電力変換装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device including a power converter including a semiconductor element, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and semiconductor element temperature detecting means. A junction temperature estimating means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the temperature of the semiconductor element, a load current detecting means for detecting a load current when the power converter supplies power to the load, and a load current detecting means for detecting the load current. The loadable current and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means are included in the operable time estimating means for estimating the operable time of the equipment, and the operable time of the equipment is estimated by the operable time estimating means. This is a power conversion device that stops the device when the time is exceeded.

【００２４】請求項６に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成され停電時に負荷へ給電する
電力変換器、前記半導体素子の温度を検出する半導体素
子温度検出手段、前記半導体素子温度検出手段により検
出された前記半導体素子の温度から前記半導体素子のジ
ャンクション温度を推定するジャンクション温度推定手
段、前記電力変換器から負荷への給電時の負荷電流を検
出する負荷電流検出手段、及び前記負荷電流検出手段に
より検出された負荷電流及び前記ジャンクション温度推
定手段により推定されたジャンクション温度から装置稼
動可能時間を推定する稼動可能時間推定手段を備え、再
停電時に、再給電による装置稼働時間が前記稼動可能時
間推定手段により推定された前記装置稼動可能時間を超
えると推定される場合にはジャンクション温度の限界で
稼働時間を制限して装置停止を行なう電力変換装置であ
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power converter comprising a semiconductor element, a power converter for supplying power to a load in the event of a power failure, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and the semiconductor element temperature. Junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the temperature of the semiconductor element detected by the detection means, load current detection means for detecting a load current when power is supplied from the power converter to the load, and the load The operating time estimation means for estimating the operating time of the equipment from the load current detected by the current detecting means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means is provided. It is estimated that the device operating time estimated by the available time estimating means is exceeded. The case is a power conversion apparatus that performs apparatus stop to limit the operating time at the limit of the junction temperature.

【００２５】請求項７に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項２〜請求項６の何れか一に記載の電力変換装
置において、前記半導体素子がＰＷＭ変調によりＯＮ、
ＯＦＦ制御されものであり、前記稼動可能時間推定手段
がＰＷＭ変調周波数を加味して前記半導体素子のジャン
クション温度を推定する電力変換装置である。A power converter according to a seventh aspect of the present invention is the power converter according to any one of the second to sixth aspects, wherein the semiconductor element is turned on by PWM modulation.
The power converter is OFF-controlled, and the operable time estimation means estimates the junction temperature of the semiconductor element in consideration of the PWM modulation frequency.

【００２６】請求項８に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項１〜請求項７の何れか一に記載の電力変換装
置において、前記推定ジャンクション温度及び前記稼動
可能時間の少なくとも一方の少なくとも現在値を表示す
る表示手段を備えている電力変換装置である。An electric power converter according to an eighth aspect of the present invention is the electric power converter according to any one of the first to seventh aspects, wherein at least one of the estimated junction temperature and the operable time is at least. It is an electric power converter provided with the display means which displays a present value.

【００２７】[0027]

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図４はこの
発明を瞬停対策装置に適用した場合の一実施形態を示す
図で、図１はシステム構成図、図２は構造を概略的に示
す側面図、図３は図１の電力変換装置における負荷電流
および稼動許容時間の観点での動作説明図、図４は図１
の電力変換装置における半導体素子のジャンクション温
度の観点での動作説明図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 to 4 are views showing an embodiment in which the present invention is applied to an instantaneous power failure countermeasure device, FIG. 1 is a system configuration diagram, FIG. 2 is a side view schematically showing the structure, and FIG. 3 is FIG. 2 is an operation explanatory diagram in terms of load current and allowable operating time in the power converter of FIG.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram in terms of a junction temperature of a semiconductor element in the power conversion device of FIG.

【００２８】先ず、構成について説明する。図１におい
て、１は商用周波数の電力系統における系統電源、２は
瞬停（瞬時停電）から守られるべき負荷で、例えば、多
量生産の工場設備、等である。３は負荷電流を検出する
負荷電流検出手段で、例えばＣＴ等である。４は電力用
の半導体素子（図示せず）により構成されＡＣ／ＤＣ変
換及びＤＣ／ＡＣ変換する双方向の電力変換器で、電力
系統からの電圧や周波数が所定の範囲内の場合に交流の
電力を直流に変換して、後述の蓄電手段６を充電すると
共に、前記電力系統の停電時に後述の蓄電手段６の直流
電力を交流に変換するものである。First, the structure will be described. In FIG. 1, 1 is a system power supply in a commercial frequency power system, and 2 is a load that should be protected from an instantaneous power failure (instantaneous power failure), for example, factory equipment for mass production. Reference numeral 3 is a load current detecting means for detecting a load current, which is, for example, CT or the like. Reference numeral 4 denotes a bidirectional power converter configured by a power semiconductor element (not shown) for AC / DC conversion and DC / AC conversion, which is an AC power supply when the voltage or frequency from the power system is within a predetermined range. The electric power is converted into direct current to charge the storage means 6 described later, and the direct current power of the storage means 6 described later is converted into alternating current when the power system is interrupted.

【００２９】５は電動ファン等の冷却手段、６はバッテ
リ等の蓄電手段、７は前記電力変換器４を構成する電力
用の半導体素子（図示せず）の温度を検出する半導体素
子温度検出手段、８は前記電力変換器４のゲ−トを制御
するゲ−ト駆動回路、９は前記ゲ−ト駆動回路８をＰＷ
Ｍ変調出力により制御する変調回路、１０ははこの変調
回路９及び前記ゲ−ト駆動回路８を介して前記電力変換
回路４の出力電流を制限する電流リミッタ、１１は高速
動作する高速スイッチで、前記電力系統の停電発生時
に、瞬時に該電力系統を解列するものである。Reference numeral 5 is a cooling means such as an electric fan, 6 is a power storage means such as a battery, and 7 is a semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of a power semiconductor element (not shown) constituting the power converter 4. , 8 is a gate drive circuit for controlling the gate of the power converter 4, and 9 is a PW for the gate drive circuit 8.
A modulation circuit controlled by the M modulation output, 10 is a current limiter that limits the output current of the power conversion circuit 4 via the modulation circuit 9 and the gate drive circuit 8, and 11 is a high-speed switch that operates at high speed. When a power failure occurs in the power system, the power system is instantly disconnected.

【００３０】１２は主制御装置で、前記負荷電流検出手
段２を介して負荷電流を、前記半導体素子温度検出手段
７を介して前記電力変換器４を構成する半導体素子の温
度を、後述の電圧検出手段１５を介して前記電力系統の
電圧の有無を、夫々取り込み、前記電流リミッタ１０、
前記変調回路９、前記ゲ−ト駆動回路８を介して前記電
力変換器４を制御し、また、前記冷却手段の冷却能力を
制御するものである。Reference numeral 12 denotes a main control unit, which controls a load current via the load current detecting means 2 and a temperature of a semiconductor element forming the power converter 4 via the semiconductor element temperature detecting means 7 and a voltage which will be described later. The presence or absence of the voltage of the electric power system is taken in via the detection means 15, and the current limiter 10,
The power converter 4 is controlled via the modulation circuit 9 and the gate drive circuit 8, and the cooling capacity of the cooling means is controlled.

【００３１】１３は負荷シャットダウン信号で、前記負
荷２のコンピュ−タ（図示せず）をシャットダウンさせ
る信号である。１４は発電機（図示せず）への運転指
令、１５は電力系統の停電を検出するための電圧検出手
段である。１２０は前記主制御回路１７の概略制御特性
で、１２４は前記負荷量（負荷電流）から推定される前
記半導体素子のジャンクション温度をベ−スとして定ま
る装置定格、１２５はこの装置定格１２４によって決め
られた稼動許容定格領域で、前記電力変換器４を稼動可
能な領域である。１２６は前記装置定格１２４によって
決められた稼動非許容定格領域で、前記電力変換器４を
稼動出来ない領域である。Reference numeral 13 is a load shutdown signal, which is a signal for shutting down the computer (not shown) of the load 2. Reference numeral 14 is an operation command to a generator (not shown), and 15 is voltage detection means for detecting a power failure in the power system. Reference numeral 120 is a general control characteristic of the main control circuit 17, reference numeral 124 is a device rating determined based on the junction temperature of the semiconductor element estimated from the load amount (load current), and 125 is determined by the device rating 124. The operation allowable rated area is an area in which the power converter 4 can be operated. Reference numeral 126 is an operation non-permissible rated area determined by the device rating 124, and is an area in which the power converter 4 cannot be operated.

【００３２】図２において、４１は前記電力変換器４を
構成するモジュ−ル型の半導体素子で、４２はその金属
ベ−ス、４３はこの金属ベ−スが搭載された冷却フィン
で、前記電動ファン等の冷却手段５から冷却風が送風さ
れる。４４は前記電力変換器４を収納する箱体、４５は
表示装置で、前記箱体４４に該箱体４４の外側から目視
できるように装着されている。なお、前記半導体素子温
度検出手段７は、前記金属ベ−ス４２と前記冷却フィン
４３との境界部分においてに、前記金属ベ−ス４２及び
前記冷却フィン４３の双方に密接し面接触して設置され
ている。In FIG. 2, reference numeral 41 is a module type semiconductor element constituting the power converter 4, 42 is a metal base thereof, and 43 is a cooling fin on which the metal base is mounted. Cooling air is blown from the cooling means 5 such as an electric fan. Reference numeral 44 is a box for accommodating the power converter 4, and 45 is a display device, which is mounted on the box 44 so as to be visible from the outside of the box 44. The semiconductor element temperature detecting means 7 is installed in close contact with both the metal base 42 and the cooling fin 43 at the boundary between the metal base 42 and the cooling fin 43 so as to be in surface contact therewith. Has been done.

【００３３】次に図１の動作について説明をする。通
常、前記電力系統の前記系統電源１から供給される交流
の電力は、高速スイッチ１１を通じて、前記負荷２に給
電されると共に、前記蓄電手段６が満充電でない場合に
は、前記電力変換器４で直流に変換され、低電流でゆっ
くりと前記蓄電手段６に電力が蓄えられ、前記蓄電手段
６が満充電状態のときには、前記電力変換器４は停止し
ている。Next, the operation of FIG. 1 will be described. Normally, the AC power supplied from the grid power supply 1 of the power grid is supplied to the load 2 through the high speed switch 11, and when the storage means 6 is not fully charged, the power converter 4 Is converted into direct current, and electric power is slowly stored at a low current in the electricity storage means 6, and when the electricity storage means 6 is fully charged, the power converter 4 is stopped.

【００３４】前記系統電源１が停電した場合は、前記蓄
電手段６からの電力が、前記電力変換器４で交流に変換
され、前記負荷２に供給される。前記蓄電手段６からの
給電時には、負荷電流検出手段３からのリアルタイムな
負荷電流情報及び前記半導体素子温度検出手段７からの
リアルタイムな半導体素子温度情報によって、前記主制
御装置１２は、前記電力変換器４を構成する半導体素子
４１（図２）の内部ジャンクション温度をリアルタイム
に推定し、前記電力変換器４のリアルタイムな制御、保
護動作や外部に対して信号発生が行なわれる。When the system power supply 1 fails, the power from the power storage means 6 is converted into alternating current by the power converter 4 and supplied to the load 2. When power is supplied from the storage means 6, the main controller 12 causes the power converter to use the real-time load current information from the load current detection means 3 and the real-time semiconductor element temperature information from the semiconductor element temperature detection means 7. The internal junction temperature of the semiconductor element 41 (FIG. 2) constituting the power converter 4 is estimated in real time, and the power converter 4 is controlled and protected in real time and a signal is generated to the outside.

【００３５】次に図３により負荷電流及び稼動許容時間
の観点での詳細説明を行なう。図３において、縦軸は負
荷量＜負荷電流＞、横軸は前記電力変換器４（図１に図
示）の稼動を許容できる或いは許容する稼動許容時間で
ある。Next, referring to FIG. 3, a detailed description will be given in terms of load current and allowable operating time. In FIG. 3, the vertical axis represents the load amount <load current>, and the horizontal axis represents the allowable operation time that allows or allows the operation of the power converter 4 (shown in FIG. 1).

【００３６】この図３において、１２１は前記電力変換
器４（図１に図示）を構成する半導体素子４１（図２に
図示）のジャンクション部における想定実温度をベ−ス
とした前記負荷量＜負荷電流＞と前記稼動許容時間との
関係を示す線であり、図示のように２次曲線状になる。
この線１２１の下側のハッチングを施してない空白領域
１２２、即ち点Ｅ０・Ｐ０・Ｍ・Ｎ・Ａ・Ｅ０で囲まれ
ている領域１２２は、前記ジャンクション部における想
定実温度をベ−スとした想定稼動許容領域、つまり前記
電力変換器４を稼動しても前記半導体素子４１は焼損し
ない領域である。In FIG. 3, reference numeral 121 denotes the load amount <based on the estimated actual temperature at the junction of the semiconductor element 41 (shown in FIG. 2) that constitutes the power converter 4 (shown in FIG. 1). It is a line showing the relationship between the load current> and the allowable operating time, and has a quadratic curve shape as shown.
An unhatched blank area 122 below the line 121, that is, an area 122 surrounded by the points E0, P0, M, N, A, and E0 is based on the assumed actual temperature at the junction. The assumed operation allowable area, that is, the area where the semiconductor element 41 is not burned even if the power converter 4 is operated.

