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JP2019030048A - Power conversion device - Google Patents

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JP2019030048A
JP2019030048A JP2017143971A JP2017143971A JP2019030048A JP 2019030048 A JP2019030048 A JP 2019030048A JP 2017143971 A JP2017143971 A JP 2017143971A JP 2017143971 A JP2017143971 A JP 2017143971A JP 2019030048 A JP2019030048 A JP 2019030048A
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JP
Japan
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circuit
temperature
temperature information
output
semiconductor module
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JP2017143971A
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冬樹 前原
Fuyuki Maehara
冬樹 前原
和敏 塩見
Kazutoshi Shiomi
和敏 塩見
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a power conversion device capable of accurately and promptly detecting a temperature of a switching element and capable of improving operation efficiency.SOLUTION: A power conversion device comprises: a semiconductor module 5 including multiple switching elements 500, 501, 510 and 511; a pre-driver 8; and a control circuit 9. The semiconductor module 5 is configured by integrally providing insides: multiple thermo-sensitive elements 520-523 for detecting respective temperatures of the multiple switching elements; an abnormality detection circuit for detecting temperature abnormality of the switching elements; a protection circuit which brings the switching elements into an OFF state and protects the switching elements from overheat; and a temperature information output circuit which generates and outputs temperature information signals based on detected signals of the multiple thermo-sensitive elements. The semiconductor module includes a temperature information output terminal OUT which outputs the temperature information signals to the control circuit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールを備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a semiconductor module having a plurality of switching elements.

複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールを備えた電力変換装置において、半導体モジュールにおけるスイッチング素子を過熱から保護することが求められる。
特許文献1には、スイッチング素子の温度を検出する温度測定素子を設けて、スイッチング素子の保護を図る、半導体モジュールが開示されている。すなわち、特許文献1には、複数のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールにおいて、一つのスイッチング素子のみに温度測定素子を接続した構成が開示されている。これは、設計的に温度がより高くなりやすい方のスイッチング素子の温度のみを測定するようにしたものである。
In a power conversion device including a semiconductor module having a plurality of switching elements, it is required to protect the switching elements in the semiconductor module from overheating.
Patent Document 1 discloses a semiconductor module in which a temperature measuring element for detecting the temperature of the switching element is provided to protect the switching element. That is, Patent Document 1 discloses a configuration in which a temperature measuring element is connected to only one switching element in a semiconductor module incorporating a plurality of switching elements. In this case, only the temperature of the switching element whose temperature tends to be higher in design is measured.

特許第5300784号公報Japanese Patent No. 5300784

しかしながら、スイッチング素子の制御方式や、ドライバ回路のばらつきなどが要因となり、必ずしも特定のスイッチング素子が最も高温となるとは限らない。また、故障等によって、スイッチング素子が異常に発熱したような場合には、特許文献1に開示されたような温度測定素子の設け方では対応することができない。   However, a specific switching element does not always reach the highest temperature due to factors such as switching element control methods and driver circuit variations. Further, when the switching element abnormally generates heat due to a failure or the like, the method of providing the temperature measuring element as disclosed in Patent Document 1 cannot cope with it.

また、例えば運転を停止せざるを得ないほどスイッチング素子の温度が上昇する前に、対処することができるようにすることも、電力変換装置の運転効率等の観点において、重要である。   It is also important from the viewpoint of the operation efficiency of the power converter, etc., to be able to cope with the temperature of the switching element, for example, so that the operation must be stopped.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の温度を正確かつ迅速に検出できると共に、運転効率を向上させることのできる電力変換装置を提供するものである。   This invention is made | formed in view of this subject, and provides the power converter device which can improve the operating efficiency while being able to detect the temperature of a switching element correctly and rapidly.

本発明の一態様は、複数のスイッチング素子(500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711)を有する半導体モジュール(5、6、7)と、
上記スイッチング素子を駆動するプリドライバ(8)と、
上記プリドライバを制御する制御回路(9)と、を有し、
上記半導体モジュールは、複数の上記スイッチング素子の温度をそれぞれ検出する、複数の感温素子(520〜523、620〜623、720〜723)と、
上記感温素子の検出信号に基づいて、上記スイッチング素子の温度異常を検出する異常検出回路(544)と、
上記異常検出回路が温度異常を検出したとき、上記スイッチング素子をオフ状態にして、上記スイッチング素子を過熱から保護する保護回路(55)と、
複数の上記感温素子の検出信号に基づいて、温度情報信号を生成すると共に出力する温度情報出力回路(541)と、
を内部に一体的に設けてなり、
また、上記半導体モジュールは、上記温度情報信号を上記制御回路へ出力する温度情報出力端子(OUT)を有する、電力変換装置(3)にある。
One embodiment of the present invention is a semiconductor module (5, 6, 7) including a plurality of switching elements (500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, 711);
A pre-driver (8) for driving the switching element;
A control circuit (9) for controlling the pre-driver,
The semiconductor module includes a plurality of temperature sensing elements (520 to 523, 620 to 623, 720 to 723) that detect temperatures of the plurality of switching elements, respectively.
An abnormality detection circuit (544) for detecting a temperature abnormality of the switching element based on a detection signal of the temperature sensing element;
A protection circuit (55) for turning off the switching element and protecting the switching element from overheating when the abnormality detection circuit detects a temperature abnormality;
A temperature information output circuit (541) for generating and outputting a temperature information signal based on the detection signals of the plurality of temperature sensing elements;
Is provided integrally inside,
The semiconductor module is in a power converter (3) having a temperature information output terminal (OUT) for outputting the temperature information signal to the control circuit.

上記電力変換装置は、複数の上記スイッチング素子の温度をそれぞれ検出する、複数の感温素子を有する。それゆえ、複数のスイッチング素子の温度を確実に検出し、保護することができる。   The power converter includes a plurality of temperature sensing elements that detect temperatures of the plurality of switching elements, respectively. Therefore, it is possible to reliably detect and protect the temperatures of the plurality of switching elements.

また、感温素子、異常検出回路及び保護回路が、半導体モジュール内に一体に設けられている。それゆえ、感温素子及び異常検出回路が、温度検出対象であるスイッチング素子の近傍に設けられることになる。また、保護回路が、感温素子や、保護対象であるスイッチング素子の近傍に設けられることになる。そのため、スイッチング素子の温度を正確に検出することができる。また、スイッチング素子の温度を検出する温度センサを別途設ける必要がないため、部品点数を削減することができる。また、配線の抵抗等の影響による検出結果の誤差を抑えることができる。また、配線の影響による検出結果や制御信号の伝達遅れを抑えることができる。従って、スイッチング素子の温度異常を正確に検出でき、スイッチング素子を速やかに保護することができる。   Further, the temperature sensing element, the abnormality detection circuit, and the protection circuit are integrally provided in the semiconductor module. Therefore, the temperature sensing element and the abnormality detection circuit are provided in the vicinity of the switching element that is a temperature detection target. Further, the protection circuit is provided in the vicinity of the temperature sensitive element and the switching element to be protected. Therefore, the temperature of the switching element can be accurately detected. Further, since it is not necessary to provide a separate temperature sensor for detecting the temperature of the switching element, the number of parts can be reduced. Further, errors in detection results due to the influence of wiring resistance and the like can be suppressed. Further, detection results and control signal transmission delays due to the influence of wiring can be suppressed. Accordingly, the temperature abnormality of the switching element can be accurately detected, and the switching element can be protected quickly.

また、半導体モジュールは、温度情報出力回路及び温度情報出力端子を有する。これにより、スイッチング素子の温度情報に基づいて、制御回路によるプリドライバの制御を行うことが可能となる。それゆえ、各スイッチング素子の温度の状況に応じて、スイッチング素子のオンオフ駆動を制御して、スイッチング素子の温度異常を未然に抑制することが可能となる。   The semiconductor module has a temperature information output circuit and a temperature information output terminal. Accordingly, it becomes possible to control the pre-driver by the control circuit based on the temperature information of the switching element. Therefore, it is possible to control the on / off driving of the switching element according to the temperature condition of each switching element to suppress the temperature abnormality of the switching element.

以上のごとく、上記態様によれば、スイッチング素子の温度を正確かつ迅速に検出できると共に、運転効率を向上させることのできる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As mentioned above, according to the said aspect, while being able to detect the temperature of a switching element correctly and rapidly, the power converter device which can improve driving | operation efficiency can be provided.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.

実施形態1における、制御装置一体型回転電機の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of the controller-integrated rotating electrical machine in the first embodiment. 実施形態1における、一つの半導体モジュールの回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of one semiconductor module in the first embodiment. 実施形態1における、異常検出回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of an abnormality detection circuit in the first embodiment. 実施形態1における、保護回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a protection circuit in the first embodiment. 実施形態1における、温度情報出力回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a temperature information output circuit in the first embodiment. 実施形態1における、セレクタの回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a selector in the first embodiment. 実施形態1における、増幅率補正部の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of an amplification factor correction unit in the first embodiment. 実施形態1における、他の半導体モジュールの回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of another semiconductor module in the first embodiment. 実施形態1における、さらに他の半導体モジュールの回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of still another semiconductor module in the first embodiment. 実施形態1における、異常検出回路の動作を説明するタイムチャート。3 is a time chart for explaining the operation of the abnormality detection circuit in the first embodiment. 実施形態1における、温度情報出力回路の動作を説明するタイムチャート。3 is a time chart for explaining the operation of the temperature information output circuit in the first embodiment. 実施形態1における、半導体モジュールの平面図。FIG. 3 is a plan view of the semiconductor module according to the first embodiment. 比較例における、半導体モジュールの平面図。The top view of the semiconductor module in a comparative example. 実施形態2における、温度情報出力回路の回路図。The circuit diagram of the temperature information output circuit in Embodiment 2. FIG. 実施形態2における、温度情報出力回路の動作を説明するタイムチャート。9 is a time chart for explaining the operation of the temperature information output circuit in the second embodiment.

(実施形態1)
電力変換装置、及びこれを適用した制御装置一体型回転電機に係る実施形態について、図を参照して説明する。
特に、本実施形態においては、車両に搭載される制御装置一体型回転電機につき、説明する。
(Embodiment 1)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments relating to a power conversion device and a control device-integrated rotating electrical machine to which the power conversion device is applied will be described with reference to the drawings.
In particular, in the present embodiment, a controller-integrated rotating electrical machine mounted on a vehicle will be described.

