(57)【要約】【課題】雰囲気温度に対応して半導体スイッチング素子を保護することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】センサ３の出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータ５と、閾値を生成する基準電圧回路４と、コンパレータ５の出力に基づいて、主回路２の動作を停止させ得るように構成された制御回路６とを備え、基準電圧回路４は、半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、閾値を変化させるように構成されている。【選択図】図１
2020202606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第２の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第１の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第１の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第２の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１の分圧抵抗と、前記第２の分圧抵抗と、前記サーミスタに直列接続された抵抗は、それぞれ少なくとも一つの抵抗素子により構成されている、
ことを特徴とする請求項２から９のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記センサが検出する前記電気量は、電圧又は電流である、
ことを特徴とする請求項１から１０のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力を補正するセンサ出力補正回路と、
前記センサ出力補正回路の出力と基準値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記センサ出力補正回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記センサの出力を補正するように構成されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びインバータなどの電力変換装置に使用される半導体スイッチング素子は、一般的には、２００［Ｖ］から４００［Ｖ］の電圧レンジで使用するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、あるいは、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌｏｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチング素子であるが、それら半導体スイッチング素子は、一般的に低温側での耐圧値が低いという特性を有している。
【０００３】
したがって、従来の電力変換装置は、半導体スイッチング素子の低温側での耐圧値を考慮して、環境温度に応じて通電する電流値を定格値以下に抑制する、いわゆる温度ディレーティング（ｄｅｒａｔｉｎｇ）を行なったり、あるいは低温側でも半導体スイッチング素子の保護が成立するように、低温側の耐圧値に合わせてより高耐圧な半導体スイッチング素子を使用するようにしている。
【０００４】
また、従来の電力変換装置は、内部の半導体スイッチング素子の破壊を防止するために、ソフトウェアを用いたソフトウェア遮断方式による保護装置、又は、ハードウェアを用いたハードウェア遮断方式による保護装置を設けている。特に、ハードウェア遮断方式による保護装置では、電力変換装置の主回路に於ける半導体スイッチング素子が破壊に至る前に、電力変換装置の電力変換動作を停止させる必要がある。
【０００５】
ハードウェア遮断方式による保護装置を備えた従来の装置として、例えば特許文献１から特許文献３に開示された装置がある。特許文献１に開示された従来の車両用電源供給装置は、電流検出部にリニア正温度係数素子を用い、リニア正温度係数素子を半導体スイッチに近接配置して熱結合させ、リニア正温度係数を有する素子の温度係数値を適切に選択することにより、異常検出部で用いる過電流保護特性を好適に調整することができるようにしている。特許文献1による車両用電源供給措置によれば、バックアップ制御回路により、ゲートドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が停止したときの電力供給を冗長化できるとされる。
【０００６】
また、特許文献２に開示された従来の基準電圧回路は、ツェナーダイオード、およびこのツェナーダイオードに直列に接続されてツェナーダイオードに一定の電流を流通させるバイアス電流回路からなり、基準電位と電源電圧との間に介装されてツェナーダイオードに所定の降伏電圧を生起する定電圧回路を備えると共に、直列に接続された第１の抵抗および第２の抵抗からなり、ツェナーダイオードに並列に接続されてツェナーダイオードに生起された降伏電圧を分圧して基準電圧を生成する抵抗分圧回路を備えている。特許文献２に開示された基準電圧回路によれば、電源電圧の変動および温度変化に拘わることなく一定の基準電圧を安定に生成することができるとされる。
【０００７】
さらに、特許文献３に開示された従来の基準電圧回路は、少なくとも４つ以上の抵抗を用い、それぞれの抵抗の特性を調整することによって、温度変動の影響を高精度に補償すること、および電源電圧変動の影響を補償するようにしている。特許文献３に開示された従来の基準電圧回路によれば、安定した基準電圧を出力することができるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５７７８０２２号公報
