(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波妨害によりノイズに重畳されるコモンモードノイズを除去し、ノーマルモードループ電流を遮断する検出器を提供する。【解決手段】半導体モジュール温度検出回路３２は、検出対象の環境の変化を検出する１以上の検出用ダイオード３１１〜３１４で構成された温度センサ３１ａが接続される。温度センサ３１ａの一端とＧＮＤの間及び温度センサ３１ａの他端とＧＮＤの間にそれぞれ分かれて配置された複数のコンデンサ３２３ａ、３２３ｂを有するＹコンデンサと、少なくとも温度センサ３１ａの一端とＧＮＤの間または温度センサ３１ａの他端とＧＮＤの間に配置されて、Ｙコンデンサと直列接続され、温度センサ３１ａに誘起されるコモンモード電流をＧＮＤに伝達すると共に、複数のコンデンサ３２３ａ、３２３ｂと温度センサ３１ａとの間に流れるノーマルモードループ電流を遮断する整流回路３２４ａ、３２４ｂと、を備える。【選択図】図１
2019009905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の環境の変化を検出する１以上の検出用ダイオードと、
前記検出用ダイオードの一端とＧＮＤとの間および前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間にそれぞれ分かれて配置された複数のコンデンサを有するＹコンデンサと、
少なくとも前記検出用ダイオードの一端と前記ＧＮＤとの間または前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間に配置されて前記Ｙコンデンサと直列接続され、前記検出用ダイオードに誘起されるノイズに伴うコモンモード電流を前記ＧＮＤに伝達すると共に前記複数のコンデンサと前記検出用ダイオードとの間に流れるノーマルモードループ電流を遮断する整流回路と、を備えることを特徴とする検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の検出器であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの各カソード端子が前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記複数のコンデンサの一方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記複数のコンデンサの他方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの他端に接続されることを特徴とする検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の検出器であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの各アノード端子が前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記複数のコンデンサの一方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記複数のコンデンサの他方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの他端に接続されることを特徴とする検出器。
【請求項４】
請求項１に記載の検出器であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記複数のコンデンサの一方を介して前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記検出用ダイオードの他端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記複数のコンデンサの他方を介して前記ＧＮＤに接続されることを特徴とする検出器。
【請求項５】
請求項１に記載の検出器であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記複数のコンデンサの一方を介して前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記検出用ダイオードの他端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記複数のコンデンサの他方を介して前記ＧＮＤに接続されることを特徴とする検出器。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の検出器であって、
前記検出用ダイオードの両端には、前記検出用ダイオードに誘起されるノーマルモードノイズを除去するフィルタ回路が接続されることを特徴とする検出器。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の検出器であって、
