(57)【要約】  本発明は、ＩＰＭの各相のＰＷＭを同期することによってＩＰＭの回路規模を簡略化することを目的とする。本発明に係るＩＰＭは、二次側に複数の相アームが並列接続された多相アームのＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の各相アームの二次側ワイヤ電圧を検出する二次側ワイヤ電圧検出回路１２と、二次側ワイヤ電圧の挙動に基づき各相アームの同期信号を作成する同期信号発生回路１３とを備える。
2017203624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次側に複数の相アームが並列接続された多相アームのＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）の各相アームの二次側ワイヤ電圧を検出する二次側ワイヤ電圧検出回路（１２）と、
前記二次側ワイヤ電圧の挙動に基づき前記各相アームの同期信号を作成する同期信号発生回路（１３）とを備える、
インテリジェントパワーモジュール。
【請求項２】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は不連続モードまたは連続モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧が整流電圧に上昇するタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項３】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は不連続モードまたは連続モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧が負の値になるタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項４】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は不連続モードまたは連続モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧が二次側整流電圧に上昇するタイミングおよび負の値になるタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項５】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は共振動作モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧の正変化に基づくタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項６】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は共振動作モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧の負変化に基づくタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項７】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（１１）は共振動作モードで動作し、
前記同期信号発生回路（１３）は、前記二次側ワイヤ電圧の正変化に基づくタイミングおよび負変化に基づくタイミングで前記同期信号を出力する、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項８】
各前記相アームの温度を検出し温度データとして取得する温度検出回路（１４）と、
前記温度データをＰＷＭ変調するＰＷＭ変調回路（１５，１６）と、
前記ＰＷＭ変調した前記温度データを前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の１次側へ伝送するフォトカプラと
を備え、
前記ＰＷＭ変調回路（１５，１６）は、前記同期信号に同期したＰＷＭ搬送波でＰＷＭ変調を行う、
請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項９】
前記ＰＷＭ搬送波はノコギリ波である、
請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１０】
前記ＰＷＭ搬送波は三角波である、
請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１１】
前記ＰＷＭ変調回路（１５，１６）は、前記ＰＷＭ搬送波の傾きを制御可能な、
請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ変調回路（１５，１６）は、前記温度検出回路が検出した前記温度データにオフセットを加えてＰＷＭ変調を行う、
請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１３】
前記ＰＷＭ変調回路（１５，１６）は、前記ＰＷＭ搬送波の開始タイミングを相ごとにずらす、