図1に示す制御装置一体型回転電機1は、車両に搭載され、バッテリBATから電力が供給されることで、車両を駆動するための駆動力を発生する装置である。また、車両のエンジンから駆動力が供給されることで、バッテリBATを充電するための電力を発生する装置でもある。制御装置一体型回転電機1は、回転電機2と、制御装置3とを備えている。ここで、制御装置3が本開示の電力変換装置に相当する。   A controller-integrated rotating electrical machine 1 shown in FIG. 1 is a device that is mounted on a vehicle and generates a driving force for driving the vehicle when electric power is supplied from a battery BAT. Moreover, it is also a device that generates electric power for charging the battery BAT when a driving force is supplied from the engine of the vehicle. The controller-integrated rotating electrical machine 1 includes a rotating electrical machine 2 and a control device 3. Here, the control device 3 corresponds to the power conversion device of the present disclosure.

制御装置3である電力変換装置は、複数のスイッチング素子を有する半導体モジュール5、6、7と、スイッチング素子を駆動するプリドライバ8と、プリドライバ8を制御する制御回路9と、を有する。
各半導体モジュール5、6、7は、複数の感温素子と、異常検出回路544と、保護回路55と、温度情報出力回路541とを内部に一体的に設けてなる。
The power conversion device that is the control device 3 includes semiconductor modules 5, 6, and 7 having a plurality of switching elements, a pre-driver 8 that drives the switching elements, and a control circuit 9 that controls the pre-driver 8.
Each semiconductor module 5, 6, 7 is integrally provided with a plurality of temperature sensing elements, an abnormality detection circuit 544, a protection circuit 55, and a temperature information output circuit 541.

複数の感温素子は、複数のスイッチング素子の温度をそれぞれ検出する。
異常検出回路544は、感温素子の検出信号に基づいて、スイッチング素子の温度異常を検出する。
保護回路55は、異常検出回路544が温度異常を検出したとき、スイッチング素子をオフ状態にして、スイッチング素子を過熱から保護する。
温度情報出力回路541は、複数の感温素子の検出信号に基づいて、温度情報信号を生成すると共に出力する。
また、半導体モジュール5、6、7は、温度情報信号を制御回路9へ出力する温度情報出力端子OUTを有する。
The plurality of temperature sensitive elements respectively detect the temperatures of the plurality of switching elements.
The abnormality detection circuit 544 detects a temperature abnormality of the switching element based on the detection signal of the temperature sensitive element.
When the abnormality detection circuit 544 detects a temperature abnormality, the protection circuit 55 turns off the switching element to protect the switching element from overheating.
The temperature information output circuit 541 generates and outputs a temperature information signal based on the detection signals of the plurality of temperature sensitive elements.
The semiconductor modules 5, 6, and 7 have a temperature information output terminal OUT that outputs a temperature information signal to the control circuit 9.

電力変換装置である制御装置3は、直流電力を交流電力に変換して、交流の回転電機2を駆動するよう構成されていると共に、回転電機2にて発電した交流電力を直流電力に変換して、バッテリBATに充電するよう構成されている。そして、上述のように、制御装置3は、回転電機2と一体化されている。   The control device 3, which is a power converter, is configured to convert DC power to AC power and drive the AC rotating electrical machine 2, and converts AC power generated by the rotating electrical machine 2 to DC power. The battery BAT is configured to be charged. As described above, the control device 3 is integrated with the rotating electrical machine 2.

回転電機2は、バッテリBATから電力が供給されることで、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。また、エンジンから駆動力が供給されることで、バッテリBATを充電するための電力を発生する機器でもある。回転電機2は、固定子20と、回転子21と、回転角度検出装置22とを備えている。   The rotating electrical machine 2 is a device that generates a driving force for driving the vehicle when electric power is supplied from the battery BAT. Moreover, it is also a device that generates electric power for charging the battery BAT when a driving force is supplied from the engine. The rotating electrical machine 2 includes a stator 20, a rotor 21, and a rotation angle detection device 22.

固定子20は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで回転磁界を発生する部材である。また、磁路の一部を構成するとともに、回転子21の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子20は、固定子巻線200、201を備えている。固定子巻線200は、U相巻線200a、V相巻線200b及びW相巻線200cをY結線して構成されている。固定子巻線201は、U相巻線201a、V相巻線201b及びW相巻線201cをY結線して構成されている。U相巻線200a、201a、V相巻線200b、201b及びW相巻線200c、201cは、制御装置3にそれぞれ接続されている。   The stator 20 is a member that forms a part of a magnetic path and generates a rotating magnetic field when a current flows. Moreover, while constituting a part of a magnetic path, it is also a member that generates alternating current by interlinking with the magnetic flux generated by the rotor 21. The stator 20 includes stator windings 200 and 201. The stator winding 200 is configured by Y-connecting a U-phase winding 200a, a V-phase winding 200b, and a W-phase winding 200c. The stator winding 201 is configured by Y-connecting a U-phase winding 201a, a V-phase winding 201b, and a W-phase winding 201c. The U-phase windings 200a and 201a, the V-phase windings 200b and 201b, and the W-phase windings 200c and 201c are connected to the control device 3, respectively.

回転子21は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで磁極を形成する部材である。回転子21は、界磁巻線210を備えている。界磁巻線210は、制御装置3に接続されている。   The rotor 21 is a member that forms part of a magnetic path and forms a magnetic pole when a current flows. The rotor 21 includes a field winding 210. The field winding 210 is connected to the control device 3.

回転角度検出装置22は、回転子21の回転角度を検出装置である。回転角度検出装置22は、制御装置3に接続されている。   The rotation angle detection device 22 is a device that detects the rotation angle of the rotor 21. The rotation angle detection device 22 is connected to the control device 3.

制御装置3は、回転電機2に駆動力を発生させるために、バッテリBATから回転電機2に供給される電力を制御する装置である。また、バッテリBATを充電するために、回転電機2の発生した電力を変換してバッテリBATに供給する装置でもある。制御装置3は、平滑コンデンサ4と、半導体モジュール5、6、7と、プリドライバ8と、制御回路9とを備えている。   The control device 3 is a device that controls electric power supplied from the battery BAT to the rotating electrical machine 2 in order to cause the rotating electrical machine 2 to generate a driving force. Moreover, in order to charge battery BAT, it is also an apparatus which converts the electric power which the rotary electric machine 2 generated, and supplies to battery BAT. The control device 3 includes a smoothing capacitor 4, semiconductor modules 5, 6, 7, a pre-driver 8, and a control circuit 9.

平滑コンデンサ4は、バッテリBATから供給される直流を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ4の一端は、バッテリBATの正極端に接続されている。また、他端は、バッテリBATの負極端が接続される電位基準点であるグランドGNDに接続されている。具体的には、車体に接続されている。   The smoothing capacitor 4 is an element for smoothing the direct current supplied from the battery BAT. One end of the smoothing capacitor 4 is connected to the positive terminal of the battery BAT. The other end is connected to the ground GND, which is a potential reference point to which the negative end of the battery BAT is connected. Specifically, it is connected to the vehicle body.

半導体モジュール5、6、7は、制御回路9によって制御され、バッテリBATから供給される直流を3相交流に変換して固定子巻線200、201に供給するモジュールである。また、固定子巻線200、201の発生する3相交流を直流に変換してバッテリBATに供給するモジュールでもある。具体的には、半導体モジュール5と半導体モジュール6の一部が、バッテリBATから供給される直流を3相交流に変換して固定子巻線200に供給する。また、固定子巻線200の発生する3相交流を直流に変換してバッテリBATに供給する。半導体モジュール6の一部と半導体モジュール7が、バッテリBATから供給される直流を3相交流に変換して固定子巻線201に供給する。また、固定子巻線201の発生する3相交流を直流に変換してバッテリBATに供給する。   The semiconductor modules 5, 6, and 7 are modules that are controlled by the control circuit 9, convert a direct current supplied from the battery BAT into a three-phase alternating current, and supply the three-phase alternating current to the stator windings 200 and 201. Further, it is also a module that converts the three-phase alternating current generated by the stator windings 200 and 201 into direct current and supplies it to the battery BAT. Specifically, the semiconductor module 5 and a part of the semiconductor module 6 convert the direct current supplied from the battery BAT into a three-phase alternating current, and supply the three-phase alternating current to the stator winding 200. Further, the three-phase alternating current generated by the stator winding 200 is converted into direct current and supplied to the battery BAT. A part of the semiconductor module 6 and the semiconductor module 7 convert the direct current supplied from the battery BAT into a three-phase alternating current and supply it to the stator winding 201. Further, the three-phase alternating current generated by the stator winding 201 is converted into direct current and supplied to the battery BAT.

図2に示すように、半導体モジュール5は、スイッチング回路50、51と、感温素子としての感温ダイオード520〜523と、保護IC53とを備えている。半導体モジュール5に設けられた温度情報出力端子OUTは、一つである。なお、半導体モジュール6、7にそれぞれ設けられた温度情報出力端子OUTも、それぞれ一つである。つまり、各半導体モジュール5、6、7は、それぞれ一つの温度情報出力端子OUTから制御回路9へ温度情報信号を出力するよう構成されている。そして、各半導体モジュール5、6、7は、それぞれ一つの温度情報出力端子OUTにおいて、1本の信号線を介して制御回路9へ、温度情報信号を出力するよう構成されている。   As shown in FIG. 2, the semiconductor module 5 includes switching circuits 50 and 51, temperature sensing diodes 520 to 523 as temperature sensing elements, and a protection IC 53. There is one temperature information output terminal OUT provided in the semiconductor module 5. Note that there is one temperature information output terminal OUT provided in each of the semiconductor modules 6 and 7. That is, each of the semiconductor modules 5, 6, and 7 is configured to output a temperature information signal from one temperature information output terminal OUT to the control circuit 9. Each of the semiconductor modules 5, 6, and 7 is configured to output a temperature information signal to the control circuit 9 via one signal line at each temperature information output terminal OUT.

なお、3つの半導体モジュール5、6、7は、図2、図8、図9に示すごとく、略同様の構成および機能を備えている。本明細書においては、3つの半導体モジュール5、6、7の共通事項については、これらを代表して半導体モジュール5を用いて詳細に説明する。特に言及しない部分については、半導体モジュール6、7は、半導体モジュール5と同様である。   The three semiconductor modules 5, 6, and 7 have substantially the same configuration and function as shown in FIGS. In the present specification, common items of the three semiconductor modules 5, 6, and 7 will be described in detail using the semiconductor module 5 on behalf of them. The semiconductor modules 6 and 7 are the same as the semiconductor module 5 with respect to parts not specifically mentioned.