【特許文献２】特許第６０６１０３３号公報
【特許文献３】特許第４６０３３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように従来の電力変換装置は、雰囲気温度に合せて適正に半導体スイッチング素子を保護することができないために、温度ディレーティングを実施したり、低温側でも保護が成立するように低温側の耐圧値に合わせてより高耐圧な半導体スイッチング素子を使用していたため、高価な半導体スイッチング素子を選定する必要があった。
【００１０】
また、特許文献１に開示された従来の車両用電源供給装置は、半導体スイッチング素子直近の温度を検出するように構成しているが、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を採用する場合、一般的な半導体パッケージにはこのような検温ダイオードが実装されておらず、特別構成とする必要がある。さらに、基準電圧回路において、サーミスタと直列に抵抗が接続されていないため、サーミスタのショート故障時に基準電圧が０［Ｖ］になり、半導体スイッチング素子を保護できなくなる可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２、および特許文献３に開示された従来の基準電圧回路は、雰囲気の温度変化に対して閾値が変動しないよう温度電圧特性をキャンセルさせるような使用がなされているが、閾値が変動しないため、半導体スイッチング素子の温度ディレーティングを採用して、低温側の耐圧量に合わせてより高価で高耐圧な半導体スイッチング素子を選定する必要があった。
【００１２】
さらに、特許文献１から特許文献３に開示された従来の装置の場合、温度電圧特性を補正あるいはキャンセルさせるために付加した機構の一部が失陥した場合に、閾値が大きく変動し、適正な保護ができなくなる可能性があった。
【００１３】
本願は、前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、雰囲気温度に対応して半導体スイッチング素子を保護することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成されている、
ことを特徴とする。
【００１５】
また、本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力を補正するセンサ出力補正回路と、
前記センサ出力補正回路の出力と基準値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記センサ出力補正回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記センサの出力を補正するように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本願に開示される電力変換装置によれば、半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、前記閾値を生成する基準電圧回路と、前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路とを備え、前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成されているので、雰囲気温度に対応して半導体スイッチング素子を保護することができ、低温側の耐圧値に合わせてより高耐圧な半導体スイッチング素子を使用する必要がなく、安価な半導体スイッチング素子を選定することができる。
【００１７】
また、本願に開示される電力変換装置によれば、半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、前記センサの出力を補正するセンサ出力補正回路と、前記センサ出力補正回路の出力と基準値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路とを備え、前記センサ出力補正回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記センサ出力を補正するように構成されているので、雰囲気温度に対応して半導体スイッチング素子を保護することができ、低温側の耐圧値に合わせてより高耐圧な半導体スイッチング素子を使用する必要がなく、安価な半導体スイッチング素子を選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１による電力変換装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による電力変換装置の基本的な原理を示す説明図である。
【図３】実施の形態１による電力変換装置の主回路の回路図である。
【図４】実施の形態１による電力変換装置の一部分を示す構成図である。
【図５】実施の形態２による電力変換装置の一部分を示す構成図である。
【図６】実施の形態３による電力変換装置の一部分を示す構成図である。
【図７】実施の形態３による電力変換装置の基本的な原理を示す説明図である。
【図８】実施の形態４による電力変換装置の一部分を示す構成図である。
【図９】実施の形態５による電力変換装置の一部分を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、実施の形態１による電力変換装置を図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による電力変換装置を示すブロック図である。図１において、電力変換装置１は、主回路２と、過電圧保護機構１９を備えている。過電圧保護機構１９は、制御回路６と、入力電圧センサ３と、基準電圧回路４と、コンパレータ５と、を備えている。
