(57)【要約】【課題】電力変換装置のパワー半導体を冷却する冷却装置のヒートパイプ内の作動流体が凍結してパワー半導体温度が異常上昇することを防止する。【解決手段】複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材とを備えた電力変換装置において、前記複数の放熱部材に空気を送る送風機と、前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、前記複数の放熱部材に入る空気の温度を検出する入気温度検出手段とを備え、入気温度が第１の所定入気温度以下で受熱部温度が第１の所定受熱部温度以下のときには前記送風機を停止し、入気温度が第２の所定入気温度以上で受熱部温度が第２の所定受熱部温度以上のときには前記送風機を運転するようにした。【選択図】  図１
2014055702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材と、を有し、 
前記複数のパワー半導体モジュールは前記受熱部材の一方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプは前記受熱部材の他方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプの少なくとも一部は前記受熱部材の外側に立ち上げられた放熱部を備えた電力変換装置において、
前記複数の放熱部材に空気を送る送風機と、 
前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、 
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、 
外気温度を横軸に、受熱部温度を縦軸に取って描かれる座標平面において、第１の所定外気温度とそれよりも高い温度の第２の所定外気温度を横軸上にプロットし、第１の所定受熱部温度とそれよりも高い温度の第２の所定受熱部温度を縦軸上にプロットし、前記第１の所定外気温度と第１の所定受熱部温度とを結ぶ第１の曲線と、前記第２の所定外気温度と第２の所定受熱部温度とを結び前記第１の曲線と交わらない第２の曲線を設定し、
外気温度と受熱部温度をプロットした点が前記第１の曲線の左下の領域では送風機を停止し、外気温度と受熱部温度をプロットした点が前記第２の曲線の右上の領域では送風機を運転し、前記第１の曲線と第２の曲線との間の領域ではその時点における送風機の運転あるいは停止状態を継続する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記外気温度検出手段を前記複数の放熱部材の上流のダクト内部に設置したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記外気温度検出手段を、パワー半導体モジュールを格納したケースの外側の壁面または送風ダクトの外側の壁面に設置したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記外気温度検出手段を、パワー半導体モジュールを格納したほぼ密閉のケースの内側の壁面に設置したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項５】
複数の受熱部温度検出手段を備え、前記第１の曲線の判定には複数の受熱部温度のうちで最低の温度を使い、前記第２の曲線の判定に複数の受熱部温度のうちで最高の温度を使って送風機の運転または停止を決定することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項６】
２種類以上の長さのヒートパイプを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項７】
複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材と、を有し、 
前記複数のパワー半導体モジュールは前記受熱部材の一方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプは前記受熱部材の他方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプの少なくとも一部は前記受熱部材の外側に立ち上げられた放熱部を備えた電力変換装置において、
前記複数の放熱部材に空気を送る送風機と、 
前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、 
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、 