スイッチング回路50は、制御回路9によって制御され、スイッチングすることでバッテリBATから供給される直流を交流に変換してU相巻線200aに供給する回路である。また、U相巻線200aから供給される交流を直流に変換してバッテリBATに供給する回路である。スイッチング回路50は、FET500、501と、抵抗502とを備えている。FET500、501は、スイッチングすることで直流を交流に変換するスイッチング素子である。抵抗502は電流を検出するための素子である。FET500、501はドレイン−ソース間にダイオードを備えている。FET500、501は直列接続されている。FET500のソースがFET501のドレインに接続されている。FET500のドレインは、バッテリBATに接続される半導体モジュール5の端子Bに接続されている。FET501のソースは、抵抗502を介して、グランドGNDに接続される半導体モジュール5の端子Gに接続されている。抵抗502のFET501側の一端は、制御回路9に接続される半導体モジュール5の端子S1+、及び、保護IC53の端子LS1にそれぞれ接続されている。抵抗502の端子G側の他端は、制御回路9に接続される半導体モジュール5の端子S1−に接続されている。FET500、501の直列接続点は、U相巻線200aに接続される半導体モジュール5の端子P1に接続されている。   The switching circuit 50 is a circuit that is controlled by the control circuit 9 and performs switching to convert a direct current supplied from the battery BAT into an alternating current and supply the alternating current to the U-phase winding 200a. Further, the AC circuit supplied from the U-phase winding 200a is converted into a direct current and supplied to the battery BAT. The switching circuit 50 includes FETs 500 and 501 and a resistor 502. The FETs 500 and 501 are switching elements that convert direct current into alternating current by switching. The resistor 502 is an element for detecting current. The FETs 500 and 501 include a diode between the drain and the source. The FETs 500 and 501 are connected in series. The source of the FET 500 is connected to the drain of the FET 501. The drain of the FET 500 is connected to the terminal B of the semiconductor module 5 connected to the battery BAT. The source of the FET 501 is connected to the terminal G of the semiconductor module 5 connected to the ground GND through the resistor 502. One end of the resistor 502 on the FET 501 side is connected to the terminal S1 + of the semiconductor module 5 connected to the control circuit 9 and the terminal LS1 of the protection IC 53, respectively. The other end of the resistor 502 on the terminal G side is connected to a terminal S 1-of the semiconductor module 5 connected to the control circuit 9. A series connection point of the FETs 500 and 501 is connected to a terminal P1 of the semiconductor module 5 connected to the U-phase winding 200a.

スイッチング回路50は、FET500、501を所定のタイミングで相補的にスイッチングすることで、バッテリBATから供給される直流を交流に変換してU相巻線200aに供給する。また、FET500、501のダイオードによってU相巻線200aから供給される交流を直流に変換してバッテリBATに供給する。   The switching circuit 50 complementarily switches the FETs 500 and 501 at a predetermined timing, thereby converting the direct current supplied from the battery BAT to alternating current and supplying the alternating current to the U-phase winding 200a. Further, the alternating current supplied from the U-phase winding 200a is converted into direct current by the diodes of the FETs 500 and 501, and supplied to the battery BAT.

スイッチング回路51は、制御回路9によって制御され、スイッチングすることでバッテリBATから供給される直流を交流に変換してV相巻線200bに供給する回路である。また、V相巻線200bから供給される交流を直流に変換してバッテリBATに供給する回路である。スイッチング回路51は、FET510、511と、抵抗512とを備えている。FET510、511は、スイッチングすることで直流を交流に変換するスイッチング素子である。抵抗512は電流を検出するための素子である。FET510、511はドレイン−ソース間にダイオードを備えている。FET510、511は直列接続されている。FET510のソースがFET511のドレインに接続されている。FET510のドレインは、バッテリBATに接続される半導体モジュール5の端子Bに接続されている。FET501のソースは、抵抗512を介して、グランドGNDに接続される半導体モジュール5の端子Gに接続されている。抵抗512のFET511側の一端は、制御回路9に接続される半導体モジュール5の端子S2+、及び、保護IC53の端子LS2にそれぞれ接続されている。抵抗512の端子G側の他端は、制御回路9に接続される半導体モジュール5の端子S2−に接続されている。FET510、511の直列接続点は、V相巻線200bに接続される半導体モジュール5の端子P2に接続されている。   The switching circuit 51 is a circuit that is controlled by the control circuit 9 and converts the direct current supplied from the battery BAT into alternating current by switching and supplies the alternating current to the V-phase winding 200b. In addition, the AC circuit supplied from the V-phase winding 200b is converted into a direct current and supplied to the battery BAT. The switching circuit 51 includes FETs 510 and 511 and a resistor 512. The FETs 510 and 511 are switching elements that convert direct current into alternating current by switching. The resistor 512 is an element for detecting current. The FETs 510 and 511 include a diode between the drain and the source. The FETs 510 and 511 are connected in series. The source of the FET 510 is connected to the drain of the FET 511. The drain of the FET 510 is connected to the terminal B of the semiconductor module 5 connected to the battery BAT. The source of the FET 501 is connected to the terminal G of the semiconductor module 5 connected to the ground GND through the resistor 512. One end of the resistor 512 on the FET 511 side is connected to the terminal S2 + of the semiconductor module 5 connected to the control circuit 9 and the terminal LS2 of the protection IC 53, respectively. The other end of the resistor 512 on the terminal G side is connected to the terminal S <b> 2-of the semiconductor module 5 connected to the control circuit 9. A series connection point of the FETs 510 and 511 is connected to a terminal P2 of the semiconductor module 5 connected to the V-phase winding 200b.

スイッチング回路51は、FET510、511を所定のタイミングで相補的にスイッチングすることで、バッテリBATから供給される直流を交流に変換してV相巻線200bに供給する。また、FET510、511のダイオードによってV相巻線200bから供給される交流を直流に変換してバッテリBATに供給する。   The switching circuit 51 complementarily switches the FETs 510 and 511 at a predetermined timing, thereby converting the direct current supplied from the battery BAT into alternating current and supplying the alternating current to the V-phase winding 200b. Further, the alternating current supplied from the V-phase winding 200b is converted into direct current by the diodes of the FETs 510 and 511 and supplied to the battery BAT.

半導体モジュール5は、スイッチング素子として、スイッチング回路50、51における上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とを、それぞれ複数有する。本実施形態において、FET500、510が、上アームのスイッチング素子であり、FET501、511が、下アームのスイッチング素子である。   The semiconductor module 5 includes a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements in the switching circuits 50 and 51 as switching elements. In the present embodiment, the FETs 500 and 510 are upper arm switching elements, and the FETs 501 and 511 are lower arm switching elements.

感温ダイオード520〜523は、FET500、501、510、511の温度をそれぞれ検出するための素子である。具体的には、定電流を流すことで温度に応じた電圧を出力する素子である。より具体的には、温度上昇に伴って電圧が低下する素子である。本実施形態においては、感温ダイオード520〜523は、それぞれ4つの素子を直列接続してなり、保護IC53にそれぞれ接続されている。   The temperature sensitive diodes 520 to 523 are elements for detecting the temperatures of the FETs 500, 501, 510, and 511, respectively. Specifically, it is an element that outputs a voltage according to temperature by passing a constant current. More specifically, it is an element whose voltage drops as the temperature rises. In the present embodiment, each of the temperature sensitive diodes 520 to 523 is formed by connecting four elements in series and is connected to the protection IC 53.

保護IC53は、半導体モジュール5内に一体的に設けられ、FET500、501、510、511に関連する異常を検出し、FET500、501、510、511を保護する素子である。保護IC53は、図3に示す異常検出回路544と、図4に示す保護回路55と、図5に示す温度情報出力回路541とを備えている。   The protection IC 53 is an element that is integrally provided in the semiconductor module 5, detects an abnormality related to the FETs 500, 501, 510, and 511 and protects the FETs 500, 501, 510, and 511. The protection IC 53 includes an abnormality detection circuit 544 shown in FIG. 3, a protection circuit 55 shown in FIG. 4, and a temperature information output circuit 541 shown in FIG.

図3に示す異常検出回路544は、FET500、501、510、511の温度異常を検出回路である。異常検出回路544は、定電流回路544a〜544dと、コンパレータ544e〜544hと、フィルタ回路544i〜544lと、OR回路544mと、ラッチ回路544nとを備えている。   An abnormality detection circuit 544 illustrated in FIG. 3 is a circuit for detecting temperature abnormality of the FETs 500, 501, 510, and 511. The abnormality detection circuit 544 includes constant current circuits 544a to 544d, comparators 544e to 544h, filter circuits 544i to 544l, an OR circuit 544m, and a latch circuit 544n.

定電流回路544a〜544dは、感温ダイオード520〜523に定電流を供給する回路である。定電流回路544a〜544dは、電圧Vcの電源に接続されている。定電流回路544a〜544dの出力端は、感温ダイオード520〜523のアノードに接続される保護IC53の端子AH1、AL1、AH2、AL2にそれぞれ接続されている。感温ダイオード520〜523のカソードに接続される保護IC53の端子KH1、KL1、KH2、KL2は、グランドGNDに接続される保護IC53の端子Gに接続されている。   The constant current circuits 544a to 544d are circuits for supplying a constant current to the temperature sensitive diodes 520 to 523. The constant current circuits 544a to 544d are connected to the power source of the voltage Vc. The output terminals of the constant current circuits 544a to 544d are connected to terminals AH1, AL1, AH2, and AL2 of the protection IC 53 connected to the anodes of the temperature sensitive diodes 520 to 523, respectively. The terminals KH1, KL1, KH2, and KL2 of the protection IC 53 connected to the cathodes of the temperature sensitive diodes 520 to 523 are connected to the terminal G of the protection IC 53 connected to the ground GND.