【００２０】
パワープラント（Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ）としての主回路２は、後述するように、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子、トランス、コイル、整流ダイオード、コンデンサなどの構成部材を有するＤＣ／ＤＣコンバータにより構成されている。なお、実施の形態１では、電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより構成された主回路２を有しているが、主回路２は、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子、平滑コンデンサなどを有するブリッジ回路からなるコンバータ若しくはインバータにより構成されていてもよい。
【００２１】
制御回路６は、主回路２の構成部材としての半導体スイッチング素子を制御するとともに、コンパレータ５の出力に基づいて主回路２の動作を停止させ、又は停止状態から動作を再開させ得るように構成されている。センサとしての入力電圧センサ３は、主回路２の予め定められた回路部位の物理量を検出し、検出した物理量に対応したセンサ出力を発生する。実施の形態1では、入力電圧センサ３は、物理量としての電圧を検出するように構成されているが、電流、若しくは半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度であってもよい。
【００２２】
一般的なセンサは、検出する物理量としての入力の増加に対して出力がリニアに増加するリニア正特性を有する場合と、入力の増加に対して出力がリニアに減少するリニア負特性を有する場合と、入力の増加に対して出力が非線形に変化する非線形特性を有する場合などがあるが、実施の形態１では、説明を簡単とするため、入力電圧センサ３は、リニア負特性を有するものとするが、リニア正特性、若しくは非線形特性を有するものであってもよい。
【００２３】
基準電圧回路４は、主回路２のハードウェア遮断による保護動作を実施するための閾値を生成する回路であって、半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気の温度（以下、雰囲気温度と称する）に応じて閾値を変動させるように構成されている。閾値は、例えば、ロードダンプ（Ｌｏａｄ  Ｄｕｍｐ）などで母線電圧が上昇し、主回路２の変換動作によりサージ電圧、もしくはリップル電圧などが発生した場合であっても、主回路２の構成部材である半導体スイッチング素子が最大定格に至らないように設定される。
【００２４】
図２は、実施の形態１による電力変換装置の基本的な原理を示す説明図である。図２の（Ａ）は入力電圧センサ３の出力特性図を示し、横軸はセンサ入力でとしての入力電圧［Ｖ］を示し、縦軸はセンサ出力としての出力電圧［Ｖ］を示している。図２の（Ａ）に示すように、入力電圧センサ３は、リニア負特性の出力特性を有している。
【００２５】
図２の（Ｂ）は、基準電圧回路４が生成する閾値と雰囲気温度の関係を示す特性図であり、縦軸は閾値、横軸は雰囲気温度［℃］を示している。図２の（Ｂ）に示すように、基準電圧回路４は、半導体スイッチング素子を保護するための閾値として、可能性のある最も低い雰囲気温度として−４０［℃］での閾値Ｔ１を最大の閾値とし、雰囲気温度−４０［℃］から雰囲気温度２５［℃］までの間で、雰囲気温度が上昇するにしたがって閾値を閾値Ｔ１から閾値Ｔ２まで漸減させるように構成されている。雰囲気温度が２５［℃］を超えれば、基準電圧回路４が生成する閾値はＴ２で一定となる。
【００２６】
図１において、コンパレータ５は、入力電圧センサ３からの出力と、基準電圧回路４からの閾値とを比較し、センサ３からの出力が基準電圧回路４で生成された閾値以下であれば、主回路２の予め定められた部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。すなわち、図３の（Ａ）と図３の（Ｂ）に示すように、雰囲気温度が例えば−４０［℃］であれば、センサ入力がＶ１［Ｖ］以上のときにセンサ出力が閾値Ｔ１以下となり、コンパレータ５は主回路２の前述の部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。雰囲気温度が例えば２５［℃］以上であれば、センサ入力がＶ２［Ｖ］以上のときにセンサ出力が閾値Ｔ２以下となり、コンパレータ５は主回路２の前述の部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。
【００２７】
前述のように、基準電圧回路４は、雰囲気温度が−４０［℃］から２５［℃］までの間では、雰囲気温度が上昇するにしたがって閾値をＴ１からＴ２まで漸減させ、逆に雰囲気温度が低下するにしたがって閾値をＴ２からＴ１まで漸増させる。したがって、例えば雰囲気温度が−４０［℃］より高い２５［℃］であれば、閾値Ｔ２となり、コンパレータ５は、入力電圧センサ３の出力が閾値Ｔ２以下のときに主回路２の回路部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達することになる。
【００２８】
即ち、半導体スイッチング素子は、２５［℃］以下の低温時には通常時よりも低い電圧で保護されるので、低温側で低耐圧である半導体スイッチング素子であっても破壊に至ることはない。
【００２９】
制御回路６は、コンパレータ５から主回路の異常を示す信号を受けたとき、主回路２の動作を停止させる。又、主回路２が動作を停止しているとき、コンパレータ５からの出力が主回路２の正常を示すものとなれば、制御回路６は主回路２の運転を再開させる。
【００３０】