【００３７】また、前記線１２１の上側のハッチングを
施した領域１２３、即ち点Ｅ０・Ｌ・Ｍ・Ｐ０・Ｅ０で
囲まれている領域１２３は、前記ジャンクション部にお
ける想定実温度をベ−スとした想定稼動非許容領域、つ
まり前記電力変換器４を稼動すれば前記半導体素子４１
が焼損する領域である。The hatched area 123 above the line 121, that is, the area 123 surrounded by the points E0, L, M, P0, and E0 is based on the assumed actual temperature at the junction. The assumed operation non-permissible region, that is, if the power converter 4 is operated, the semiconductor element 41
Is an area where burnout occurs.

【００３８】１２４は前記線１２１より左下寄りに設定
した本発明の電力変換装置の装置定格で、各種の値の負
荷電流に対応する何れの稼動許容時間も、前記電力変換
器４を構成する半導体素子４１の焼損を必ず回避するよ
うに設定されており、また、前述のジャンクション部に
おける想定実温度をベ−スとした線１２１に沿って２次
曲線状に変わる装置定格としてある。Reference numeral 124 denotes a device rating of the power conversion device of the present invention set to the lower left of the line 121, and the semiconductor that constitutes the power converter 4 at any allowable operating time corresponding to various values of load current. It is set so as to prevent the element 41 from being burnt out, and the device rating is changed to a quadratic curve along a line 121 whose base is the assumed actual temperature in the junction portion.

【００３９】１２５は前記装置定格１２１によって定ま
る稼動許容定格領域で、点Ａ・Ｅ・Ｐ・Ｍ・Ｎ・Ａで囲
まれている領域であり、この領域内に収まるように前記
電力変換装置を稼動すればその半導体素子４１は焼損す
ることはない。１２６は前記装置定格１２１によって定
まる稼動非許容定格領域で、点Ｅ・Ｅ０・Ｌ・Ｍ・Ｐ０
・Ｐ・Ｅで囲まれている領域で、前記電力変換装置を稼
動しない領域である。Reference numeral 125 denotes an operation allowable rating region determined by the device rating 121, which is a region surrounded by points A, E, P, M, N, and A. The power conversion device is placed within this region. If it operates, the semiconductor element 41 will not burn out. Reference numeral 126 is an operation non-permissible rating area determined by the device rating 121, which is point E / E0 / L / M / P0.
An area surrounded by P and E in which the power conversion device does not operate.

【００４０】前記装置定格１２１の設定は前記主制御装
置１２（図１に図示）で行なわれ、前記主制御装置１２
によって制御される電力変換器４（図１に図示）は前記
２次曲線状の装置定格１２１に基づいて、前記稼動許容
定格領域１２５内で運転される。Setting of the device rating 121 is performed by the main controller 12 (shown in FIG. 1).
The power converter 4 (illustrated in FIG. 1) controlled by is operated in the operation allowable rating region 125 based on the quadratic device rating 121.

【００４１】１７６は前述の従来の連続運転定格（Ｉ＝
０〜１００％）の領域（点Ａ・Ｂ・Ｍ・Ｎ・Ａで囲まれ
ている領域）、１７７は前述の従来の過電流耐量（１０
０＜Ｉ≦１２０％、及び１２０＜Ｉ≦１５０％）の領域
（点Ｂ・Ｃ・Ｊ・Ｋ・Ｂで囲まれている領域及び点Ｂ・
Ｃ・Ｊ・Ｋ・Ｂで囲まれている領域）、１７８は前述の
従来の稼動許容領域（点Ａ・Ｄ・Ｆ・Ｇ・Ｊ・Ｋ・Ｍ・
Ｎ・Ａで囲まれている領域）である。なお、図において
は、前記従来の各領域１７６、１７７、１７８は、前記
本発明の実施形態１の各領域が実線で図示されているの
に対し、一点鎖線の太線で図示されている。176 is the above-mentioned conventional continuous operation rating (I =
0 to 100%) area (area surrounded by points A, B, M, N, and A), 177 is the above-mentioned conventional overcurrent withstand capability (10
0 <I ≦ 120% and 120 <I ≦ 150%) area (area surrounded by points B, C, J, K, B and point B.
Areas surrounded by C, J, K, and B), 178 are the above-mentioned conventional allowable operation areas (points A, D, F, G, J, K, M, and M).
It is the area surrounded by N · A). In the figure, the conventional regions 176, 177, and 178 are indicated by the dashed-dotted thick lines, whereas the regions according to the first embodiment of the present invention are indicated by the solid lines.

【００４２】１０Ｔは、本発明の実施形態１における装
置定格１２４において、従来の負荷電流耐量（１５０％
電流で１０秒間連続給電後給電停止）の稼動許容時間１
０秒間に対応する許容負荷電流の点を示しており、約２
００％の負荷電流を流すことができる。10T is the conventional load current withstand capacity (150%) in the device rating 124 according to the first embodiment of the present invention.
Allowable operating time 1)
It shows the point of allowable load current corresponding to 0 seconds, and it is about 2
A load current of 00% can be passed.

【００４３】次に、図３により、本発明の実施形態１の
場合と前述の従来の場合との比較説明をする。負荷電流
がｔ１時点でとなった場合、従来の場合は過電流耐量
により１分経過時点ｔ３で電力変換装置は稼動停止する
が、本発明の実施形態１の場合はｔ７の時点で電力変換
装置が稼動停止する。図示されているように（ｔ３−ｔ
１）＜（ｔ７−ｔ１）である。負荷電流がｔ１時点で
となった場合は、従来の場合は過電流耐量により前記
の場合と全く同じく１分経過時点ｔ３で電力変換装置は
稼動停止するが、本発明の実施形態１の場合はｔ６の時
点で電力変換装置が稼動停止する。前記の場合と同様
に、（ｔ３−ｔ１）＜（ｔ６−ｔ１）である。Next, referring to FIG. 3, a comparison between the case of the first embodiment of the present invention and the above-mentioned conventional case will be described. When the load current is at time t1, in the conventional case, the operation of the power conversion device is stopped at the time point t3 when one minute has elapsed due to the overcurrent withstand capability. Stops working. As shown (t3-t
1) <(t7-t1). When the load current is at time t1, in the conventional case, due to the overcurrent withstand capability, the power conversion device stops operating at time t3, which is exactly the same as in the above case, but in the case of the first embodiment of the present invention. The operation of the power conversion device is stopped at time t6. Similar to the above case, (t3-t1) <(t6-t1).

【００４４】負荷電流がｔ１時点でとなった場合は、
従来の場合は過電流耐量により１秒経過時点ｔ２で電力
変換装置は稼動停止するが、本発明の実施形態１の場合
はｔ５の時点で電力変換装置が稼動停止する。前記
の場合と同様に（ｔ２−ｔ１）＜（ｔ５−ｔ１）であ
る。また、負荷電流がｔ１時点でとなった場合は、従
来の場合は過電流耐量により前記の場合と全く同じく
１秒経過時点ｔ２で電力変換装置は稼動停止するが、本
発明の実施形態１の場合はｔ４の時点で電力変換装置が
稼動停止する。前記の場合と同様に、（ｔ２−ｔ
１）＜（ｔ４−ｔ１）である。When the load current is at time t1,
In the conventional case, the power conversion apparatus stops operating at the time point t2 when one second elapses due to the overcurrent withstanding capability, but in the first embodiment of the present invention, the power conversion apparatus stops operating at the time point t5. Similar to the above case, (t2-t1) <(t5-t1). Further, when the load current is at time t1, in the conventional case, due to the overcurrent withstand capability, the power conversion device stops operating at time t2 when one second has passed, just as in the above case. However, according to the first embodiment of the present invention. In this case, the power conversion device stops operating at time t4. Similar to the above case, (t2-t
1) <(t4-t1).

【００４５】また、従来の負荷電流耐量に沿った電力変
換装置では、１０秒間連続的に流せる最大負荷電流は１
５０％であるが、本発明の実施形態１における装置定格
１２４においては、１０秒間連続的給電に対応する許容
最大負荷電流は前記点１０Ｔで示されるように２００％
超である。In addition, in the conventional power conversion device that meets the load current capability, the maximum load current that can be continuously flowed for 10 seconds is 1
Although it is 50%, in the device rating 124 according to the first embodiment of the present invention, the maximum allowable load current corresponding to continuous power supply for 10 seconds is 200% as indicated by the point 10T.
It's super.

【００４６】前述のことから、前記の何れの場
合も過負荷電流時の稼動許容時間は、本発明の実施形態
１の方が従来の装置より遥かに長い、即ち停電補償時間
が遥かに長い。また、逆の観点からすれば、従来の装置
と同じ過負荷電流時の停電補償時間であれば、本発明の
実施形態１の電力変換装置においては、電力変換器４の
熱容量や冷却手段の冷却能力を頗る小さくでき、また、
同じ能力の無停電対策電力変換装置を安価に提供でき
る。或いは単位時間当たりの許容負荷電流を大きく設定
できる。更に観点を変えれば、本発明の実施形態１の電
力変換装置においては、種々の無停電保証時間の電力変
換装置を容易に準備できる。また、このような各種必要
性に柔軟に対応できる。From the above, in any of the above cases, the operation allowable time at the time of overload current is much longer in Embodiment 1 of the present invention than in the conventional device, that is, the power failure compensation time is much longer. Further, from the opposite viewpoint, in the power conversion device according to the first embodiment of the present invention, the heat capacity of the power converter 4 and cooling of the cooling means may be used if the power failure compensation time is the same as that of the conventional device at the time of overload current. The ability can be extremely small, and also
An uninterruptible power converter with the same capability can be provided at low cost. Alternatively, the allowable load current per unit time can be set large. From a further viewpoint, in the power conversion device according to the first embodiment of the present invention, it is possible to easily prepare power conversion devices with various uninterruptible guarantee times. Further, it is possible to flexibly meet such various needs.

【００４７】次に図４により電力変換装置における半導
体素子のジャンクション温度の観点で詳細に説明する。
図４の縦軸は半導体素子のジャンクション温度、横軸は
時間である。図４において、ＲＴは前記半導体素子が焼
損するジャンクション部の実温度、Ｔｍａｘは前記焼損
温度ＲＴに至る前の安全温度限界、Ｔｃは前記電力変換
器４（図１に図示）を構成する半導体素子４１（図２に
図示）の周辺環境温度で、日本国内では夏季と冬季とで
数十度の差がある場合もあるが、通常は電力変換装置は
室内に設置されるので、空気調和された室内に設置され
た場合は、夏季、冬季を問わずほぼ一定となる。Next, referring to FIG. 4, a detailed description will be given in terms of the junction temperature of the semiconductor element in the power conversion device.
The vertical axis of FIG. 4 is the junction temperature of the semiconductor element, and the horizontal axis is time. In FIG. 4, RT is the actual temperature of the junction where the semiconductor element burns out, Tmax is the safe temperature limit before reaching the burning temperature RT, and Tc is the semiconductor element that constitutes the power converter 4 (shown in FIG. 1). At an ambient temperature of 41 (shown in FIG. 2), there may be a difference of several tens of degrees in summer and winter in Japan, but since the power converter is usually installed indoors, it is air-conditioned. When it is installed indoors, it remains almost constant regardless of summer or winter.

【００４８】Ａは負荷電流Ｉが１００％の場合の前記半
導体素子のジャンクション温度の変化を示す線グラフ、
Ｂ１は負荷電流Ｉがｔ１時点で１００％から１２０％に
増加した場合の前記ジャンクション温度の変化を示す線
グラフ、Ｂ２は負荷電流Ｉがｔ４時点で１００％から１
２０％に増加した場合の前記ジャンクション温度の変化
を示す線グラフである。A is a line graph showing the change in junction temperature of the semiconductor element when the load current I is 100%,
B1 is a line graph showing the change in the junction temperature when the load current I increases from 100% to 120% at the time t1, and B2 is 100% to 1 at the load current I at the time t4.
It is a line graph which shows the change of the above-mentioned junction temperature when it increases to 20%.

【００４９】図４において、電力変換装置の起動によ
り、ｔ０時点で、１００％負荷電流が、前記電力変換器
４（図１に図示）を構成する半導体素子４１（図２に図
示）に流れ始めた場合、線グラフＡに示すように前記半
導体素子４１のジャンクション温度は図示のように２次
曲線状に上昇し、ｔ６時点で、横這いとなる。この横這
い状態の前記ジャンクション温度は、主として、負荷電
流の大きさ、電力変換器の熱容量、冷却手段５の冷却能
力等によって決まるが、ＰＷＭ変調周波数（半導体素子
のゲ−トの高周波ＯＮ・ＯＦＦ）、前記電力変換器４の
周辺環境温度Ｔｃにも依存する。In FIG. 4, when the power converter is started, 100% load current starts flowing into the semiconductor element 41 (shown in FIG. 2) constituting the power converter 4 (shown in FIG. 1) at time t0. In this case, as shown in the line graph A, the junction temperature of the semiconductor element 41 rises in a quadratic curve shape as shown in the drawing, and then leveles off at time t6. The junction temperature in the sideways state is mainly determined by the magnitude of the load current, the heat capacity of the power converter, the cooling capacity of the cooling means 5, etc., but the PWM modulation frequency (high frequency ON / OFF of the gate of the semiconductor element). , Also depends on the ambient temperature Tc of the power converter 4.