前記ＧＮＤは、基準電圧として、零電圧値又は負電圧値に設定されていることを特徴とする検出器。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の検出器であって、
前記検出用ダイオードと、前記Ｙコンデンサ及び前記整流回路は、
前記検出用ダイオードの前記検出対象を収納するモジュールに配置されていることを特徴とする検出器。
【請求項９】
複数の半導体素子のスイッチング動作により直流電力を交流電力に或いは前記交流電力を前記直流電力に変換する電力変換器と、
前記複数の半導体素子を検出対象として、前記検出対象の周囲温度に応じた電圧を出力する検出器と、
前記複数の半導体素子のスイッチング動作を制御すると共に、前記検出器の出力電圧と設定値とを比較し、前記検出器の出力電圧が設定値を超えたことを条件に、前記複数の半導体素子のスイッチング動作を停止する制御器と、を備え、
前記検出器は、
前記複数の半導体素子の周囲温度の変化を検出する１以上の検出用ダイオードと、
前記検出用ダイオードの一端とＧＮＤとの間および前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間にそれぞれ分かれて配置された複数のコンデンサを有するＹコンデンサと、
少なくとも前記検出用ダイオードの一端と前記ＧＮＤとの間または前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間に配置されて前記Ｙコンデンサと直列接続され、前記検出用ダイオードに誘起されるノイズに伴うコモンモード電流を前記ＧＮＤに伝達すると共に前記複数のコンデンサと前記検出用ダイオードとの間に流れるノーマルモードループ電流を遮断する整流回路と、から構成されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力変換装置であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの各カソード端子が前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記複数のコンデンサの一方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記複数のコンデンサの他方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの他端に接続されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の電力変換装置であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの各アノード端子が前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記複数のコンデンサの一方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記複数のコンデンサの他方のコンデンサを介して前記検出用ダイオードの他端に接続されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の電力変換装置であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記複数のコンデンサの一方を介して前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記検出用ダイオードの他端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記複数のコンデンサの他方を介して前記ＧＮＤに接続されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の電力変換装置であって、
前記整流回路は、
複数の整流ダイオードで構成され、前記複数の整流ダイオードの一方のカソード端子が前記検出用ダイオードの一端に接続され、前記複数の整流ダイオードの一方のアノード端子が前記複数のコンデンサの一方を介して前記ＧＮＤに接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のカソード端子が前記検出用ダイオードの他端に接続され、前記複数の整流ダイオードの他方のアノード端子が前記複数のコンデンサの他方を介して前記ＧＮＤに接続されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のうちいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
前記検出用ダイオードの両端には、前記検出用ダイオードに誘起されるノーマルモードノイズを除去するフィルタ回路が接続されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４のうちいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
