(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力制限ダイオードを介して温度測定信号を出力するＩＧＢＴ温度測定装置の温度測定信号を補正する温度測定信号補正装置において、前記ＩＧＢＴ温度測定装置から出力される前記温度測定信号の電圧を降下させて前記温度測定信号を補正する補正部を含み、
前記補正部は、
前記温度測定信号の降下される電圧を制御する、温度測定信号補正装置。
【請求項２】
前記補正部は、
前記温度測定信号の入力を受けて前記温度測定信号の電圧を降下させるダイオード；及び
前記ダイオードと連結される可変抵抗を含み、
前記可変抵抗の抵抗値を調節して前記ダイオードの導通電流値を変更することにより、前記温度測定信号の降下された電圧を制御する、請求項１に記載の温度測定信号補正装置。
【請求項３】
前記ＩＧＢＴ温度測定装置は、
前記出力制限ダイオードの入力端と駆動電源との間に連結される第１電圧分配抵抗；
前記出力制限ダイオードの入力端と接地との間に連結される第２電圧分配抵抗；及び
前記出力制限ダイオードの出力端と前記駆動電源との間に連結される電流制限抵抗を含み、
前記第２電圧分配抵抗は、前記ＩＧＢＴ温度測定装置に含まれるＮＴＣサーミスタと並列連結される、請求項１または２に記載の温度測定信号補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定信号補正装置に関し、さらに詳細には、ＩＧＢＴ温度測定装置から出力される温度測定信号の電圧を降下させることにより、出力制限ダイオードの電圧降下による温度測定信号の誤差を補正する温度測定信号補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、電気の流れを防いだり通したりするスイッチング機能を素早く果たせるように作製した高電力スイッチング用半導体素子である。
【０００３】
電気の流れを防いだり通したりするスイッチング機能は、他の部品や回路でも具現することができるが、精密な動作を要する製品であるほど動作速度が速く、電力の損失が少ない専用部品を必要とするようになる。
【０００４】
しかし、既存のスイッチング半導体であるトランジスタは、安価であるのに対し、回路構成が複雑で動作速度が遅い短所があり、ＭＯＳＦＥＴは、低電力で速度が速いのに対し、高価である短所がある。ＩＧＢＴは、上述したトランジスタと金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の長所だけを結合した製品であると評価されている。これによって、ＩＧＢＴは、インバータやコンバータのような様々な電力変換装置でスイッチング素子として用いられている。
【０００５】
通常、高圧、高電流の電力を変換するＩＧＢＴは、抵抗による高温の発熱が発生するようになり、ＩＧＢＴの発熱は、電力変換装置の安定性と電力効率に影響を及ぼす。
【０００６】
これによって、ＩＧＢＴには、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）サーミスタを利用してＩＧＢＴの温度を測定するＩＧＢＴ温度測定装置が備えられている。
【０００７】
ここで、ＮＴＣサーミスタは、負の温度係数を有して連続的に電気抵抗が変化するサーミスタであって、このような特徴を利用して温度センサとして用いられている。
【０００８】
図１は、従来のＩＧＢＴ温度測定装置の回路図である。
【０００９】
図１を参照すると、従来のＩＧＢＴ温度測定装置１０は、温度測定部１１と信号選択部１２及びＡＤ入力部１３を含む。
【００１０】
温度測定部１１のＮＴＣサーミスタＲNTCは、ＩＧＢＴの温度変化によって抵抗値が変化する。温度測定部１１の第１電圧分配抵抗Ｒ1と第２電圧分配抵抗Ｒ2は、駆動電源Ｖccの電圧を予め設定された割合によってＮＴＣサーミスタＲNTCに分配する。
【００１１】
これによって、ＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値変化により温度測定信号が出力制限ダイオードＤ1に出力される。
【００１２】
出力制限ダイオードＤ1は、温度測定信号の電圧値が予め設定された電圧値以上である場合にのみ温度測定信号を信号選択部１２に出力する。
【００１３】
信号選択部１２は、以前に受信した温度測定信号の電圧値と最近受信した温度測定信号の電圧値を比較する。信号選択部１２は、以前に受信された温度測定信号の電圧値より最近受信した温度測定信号の電圧値が大きければ、最近受信した温度測定信号をＡＤ入力部１３に出力する。
【００１４】
ＡＤ入力部１３は、温度測定信号のアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換して外部またはＩＧＢＴ制御部に出力する。
【００１５】
従来のＩＧＢＴ温度測定装置は、予め設定された電圧値以上である温度測定信号だけを出力するために駆動電圧が印加される場合にのみ導通する出力制限ダイオードＤ1を用いる。