請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１４】
前記ＰＷＭ変調回路（１５，１６）は、各相の前記ＰＷＭ搬送波に対応した割り当て期間に複数種類のデータを割り当てて変調する、
請求項１３に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インテリジェントパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ：Intelligent Power Module）では、高圧側である二次側の多相の検出信号を、フォトカプラを通じて低圧ＧＮＤ側である一次側に送出し、一次側で適宜信号の選択を行っていた。【０００３】
例えば、インバータ用ＩＰＭの温度出力についていえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のチップ温度を温度信号として電圧に変換し、温度信号をＰＷＭ変調(Pulse Width Modulation)し、フォトカプラで絶縁して二次側から一次側に伝達する。一次側ではＰＷＭ復調を行い、全相の温度信号から一相の温度信号を選択して出力する。ここで、ＩＰＭの保護を目的とする場合、６相のうち最も高い温度を示す温度信号を選択する必要がある。【０００４】
なお、特許文献１には、二次側ワイヤ端子電圧が二次側整流電圧に上昇するタイミングで、同期信号を出力するＤＣ／ＤＣコンバータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６１９２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のＩＰＭでは、各相間でＰＷＭが非同期であるため、全相分のアナログセレクト回路が必要になり、回路規模が増加し構成が複雑になるという問題があった。また、全相分の復調回路が必要になるため、回路規模が増加し構成が複雑になるという問題があった。【０００７】
本発明は上述の問題に鑑み、ＩＰＭの各相のＰＷＭを同期すること、さらにはそれによって回路規模を簡略化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＩＰＭは、二次側に複数の相アームが並列的に接続された多相アームのＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の各相アームの二次側ワイヤ電圧を検出する二次側ワイヤ電圧検出回路と、二次側ワイヤ電圧の挙動に基づき各相アームの同期信号を作成する同期信号発生回路とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るＩＰＭによれば、二次側の各相アームと一次側に同期信号を供給できるため、各相のＰＷＭを同期させることができ、それによって回路規模を簡略化することが出来る。【００１０】
本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るＩＰＭの構成を示す図である。
【図２】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第１の例を示す図である。
【図３】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第２の例を示す図である。
【図４】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第３の例を示す図である。
【図５】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第４の例を示す図である。
【図６】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第５の例を示す図である。
【図７】同期信号発生回路による同期信号の生成タイミングの第６の例を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るＩＰＭの構成を示す図である。
【図９】同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。
【図１０】ＰＷＭ変調された６相の温度データのオープンコレクタ出力と、ワイヤードＯＲ接続による抽出波形を示す図である。
【図１１】同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。
【図１２】同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。
【図１３】同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。
【図１４】同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。
【図１５】実施の形態３に係るＩＰＭの構成を示す図である。
【図１６】実施の形態３に係るＩＰＭの動作を示す図である。
【図１７】統合された温度データを示す図である。