前記ＧＮＤは、基準電圧として、零電圧値又は負電圧値に設定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】
本発明は、検知器及びこの検出器を用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１０−２４９６８７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「コモンモードノイズによる検出素子の電圧変動を抑え、正確に物理量を検出できる物理量検出装置を提供するため、温度検出装置１は、感温ダイオード１０〜１２と、コンデンサ１３と、抵抗１４、１５と、基準電源１６と、コンパレータ１８とを備えている。感温ダイオード１０〜１２の一端は、抵抗１４を介して、車両筐体から絶縁された回路ＧＮＤに、他端は、抵抗１５を介してコンパレータ１８にそれぞれ接続されている。また、感温ダイオード１０〜１２には、コンデンサ１３が並列接続されている。さらに、基準電源１６の一端は、回路ＧＮＤに、他端は、コンパレータ１８にそれぞれ接続されている。コンデンサ１３及び抵抗１４、１５によりコモンモードノイズを抑えることができる。そのため、コモンモードノイズによる感温ダイオード１０〜１２の電圧変動を抑え、正確に温度を検出できる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９６８７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には、コモンモードノイズによる検出素子の電圧変動を抑え、正確に物理量を検出できる物理量検出装置が記載されている。しかし、特許文献１の物理量検出装置は電力変換装置の高電圧ケーブルへの電磁ノイズ重畳を模擬したＢＣＩ（Bulk Current Injection）試験において、感温ダイオード１０〜１２とコンデンサ１３及び寄生インダクタンスによって形成されるループにおいて、特定の周波数で共振が発生し、この共振ノイズによって感温ダイオードの順方向電圧が温度とは無関係に小さくなり、温度センサ検出値が大幅に上昇してしまうことで電力変換装置の動作が停止してしまうという課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、電磁波妨害によるノイズに重畳されるコモンモードノイズを除去すると共に、ノーマルモードループ電流を遮断することができる検出器及びそれを用いた電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、検出対象の環境の変化を検出する１以上の検出用ダイオードと、前記検出用ダイオードの一端とＧＮＤとの間および前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間にそれぞれ分かれて配置された複数のコンデンサを有するＹコンデンサと、少なくとも前記検出用ダイオードの一端と前記ＧＮＤとの間または前記検出用ダイオードの他端と前記ＧＮＤとの間に配置されて前記Ｙコンデンサと直列接続され、前記検出用ダイオードに誘起されるノイズに伴うコモンモード電流を前記ＧＮＤに伝達すると共に前記複数のコンデンサと前記検出用ダイオードとの間に流れるノーマルモードループ電流を遮断する整流回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電磁波妨害によるノイズに重畳されるコモンモードノイズを除去すると共に、ノーマルモードループ電流を遮断することができる。
【０００８】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における検出器の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＢＣＩ試験の概要を示すブロック図である。
【図４】実施例２における検出器の構成を示すブロック図である。
【図５】実施例３における検出器の構成を示すブロック図である。
【図６】実施例４における検出器の構成を示すブロック図である。
【図７】実施例５における検出器の構成を示すブロック図である。
【図８】実施例６における検出器の要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例について図面を用いて説明する。なお、図面において、同一符号は、同一または相当部分を示す。また、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