コンパレータ544e〜544hは、感温ダイオード520〜523の端子間電圧を電圧閾値Vth4と比較し、比較結果を出力する素子である。電圧閾値Vth4は、感温ダイオード520〜523の端子間電圧に基づいてFETが温度異常であると判断する温度閾値に対応した所定電圧に設定されている。コンパレータ544e〜544hは、FET500、501、510、511の温度が温度閾値より小さい場合、感温ダイオード520〜523の端子間電圧が電圧閾値Vth4より大きくなり、出力電圧がハイレベルHになる。一方、FET500、501、510、511の温度が温度閾値以上である場合、感温ダイオード520〜523の端子間電圧が電圧閾値Vth4以下になり、出力電圧がローレベルLになる。コンパレータ544e〜544hの非反転入力端は感温ダイオード520〜523のアノードに接続される保護IC53の端子AH1、AL1、AH2、AL2に、反転入力端は電圧閾値Vth4に設定された基準電源にそれぞれ接続されている。   The comparators 544e to 544h are elements that compare the voltage between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 with the voltage threshold Vth4 and output the comparison result. The voltage threshold Vth4 is set to a predetermined voltage corresponding to the temperature threshold at which the FET determines that the temperature is abnormal based on the voltage between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523. In the comparators 544e to 544h, when the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511 is smaller than the temperature threshold, the voltage between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 becomes larger than the voltage threshold Vth4, and the output voltage becomes the high level H. On the other hand, when the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511 is equal to or higher than the temperature threshold, the voltage between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 is equal to or lower than the voltage threshold Vth4, and the output voltage becomes the low level L. The non-inverting input terminals of the comparators 544e to 544h are connected to terminals AH1, AL1, AH2, and AL2 of the protection IC 53 connected to the anodes of the temperature-sensitive diodes 520 to 523, and the inverting input terminal is connected to a reference power supply set to the voltage threshold Vth4. It is connected.

フィルタ回路544i〜544lは、コンパレータ544e〜544hの出力に含まれるノイズを除去し、所定の処理時間経過後に出力する回路である。具体的には、デジタルフィルタである。フィルタ回路544i〜544lの入力端はコンパレータ544e〜544hの出力端にそれぞれ接続されている。   The filter circuits 544i to 544l are circuits that remove noise included in the outputs of the comparators 544e to 544h and output after a predetermined processing time has elapsed. Specifically, it is a digital filter. The input terminals of the filter circuits 544i to 544l are connected to the output terminals of the comparators 544e to 544h, respectively.

OR回路544mは、フィルタ回路544i〜544lによってノイズが除去されたコンパレータ544e〜544hの出力の論理和を演算し、演算結果を出力する回路である。OR回路544mは、フィルタ回路544i〜544lによってノイズが除去されたコンパレータ544e〜544hの出力の少なくともいずれかが、FETの温度が温度閾値以上であることを示すローレベルLである場合、FET500、501、510、511の少なくともいずれかの温度が異常であると判定し、出力の論理レベルがハイレベルHになる。OR回路544mの4つの入力端はフィルタ回路544i〜544lの出力端にそれぞれ接続されている。   The OR circuit 544m is a circuit that calculates the logical sum of the outputs of the comparators 544e to 544h from which noise has been removed by the filter circuits 544i to 544l, and outputs the calculation result. When at least one of the outputs of the comparators 544e to 544h from which noise has been removed by the filter circuits 544i to 544l is at the low level L indicating that the temperature of the FET is equal to or higher than the temperature threshold, the OR circuit 544m , 510 and 511 are determined to be abnormal, and the output logic level becomes the high level H. The four input terminals of the OR circuit 544m are connected to the output terminals of the filter circuits 544i to 544l, respectively.

ラッチ回路544nは、OR回路544mの出力を所定のホールド時間保持し、FET温度異常として出力する回路である。ラッチ回路544nは、OR回路544mの出力の論理レベルがハイレベルHである場合、所定のホールド時間、出力の論理レベルがハイレベルHになる。つまり、FET500、501、510、511の温度異常を検出した場合、出力の論理レベルがハイレベルHになる。ラッチ回路544nの入力端はOR回路544mの出力端に接続されている。   The latch circuit 544n is a circuit that holds the output of the OR circuit 544m for a predetermined hold time and outputs it as an FET temperature abnormality. When the logical level of the output of the OR circuit 544m is the high level H, the logical level of the output of the latch circuit 544n becomes the high level H for a predetermined hold time. That is, when the temperature abnormality of the FETs 500, 501, 510, and 511 is detected, the output logic level becomes the high level H. The input terminal of the latch circuit 544n is connected to the output terminal of the OR circuit 544m.

図4に示す保護回路55は、異常検出回路544が異常を検出した場合、FET500、501、510、511を全てオフ状態にして、FET500、501、510、511を保護する回路である。保護回路55は、処理回路550と、プリドライバ551とを備えている。   The protection circuit 55 shown in FIG. 4 is a circuit that protects the FETs 500, 501, 510, and 511 by turning off the FETs 500, 501, 510, and 511 when the abnormality detection circuit 544 detects an abnormality. The protection circuit 55 includes a processing circuit 550 and a pre-driver 551.

処理回路550は、異常検出回路544が異常を検出した場合、FET500、501、510、511をオフ状態にするための駆動信号を出力する回路である。具体的には、FET温度異常がハイレベルHである場合、FET500、501、510、511をオフ状態にするための駆動信号を出力する回路である。処理回路550は、FETをオフ状態にする際のターンオフ時間が制御回路9に比べ長くなるように設定されている。処理回路550の入力端は、図3に示す異常検出回路544の出力端に接続されている。具体的には、ラッチ回路544nの出力端に接続されている。   The processing circuit 550 is a circuit that outputs a drive signal for turning off the FETs 500, 501, 510, and 511 when the abnormality detection circuit 544 detects an abnormality. Specifically, this is a circuit that outputs a drive signal for turning off the FETs 500, 501, 510, and 511 when the FET temperature abnormality is at the high level H. The processing circuit 550 is set so that the turn-off time when the FET is turned off is longer than that of the control circuit 9. The input terminal of the processing circuit 550 is connected to the output terminal of the abnormality detection circuit 544 shown in FIG. Specifically, it is connected to the output terminal of the latch circuit 544n.

図4に示すプリドライバ551は、処理回路550によって制御され、プリドライバ8の出力に関係なく、図2に示すFET500、501、510、511をオフ状態にする回路である。図4に示すように、プリドライバ551は、FET551a〜551dと、抵抗551e〜551hと、駆動回路551i、551jとを備えている。   The pre-driver 551 shown in FIG. 4 is a circuit that is controlled by the processing circuit 550 and turns off the FETs 500, 501, 510, and 511 shown in FIG. 2 regardless of the output of the pre-driver 8. As shown in FIG. 4, the pre-driver 551 includes FETs 551a to 551d, resistors 551e to 551h, and drive circuits 551i and 551j.

FET551a〜551dは、オン状態になってFET500、501、510、511のゲートをグランドGNDに接続することでゲート−ドレイン間電圧Vgsを低下させ、プリドライバ8の出力に関係なくFET500、501、510、511をオフ状態にするスイッチング素子である。抵抗551e〜551hは、FET500、501、510、511のゲートをグランドGNDに接続する際に流れる電流を制限するための素子で
ある。FET551a〜551dのドレインは、抵抗551e〜551hを介して保護IC53の端子HG1、LG1、HG2、LG2にそれぞれ接続されている。保護IC53の端子HG1、LG1、HG2、LG2は、FET500、501、510、511のゲートに接続される半導体モジュール5の端子HG1、LG1、HG2、LG2に接続されている。FET551a〜551dのソースは保護IC53の端子Gに接続されている。保護IC53の端子Gは、グランドGNDに接続される半導体モジュール5の端子Gに接続されている。
The FETs 551a to 551d are turned on to connect the gates of the FETs 500, 501, 510, and 511 to the ground GND, thereby reducing the gate-drain voltage Vgs. 511 is a switching element that turns off 511. The resistors 551e to 551h are elements for limiting the current that flows when the gates of the FETs 500, 501, 510, and 511 are connected to the ground GND. The drains of the FETs 551a to 551d are connected to the terminals HG1, LG1, HG2, and LG2 of the protection IC 53 via resistors 551e to 551h, respectively. The terminals HG1, LG1, HG2, and LG2 of the protection IC 53 are connected to the terminals HG1, LG1, HG2, and LG2 of the semiconductor module 5 that are connected to the gates of the FETs 500, 501, 510, and 511. The sources of the FETs 551a to 551d are connected to the terminal G of the protection IC 53. The terminal G of the protection IC 53 is connected to the terminal G of the semiconductor module 5 connected to the ground GND.

駆動回路551i、551jは、処理回路550によって制御され、FET551a〜551dをオン状態にする回路である。駆動回路551i、551jは、処理回路550がFET500、501、510、511をオフ状態にする駆動信号を出力した場合、FET551a〜551dをオン状態にする。駆動回路551i、551jの入力端は処理回路550の出力端に、出力端はFET551a〜551dのゲートにそれぞれ接続されている。   The drive circuits 551i and 551j are circuits that are controlled by the processing circuit 550 and turn on the FETs 551a to 551d. When the processing circuit 550 outputs a drive signal for turning off the FETs 500, 501, 510, and 511, the drive circuits 551i and 551j turn on the FETs 551a to 551d. The input terminals of the drive circuits 551i and 551j are connected to the output terminal of the processing circuit 550, and the output terminals are connected to the gates of the FETs 551a to 551d.

図5に示す温度情報出力回路541は、複数の感温ダイオード520〜523の検出信号のうち、対応する温度が最も高い検出信号を選択して用いて、温度情報信号を生成する。温度情報出力回路541は、複数のセレクタ541a〜541cを有する。また、温度情報出力回路541は、温度情報信号を増幅する増幅回路541dを有する。さらに、温度情報出力回路541は、後述する、増幅率補正部541eと、リミッタ541fとを有する。   The temperature information output circuit 541 shown in FIG. 5 generates a temperature information signal by selecting and using the detection signal having the highest corresponding temperature among the detection signals of the plurality of temperature sensitive diodes 520 to 523. The temperature information output circuit 541 includes a plurality of selectors 541a to 541c. The temperature information output circuit 541 includes an amplifier circuit 541d that amplifies the temperature information signal. Furthermore, the temperature information output circuit 541 includes an amplification factor correction unit 541e and a limiter 541f, which will be described later.