【００５０】次に、負荷電流がｔ１時点で１００％から
１２０％に増加した場合の前記ジャンクション温度の変
化について説明する。この場合は、前記ジャンクション
温度は、温度曲線Ｂ１で示されるように、１００％負荷
電流時の温度曲線Ａに比べて急な勾配で、ｔ１時点から
更に温度上昇する。この場合、従来の電力変換装置では
ｔ１から１０秒後のｔ２時点で電力変換装置は稼動停止
となるが、本発明の実施形態１では電力変換装置は稼動
停止はｔ３時点となり、前記時点ｔ１〜ｔ３迄の時間Ｔ
１１は、従来装置の１分より遥かに長い。即ち、本発明
の実施形態１では、１２０％負荷電流で従来装置よりも
遥かに長い時間の間、電力変換装置から負荷へ給電でき
る。Next, the change in the junction temperature when the load current increases from 100% to 120% at time t1 will be described. In this case, the junction temperature is steeper than the temperature curve A at 100% load current, as shown by the temperature curve B1, and the temperature further rises from the time point t1. In this case, in the conventional power conversion device, the power conversion device stops operating at time t2, which is 10 seconds after t1, but in the first embodiment of the present invention, the power conversion device stops operating at time t3. Time T until t3
11 is much longer than 1 minute of the conventional device. That is, in the first embodiment of the present invention, it is possible to supply power from the power conversion device to the load at a load current of 120% for a much longer time than in the conventional device.

【００５１】次いで、負荷電流がｔ４時点で１００％か
ら１２０％に増加した場合の前記ジャンクション温度の
変化について説明する。この場合は、前記ジャンクショ
ン温度は、温度曲線Ｂ２で示されるように、１００％負
荷電流時の温度曲線Ａに比べて急な勾配で、ｔ４時点か
ら更に温度上昇する。この場合、従来の電力変換装置で
はｔ１から１０秒後のｔ２時点で電力変換装置は稼動停
止となるが、本発明の実施形態１では電力変換装置は稼
動停止はｔ３時点となり、前記時点ｔ１〜ｔ３迄の時間
Ｔ１２は、従来装置の１分より遥かに長い。即ち、本発
明の実施形態１では、１２０％負荷電流で従来装置より
も遥かに長い時間の間、電力変換装置から負荷へ給電で
きる。Next, the change in the junction temperature when the load current increases from 100% to 120% at time t4 will be described. In this case, the junction temperature has a steeper slope than the temperature curve A at 100% load current as shown by the temperature curve B2, and the temperature further rises from the time point t4. In this case, in the conventional power conversion device, the power conversion device stops operating at time t2, which is 10 seconds after t1, but in the first embodiment of the present invention, the power conversion device stops operating at time t3. The time T12 until t3 is much longer than 1 minute of the conventional device. That is, in the first embodiment of the present invention, it is possible to supply power from the power conversion device to the load at a load current of 120% for a much longer time than in the conventional device.

【００５２】なお、前記Ｔ１１とＴ１２との関係はＴ１
１＞Ｔ１２となる。温度曲線Ｂ２の立ち上がり時点Ｔ４
では、前記温度曲線Ｂ１の立ち上がり時点Ｔ１から（Ｔ
１１+１分）経過しているため、前記ジャンクション温
度は前記温度曲線Ａに沿って上昇している。従って、前
記Ｔ１１とＴ１２との関係はＴ１１＞Ｔ１２となる。The relationship between T11 and T12 is T1.
1> T12. T4 when the temperature curve B2 rises
Then, from the rising time T1 of the temperature curve B1 to (T
11 + 1 minutes), so the junction temperature rises along the temperature curve A. Therefore, the relationship between T11 and T12 is T11> T12.

【００５３】ここで、前記温度曲線Ａ、Ｂ１、Ｂ２の何
れも時間の経過に伴って２次曲線状に上昇しており、ま
た、前記ジャンクション温度の上昇は、負荷電流に起因
した前記半導体素子４１の内部損失により起きる。この
内部損失と前記負荷電流とは完全な比例関係にはない
が、簡易的には負荷電流の積分をとりその積分出力を前
記ジャンクション温度に近似させ、この近似された積分
出力をもって前記ジャンクション温度と推定することも
出来、この場合は、前記積分出力と積分開始からの経過
時間から前記Ｔｍａｘ（前記前記半導体素子焼損温度Ｒ
Ｔに至る前のジャンクション部の安全温度限界）に至る
までの稼動許容時間を推定できる。また、前記積分出力
を前記電力変換器４の稼動停止制御に利用することによ
り許容稼動時間、或いは許容負荷電流を任意に設定し装
置定格とすることが出来る。Here, each of the temperature curves A, B1 and B2 increases in a quadratic curve with the passage of time, and the increase in the junction temperature is caused by the load current in the semiconductor element. It is caused by the internal loss of 41. Although the internal loss and the load current are not in a completely proportional relationship, in a simple manner, the load current is integrated and the integrated output is approximated to the junction temperature, and the approximated integrated output is used as the junction temperature. It can be estimated, and in this case, the Tmax (the semiconductor element burning temperature R is calculated from the integrated output and the elapsed time from the start of integration).
It is possible to estimate the allowable operating time until reaching the safe temperature limit of the junction portion before reaching T). Further, by using the integrated output for the operation stop control of the power converter 4, it is possible to arbitrarily set the allowable operating time or the allowable load current and set the device rating.

【００５４】なお、前述の図３のグラフや図４のグラフ
と共に、前記ジャンクション温度の現在値、現在の負荷
電流、電力変換装置稼動可能時間等を、前記表示手段４
５（図２）に表示するようにすれば、運転員にとって至
便である。In addition to the graph of FIG. 3 and the graph of FIG. 4 described above, the display unit 4 displays the current value of the junction temperature, the current load current, the power converter operating time, and the like.
If it is displayed in FIG. 5 (FIG. 2), it is convenient for the operator.

【００５５】実施の形態２．図５〜図７は本発明の実施
形態２の一例を示す図で、図５は負荷電流をベ−スとし
た制御手段及び制御手順を示す図、図６は電力変換器４
（図１に図示）を構成する半導体素子４１の内部損失に
ついての説明図、図７は前記半導体素子４１のジャンク
ション温度についての説明図である。なお、この実施の
形態２は、前述の実施形態１の機能を具体的に実現する
手段の一例である。Embodiment 2. 5 to 7 are views showing an example of the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing a control means and a control procedure using a load current as a base, and FIG. 6 is a power converter 4
FIG. 7 is an explanatory diagram of internal loss of the semiconductor element 41 (shown in FIG. 1), and FIG. 7 is an explanatory diagram of junction temperature of the semiconductor element 41. The second embodiment is an example of a unit that specifically realizes the function of the first embodiment.

【００５６】図５において、７は負荷電流を検出する負
荷電流検出手段で、図１に示されている負荷電流検出手
段７である。２０は損失計算手段で、前記負荷電流検出
手段７から前記負荷電流を得て該負荷電流から前記半導
体素子４１の内部損失を計算する。２１はジャンクショ
ン温度推定手段で、前記損失計算手段２０から前記半導
体素子４１の内部損失の計算結果を得て該内部損失の積
分値から前記半導体素子４１の現在のジャンクション温
度を計算して現在のジャンクション温度を推定する。In FIG. 5, reference numeral 7 is a load current detecting means for detecting a load current, which is the load current detecting means 7 shown in FIG. Reference numeral 20 denotes a loss calculation means, which obtains the load current from the load current detection means 7 and calculates the internal loss of the semiconductor element 41 from the load current. Reference numeral 21 denotes a junction temperature estimating means, which obtains the calculation result of the internal loss of the semiconductor element 41 from the loss calculating means 20 and calculates the current junction temperature of the semiconductor element 41 from the integrated value of the internal loss to calculate the current junction. Estimate the temperature.

【００５７】２２は温度上昇推定手段で、前記負荷電流
検出手段７から前記負荷電流を、前記ジャンクション温
度推定手段２１から前記計算された現在のジャンクショ
ン温度を、夫々得て、これら負荷電流と計算された現在
のジャンクション温度とから、次回の電力変換装置稼動
時のジャンクション温度の上昇を推定する。２３は稼動
可能時間推定手段で、前記負荷電流検出手段７から前記
負荷電流を、前記ジャンクション温度推定手段２１から
前記計算された現在のジャンクション温度を、夫々得
て、これら負荷電流と計算された現在のジャンクション
温度とから、現状の負荷状態での電力変換装置稼動可能
時間を推定する。Reference numeral 22 denotes a temperature rise estimating means, which obtains the load current from the load current detecting means 7 and the calculated current junction temperature from the junction temperature estimating means 21, respectively, and calculates these load currents. The increase in the junction temperature at the time of the next operation of the power converter is estimated from the current junction temperature. Reference numeral 23 is an operable time estimating means, which obtains the load current from the load current detecting means 7 and the calculated current junction temperature from the junction temperature estimating means 21, respectively, and calculates the load current and the present current. The operating time of the power conversion device under the current load condition is estimated from the junction temperature of the above.

【００５８】２４は定格判定手段で、現在の電力変換装
置稼動状態下、及び次回の電力変換装置稼動時の前記計
算推定されたジャンクション温度や稼動可能時間が前記
装置定格（図３における点Ａ・Ｅ・Ｐ・Ｍ・Ｎ・Ａで囲
まれる稼動許容定格領域１２５）内にあるかどうか、ま
た、前記図４における温度曲線がＡ、Ｂ１、Ｂ２、・・
・Ｂｎの何れでＴ１〜Ｔ６、・・・Ｔｎの何れであるの
か、更に、設定されたジャンクションの許容限界Ｔｍａ
ｘ（ジャンクション温度を対象とした装置定格）を、現
在の電力変換装置稼動中に、また次回の電力変換装置稼
動時間中に、超えるのか超えないのか、等を判定する。Reference numeral 24 denotes a rating determination means, which is used for calculating the estimated junction temperature and operating time under the current operating condition of the power conversion device and during the next power conversion device operation (the point A in FIG. 3). Whether it is within the allowable operating range 125) surrounded by E ・ P ・ M ・ N ・ A, and the temperature curves in FIG. 4 are A, B1, B2 ,.
-Which of Bn is T1 to T6, ..., Tn, and the allowable limit Tma of the set junction
It is determined whether x (apparatus rating for the junction temperature) is exceeded or not exceeded during the current operation of the power conversion apparatus and during the next power conversion apparatus operation time.

【００５９】２５は変換器制御手段で、前記定格判定手
段２４の判定結果を受け、前記電力変換器４の稼動禁
止、前記冷却手段５（図１に図示）の冷却機能の強化、
前記変調周波数の調整、前記電流リミッタ１０（図１に
図示）の作動、等を行なう。２６は外部Ｉ／Ｆ手段で、
前記変換器制御手段２４の出力を受け電力系統の発電機
（図示せず）へ運転指令を出力したり、前記負荷２（図
１に図示）のコンピュ−タ（図示せず）へシャットダウ
ン信号を送出したりする。２７は状態表示手段で、前記
変換器制御手段２４の出力を受け前記電力変換器４の稼
動可能時間、前記推定ジャンクション温度などを表示し
たり警報を発したりする。なお、この状態表示手段２７
は前述の図２における表示手段であっても、よく或いは
監視制御装置における表示手段を利用してもよい。Reference numeral 25 is a converter control means, which receives the judgment result of the rating judgment means 24, prohibits the operation of the power converter 4, strengthens the cooling function of the cooling means 5 (shown in FIG. 1),
The modulation frequency is adjusted, the current limiter 10 (shown in FIG. 1) is operated, and so on. 26 is an external I / F means,
It receives an output of the converter control means 24 and outputs an operation command to a generator (not shown) of a power system, or outputs a shutdown signal to a computer (not shown) of the load 2 (shown in FIG. 1). Send it out. 27 is a status display means for receiving the output of the converter control means 24 and displaying the operable time of the power converter 4, the estimated junction temperature, and issuing an alarm. The status display means 27
May be the display means in FIG. 2 described above, or the display means in the monitoring control device may be used.

【００６０】次に図５の動作を信号の流れに沿って説明
する。前記ＣＴ等の電流検出手段３（図１に図示）によ
って検出された負荷電流に基づいて、前記損失計算手段
２０では、前記電力変換器４（図１に図示）を構成する
半導体素子４１（図２に図示）の内部の損失（以下素子
損失と記す）が計算され、次いで、前記素子ジャンクシ
ョン温度推定手段２１が、前記素子損失の積分値から現
在の半導体素子４１（図２に図示）のジャンクション温
度を計算して推定する。次に前記温度上昇推定手段２２
が、前記素子ジャンクション温度推定手段２１が計算推
定した現在の推定ジャンクション温度と、前記負荷電流
とから、現在稼動中の電力変換装置の半導体素子４１の
今後のジャンクション温度や、次回稼動時の前記半導体
素子４１のジャンクション温度の上昇がどの程度行なわ
れるか推定する。Next, the operation of FIG. 5 will be described along the flow of signals. Based on the load current detected by the current detection means 3 (shown in FIG. 1) such as the CT, the loss calculation means 20 includes a semiconductor element 41 (see FIG. 1) that constitutes the power converter 4 (shown in FIG. 1). 2) is calculated (hereinafter, referred to as element loss), and then the element junction temperature estimation means 21 calculates the junction value of the current semiconductor element 41 (shown in FIG. 2) from the integrated value of the element loss. Calculate and estimate the temperature. Next, the temperature rise estimating means 22
However, based on the current estimated junction temperature calculated and estimated by the element junction temperature estimation means 21 and the load current, the future junction temperature of the semiconductor element 41 of the power converter which is currently operating, and the semiconductor at the next operation It is estimated how much the junction temperature of the element 41 is increased.