【図１８】ＵＰ相の割り当て期間を複数に分割し異なる種類のデータを伝達する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜Ａ．実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るＩＰＭの構成を示す図である。実施の形態１に係るＩＰＭは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、二次側ワイヤ電圧検出回路１２と、同期信号発生回路１３とを備える。
【００１３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、その一次側に、スイッチング素子であるｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１を備えている。ｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のソース−ドレイン間には、ダイオードＤ１が接続されている。ｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のドレインには、トランスＴ１００の一次側巻線Ｍ１１，Ｍ１２の並列構造が接続されている。一次側巻線Ｍ１１，Ｍ１２のｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１と反対側の端と、ｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のソース端子との間には、電源Ｖ１が接続されている。トランスＴ１００の一次側巻線Ｍ２は、ｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１とは別の回路を構成している。一次側巻線Ｍ２の一端はグランドＧＮＤ２に接地され、他端はダイオードＤ２と直列接続する。ダイオードＤ２の一次側巻線Ｍ２と反対側の端は電源１５Ｖに接続されている。一次側巻線Ｍ２とダイオードＤ２の直列構造にはコンデンサＣ２が並列接続されている。
【００１４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の二次側は、複数の相アームが並列接続された多相アームである。図１には、ＶＮ相、ＵＰ相、ＶＰ相、ＷＰ相の４相を示すが、これに限らず、例えばＵＮ相、ＷＮ相を加えた６相であっても良い。
【００１５】
トランスＴ１００の二次側巻線Ｍ３がＶＮ相に、二次側巻線Ｍ４がＵＰ相に、二次側巻線Ｍ５がＶＰ相に、二次側巻線Ｍ６がＷＰ相に、それぞれ対応する。ＶＮ相では、二次側巻線Ｍ３の一端がグランドＧＮＤに設置され、他端がダイオードＤ３と直列接続される。ダイオードＤ３の一次側巻線Ｍ３と反対側の端は電源１５Ｖに接続される。二次側巻線Ｍ３とダイオードＤ３の直列構造にはコンデンサＣ３が並列接続されている。ＵＰ相、ＶＰ相、ＷＰ相の構成もＶＮ相と同様である。ＵＰ相、ＶＰ相、ＷＰ相では、ＶＮ相のダイオードＤ３に代えてダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６とし、ＶＮ相のコンデンサＣ３に代えてコンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６とする。
【００１６】
二次側ワイヤ電圧検出回路１２は、各相の二次側巻線の両端電圧を二次側ワイヤ電圧として検出する。例えば図１に示すように、ＷＰ相については二次側巻線Ｍ６の両端の電圧を二次側ワイヤ電圧として検出する。
【００１７】
同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧を二次側ワイヤ電圧検出回路１２から取得し、その挙動に基づき各相アームの同期信号を生成する。
【００１８】
図２は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第１の例を示す図である。不連続モードまたは連続モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０１に対して、二次側ワイヤ電圧１０２が得られる。同期信号発生回路１３は、図２に矢印で示す二次側ワイヤ電圧１０２が整流電圧に立ち上がるタイミングで、同期信号を出力する。各相の二次側ワイヤ電圧から同期信号を生成することにより、二次側の全相に同期信号を供給することが出来る。また、二次側ワイヤ電圧１０２は入力電圧１０１と同期しており、入力電圧１０１の挙動はｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のスイッチングで制御するため、ｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のスイッチングタイミングから一次側と二次側を同期することも可能である。
【００１９】
なお、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０２が立ち上がるタイミングで、同期信号を出力しても良く、その際の二次側ワイヤ電圧１０２は整流電圧より低くてもよいし、高くても良い。
【００２０】
