(57)【要約】【課題】高温時でも過熱保護動作の遅延を防ぐことができる温度検出装置および温度検出方法を得る。【解決手段】  温度検出装置１０は、過熱保護動作を制御する制御部１４と、半導体スイッチング素子９１の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出ダイオード９２と、温度検出ダイオード９２の両端電圧を検出し、アナログ電圧として出力する両端電圧検出回路１１と、ＡＤ変換により半導体スイッチング素子９１の温度情報を含むデジタル信号を生成するＡＤコンバータ１２と、ＡＤコンバータ１２からデジタル信号を受信するとともに、シリアル通信によって半導体スイッチング素子９１の温度情報を制御部１４に送信するシリアル通信部１３とを備え、温度電圧特性に基づいてデジタル信号から半導体スイッチング素子９１の温度情報を取得し、半導体スイッチング素子９１の温度が高いほどシリアル通信の通信周期を短くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部と、
前記温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子と、
前記温度検出素子の両端電圧を検出し、アナログ電圧として出力する両端電圧検出手段と、
前記アナログ電圧をデジタル変換し、前記温度検出対象素子の温度情報を含むデジタル信号を生成するアナログデジタルコンバータと、
前記アナログデジタルコンバータから前記デジタル信号を受信するとともに、シリアル通信によって前記温度検出対象素子の温度情報を前記制御部に送信するシリアル通信部とを備え、
前記温度電圧特性に基づいて前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得し、前記温度検出対象素子の温度が高いほど前記シリアル通信の通信周期を短くすることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記シリアル通信部から前記デジタル信号を受信し、前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得して、前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更させる請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記シリアル通信部は、前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得して、取得した温度情報を前記制御部に送信するとともに、前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記温度検出対象素子の温度が高いほど前記シリアル通信の通信クロック周波数を高くすることにより前記シリアル通信の通信周期を短くする請求項１から３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記シリアル通信部は、前記シリアル通信を行う際に、前記通信クロック周波数について周波数拡散制御を行う請求項４に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記シリアル通信の通信クロック周波数は、ＡＭ帯未満である請求項４または５に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記アナログデジタルコンバータは、前記温度検出対象素子の温度が高いほどサンプリングクロック周波数を高くする請求項１から６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記シリアル通信部の温度を検出する通信部温度検出手段をさらに備え、前記シリアル通信部の温度が予め定められた閾値以上である場合に、前記シリアル通信の通信周期の変更を制限する請求項１から７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記シリアル通信部の温度を検出する通信部温度検出手段をさらに備え、前記シリアル通信部の温度が予め定められた閾値以上である場合に、前記シリアル通信部の電源電圧を下げる請求項１から７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
前記温度検出対象素子は、前記主回路を構成するリアクトル、コンデンサ、半導体スイッチング素子、またはこれらの組み合わせである請求項１から９のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１１】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、それぞれの前記温度検出対象素子に対応する前記温度検出素子を備え、それぞれの前記温度検出対象素子の温度のうち、最も高い温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、それぞれの前記温度検出対象素子に対応する前記温度検出素子を備え、それぞれの前記温度検出対象素子の温度のうち、過熱故障保護温度の閾値に対する温度マージンが最も小さい前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、前記シリアル通信部は、複数の前記温度検出対象素子の温度情報を前記制御部にまとめて送信する請求項１から１２のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１４】
前記半導体スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体により構成されている請求項１０に記載の温度検出装置。
【請求項１５】
電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子の両端電圧を検出するステップと、
前記両端電圧をアナログ電圧として出力し、前記アナログ電圧をデジタル信号に変換するステップと、
前記温度電圧特性に基づいて前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得するステップと、
前記温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部との間のシリアル通信の通信周期を前記温度検出対象素子の温度が高いほど短くするステップと
を備えたことを特徴とする温度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電力変換装置の主回路を構成するスイッチング素子などの過熱故障を防ぐ温度検出装置および温度検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置の主回路を構成するパワー半導体スイッチング素子などのスイッチング素子は、高速スイッチング動作に伴うスイッチング損失によって発熱するため、動作温度範囲を超える昇温を防ぐための過熱保護が必要である。従来、このような過熱保護のため、例えばダイオードなどの温度検出素子の温度電圧特性を利用してスイッチング素子の温度を検出する温度検出回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような温度検出回路では、温度検出素子を対象のスイッチング素子の近傍に配置して定電流を流し、温度検出素子の両端電圧を測定して、測定された両端電圧と温度電圧特性からスイッチング素子の温度を求める。このようにして求められた温度情報は、過熱保護動作を行う制御装置等に送信され、温度に応じた過熱保護動作が行われる。
【０００３】
