JP2009071914A - パワースイッチング素子の温度推定装置及び電力変換システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子SW4の近傍には、その温度を感知する感温ダイオードが設けられている。スイッチング素子SW1を流れる電流量が最大となる場合、スイッチング素子SW1の温度が最大温度Tjmaxとなると考えられるため、この温度を推定する。すなわち、スイッチング素子SW1を流れる電流量とスイッチング素子SW4を流れる電流量との相対的な大小関係とこれらの温度の相対的な大小関係との間の相関関係と、感温ダイオードの温度Tv2に基づき、最大温度Tjmaxを推定する。
【選択図】 図6
Description
ΔTu=ΔTv・Iu/Iv
ここで、スイッチング素子SW4の温度上昇量ΔTvは、冷却装置の上流側の冷却水温度Twinに対するスイッチング素子SW4の温度Tv2の差とすることができる。すなわち、「ΔTv=Tv2−Twin」とすることができる。このため、スイッチング素子SW1の温度上昇量ΔTuは、「(Tv2−Twin)・Iu/Iv」であり、スイッチング素子SW1の温度Tu1は、「Twin+{(Tv2−Twin)・Iu/Iv}」と推定される。なお、最大温度Tjmaxがスイッチング素子SW5の温度Tw1である場合も同様にして推定することができる。
また、スイッチング素子の温度上昇量ΔTjは、その熱抵抗Rを用いて、下記の式にて定義される。
ここで、熱抵抗Rは、冷却水が流れる状況下におけるスイッチング素子の発熱量とスイッチング素子の温度上昇量との関係を定める比例係数であり、例えば計測等によって取得される。以上から、発熱量Wを消去することで、「ΔTj=ΔTw・R・C・ρ・q」を得る。したがって、変換係数Kcは、「R・C・ρ・q」となる。ここで、スイッチング素子SW4での冷却水の温度は、感温ダイオードDSの感知する温度Tv2にて近似できる。このため冷却水の温度上昇量ΔTwは、「Tv2−Twin」となる。そして、スイッチング素子の温度上昇量ΔTjは、冷却水の温度Twinに対する温度上昇量と考えられるから、スイッチング素子SW1の温度Tv1は、「Kc・ΔTw+Twin」となり、上述した式が導出される。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (8)
- 複数のパワースイッチング素子のうちの一部である対象スイッチング素子の温度を検出する検出手段の検出値と、前記複数のパワースイッチング素子のうちの対象スイッチング素子以外の特定のスイッチング素子を含む2つのスイッチング素子のそれぞれを流れる電流量とを入力とし、前記2つのスイッチング素子の各温度間の相対的な大小関係とこれらを流れる電流量との間の相関関係に基づき、前記特定のスイッチング素子の温度を推定する推定手段を備えることを特徴とするパワースイッチング素子の温度推定装置。
- 前記複数のスイッチング素子のそれぞれを流れる電流に基づき、前記複数のスイッチング素子のうちの温度が最大となるものを特定する特定手段を更に備え、
前記推定手段は、前記温度が最大となるスイッチング素子が前記対象スイッチング素子でない場合に前記温度が最大となるスイッチング素子を前記特定のスイッチング素子としてその温度を推定することを特徴とする請求項1記載のパワースイッチング素子の温度推定装置。 - 前記推定手段は、前記対象スイッチング素子がオン状態である場合、前記2つのスイッチング素子を前記特定のスイッチング素子及び前記対象スイッチング素子として前記推定を行うことを特徴とする請求項1又は2記載のパワースイッチング素子の温度推定装置。
- 前記複数のパワースイッチング素子は、冷却装置内の冷却流体にて冷却されており、
前記推定手段は、前記対象スイッチング素子がオフ状態である場合、前記冷却流体の入口側の温度と前記対象スイッチング素子の温度との差に基づき、前記推定を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のパワースイッチング素子の温度推定装置。 - 前記複数のパワースイッチング素子は、多相回転機に接続されるインバータを構成するものであって且つ、前記冷却流体は、前記インバータの上側アーム側及び下側アーム側のいずれか一方から他方へと流動するものであり、
前記対象スイッチング素子は、前記上側アーム及び前記下側アームのうちの前記冷却流体にとっての下流側のアームを構成するものであり、
前記推定手段は、前記対象スイッチング素子がオフ状態である場合、前記冷却流体の入口側の温度と前記対象スイッチング素子の温度とに基づき前記冷却流体にとっての上流側のアーム且つ前記対象スイッチング素子と同一の相のスイッチング素子の温度を推定する手段を備えることを特徴とする請求項4記載のパワースイッチング素子の温度推定装置。 - 多相回転機に接続されて且つ上側アーム側及び下側アーム側のいずれか一方から他方へと冷却流体が流動することで冷却されるインバータについて、該インバータを構成する複数のスイッチング素子のうちの前記冷却流体にとっての下流側に配置される対象スイッチング素子の温度を検出する検出手段の検出値と、前記冷却流体の入口側の温度とに基づき、前記冷却流体にとっての上流側のアーム且つ前記対象スイッチング素子と同一の相のスイッチング素子の温度を推定する推定手段を備えることを特徴とするパワースイッチング素子の温度推定装置。
- 前記複数のスイッチング素子は、回転機に接続されるインバータを構成するものであり、
前記推定手段は、前記回転機の回転速度が規定速度以下である場合に前記推定を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のパワースイッチング素子の温度推定装置。 - 請求項7記載の温度推定装置と、
前記インバータとを備えることを特徴とする電力変換システム。
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