図３は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第２の例を示す図である。不連続モードまたは連続モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０１に対して、二次側ワイヤ電圧１０２が得られる。同期信号発生回路１３は、図３に矢印で示す二次側ワイヤ電圧１０２がマイナス電圧になるタイミングで、同期信号を出力する。ここで、検出電圧は一次巻線と二次巻線の巻線比と、一次側入力電圧１０１から求めた値以下、すなわちより０Ｖに近い値としても良い。このとき、０Ｖ付近での振動による誤動作を防止することができる。第２の例によれば、第１の例の効果に加えて、よりノイズマージンをもたせることができる。
【００２１】
図４は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第３の例を示す図である。第３の例は、第１の例と第２の例を組み合わせたものである。不連続モードまたは連続モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０１に対して、二次側ワイヤ電圧１０２が得られる。同期信号発生回路１３は、図４に矢印で示す二次側ワイヤ電圧１０２が整流電圧に立ち上がるタイミングおよびマイナス電圧になるタイミングで、同期信号を出力する。第３の例によれば、第１の例と第２の例の効果を得る他、同期回数が第１の例または第２の例の２倍となるため、より多くの更新頻度で検出信号を１次側に送付することができる。
【００２２】
図５は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第４の例を示す図である。図２，３，４では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１が不連続モードまたは連続モードで動作する場合の例を示したが、第４の例は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１が共振動作モードで動作する場合の例である。共振動作モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０３に対して、二次側ワイヤ電圧１０４が得られる。同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の正方向の変化、すなわち正変化に基づき同期信号を出力する。具体的には、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の変化率ｄＶ／ｄｔが、最大値の８０％以上になるタイミングで、同期信号を出力する。ここでは、最大値の８０％以上としたが、より高い値とすることで、同期信号の精度を高めることができる。第４の例によれば、第１の例と同様の効果を得る。すなわち、二次側の全相に同期信号を供給することができ、さらにｎ−ＭＯＳＦＥＴ  Ｑ１のスイッチングタイミングから一次側と二次側を同期することが可能である。
【００２３】
図６は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第５の例を示す図である。共振動作モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０３に対して、二次側ワイヤ電圧１０４が得られる。同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の負方向の変化、すなわち負変化に基づき、同期信号を出力する。具体的には、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の変化率ｄＶ／ｄｔが負の値であり、かつその絶対値がｄＶ／ｄｔの最小値の絶対値の８０％以上になるタイミングで、同期信号を出力する。この条件を、８０％ではなく８５％、９０％とさらに高くすることで、同期信号の精度をさらに高めることができる。
【００２４】
図７は、同期信号発生回路１３による同期信号の生成タイミングの第６の例を示す図である。第６の例は、第４の例と第５の例を組み合わせたものである。共振動作モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０３に対して、二次側ワイヤ電圧１０４が得られる。同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の正変化および負変化の両方に基づき、同期信号を出力する。具体的には、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の変化率ｄＶ／ｄｔが、最大値の８０％以上になるタイミングと、負の値においてその絶対値が最小値の絶対値の８０％以上になるタイミングで、同期信号を出力する。第６の例によれば、第４の例と第５の例の効果に加え、同期回数が第４の例または第５の例の２倍となるため、より多くの更新頻度で検出信号を１次側に送付することができる。
【００２５】