また、スイッチング素子の過熱保護においては、スイッチング素子の温度を正確に求めて行う必要があるため、スイッチング素子の温度情報を外部の制御装置等に送信する際にはノイズ対策が必要となるが、温度検出素子に流す電流量はスイッチング素子に流す電流量に比べて非常に小さいため、外部の制御装置等に送信される温度情報の信号はスイッチング動作などの外乱の影響を受けやすい。そこで、デジタル信号化された情報をシリアル通信によって送信する際に、誤り検出符号を一緒に送信するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１４９１４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０３０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スイッチング素子の過熱保護においては、過熱保護動作が適時になされる必要があり、特に高温時においては、過熱保護動作の遅延を防ぐためにより迅速に温度情報を送信する必要がある。しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、高温時か否かで動作速度を変えることはしておらず、過熱保護動作の遅延が生じるおそれがあるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、高温時でも過熱保護動作の遅延を防ぐことができる温度検出装置および温度検出方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の温度検出装置は、電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部と、温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子と、温度検出素子の両端電圧を検出し、アナログ電圧として出力する両端電圧検出手段と、アナログ電圧をデジタル変換し、温度検出対象素子の温度情報を含むデジタル信号を生成するアナログデジタルコンバータと、アナログデジタルコンバータからデジタル信号を受信するとともに、シリアル通信によって温度検出対象素子の温度情報を制御部に送信するシリアル通信部とを備え、温度電圧特性に基づいてデジタル信号から温度検出対象素子の温度情報を取得し、温度検出対象素子の温度が高いほどシリアル通信の通信周期を短くするものである。
【０００８】
また、この発明の温度検出方法は、電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子の両端電圧を検出するステップと、温度検出素子の両端電圧をアナログ電圧として出力し、このアナログ電圧をデジタル信号に変換するステップと、温度電圧特性に基づいてデジタル信号から温度検出対象素子の温度情報を取得するステップと、温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部との間のシリアル通信の通信周期を温度検出対象素子の温度が高いほど短くするステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、温度検出対象素子の温度が高いほどシリアル通信の通信周期を短くし、過熱保護動作におけるシリアル通信の通信速度を速くするので、高温時でも過熱保護動作の遅延を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における温度検出装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るスイッチングコンバータを示す回路構成図である。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１に係る温度電圧変換回路の例を示す図である。
【図３Ｂ】この発明の実施の形態１に係る温度電圧変換回路の他の例を示す図である。
【図４Ａ】この発明の実施の形態１に係る通信周期制御における温度と通信周期の関係の例を示す図である。
【図４Ｂ】この発明の実施の形態１に係る通信周期制御における温度と通信周期の関係の他の例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における温度検出装置の動作を示すフロー図である。
【図６】この発明の実施の形態１における温度検出装置の変形例を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るスイッチングコンバータの他の例を示す回路構成図である。
【図８Ａ】この発明の実施の形態２に係るシリアル通信の通信フォーマットを示す図である。
【図８Ｂ】この発明の実施の形態２に係るシリアル通信の通信フォーマットを示す図であり、通信クロック周波数を高くした場合の図である。
【図９Ａ】この発明の実施の形態２に係る通信クロック周波数制御における温度と通信クロック周波数の関係の例を示す図である。
【図９Ｂ】この発明の実施の形態２に係る通信クロック周波数制御における温度と通信クロック周波数の関係の他の例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２における温度検出装置の動作を示すフロー図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における温度検出装置を示すブロック図である。
【図１２Ａ】この発明の実施の形態３に係るＡＤコンバータの例を示す図である。
【図１２Ｂ】この発明の実施の形態３に係るＡＤコンバータの他の例を示す図である。
【図１３Ａ】この発明の実施の形態３に係るサンプリングクロック周波数制御における温度とサンプリングクロック周波数の関係の例を示す図である。
【図１３Ｂ】この発明の実施の形態２に係るサンプリングクロック周波数制御における温度とサンプリングクロック周波数の関係の他の例を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３における温度検出装置の動作を示すフロー図である。
【図１５】この発明の実施の形態４における温度検出装置を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における温度検出装置の動作を示すフロー図であり、シリアル通信部の通信周期を制御する場合の動作を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態４における温度検出装置の動作を示すフロー図であり、シリアル通信部の通信クロック周波数を制御する場合の動作を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態５における温度検出装置を示すブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る電源電圧変更手段の例を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５における温度検出装置の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１を図１から図５に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における温度検出装置を示すブロック図であり、図２は、実施の形態１に係るスイッチングコンバータを示す回路構成図である。図１において、図中ブロック間を結ぶ矢印は、信号の流れを示している。温度検出装置１０は、図１に示すようにスイッチング素子部９０に配置された温度検出ダイオード９２、すなわち温度検出素子の両端電圧を検出し、アナログ電圧として出力する両端電圧検出回路１１、すなわち両端電圧検出手段と、両端電圧検出回路１１が出力したアナログ電圧をデジタル信号に変換するＡＤ（アナログデジタル）コンバータ１２と、ＡＤコンバータ１２から出力されるデジタル信号を受信してシリアル通信で制御部１４に送信するシリアル通信部１３とを備えている。
【００１２】