外気温度が第１の所定外気温度以下かつ受熱部温度が第１の所定受熱部温度以下のときに前記送風機を停止し、外気温度が第２の所定外気温度以上または受熱部温度が第２の所定受熱部温度以上のときに前記送風機を運転し、外気温度と受熱部温度が前記のいずれにも該当しないときは、その時点における送風機の運転あるいは停止状態を継続する
ことを特徴とする電力変換装置。 
【請求項８】
複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材と、を有し、 
前記複数のパワー半導体モジュールは前記受熱部材の一方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプは前記受熱部材の他方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプの少なくとも一部は前記受熱部材の外側に立ち上げられた放熱部を備えた電力変換装置において、
前記複数の放熱部材に空気を送る送風機と、 
前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、 
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
前記電力変換装置の負荷を検出する負荷検出手段と 
を備え、
外気温度が第１の所定外気温度以下かつ受熱部温度が第１の所定受熱部温度以下かつ電力変換装置の負荷が第１の所定負荷以下のときに前記送風機を停止し、外気温度が第２の所定外気温度以上または受熱部温度が第２の所定受熱部温度以上または電力変換装置の負荷が第２の所定負荷以上のときに前記送風機を運転し、外気温度と受熱部温度と電力変換器負荷が前記のいずれにも該当しないときは、その時点における送風機の運転あるいは停止状態を継続する
ことを特徴とする電力変換装置。 
【請求項９】
複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材と、を有し、 
前記複数のパワー半導体モジュールは前記受熱部材の一方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプは前記受熱部材の他方側の面に取付けられ、
前記複数のヒートパイプの少なくとも一部は前記受熱部材の外側に立ち上げられた放熱部を備えた電力変換装置において、
前記複数の放熱部材に空気を送る送風機と、 
前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、 
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、 
外気温度が第１の所定外気温度以下かつ受熱部温度が第１の所定受熱部温度以下のときに前記送風機を停止し、外気温度が第２の所定外気温度以上または受熱部温度が第２の所定受熱部温度以上のときに前記送風機を運転し、外気温度と受熱部温度が前記のいずれにも該当しないときは、その時点における送風機の運転あるいは停止状態を継続し、
送風機の運転が開始されたときには、あらかじめ定めた時間は送風機の運転を継続する
ことを特徴とする電力変換装置。 
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電力変換装置を搭載した鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置およびそれを搭載した鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、電気鉄道車両等の車両を駆動する電動機を制御するためのもので、車両の床下等に設置されている。電力変換装置のパワー半導体素子は発熱するため、パワー半導体素子が動作可能な温度範囲に保つためには、パワー半導体素子を冷却する必要がある。従来の電力変換装置においては、特許文献１のようにパワー半導体素子を取り付けた受熱部材からヒートパイプを立ち上げて、ヒートパイプに設けられたフィンに送風機から風を送ることによってパワー半導体素子の冷却をする例が見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１の従来構造においては、外気温度が氷点下の低い温度のときに、ヒートパイプの放熱部に設けられたフィンが空気によって過剰に冷却され、ヒートパイプ中の作動流体がヒートパイプの先端部付近で凍結してヒートパイプの正常な動作ができなくなり、パワー半導体素子の温度が上がり過ぎて保護装置によって電力変換装置が停止したり、パワー半導体素子が破損したりするという問題があった。