本実施例では、本発明に係る検出器に属する検知センサを、電気自動車やハイブリッド自動車などのモータを駆動するための駆動用インバータなどの電力変換装置に内蔵されるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Fieldeffect Transistor）、ＳｉＣなどの半導体素子を備えた半導体モジュールの温度を検知する温度センサに適用した例について、図１から図３を用いて説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して半導体モジュール３０に搭載された検知センサの構成について説明する。ここで、図１は、実施例１における検出器の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、本実施例における検出器が搭載された電力変換装置は、半導体モジュール３０と、半導体モジュール温度検出回路３２と、制御部３５を備えている。半導体モジュール３０に属する半導体モジュール３０ａは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣなどの半導体素子３０１ａ及び３０２ａを収納する金属製モジュールとして構成され、半導体素子３０１ａ及び３０２ａが、高電圧電源の正極端子３０３ａと高電圧電源の負極端子３０４ａとの間に挿入されて、互いに直列に接続されている。半導体素子３０１ａと半導体素子３０２ａとの接続点は、スイッチング出力３０５ａとして半導体モジュール３０ａから出力される。
【００１４】
半導体モジュール３０に属する半導体モジュール３０ｂについても半導体モジュール３０ａと同様に、互いに直列接続された半導体素子３０１ｂと半導体素子３０２ｂ（図示せず）を有し、高電圧電源の正極端子３０３ｂ、高電圧電源の負極端子３０４ｂ、スイッチング出力３０５ｂを有する。また、半導体モジュール３０に属する半導体モジュール３０ｃについても半導体モジュール３０ａと同様に、互いに直列接続された半導体素子３０１ｃと半導体素子３０２ｃ（図示せず）を有し、高電圧電源の正極端子３０３ｃ、高電圧電源の負極端子３０４ｃ、スイッチング出力３０５ｃを有する。
【００１５】
ここで、半導体モジュール３０ａは、検知センサとして、半導体素子３０１ａ及び３０２ａの周囲の環境の変化、例えば、半導体素子３０１ａ及び３０２ａの周囲温度または半導体モジュール３０ａの温度を検出する温度センサ３１ａを備える。なお、温度センサ３１ａは一つないし複数のダイオードを直列接続した回路を用いることが一般的であり、本実施例においては、４つのダイオード（検出用ダイオード）３１１〜３１４が直列接続された構成を例として示す。これらのダイオード３１１〜３１４は、周辺温度に応じて順方向電圧が変化する素子であり、温度センサ３１ａで検出された検出情報（温度情報）は、これらのダイオード３１１〜３１４の順方向電圧の合計として出力される。なお、本実施例においては、便宜上、ダイオード３１１のアノード端子を温度センサ３１ａのアノード端子と呼び、ダイオード３１４のカソード端子を温度センサ３１ａのカソード端子と呼ぶ。
【００１６】
ここで、温度センサ３１ａのアノード端子とカソード端子は、それぞれ半導体モジュール温度検出回路３２に接続される。半導体モジュール温度検出回路３２は、温度センサ３１ａのアノード端子に電流を供給する電流供給部３２２と、温度センサ３１ａのアノード端子とカソード端子間の順方向電圧を検出する電圧検出部（電圧検出器）３２１と、少なくとも二つのコンデンサ３２３ａ及び３２３ｂと、少なくとも二つの整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂと、を備える。この際、コンデンサ３２３ａ及び３２３ｂと、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂは、４つのダイオード（検出用ダイオード）３１１〜３１４と共に検出器を構成し、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂは整流回路として構成される。
【００１７】
ここで、温度センサ３１ａのアノード端子は、コンデンサ３２３ａの片側端子（一方の端子）に接続され、コンデンサ３２３ａの他方の端子は、整流ダイオード３２４ａのアノード端子に接続される。整流ダイオード３２４ａのカソード端子は、半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）に接続される。半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）は、例えば、基準電圧として、零電圧値に設定される。
【００１８】
また、温度センサ３１ａのカソード端子は、コンデンサ３２３ｂの片側端子（一方の端子）に接続され、コンデンサ３２３ｂの他方の端子は、整流ダイオード３２４ｂのアノード端子が接続される。そして整流ダイオード３２４ｂのカソード端子は、半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）に接続される。
【００１９】
そして、電圧検出部３２１によって検出された電圧（温度センサ３１ａのアノード端子とカソード端子間の電圧）は、制御部３５に供給される。制御部３５は、電圧検出部３２１で検出した電圧値と半導体モジュール３０ａの温度との相関関係を予め規定した相関テーブルを有し、電圧検出部３２１で検出した電圧値を基に相関テーブルを参照することで、半導体モジュール３０ａの温度情報を得ることができる。
【００２０】