【００１６】
このとき、出力制限ダイオードＤ1が順方向に導通する場合、出力制限ダイオードＤ1には電圧上昇が発生する。これによって、従来のＩＧＢＴ温度測定装置では、出力制限ダイオードＤ1に入力される前の温度測定信号と出力制限ダイオードＤ1から出力される温度測定信号の電圧差が発生するようになる。これによって、発生した電圧差によりＩＧＢＴ温度の測定値に誤差が発生する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、ＩＧＢＴ温度測定装置から出力される前記温度測定信号の電圧を降下させることにより、出力制限ダイオードの電圧降下による温度測定信号の誤差を補正することを目的とする。
【００１８】
本発明の目的は、以上において言及した目的に制限されず、言及されていない本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに理解できるだろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせにより実現できることが容易に分かるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような目的を達成するための温度測定信号補正装置は、出力制限ダイオードを介して温度測定信号を出力するＩＧＢＴ温度測定装置の温度測定信号を補正するものであって、ＩＧＢＴ温度測定装置から出力される温度測定信号の電圧を降下させて温度測定信号を補正する補正部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
前述したような本発明によると、本発明は、ＩＧＢＴ温度測定装置から出力される前記温度測定信号の電圧を降下させて出力制限ダイオードの電圧上昇による温度測定信号の誤差を補正することにより、ＩＧＢＴ温度を精密に測定できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のＩＧＢＴ温度測定装置の回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置が備えられたＩＧＢＴ温度測定装置の連結構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置の具体的な構成を示した図である。
【図４】本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置とＩＧＢＴ温度測定装置の回路図である。
【図５】従来のＩＧＢＴ温度測定装置から測定されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号を示したグラフである。
【図６】本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置から補正されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
前述した目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して詳細に後述され、これによって、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができるだろう。本発明を説明するにあたって、本発明と関連した公知の技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合は、詳細な説明を省略する。以下、添付の図面を参照して、本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明する。図面において同一の参照符号は、同一または類似した構成要素を指すものと用いられる。
【００２３】
図２は、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００が備えられたＩＧＢＴ温度測定装置２００の連結構成を示した図であり、図３は、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００の具体的な構成を示した図であり、図４は、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００とＩＧＢＴ温度測定装置２００の回路図である。
【００２４】
図２乃至図４を参照すると、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００が備えられたＩＧＢＴ温度測定装置２００は、複数の温度測定部２１１、信号選択部２１２及びＡＤ入力部２１３を含む。
【００２５】