以上述べたように、実施の形態１による電力変換装置は、半導体スイッチング素子の雰囲気温度に合わせて主回路の異常を判定するための閾値が変化するようにしているので、従来の装置のように半導体スイッチング素子の温度ディレーティングを実施したり、低温側保護を成立させるべく低温側耐圧値に合わせてより高耐圧な半導体スイッチング素子を使用する必要がなく、安価な半導体スイッチング素子を選定することができる。
【００３１】
図３は、実施の形態１による電力変換装置の主回路の回路図であって、主回路２はＤＣ／ＤＣコンバータにより構成されている場合を示している。図３において、ＤＣ／ＤＣコンバータの主回路２は、入力部の電圧Ｖｉを有する高圧バッテリ７から出力側の負荷１７、電圧Ｖｏを有する低圧バッテリ１８までの要素で構成されている。高圧バッテリ７の後段には、ＭＯＳＦＥＴである４つの半導体スイッチング素子、すなわち第１の半導体スイッチング素子８と、第２の半導体スイッチング素子９と、第３の半導体スイッチング素子１０と、第４の半導体スイッチング素子１１と、が接続されている。
【００３２】
第１の半導体スイッチング素子８のドレインと第２の半導体スイッチング素子９のソースとの接続点は、トランス１２の一次巻線１２１の一端に接続され、トランス１２の一次巻線１２１の他端には、第３の半導体スイッチング素子１０のドレインと第４の半導体スイッチング素子１１のソースとの接続点が接続されている。
【００３３】
トランス１２の二次巻線１２２の後段には、第１の整流ダイオード１３のアノードと、第２の整流ダイオード１４のアノードと、が接続されている。第１の整流ダイオード１３と第２の整流ダイオード１４のカソードは、平滑リアクトル１５に接続されている。平滑リアクトル１５の後段には平滑コンデンサ１６と、出力側の負荷１７と、低圧バッテリ１８と、が接続されている。
【００３４】
第１の半導体スイッチング素子８、第２の半導体スイッチング素子９、第３の半導体スイッチング素子１０、および第４の半導体スイッチング素子１１は、図１に示す制御回路６によりオン・オフ駆動される。第１の半導体スイッチング素子８と第４の半導体スイッチング素子１１は、同時にオン駆動又はオフ駆動され、第２の半導体スイッチング素子９と第３の半導体スイッチング素子１０は、同時にオン駆動又はオフ駆動される。
【００３５】
そして、第１の半導体スイッチング素子８と第４の半導体スイッチング素子１１とがオン駆動されているときは、第２の半導体スイッチング素子９と第３の半導体スイッチング素子１０はオフ駆動され、第２の半導体スイッチング素子９と第３の半導体スイッチング素子１０とがオン駆動されているときは、第１の半導体スイッチング素子８と第４の半導体スイッチング素子１１はオフ駆動される。
【００３６】
第１の半導体スイッチング素子８と第４の半導体スイッチング素子１１がオン駆動されたとき、トランスの二次巻線１２２の一部と、第１の整流ダイオード１３と、平滑リアクトル１５と平滑コンデンサ１６、および負荷１７と低圧バッテリ１８からなる閉回路に二次電流が流れる。他方、第２の半導体スイッチング素子９と第３の半導体スイッチング素子１０がオン駆動されたとき、トランスの二次巻線１２２の他の一部と、第２の整流ダイオード１４と、平滑リアクトル１５と平滑コンデンサ１６、および負荷１７と低圧バッテリ１８からなる閉回路に二次電流が流れる。
【００３７】
このように、第１の半導体スイッチング素子８と第４の半導体スイッチング素子１１に対して、第２の半導体スイッチング素子９と第３の半導体スイッチング素子１０が、交互に互いに相反するように駆動されることで、入力側の高圧バッテリと出力側の低圧バッテリ１８との間で電力変換が行われ、負荷１７が駆動される。
【００３８】
なお、実施の形態１では、電力変換装置１の主回路２がＤＣ／ＤＣコンバータである場合を一例として挙げたが、前述のように主回路２がＡＣ／ＤＣコンバータもしくはインバータであってもよく、さらに、入力および負荷はバッテリに限られるものではない。
【００３９】
図４は、実施の形態１による電力変換装置の一部分を示す構成図であって、過電圧保護機構１９の詳細を示している。過電圧保護機構１９は、図１にも示したように、入力電圧センサ３と、基準電圧回路４と、コンパレータ５と、制御回路６とからなる。
【００４０】
入力電圧センサ３は、主回路２の高圧バッテリ７と第１の半導体スイッチング素子８との間の物理量としての電圧を検出し、その検出した電圧の値に対応した信号を出力する。基準電圧回路４は、前述のように半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に応じて変動する閾値を生成する。コンパレータ５は、基準電圧回路４からの閾値と入力電圧センサ３の出力とを比較する。
【００４１】
制御回路６は、コンパレータ５の出力が主回路の異常を示しているときに、主回路２の動作を停止して、第１の半導体スイッチング素子８と、第２の半導体スイッチング素子９と、第３の半導体スイッチング素子１０と、第４の半導体スイッチング素子１１を保護する。また、コンパレータ５の出力が主回路の正常を示しているときは、主回路２を動作させる。
【００４２】
入力電圧センサ３は、前述の検出した電圧の値に対応した出力を後段のコンパレータ５へ入力する。ここで、入力電圧センサ３は、前述のように、検出する入力量としての電圧に対してリニア負特性の出力を発生する。
【００４３】
基準電圧回路４は、第１の分圧抵抗ＲＡと、第１の分圧抵抗ＲＡに直列接続された第２の分圧抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと、抵抗ＲＣに直列に接続されたＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：負の温度係数）特性を有するサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）ＲＴとを備えている。直列接続されたサーミスタＲＴと抵抗ＲＣは、第２の分圧抵抗ＲＢに並列接続されている。