次に、図２を参照して、前述の半導体モジュール３０ａ〜３０ｃ及び温度センサ３１ａ、半導体モジュール温度検出回路３２が搭載された電力変換装置の一例を説明する。ここで、図２は、実施例１に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。ここでは前述のとおり直流電圧（直流電力）から交流電圧（交流電力）を生成するインバータを例とする。なお、インバータの代わりにコンバータを用いることもできる。
【００２１】
インバータ（電力変換装置）３は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣなどの半導体素子を備えた半導体モジュール３０ａ〜３０ｃと、半導体モジュール温度検出回路３２と、制御部３５と、平滑コンデンサ３４を備え、平滑コンデンサ３４がケーブル２を介して電源１に接続され、各半導体モジュール３０ａ〜３０ｃがケーブル４を介して負荷５に接続され、各半導体モジュール３０ａ〜３０ｃ内の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃをスイッチング（オンとオフの切り替え）することにより所望の電圧や電流を生成する。電源１はバッテリや交流電源をコンバータにより直流電圧に変換したものを用いる。例えばハイブリッド自動車の駆動用インバータは数百ボルトの高電圧バッテリを電源に用いる。また，例えばＸ線診断装置などの医療装置は商用の交流電源を用いるため，整流回路またはコンバータを用いて、交流電源を直流電源に変換する。
【００２２】
各半導体モジュール３０ａ〜３０ｃ内の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃからは、制御部３５からの制御信号によりスイッチングする際に高周波の切り替え電流および電圧が発生するので、これを平滑化するために平滑化コンデンサ３４を一般的に用いる。平滑コンデンサ３４から出力される高電圧電源の正極側は半導体モジュール３０ａ〜３０ｃのそれぞれの正極端子３０３ａ〜３０３ｃに接続される。また、平滑コンデンサ３４から出力される高電圧電源の負極側は半導体モジュール３０ａ〜３０ｃのそれぞれの負極端子３０４ａ〜３０４ｃに接続される。更に、半導体モジュール３０ａ〜３０ｃのスイッチング出力３０５ａ〜３０５ｃは、それぞれケーブル４を介して負荷５に接続される。ここで、例えば電気自動車やハイブリッド自動車用インバータの負荷５はモータであり、三相電流を生成し、生成した三相電流を負荷５に印加することでモータを駆動する。なお、半導体モジュール３０ａ〜３０ｃ内の各半導体素子のスイッチング動作は制御部３５によって制御される。
【００２３】
また、半導体モジュール３０ａ〜３０ｃの内、少なくとも一つには半導体モジュール内の温度を検出するための温度センサ３１ａを備える。温度センサ３１ａは、スイッチング動作中の半導体モジュール３０ａ内の温度を検出し、半導体モジュール温度検出回路（検出回路）３２で温度センサ３１ａの出力を検出し、検出出力を制御部３５に供給する。制御部３５は、例えば、半導体モジュール３０ａ内の温度が予め決められた温度よりも上昇した場合（温度センサ３１ａの検出による順方向電圧の合計（ダイオード３１１〜３１４の順方向電圧の合計）が設定値を超えた場合）に、半導体モジュール３０ａの破損を防ぐために、各半導体モジュール内の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃのスイッチング動作を停止する。
【００２４】
この際、温度センサ３１ａは、半導体モジュール３０ａまたは複数の半導体素子３０１ａ〜３０２ａを検出対象として、検出対象の周囲温度に応じた電圧を出力する検出器の一要素として構成される。複数の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃは、スイッチング動作により直流電力を交流電力に変換する電力変換器として機能し、制御部３５は、複数の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃのスイッチング動作を制御すると共に、温度センサ３１ａの出力電圧と設定値とを比較し、温度センサ３１ａの出力電圧が設定値を超えたことを条件に、複数の半導体素子３０１ａ〜３０２ｃのスイッチング動作を停止する制御器として機能する。
【００２５】
次に、図３を用いて、インバータにおけるイミュニティ試験のひとつであるＢＣＩ（Bulk Current Injection）試験の概要を説明する。図３はＢＣＩ試験の概要を示すブロック図である。ＤＵＴ６（Device Under Test）はイミュニティを評価する対象となる測定対象物であり、ケーブル７を介して負荷８に接続される。また、電流インジェクションプローブ１１はケーブル７を貫通させてケーブル７に電流を注入するように取り付けられている。そして、信号発生器９は所定の周波数で所定の振幅の正弦波またはＡＭ変調された信号を発生し、増幅器１０に供給する。増幅器１０は供給された信号を増幅して、電流インジェクションプローブ１１に供給する。電流インジェクションプローブ１１は、磁界結合によってケーブル７に電流を注入する。