スイッチング素子部９０は、半導体スイッチング素子９１、すなわち温度検出対象素子を備え、温度検出ダイオード９２は半導体スイッチング素子９１の近傍に配置されている。半導体スイッチング素子９１は、図２に示す降圧型のスイッチングコンバータ８０、すなわち電力変換装置の主回路において直流電力を交流電力に変換するブリッジ回路８３を構成するものである。ブリッジ回路８３は、上アームと下アームをそれぞれ構成する２つの半導体スイッチング素子９１により構成されている。降圧型のスイッチングコンバータ８０は、直流電源７０からの直流電力を安定化させて出力する入力コンデンサ８１と、入力コンデンサ８１からの出力を交流電力に変換するブリッジ回路８３と、ブリッジ回路８３からの出力を平滑化して出力コンデンサ８２に出力するリアクトル８４により構成されている。なお、実施の形態１では上記のような降圧型のスイッチングコンバータを電力変換装置の例として記載としているが、電力変換装置は昇圧型のスイッチングコンバータやインバータであってもよい。また、半導体スイッチング素子９１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
【００１３】
両端電圧検出回路１１は、温度検出ダイオード９２の順方向に微小電流を流し、この際に生じる電圧降下から温度検出ダイオード９２の両端電圧を検出する。両端電圧検出回路１１としては、例えば図３Ａに示すような定電流回路１１ａにより構成されるものを用いることができる。また図３Ｂに示す他の例のように、温度検出素子としての温度検出ダイオード９２を温度検出抵抗９３に置き換え、プルアップ抵抗やプルダウン抵抗などの抵抗素子で構成される抵抗回路１１ｂにより両端電圧検出回路１１を構成してもよい。また、温度検出素子は半導体スイッチング素子９１の温度変化に対して温度電圧特性を持つものであればよく、サーミスタを用いることもできる。温度検出ダイオード９２の両端電圧は半導体スイッチング素子９１の温度に応じて変化するものであり、温度検出ダイオード９２の両端電圧から半導体スイッチング素子９１の温度を求めることが可能である。すなわち、温度検出ダイオード９２の両端電圧は半導体スイッチング素子９１の温度情報を含む。
【００１４】
ＡＤコンバータ１２は、両端電圧検出回路１１が出力するアナログ電圧をデジタル信号に変換してデジタル信号を生成し、このデジタル信号をパラレル通信方式でシリアル通信部１３に送信する。ＡＤコンバータ１２におけるアナログデジタル変換については、例えば逐次比較型変換方式やΔΣ変調型方式など、提案されている種々の方式を適用可能であり、特に限定されるものではない。上述したように、温度検出ダイオード９２の両端電圧は半導体スイッチング素子の温度情報を含むので、ＡＤコンバータ１２によって生成されるデジタル信号も半導体スイッチング素子９１の温度情報を含む。
【００１５】
シリアル通信部１３は、制御部１４と通信信号線を介して接続されており、ＡＤコンバータ１２から受信したデジタル信号をシリアル通信方式の通信信号（シリアル信号）に変換して制御部１４に送信する。
【００１６】
制御部１４は、シリアル通信部１３より受信したシリアル信号から半導体スイッチング素子９１の温度情報を取得して、半導体スイッチング素子９１の温度に応じてシリアル通信部１３の通信周期を変更させるものである。また制御部１４は、過熱保護回路又は過熱保護装置（図示なし）に対し、過熱保護動作を行うように指示を出す。過熱保護動作は、警告、冷却器の作動、パワーデバイスの切り離しによる出力電圧の供給停止等であり、これらの過熱保護動作は半導体スイッチング素子９１の温度に応じて制御部１４により制御される。なお制御部１４としては、例えばマイコンやＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような集積回路が考えられる。
【００１７】
次に、実施の形態１の通信周期制御について説明する。図４Ａは、実施の形態１に係る通信周期制御における温度と通信周期の関係の例を示す図であり、図４Ｂは、温度と通信周期の関係の他の例を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、横軸は半導体スイッチング素子９１の温度Ｋであり、縦軸はシリアル通信部１３の通信周期Ｔである。図４Ａの例は、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じてシリアル通信部１３の通信周期Ｔを段階的に変更するもので、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋが冷却器の作動開始温度Ｋａ未満である場合、「低速モード」、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋが冷却器の作動開始温度Ｋａ以上かつ電力変換装置の出力制限温度Ｋｂ未満であれば「中速モード」、出力制限温度Ｋｂ以上であれば「高速モード」としている。出力制限温度Ｋｂは、半導体スイッチング素子９１の過熱故障保護温度の閾値Ｋｔｈよりも小さく設定されている。「低速モード」「中速モード」「高速モード」における具体的な通信周期Ｔは適宜設定すればよいが、図４Ａの例では「低速モード」における通信周期Ｔを半導体スイッチング素子９１の温度監視周期Ｔｃｙｃの２倍、「中速モード」における通信周期Ｔを温度監視周期Ｔｃｙｃ、「高速モード」における通信周期Ｔを温度監視周期Ｔｃｙｃの２分の１としている。
【００１８】
図４Ｂに示す例では、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋが冷却器の作動開始温度Ｋａ以上かつ出力制限温度Ｋｂ未満の範囲における半導体スイッチング素子９１の温度Ｋと通信周期Ｔの関係を線形関係とし、「低速モード」から「高速モード」の間で通信周期Ｔが比例的に短くするようにしている。その他については図４Ａの例と同様である。なお、「低速モード」「中速モード」「高速モード」における具体的な通信周期Ｔの値は一例であり、例えば「高速」における通信周期を温度監視周期Ｔｃｙｃの２分の１以下にしてもよいし、「低速」における通信周期を温度監視周期Ｔｃｙｃの２倍以上にしてもよい。また、温度監視周期Ｔｃｙｃを基準にするのではなく、電力変換装置の制御周期を基準にしてもよい。また、通信周期Ｔと温度Ｋの関係についても図４Ａや図４Ｂの例に限定されるものではなく、温度Ｋが高いほど通信速度が速くなる（通信周期Ｔが短くなる）ものであればよい。例えば、図４Ａでは通信周期を３段階に設定しているが、４段階以上にしてもよい。また、図４Ｂの例において「低速モード」と「高速モード」における温度Ｋと通信周期Ｔの関係を２次以上の関数や指数関数にすることが考えられる。
【００１９】
次に、動作について説明する。
図５は、実施の形態１における温度検出装置の動作を示すフロー図である。まず、スイッチング素子部９０に配置された温度検出ダイオード９２の順方向に微小電流を流し、温度検出ダイオード９２の両端電圧を両端電圧検出回路１１により検出する（ステップＳＴ１０１）。両端電圧検出回路１１は、検出した両端電圧をアナログ電圧としてＡＤコンバータ１２に出力する。
【００２０】
次に、両端電圧検出回路が出力したアナログ電圧をＡＤコンバータ１２によりデジタル信号に変換する（ステップＳＴ１０２）。ＡＤコンバータ１２は、デジタル信号に変換された両端電圧をパラレル通信方式でシリアル通信部１３に送信する。
【００２１】
次に、ＡＤコンバータから送信されたデジタル信号をシリアル通信部１３によりシリアル信号に変換し、シリアル通信で制御部１４に送信する（ステップＳＴ１０３）。
【００２２】
次に、制御部１４にてシリアル通信部１３からのシリアル信号を受信し、このシリアル信号から半導体スイッチング素子９１の温度情報を取得する（ステップＳＴ１０４）。温度情報の取得は、まずシリアル信号の通信データから温度検出ダイオード９２の両端電圧を読み取り、読み取った両端電圧に対応する温度Ｋを温度電圧特性に基づいて求めることで行う。
【００２３】