【００４４】
直列接続されたサーミスタＲＴと抵抗ＲＣが、第２の分圧抵抗ＲＢに並列接続されることで、前述の図２の（Ｂ）に示す特性を有する閾値を生成することができる。基準電圧回路４が生成する閾値は、主回路２の半導体スイッチング素子が置かれている環境の雰囲気温度が、前述のように例えば−４０［℃］から２５［℃］の間で、その雰囲気温度に応じて変動する。ここで、基準電圧回路４の生成する閾値は、例えば、ロードダンプなどで母線電圧が上昇して主回路２の電力変換動作によりサージ電圧、リップル電圧などが生じた場合であっても、半導体スイッチング素子の最大定格に至らないように設定される。
【００４５】
また、抵抗ＲＣは、第１の分圧抵抗ＲＡの抵抗値に対して、１桁以上で２桁以下の範囲の倍数の大きさを有する抵抗値を有する。これにより、基準電圧回路４により生成される基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢによる分圧比で決定される。したがって、仮に、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴとのうちの何れかが故障した場合であっても、その故障による付加機能失陥によって閾値が大きく変動することはなく、故障発生時の影響を軽減することができる。
【００４６】
なお、第１の分圧抵抗ＲＡ、第２の分圧抵抗ＲＢ、抵抗ＲＣは、それぞれ複数個の抵抗素子を組み合わせて構成されてもよい。このようにすれば、閾値の設定の自由度を向上させることができる。
【００４７】
コンパレータ５は、入力電圧センサ３の出力と基準電圧回路４が生成する閾値とを比較し、入力電圧センサ３の出力か正常か異常かを判定し、その判定結果を示す信号を制御回路６へ入力する。制御回路６は、コンパレータ５からの信号が入力電圧センサ３の出力が異常である判定されたことを示す信号であれば、主回路２の動作を停止させ、コンパレータ５からの信号が入力電圧センサ３の出力が正常範囲に戻ったことを示す信号を受けたときに、主回路２の動作を再開させる。
【００４８】
以上述べた実施の形態１による電力変換装置によれば、半導体スイッチング素子の雰囲気温度に合わせて閾値を変化させることができるため、従来の装置のように半導体スイッチング素子の温度ディレーティングを行なう必要がなく、あるいは低温側保護を成立させるために低温側耐圧値に合わせてより高耐圧特性を有する半導体スイッチング素子を使用する必要がなく、安価な半導体スイッチング素子を選定することができる。
【００４９】
また、前述の特許文献１から特許文献３に開示された従来の装置の場合、温度電圧特性を補正あるいはキャンセルさせるために付加した機構の一部が失陥したときに、構成部材を保護するための閾値の範囲が大きく変動し、構成部材の保護が行われなくなる可能性があったが、本願の実施の形態１による電力変換装置によれば、基準電圧回路４により生成される基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢによる分圧比で決定されるので、仮に、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴとのうちの何れかが故障した場合であっても、その故障による付加機能失陥によって閾値が大きく変動することはなく、故障発生時の影響を軽減することができる。
【００５０】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による電力変換装置について説明する。図５は、実施の形態２による電力変換装置の一部分を示す構成図であって、過電圧保護機構を示している。実施の形態２による電力変換装置の基本的な構成は、実施の形態１と同様に図１、および図２に示す通りである。図５において、基準電圧回路４１は、第１の分圧抵抗ＲＡと、第２の分圧抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと直列に接続されたＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：正の温度係数）特性のサーミスタＲＴとを備えている。抵抗ＲＣとサーミスタＲＴとの直列回路は、第１の分圧抵抗ＲＡに対して並列接続されている。
【００５１】
ここで、抵抗ＲＣは、第１の分圧抵抗ＲＡの抵抗値に対して、１桁以上で２桁以下の範囲の倍数の抵抗値有するように構成されている。このように構成することで、基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢによる分圧比で決まることになり、仮に、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴとのうちのいずれかが故障してその付加機能失陥が発生しても、閾値が大きく変動することがなく、その故障発生時の影響を軽減することができる。その他の構成及び動作は、実施の形態１の電力変換装置と同様であり、実施の形態１の場合と同様の効果を有する。
【００５２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３による電力変換装置について説明する。図６は、実施の形態３による電力変換装置の一部分を示す構成図であって、過電圧保護機構を示している。実施の形態３による電力変換装置の基本的な構成は、実施の形態１と同様に図１に示す通りである。図６において、基準電圧回路４２は、第１の分圧抵抗ＲＡと、第２の分圧抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと直列に接続されたＮＴＣ特性のサーミスタＲＴとを備え、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴの直列回路は、第１の分圧抵抗ＲＡに対して並列接続されている。また、入力電圧センサ３は、リニア正特性の出力特性を有する。