【００２６】
ＢＣＩ試験では、上記のように電流インジェクションプローブ１１によってＤＵＴ６と負荷８との間を接続するケーブル７に所定の周波数で所定の振幅の正弦波またはＡＭ変調された電流を注入し、その時にＤＵＴ６が所望の動作を妨げられずに正常に動作することを確認する試験である。ここで所望の動作とは、例えば、インバータ３のスイッチングが誤動作しないことや、半導体モジュール内の温度センサや電流センサなどのモニタ値の変動が、予め規定した値を超えないことを指す。
【００２７】
次に、本実施例におけるインバータ（電力変換装置）３を試験対象としたＢＣＩ試験時の動作の概略について説明する。ここで、半導体モジュール３０ａから出力されて負荷５に接続されるケーブル４の内の１本をＢＣＩ試験対象とした場合について説明する。即ち、図３のＢＣＩ試験の概略を示すブロック図におけるＤＵＴ６が図２におけるインバータ（電力変換装置）３であり、図３における負荷８が図２における負荷５である。
【００２８】
ここで、電流インジェクションプローブ１１によってケーブル４に電流が注入されると、その電流は半導体モジュール３０ａ及び負荷５に伝わる。半導体モジュール３０ａに伝わった電流は、半導体モジュール３０ａ内においてスイッチング出力３０５ａから半導体素子３０１ａ及び３０２ａに伝わると共に、同一モジュール内に実装された温度センサ３１ａにもコモンモードノイズとして誘起される。一般的にコモンモードノイズはＹキャパシタによってグランドに接続することで除去することが可能である。本実施例における半導体モジュール温度検出回路３２では、コンデンサ３２３ａ及び３２３ｂがＹキャパシタ
の役割を果たし、コモンモードノイズを除去できる。即ち、温度センサ３１ａにコモンモードノイズが誘起された場合、温度センサ３１ａに流れるコモンモード電流は、コンデンサ３２３ａ及び３２３ｂを介して、半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）に伝達される。
【００２９】
一方で、仮に整流ダイオード３２４ａ及び整流３２４ｂが実装されずにショートされていた場合は、温度センサ３１ａとキャパシタ３２３ａ及び３２３ｂによって形成されるループにノーマルモードループ電流が流れ、このノーマルモードループ電流よって特定の周波数で共振が発生する。しかし、温度センサ３１ａとキャパシタ３２３ａ及び３２３ｂによって形成されるループ中に、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂを挿入することにより、ノーマルモードループ電流を遮断することができ、結果として特定の周波数での共振を防止することができる。
【００３０】
上述したように、実施例１において、半導体モジュール温度検出回路３２では、コンデンサ３２３ａとコンデンサ３２３ｂにより形成されるＹキャパシタにより、温度センサ３１ａに重畳されるコモンモードノイズを除去すると共に、整流ダイオード３２４ａ及び整流ダイオード３２４ｂによって電流ループ（ノーマルモードループ電流）を遮断し、特定の周波数での共振発生を抑制することができる。
【００３１】
よって、実施例１によれば、高電圧ケーブルへの電磁ノイズ重畳を模擬したＢＣＩ試験において、電磁波妨害による温度センサ３１ａ出力の電圧変動を抑制することができ、結果として、ＢＣＩ試験で注入された電流によるコモンモードノイズを除去すると共に、電流ループ（ノーマルモードループ電流）による共振を抑制し、共振ノイズによって発生していた温度センサ３１ａの順方向電圧の変動を抑制することが可能になる。また、ＢＣＩ試験以外の環境下で、電磁波妨害によるノイズが温度センサ３１ａに誘起されても、温度センサ３１ａ出力の電圧変動を抑制することができ、結果として、温度センサ３１ａに誘起された電流によるコモンモードノイズを除去すると共に、電流ループ（ノーマルモードループ電流）を遮断することができる。この効果により、温度センサ３１ａの検出値の変動を抑制することも可能になると共に、制御部３５とインバータ３の誤動作を防止することが可能になる。
【００３２】
また、実施例１によれば、コンデンサ３２３ａ及び３２３ｂ、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂは安価なチップ素子を用いることが可能であり、安価な追加回路のみでＢＣＩ試験時の温度センサ３１ａの検出値変動を抑制可能なインバータ（電力変換装置）３を供給することができる。
【００３３】
なお、実施例１における温度センサ３１ａは、半導体モジュール３０ａ内に実装される例について示したが、他の半導体モジュール３０ｂまたは３０ｃ内に実装されても、同様の効果が得られることは明らかである。また、インバータ（電力変換装置）３内において、温度センサ３１ａが半導体モジュール３０ａ内にのみある構成を説明したが、半導体モジュール３０ｂ内のみや半導体モジュール３０ｃ内のみ、または全ての半導体モジュール３０ａ〜３０ｃに実装するなど、複数の組み合わせが存在し、いずれの組み合わせにおいても同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３４】