以上に説明したように、実施の形態１に係るＩＰＭは、二次側に複数の相アームが並列接続された多相アームのＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の各相アームの二次側ワイヤ電圧を検出する二次側ワイヤ電圧検出回路１２と、二次側ワイヤ電圧の挙動に基づき各相アームの同期信号を作成する同期信号発生回路１３とを備えるので、二次側の全相に同期信号を供給することができる。また、１次側のスイッチング素子のスイッチングタイミングを用いて１次側と二次側を同期することもできる。
【００２６】
＜Ｂ．実施の形態２＞
図８は、実施の形態２に係るＩＰＭの構成を示す図である。実施の形態２に係るＩＰＭは、実施の形態１に係るＩＰＭの構成に加えて、温度検出回路１４、搬送波発振器１５、コンパレータ１６、フォトカプラ１７、およびＣＲ復調器１８を備えている。
【００２７】
なお、図８においてＤＣ−ＤＣコンバータ１１および二次側ワイヤ電圧検出回路１２の図示を省略している。また、図８では同期信号発生回路１３、搬送波発振器１５、温度検出回路１４、コンパレータ１６、フォトカプラ１７の組を２つ図示しているが、実際にはこれらの組はＤＣ−ＤＣコンバータ１１の相ごとに設けられる。
【００２８】
温度検出回路１４は、温度センスダイオードＤ１１を備え、温度センスダイオードＤ１１によりＤＣ−ＤＣコンバータ１１の各相のチップ温度を測定し、測定結果を電圧値に変換し、温度データとしてコンパレータ１６に出力する。
【００２９】
搬送波発振器１５は、同期信号発生回路１３から同期信号を取得し、同期信号に同期したＰＷＭ搬送波を発振する。
【００３０】
コンパレータ１６は、温度検出回路１４から取得した温度データを、搬送波発振器１５から取得したＰＷＭ搬送波と比較し、ＰＷＭ変調を行う。すなわち、搬送波発振器１５とコンパレータ１６は、温度データをＰＷＭ変調するＰＷＭ変調回路として動作する。
【００３１】
図９は、同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。図９の例では、同期信号発生回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の二次側ワイヤ電圧１０２の立ち上がりから時刻α後に同期信号１０５を発振する。また、搬送波発振器１５は、ノコギリ波１０６をＰＷＭ搬送波として発振する。ノコギリ波１０６の波形開始時刻は同期信号１０５のパルス発生時刻と一致している。
【００３２】
図９では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１のＡ相の温度データをＴｅｍｐＡ、Ｂ相の温度データをＴｅｍｐＢと示している。ここでは説明の簡単化のために、２相のみ示している。コンパレータ１６は、ノコギリ波１０６とＴｅｍｐＡとを比較し、ＴｅｍｐＡ＞ノコギリ波１０６である期間を１、それ以外の期間を０とするパルス波形を出力する。このパルス波形が、ＰＷＭ変調されたＡ相の温度データ１０７である。同様に、コンパレータ１６は、ノコギリ波１０６とＴｅｍｐＢとを比較し、ＴｅｍｐＢ＞ノコギリ波１０６である期間を１、それ以外の期間を０とするパルス波形を出力る。このパルス波形が、ＰＷＭ変調されたＢ相の温度データ１０８である。図９から分かるように、温度が高い程ＰＷＭ変調のパルス幅が大きくなる。図９では、二次側ワイヤ電圧１０２の立ち上がりのタイミングに基づき同期信号を作成する例を示したが、図３に示すように二次側ワイヤ電圧１０２の立ち下りのタイミングから同期信号を作成する場合も同様である。
【００３３】
ＰＷＭ変調された温度データは、フォトカプラ１７を通じてＩＰＭの１次側に送られる。複数のフォトカプラ１７のオープンコレクタ出力は、ワイヤードＯＲ接続により統合され、ＣＲ復調器１８でＰＷＭ復調される。
【００３４】
図１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１のＰＷＭ変調された６相の温度データのオープンコレクタ出力１０９〜１１４と、これらのワイヤードＯＲ接続による抽出波形１１５を示している。オープンコレクタ出力は、プルアップ抵抗によりＯＮ，ＯＦＦが反転するため、高温の温度データほど０の期間が長い。ワイヤードＯＲ接続による抽出波形１１５は、オープンコレクタ出力１０９〜１１４のＯＲをとったものとなり、最も高温の温度データのオープンコレクタ出力１１１に等しい。言い換えれば、ワイヤードＯＲ接続によりＤＣ−ＤＣコンバータ１１の全相のうち最も高温の温度データが抽出される。
【００３５】
ここでは、温度データを例にして説明しているが、電圧信号、電流信号などその他の検出信号でも同様の効果を得ることが出来る。例えば、電圧信号であれば電圧の大きさをＰＷＭ変調のパルス幅に変換することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の全相のうち最も高い電圧信号を抽出することができる。
【００３６】
図９では、ＰＷＭ搬送波をノコギリ波として説明を行ったが、ＰＷＭ搬送波は三角波であっても良い。図１１には、ＰＷＭ搬送波を三角波としたときの、同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。図１１のＰＷＭ変調されたＡ相の温度データ１１７、ＰＷＭ変調されたＢ相の温度データ１１８に示すように、ＰＷＭ変調により、三角波１１６の頂点を中心とした対称幅のパルスが形成される。そして、そのパルス幅は温度データの電圧値によって決まり、高温の温度データほどパルス幅が大きくなる。従って、ＰＷＭ搬送波をノコギリ波とする場合と同様、ワイヤードＯＲ接続によりＤＣ−ＤＣコンバータ１１の全相のうち最も高温の温度データを抽出することができる。