【００５３】
図７は、実施の形態３による電力変換装置の基本的な原理を示す説明図である。図７の（Ａ）は入力電圧センサ３の出力特性図を示し、横軸はセンサ入力でとしての入力電圧［Ｖ］を示し、縦軸はセンサ出力としての出力電圧［Ｖ］を示している。図７の（Ａ）に示すように、入力電圧センサ３は、リニア正特性の出力特性を有している。
【００５４】
図７の（Ｂ）は、基準電圧回路４が生成する閾値と雰囲気温度の関係を示す特性図であり、縦軸は閾値、横軸は雰囲気温度［℃］を示している。図７の（Ｂ）に示すように、基準電圧回路４２は、半導体スイッチング素子を保護するための閾値として、可能性のある最も低い雰囲気温度として−４０［℃］での閾値Ｔ１を最小の閾値とし、雰囲気温度−４０［℃］から雰囲気温度２５［℃］までの間で、雰囲気温度が上昇するにしたがって閾値を閾値Ｔ１から閾値Ｔ２まで漸増させるように構成されている。雰囲気温度が２５［℃］を超えれば、基準電圧回路４が生成する閾値はＴ２で一定となる。
【００５５】
コンパレータ５は、入力電圧センサ３からの出力と、基準電圧回路４からの閾値とを比較し、センサ３の出力が基準電圧回路４で生成された閾値以上であれば異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。すなわち、図７の（Ａ）と図７の（Ｂ）に示すように、雰囲気温度が例えば−４０［℃］であれば、センサ入力がＶ１［Ｖ］以上のとき、即ちセンサ出力が閾値Ｔ１以上のときに、主回路２の運転が停止され、半導体スイッチング素子が破壊に至る前に保護される。雰囲気温度が例えば２５［℃］以上であれば、センサ入力がＶ２［Ｖ］以上のとき、即ちセンサ出力が閾値Ｔ２以上のときに、主回路２の運転が停止され、半導体スイッチング素子が破壊に至る前に保護される。
【００５６】
前述のように、雰囲気温度が−４０［℃］から２５［℃］までの間では、雰囲気温度が上昇するにしたがって閾値をＴ１からＴ２まで漸増させる。逆に、基準電圧回路４は、雰囲気温度が−４０［℃］から２５［℃］までの間では、雰囲気温度が低下するにしたがって閾値をＴ２からＴ１まで漸減させる。つまり、基準電圧回路４は、雰囲気温度に応じて変化する半導体スイッチング素子などの構成部材の耐圧の変化に対応させて、閾値を変化させるように構成されている。
【００５７】
制御回路６は、コンパレータ５から主回路の異常を示す信号を受けたとき、主回路２の動作を停止させる。又、このようにして主回路２が動作を停止しているとき、前述の異常から正常に回復すれば、コンパレータ５から主回路２の正常を示す信号が制御回路６に出され、これにより制御回路６は主回路２の運転を再開させる。
【００５８】
実施の形態３によれば、図７の（Ｂ）に示すような閾値の特性が得られるので、基準電圧回路からの閾値は、主回路２の半導体スイッチング素子の雰囲気温度に応じて変動する。基準電圧回路４２が生成する閾値は、例えば、ロードダンプなどで母線電圧が上昇して、主回路の変換動作によりサージ電圧、もしくはリップル電圧を生じた場合であっても、半導体スイッチング素子の最大定格に至らないように設定される。
【００５９】
ここで、抵抗ＲＣは、第１の分圧抵抗ＲＡの抵抗値に対して、１桁以上で２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する。このようにすることで、基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢとによる分圧比で決まるので、仮に、抵抗ＲＣ、サーミスタＲＴのうちのいずれかが故障してその付加機能失陥が生じても、閾値が大きく変動することがなく、故障発生時の影響を軽減することができる。その他の構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１の場合と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
実施の形態４．
次に、実施の形態４による電力変換装置について説明する。図８は、実施の形態４による電力変換装置の一部分を示す構成図であって、過電圧保護機構を示している。実施の形態４の基本的な構成は実施の形態１と同様に図１に示す通りである。図８において、基準電圧回路４３は、第１の分圧抵抗ＲＡと、第２の分圧抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと直列に接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタＲＴとを備えている、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴの直列回路は、第２の分圧抵抗ＲＢに対して並列接続されている。
【００６１】
実施の形態４によれば、前述の図７に示す特性を得られるので、基準電圧回路４３が生成する閾値は、主回路２の雰囲気温度に応じて変動する。基準電圧回路４３の生成する閾値は、例えば、ロードダンプなどで母線電圧が上昇して、主回路２の変換動作によりサージ電圧、リップル電圧などが発生しても半導体スイッチング素子の最大定格に至らないように設定される。
【００６２】