本発明の目的は、強制空冷方式でヒートパイプを用いて冷却を行う電力変換装置において、外気温度が低い場合でも作動流体が凍結することなく、ヒートパイプによるパワー半導体素子の冷却が良好に行われる電力変換装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、複数のパワー半導体モジュールと、受熱部材と、複数のヒートパイプと、前記ヒートパイプに取り付けられた複数の放熱部材とを有し、前記複数のパワー半導体作動流体は前記受熱部材の一方側の面に取付けられ、前記複数のヒートパイプは前記受熱部材の他方側の面に取付けられ、前記複数のヒートパイプの少なくとも一部は前記受熱部材の外側に立ち上げられた放熱部を備えた電力変換装置において、前記ヒートパイプに空気を送る送風機と、前記受熱部材の表面の温度を検出する受熱部温度検出手段と、外気の温度を検出する外気温度検出手段とを備え、外気温度を横軸に、受熱部温度を縦軸に取って描かれる座標平面において、第１の所定外気温度とそれよりも高い温度の第２の所定外気温度を横軸上にプロットし、第１の所定受熱部温度とそれよりも高い温度の第２の所定受熱部温度を縦軸上にプロットし、前記第１の所定外気温度と第１の所定受熱部温度とを結ぶ第１の曲線と、前記第２の所定外気温度と第２の所定受熱部温度とを結び前記第１の曲線と交わらない第２の曲線を設定し、外気温度と受熱部温度をプロットした点が前記第１の曲線の左下の領域では送風機を停止し、外気温度と受熱部温度をプロットした点が前記第２の曲線の右上の領域では送風機を運転し、前記第１の曲線と第２の曲線との間の領域ではその時点における送風機の運転あるいは停止状態を継続するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
このような送風機の運転制御方法において、前記外気温度の第１の所定外気温を氷点下に設定することにより、外気温度が氷点下の低温時において、受熱部温度が低いとき、すなわちパワー半導体素子の発熱量が小さいときには送風機が停止される。したがって、外気が低温で素子の発熱量が小さいときでも、ヒートパイプの放熱部に設けられたフィンが空気によって過剰に冷却されることがなく、ヒートパイプの放熱部で作動流体が凍結せずに受熱部に戻るので、パワー半導体素子が動作して発熱することによってヒートパイプ受熱部の温度が上昇すると、作動流体は受熱部でパワー半導体素子から熱を奪って蒸発し、パワー半導体素子の冷却が良好に行われる。また、外気温度が高くヒートパイプが凍結しない場合においては、送風機が運転されるので、パワー半導体素子を確実に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態における電力変換装置の冷却風の流れ方向と平行な鉛直方向断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における電力変換装置の冷却風の流れ方向と垂直な鉛直方向断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における電力変換装置のコンバータ回路を冷却するヒートパイプの配置を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における電力変換装置のコンバータ回路におけるパワー半導体モジュールの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における電力変換装置の送風機の制御装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における電力変換装置における送風機の運転パターンを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態における電力変換装置における外気温度センサの取付位置を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態における電力変換装置における外気温度センサの他の取付位置を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態における電力変換装置における外気温度センサの更に他の取付位置を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態における電力変換装置における短尺ヒートパイプを備えた構成を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態における電力変換装置を鉄道車両に搭載したときの構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態（第２の実施形態）における電力変換装置における送風機の運転パターンを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態（第３の実施形態）における電力変換装置における送風機の運転パターンを示す図である。