【００６１】また、前記温度上昇推定手段２２によるジ
ャンクション温度の上昇の推定動作と並行して、前記稼
動可能時間推定手段２３が、現状の負荷状態での稼動可
能時間を推定し、次いで、前記定格判定手段２４が、現
在の電力変換装置稼動状態下、及び次回の電力変換装置
稼動時の前記計算推定されたジャンクション温度や稼動
可能時間が前記装置定格（図３における点Ａ・Ｅ・Ｐ・
Ｍ・Ｎ・Ａで囲まれる稼動許容定格領域１２５）内にあ
るかどうか、また、前記図４における温度曲線がＡ、Ｂ
１、Ｂ２、・・・Ｂｎの何れでＴ１〜Ｔ６、・・・Ｔｎ
の何れであるのか、更に、設定されたジャンクションの
許容限界Ｔｍａｘ（ジャンクション温度を対象とした装
置定格）を、現在の電力変換装置稼動中に、また次回の
電力変換装置稼動時間中に、超えるのか超えないのか、
等を判定する。Further, in parallel with the operation of estimating the rise in the junction temperature by the temperature rise estimating means 22, the available time estimating means 23 estimates the available time under the current load condition, and then the rating The determining unit 24 determines the calculated junction temperature and operation time under the current power converter operating state and the next time the power converter is operating, and the device rating (points A, E, P, and P in FIG. 3).
Whether it is within the allowable operating range 125) surrounded by M, N, and A, and the temperature curve in FIG.
1, B2, ... Bn, T1 to T6, ... Tn
In addition, whether the set allowable limit Tmax (apparatus rating for the junction temperature) of the junction is exceeded during the current operation of the power conversion device and during the next operation time of the power conversion device. Will it not be exceeded?
Etc.

【００６２】前記定格判定手段２４による判定結果に基
づいて、前記変換器制御手段２４では、例えば、次回の
電力変換器４（図１に図示）の動作を禁止したり、冷却
手段５（図１に図示）の冷却機能を強化したり、変調周
波数の低減を行なったり、電流リミッタ１０（図１に図
示）を動作させる等、設定に基づいた制御保護動作の信
号が生成されると共に、前記電力変換器４が定格内で動
作できない場合には、前記外部Ｉ／Ｆ手段２６を通じ
て、例えば、電力系統の発電機（図示せず）へ運転指令
を出力したり、前記負荷２（図１に図示）のコンピュ−
タ（図示せず）へシャットダウン信号を送出し、前記負
荷を保護すると同時に、前記状態表示手段２７によっ
て、前記電力変換器４の稼動可能時間、前記推定ジャン
クション温度、前述の図３、図４、後述の図７などを表
示したり警報を発したりする。なお、前記電力変換器４
の稼動可能時間、前記推定ジャンクション温度、前述の
図３、図４、後述の図７などの表示は、前記電力変換器
４が定格内で動作している場合も行なわれる。Based on the judgment result by the rating judgment means 24, the converter control means 24, for example, prohibits the next operation of the power converter 4 (shown in FIG. 1) or the cooling means 5 (FIG. 1). (See FIG. 1), the modulation frequency is reduced, the current limiter 10 (shown in FIG. 1) is operated, and the control protection operation signal based on the setting is generated, and When the converter 4 cannot operate within the rating, for example, an operation command is output to the generator (not shown) of the power system or the load 2 (shown in FIG. 1) through the external I / F means 26. ) Compu
A shutdown signal is sent to a power supply (not shown) to protect the load, and at the same time, the state display means 27 allows the power converter 4 to operate, the estimated junction temperature, the above-mentioned FIG. 3, FIG. The below-mentioned FIG. 7 etc. are displayed and an alarm is issued. The power converter 4
The operating time, the estimated junction temperature, the above-mentioned FIG. 3, FIG. 4, and the later-described FIG. 7 are displayed even when the power converter 4 is operating within the rated range.

【００６３】なお、前述の負荷電流検出手段３、損失計
算手段２０、半導体素子ジャンクション温度推定手段２
１、温度上昇推定手段２２、稼動可能時間推定手段２
３、定格判定手段、変換器制御手段２５、外部Ｉ／Ｆ手
段２６、状態表示手段２７、の動作は、常時或いはリア
ルタイムに繰り返し或いは適時に多数回行なわれ、現在
の電力変換装置の状態が、前述の図１、図２におけるど
の領域のどの当たりにあり、曲線状に変化する半導体素
子ジャンクション温度がどの当たりにあるかが判断さ
れ、またその時々の状態に応じて前述の制御や保護、表
示、等が行なわれる。The load current detecting means 3, the loss calculating means 20, the semiconductor element junction temperature estimating means 2 described above.
1, temperature rise estimating means 22, operating time estimating means 2
3. The operations of the rating determination means, the converter control means 25, the external I / F means 26, and the status display means 27 are performed constantly or repeatedly in real time or many times at appropriate times, and the current status of the power converter is It is determined which part of which area in FIG. 1 and FIG. 2 above is located and which part of the semiconductor element junction temperature that changes in a curved shape is located, and the above-mentioned control, protection, and display are performed according to the state at that time. , And so on.

【００６４】従って、前述の実施形態１で説明したこと
と同じように、前述の（図３に図示）の何れの
場合も過負荷電流時の稼動許容時間は、本発明の実施形
態２の方が従来の装置より遥かに長い、即ち停電補償時
間が遥かに長い。また、逆の観点からすれば、従来の装
置と同じ過負荷電流時の停電補償時間であれば、本発明
の実施形態２の電力変換装置においては、電力変換器４
の熱容量や冷却手段の冷却能力を頗る小さくでき、ま
た、同じ能力の無停電対策電力変換装置を安価に提供で
きる。或いは単位時間当たりの許容負荷電流を大きく設
定できる。更に観点を変えれば、本発明の実施形態１の
電力変換装置においては、種々の無停電保証時間の電力
変換装置を容易に準備できる。また、このような各種必
要性に柔軟に対応できる。Therefore, as in the case of the above-described first embodiment, in any of the above-described cases (shown in FIG. 3), the allowable operating time at the overload current is the same as that of the second embodiment of the present invention. Is much longer than the conventional device, that is, the power failure compensation time is much longer. From the opposite viewpoint, in the power conversion device according to the second embodiment of the present invention, if the power failure compensation time is the same as that of the conventional device at the time of overload current, the power converter 4
The heat capacity and the cooling capacity of the cooling means can be significantly reduced, and an uninterruptible power converter with the same capacity can be provided at low cost. Alternatively, the allowable load current per unit time can be set large. From a further viewpoint, in the power conversion device according to the first embodiment of the present invention, it is possible to easily prepare power conversion devices with various uninterruptible guarantee times. Further, it is possible to flexibly meet such various needs.

【００６５】次に、図６により電力変換器４（図１に図
示）を構成する半導体素子４１（図２に図示）の内部損
失について説明する。図６において、（ａ）はＰＷＭ変
調周波数が低い場合の、（ｂ）はＰＷＭ変調周波数が高
い場合の、電力変換器４（図１に図示）の出力電流（破
線で図示）と半導体素子のジャンクション部に流れる電
流（実線で図示）を示し、Ｅｏｎは半導体素子４のＯＮ
時の半導体素子内の電気的損失エネルギ、Ｅｏｆｆは半
導体素子４のＯＦＦ時の半導体素子内の電気的損失エネ
ルギ、Ｅｃｏは前記ＯＮ・ＯＦＦ間の導通状態の間の電
気的損失エネルギである。そして、これら損失の大きさ
は負荷電流の大きさに依存する。Next, the internal loss of the semiconductor element 41 (shown in FIG. 2) constituting the power converter 4 (shown in FIG. 1) will be described with reference to FIG. 6, (a) shows a case where the PWM modulation frequency is low, and (b) shows a case where the PWM modulation frequency is high. The output current (shown by a broken line) of the power converter 4 (shown in FIG. 1) and the semiconductor element The current (illustrated by the solid line) flowing in the junction part is shown, and Eon is the ON state of the semiconductor element 4.
When the semiconductor element 4 is OFF, Eoff is the electrical loss energy in the semiconductor element when the semiconductor element 4 is OFF, and Eco is the electrical loss energy during the ON / OFF conduction state. The magnitude of these losses depends on the magnitude of the load current.

【００６６】又、総合電気的損失エネルギはＥｏｎ＋Ｅ
ｃｏ＋Ｅｏｆｆであるので、電力変換装置がｔ秒間稼動
した場合の稼動中総合電気的損失エネルギは６０×（Ｅ
ｏｎ＋Ｅｃｏ＋Ｅｏｆｆ）×ｔ（ただし６０ヘルツの場
合）となり、この稼動中総合電気的損失エネルギが前述
の半導体素子ジャンクション温度を上昇させる。従っ
て、この稼動中総合電気的損失エネルギから半導体素子
ジャンクション温度を推定できる。例えば、電気的損失
（Ｗｈ）から温度に変換する係数をＫとした場合、半導
体素子ジャンクション推定温度は６０×（Ｅｏｎ＋Ｅｃ
ｏ＋Ｅｏｆｆ）×ｔ×Ｋ＋Ｔａ（Ｔａは最高周囲温度設
計値）で求まり、このようにして半導体素子ジャンクシ
ョン推定温度求めているのが前記半導体素子ジャンクシ
ョン温度推定手段２１である。The total electric loss energy is Eon + E.
Since it is co + Eoff, the total electrical loss energy during operation when the power converter is operated for t seconds is 60 × (E
on + Eco + Eoff) × t (in the case of 60 hertz), and the total electric loss energy during the operation raises the semiconductor element junction temperature. Therefore, the semiconductor element junction temperature can be estimated from the total electrical loss energy during operation. For example, when the coefficient for converting the electrical loss (Wh) into the temperature is K, the estimated semiconductor element junction temperature is 60 × (Eon + Ec
o + Eoff) × t × K + Ta (Ta is the maximum ambient temperature design value), and the semiconductor element junction temperature estimation means 21 obtains the semiconductor element junction estimated temperature in this manner.

【００６７】次いで、図７により前記半導体素子４１の
ジャンクション温度について説明する。この図７は、ｔ
１〜ｔ２の期間に電力系統が停電し、この間に電力変換
装置が停電補償のため稼動し、前記停電後ｔ２〜ｔ３の
間に前記停電が復帰し、ｔ３〜ｔ４の間に再度停電が発
生し、ｔ４以後は長期的に停電復帰した場合の前記半導
体素子４１のジャンクション温度の変化の一例を示して
ある。Next, the junction temperature of the semiconductor element 41 will be described with reference to FIG. This FIG. 7 shows t
The power system has a power failure during a period of 1 to t2, the power conversion device operates for power failure compensation during this period, the power failure is restored during the time period t2 to t3 after the power failure, and the power failure occurs again during the time period t3 to t4. However, after t4, an example of a change in the junction temperature of the semiconductor element 41 when the power is restored for a long time is shown.

【００６８】この図７に示されているように、最初の停
電期間ｔ１〜ｔ２において、前記半導体素子４１のジャ
ンクション温度はＴ１からＴ２へと２次関数的に上昇
し、ｔ２〜ｔ３間の停電一時的復帰期間中には前記半導
体素子４１のジャンクション温度はＴ２からＴ３へと２
次関数的に下がる。２回目の停電期間ｔ３〜ｔ４におい
ては、前記半導体素子４１のジャンクション温度はＴ３
からＴ４へと２次関数的に上昇する。ｔ４以後は長期的
に停電復帰となれば、前記半導体素子４１のジャンクシ
ョン温度はＴ４からＴ１まで２次関数的に下がる。この
ような前記半導体素子４１のジャンクション温度の変化
は前記半導体素子４１が負荷電流に依存した過渡的熱容
量をもっていることを意味し、また、積分回路の出力に
近似していることが分る。As shown in FIG. 7, in the first power failure period t1 to t2, the junction temperature of the semiconductor element 41 quadratically increases from T1 to T2, and power failure between t2 and t3. During the temporary recovery period, the junction temperature of the semiconductor element 41 increases from T2 to T3.
Next function decreases. In the second power failure period t3 to t4, the junction temperature of the semiconductor element 41 is T3.
To T4 as a quadratic function. If a power failure is restored for a long time after t4, the junction temperature of the semiconductor element 41 falls quadratically from T4 to T1. It can be seen that such a change in the junction temperature of the semiconductor element 41 means that the semiconductor element 41 has a transient heat capacity depending on the load current and that it is close to the output of the integrating circuit.

【００６９】前記図７において、前記半導体素子４１の
ジャンクション温度及び該温度の変化の勾配は負荷電流
の大きさに依存することから、負荷電流の大きさから前
記ジャンクション温度の今後の変化を推定することも出
来る。例えば、最初の停電が解消（電力変換装置の停電
補償稼動が停止）したｔ２の時点において、負荷電流の
変化が殆ど無く、停電の一時的復帰の期間ｔ２〜ｔ３が
事前に分っている場合や経験的に明らかな場合は、例え
ばｔ２の時点で、２回目の停電期間ｔ３〜ｔ４におい
て、前記半導体素子４１のジャンクション温度が限界温
度Ｔｍａｘを超えるかどうか推定でき、限界温度Ｔｍａ
ｘを超えることが確実な場合は、前記電力変換装置の２
回目の稼動時間は制限するように前記変換器制御手段２
５（図５に図示）が作動する。In FIG. 7, since the junction temperature of the semiconductor element 41 and the gradient of the change of the temperature depend on the magnitude of the load current, the future change of the junction temperature is estimated from the magnitude of the load current. You can also do it. For example, at time t2 when the first power outage is resolved (power outage compensation operation of the power converter is stopped), there is almost no change in the load current, and the period t2 to t3 of the temporary recovery from the power outage is known in advance. If it is empirically clear, for example, at time t2, it can be estimated whether the junction temperature of the semiconductor element 41 exceeds the limit temperature Tmax during the second power failure period t3 to t4.
When it is certain that x is exceeded, 2 of the power conversion device
The converter control means 2 so as to limit the operation time of the second time
5 (illustrated in FIG. 5) is activated.