本実施例では、半導体モジュール温度検出回路３２において、更にフィルタ回路としてＲＣフィルタを追加することでノイズ除去性能を高めた構成例について図４を用いて説明する。
【００３５】
図４は、実施例２における検出器の構成を示すブロック図である。図４の検出器の構成の内、既に図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００３６】
図１の半導体モジュール温度検出回路３２と図４の半導体モジュール温度検出回路３２との違いは、温度センサ３１ａのアノード端子と電圧検出部３２１との間に抵抗３２５ａを挿入し、温度センサ３１ａのカソード端子と電圧検出部３２１との間に抵抗３２５ｂを挿入し、電圧検出部３２１の入力端子間にコンデンサ３２７を挿入し、フィルタ回路としてＲＣフィルタを追加した点と、半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）として高電圧電源の負極端子３０４ａを基準としている点である。この場合、半導体モジュール温度検出回路３２のＧＮＤ（回路グランド）は、基準電圧として、負電圧値に設定される。
【００３７】
次に、本実施例におけるインバータ（電力変換装置）３を試験対象としたＢＣＩ試験時の動作の概略について説明する。ここで、ＢＣＩ試験の接続条件は実施例１と同じであり、電流インジェクションプローブ１１によってケーブル４に注入された電流は、温度センサ３１ａにコモンモードノイズとして誘起される。このコモンモードノイズは実施例１と同様にコンデンサ３２３ａ及び３２３ｂ、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂにより除去されるが、一部はノーマルモードノイズとして電圧検出部３２１に伝わる。そこで、抵抗３２５ａ及び３２５ｂとコンデンサ３２７によってＲＣフィルタを形成し、電圧検出部３２１に伝導するノーマルモードノイズを除去することが可能となる。なお、抵抗３２５ａ及び３２５ｂが存在するため、コンデンサ３２７と温度センサ３１ａによる共振は発生しない。
【００３８】
実施例２によれば、実施例１における半導体モジュール温度検出回路３２と同様の効果を得ると共に、電圧検出部３２１に伝導するノーマルモードノイズを低減することが可能になり、より正確な温度検出値を得られるインバータ（電力変換装置）３を供給することが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
本実施例では、半導体モジュール温度検出回路３２において、コモンモードノイズを除去する回路構成を変更した構成例について図５を用いて説明する。
【００４０】
図５は、実施例３における検出器の構成を示すブロック図である。図５の検出器の構成の内、既に図４に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００４１】
図４の半導体モジュール温度検出回路３２と図５の半導体モジュール温度検出回路３２との違いは、図４における整流ダイオード３２４ａと整流ダイオード３２４ｂの接続方向が逆転し、図５においては、整流ダイオード３２７ａのアノード端子がＧＮＤ（回路グランド）へ、カソード端子がコンデンサ３２３ａに接続され、整流ダイオード３２７ｂのアノード端子がＧＮＤ（回路グランド）へ、カソード端子がコンデンサ３２３ｂに接続されている点である。
【００４２】
実施例３によれば、整流ダイオード３２７ａ、３２７ｂによって電流ループを遮断する機能に変わりはなく、実施例２と同様の効果を得ることができることは明白である。
【実施例４】
【００４３】
本実施例では、半導体モジュール温度検出回路３２において、コモンモードノイズを除去する回路構成を変更した構成例について図６を用いて説明する。
【００４４】
図６は、実施例４における検出器の構成を示すブロック図である。図６の検出器の構成の内、既に図４に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００４５】
図４の半導体モジュール温度検出回路３２と図６の半導体モジュール温度検出回路３２との違いは、図４における整流ダイオード３２４ａとコンデンサ３２３ａの接続順番が入れ替わっており、また、整流ダイオード３２４ｂとコンデンサ３２３ｂの接続順番が入れ替わっている点である。即ち、整流ダイオード３２４ａのアノード端子が温度センサ３１ａのアノード端子に接続され、カソード端子がコンデンサ３２３ａに接続されている。また、コンデンサ３２３ａの他方の端子は、ＧＮＤ（回路グランド）に接続される。同様に、整流ダイオード３２４ｂのアノード端子が温度センサ３１ａのカソード端子に接続され、他方カソード端子がコンデンサ３２３ｂに接続されている。また、コンデンサ３２３ｂの他方の端子は、ＧＮＤ（回路グランド）に接続される。
【００４６】