次に、取得された半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じてシリアル通信部１３の通信周期Ｔを変更する（ステップＳＴ１０５）。より具体的には、まず制御部１４が図４Ａ又は図４Ｂに示した関係に基づいて半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに対応する通信周期Ｔを求め、求められた通信周期Ｔによってシリアル通信を行うようにシリアル通信部１３に指示を出す。シリアル通信部１３は、制御部１４からの指示に従って通信周期Ｔを変更する。
【００２４】
実施の形態１によれば、過熱保護動作の遅延を防ぐことができる。より具体的には、半導体スイッチング素子の温度情報を制御部に送るシリアル通信の通信周期をスイッチング素子の温度に応じて変更する構成とし、半導体スイッチング素子の温度が高いほどシリアル通信の通信周期を短くするようにした。これにより、半導体スイッチング素子の温度が高く過熱保護動作の必要性が高い場合ほどシリアル通信の通信速度を速めるので、温度情報がより早く制御部に送信され、制御部からの過熱保護動作制御もより早く行われる。このため、過熱保護動作をより早く開始することができ過熱保護動作の遅延を防ぐことが可能となっている。
一方、半導体スイッチング素子の温度が低い場合は通信周期を長くして通信速度を抑えるので、シリアル通信による通信負荷を低減することができる。
【００２５】
次に、実施の形態１の変形例を説明する。図６は、実施の形態１における温度検出装置の変形例を示すブロック図である。温度検出装置１０１は、電力変換装置の主回路の複数の構成要素の温度を検出するものであり、図６では一例として半導体スイッチング素子９１の温度に加えてリアクトル８４も温度検出対象素子としており、温度検出ダイオード９２１の両端電圧を検出する両端電圧検出回路１１１が両端電圧検出回路１１と並列に接続されている。温度検出ダイオード９２１は、リアクトル部９０１においてリアクトル８４の近傍に配置されている。温度検出装置１０１において、両端電圧検出回路１１、１１１は、それぞれ検出した両端電圧をアナログ電圧としてマルチプレクサ１５に出力する。マルチプレクサ１５は、両端電圧検出回路１１、１１１との間で経路を切り替えることにより半導体スイッチング素子９１の温度情報を含むアナログ電圧とリアクトル８４の温度情報を含むアナログ電圧を交互にＡＤコンバータ１２に出力する。ＡＤコンバータ１２はマルチプレクサ１５からのアナログ電圧をデジタル信号に変換し、パラレル通信方式でシリアル通信部１３に送信する。シリアル通信部１３は、デジタル信号に変換された温度検出ダイオード９２、９２１の両端電圧を１つのシリアル信号に変換することにより、複数の温度情報をまとめて制御部１４に送信する。
【００２６】
制御部１４は、シリアル通信部１３によってまとめて送信された複数の両端電圧から各構成要素の温度情報をそれぞれ取得し、最も高い温度に応じてシリアル通信部１３の通信周期を制御する。これにより、実施の形態１でスイッチング素子の過熱保護動作遅延を抑制したのと同様に、電力変換装置の主回路の過熱保護動作遅延を抑制することができる。なお、過熱故障保護温度の閾値は素子によって異なる場合もあるので、過熱故障保護温度の閾値に対する温度マージンが最も小さい温度検出対象素子の温度に応じてシリアル通信部１３の通信周期を制御する構成にしてもよい。
【００２７】
なお、上述したように温度検出装置１０１は電力変換装置の主回路の複数の構成要素の温度を検出するものであるので、入力コンデンサ８１や出力コンデンサ８２といったコンデンサなど、降圧型のスイッチングコンバータ８０の他の構成要素を温度検出対象素子とする構成にしてもよい。温度検出装置１０１のように複数の構成要素の温度情報をまとめて制御部１４に送信する構成とすることで、通信信号線の共用による配線数の削減や、通信負荷の低減が可能である。
【００２８】
また、上記変形例の温度検出装置１０１は、図７に示す降圧型のスイッチングコンバータ８０１のような構成の電力変換装置に特に適している。降圧型のスイッチングコンバータ８０１は、１アームにつき２つ以上の半導体スイッチング素子９１を並列接続してブリッジ回路８３１を構成したもので、図２で示した降圧型のスイッチングコンバータ８０よりも半導体スイッチング素子９１の数が多い。このため、温度検出装置１０１のようにシリアル通信部１３と制御部１４の間のシリアル通信をまとめて行う場合、通信信号線の共用による配線数の削減や、温度情報をまとめて送信することによる通信負荷の低減の効果がより大きくなる。なお、図７に示した降圧型のスイッチングコンバータ８０１の主回路の構成は、半導体スイッチング素子９１を炭化ケイ素や窒化ガリウム材料などのワイドバンドギャップ半導体で構成する場合に適用される。これは、ワイドバンドギャップ半導体が、従来のシリコン材料を用いた半導体に比べて結晶欠陥による歩留まりが悪く、サイズの大きなチップは価格も高くなるので、低価格の小チップを複数並列接続した上下アームによりブリッジ回路を構成することが多いためである。
【００２９】
実施の形態２．
以下に、この発明の実施の形態２を図８Ａから図１０に基づいて説明する。なお、図１から図４と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態２では、シリアル通信部の通信クロック周波数を変更することで通信周期を変更するもので、温度検出装置や電力変換装置の回路構成は実施の形態１と同様である。図８Ａは実施の形態２に係るシリアル通信の通信フォーマットを示す図である。実施の形態２に係る通信フォーマットにおいて、クロック信号（ＣＬＫ）の立ち上がり間隔を「通信クロック周波数」としている。「１回の通信に要する時間」は、１回のシリアル通信で送信する通信データ量に対応する時間であり、通信クロック周期及び通信データ量の大きさに基づいて決まる。通信周期は１回の通信データを送受信する時間間隔であり、上記した１回の通信に要する時間に所定の待機時間を加えたものである。１回の通信データ量が一定であるという条件の下で通信クロック周期を短くすると、図８Ｂに示すように１回の通信に要する時間及び通信周期は短くなる。また、通信クロック周期は通信クロック周波数の逆数であるため、シリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆを高く（低く）すると、通信クロック周波数及び通信周期Ｔは短く（長く）なる。実施の形態２では、上記した通信クロック周波数と通信周期の関係を利用し、通信周期Ｔの変更のために通信クロック周波数ｆを変更している。
【００３０】
次に、実施の形態２の通信クロック周波数制御について説明する。図９Ａは、実施の形態２に係る通信クロック周波数制御における温度と通信クロック周波数の関係の例を示す図であり、図９Ｂは、温度と通信クロック周波数の関係の他の例を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、横軸は半導体スイッチング素子９１の温度Ｋであり、縦軸はシリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆである。図９Ａの例は、「低速モード」「中速モード」「高速モード」の３つのモードに応じて通信クロック周波数ｆを段階的に変更する。「低速モード」「中速モード」「高速モード」における温度Ｋの範囲については実施の形態１と同様である。「低速モード」「中速モード」「高速モード」における具体的な通信クロック周波数ｆは適宜設定すればよいが、図９Ａの例では「低速モード」における通信クロック周波数ｆを下限通信クロック周波数ｆａ、「高速モード」における通信クロック周波数ｆを上限通信クロック周波数ｆｂとし、「中速モード」における通信クロック周波数ｆを（ｆａ＋ｆｂ）／２、すなわち下限通信クロック周波数ｆａと上限通信クロック周波数ｆｂの単純平均としている。なお、ここでは「下限通信クロック周波数」をスイッチングコンバータ８０の制御周期又は温度監視周期内においてＡＤ変換及びシリアル通信が完了する下限値とし、「上限通信クロック周波数」をＡＭ帯の下限よりも低い所定の周波数としている。これは、上限通信クロック周波数をＡＭ帯未満とすることで通信クロック周波数ｆがとりうる範囲からＡＭ帯を除外し、電磁両立性を確保するためである。