【図１４】本発明の更に他の実施形態（第４の実施形態）における電力変換装置の送風機の制御装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の更に他の実施形態（第４の実施形態）における電力変換装置における送風機の運転パターンを示す図である。
【図１６】本発明の更に他の実施形態（第５の実施形態）における電力変換装置の送風機の制御装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明の更に他の実施形態（第５の実施形態）における電力変換装置のパワー半導体素子と受熱部温度センサの配置を示す図である。
【図１８】本発明の更に他の実施形態（第５の実施形態）における２レベルのコンバータ回路のパワー半導体素子と受熱部温度センサの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を以下、図面を用いて説明する。図１１に本発明の一実施形態（第１の実施形態）における電力変換装置を鉄道車両に搭載したときの構成の一例を示す。本発明の電力変換装置は、鉄道車両の床下等に設けられ、車両を駆動する電動機に供給する電圧と周波数を制御することにより、電動機の回転速度の制御を行う。図１１において、電力変換装置１０００は、車体１００２と固定されている。矢印３０は冷却風の流れを示す。冷却風は、送風機２４によって吸込みグリル２５から吸い込まれ、電力変換装置１０００の冷却装置１００１に供給される。
図１に本実施形態における電力変換装置の冷却風の流れ方向に平行な鉛直断面図を、図２に冷却風の流れ方向と垂直な方向から見た鉛直断面図を示す。図１、２において、受熱部材３の一方の側には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体素子を含むパワー半導体モジュール５および６が設置されている。図１で、１０００は電力変換装置全体、１００１は電力変換装置の冷却装置を示す。図１、２において、冷却装置１００１の周囲にはダクト７〜１１が設けられ、図１１に示すように、送風機２４によってダクト７〜１１に冷却風が送られる。
冷却装置１００１は、受熱部材３、ヒートパイプ１、放熱フィン４等から構成される。パワー半導体モジュール５および６は、グリース等の部材(図示せず)を介して受熱部材３とねじ等（図示せず）によって固定される。受熱部材３は、アルミニウム合金等の比較的熱伝導率が高い金属材料でつくられている。受熱部材３のパワー半導体モジュールと同じ側に設置された密閉構造のケース１２〜１６の内部には、パワー半導体モジュール５、６の他に、ＩＧＢＴ駆動回路やコンデンサ等、パワー半導体モジュール以外の電気部品２０や送風機２４の制御装置２１が設置されている。受熱部材３のパワー半導体モジュール設置面の反対側には、Ｕ字形状のヒートパイプ１の受熱部１０１が埋め込まれ、受熱部１０１はハンダ付け等により受熱部材３と熱的に接続されている。Ｕ字形状ヒートパイプ１の受熱部１０１の両側からは、放熱部１０２が立ち上がっている。放熱部１０２には、アルミニウムや銅等の金属でできた複数の放熱フィン４が圧入等によって接続されている。放熱フィン４の材質にはアルミニウムや銅を用いる。
送風機２１の下流で放熱フィン４の上流のダクト内面には外気温度センサ（外気温度検出手段）２２を設置する。また、受熱部材３の表面のパワー半導体モジュールの近傍には、受熱部温度センサ（受熱部温度検出手段）２３を設置する。これらの温度センサにはサーミスタや白金測温抵抗体等を用いる。
次に、各パワー半導体モジュールを冷却する動作について図１、２により説明する。パワー半導体モジュール５、６の内部に設けられたパワー半導体素子が動作することによって発生した熱は受熱部材３に伝えられ、ヒートパイプ１の受熱部１０１に達する。ヒートパイプ１には作動流体（純水等）が封入されている。受熱部１０１において加熱された作動流体は蒸発して気体となり、放熱部１０２に移動する。放熱部１０２において空気によって冷却された作動流体は凝縮して液体に戻る。放熱部１０２には放熱フィン４を圧入等によって取り付けることにより、空気への放熱を促進させている。放熱部１０２で凝縮した冷媒は重力によって受熱部１０１に戻ってくる。このように蒸発、凝縮を繰り返して作動流体が移動することにより、パワー半導体モジュール５、６から受熱部材３に伝えられた熱は、大気などの電力変換装置の外に放散される。
図３に受熱部材３に取り付けられたヒートパイプの配置を示す。ヒートパイプ１の受熱部１０１は受熱部材３に埋め込まれ、はんだ付け等によって受熱部材３と接続される。ヒートパイプ２はフィン側に立ちあがるパイプが片側のみのヒートパイプである。受熱部材３の端に近い部分には、このようなヒートパイプを用いると良い。ヒートパイプ１、２は、受熱部の向きが冷却風の流れ３０と平行に設置される。