【００７０】実施の形態３．図８は本発明の実施形態３
の一例を示す図で、制御手段及び制御手順を示す図であ
る。この実施形態３は図８に示すように、半導体素子ジ
ャンクション温度推定手段２１による半導体素子ジャン
クション部の現在の温度を、電力変換器４（図１に図
示）を構成する半導体素子４１の現在の素子温度から計
算し推定するもので、具体的には、前記半導体素子４１
の現在の素子温度を検出する半導体素子温度検出手段７
を設け、この半導体素子温度検出手段７の出力、即ち前
記半導体素子４１の現在の素子温度、を前記半導体素子
ジャンクション温度推定手段２１が入力して、半導体素
子ジャンクション部の現在の温度を計算し推定する。Embodiment 3. FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
It is a figure which shows an example, and is a figure which shows a control means and a control procedure. In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the current temperature of the semiconductor element junction portion obtained by the semiconductor element junction temperature estimating means 21 is calculated as the current element of the semiconductor element 41 constituting the power converter 4 (shown in FIG. 1). The temperature is calculated and estimated from the temperature. Specifically, the semiconductor element 41 is
Semiconductor element temperature detecting means 7 for detecting the present element temperature of
The semiconductor element junction temperature estimating means 21 inputs the output of the semiconductor element temperature detecting means 7, that is, the current element temperature of the semiconductor element 41, and calculates and estimates the current temperature of the semiconductor element junction portion. To do.

【００７１】前記半導体素子温度検出手段７は、前述の
図２に示されるように、前記モジュ−ル型半導体素子４
の金属ベ−ス４２と前記冷却フィン４３との境界部分に
おいてに、前記金属ベ−ス４２及び前記冷却フィン４３
の双方に密接し面接触して設置されている。前記半導体
素子４の金属ベ−ス４２と前記冷却フィン４３との境界
部分は、前記半導体素子４１の現在の素子温度を最も正
確に検出でき且つ前記半導体素子４のジャンクション部
に最も近い部分である。従って、半導体素子ジャンクシ
ョン部の現在の温度を、比較的正確に計算し推定するこ
とが出来る。As shown in FIG. 2, the semiconductor element temperature detecting means 7 includes the module type semiconductor element 4 as shown in FIG.
Of the metal base 42 and the cooling fins 43 at the boundary between the metal base 42 and the cooling fins 43.
They are installed in close contact with each other and in surface contact. The boundary portion between the metal base 42 of the semiconductor element 4 and the cooling fin 43 is the portion that can detect the current element temperature of the semiconductor element 41 most accurately and is closest to the junction portion of the semiconductor element 4. . Therefore, the current temperature of the semiconductor element junction can be calculated and estimated relatively accurately.

【００７２】なお、実施の形態３において、前述の説明
以外については前述の実施形態１及び実施形態２と、シ
ステム構成、各部機能、動作手順、等すべて同じである
ので、説明は割愛する。In the third embodiment, except for the above description, the system configuration, the functions of each part, the operation procedure, and the like are the same as those in the first and second embodiments, and the description thereof will be omitted.

【００７３】また、半導体素子４１の現在の素子温度を
検出する場合、最近開発中の半導体素子４１の内部温度
を検出する半導体素子内部温度検出手段が製品化される
に至れば、前記半導体素子４のジャンクション部に最も
近い部分で素子温度を最も正確に検出できるようにな
り、その場合は半導体素子ジャンクション部の現在の実
際の温度に、より近い温度を精度良く取り出せるように
なり、それに伴い、半導体素子ジャンクション部の現在
の実際の温度により近い精度良く取り出された温度から
半導体素子ジャンクション部の現在の温度を計算し推定
した結果も、半導体素子ジャンクション部の現在の実際
の温度に、より近いものとなる。Further, in the case of detecting the current element temperature of the semiconductor element 41, if the semiconductor element internal temperature detecting means for detecting the internal temperature of the semiconductor element 41, which is being developed recently, is commercialized, the semiconductor element 4 is detected. It becomes possible to detect the element temperature most accurately at the part closest to the junction part of the semiconductor device. In that case, it becomes possible to accurately extract the temperature closer to the current actual temperature of the semiconductor element junction part. The current temperature of the semiconductor element junction part is closer to the current actual temperature of the semiconductor element junction part than the current actual temperature of the semiconductor element junction part. Become.

【００７４】実施の形態４．図９及び図１０は本発明の
実施形態４の一例を示す図で、図９は制御手段及び制御
手順を示す図、図１０は構造を概略的に示す側面図、で
ある。この実施形態４は図９及び図１０に示すように、
電力変換装置の箱体４４の内部の前記半導体素子４１に
近い部位に温度検出手段２８を設け、この温度検出手段
２８が検出した前記半導体素子周囲の環境温度を、前記
半導体素子ジャンクション温度推定手段２１での温度推
定に加味するようにしたものである。Fourth Embodiment 9 and 10 are views showing an example of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view showing a control means and a control procedure, and FIG. 10 is a side view schematically showing the structure. The fourth embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10,
A temperature detecting means 28 is provided in a portion near the semiconductor element 41 inside the box body 44 of the power conversion device, and the ambient temperature around the semiconductor element detected by the temperature detecting means 28 is the semiconductor element junction temperature estimating means 21. This is added to the temperature estimation at.

【００７５】前記半導体素子４１のジャンクション部の
実際の温度ＲＴは、前述の図４に示してあるように、前
記半導体素子４１の周囲環境温度Ｔｃだけ嵩上げされた
温度となっている。一方、負荷電流から半導体素子内部
の損失から前記半導体素子ジャンクション温度を推定し
た場合、負荷電流には前記周囲環境温度Ｔｃの成分は入
ってないので、前記半導体素子ジャンクション温度推定
手段２１での推定温度は、前記半導体素子４１のジャン
クション部の実際の温度ＲＴより、前記周囲環境温度Ｔ
ｃだけ低い温度となる。従って、前述のように温度検出
手段２８が検出した前記半導体素子周囲の環境温度を、
前記半導体素子ジャンクション温度推定手段２１での温
度推定に加味することにより、前記半導体素子ジャンク
ション温度推定手段２１での推定温度は、前記半導体素
子４１のジャンクション部の実際の温度に、より近い精
度の極めて高いものとなる。The actual temperature RT of the junction portion of the semiconductor element 41 is a temperature raised by the ambient temperature Tc of the semiconductor element 41, as shown in FIG. On the other hand, when the semiconductor element junction temperature is estimated from the internal loss of the semiconductor element from the load current, the load current does not include the component of the ambient temperature Tc, so the estimated temperature in the semiconductor element junction temperature estimation means 21 is estimated. Is the ambient temperature T from the actual temperature RT of the junction of the semiconductor element 41.
The temperature is lower by c. Therefore, as described above, the ambient temperature around the semiconductor element detected by the temperature detecting means 28 is
By taking into account the temperature estimation by the semiconductor element junction temperature estimation means 21, the estimated temperature by the semiconductor element junction temperature estimation means 21 is extremely close to the actual temperature of the junction part of the semiconductor element 41 and has an extremely high accuracy. It will be expensive.

【００７６】なお、前記半導体素子４１の周囲環境温度
Ｔｃが、電力変換装置の使用環境が、地勢の関係で１年
中ほぼ同一温度であったり、空気調和され１年中ほぼ同
一温度であるような場合は、当該温度を前記半導体素子
ジャンクション温度推定手段２１に固定値として与えて
おくことができ、その場合は前記温度検出手段２８は省
略できる。例えば、電気的損失（Ｗｈ）から温度に変換
する係数をＫとし、前記半導体素子４１の周囲環境温度
をＴｃとした場合、前記半導体素子ジャンクション温度
推定手段２１は、半導体素子ジャンクション推定温度を
６０×（Ｅｃｏ＋Ｅｏｎ＋Ｅｏｆｆ）×ｔ×Ｋ＋Ｔｃで
求めることが出来、前述のように電力変換装置の使用環
境が１年中ほぼ同一温度の場合には、前記Ｔｃを、該同
一温度に対応した固定値とすればよい。It should be noted that the ambient temperature Tc of the semiconductor element 41 is such that the environment in which the power converter is used is approximately the same temperature all year long due to the terrain, or is approximately the same temperature year after air conditioning. In that case, the temperature can be given as a fixed value to the semiconductor element junction temperature estimation means 21, and in that case, the temperature detection means 28 can be omitted. For example, when the coefficient for converting the electrical loss (Wh) into temperature is K and the ambient environment temperature of the semiconductor element 41 is Tc, the semiconductor element junction temperature estimation means 21 determines the semiconductor element junction estimated temperature to be 60 ×. It can be calculated by (Eco + Eon + Eoff) × t × K + Tc, and when the operating environment of the power conversion device is almost the same temperature all year as described above, if Tc is a fixed value corresponding to the same temperature, Good.

【００７７】なお、実施の形態４において、前述の説明
以外については前述の実施形態１及び実施形態２と、シ
ステム構成、各部機能、動作手順、等すべて同じである
ので、説明は割愛する。Except for the above description, the fourth embodiment is the same as the above-described first and second embodiments in terms of the system configuration, the functions of each part, the operating procedure, etc., and therefore the description thereof will be omitted.

【００７８】実施の形態５．図１１及び図１２は本発明
の実施形態５の一例を示す図で、図１１は制御手段及び
制御手順を示す図、図１２は電力変換器４の変調周波数
と半導体素子内発生損失との関係を説明する図である。
この実施形態５は図１１に示すように、電力変換器４の
変調周波数を、前記損失計算手段２０、前記温度上昇推
定手段２２、前記稼動可能時間推定手段２３に供給する
もので、前記損失計算手段２０は、前記負荷電流検出手
段３で検出された負荷電流と前記電力変換器４の変調周
波数とに基づいて、前記半導体素子４１内部の損失をす
る。Embodiment 5. 11 and 12 are diagrams showing an example of the fifth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a diagram showing a control means and a control procedure, and FIG. 12 is a relation between the modulation frequency of the power converter 4 and the loss generated in the semiconductor element. It is a figure explaining.
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the modulation frequency of the power converter 4 is supplied to the loss calculating means 20, the temperature rise estimating means 22, and the operable time estimating means 23. The means 20 causes a loss inside the semiconductor element 41 based on the load current detected by the load current detecting means 3 and the modulation frequency of the power converter 4.

【００７９】前記温度上昇推定手段２２は、前記半導体
素子ジャンクション温度推定手段２１で計算推定された
現在の半導体素子ジャンクション温度と、前記負荷電流
検出手段３で検出された負荷電流と、前記電力変換器４
の変調周波数とから、今後の半導体素子ジャンクション
部の上昇温度及び次回の電力変換装置稼動時の半導体素
子ジャンクション部の上昇温度を推定する。前記稼動可
能時間推定手段２３は、前記半導体素子ジャンクション
温度推定手段２１で計算推定された現在の半導体素子ジ
ャンクション温度と、前記負荷電流検出手段３で検出さ
れた負荷電流と、前記電力変換器４の変調周波数とか
ら、前記電力変換装置の稼動可能時間を推定する。The temperature rise estimating means 22 includes the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimating means 21, the load current detected by the load current detecting means 3, and the power converter. Four
The temperature rise of the semiconductor element junction part in the future and the temperature rise of the semiconductor element junction part at the time of the next operation of the power converter are estimated from the modulation frequency of. The operable time estimation means 23 includes the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimation means 21, the load current detected by the load current detection means 3, and the power converter 4 The operable time of the power converter is estimated from the modulation frequency.

【００８０】次いで、図１２により電力変換器４の変調
周波数と半導体素子内発生損失との関係を詳細に説明す
る。図１２（Ａ）はＰＷＭ変調周波数が低い場合の、図
１２（Ｂ）はＰＷＭ変調周波数が高い場合の、前記電力
変換器４（図１に図示）の出力、即ち、前記半導体素子
４のジャンクション部に流れる電流を示し、Ｅｏｎは前
記半導体素子４のＯＮ時の半導体素子内の電気的損失エ
ネルギ、Ｅｏｆｆは前記半導体素子４のＯＦＦ時の半導
体素子内の電気的損失エネルギ、Ｅｃｏは前記ＯＮ・Ｏ
ＦＦ間の前記半導体素子４の導通状態の間の電気的損失
エネルギである。Next, the relationship between the modulation frequency of the power converter 4 and the loss generated in the semiconductor device will be described in detail with reference to FIG. 12A shows the output of the power converter 4 (shown in FIG. 1) when the PWM modulation frequency is low, and FIG. 12B shows the output when the PWM modulation frequency is high, that is, the junction of the semiconductor element 4. Represents a current flowing through the part, Eon is electrical loss energy in the semiconductor element when the semiconductor element 4 is ON, Eoff is electrical loss energy in the semiconductor element when the semiconductor element 4 is OFF, and Eco is the ON-state. O
It is the electrical loss energy during the conducting state of the semiconductor element 4 between the FFs.