【００３１】
図９Ｂに示す例では、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋが冷却器の作動開始温度Ｋａ以上かつ出力制限温度Ｋｂ未満の範囲における半導体スイッチング素子９１の温度Ｋと通信クロック周波数ｆの関係を線形関係とし、「低速モード」から「高速モード」の間で通信クロック周波数ｆを比例的に高くするようにしている。その他については図９Ａの例と同様である。なお、通信クロック周波数ｆと温度Ｋの関係については図９Ａや図９Ｂの例に限定されるものではなく、温度Ｋが高いほど通信速度が速くなる（通信クロック周波数ｆが高くなる）ものであればよい。例えば、図９Ａでは通信クロック周波数ｆを３段階に設定しているが、４段階以上にしてもよい。また、図９Ｂの例において「低速モード」と「高速モード」における温度Ｋと通信クロック周波数ｆの関係を２次以上の関数や指数関数にすることが考えられる。
【００３２】
なお、図９Ａ及び図９Ｂで示した例ではある温度Ｋに対して通信クロック周波数ｆが一意に定める構成としているが、図４Ａ、図４Ｂで定まる通信クロック周波数ｆを含む所定の範囲内の通信クロック周波数を適用してもよい。例えば両側１０％以内の範囲で通信クロック周波数を拡散させて周波数拡散制御を行ってもよい。周波数拡散制御を行った場合、シリアル通信による放射ノイズが低減され、電磁両立性を確保することができる。
【００３３】
次に、動作について説明する。図１０は、実施の形態２における温度検出装置の動作を示すフロー図である。図に示すように、両端電圧検出回路１１による温度検出ダイオード９２の両端電圧の検出から制御部１４による温度情報の取得まで（ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０４）は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
半導体スイッチング素子９１の温度情報の取得後、制御部１４は半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じてシリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆを変更する（ステップＳＴ２０５）。より具体的には、まず制御部１４が図９Ａ又は図９Ｂに示した関係に基づいて半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに対応する通信クロック周波数ｆを求め、求められた通信クロック周波数ｆによってシリアル通信を行うようにシリアル通信部１３に指示を出す。シリアル通信部１３は、制御部１４からの指示に従って通信クロック周波数ｆを変更する。
【００３５】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、シリアル通信の通信周期を変更する際に通信クロック周波数を変更する構成とし、通信クロック周波数の上限をＡＭ帯未満としたので、電磁両立性を確保することができる。
【００３７】
また、周波数拡散制御を行う場合、放射ノイズをさらに低減することができる。
【００３８】
実施の形態３．
以下に、この発明の実施の形態３を図１１から図１４に基づいて説明する。図１１は、実施の形態３における温度検出装置を示すブロック図である。なお、図１から図１０と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態３は、ＡＤコンバータのサンプリングクロック周波数を変更する点が実施の形態１及び実施の形態２と異なる。温度検出装置３０の制御部３４は、半導体スイッチング素子９１の温度に応じてＡＤコンバータ３２のサンプリングクロック周波数を変更するようになっている。
【００３９】
図１２Ａは、実施の形態３に係るＡＤコンバータの例を示す図であり、逐次比較型のＡＤコンバータを示している。ＡＤコンバータ３２は、ＡＤコンバータ３２に入力されたアナログ電圧を保持するサンプルホールド回路３２ａと、基準電圧を出力するＤＡ（デジタルアナログ）コンバータ３２ｂと、サンプルホールド回路３２ａが保持するアナログ電圧とＤＡコンバータ３２ｂが出力する基準電圧を比較するコンパレータ３２ｃと、サンプリングクロックパルスを出力するクロック回路３２ｄと、サンプリングクロックパルスに同期してコンパレータ３２ｃの出力をデジタル変換する逐次比較レジスタ３２ｅによって構成されている。逐次比較型のＡＤ変換は既知の方式であるため、ＡＤコンバータ３２の具体的なＡＤ変換動作については説明を省略する。
【００４０】
図１２Ｂは、実施の形態３に係るＡＤコンバータの他の例を示す図であり、ΔΣ変調型のＡＤコンバータを示している。ＡＤコンバータ３２１は、サンプリングクロックパルスを出力するクロック回路３２１ｄと、ＡＤコンバータ３２１に入力されたアナログ電圧をサンプリングクロックパルスに同期してデジタル信号に変換するΔΣ変調器３２１ｅと、ΔΣ変調器３２１ｅが出力するデジタル信号から必要な帯域のみを通過させるデジタルフィルタ３２１ｆによって構成されている。ΔΣ変調型のＡＤ変換は既知の方式であるため、ＡＤコンバータ３２１の具体的なＡＤ変換動作については説明を省略する。
【００４１】
次に、実施の形態３のサンプリングクロック周波数制御について説明する。図１３Ａは、実施の形態３に係るサンプリングクロック周波数制御における温度とサンプリングクロック周波数の関係の例を示す図であり、図１３Ｂは、温度とサンプリングクロック周波数の関係の他の例を示す図である。図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、横軸は半導体スイッチング素子９１の温度Ｋであり、縦軸はＡＤコンバータ１２のサンプリングクロック周波数ｓである。図１３Ａの例は、「低速モード」「中速モード」「高速モード」の３つのモードに応じてサンプリングクロック周波数ｓを段階的に変更する。「低速モード」「中速モード」「高速モード」における温度Ｋの範囲については実施の形態１と同様である。「低速モード」「中速モード」「高速モード」における具体的なサンプリングクロック周波数ｓは適宜設定すればよいが、図１３Ａの例では「低速モード」におけるサンプリングクロック周波数ｓを下限サンプリングクロック周波数ｓａ、「高速モード」におけるサンプリングクロック周波数ｓを上限サンプリングクロック周波数ｓｂとし、「中速モード」におけるサンプリングクロック周波数ｓを（ｓａ＋ｓｂ）／２、すなわち下限サンプリングクロック周波数ｓａと上限サンプリングクロック周波数ｓｂの単純平均としている。なお、ここでは「下限サンプリングクロック周波数」をスイッチングコンバータ８０の制御周期又は温度監視周期内においてＡＤ変換及びシリアル通信が完了する下限値とし、「上限サンプリングクロック周波数」をサンプルホールド回路３２ａやコンパレータ３２ｃ、あるいはΔΣ変調器３２１ｅが対応可能な周波数の上限値としている。
【００４２】
図１３Ｂに示す例では、半導体スイッチング素子９１の温度Ｋが冷却器の作動開始温度Ｋａ以上かつ出力制限温度Ｋｂ未満の範囲における半導体スイッチング素子９１の温度Ｋとサンプリングクロック周波数ｓの関係を線形関係とし、「低速モード」から「高速モード」の間でサンプリングクロック周波数ｓを比例的に高くするようにしている。その他については図１３Ａの例と同様である。なお、サンプリングクロック周波数ｓと温度Ｋの関係については図１３Ａや図１３Ｂの例に限定されるものではなく、温度Ｋが高いほど通信速度が速くなる（通信クロック周波数が高くなる）ものであればよい。例えば、図１３Ａではサンプリングクロック周波数ｓを３段階に設定しているが、４段階以上にしてもよい。また、図１３Ｂの例において「低速モード」と「高速モード」における温度Ｋとサンプリングクロック周波数ｓの関係を２次以上の関数や指数関数にすることが考えられる。なお、温度検出ダイオード９２の応答速度はＡＤコンバータ３２のサンプリングクロック周波数ｓと比べて十分遅いため、サンプリングクロック周波数ｓを「低速モード」に設定しても温度検出ダイオード９２の応答性にほとんど影響はない。