温度測定部２１１のＮＴＣサーミスタＲNTCは、ＩＧＢＴに設けられ、ＩＧＢＴの温度変化によって抵抗値が変化する。このとき、温度測定部２１１の第１電圧分配抵抗Ｒ1と第２電圧分配抵抗Ｒ2は、駆動電源Ｖccの電圧を予め設定された割合によってＮＴＣサーミスタＲNTCに分配する。
【００２６】
このとき、第１電圧分配抵抗Ｒ1は、出力制限ダイオードＤ1の入力端と駆動電源Ｖccとの間に連結され得る。
【００２７】
第２電圧分配抵抗Ｒ2は、出力制限ダイオードＤ1の入力端と接地との間に連結され、ＮＴＣサーミスタＲNTCと並列連結され得る。
【００２８】
電流制限抵抗Ｒ3は、後述する信号選択部２１２に流れる電流の電流値を制限する抵抗であってよく、出力制限ダイオードＤ1の出力端と駆動電源Ｖccとの間に連結され得る。
【００２９】
上述した温度測定部２１１の回路構造により、ＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値変化による温度測定信号が出力制限ダイオードＤ1の入力端に入力され得る。
【００３０】
出力制限ダイオードＤ1は、温度測定信号の電圧値が予め設定された電圧値以上である場合にのみ入力端に入力された温度測定信号を信号選択部２１２に出力する。
【００３１】
信号選択部２１２は、以前に受信した温度測定信号の電圧値と最近受信した温度測定信号の電圧値を比較することができる。
【００３２】
信号選択部２１２は、上述した比較の結果、以前に受信された温度測定信号の電圧値より最近受信した温度測定信号の電圧値が大きければ、最近受信した温度測定信号を選択し、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００に出力する。
【００３３】
一実施例において、信号選択部２１２は、オペアンプ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）であってよい。
【００３４】
一方、信号選択部２１２に入力される温度測定信号は、複数の温度測定部２１１、２１１’から入力され得る。
【００３５】
本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００は、測定部１１０、算出部１２０、決定部１３０及び補正部１４０を含む。
【００３６】
測定部１１０は、温度測定信号補正装置１００に信号選択部２１２から温度測定信号が受信されると、信号選択部２１２が選択した温度測定部２１１のＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値を測定することができる。
【００３７】
ここで、ＮＴＣサーミスタＲNTCは、温度変化によって逆に抵抗値が変化するサーミスタであって、周辺温度が増加すると抵抗値が減少し、周辺温度が減少すると抵抗値が増加する特性を有する。
【００３８】
他の実施例に係る測定部は、全ての温度測定部２１１のＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値をリアルタイムで測定し、信号選択部２１２から温度測定信号が受信されると、該当ＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値を出力することができる。
【００３９】
より具体的に、測定部は、いずれか一つのＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値だけを測定せず、リアルタイムで全てのＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値を測定する。以後、測定部は、温度測定信号が受信されると、信号選択部２１２が選択した温度測定部２１１のＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値を出力することができる。
【００４０】
算出部１２０は、測定部１１０から測定されたＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値を利用して出力制限ダイオードＤ1の導通電流値を算出することができる。
【００４１】
ここで、導通電流値は、出力制限ダイオードＤ1の両端に駆動電圧Ｖd以上の電圧が印加されて出力制限ダイオードＤ1が導通して出力制限ダイオードＤ1に流れる順方向導通電流の電流値であってよい。
【００４２】
このとき、算出部１２０は、下記の数１を利用して出力制限ダイオードＤ1の導通電流値を算出することができる。
【００４３】
【数１】
0006490653.tif 000002
【００４４】
ここで、Ｉfは、出力制限ダイオードＤ1の導通電流値であり、Ｖccは、ＩＧＢＴ温度測定装置２００の駆動電源であり、Ｖdは、出力制限ダイオードＤ1の駆動電圧であり、ＲNTCは、ＮＴＣサーミスタＲNTCの抵抗値であり、Ｒ1は、第１電圧分配抵抗Ｒ1の抵抗値であり、Ｒ2は、第２電圧分配抵抗Ｒ2の抵抗値であり、Ｒ3は、電流制限抵抗Ｒ3の抵抗値である。
【００４５】