温度情報出力回路541には、各FET500、501、510、511の温度の検出信号として、感温ダイオード520〜523の端子間電圧V0〜V3が入力される。端子AH1を介して入力される感温ダイオード520の検出信号V0と、端子AL1を介して入力される感温ダイオード521の検出信号V1とは、セレクタ541aに入力される。入力された2つの検出信号V0、V1は、セレクタ541aにおいて大小が判定される。セレクタ541aにおいては、より小さいと判断された検出信号が選択され、出力端Yから出力される。   The temperature information output circuit 541 receives the voltages V0 to V3 between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 as detection signals of the temperatures of the FETs 500, 501, 510, and 511. The detection signal V0 of the temperature sensitive diode 520 input via the terminal AH1 and the detection signal V1 of the temperature sensitive diode 521 input via the terminal AL1 are input to the selector 541a. The two detection signals V0 and V1 input are determined by the selector 541a. In the selector 541a, the detection signal determined to be smaller is selected and output from the output terminal Y.

同様に、端子AH2を介して入力される感温ダイオード522の検出信号V2と、端子AL2を介して入力される感温ダイオード523の検出信号V3とは、セレクタ541bに入力される。入力された2つの検出信号V2、V3は、セレクタ541bにおいて大小が判定される。セレクタ541bにおいては、より小さいと判断された検出信号が選択され、出力端Yから出力される。   Similarly, the detection signal V2 of the temperature sensing diode 522 input via the terminal AH2 and the detection signal V3 of the temperature sensing diode 523 input via the terminal AL2 are input to the selector 541b. The two detection signals V2 and V3 input are determined by the selector 541b. In the selector 541b, a detection signal determined to be smaller is selected and output from the output terminal Y.

セレクタ541aにおいて選択された検出信号と、セレクタ541bにおいて選択された検出信号とは、それぞれセレクタ541cに入力される。そして、セレクタ541cにおいても、これらの検出信号の大小が判定され、より小さい検出信号が選択され、出力端Yから出力される。このようにして、4つの感温ダイオード520〜523の検出信号V0〜V3のうち、最も小さいと判定された検出信号が、増幅回路541dに入力される。   The detection signal selected by the selector 541a and the detection signal selected by the selector 541b are respectively input to the selector 541c. The selector 541c also determines the magnitude of these detection signals, selects a smaller detection signal, and outputs it from the output terminal Y. In this way, the detection signal determined to be the smallest among the detection signals V0 to V3 of the four temperature sensitive diodes 520 to 523 is input to the amplifier circuit 541d.

なお、セレクタ541a〜541cは、入力端A、Bにそれぞれ入力される信号(それぞれ、電圧VA、VBというものとする)が、VA<VBであるとき、増幅率補正部541eへの出力をハイレベルHとし、VA≧VBであるとき、増幅率補正部541eへの出力をローレベルLとするようにしてある。そして、セレクタ541aにおいては、入力端AにV0、入力端BにV1が入力される。また、セレクタ541bにおいては、入力端AにV2、入力端BにV3が入力される。セレクタ541cにおいては、入力端Aに、セレクタ541aにて選択された検出信号が入力され、入力端Bに、セレクタ541bにて選択された検出信号が入力される。   The selectors 541a to 541c set the output to the amplification factor correction unit 541e to high when the signals input to the input terminals A and B (referred to as voltages VA and VB, respectively) are VA <VB. When the level is H and VA ≧ VB, the output to the amplification factor correction unit 541e is set to the low level L. In the selector 541a, V0 is input to the input terminal A and V1 is input to the input terminal B. In the selector 541b, V2 is input to the input terminal A, and V3 is input to the input terminal B. In the selector 541c, the detection signal selected by the selector 541a is input to the input terminal A, and the detection signal selected by the selector 541b is input to the input terminal B.

増幅回路541dは、2つの入力電圧の差分を、所定の増幅率にて増幅することにより、検出信号を増幅するものである。ここで、2つの入力電圧の一方が、検出信号の電圧であり、他方が、基準電圧である。増幅回路541dは、オペアンプと複数の抵抗器r1、r2、r3とからなる。セレクタ541cの出力は、オペアンプの非反転入力端子に入力される。   The amplifier circuit 541d amplifies the detection signal by amplifying the difference between the two input voltages at a predetermined amplification factor. Here, one of the two input voltages is the voltage of the detection signal, and the other is the reference voltage. The amplifier circuit 541d includes an operational amplifier and a plurality of resistors r1, r2, and r3. The output of the selector 541c is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier.

オペアンプの出力端子が、抵抗器r1の一端に接続されている。抵抗器r1の他端は、他の抵抗器r2、r3の一端に接続されていると共に、オペアンプの反転入力端子に接続されている。抵抗器r2の他端は接地されている。抵抗器r3の他端は、増幅率補正部541eに接続されている。増幅率補正部541eは、抵抗器r3における低電位側の端子の電位を変化させることで、増幅回路541dの増幅率を調整できるよう構成されている。   The output terminal of the operational amplifier is connected to one end of the resistor r1. The other end of the resistor r1 is connected to one ends of the other resistors r2 and r3, and is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. The other end of the resistor r2 is grounded. The other end of the resistor r3 is connected to the amplification factor correction unit 541e. The amplification factor correction unit 541e is configured to adjust the amplification factor of the amplification circuit 541d by changing the potential of the low potential side terminal of the resistor r3.

すなわち、増幅回路541dは、予め記憶された複数の増幅率の中から適宜選択した増幅率にて、温度情報信号を増幅することができるよう構成されている。   That is, the amplifier circuit 541d is configured to amplify the temperature information signal at an amplification factor appropriately selected from a plurality of amplification factors stored in advance.

増幅率補正部541eは、セレクタ541a〜541cから得られた信号を基に、増幅率を選択して、増幅回路541dの増幅率を調整する。すなわち、セレクタ541a〜541cからは、各セレクタ541a〜541cにて選択された検出信号の情報が、増幅率補正部541eに入力される。つまり、増幅回路541dに入力される検出信号が、いずれの感温ダイオードの検出信号であるかが、増幅率補正部541eに入力される。この情報を基に、増幅率を選択する。つまり、増幅回路541dに入力される検出信号を出力した感温素子520、521、522、523に応じた増幅率を、選択する。   The amplification factor correction unit 541e selects the amplification factor based on the signals obtained from the selectors 541a to 541c, and adjusts the amplification factor of the amplification circuit 541d. That is, the information of the detection signal selected by each selector 541a-541c is input from the selectors 541a-541c to the amplification factor correction unit 541e. That is, which temperature detection diode detection signal is input to the amplification circuit 541d is input to the amplification factor correction unit 541e. Based on this information, the amplification factor is selected. That is, the amplification factor corresponding to the temperature sensitive elements 520, 521, 522, and 523 that output the detection signal input to the amplifier circuit 541d is selected.

増幅率補正部541eには、感温ダイオード520、521、522、523ごとに対応する増幅率の補正値が、予め記憶されている。つまり、感温ダイオード520、521、522、523には、個体差があり、半導体モジュール5内における設置状態にも差が生じうる。それゆえ、感温ダイオード520〜523の検出信号である端子間電圧V0〜V3と、各感温ダイオード520〜523の検出対象であるFET500、501、510、511の温度との関係は、感温ダイオード520〜523ごとに異なり得る。そこで、各感温ダイオード520〜523とFET500、501、510、511の温度との関係を、予め測定しておく。そして、それらの関係から、増幅回路541dにおける増幅率の補正値を求める。つまり、例えば、比較的感度の低い感温ダイオードの検出信号に対しては増幅率を大きくする。一方、比較的感度の高い感温ダイオードの検出信号に対しては増幅率を小さくする。   In the amplification factor correction unit 541e, amplification factor correction values corresponding to the temperature sensitive diodes 520, 521, 522, and 523 are stored in advance. That is, there are individual differences in the temperature sensitive diodes 520, 521, 522, and 523, and differences may occur in the installation state in the semiconductor module 5. Therefore, the relationship between the terminal voltages V0 to V3 that are detection signals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 and the temperatures of the FETs 500, 501, 510, and 511 that are the detection targets of the temperature sensitive diodes 520 to 523 is as follows. It can be different for each diode 520-523. Therefore, the relationship between the temperature sensitive diodes 520 to 523 and the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511 is measured in advance. Then, a correction value of the amplification factor in the amplifier circuit 541d is obtained from these relationships. That is, for example, the amplification factor is increased for a detection signal of a temperature-sensitive diode with relatively low sensitivity. On the other hand, the amplification factor is reduced for the detection signal of the temperature sensitive diode having relatively high sensitivity.

このように、複数の感温ダイオード520〜523の検出信号に対応して、個別の増幅率を用意しておく。そして、セレクタ541a〜541cによって選ばれた検出信号の出力元である感温ダイオード520〜523に対応して、増幅回路541dにおける増幅率を決定する。これにより、温度情報出力回路541から出力する温度情報の精度を向上させている。   In this way, individual amplification factors are prepared corresponding to the detection signals of the plurality of temperature sensitive diodes 520 to 523. Then, the amplification factor in the amplifier circuit 541d is determined corresponding to the temperature sensitive diodes 520 to 523 which are the output sources of the detection signals selected by the selectors 541a to 541c. Thereby, the accuracy of the temperature information output from the temperature information output circuit 541 is improved.

また、増幅回路541dにて増幅された温度情報信号は、リミッタ541fを通過した後、温度情報出力端子OUTから制御回路9へ出力される。リミッタ541fは、増幅後の温度情報信号(すなわち、電圧)が、所定の出力値の範囲内となるようにする。すなわち、温度情報出力回路541は、温度情報信号を、所定の下限出力値Vmin以上でありかつ所定の上限出力値Vmax以下の出力値にて、制御回路9へ出力するよう構成してある。   Further, the temperature information signal amplified by the amplifier circuit 541d passes through the limiter 541f and is then output from the temperature information output terminal OUT to the control circuit 9. The limiter 541f causes the temperature information signal (that is, voltage) after amplification to be within a predetermined output value range. That is, the temperature information output circuit 541 is configured to output the temperature information signal to the control circuit 9 at an output value that is equal to or higher than a predetermined lower limit output value Vmin and equal to or lower than a predetermined upper limit output value Vmax.