【００４３】
次に、動作について説明する。図１４は、実施の形態３における温度検出装置の動作を示すフロー図である。図に示すように、両端電圧検出回路１１による温度検出ダイオード９２の両端電圧の検出から制御部１４による温度情報の取得まで（ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０４）は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
半導体スイッチング素子９１の温度情報の取得後、制御部３４は半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じてシリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆ及びＡＤコンバータ３２のサンプリングクロック周波数ｓを変更する（ステップＳＴ３０５）。より具体的には、制御部３４が実施の形態２と同様にして温度Ｋに対応する通信クロック周波数ｆによってシリアル通信を行うようにシリアル通信部１３に指示を出すとともに、図１３Ａ又は図１３Ｂに示した関係に基づいて半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに対応するサンプリングクロック周波数ｓを求め、求められたサンプリングクロック周波数ｓによってＡＤ変換を行うようにＡＤコンバータ３２に指示を出す。シリアル通信部１３及びＡＤコンバータ３２は、それぞれ制御部３４からの指示に従って通信クロック周波数ｆ及びサンプリングクロック周波数ｓをそれぞれ変更する。なお、実施の形態３では実施の形態２のように通信クロック周波数ｆを変更するとしているが、実施の形態１のように通信周期Ｔを変更してもよい。
【００４５】
実施の形態３によれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、過熱保護動作の遅延をより確実に防ぐことができる。より具体的には、スイッチング素子の温度に応じてシリアル通信の通信速度を変更することに加えて、ＡＤコンバータのサンプリング周波数も変更する構成とし、半導体スイッチング素子の温度が高いほどＡＤコンバータのサンプリング周波数を高くするようにした。これにより、スイッチング素子の温度が高く過熱保護動作の必要性が高い場合ほどＡＤ変換のサンプリングクロック周波数を高くしてＡＤ変換の速度を速めるので、温度情報がさらに早く制御部に送信され、制御部からの過熱保護動作指示もさらに早く出される。このため、過熱保護動作をさらに早く開始することができ、過熱保護動作の遅延をより確実に防ぐことが可能となっている。
また、スイッチング素子の温度が低い場合はＡＤコンバータのサンプリング周波数を低くするので、ＡＤ変換による消費電力を低減することができる。
【００４７】
実施の形態４．
以下に、この発明の実施の形態４を図１５から図１７に基づいて説明する。図１５は、実施の形態４における温度検出装置を示すブロック図である。なお、図１から図１４と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態４は、シリアル通信部の温度に応じて通信周期又は通信クロック周波数の変更を制限するものである。温度検出装置４０は、シリアル通信部１３の近傍に通信部温度検出ダイオード４７が設けられている。通信部温度検出ダイオード４７は、その両端電圧が両端電圧検出回路４６によって検出されるもので、両端電圧検出回路４６によって検出された通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧は制御部４４に出力される。通信部温度検出ダイオード４７及び両端電圧検出回路４６は、通信部温度検出手段に相当する。なお、実施の形態４では通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧を両端電圧検出回路４６から制御部４４に直接出力しているが、通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧を一旦ＡＤコンバータ１２に出力してＡＤ変換し、シリアル通信部１３によるシリアル通信で制御部４４に送信する構成にしてもよい。
【００４８】
両端電圧検出回路４６は、両端電圧検出回路１１と同様に通信部温度検出ダイオード４７の順方向に微小電流を流し、この際に生じる電圧降下から通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧を検出して制御部４４に出力する。両端電圧検出回路４６としては、上述の図３Ａに示した定電流回路１１ａや、図３Ｂに示した抵抗回路１１ｂで構成すればよい。また、通信部温度検出素子としては、サーミスタを用いることもできる。
【００４９】
制御部４４は、両端電圧検出回路４６より受信したアナログ電圧からシリアル通信部１３の温度情報を取得して、シリアル通信部１３の温度が所定の閾値Ｔｍ以上であった場合にシリアル通信部１３の通信周期Ｔ又は通信クロック周波数ｆの変更を制限する。ここで所定の閾値Ｋｍとは、例えばシリアル通信部１３の最大接合部温度に基づいて設定する方法が考えられる。すなわち、上記最大接合部温度に所定の安全係数（例えば０．８）を乗じた値を閾値Ｋｍに設定する。また閾値Ｋｍは、例えばシリアル通信部１３の動作温度範囲上限に基づいて設定してもよい。この場合、シリアル通信部１３の動作温度範囲上限に安全係数を乗じた値を閾値Ｋｍに設定する。また、閾値Ｋｍはシリアル通信部１３の許容損失に基づいて設定することも考えられる。この場合、シリアル通信部１３の許容損失に安全係数を乗じ、さらにシリアル通信部１３の熱抵抗を乗じた値が閾値Ｔｍとなる。
【００５０】
シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合における通信周期Ｔ又は通信クロック周波数ｆの変更の制限は、例えばシリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍを超えた時点における通信周期Ｔ（通信クロック周波数ｆ）を通信周期Ｔ（通信クロック周波数ｆ）の下限（上限）にする方法が考えられる。また、シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ未満になるまで「中速モード」又は「低速モード」に設定する方法も考えられる。
【００５１】
次に、動作について説明する。図１６は、発明の実施の形態４における温度検出装置の動作を示すフロー図であり、シリアル通信部の通信周期を制御する場合の動作を示す図である。図に示すように、両端電圧検出回路１１による温度検出ダイオード９２の両端電圧の検出からシリアル通信部の通信周期Ｔの変更まで（ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０５）は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じて通信周期Ｔを変更した後、両端電圧検出回路４６により通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧を検出する（ステップＳＴ４０６）。通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧は、アナログ電圧として制御部４４に出力される。
【００５３】
次に、制御部４４にて両端電圧検出回路４６からのアナログ電圧を受信し、温度電圧特性に基づいてアナログ電圧からシリアル通信部１３の温度情報を取得して、シリアル通信部１３の温度が所定の閾値Ｔｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ４０７）。シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合は４０８に進み、閾値Ｔｍ未満であった場合は処理を終了する。