【００３７】
図１２は、図４に示す方法で同期信号を作成した場合の、同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。図１２に示すように、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０２が整流電圧に立ち上がるタイミングから時刻α後、さらに二次側ワイヤ電圧１０２がマイナス電圧に立ち下がるタイミングから時刻α後に、同期信号１１９を発振する。また、搬送波発振器１５は、ＰＷＭ搬送波としてノコギリ波１２０を発振し、ノコギリ波１２０の波形開始時刻は同期信号１１９のパルス発生時刻に一致する。コンパレータ１６は、ノコギリ波１２０とＡ相の温度データＴｅｍｐＡとを比較し、ＴｅｍｐＡ＞ノコギリ波１２０である期間を１、それ以外の期間を０とするパルス波形を得る。このパルス波形が、Ａ相の温度データのＰＷＭ変調波１２１となる。同様に、コンパレータ１６は、ノコギリ波１２０とＴｅｍｐＢとを比較し、ＴｅｍｐＢ＞ノコギリ波１２０である期間を１、それ以外の期間を０とするパルス波形を得る。このパルス波形が、Ｂ相の温度データのＰＷＭ変調波１２２となる。
【００３８】
図１２では、ＰＷＭ搬送波としてノコギリ波を示した。図１２の同期信号１１９に対して三角波をＰＷＭ搬送波とする場合の、同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を図１３に示す。図１３に示すように、三角波１２３と、Ａ相の温度データＴｅｍｐＡおよびＢ相の温度データＴｅｍｐＢとを比較し、Ａ相の温度データのＰＷＭ変調波１２４、Ｂ相の温度データのＰＷＭ変調波１２５を得る。
【００３９】
図１４は、図７に示す方法で同期信号を作成した場合の、同期信号とＰＷＭ搬送波と温度データとの関係を示す図である。図１４に示すように、同期信号発生回路１３は、二次側ワイヤ電圧１０４の変化率ｄＶ／ｄｔが、最大値の８０％以上になるタイミングから時刻α後、さらに負の値においてその絶対値がｄＶ／ｄｔの最小値の絶対値の８０％以上になるタイミングから時刻α後に、同期信号１２６を発振する。また、搬送波発振器１５は、ＰＷＭ搬送波として三角波１２７を発振し、三角波１２７の立ち上がり開始時刻は同期信号１１９のパルス発生時刻に一致する。コンパレータ１６は、三角波１２７とＴｅｍｐＡ、ＴｅｍｐＢとを比較してＰＷＭ変調を行い、Ａ相の温度データのＰＷＭ変調波１２８、Ｂ相の温度データのＰＷＭ変調波１２９を得る。
【００４０】
図９，１１−１４から明らかなように、ＰＷＭ変調波のパルス幅は、ＰＷＭ搬送波の傾きと、温度データの値によって定まる。例えば、ＰＷＭ搬送波の傾きを小さくすれば、温度変化に対するパルス幅の変化率が大きくなる。従って、高精度に温度検出を行うことが出来る。また、温度データの電圧値に負のオフセットを加えて、各相間の温度データの電圧値の差を相対的に大きくすることによって、高精度に温度検出を行うことが出来る。従って、各相の温度検出に高い精度が必要な場合に、搬送波発振器１５はＰＷＭ搬送波の傾きを小さくしても良い。また、コンパレータ１６は、温度データの電圧値に負のオフセットを加えても良い。あるいは、これらのいずれかのみを行っても良い。
【００４１】
以上で説明したように、実施の形態２に係るＩＰＭは、相アームの温度を検出し温度データとして取得する温度検出回路１４と、温度データをＰＷＭ変調する搬送波発振器１５およびコンパレータ１６からなるＰＷＭ変調回路と、ＰＷＭ変調した温度データをＤＣ−ＤＣコンバータ回路の１次側へ伝送するフォトカプラ１７とを備え、ＰＷＭ変調回路は、同期信号発生回路１３の作成した同期信号に同期したＰＷＭ搬送波でＰＷＭ変調を行う。従って、各相のＰＷＭ搬送波を同期信号に同期させることで、ＰＷＭ変調波形の開始タイミングを各相で同期できる。また、ＰＷＭ変調波形の終了タイミングは、温度データの電圧値で定まるため、各相のＰＷＭ変調波形をワイヤードｏｒ接続することにより、容易に高温信号を選択することができる。
【００４２】
＜Ｃ．実施の形態３＞
図１５は、実施の形態３に係るＩＰＭの構成を示す図である。実施の形態３に係るＩＰＭは、図８に示した実施の形態２に係るＩＰＭの構成に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の相ごとに同期信号１１９に遅延処理を行う遅延回路１９を備えたものであり、その他の構成は実施の形態２に係るＩＰＭと同様である。
【００４３】
なお、図１５においてＤＣ−ＤＣコンバータ１１および二次側ワイヤ電圧検出回路１２は図示を省略している。また、図１５では同期信号発生回路１３、遅延回路１９、搬送波発振器１５、温度検出回路１４、コンパレータ１６、フォトカプラ１７の組を２つ図示しているが、実際にはこれらの組はＤＣ−ＤＣコンバータ１１の相ごとに設けられる。
【００４４】