【００８１】ここで、前述の各損失Ｅｏｎ、Ｅｃｏ、Ｅ
ｏｆｆの大きさは、負荷電流の大きさに依存する。又、
前記変調周波数が小さい場合（例えば図１２（Ａ））よ
り、前記変調周波数が大きい場合（例えば図１２
（Ｂ））の方が、Ｅｏｎ、Ｅｏｆｆの回数が増えるの
で、前記半導体素子内の電気的損失エネルギは大きい。
これは、前記半導体素子内の発生損失量は、前記電力変
換器４の変調周波数にも依存していることを意味し、更
に、前記半導体素子ジャンクション温度やその上昇度合
いも、前記電力変換器４の変調周波数に依存しているこ
とを意味し、更には前記電力変換装置稼動可能時間も前
記電力変換器４の変調周波数に依存していることを意味
する。Here, the above-mentioned respective losses Eon, Eco, E
The magnitude of off depends on the magnitude of the load current. or,
When the modulation frequency is high (for example, FIG. 12A) compared to when the modulation frequency is low (for example, FIG. 12A).
Since the number of times of Eon and Eoff increases in (B)), the electrical loss energy in the semiconductor element is large.
This means that the amount of loss generated in the semiconductor element also depends on the modulation frequency of the power converter 4, and further, the semiconductor element junction temperature and the degree of increase thereof are also the power converter 4. It also means that the power converter operating time is dependent on the modulation frequency of the power converter 4.

【００８２】これらの意味合いから、前述のように、前
記電力変換器４の変調周波数を、前記損失計算手段２
０、前記温度上昇推定手段２２、前記稼動可能時間推定
手段２３に供給して、前記各手段２０，２２，２３の各
機能を前記電力変換器４の変調周波数を加味したより精
度の良いものとしている。例えば、電気的損失（Ｗｈ）
から温度に変換する係数をＫとし、前記電力変換器４の
変調周波数をｆとした場合、前記半導体素子ジャンクシ
ョン温度推定手段２１は、半導体素子ジャンクション推
定温度を、｛６０×Ｅｃｏ＋ｆ（Ｅｏｎ＋Ｅｏｆｆ）｝
×ｔ×Ｋ＋Ｔａから、前記電力変換器４の変調周波数を
加味した、より精度の高い推定温度として求めることが
できる。From these meanings, as described above, the modulation frequency of the power converter 4 is set to the loss calculation means 2
0, the temperature rise estimating means 22 and the available operating time estimating means 23 are supplied so that the functions of the respective means 20, 22, 23 are made more accurate in consideration of the modulation frequency of the power converter 4. There is. For example, electrical loss (Wh)
Where K is a coefficient for converting the power converter 4 into temperature and f is a modulation frequency of the power converter 4, the semiconductor element junction temperature estimation means 21 calculates the semiconductor element junction estimated temperature as {60 × Eco + f (Eon + Eoff)}.
From xt * K + Ta, it is possible to obtain a more accurate estimated temperature in consideration of the modulation frequency of the power converter 4.

【００８３】なお、実施の形態５において、前述の説明
以外については前述の実施形態１及び実施形態２と、シ
ステム構成、各部機能、動作手順、等すべて同じである
ので、説明は割愛する。In the fifth embodiment, except for the above description, the system configuration, the functions of each part, the operation procedure, etc. are the same as those in the first and second embodiments, and therefore the description thereof will be omitted.

【００８４】実施の形態６．図１３は本発明の実施の形
態６の一例を示す図で、制御手段及び制御手順を示す図
である。この図１３は図示のように、前述の実施形態３
の図８に示される電力変換装置に、前述の実施形態５に
おける前記電力変換器４の変調周波数を加味したもので
あり、前述の実施形態３の図８より精度の向上を図るも
のである。Sixth Embodiment FIG. 13 is a diagram showing an example of the sixth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a control means and a control procedure. As shown in FIG. 13, the third embodiment described above is used.
8 is obtained by adding the modulation frequency of the power converter 4 in the above-described Embodiment 5 to the power converter shown in FIG. 8 and is intended to improve accuracy as compared with FIG. 8 of Embodiment 3 described above.

【００８５】具体的には図１３に示すように、前述の実
施形態３の図８に示される電力変換装置において、前記
電力変換器４の変調周波数をｆを、前記温度上昇推定手
段２２及び前記稼動可能時間推定手段２３に加味するよ
うにしたもので、前記温度上昇推定手段２２は、前記半
導体素子ジャンクション温度推定手段２１で計算推定さ
れた現在の半導体素子ジャンクション温度と、前記負荷
電流検出手段３で検出された負荷電流と、前記電力変換
器４の変調周波数とから、今後の半導体素子ジャンクシ
ョン部の上昇温度及び次回の電力変換装置稼動時の半導
体素子ジャンクション部の上昇温度を推定する。前記稼
動可能時間推定手段２３は、前記半導体素子ジャンクシ
ョン温度推定手段２１で計算推定された現在の半導体素
子ジャンクション温度と、前記負荷電流検出手段３で検
出された負荷電流と、前記電力変換器４の変調周波数と
から、前記電力変換装置の稼動可能時間を推定する。Specifically, as shown in FIG. 13, in the power converter shown in FIG. 8 of the third embodiment, the modulation frequency of the power converter 4 is f, the temperature rise estimating means 22 and the The temperature rise estimating means 22 is added to the operable time estimating means 23, and the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimating means 21 and the load current detecting means 3 are added. From the load current detected in step 1 and the modulation frequency of the power converter 4, the future temperature rise of the semiconductor element junction and the temperature rise of the semiconductor element junction when the power converter is operated next time are estimated. The operable time estimation means 23 includes the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimation means 21, the load current detected by the load current detection means 3, and the power converter 4 The operable time of the power converter is estimated from the modulation frequency.

【００８６】ここで、例えば、電気的損失（Ｗｈ）から
温度に変換する係数をＫとし、前記電力変換器４の変調
周波数をｆとした場合、前述の実施形態３においては、
前記半導体素子ジャンクション温度推定手段２１は、半
導体素子ジャンクション推定温度を、６０×（Ｅｃｏ＋
Ｅｏｎ＋Ｅｏｆｆ）×ｔ×Ｋ＋Ｔａから、推定温度とし
て求ているが、前述の実施形態６においては、前記半導
体素子ジャンクション推定温度を、｛６０×Ｅｃｏ＋ｆ
（Ｅｏｎ＋Ｅｏｆｆ）｝×ｔ×Ｋ＋Ｔａから求めること
になり、前記電力変換器４の変調周波数をｆを加味して
あるので、前述の実施形態３より、前述の実施形態６の
方が精度が高くなる。Here, for example, when the coefficient for converting the electric loss (Wh) into the temperature is K and the modulation frequency of the power converter 4 is f, in the third embodiment described above,
The semiconductor element junction temperature estimation means 21 calculates the semiconductor element junction estimated temperature as 60 × (Eco +
Eon + Eoff) × t × K + Ta is obtained as the estimated temperature. In the sixth embodiment, the estimated semiconductor element junction temperature is {60 × Eco + f
Since (Eon + Eoff)} × t × K + Ta is obtained and the modulation frequency of the power converter 4 is added with f, the accuracy of the sixth embodiment is higher than that of the third embodiment. .

【００８７】なお、実施の形態６において、前述の説明
以外については、前述の実施形態３、及び実施形態５
と、システム構成、各部機能、動作手順、等すべて同じ
であるので、説明は割愛する。In the sixth embodiment, except for the above description, the third and fifth embodiments described above.
Since the system configuration, the function of each part, the operation procedure, etc. are all the same, the description will be omitted.

【００８８】実施の形態７．図１４は本発明の実施の形
態７の一例を示す図で、制御手段及び制御手順を示す図
である。この図１４は図示のように、前述の実施形態４
の図９に示される電力変換装置に、前述の実施形態５に
おける前記電力変換器４の変調周波数を加味したもので
あり、前述の実施形態４の図９より精度の向上を図るも
のである。Seventh Embodiment FIG. 14 is a diagram showing an example of the seventh embodiment of the present invention, and is a diagram showing a control means and a control procedure. As shown in FIG. 14, the fourth embodiment described above is used.
9 is obtained by adding the modulation frequency of the power converter 4 in the fifth embodiment described above to the power conversion device shown in FIG. 9, and is intended to improve accuracy as compared with FIG. 9 of the fourth embodiment described above.

【００８９】具体的には図１４に示すように、前述の実
施形態４の図９に示される電力変換装置において、前記
電力変換器４の変調周波数をｆを、前記温度上昇推定手
段２２及び前記稼動可能時間推定手段２３に加味するよ
うにしたもので、前記温度上昇推定手段２２は、前記半
導体素子ジャンクション温度推定手段２１で計算推定さ
れた現在の半導体素子ジャンクション温度と、前記負荷
電流検出手段３で検出された負荷電流と、前記電力変換
器４の変調周波数とから、今後の半導体素子ジャンクシ
ョン部の上昇温度及び次回の電力変換装置稼動時の半導
体素子ジャンクション部の上昇温度を推定する。前記稼
動可能時間推定手段２３は、前記半導体素子ジャンクシ
ョン温度推定手段２１で計算推定された現在の半導体素
子ジャンクション温度と、前記負荷電流検出手段３で検
出された負荷電流と、前記電力変換器４の変調周波数と
から、前記電力変換装置の稼動可能時間を推定する。Specifically, as shown in FIG. 14, in the power converter shown in FIG. 9 of the fourth embodiment, the modulation frequency of the power converter 4 is f, the temperature rise estimating means 22 and the temperature rise estimating means 22 are The temperature rise estimating means 22 is added to the operable time estimating means 23, and the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimating means 21 and the load current detecting means 3 are added. From the load current detected in step 1 and the modulation frequency of the power converter 4, the future temperature rise of the semiconductor element junction and the temperature rise of the semiconductor element junction when the power converter is operated next time are estimated. The operable time estimation means 23 includes the current semiconductor element junction temperature calculated and estimated by the semiconductor element junction temperature estimation means 21, the load current detected by the load current detection means 3, and the power converter 4 The operable time of the power converter is estimated from the modulation frequency.

【００９０】ここで、例えば、電気的損失（Ｗｈ）から
温度に変換する係数をＫとし、前記温度検出手段２８で
検出される周囲環境温度をＴｃとし、前記電力変換器４
の変調周波数をｆとした場合、前述の実施形態３におい
ては、前記半導体素子ジャンクション温度推定手段２１
は、半導体素子ジャンクション推定温度を、６０×（Ｅ
ｃｏ＋Ｅｏｎ＋Ｅｏｆｆ）×ｔ×Ｋ＋Ｔｃから、求めて
いるが、前述の実施形態６においては、前記半導体素子
ジャンクション推定温度を、｛６０×Ｅｃｏ＋ｆ（Ｅｏ
ｎ＋Ｅｏｆｆ）｝×ｔ×Ｋ＋Ｔｃから求めることにな
り、前記電力変換器４の変調周波数をｆを加味してある
ので、前述の実施形態４より、前述の実施形態７の方が
精度が高くなる。Here, for example, the coefficient for converting the electrical loss (Wh) into the temperature is K, the ambient temperature detected by the temperature detecting means 28 is Tc, and the power converter 4 is used.
In the third embodiment, the semiconductor element junction temperature estimation means 21 has the modulation frequency of f.
Is the semiconductor element junction estimated temperature 60 × (E
co + Eon + Eoff) × t × K + Tc, the semiconductor element junction estimated temperature is {60 × Eco + f (Eo
n + Eoff)} × t × K + Tc, and since the modulation frequency of the power converter 4 is added with f, the accuracy of the seventh embodiment is higher than that of the fourth embodiment.

【００９１】なお、実施の形態７において、前述の説明
以外については、前述の実施形態４、及び実施形態５
と、システム構成、各部機能、動作手順、等すべて同じ
であるので、説明は割愛する。In the seventh embodiment, except for the above description, the fourth and fifth embodiments described above.
Since the system configuration, the function of each part, the operation procedure, etc. are all the same, the description will be omitted.

【００９２】また、前述の図５、図８、図９、図１１、
図１３、及び図１７においては、前記損失計算手段２
０、前記半導体素子ジャンクション温度推定手段２１、
前記温度上昇推定手段２２、前記稼動可能時間推定手段
２３、及び前記定格判定手段２４、各機能を前記変換機
制御手段２５の本来機能を行なうプロセッサ（図示せ
ず）に持たせてもよい。In addition, the above-mentioned FIG. 5, FIG. 8, FIG. 9, FIG.
In FIGS. 13 and 17, the loss calculation means 2 is used.
0, the semiconductor element junction temperature estimation means 21,
The temperature rise estimating means 22, the operable time estimating means 23, and the rating determining means 24 may be provided in a processor (not shown) that performs the original function of the converter control means 25.

【００９３】[0093]

【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る電力変換装
置は、半導体素子により構成された電力変換器から給電
される負荷の負荷電流から前記半導体素子のジャンクシ
ョン温度を推定すると共に、当該推定ジャンクション温
度が稼動可能限界温度に到達するまでの稼動可能時間を
推定し、前記負荷電流及び前記推定稼動可能時間により
装置定格が設定されているので、従来の連続通電定格や
過負荷電流が流れ始めてから一定時間で電力変換装置の
運転を停止する過負荷耐量（過電流耐量）の考え方から
脱却し、短時間稼動の電力変換装置から通常の電力変換
装置までの各種の用途や容量、等、の種々の態様に対し
て装置容量を柔軟に対応して作ることができる効果があ
る。The power converter according to the invention described in claim 1 estimates the junction temperature of the semiconductor element from the load current of the load fed from the power converter composed of the semiconductor element, and the estimation. The operating time until the junction temperature reaches the operating limit temperature is estimated, and the device current rating is set based on the load current and the estimated operating time. From the concept of overload withstanding capability (overcurrent withstanding capability), which stops the operation of the power conversion device in a certain period of time, from various applications and capacities such as short-time operation power conversion device to normal power conversion device. There is an effect that the device capacity can be flexibly made for various aspects.