図４に受熱部材３におけるパワー半導体モジュール５、６の配置例を示す。図１、２に示したように、パワー半導体モジュール５、６は受熱部材３のヒートパイプが立ち上げられている面とは反対側の面に設置されている。このパワー半導体モジュールの配置は、３レベルコンバータを例として示している。図３の５０１〜５１６はＩＧＢＴモジュールで、６０１〜６０４はクランプダイオードモジュールである。
図５に送風機の制御装置の構成を示す。制御装置２１には、外気温度検出手段２２および受熱部温度検出手段２３からの信号が入力され、外気温度と受熱部温度に従って送風機２４の制御を行う。
図６に送風機の制御パターンを示す。図６は横軸に外気温度を、縦軸に受熱部温度を示しており、外気温度と受熱部温度で区切られたそれぞれの領域で送風機のオン、オフを定めている。図６において、外気温度がTo1以下で、かつ受熱部温度がTb1以下のときには、送風機２４は常に停止される。外気温度がTo2以上または受熱部温度がTb2以上の時には、送風機２４は常に運転される。外気温度と受熱部温度が上記条件のいずれにも該当しないときには、送風機２４はその時点における運転状態を継続する。すなわち、運転停止時はそのまま停止し続け、運転時にはそのまま運転し続ける。閾値のTo1、To2は氷点下の温度に設定し、To1はヒートパイプの作動流体がヒートパイプ先端付近の放熱部分で凍結しない限界付近の温度で、通常は−１０℃から−1℃程度に設定する。To2は氷点下の範囲でTo1よりも１℃から５℃程度高く設定する。受熱部温度の閾値T b2は、受熱部材からパワー半導体モジュール内に設置されたパワー半導体素子までの熱抵抗と素子の損失およびパワー半導体素子の最高使用温度から設定される。Tb1はT b2よりも低く設定し、外気が低温時にもヒートパイプ先端で凍結が生じない温度に設定する。例えばT b2を６０℃〜９０℃程度、Tb1を２０℃〜７０℃程度に設定する。
外気温度が氷点下の低温時において、受熱部温度が低いとき、すなわちパワー半導体素子の発熱量が小さいときに送風機２４を運転し続けると、ヒートパイプの放熱部に設けられたフィンが空気によって過剰に冷却されて、ヒートパイプの放熱部で作動流体が凍結してしまい、ヒートパイプの受熱部に作動流体が還流しないために冷却ができず、パワー半導体素子の温度が高くなりすぎる場合がある。
本実施形態の制御方法によって、外気温度が氷点下の低温時に受熱部温度が低いときには送風機２４を停止することによって、外気が低温で素子の発熱量が小さいときでも、ヒートパイプの放熱部１０２に設けられたフィン４が空気によって過剰に冷却されることがなく、ヒートパイプの放熱部１０２で作動流体が凍結せずに受熱部１０１に還流する。パワー半導体素子が動作して発熱することによってヒートパイプ受熱部の温度が上昇すると、作動流体は受熱部でパワー半導体素子から熱を奪って蒸発し、パワー半導体素子の冷却が良好に行われる。
一方、外気温度が高い場合に送風機を停止すると短時間でパワー半導体素子の温度が上昇するため、すぐに送風機の運転を再開することになる。そこで、外気温度が十分に高く、ヒートパイプ内の作動流体が凍結する恐れがない場合には、送風機２４を常に運転することにより、頻繁に運転、停止を繰り返して送風機２４の寿命が短くなることを避けることができる。また、外気温度と受熱部温度による送風機２４の運転、停止条件に図６のように不感帯を設けることによって、頻繁に送風機２４が運転、停止を繰り返すことを防止している。運転、停止の頻度を更に減らすため、一旦、送風機２４の運転が開始されたときには、あらかじめ定めた時間は、最低限、運転し続けるようにしても良い。
外気温度検出手段２２の取付位置としては、図７に示すように、ケース１２の外側の壁面に設けても良いし、図８に示すように、ダクト８の外側の壁面に設けても良い。また、図９に示すように、外気温度検出手段２２をケース１２の内側の壁面に設けても良い。ケース１２は薄い金属製なので、ケース内側の表面温度は外気温度に近く、しかも外気温度検出手段である温度センサが外気に晒されないので、温度センサの信頼性が向上する。
図１０に短尺のヒートパイプを用いた冷却構造における電力変換装置の冷却風の流れ方向に平行な鉛直断面図を示す。図１０において、長尺のヒートパイプ１に対して長さが短い短尺ヒートパイプ２６を設けた。短尺ヒートパイプ２６を設けた冷却器で図６に示した制御を行うことにより、外気温度が非常に低いために長尺ヒートパイプ１内の作動流体が凍結している場合であっても、短尺ヒートパイプ２６内の作動流体が凍結せずに正常動作するので、パワー半導体モジュール５、６を冷却することができる。短尺のパイプを設ける替わりに、長尺のパイプにおいて、パイプの根元付近のフィンだけをかしめて、パイプ先端部付近のフィンをかしめない構造としても良い。