この構成においても、実施例２と同様に、コンデンサ３２３ａとコンデンサ３２３ｂにより形成されるＹキャパシタにより、温度センサ３１ａに重畳されるコモンモードノイズを除去すると共に、整流ダイオード３２４ａ及び整流ダイオード３２４ｂによって電流ループを遮断し、特定の周波数での共振発生を抑制することができる。
【００４７】
実施例４によれば、ＢＣＩ試験で注入された電流によるコモンモードノイズを除去すると共に、電流ループによる共振を抑制し、共振ノイズによって発生していた温度センサ３１ａの順方向電圧の変動を抑制することが可能になる。また、この効果により、温度センサ３１ａの検出値の変動を抑制することも可能になる。
【実施例５】
【００４８】
本実施例では、半導体モジュール温度検出回路３２において、コモンモードノイズを除去する回路構成を変更した構成例について図７を用いて説明する。
【００４９】
図７は、実施例５における検出器の構成を示すブロック図である。図７の検出器の構成の内、既に図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００５０】
図６の半導体モジュール温度検出回路３２と図７の半導体モジュール温度検出回路３２との違いは、図６における整流ダイオード３２４ａと整流ダイオード３２４ｂの接続方向が逆転し、図７においては、整流ダイオード３２７ａのカソード端子が温度センサ３１ａのアノード端子へ、アノード端子がコンデンサ３２３ａに接続され、整流ダイオード３２７ｂのカソード端子が温度センサ３１ａのカソード端子へ、アノード端子がコンデンサ３２３ｂに接続されている点である。
【００５１】
実施例５によれば、整流ダイオード３２７ａ、３２７ｂによって電流ループを遮断する機能に変わりはなく、実施例４と同様の効果を得ることができることは明白である。
【実施例６】
【００５２】
本実施例では、コモンモードノイズを除去する回路を実装する位置を変更した構成例について図８を用いて説明する。
【００５３】
図８は、実施例６における検出器の構成を示すブロック図である。図８の検出器の構成の内、既に図４に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００５４】
本実施例では、半導体モジュール温度検出回路３２の構成要素であったコンデンサ３２
３ａ及び３２３ｂと、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂが、半導体モジュール３０ａ内に実装された構成であり、各要素の接続構成は図４と同一である。
【００５５】
実施例６によれば、整流ダイオード３２４ａ、３２４ｂによって電流ループを遮断する機能に変わりはなく、実施例２と同様の効果を得ることができることは明白である。また、本実施例６によれば、半導体モジュール３０ａ内で、コモンモードノイズを除去する対策と、電流ループ（ノーマルモードループ電流）を遮断する対策を施すことができる。
【００５６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、温度センサ３１ａとキャパシタ３２３ａ及び３２３ｂ（又は整流ダイオード３２７ａ、３２７ｂ）によって形成されるループ（互いに異なる方向に流れる２つの電流ループ）中に、整流ダイオード３２４ａ及び３２４ｂ（又は整流ダイオード３２７ａ、３２７ｂ）のうち一方のみを挿入しても、２つの電流ループの一方を遮断することができる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００５７】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００５８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  電源、２、４、７  ケーブル、３  インバータ（電力変換装置）、５、８  負荷、６  ＤＵＴ、９  信号発生器、１０  増幅器、１１  電流インジェクションプローブ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  半導体モジュール、３０１ａ〜３０１ｃ  半導体素子、３０２ａ〜３０２ｃ  半導体素子、３０３ａ〜３０３ｃ  高電圧電源の正極端子、３０４ａ〜３０４ｃ  高電圧電源の負極端子、３０４ａ〜３０４ｃ  スイッチング出力、３１ａ  温度センサ、３１１〜３１４  ダイオード、３２  半導体モジュール温度検出回路、３２１  電圧検出部、３２２  電流供給部、３２３ａ、３２３ｂ、３２７  コンデンサ（キャパシタ）、３２４ａ、３２４ｂ、３２７ａ、３２７ｂ  整流ダイオード、３４  平滑コンデンサ、３５  制御部
【図１】
2019009905.tif 000003
【図２】
2019009905.tif 000004
【図３】
2019009905.tif 000005
【図４】
2019009905.tif 000006
【図５】
2019009905.tif 000007
【図６】
2019009905.tif 000008
【図７】
2019009905.tif 000009
【図８】
2019009905.tif 000010