【００９４】請求項２に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成された電力変換器、前記電力
変換器から負荷への給電時の負荷電流を検出する負荷電
流検出手段、前記負荷電流検出手段により検出された負
荷電流から前記半導体素子のジャンクション温度を推定
するジャンクション温度推定手段、及び前記負荷電流検
出手段により検出された負荷電流及び前記ジャンクショ
ン温度推定手段により推定されたジャンクション温度か
ら装置稼動可能時間を推定する稼動可能時間推定手段を
備え、装置稼働時間が前記稼動可能時間推定手段により
推定された前記装置稼動可能時間を超えると装置停止を
行なうので、従来の連続通電定格や過負荷電流が流れ始
めてから一定時間で電力変換装置の運転を停止する過負
荷耐量（過電流耐量）の考え方から脱却し、短時間稼動
の電力変換装置から通常の電力変換装置までの各種の用
途や容量、等、の種々の態様に対して装置容量を柔軟に
対応して作ることができる上、より稼動限界に近い状態
まで稼動できる効果がある。According to a second aspect of the present invention, there is provided a power converter including a power converter including semiconductor elements, load current detecting means for detecting a load current when power is supplied from the power converter to the load, and the load. Junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the load current detected by the current detection means, and device based on the load current detected by the load current detection means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimation means The apparatus is provided with an operable time estimating means for estimating an operable time, and when the apparatus operating time exceeds the apparatus operable time estimated by the operable time estimating means, the apparatus is stopped. Overload withstanding capability (overcurrent withstanding capability) that stops the operation of the power converter within a certain time after the current starts flowing ), It is possible to flexibly adapt the device capacity to various modes such as various applications and capacities from short-time operation power converters to normal power converters. , There is an effect that it can operate to a state closer to the operating limit.

【００９５】請求項３に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成され停電時に負荷へ給電する
電力変換器、前記電力変換器から負荷への給電時の負荷
電流を検出する負荷電流検出手段、前記負荷電流検出手
段により検出された負荷電流から前記半導体素子のジャ
ンクション温度を推定するジャンクション温度推定手
段、及び前記負荷電流検出手段により検出された負荷電
流及び前記ジャンクション温度推定手段により推定され
たジャンクション温度から装置稼動可能時間を推定する
稼動可能時間推定手段を備え、再停電時に、再給電によ
る装置稼働時間が前記稼動可能時間推定手段により推定
された前記装置稼動可能時間を超えると推定される場合
にはジャンクション温度の限界で稼働時間を制限して装
置停止を行なうので、従来の連続通電定格や過負荷電流
が流れ始めてから一定時間で電力変換装置の運転を停止
する過負荷耐量（過電流耐量）の考え方から脱却し、短
時間稼動の電力変換装置から通常の電力変換装置までの
各種の用途や容量、等、の種々の態様に対して装置容量
を柔軟に対応して作ることができる上、より稼動限界に
近い状態まで稼動でき、しかも再停電時における半導体
素子の焼損の可能性を少なくできる効果がある。A power conversion device according to a third aspect of the present invention is a power converter configured by a semiconductor element for supplying power to a load in the event of a power failure, and a load current for detecting a load current when supplying power from the power converter to the load. Detection means, a junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the load current detected by the load current detection means, and a load current detected by the load current detection means and estimated by the junction temperature estimation means It is estimated that the device operating time is estimated from the junction temperature, and the device operating time due to re-power supply is estimated to exceed the device operating time estimated by the operating time estimating means at the time of a power failure again. In this case, the operating time is limited by the limit of the junction temperature and the equipment is stopped. Escape from the conventional concept of overload withstanding (overcurrent withstanding), which stops the operation of the power converter within a certain period of time after the continuous current rating or overload current begins to flow. It is possible to flexibly adapt the device capacity to various aspects such as various uses up to the device, capacity, etc., and it is possible to operate to a state closer to the operating limit, and further This has the effect of reducing the possibility of burnout.

【００９６】請求項４に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項２及び請求項３の何れか一に記載の電力変換
装置において、前記半導体素子の周囲環境温度を検出す
る温度検出手段を備え、この温度検出手段により検出さ
れた周囲環境温度及び前記負荷電流検出手段により検出
された負荷電流から前記ジャンクション温度推定手段が
前記半導体素子のジャンクション温度を推定するので、
従来の連続通電定格や過負荷電流が流れ始めてから一定
時間で電力変換装置の運転を停止する過負荷耐量（過電
流耐量）の考え方から脱却し、短時間稼動の電力変換装
置から通常の電力変換装置までの各種の用途や容量、
等、の種々の態様に対して装置容量を柔軟に対応して作
ることができる上、精度よく、より稼動限界に近い状態
まで稼動できる効果がある。A power converter according to a fourth aspect of the present invention is the power converter according to any one of the second and third aspects, further comprising temperature detecting means for detecting an ambient temperature of the semiconductor element. Since the junction temperature estimation means estimates the junction temperature of the semiconductor element from the ambient environment temperature detected by the temperature detection means and the load current detected by the load current detection means,
Escape from the conventional concept of overload withstanding (overcurrent withstanding), which stops the operation of the power converter within a certain period of time after the continuous current rating or overload current begins to flow. Various uses and capacity up to the device,
There is an effect that the device capacity can be flexibly made to correspond to various aspects such as the above, and the operation can be performed with high accuracy to a state closer to the operation limit.

【００９７】請求項５に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成された電力変換器、前記半導
体素子の温度を検出する半導体素子温度検出手段、前記
半導体素子温度検出手段により検出された前記半導体素
子の温度から前記半導体素子のジャンクション温度を推
定するジャンクション温度推定手段、前記電力変換器か
ら負荷への給電時の負荷電流を検出する負荷電流検出手
段、及び前記負荷電流検出手段により検出された負荷電
流及び前記ジャンクション温度推定手段により推定され
たジャンクション温度から装置稼動可能時間を推定する
稼動可能時間推定手段を備え、装置稼働時間が前記稼動
可能時間推定手段により推定された前記装置稼動可能時
間を超えると装置停止を行なうので、従来の連続通電定
格や過負荷電流が流れ始めてから一定時間で電力変換装
置の運転を停止する過負荷耐量（過電流耐量）の考え方
から脱却し、短時間稼動の電力変換装置から通常の電力
変換装置までの各種の用途や容量、等、の種々の態様に
対して装置容量を柔軟に対応して作ることができる上、
更に稼動限界に近い状態まで稼動できる効果がある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device including a power converter including a semiconductor element, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature. A junction temperature estimating means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the temperature of the semiconductor element, a load current detecting means for detecting a load current when the power converter supplies power to the load, and a load current detecting means for detecting the load current. The loadable current and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means are included in the operable time estimating means for estimating the operable time of the equipment, and the operable time of the equipment is estimated by the operable time estimating means. If the time is exceeded, the equipment will be stopped. From the concept of overload withstanding capability (overcurrent withstanding capability) that stops the operation of the power conversion device within a certain time after the start of operation, various applications and capacities such as short-time operation power conversion device to normal power conversion device, etc. In addition to being able to flexibly adapt the device capacity to various aspects of
Furthermore, there is an effect that it can operate up to a state close to the operating limit.

【００９８】請求項６に記載の発明に係る電力変換装置
は、半導体素子により構成され停電時に負荷へ給電する
電力変換器、前記半導体素子の温度を検出する半導体素
子温度検出手段、前記半導体素子温度検出手段により検
出された前記半導体素子の温度から前記半導体素子のジ
ャンクション温度を推定するジャンクション温度推定手
段、前記電力変換器から負荷への給電時の負荷電流を検
出する負荷電流検出手段、及び前記負荷電流検出手段に
より検出された負荷電流及び前記ジャンクション温度推
定手段により推定されたジャンクション温度から装置稼
動可能時間を推定する稼動可能時間推定手段を備え、再
停電時に、再給電による装置稼働時間が前記稼動可能時
間推定手段により推定された前記装置稼動可能時間を超
えると推定される場合にはジャンクション温度の限界で
稼働時間を制限して装置停止を行なうので、従来の連続
通電定格や過負荷電流が流れ始めてから一定時間で電力
変換装置の運転を停止する過負荷耐量（過電流耐量）の
考え方から脱却し、短時間稼動の電力変換装置から通常
の電力変換装置までの各種の用途や容量、等、の種々の
態様に対して装置容量を柔軟に対応して作ることができ
る上、更に稼動限界に近い状態まで稼動でき、しかも再
停電時における半導体素子の焼損の可能性を少なくでき
る効果がある。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power converter comprising a semiconductor element, a power converter for supplying power to a load in the event of a power failure, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and the semiconductor element temperature. Junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the temperature of the semiconductor element detected by the detection means, load current detection means for detecting a load current when power is supplied from the power converter to the load, and the load The operating time estimation means for estimating the operating time of the equipment from the load current detected by the current detecting means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means is provided. It is estimated that the device operating time estimated by the available time estimating means is exceeded. In this case, the operating time is limited by the limit of the junction temperature and the equipment is stopped.Therefore, the overload withstand capability (overcurrent protection) that stops the operation of the power converter within a certain time after the continuous continuous current rating or overload current starts It is possible to flexibly adapt the device capacity to various aspects such as various applications and capacities from short-time operation power converters to normal power converters, etc. Furthermore, there is an effect that it can be operated to a state closer to the operating limit and that the possibility of burning of the semiconductor element during a power failure again can be reduced.

【００９９】請求項７に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項２〜請求項６の何れか一に記載の電力変換装
置において、前記半導体素子がＰＷＭ変調によりＯＮ、
ＯＦＦ制御されものであり、前記稼動可能時間推定手段
がＰＷＭ変調周波数を加味して前記半導体素子のジャン
クション温度を推定するので、従来の連続通電定格や過
負荷電流が流れ始めてから一定時間で電力変換装置の運
転を停止する過負荷耐量（過電流耐量）の考え方から脱
却し、短時間稼動の電力変換装置から通常の電力変換装
置までの各種の用途や容量、等、の種々の態様に対して
装置容量を柔軟に対応して作ることができる上、精度よ
く、より稼動限界に近い状態まで稼動できる効果があ
る。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the power conversion device according to any one of the second to sixth aspects, wherein the semiconductor element is turned on by PWM modulation.
Since it is OFF-controlled, and the operable time estimation means estimates the junction temperature of the semiconductor element in consideration of the PWM modulation frequency, the conventional continuous energization rating or the power conversion is performed within a fixed time after the overload current starts to flow. For various aspects such as various applications and capacities from short-time power converters to normal power converters, etc. In addition to being able to flexibly adapt the device capacity, it has the effect of being able to operate accurately and even closer to the operating limit.

【０１００】請求項８に記載の発明に係る電力変換装置
は、請求項１〜請求項７の何れか一に記載の電力変換装
置において、前記推定ジャンクション温度及び前記稼動
可能時間の少なくとも一方の少なくとも現在値を表示す
る表示手段を備えているので、従来装置より稼動限界に
近い状態まで稼動しても装置異常でないことを確認でき
る効果がある。An electric power converter according to an eighth aspect of the present invention is the electric power converter according to any one of the first to seventh aspects, wherein at least one of the estimated junction temperature and the operable time is at least. Since the display means for displaying the current value is provided, there is an effect that it is possible to confirm that the apparatus is not abnormal even when it is operated to a state closer to the operating limit than the conventional apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 この発明の実施の形態１を示すシステム構成
図。FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図２】 この発明の実施の形態１構造を概略的に示す
側面図。FIG. 2 is a side view schematically showing the structure of the first embodiment of the present invention.

【図３】 図１の電力変換装置における負荷電流および
稼動許容時間の観点での動作説明図。FIG. 3 is an operation explanatory diagram in terms of load current and operation allowable time in the power conversion device of FIG.

【図４】 図１の電力変換装置における半導体素子のジ
ャンクション温度の観点での動作説明図。FIG. 4 is an operation explanatory diagram in terms of a junction temperature of a semiconductor element in the power conversion device of FIG.

【図５】 この発明の実施形態２の制御手段及び制御手
順を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a control means and a control procedure according to the second embodiment of the present invention.

【図６】 この発明の実施形態２の半導体素子４１の内
部損失についての説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of internal loss of the semiconductor element 41 according to the second embodiment of the present invention.

【図７】 この発明の実施形態２の半導体素子４１のジ
ャンクション温度についての説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a junction temperature of the semiconductor element 41 according to the second embodiment of the present invention.

【図８】 この発明の実施形態３の制御手段及び制御手
順を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a control means and a control procedure according to the third embodiment of the present invention.

【図９】 この発明の実施形態４の制御手段及び制御手
順を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a control means and a control procedure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１０】 この発明の実施形態４の構造を概略的に示
す側面図。FIG. 10 is a side view schematically showing the structure of Embodiment 4 of the present invention.

【図１１】 この発明の実施形態５の制御手段及び制御
手順を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a control means and a control procedure according to the fifth embodiment of the present invention.

【図１２】 この発明の実施形態５における電力変換器
４の変調周波数と半導体素子内発生損失との関係を説明
する図。FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the modulation frequency of the power converter 4 and the loss generated in the semiconductor device according to Embodiment 5 of the present invention.