図１６は、実施の形態３に係るＩＰＭの動作を示す図である。図１６に示すように、不連続モードまたは連続モードで動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧１０１に対して、二次側ワイヤ電圧１０２が得られる。同期信号発生回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の二次側ワイヤ電圧１０２の立ち上がりから時刻α後に同期信号１０５を発振する。遅延回路１９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の相の数で１周期を分割し、分割分だけ順に同期信号を遅延させる処理を行う。
【００４５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の二次側がＵＰ相，ＶＰ相，ＷＰ相，ＵＮ相，ＶＮ相，ＷＮ相の６相である場合、同期信号１０５の１周期をＴとすると、遅延回路１９は１周期を６分割し、ＵＰ相を基準として、ＶＰ相の同期信号１３０をＵＰ相の同期信号１０５からＴ／６だけ遅延させる。以下同様に、遅延回路１９は、ＷＰ相の同期信号をＵＰ相の同期信号１０５から２Ｔ／６だけ、ＵＮ相の同期信号をＵＰ相の同期信号１０５から３Ｔ／６だけ、ＶＮ相の同期信号をＵＰ相の同期信号１０５から４Ｔ／６だけ、ＷＮ相の同期信号１３１をＵＰ相の同期信号１０５から５Ｔ／６だけ、それぞれ遅延させる。
【００４６】
搬送波発振器１５は、遅延回路１９で遅延処理が施された同期信号に同期して搬送波を発振する。ＵＰ相では、遅延回路１９で遅延処理が行われないため、搬送波発振器１５は、遅延なしの同期信号１０５に同期してノコギリ波１３２を発振する。ＶＰ相では、搬送波発振器１５は、Ｔ／６遅延の同期信号１３０に同期してノコギリ波１３３を発振する。ＷＮ相では、搬送波発振器１５は、５Ｔ／６遅延の同期信号１３１に同期してノコギリ波１３４を発振する。言い換えれば、搬送波発振器１５は、ＰＷＭ搬送波の開始タイミングを、相ごとにずらしている。
【００４７】
ＵＰ相では、コンパレータ１６は、温度検出回路１４から取得したＵＰ相のチップ温度データＴｅｍｐＵＰとノコギリ波１３２とを比較し、ＰＷＭ変調を行う。以下、同様にコンパレータ１６は各相において、各相のチップ温度データをＰＷＭ変調する。
【００４８】
いわば、実施の形態３では同期信号１０５の周期Ｔを６分割し、各分割区間をＵＰ相，ＶＰ相，ＷＰ相，ＵＮ相，ＶＮ相，ＷＮ相に割り当てている。これら各相の温度データのＰＷＭ変調波形は、フォトカプラ１７を介してＩＰＭの一次側に伝達され、さらにワイヤードｏｒ接続または論理接続により統合される。図１６に二点鎖線で示す１周期分の、統合された温度データのＰＷＭ変調波形を図１７に示す。図１７に示すように、１周期が６つに分割され、各分割区間に各相の温度データのＰＷＭ変調波形が表れている。このように、実施の形態３によれば、同期信号１０５のリセットタイミングから一定の間隔で各相の温度データを送出することによって、全相の温度データを多重化できる。
【００４９】
ここでは、ＩＰＭの検出信号の例として温度データを挙げたが、電圧信号や電流信号など他の検出信号でも本発明の効果を得ることが出来る。また、図１７ではＵＰ相，ＶＰ相，ＷＰ相，ＵＮ相，ＶＮ相，ＷＮ相の並び順を示したが、各相の並び順はこれに限らない。
【００５０】
また、図１６では各相の割り当て期間の全てを使って温度データをＰＷＭ変調したが、各相の割り当て期間をさらに複数に分割し、各分割区間で異なる種類のデータを伝送するようにしても良い。図１８は、ＵＰ相の割り当て期間を複数に分割し、温度データ（Ｔｅｍｐ  ＵＰ）、電圧データ（Ｖｃｅ  ＵＰ）、検出ステータスを伝達する様子を示している。すなわち、コンパレータ１６は、各相のＰＷＭ搬送波に対応した割り当て期間に複数種類のデータを割り当てて変調する。これにより、複数相における１種類の信号を多重化するだけでなく、電圧信号、電流信号、といった異なる種類の信号を多重化し同時に１つの信号線で伝達することが可能になる。
【００５１】
なお、アナログ信号はＰＷＭ、デジタル信号はＨ，Ｌの論理信号を送出することで多重化することができる。
【００５２】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００５３】
１１  ＤＣ−ＤＣコンバータ、１２  二次側ワイヤ電圧検出回路、１３  同期信号発生回路、１４  温度検出回路、１５  搬送波発振器、１６  コンパレータ、１７  フォトカプラ、１８  ＣＲ復調器、１９  遅延回路。
【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】
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【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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【国際調査報告】
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