図5に示すごとく、リミッタ541fは、低電位部にアノードを接続したダイオードd1と、高電位部にカソードを接続したダイオードd2とを有する。ダイオードd1のカソードと、ダイオードd2のアノードは、増幅回路541dと温度情報出力端子OUTとの間の出力配線に接続されている。低電位部は、下限出力値Vminの電位となっている部分である。高電位部は、上限出力値Vmaxの電位となっている部分である。これにより、リミッタ541fは、温度情報出力端子OUTから出力される温度情報信号を、所定の電圧値の範囲内となるようにしている。   As shown in FIG. 5, the limiter 541f includes a diode d1 having an anode connected to the low potential portion and a diode d2 having a cathode connected to the high potential portion. The cathode of the diode d1 and the anode of the diode d2 are connected to an output wiring between the amplifier circuit 541d and the temperature information output terminal OUT. The low potential portion is a portion where the potential is the lower limit output value Vmin. The high potential portion is a portion where the potential is the upper limit output value Vmax. Thereby, the limiter 541f makes the temperature information signal output from the temperature information output terminal OUT within the range of the predetermined voltage value.

図6に、セレクタ541a〜541cの回路構成を示す。3つのセレクタ541a〜541cは、いずれも同じ回路構成である。
セレクタ541a〜541cは、コンパレータとアナログスイッチS1、S2とを有する。
FIG. 6 shows a circuit configuration of the selectors 541a to 541c. All of the three selectors 541a to 541c have the same circuit configuration.
The selectors 541a to 541c have comparators and analog switches S1 and S2.

セレクタ541a〜541cの入力端A、Bから入力された検出信号VA、VBは、コンパレータにおいて比較され、VA<VBのとき、出力端Eから増幅率補正部541eへの出力レベルは、ハイレベルHとなる。そして、このとき、スイッチS1がオン状態、スイッチS2がオフ状態となる。これにより、出力端Yからは、VAが出力されることとなる。   The detection signals VA and VB input from the input terminals A and B of the selectors 541a to 541c are compared in the comparator. When VA <VB, the output level from the output terminal E to the amplification factor correction unit 541e is high level H. It becomes. At this time, the switch S1 is turned on and the switch S2 is turned off. As a result, VA is output from the output terminal Y.

一方、コンパレータにおいて、VA≧VBと判断されたとき、出力端Eから増幅率補正部541eへの出力レベルは、ローレベルLとなる。そして、このとき、スイッチS1がオフ状態、スイッチS2がオン状態となる。これにより、出力端Yからは、VBが出力されることとなる。   On the other hand, when the comparator determines that VA ≧ VB, the output level from the output terminal E to the amplification factor correction unit 541e becomes the low level L. At this time, the switch S1 is turned off and the switch S2 is turned on. As a result, VB is output from the output terminal Y.

図7に、増幅率補正部541eの回路構成を示す。
増幅率補正部541eは、4つのAND回路と、4つのアナログスイッチとを有する。そして、セレクタ541a〜541cの出力端Eから、入力端IN1、IN2、IN3を介して入力された入力信号に応じて、4つのスイッチS3、S4、S5、S6のいずれか一つがオン状態となる。これにより、増幅率補正部541eに記憶されている増幅率K0、K1、K2、K3のいずれか一つが、出力端Yから出力される。
FIG. 7 shows a circuit configuration of the amplification factor correction unit 541e.
The amplification factor correction unit 541e has four AND circuits and four analog switches. Then, any one of the four switches S3, S4, S5, and S6 is turned on in response to an input signal input from the output terminal E of the selectors 541a to 541c via the input terminals IN1, IN2, and IN3. . Accordingly, any one of the amplification factors K0, K1, K2, and K3 stored in the amplification factor correction unit 541e is output from the output terminal Y.

例えば、入力端IN1からの入力と、入力端IN3からの入力との双方が、ハイレベルHである場合、スイッチS3のみがオン状態となり、増幅率K0が出力される。つまり、この場合は、感温ダイオード520の検出信号V0が最も低い場合に相当するため、当該感温ダイオード520に対応する増幅率K0が、増幅回路541dへ出力されるようにする。   For example, when both the input from the input terminal IN1 and the input from the input terminal IN3 are at the high level H, only the switch S3 is turned on and the amplification factor K0 is output. In other words, this case corresponds to the case where the detection signal V0 of the temperature sensing diode 520 is the lowest, so that the amplification factor K0 corresponding to the temperature sensing diode 520 is output to the amplification circuit 541d.

図8に示す半導体モジュール6は、スイッチング回路60、61と、感温ダイオード620〜623と、保護IC63とを備えている。スイッチング回路60は、スイッチング素子であるFET600、601と、抵抗602とを備えている。スイッチング回路61は、スイッチング素子であるFET610、611と、抵抗612とを備えている。   The semiconductor module 6 shown in FIG. 8 includes switching circuits 60 and 61, temperature sensitive diodes 620 to 623, and a protection IC 63. The switching circuit 60 includes FETs 600 and 601 that are switching elements, and a resistor 602. The switching circuit 61 includes FETs 610 and 611 that are switching elements, and a resistor 612.

スイッチング回路60、61は、FET600、601の直列接続点、及び、FET610、611の直列接続点の接続を除いて半導体モジュール5のスイッチング回路50、51と同一の回路である。FET600、601の直列接続点は、W相巻線200cに接続される半導体モジュール6の端子P1に接続されている。FET610、611の直列接続点は、U相巻線201aに接続される半導体モジュール6の端子P2に接続されている。感温素子である感温ダイオード620〜623及び保護IC63は、半導体モジュール5の感温ダイオード520〜523及び保護IC53と同一のものであり、同一構成である。   The switching circuits 60 and 61 are the same circuits as the switching circuits 50 and 51 of the semiconductor module 5 except for the connection of the series connection point of the FETs 600 and 601 and the series connection point of the FETs 610 and 611. A series connection point of the FETs 600 and 601 is connected to a terminal P1 of the semiconductor module 6 connected to the W-phase winding 200c. A series connection point of the FETs 610 and 611 is connected to a terminal P2 of the semiconductor module 6 connected to the U-phase winding 201a. The temperature sensing diodes 620 to 623 and the protection IC 63 which are temperature sensing elements are the same as the temperature sensing diodes 520 to 523 and the protection IC 53 of the semiconductor module 5 and have the same configuration.

図9に示す半導体モジュール7は、スイッチング回路70、71と、感温ダイオード720〜723と、保護IC73とを備えている。スイッチング回路70は、スイッチング素子であるFET700、701と、抵抗702とを備えている。スイッチング回路71は、スイッチング素子であるFET710、711と、抵抗712とを備えている。   The semiconductor module 7 shown in FIG. 9 includes switching circuits 70 and 71, temperature sensitive diodes 720 to 723, and a protection IC 73. The switching circuit 70 includes FETs 700 and 701 that are switching elements, and a resistor 702. The switching circuit 71 includes FETs 710 and 711 that are switching elements, and a resistor 712.

スイッチング回路70、71は、FET700、701の直列接続点、及び、FET710、711の直列接続点の接続を除いて半導体モジュール5のスイッチング回路50、51と同一の回路である。FET700、701の直列接続点は、V相巻線201bに接続される半導体モジュール7の端子P1に接続されている。FET710、711の直列接続点は、W相巻線201cに接続される半導体モジュール7の端子P2に接続されている。感温素子である感温ダイオード720〜723及び保護IC73は、半導体モジュール5の感温ダイオード520〜523及び保護IC53と同一のものであり、同一構成である。   The switching circuits 70 and 71 are the same circuits as the switching circuits 50 and 51 of the semiconductor module 5 except for the connection of the series connection point of the FETs 700 and 701 and the connection point of the series connection of the FETs 710 and 711. A series connection point of the FETs 700 and 701 is connected to a terminal P1 of the semiconductor module 7 connected to the V-phase winding 201b. A series connection point of the FETs 710 and 711 is connected to a terminal P2 of the semiconductor module 7 connected to the W-phase winding 201c. The temperature sensing diodes 720 to 723 and the protection IC 73 which are temperature sensing elements are the same as the temperature sensing diodes 520 to 523 and the protection IC 53 of the semiconductor module 5 and have the same configuration.

図1に示すプリドライバ8は、制御回路9によって制御され、図2、図8及び図9に示す半導体モジュール5、6、7のFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711を駆動する回路である。図1に示すように、プリドライバ8は、バッテリBATの正極端に接続されている。プリドライバ8の出力端は、図2、図8及び図9に示すFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711のゲートに接続される半導体モジュール5、6、7の端子HG1、LG1、HG2、LG2にそれぞれ接続されている。   The pre-driver 8 shown in FIG. 1 is controlled by the control circuit 9, and the FETs 500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611 of the semiconductor modules 5, 6, and 7 shown in FIGS. This circuit drives 700, 701, 710, and 711. As shown in FIG. 1, the pre-driver 8 is connected to the positive terminal of the battery BAT. The output terminal of the pre-driver 8 is the semiconductor module 5 connected to the gates of the FETs 500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, 711 shown in FIGS. , 6 and 7 are connected to terminals HG1, LG1, HG2 and LG2, respectively.

図1に示す制御回路9は、回転電機2に駆動力を発生させる場合、バッテリBATから界磁巻線210に供給される直流を制御するとともに、プリドライバ8を介して図2、図8及び図9に示す半導体モジュール5、6、7のFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711をスイッチングさせることで、図1に示すバッテリBATから供給される直流を3相交流に変換して固定子巻線200、201に供給する回路である。また、バッテリBATを充電する場合、バッテリBATから界磁巻線210に供給される直流を制御するとともに、プリドライバ8を介して図2、図8及び図9に示すFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711をオフ状態にすることで、FETのダイオードによって図1に示す固定子巻線200、201の発生する3相交流を直流に変換してバッテリBATに供給する回路でもある。制御回路9は、回転電機2に駆動力を発生させる場合、回転角度検出装置22の検出結果、及び、図2、図8及び図9に示す半導体モジュール5、6、7の抵抗502、512、602、612、702、712の検出結果に基づいてFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711をスイッチングさせる。   The control circuit 9 shown in FIG. 1 controls the direct current supplied from the battery BAT to the field winding 210 when generating a driving force in the rotating electrical machine 2, and through the pre-driver 8, FIG. By switching FETs 500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, and 711 of the semiconductor modules 5, 6, and 7 shown in FIG. 9, the power is supplied from the battery BAT shown in FIG. This circuit converts the direct current to three-phase alternating current and supplies it to the stator windings 200 and 201. When the battery BAT is charged, the direct current supplied from the battery BAT to the field winding 210 is controlled, and the FETs 500, 501, 510, and 511 shown in FIGS. , 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, 711, the three-phase alternating current generated by the stator windings 200, 201 shown in FIG. 1 is converted into direct current by the FET diode. It is also a circuit that supplies the battery BAT. When the control circuit 9 generates a driving force in the rotating electrical machine 2, the detection result of the rotation angle detection device 22 and the resistors 502, 512, and 512 of the semiconductor modules 5, 6, and 7 shown in FIGS. Based on the detection results of 602, 612, 702, and 712, the FETs 500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, and 711 are switched.