ここで、抵抗ＲＣは、第２の分圧抵抗ＲＢの抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する。このように構成することで、基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢとによる分圧比で決定されるので、仮に、抵抗ＲＣ、サーミスタＲＴのうちのいずれかが故障してその付加機能失陥が生じても、閾値が大きく変動することがなく、故障発生時の影響を軽減することができる。その他の構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１の場合と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
実施の形態５．
次に、実施の形態５による電力変換装置について説明する。図９は、実施の形態５による電力変換装置の一部分を示す構成図であって、過電圧保護機構を示している。前述の実施の形態１から実施の形態４では、基準電圧回路に、第１の分圧抵抗ＲＡ、第２の分圧抵抗ＲＢ、抵抗ＲＣ、およびサーミスタＲＴを付加して、基準電圧回路により生成する閾値を雰囲気温度により変動させる構成としたが、実施の形態５では、コンパレータ５に入力される基準電位を固定値とし、入力電圧センサ３の出力に、第１の分圧抵抗ＲＡ、第２の分圧抵抗ＲＢ、抵抗ＲＣ、およびサーミスタＲＴからなるセンサ出力補正回路４４を付加したものである。
【００６４】
センサ出力補正回路４４は、第１の分圧抵抗ＲＡと、第２の分圧抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと直列に接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタＲＴとを備えている、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴの直列回路は、第２の分圧抵抗ＲＢに対して並列接続されている。センサ出力補正回路４４は、例えば前述の図８に示す実施の形態４による電力変換装置の基準電圧回路４３と同様の機能を有し、たとえば、図７に示す閾値の特性と同様な特性の出力を発生し、コンパレータ５の一方の入力端子に入力する。
【００６５】
ここで、抵抗ＲＣは、第２の分圧抵抗ＲＢの抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する。このように構成することで、センサ出力補正回路４４の基本的な出力は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢとによる分圧比で決定されるので、仮に、抵抗ＲＣ、サーミスタＲＴのうちのいずれかが故障してその付加機能失陥が生じても、出力が大きく変動することがなく、故障発生時の影響を軽減することができる。
【００６６】
コンパレータ５は、センサ出力補正回路４４からの出力と固定値である基準電位とを比較に基づいて、主回路の異常の有無を判定し、制御回路６に入力する。制御回路６は、コンパレータ５から主回路の異常を示す信号を受けたとき、主回路２の動作を停止させる。又、このようにして主回路２が動作を停止しているとき、前述の異常から正常に回復すれば、コンパレータ５から主回路２の正常を示す信号が制御回路６に出され、これにより制御回路６は主回路２の運転を再開させる。
【００６７】
実施の形態５によれば、入力電圧センサ３の出力がセンサ出力補正回路４４により雰囲気温度に応じて補正され、この補正された入力電圧センサの出力と、固定値であるコンパレータ５の基準値とを比較する。これにより、実施の形態１から実施の形態４の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６９】
１  電力変換装置、２  主回路、３  入力電圧センサ、
４、４１、４２、４３  基準電圧回路、４４  センサ出力補正回路、５  コンパレータ、６  制御回路、７  高圧バッテリ、８  第１の半導体スイッチング素子、
９  第２の半導体スイッチング素子、１０  第３の半導体スイッチング素子、
１１  第４の半導体スイッチング素子、１２  トランス、１３  第１の整流ダイオード、
１４  第２の整流ダイオード、１５  平滑リアクトル、１６  平滑コンデンサ、
１７  負荷、１８  低圧バッテリ、１９  過電圧保護機構、ＲＡ  第１の分圧抵抗、
ＲＢ  第２の分圧抵抗、ＲＣ  抵抗、ＲＴ  サーミスタ
【図１】
2020202606.tif 000003
【図２】
2020202606.tif 000004
【図３】
2020202606.tif 000005
【図４】
2020202606.tif 000006
【図５】
2020202606.tif 000007
【図６】
2020202606.tif 000008
【図７】
2020202606.tif 000009
【図８】
2020202606.tif 000010
【図９】
2020202606.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月3日(2020.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第２の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第１の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第１の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第２の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１の分圧抵抗と、前記第２の分圧抵抗と、前記サーミスタに直列接続された抵抗は、それぞれ少なくとも一つの抵抗素子により構成されている、
ことを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記センサが検出する前記電気量は、電圧又は電流である、
ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力を補正するセンサ出力補正回路と、
前記センサ出力補正回路の出力と基準値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記センサ出力補正回路は、前記センサの出力が入力され、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記コンパレータの前記基準値は、固定値とされ、
前記センサ出力補正回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記センサの出力を補正するように構成されているとともに、第１の分圧抵抗と、第２の分圧抵抗と、抵抗と直列に接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
前記サーミスタに直列接続された抵抗は、前記第２の分圧抵抗の抵抗値に対して１桁以上２桁以下の範囲の倍数の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする。
また、本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して負特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする。
また、本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＮＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第１の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする。
さらに、本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力と閾値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記閾値を生成する基準電圧回路と、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記基準電圧回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記閾値を変化させるように構成され、
前記センサは、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記基準電圧回路は、第１の分圧抵抗と、前記第１の分圧抵抗に直列接続された第２の分圧抵抗と、抵抗と直列接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタとの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列に接続されている、
ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本願に開示される電力変換装置は、
半導体スイッチング素子を駆動して電力変換を行なうよう動作する主回路と、
前記主回路の予め定められた部位の電気量を検出し、前記検出した電気量に対応する出力を発生するセンサと、
前記センサの出力を補正するセンサ出力補正回路と、
前記センサ出力補正回路の出力と基準値との比較に基づく出力を発生するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に基づいて、前記主回路の動作を停止させ得るように構成された制御回路と、
を備え、
前記センサ出力補正回路は、前記センサの出力が入力され、前記電気量に対して正特性の出力を発生するように構成され、
前記コンパレータの前記基準値は、固定値とされ、
前記センサ出力補正回路は、前記半導体スイッチング素子が置かれている雰囲気温度に依存して、前記センサの出力を補正するように構成されているとともに、第１の分圧抵抗と、第２の分圧抵抗と、抵抗と直列に接続されたＰＴＣ特性を有するサーミスタとを備え、
前記抵抗と前記サーミスタの直列回路は、前記第２の分圧抵抗に対して並列接続されている、
ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１において、コンパレータ５は、入力電圧センサ３からの出力と、基準電圧回路４からの閾値とを比較し、センサ３からの出力が基準電圧回路４で生成された閾値以下であれば、主回路２の予め定められた部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。すなわち、図２の（Ａ）と図２の（Ｂ）に示すように、雰囲気温度が例えば−４０［℃］であれば、センサ入力がＶ１［Ｖ］以上のときにセンサ出力が閾値Ｔ１以下となり、コンパレータ５は主回路２の前述の部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。雰囲気温度が例えば２５［℃］以上であれば、センサ入力がＶ２［Ｖ］以上のときにセンサ出力が閾値Ｔ２以下となり、コンパレータ５は主回路２の前述の部位の電圧が異常であると判定し、後段の制御回路６へ主回路２の異常を伝達する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、抵抗ＲＣは、第２の分圧抵抗ＲＢの抵抗値に対して、１桁以上で２桁以下の範囲の倍数の大きさを有する抵抗値を有する。これにより、基準電圧回路４により生成される基本的な閾値は、第１の分圧抵抗ＲＡと第２の分圧抵抗ＲＢによる分圧比で決定される。したがって、仮に、抵抗ＲＣとサーミスタＲＴとのうちの何れかが故障した場合であっても、その故障による付加機能失陥によって閾値が大きく変動することはなく、故障発生時の影響を軽減することができる。