【００５４】
シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合、シリアル通信部１３の通信周期Ｔの変更を制限する（ステップＳＴ４０８）。
【００５５】
シリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆを制御する場合の動作は図１７に示すようになる。すなわち、図１６におけるステップＳＴ４０８をステップＳＴ４０８１に置き換え、シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合、シリアル通信部１３の通信クロック周波数ｆの変更を制限する。
【００５６】
なお、実施の形態４ではシリアル通信部１３の通信周期Ｔ又は通信クロック周波数ｆの変更を行った後に変更の制限を行っているため、実際に変更が制限されるのは次の制御周期又は温度監視周期以降になるが、通信周期Ｔ又は通信クロック周波数ｆの変更の前にシリアル通信部１３の温度を検出して通信周期Ｔ又は通信クロック周波数ｆの変更の制限を行う構成にしてもよい。この場合、シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上である場合は、その時の制御周期又は温度監視周期から変更の制限の効果が生じることとなる。
【００５７】
実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、シリアル通信部の温度を検出し、シリアル通信部の温度が所定の閾値以上である場合はシリアル通信部の通信周期又は通信周波数の変更を制限するので、高温動作時においてシリアル通信部が過熱故障することを防ぐことができ、シリアル通信部の過熱保護が可能である。
【００５９】
実施の形態５．
以下に、この発明の実施の形態５を図１８から図２０に基づいて説明する。図１８は、実施の形態５における温度検出装置を示すブロック図である。なお、図１から図１７と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態５は、シリアル通信部の過熱保護としてシリアル通信部の電源電圧を変更するものである。温度検出装置５０は、実施の形態４の温度検出装置４０の構成に加え、制御部５４からの指示によってシリアル通信部１３の電源電圧を変更する電源電圧変更手段５８を備えている。
【００６０】
電源電圧変更手段５８は、図１９に示すようにシリアル通信部１３の電力供給元を内部電源回路５８ａと通常の電源５８ｂとの間で切り替えるものである。電力供給元の切り替えは、切替回路５８ｃのスイッチを駆動回路５８ｄにより駆動することで行われる。内部電源回路５８ａの電源電圧は通常の電源５８ｂの電源電圧よりも低い。内部電源回路５８ａとしては、例えばシリーズレギュレータやＤＣＤＣコンバータが考えられる。また、内部電源回路５８ａの電源電圧は、例えば通常の電源５８ｂの電源電圧が５Ｖであれば３．３Ｖに設定することが考えられる。切替回路５８ｃは、例えばＭＯＳＦＥＴやトランジスタ、ダイオードで構成される。駆動回路５８ｄは、制御部５４からの指示により切替回路５８ｃのスイッチを駆動して、シリアル通信部１３の電力供給元を切り替える。
【００６１】
制御部５４は、両端電圧検出回路４６より受信したアナログ電圧からシリアル通信部１３の温度情報を取得して、シリアル通信部１３の温度が所定の閾値Ｔｍ以上であった場合に、シリアル通信部１３の電力供給元を通常の電源５８ｂから内部電源回路５８ａに切り替えるよう電源電圧変更手段５８に対して指示を出す。制御部５４から指示を受けた電源電圧変更手段５８は、駆動回路５８ｄが切替回路５８ｃのスイッチを駆動してシリアル通信部１３の電力供給元を通常の電源５８ｂから内部電源回路５８ａに切り替える。
【００６２】
次に、動作について説明する。図２０は、実施の形態５における温度検出装置の動作を示すフロー図である。図に示すように、両端電圧検出回路１１による温度検出ダイオード９２の両端電圧の検出からシリアル通信部の通信周期Ｔの変更まで（ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０５）は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
半導体スイッチング素子９１の温度Ｋに応じて通信周期Ｔを変更した後、両端電圧検出回路４６により通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧を検出する（ステップＳＴ４０６）。通信部温度検出ダイオード４７の両端電圧は、アナログ電圧として制御部４４に出力される。
【００６４】
次に、制御部４４にて両端電圧検出回路４６からのアナログ電圧を受信し、温度電圧特性に基づいてアナログ電圧からシリアル通信部１３の温度情報を取得して、シリアル通信部１３の温度が所定の閾値Ｔｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ４０７）。シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合は５０８に進み、閾値Ｔｍ未満であった場合は処理を終了する。
【００６５】
シリアル通信部１３の温度が閾値Ｔｍ以上であった場合、制御部５４は電源電圧変更手段５８に指示を出し、制御部５４からの指示を受けた電源電圧変更手段５８は、シリアル通信部１３の電源供給元を通常の電源５８ｂから内部電源回路５８ａに切り替えて電源電圧を下げる（ステップＳＴ５０８）。なお、ステップＳＴ５０８において、制御部５４はシリアル通信部１３の電源電圧の変更に合わせてシリアル信号の論理しきい値を変更してもよい。
【００６６】
なお、図２０ではシリアル通信部１３の通信周期制御を行う場合について示しているが、通信クロック周波数制御を行う場合も同様で、通信周期の変更（ステップＳＴ１０５）を通信クロック周波数の変更（ステップＳＴ２０５）に置き換えればよい。
【００６７】
実施の形態５によれば、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
また、シリアル通信部の温度が所定の閾値以上となる高温動作時においてシリアル通信部の電源電圧を下げるので、シリアル通信部の通信周期や通信クロック周波数に変更の制限をかけることなくことシリアル通信部の過熱保護が可能である。このため、スイッチング素子に対する過熱保護動作の応答性は維持したまま、シリアル通信部の過熱保護を行うことができる。
【００６９】
なお、実施の形態４と実施の形態５を組み合わせてもよい。例えば、実施の形態４のようなシリアル通信部の通信周期や通信クロック周波数の変更の制限を過熱保護動作の応答性を維持できる範囲にとどめ、さらなる過熱保護を図るために実施の形態５のようなシリアル通信部の電源電圧の調整を組み合わせる。
【００７０】
実施の形態６．
以下に、この発明の実施の形態６を説明する。実施の形態６は、図４Ａ、図４Ｂ、図９Ａ、図９Ｂに示した関係をシリアル通信部に予め記憶させておき、シリアル通信部の通信周期制御又は通信クロック周波数制御をシリアル通信部が行う。シリアル通信部は、ＡＤコンバータから受信したデジタル信号より、半導体スイッチング素子の温度情報を温度電圧特性に基づいて取得し、シリアル通信部の通信周期又は通信クロック周波数をスイッチング素子の温度に対応する値に設定する。この場合、シリアル通信部は半導体スイッチング素子の温度情報を制御部に送信し、制御部はシリアル通信部から受信した温度情報に基づいて過熱保護動作に関する指示を出すのみでよい。なお、温度検出対象素子が複数ある場合、シリアル通信部は複数の温度情報をまとめて制御部に送信する。また、ＡＤコンバータのサンプリングクロック周波数制御についても同様に、図１３Ａ及び図１３Ｂに示した関係をシリアル通信部に予め記憶させておき、サンプリングクロック周波数制御をシリアル通信部が行う構成にしてもよい。
【００７１】