決定部１３０は、算出部１２０から算出された導通電流値に基づいて出力制限ダイオードＤ1で発生した電圧上昇の昇圧電圧値を決定することができる。
【００４６】
一方、出力制限ダイオードＤ1に駆動電圧Ｖd以上の電圧が印加されて出力制限ダイオードＤ1に導通電流が流れると、出力制限ダイオードＤ1で電圧上昇が発生するようになる。このとき、昇圧電圧値は、出力制限ダイオードＤ1で昇圧された電圧値であってよい。
【００４７】
上述したように、温度測定部２１１は、予め設定された電圧値以上の温度測定信号だけを出力するために出力制限ダイオードＤ1を用いた。しかし、出力制限ダイオードＤ1が導通する場合、電圧上昇が発生して出力制限ダイオードＤ1に入力される前の温度測定信号と出力制限ダイオードＤ1から出力される温度測定信号との間に電圧差が発生するようになる。
【００４８】
決定部１３０は、出力制限ダイオードＤ1の電流／電圧特性データから出力制限ダイオードＤ1の導通電流値による昇圧電圧値を決定することができる。
【００４９】
決定部１３０は、下記の表１のように、出力制限ダイオードＤ1のメーカーから提供される順方向導通電流値による昇圧電圧値特性テーブルから昇圧電圧値を決定することができる。
【００５０】
例えば、決定部１３０は、算出部１２０から算出された導通電流値が２５．３μＡであれば、これに該当する電圧値である１７０ｍＶを昇圧電圧値に決定することができる。
【００５１】
【表１】
0006490653.tif 000003
【００５２】
補正部１４０は、信号選択部２１２から出力される温度測定信号の電圧を降下させることができる。
【００５３】
このために、補正部１４０は、信号選択部２１２の出力端と連結されるダイオードＤ2及びダイオードＤ2と接地との間に連結される可変抵抗Ｒ4を含むことができる。
【００５４】
補正部１４０は、可変抵抗Ｒ4の抵抗値を調節してダイオードＤ2に流れる電流値を変更することにより、温度測定信号の降下する電圧値を制御することができる。
【００５５】
より具体的に、補正部１４０は、ダイオードＤ2のメーカーから提供される順方向導通電流値による特性テーブルを利用して可変抵抗Ｒ4の抵抗値を調節することができる。
【００５６】
補正部１４０は、決定部１３０が決定した昇圧電圧値と同一の昇圧電圧値に該当する導通電流値を検索し、検索された導通電流値がダイオードＤ2に流れるように可変抵抗の抵抗値Ｒ4を調節することができる。
【００５７】
補正部１４０は、決定部１３０が決定した昇圧電圧値だけ電圧を昇圧させて補正した温度測定信号をＡＤ入力部２１３に出力することができる。
【００５８】
以後、ＡＤ入力部２１３は、入力を受けた温度測定信号のアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換して外部またはＩＧＢＴ制御部に出力する。
【００５９】
図５は、従来のＩＧＢＴ温度測定装置から測定されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号を示したグラフであり、図６は、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００から補正されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号を示したグラフである。
【００６０】
図５を参照すると、ＩＧＢＴ温度測定装置から測定されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号ｂは、誤差が発生しない場合、ＡＤ入力部１３に入力される温度測定信号ａと約０．２５Ｖの誤差が発生することを確認することができる。
【００６１】
これに対し、図６を参照すると、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００から補正されたＩＧＢＴ温度の温度測定信号ｃは、約０．０１ｓｅｃの区間から誤差が発生しないことを確認することができる。
【００６２】
このように、本発明の一実施例に係る温度測定信号補正装置１００は、出力制限ダイオードで発生した温度測定信号の電圧上昇を補正することにより、ＩＧＢＴ温度を精密に測定できる効果を有する。
【００６３】
前述した本発明は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって、本発明の技術的思想を外れない範囲内で種々の置換、変形及び変更が可能であるので、前述した実施例及び添付の図面により限定されるものではない。
【図１】
0006490653.tif 000004
【図２】
0006490653.tif 000005
【図３】
0006490653.tif 000006
【図４】
0006490653.tif 000007
【図５】
0006490653.tif 000008
【図６】
0006490653.tif 000009