図1に示すように、制御回路9はバッテリBATの正極端に接続されるとともに、グランドGNDを介してバッテリBATの負極端に接続されている。また、制御回路9は界磁巻線210に接続されている。制御回路9の入力端は回転角度検出装置22、及び、図2、図8及び図9に示す抵抗502、512、602、612、702、712に接続される半導体モジュール5、6、7の端子S1+、S1−、S2+、S2−にそれぞれ接続されている。出力端はプリドライバ8の入力端に接続されている。   As shown in FIG. 1, the control circuit 9 is connected to the positive terminal of the battery BAT, and is connected to the negative terminal of the battery BAT via the ground GND. The control circuit 9 is connected to the field winding 210. The input terminal of the control circuit 9 is the rotation angle detection device 22 and the terminals of the semiconductor modules 5, 6, 7 connected to the resistors 502, 512, 602, 612, 702, 712 shown in FIGS. Connected to S1 +, S1-, S2 +, and S2-, respectively. The output end is connected to the input end of the pre-driver 8.

次に、図1、図2、図8及び図9を参照して制御装置一体型回転電機の動作について説明する。まず、回転電機に車両を駆動するための駆動力を発生させる際の動作について説明する。   Next, the operation of the controller-integrated dynamoelectric machine will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 8, and FIG. First, an operation when generating a driving force for driving the vehicle in the rotating electrical machine will be described.

車両においてイグニッションスイッチがオン状態になると、図1に示す制御回路9は、バッテリBATから界磁巻線210に供給される直流を制御する。界磁巻線210に直流が供給されると、回転子21に磁極が形成される。   When the ignition switch is turned on in the vehicle, the control circuit 9 shown in FIG. 1 controls the direct current supplied from the battery BAT to the field winding 210. When a direct current is supplied to the field winding 210, a magnetic pole is formed on the rotor 21.

制御回路9は、回転角度検出装置22の検出結果、及び、図2及び図8に示す半導体モジュール5、6の抵抗502、512、602の検出結果に基づいてバッテリBATから供給される直流が3相交流に変換されるように、プリドライバ8を介して半導体モジュール5、6のFET500、501、FET510、511、FET600、601を所定のタイミングでそれぞれ相補的にスイッチングさせる。また、回転角度検出装置22の検出結果、及び、図8及び図9に示す半導体モジュール6、7の抵抗612、702、712の検出結果に基づいてバッテリBATから供給される直流が3相交流に変換されるように、プリドライバ8を介して半導体モジュール6、7のFET610、611、FET700、701、FET710、711を所定のタイミングでそれぞれ相補的にスイッチングさせる。その結果、固定子巻線200、201にそれぞれ3相交流が供給される。これにより、回転電機2は、車両を駆動するための駆動力を発生する。   The control circuit 9 has three direct currents supplied from the battery BAT based on the detection result of the rotation angle detection device 22 and the detection results of the resistors 502, 512, and 602 of the semiconductor modules 5 and 6 shown in FIGS. The FETs 500 and 501, the FETs 510 and 511, and the FETs 600 and 601 of the semiconductor modules 5 and 6 are complementarily switched at predetermined timings via the pre-driver 8 so as to be converted into phase alternating current. Further, the direct current supplied from the battery BAT based on the detection result of the rotation angle detection device 22 and the detection results of the resistors 612, 702, and 712 of the semiconductor modules 6 and 7 shown in FIGS. The FETs 610 and 611, the FETs 700 and 701, and the FETs 710 and 711 of the semiconductor modules 6 and 7 are switched in a complementary manner at a predetermined timing through the pre-driver 8 so as to be converted. As a result, three-phase alternating current is supplied to the stator windings 200 and 201, respectively. Thereby, the rotary electric machine 2 generates a driving force for driving the vehicle.

次に、バッテリを充電する際の動作について説明する。   Next, the operation when charging the battery will be described.

図1に示す界磁巻線210に直流が供給され、回転子21に磁極が形成されている状態において、エンジンから駆動力が供給されると、固定子巻線200、201は、それぞれ3相交流を発生する。半導体モジュール5、6、7のFET500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711は、オフ状態にされる。半導体モジュール5、6のFET500、501、510、511、600、601のダイオードは、整流回路を構成し、固定子巻線200の発生する3相交流を整流する。半導体モジュール6、7のFET610、611、700、701、710、711のダイオードは、整流回路を構成し、固定子巻線201の発生する3相交流を整流する。その結果、固定子巻線200、201の発生する3相交流が直流に変換され、バッテリBATに供給される。これにより、バッテリBATは、回転電機2の発生した電力によって充電される。   In a state where direct current is supplied to the field winding 210 shown in FIG. 1 and magnetic poles are formed on the rotor 21, when driving force is supplied from the engine, the stator windings 200 and 201 each have three phases. Generate alternating current. The FETs 500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, and 711 of the semiconductor modules 5, 6, and 7 are turned off. The diodes of the FETs 500, 501, 510, 511, 600 and 601 of the semiconductor modules 5 and 6 constitute a rectifier circuit and rectify the three-phase alternating current generated by the stator winding 200. The diodes of the FETs 610, 611, 700, 701, 710, and 711 of the semiconductor modules 6 and 7 constitute a rectifier circuit and rectify the three-phase alternating current generated by the stator winding 201. As a result, the three-phase alternating current generated by the stator windings 200 and 201 is converted into direct current and supplied to the battery BAT. Thereby, the battery BAT is charged by the electric power generated by the rotating electrical machine 2.

次に、図3及び図10を参照してFETの温度異常の検出動作について説明する。半導体モジュール5、6、7におけるFETの温度異常の検出動作は全て同一である。そのため、半導体モジュール5について説明する。   Next, the detection operation of the temperature abnormality of the FET will be described with reference to FIGS. The detection operation of the temperature abnormality of the FET in the semiconductor modules 5, 6, 7 is the same. Therefore, the semiconductor module 5 will be described.

図3に示す感温ダイオード520〜523は、FET500、501、510、511の温度に応じた電圧を出力する。コンパレータ544e〜544hは、FET500、501、510、511の温度が温度閾値より小さい場合、感温ダイオード520〜523の端子間電圧V0〜V3が電圧閾値Vth4より大きくなり、出力電圧がハイレベルHになる。一方、FET500、501、510、511の温度が温度閾値以上である場合、感温ダイオード520〜523の端子間電圧V0〜V3が電圧閾値Vth4以下になり、出力電圧がローレベルLになる。   The temperature sensitive diodes 520 to 523 shown in FIG. 3 output a voltage corresponding to the temperature of the FETs 500, 501, 510 and 511. When the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511 is smaller than the temperature threshold, the comparators 544e to 544h have the voltage V0 to V3 between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 larger than the voltage threshold Vth4 and the output voltage is set to the high level H. Become. On the other hand, when the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511 is equal to or higher than the temperature threshold value, the voltage V0 to V3 between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 becomes equal to or lower than the voltage threshold value Vth4, and the output voltage becomes low level L.

フィルタ回路544i〜544lは、コンパレータ544e〜544hの出力に含まれるノイズを除去し、所定の処理時間経過後に出力する。処理時間は、例えば0.1m秒程度とすることができる。OR回路544mは、フィルタ回路544i〜544lによってノイズが除去されたコンパレータ544e〜544hの出力の少なくともいずれかが、FETの温度が温度閾値(例えば、200℃程度)以上であることを示すローレベルLである場合、FET500、501、510、511のいずれかの温度が異常であると判定し、出力の論理レベルがハイレベルHになる。ラッチ回路544nは、OR回路544mの出力の論理レベルがFET500、501、510、511の少なくともいずれかの温度が異常であることを示すハイレベルHである場合、所定のホールド時間、出力の論理レベルがハイレベルHになる。つまり、ラッチ回路544nの出力するFET温度異常が、異常の発生を示すハイレベルHになる。ホールド時間は、例えば100m秒程度とすることができる。   The filter circuits 544i to 544l remove noise included in the outputs of the comparators 544e to 544h, and output after a predetermined processing time has elapsed. The processing time can be set to, for example, about 0.1 ms. The OR circuit 544m has a low level L indicating that at least one of the outputs of the comparators 544e to 544h from which noise has been removed by the filter circuits 544i to 544l indicates that the temperature of the FET is equal to or higher than a temperature threshold (for example, about 200 ° C.). If it is, it is determined that the temperature of any of the FETs 500, 501, 510, and 511 is abnormal, and the logic level of the output becomes the high level H. When the logic level of the output of the OR circuit 544m is a high level H indicating that the temperature of at least one of the FETs 500, 501, 510, and 511 is abnormal, the latch circuit 544n has a predetermined hold time and an output logic level. Becomes high level H. That is, the FET temperature abnormality output from the latch circuit 544n becomes the high level H indicating the occurrence of the abnormality. The hold time can be set to about 100 milliseconds, for example.

例えば、FET500の温度が上昇すると、図10に示すように、感温ダイオード520の端子間電圧V0が徐々に低下する。時刻t1で感温ダイオード520の端子間電圧V0が電圧閾値Vth4以下になると、コンパレータ544eは、出力電圧がローレベルLになる。なお、ここでは、感温ダイオード521〜523の端子間電圧V1〜V3は、電圧閾値Vth4よりも大きい状態を保っていることを前提とする。図3に示すフィルタ回路544iは、コンパレータ544eの出力に含まれるノイズを除去する。   For example, when the temperature of the FET 500 increases, the voltage V0 between the terminals of the temperature-sensitive diode 520 gradually decreases as shown in FIG. When the voltage V0 between the terminals of the temperature sensitive diode 520 becomes equal to or lower than the voltage threshold Vth4 at time t1, the output voltage of the comparator 544e becomes low level L. Here, it is assumed that the voltage V1 to V3 between the terminals of the temperature sensitive diodes 521 to 523 is kept larger than the voltage threshold Vth4. The filter circuit 544i illustrated in FIG. 3 removes noise included in the output of the comparator 544e.