実施の形態６によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、シリアル通信部の通信周期制御又は通信クロック周波数制御をシリアル通信部が行うため、通信周期または通信クロック周波数の変更の指示を制御部からシリアル通信部に送る必要が無くなり、通信負荷や温度監視負荷を低減することができる。
【００７３】
なお、この発明は、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態や構成を適宜組み合わせたり、構成を一部変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０、１０１、３０、４０、５０  温度検出装置、１１、１１１  両端電圧検出回路、１２、３２、３２１  ＡＤコンバータ、１３  シリアル通信部、１４、３４、４４、５４  制御部、４６  両端電圧検出回路、４７  通信部温度検出ダイオード、５８  電源電圧変更手段、８０、８０１  スイッチングコンバータ、８１  入力コンデンサ、８２  出力コンデンサ、８３、８３１  ブリッジ回路、８４  リアクトル、９０１  リアクトル部、９０  スイッチング素子部、９１  半導体スイッチング素子、９２、９２１  温度検出ダイオード、９３  温度検出抵抗
【図１】
2019129612.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月25日(2018.10.25)
【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】
電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部と、
前記温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子と、
前記温度検出素子の両端電圧を検出し、アナログ電圧として出力する両端電圧検出手段と、
前記アナログ電圧をデジタル変換し、前記温度検出対象素子の温度情報を含むデジタル信号を生成するアナログデジタルコンバータと、
前記アナログデジタルコンバータから前記デジタル信号を受信するとともに、シリアル通信によって前記温度検出対象素子の温度情報を前記制御部に送信するシリアル通信部とを備え、
前記温度電圧特性に基づいて前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得し、前記温度検出対象素子の温度が高いほど前記シリアル通信の通信周期を短くすることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記シリアル通信部から前記デジタル信号を受信し、前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得して、前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更させる請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記シリアル通信部は、前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得して、取得した温度情報を前記制御部に送信するとともに、前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記温度検出対象素子の温度が高いほど前記シリアル通信の通信クロック周波数を高くすることにより前記シリアル通信の通信周期を短くする請求項１から３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記シリアル通信部は、前記シリアル通信を行う際に、前記通信クロック周波数について周波数拡散制御を行う請求項４に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記シリアル通信の通信クロック周波数は、ＡＭ帯未満である請求項４または５に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記アナログデジタルコンバータは、前記温度検出対象素子の温度が高いほどサンプリングクロック周波数を高くする請求項１から６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記シリアル通信部の温度を検出する通信部温度検出手段をさらに備え、前記シリアル通信部の温度が予め定められた閾値以上である場合に、前記シリアル通信の通信周期の変更を制限する請求項１から７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記シリアル通信部の温度を検出する通信部温度検出手段をさらに備え、前記シリアル通信部の温度が予め定められた閾値以上である場合に、前記シリアル通信部の電源電圧を下げる請求項１から７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
前記温度検出対象素子は、前記主回路を構成するリアクトル、コンデンサ、半導体スイッチング素子、またはこれらの組み合わせである請求項１から９のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１１】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、それぞれの前記温度検出対象素子に対応する前記温度検出素子を備え、それぞれの前記温度検出対象素子の温度のうち、最も高い温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、それぞれの前記温度検出対象素子に対応する前記温度検出素子を備え、それぞれの前記温度検出対象素子の温度のうち、過熱故障保護温度の閾値に対する温度マージンが最も小さい前記温度検出対象素子の温度に応じて前記シリアル通信の通信周期を変更する請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記温度検出対象素子が複数ある場合に、前記シリアル通信部は、複数の前記温度検出対象素子の温度情報を前記制御部にまとめて送信する請求項１から１２のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１４】
前記半導体スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体により構成されている請求項１０に記載の温度検出装置。
【請求項１５】
電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子の両端電圧を検出するステップと、
前記両端電圧をアナログ電圧として出力し、前記アナログ電圧をデジタル信号に変換するステップと、
前記温度電圧特性に基づいて前記デジタル信号から前記温度検出対象素子の温度情報を取得するステップと、
前記温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部と、前記温度検出対象素子の温度情報を前記制御部に送信するシリアル通信部との間のシリアル通信の通信周期を前記温度検出対象素子の温度が高いほど短くするステップと
を備えたことを特徴とする温度検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、この発明の温度検出方法は、電力変換装置の主回路を構成する温度検出対象素子の温度変化に対して温度電圧特性を持つ温度検出素子の両端電圧を検出するステップと、温度検出素子の両端電圧をアナログ電圧として出力し、このアナログ電圧をデジタル信号に変換するステップと、温度電圧特性に基づいてデジタル信号から温度検出対象素子の温度情報を取得するステップと、温度検出対象素子に対する過熱保護動作を制御する制御部と、温度検出対象素子の温度情報を制御部に送信するシリアル通信部との間のシリアル通信の通信周期を温度検出対象素子の温度が高いほど短くするステップとを備えたものである。