【図１３】 この発明の実施形態６の制御手段及び制御
手順を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a control means and a control procedure according to the sixth embodiment of the present invention.

【図１４】 この発明の実施形態７の制御手段及び制御
手順を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a control means and a control procedure according to the seventh embodiment of the present invention.

【図１５】 従来の一般的な電力変換装置による無停電
電源装置を示す接続図。FIG. 15 is a connection diagram showing an uninterruptible power supply device using a conventional general power converter.

【図１６】 従来の一般的な電力変換装置に使われてい
る装置定格の説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram of a device rating used in a conventional general power conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 系統電源、 ２ 負荷、３ 負
荷電流検出手段、 ４ 電力変換器、５ 冷
却手段、 ７ 半導体素子温度検出
手段、８ ゲ−ト駆動回路、 ９ 変調回
路、１２ 主制御回路、 ２０ 損失計
算手段、２１ 半導体素子ジャンクション温度推定手
段、２２ 温度上昇推定手段、 ２３ 稼動可
能時間推定手段、２４ 定格判定手段、
２５ 変換器制御手段、２７、４５ 表示手段、
１２０ 制御特性、１２４、Ｔｍａｘ 本発明の
装置定格、１２５ 稼動許容定格領域、 １２６
稼動非許容定格領域、１７６、１７７ 従来の装置定
格。1 system power supply, 2 load, 3 load current detection means, 4 power converter, 5 cooling means, 7 semiconductor element temperature detection means, 8 gate drive circuit, 9 modulation circuit, 12 main control circuit, 20 loss calculation means, 21 semiconductor element junction temperature estimation means, 22 temperature rise estimation means, 23 operable time estimation means, 24 rating determination means,
25 converter control means, 27, 45 display means,
120 control characteristics, 124, Tmax device rating of the present invention, 125 operation allowable rating region, 126
Operating non-permissible rating range, 176, 177 Conventional equipment rating.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体素子により構成された電力変換器
から給電される負荷の負荷電流から前記半導体素子のジ
ャンクション温度を推定すると共に、当該推定ジャンク
ション温度が稼動可能限界温度に到達するまでの稼動可
能時間を推定し、前記負荷電流及び前記推定稼動可能時
間により装置定格が設定されている電力変換装置。1. A junction temperature of the semiconductor element is estimated from a load current of a load fed from a power converter composed of a semiconductor element, and operation is possible until the estimated junction temperature reaches an operable limit temperature. A power conversion device that estimates time and has a device rating set by the load current and the estimated operable time. 【請求項２】 半導体素子により構成された電力変換
器、前記電力変換器から負荷への給電時の負荷電流を検
出する負荷電流検出手段、前記負荷電流検出手段により
検出された負荷電流から前記半導体素子のジャンクショ
ン温度を推定するジャンクション温度推定手段、及び前
記負荷電流検出手段により検出された負荷電流及び前記
ジャンクション温度推定手段により推定されたジャンク
ション温度から装置稼動可能時間を推定する稼動可能時
間推定手段を備え、装置稼働時間が前記稼動可能時間推
定手段により推定された前記装置稼動可能時間を超える
と装置停止を行なう電力変換装置。2. A power converter including a semiconductor element, load current detection means for detecting a load current when the power converter supplies power to a load, and the semiconductor based on the load current detected by the load current detection means. Junction temperature estimating means for estimating the junction temperature of the element, and available time estimating means for estimating the device available time from the load current detected by the load current detecting means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means. An electric power conversion device, comprising: when the device operating time exceeds the device operating time estimated by the operating time estimating means, the device is stopped. 【請求項３】 半導体素子により構成され停電時に負荷
へ給電する電力変換器、前記電力変換器から負荷への給
電時の負荷電流を検出する負荷電流検出手段、前記負荷
電流検出手段により検出された負荷電流から前記半導体
素子のジャンクション温度を推定するジャンクション温
度推定手段、及び前記負荷電流検出手段により検出され
た負荷電流及び前記ジャンクション温度推定手段により
推定されたジャンクション温度から装置稼動可能時間を
推定する稼動可能時間推定手段を備え、再停電時に、再
給電による装置稼働時間が前記稼動可能時間推定手段に
より推定された前記装置稼動可能時間を超えると推定さ
れる場合にはジャンクション温度の限界で稼働時間を制
限して装置停止を行なう電力変換装置。3. A power converter configured by a semiconductor element for feeding power to a load in the event of a power failure, a load current detecting means for detecting a load current at the time of feeding power from the power converter to the load, and a load current detecting means for detecting the load current. Junction temperature estimating means for estimating the junction temperature of the semiconductor element from the load current, and operation for estimating the device operable time from the load current detected by the load current detecting means and the junction temperature estimated by the junction temperature estimating means. When it is estimated that the device operating time due to re-power supply exceeds the device operating time estimated by the operating time estimating means at the time of a power failure again, the operating time is limited by the junction temperature. A power conversion device that limits and stops the device. 【請求項４】 請求項２及び請求項３の何れか一に記載
の電力変換装置において、前記半導体素子の周囲環境温
度を検出する温度検出手段を備え、この温度検出手段に
より検出された周囲環境温度及び前記負荷電流検出手段
により検出された負荷電流から前記ジャンクション温度
推定手段が前記半導体素子のジャンクション温度を推定
する電力変換装置。4. The power conversion device according to claim 2, further comprising a temperature detection unit that detects an ambient temperature of the semiconductor element, and the ambient environment detected by the temperature detection unit. A power converter in which the junction temperature estimation means estimates the junction temperature of the semiconductor element from the temperature and the load current detected by the load current detection means. 【請求項５】 半導体素子により構成された電力変換
器、前記半導体素子の温度を検出する半導体素子温度検
出手段、前記半導体素子温度検出手段により検出された
前記半導体素子の温度から前記半導体素子のジャンクシ
ョン温度を推定するジャンクション温度推定手段、前記
電力変換器から負荷への給電時の負荷電流を検出する負
荷電流検出手段、及び前記負荷電流検出手段により検出
された負荷電流及び前記ジャンクション温度推定手段に
より推定されたジャンクション温度から装置稼動可能時
間を推定する稼動可能時間推定手段を備え、装置稼働時
間が前記稼動可能時間推定手段により推定された前記装
置稼動可能時間を超えると装置停止を行なう電力変換装
置。5. A power converter including a semiconductor element, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and junction of the semiconductor element from the temperature of the semiconductor element detected by the semiconductor element temperature detecting means. Junction temperature estimating means for estimating a temperature, load current detecting means for detecting a load current when power is supplied from the power converter to the load, and load current detected by the load current detecting means and estimated by the junction temperature estimating means An electric power converter comprising an operable time estimating means for estimating an operable time of the apparatus from the determined junction temperature, and stopping the apparatus when the operated time of the apparatus exceeds the operable time of the apparatus estimated by the operable time estimating means. 【請求項６】 半導体素子により構成され停電時に負荷
へ給電する電力変換器、前記半導体素子の温度を検出す
る半導体素子温度検出手段、前記半導体素子温度検出手
段により検出された前記半導体素子の温度から前記半導
体素子のジャンクション温度を推定するジャンクション
温度推定手段、前記電力変換器から負荷への給電時の負
荷電流を検出する負荷電流検出手段、及び前記負荷電流
検出手段により検出された負荷電流及び前記ジャンクシ
ョン温度推定手段により推定されたジャンクション温度
から装置稼動可能時間を推定する稼動可能時間推定手段
を備え、再停電時に、再給電による装置稼働時間が前記
稼動可能時間推定手段により推定された前記装置稼動可
能時間を超えると推定される場合にはジャンクション温
度の限界で稼働時間を制限して装置停止を行なう電力変
換装置。6. A power converter comprising a semiconductor element for supplying power to a load in the event of a power failure, semiconductor element temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor element, and temperature of the semiconductor element detected by the semiconductor element temperature detecting means. Junction temperature estimation means for estimating the junction temperature of the semiconductor element, load current detection means for detecting the load current when the power converter supplies power to the load, and the load current and the junction detected by the load current detection means. It is equipped with an operable time estimating means for estimating the operable time of the device from the junction temperature estimated by the temperature estimating means, and at the time of a power failure again, the operable time of the device due to re-power supply is operable by the operable time estimating means. Operating time at junction temperature limit if estimated to exceed time A power conversion device that limits the power and stops the device. 【請求項７】 請求項２〜請求項６の何れか一に記載の
電力変換装置において、前記半導体素子がＰＷＭ変調に
よりＯＮ、ＯＦＦ制御されものであり、前記稼動可能時
間推定手段がＰＷＭ変調周波数を加味して前記半導体素
子のジャンクション温度を推定する電力変換装置。7. The power conversion device according to claim 2, wherein the semiconductor element is ON / OFF controlled by PWM modulation, and the operable time estimating means is a PWM modulation frequency. A power conversion device that estimates the junction temperature of the semiconductor element in consideration of the above. 【請求項８】 請求項１〜請求項７の何れか一に記載の
電力変換装置において、前記推定ジャンクション温度及
び前記稼動可能時間の少なくとも一方の少なくとも現在
値を表示する表示手段を備えている電力変換装置。8. The power conversion device according to claim 1, further comprising a display unit that displays at least a current value of at least one of the estimated junction temperature and the operable time. Converter.
JP2001329650A 2001-10-26 2001-10-26 Power converter Pending JP2003134839A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001329650A JP2003134839A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001329650A JP2003134839A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003134839A true JP2003134839A (en) 2003-05-09

Family

ID=19145516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001329650A Pending JP2003134839A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003134839A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007034544A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Excessive-temperature detection system of motor controller
EP1936796A1 (en) 2006-12-22 2008-06-25 Fuji Electric FA Components & Systems Co., Ltd. Inverter device
WO2008128882A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a circuit breaker
US7504796B2 (en) 2005-08-01 2009-03-17 Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. Inverter device
JP2012039745A (en) * 2010-08-06 2012-02-23 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power conversion equipment
US8319463B2 (en) 2008-09-11 2012-11-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter apparatus, inverter control system, motor control system, and method of controlling inverter apparatus
JP2013201870A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Electric Corp Power converter
WO2014174651A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 株式会社日立産機システム Power conversion device
JP2015119599A (en) * 2013-12-19 2015-06-25 高周波熱錬株式会社 Power conversion device and method
US10356854B2 (en) 2013-12-19 2019-07-16 Neturen Co., Ltd. Power conversion apparatus and power conversion method

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504796B2 (en) 2005-08-01 2009-03-17 Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. Inverter device
WO2007034544A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Excessive-temperature detection system of motor controller
AU2005336596B2 (en) * 2005-09-21 2009-06-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Excessive-temperature detection system of motor controller
US7791300B2 (en) 2005-09-21 2010-09-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Excessive temperature detecting system of electric motor controller
EP1936796A1 (en) 2006-12-22 2008-06-25 Fuji Electric FA Components & Systems Co., Ltd. Inverter device
WO2008128882A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a circuit breaker
US8319463B2 (en) 2008-09-11 2012-11-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter apparatus, inverter control system, motor control system, and method of controlling inverter apparatus
JP2012039745A (en) * 2010-08-06 2012-02-23 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power conversion equipment
JP2013201870A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Electric Corp Power converter
WO2014174651A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 株式会社日立産機システム Power conversion device
CN105122632A (en) * 2013-04-26 2015-12-02 株式会社日立产机*** Power conversion device
JPWO2014174651A1 (en) * 2013-04-26 2017-02-23 株式会社日立産機システム Power converter
JP2015119599A (en) * 2013-12-19 2015-06-25 高周波熱錬株式会社 Power conversion device and method
US10356854B2 (en) 2013-12-19 2019-07-16 Neturen Co., Ltd. Power conversion apparatus and power conversion method
EP3358730B1 (en) * 2013-12-19 2020-12-16 Neturen Co., Ltd. Power conversion apparatus and power conversion method
US10966291B2 (en) 2013-12-19 2021-03-30 Neturen Co., Ltd. Power conversion apparatus and power conversion method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8531140B2 (en) Power transducer
EP3267774B1 (en) Method and apparatus of evaluating heat dissipation system condition for power module
KR100830351B1 (en) Insulated gate bipolar transistor uninterruptible power supply system
JP3724523B2 (en) Inrush current prevention resistor protection method
US6454053B2 (en) Elevator apparatus including rechargeable power supply and temperature sensitive charging control
JP2513914B2 (en) Superconducting energy storage device for power system stabilization
JP4410670B2 (en) Uninterruptible power system
EP3278420B1 (en) Method of controlling an uninterruptible power supply system to optimize component life
JP2003134839A (en) Power converter
EP2412071A2 (en) System and method for estimating an efficiency of a power device
KR100665540B1 (en) All igbt ups system for input/output three phases
CN108123538B (en) UPS circuit reverse-irrigation protection method and device and UPS
JP2019169996A (en) Power conversion device
JP2595802B2 (en) Inverter device
JP2005137114A (en) Uninterruptible power supply
JP3827676B2 (en) Power storage system
JP2007244195A (en) Power-saving device and its operation method
CN110529418B (en) Subway fan control cabinet and control system
CN206594546U (en) A kind of temperature control system
KR100574695B1 (en) Digital uninterruptible power supply system
JP2002320332A (en) Operation control device of distributed type power generating equipment
KR100653284B1 (en) Digital uninterruptible power supply system for three phases
JP2791928B2 (en) Inverter control device
JP4519507B2 (en) Private power generator
KR102348547B1 (en) Feeder remote terminal unit and fidvr control method using thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040315

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070410

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070807