図１２に本発明の他の実施形態（第２の実施形態）における送風機の制御パターンを示す。図１２において、外気温度Toと受熱部温度Tbとによって形成される平面上に引かれた２本の直線により、３つの領域が分けられており、図の左下の領域では送風機２４は常に停止され、図の右上の領域では送風機２４は常に運転される。２本の直線の間の領域においては、送風機２４はその時点における運転状態を継続する。このような制御方法では、外気温度と受熱部温度の両方によって送風機の運転、停止条件をきめ細かく設定しており、ヒートパイプ内の作動流体の放熱部での凍結をより確実に防止することができる。
図１３に本発明の更に他の実施形態（第３の実施形態）における送風機の制御パターンを示す。図１３において、外気温度を横軸に受熱部温度を縦軸に取った座標平面が、外気温度Toと受熱部温度Tbとによって形成される平面上に引かれた２本の曲線により３つの領域に分けられており、図の左下の領域では送風機２４は常に停止され、図の右上の領域では送風機２４は常に運転される。２本の曲線の間の領域においては、送風機２４はその時点における運転状態を継続する。このような制御方法では、外気温度と受熱部温度の両方によって送風機の運転、停止条件をきめ細かく設定しており、ヒートパイプ内の作動流体の放熱部での凍結をより確実に防止することができる。
図１４に本発明の更に他の実施形態（第４の実施形態）における送風機の制御装置の構成を、図１５に送風機の制御パターンを示す。本実施形態では、外気温度検出手段２２、受熱部温度検出手段２３の他に、電力変換装置の負荷あるいは出力を検出する負荷検出手段２７を設け、送風機の運転、停止を外気温度と受熱部温度と負荷によって決定する。外気温度が低く、受熱部温度が低く、かつ負荷が小さい場合には送風機を停止する。外気温度が高く、受熱部温度が高く、かつ負荷が大きい場合には送風機を運転する。その間の領域では、送風機はそれ以前の運転状態を継続する。このように外気温度、受熱部温度および負荷について不感帯を設けることにより、送風機が頻繁に運転、停止を繰り返すことを避けている。
本実施の形態によれば、外気温度と受熱部温度の他に電力変換装置の負荷を考慮して送風機の運転、停止を制御しているので、ヒートパイプ内の作動流体の放熱部での凍結を防止するとともに、負荷が大きいときには送風機を運転することにより、パワー半導体素子の過昇温をより確実に防止することができる。
【０００９】
図１６に本発明の更に他の実施形態（第５の実施形態）における送風機の制御装置の構成を示す。また、図１７に本実施形態における受熱部材３上におけるパワー半導体モジュール５０１〜５１６、クランプダイオードモジュール６０１〜６０８と受熱部温度センサ（受熱部温度検出手段）２３１〜２４２の配置を示す。本実施形態では、複数の受熱部温度検出手段２３１〜２４２を設置する。図６の制御を行う場合、Tb2の温度は最も高く検出された受熱部温度を使い、Tb1の温度は最も低く検出された受熱部温度を使うと良い。このように、ファンの運転を最も高いパワー半導体素子付近の受熱部温度で判断し、ファンの停止を、最も低い温度のパワー半導体素子付近の受熱部温度で判断することにより、パワー半導体素子の過昇温とヒートパイプの凍結をより確実に防止できる。図１８は２レベルのコンバータ回路におけるパワー半導体素子５０１〜５１６と受熱部温度センサ３３１〜３４２の配置の一例を示している。この場合も、受熱部温度検出手段の検出した最も高い温度を受熱部温度として第１の実施形態と同様の制御を行う。また、図６制御を行う場合、Tb2の温度は最も高く検出された温度を使い、Tb1の温度は最も低く検出された温度を使うと良い。
本実施形態によれば、複数の受熱部温度検出手段を設け、Tb2の温度は最も高く検出された受熱部温度を使い、Tb1の温度は最も低く検出された受熱部温度を使うことにより、パワー半導体素子の過昇温とヒートパイプの凍結をより確実に防止することができる。
【００１０】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、外気温度が低い場合でも冷却装置のヒートパイプ内の作動流体が放熱部付近で凍結することを防止できるので、パワー半導体素子の温度が上昇し過ぎることなく良好な冷却が行われる。
【符号の説明】
【００１１】
１…ヒートパイプ
２…第２のヒートパイプ
３…受熱部材
４…フィン
５、５０１〜５１６…ＩＧＢＴモジュール
６、６０１〜６０８…クランプダイオードモジュール
７〜１１…ダクト
１２〜１６…ケース
２０…駆動回路等の電気部品
２１…送風機制御装置
２２…入気温度検出手段
２３…受熱部温度検出手段
２４…送風機
１０１…ヒートパイプ１の受熱部
１０２…ヒートパイプ１の放熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014055702.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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