仮に、フィルタ回路544iの処理時間中に感温ダイオード520の端子間電圧V0が電圧閾値Vth4より小さくなると、コンパレータ544eは、出力電圧がローレベルLになる。しかし、フィルタ回路544iの処理時間中であるため、フィルタ回路544iからの出力はなく、OR回路544mの出力は、ハイレベルHにはならず、ローレベルLのままである。それゆえ、ラッチ回路544nの出力の論理レベルも、ハイレベルHにはならずローレベルLのままである。   If the inter-terminal voltage V0 of the temperature sensitive diode 520 becomes smaller than the voltage threshold Vth4 during the processing time of the filter circuit 544i, the output voltage of the comparator 544e becomes the low level L. However, since it is during the processing time of the filter circuit 544i, there is no output from the filter circuit 544i, and the output of the OR circuit 544m does not become the high level H but remains at the low level L. Therefore, the logic level of the output of the latch circuit 544n does not become the high level H but remains at the low level L.

FET500の温度が閾値より高く、感温ダイオード520の端子間電圧V0が電圧閾値Vth4以下の状態が、フィルタ回路544iの処理時間継続したとき、OR回路544mの出力の論理レベルがハイレベルHとなる。すなわち、V0>Vth4から、V0≦Vth4の状態に切り替わった時点である、時刻t1から、処理時間経過後である時刻t2において、OR回路544nの論理レベルが、ローレベルLからハイレベルHに切り替わる。この時刻t2において、ラッチ回路544nの論理レベルも、FET温度異常が発生していることを示すハイレベルHに切り替わる。そして、ラッチ回路544nは、ホールド時間の間、出力の論理レベルがハイレベルHの状態を維持する。すなわち、仮にホールド時間の間にFET500の温度が低下して、感温ダイオード520の端子間電圧V0がVth4を超えたとしても、所定のホールド時間の間、ラッチ回路544nの出力論理レベルがハイレベルHに維持される。   When the temperature of the FET 500 is higher than the threshold and the voltage V0 between the terminals of the temperature sensitive diode 520 is equal to or lower than the voltage threshold Vth4, the logic level of the output of the OR circuit 544m becomes the high level H when the processing time of the filter circuit 544i continues. . In other words, the logical level of the OR circuit 544n switches from the low level L to the high level H at the time t2 after the processing time has elapsed from the time t1, which is the time when the state is switched from V0> Vth4 to V0 ≦ Vth4. . At time t2, the logic level of the latch circuit 544n is also switched to a high level H indicating that an FET temperature abnormality has occurred. The latch circuit 544n maintains the output logic level at the high level H during the hold time. That is, even if the temperature of the FET 500 decreases during the hold time and the voltage V0 between the terminals of the temperature sensitive diode 520 exceeds Vth4, the output logic level of the latch circuit 544n is high during the predetermined hold time. Maintained at H.

次に、図4を参照してFETの保護動作について説明する。半導体モジュール5〜7におけるFETの保護動作は全て同一である。そのため、半導体モジュール5について説明する。   Next, the protection operation of the FET will be described with reference to FIG. The FET protective operations in the semiconductor modules 5 to 7 are all the same. Therefore, the semiconductor module 5 will be described.

FET温度異常がハイレベルHである場合、図4に示す処理回路550は、FET500、501、510、511をオフ状態にする駆動信号を出力する。駆動回路551i、551jは、処理回路550がFET500、501、510、511をオフ状態にする駆動信号を出力した場合、FET551a〜551dのゲートに所定電圧を供給する。図4に示すFET551a〜551dのゲートに電圧が供給されると、FET551a〜551dがオン状態になり、FET500、501、510、511のゲートがグランドGNDに接続される。その結果、FET500、501、510、511のゲート−ソース間電圧Vgsが低下し、FET500、501、510、511がオフ状態になり保護される。   When the FET temperature abnormality is at the high level H, the processing circuit 550 shown in FIG. 4 outputs a drive signal for turning off the FETs 500, 501, 510, and 511. When the processing circuit 550 outputs a drive signal for turning off the FETs 500, 501, 510, and 511, the drive circuits 551i and 551j supply a predetermined voltage to the gates of the FETs 551a to 551d. When a voltage is supplied to the gates of the FETs 551a to 551d shown in FIG. 4, the FETs 551a to 551d are turned on, and the gates of the FETs 500, 501, 510, and 511 are connected to the ground GND. As a result, the gate-source voltage Vgs of the FETs 500, 501, 510, and 511 decreases, and the FETs 500, 501, 510, and 511 are turned off and protected.

次に、図5、図11を参照して、温度情報出力回路541の動作につき、説明する。
端子AH1、AH2、AL1、AL2から入力される4つの感温ダイオード520〜523の検出信号である端子間電圧V0、V1、V2、V3が、セレクタ541a、541bに入力される。ここでは、図11に示すごとく、4つの端子間電圧V0、V1、V2、V3は、最初の段階において、V0>V1>V2>V3>Vth4であるとする。
Next, the operation of the temperature information output circuit 541 will be described with reference to FIGS.
Inter-terminal voltages V0, V1, V2, V3, which are detection signals of the four temperature sensitive diodes 520 to 523 input from the terminals AH1, AH2, AL1, and AL2, are input to the selectors 541a and 541b. Here, as shown in FIG. 11, it is assumed that the four inter-terminal voltages V0, V1, V2, and V3 are V0>V1>V2>V3> Vth4 in the first stage.

この場合、4つの端子間電圧V0〜V3のうち最も低い端子間電圧であるV3が、増幅回路541dに入力されることとなる。そして、セレクタ541a〜541cから増幅率補正部541eへ出力される論理レベルは、図11に示すように、いずれもローレベルLである。これは、検出信号V3が増幅回路541dに入力されていることを示す信号を、増幅率補正部541eが受けたことになる。それゆえ、この検出信号V3の出力元である感温ダイオード523に対応する増幅率K3にて、検出信号V3が増幅されて、温度情報信号(V3×K3)が生成される。この増幅された温度情報信号が、上限出力値Vmax以下であり、下限出力値Vmin以上であれば、リミッタ541fにおいて特に制限されることなく、温度情報信号(V3×K3)が温度情報出力端子OUTから出力される。   In this case, V3, which is the lowest inter-terminal voltage among the four inter-terminal voltages V0 to V3, is input to the amplifier circuit 541d. The logic levels output from the selectors 541a to 541c to the amplification factor correction unit 541e are all at the low level L as shown in FIG. This means that the amplification factor correction unit 541e has received a signal indicating that the detection signal V3 is input to the amplification circuit 541d. Therefore, the detection signal V3 is amplified at the amplification factor K3 corresponding to the temperature-sensitive diode 523 that is the output source of the detection signal V3, and the temperature information signal (V3 × K3) is generated. If this amplified temperature information signal is not more than the upper limit output value Vmax and not less than the lower limit output value Vmin, the temperature information signal (V3 × K3) is not particularly limited by the limiter 541f, and the temperature information output terminal OUT Is output from.

その後、FET500の温度が上昇し始めて、感温ダイオード520の端子間電圧V0が低下するとする。そして、時刻t4において、V0がV1を下回ると、セレクタ541aからの増幅率補正部541eへの入力IN1が、ハイレベルHに切り替わる。次いで、時刻t5において、V0がV3をも下回ると、V0が、増幅回路541dに入力されることとなる。そして、セレクタ541cからの増幅率補正部541eへの入力IN3も、ハイレベルHに切り替わる。   Thereafter, the temperature of the FET 500 starts to rise, and the inter-terminal voltage V0 of the temperature-sensitive diode 520 falls. When V0 falls below V1 at time t4, the input IN1 from the selector 541a to the amplification factor correction unit 541e is switched to the high level H. Next, when V0 falls below V3 at time t5, V0 is input to the amplifier circuit 541d. The input IN3 from the selector 541c to the amplification factor correction unit 541e is also switched to the high level H.

そうすると、増幅率補正部541eにおいては、増幅回路541dに入力される検出信号が、感温ダイオード520の検出信号V0であることを認識する。それゆえ、この感温ダイオード520に対応する増幅率K0にて、検出信号V0が増幅されて、温度情報信号(V0×K0)が生成される。この増幅された温度情報信号が、上限出力値Vmax以下であり、下限出力値Vmin以上であれば、リミッタ541fにおいて特に制限されることなく、温度情報信号(V0×K0)が温度情報出力端子OUTから出力される。この実施形態においては、増幅された温度情報信号(V0×K0)が、時刻t6以降において、下限出力値Vminを下回る場合を例示している。このような場合には、温度情報出力端子OUTから出力される温度情報信号は、リミッタ541fにおいて、下限出力値Vminと同じ値に補正される。   Then, the amplification factor correction unit 541e recognizes that the detection signal input to the amplification circuit 541d is the detection signal V0 of the temperature sensitive diode 520. Therefore, the detection signal V0 is amplified at the amplification factor K0 corresponding to the temperature sensitive diode 520, and the temperature information signal (V0 × K0) is generated. If this amplified temperature information signal is not more than the upper limit output value Vmax and not less than the lower limit output value Vmin, the temperature information signal (V0 × K0) is not particularly limited by the limiter 541f, and the temperature information output terminal OUT Is output from. In this embodiment, the case where the amplified temperature information signal (V0 × K0) falls below the lower limit output value Vmin after time t6 is illustrated. In such a case, the temperature information signal output from the temperature information output terminal OUT is corrected to the same value as the lower limit output value Vmin in the limiter 541f.

このようにして、温度情報出力回路541において生成された温度情報信号は、温度情報出力端子OUTから制御回路9へ出力される。制御回路9は、受け取った温度情報信号を基に、適宜、電力変換装置の運転を制御する。すなわち、例えば、温度情報として、FETの温度が平常時よりも高めである場合には、制御回路9がプリドライバ8を制御して、パワーセーブをしながら、回転電機2を駆動させたり、回転電機2の発電をセーブしたりする。つまり、FETに流す電流を抑制して、その温度上昇を抑制するような調整を行う。ただし、例えば、FETの温度が異常に高い異常時には、上述した保護回路55が作動して、FETをオフ状態にするようにしている。
なお、温度情報信号を受けて制御回路9が行う制御は、特に限定されるものではない。
In this way, the temperature information signal generated in the temperature information output circuit 541 is output from the temperature information output terminal OUT to the control circuit 9. The control circuit 9 appropriately controls the operation of the power converter based on the received temperature information signal. That is, for example, as the temperature information, when the temperature of the FET is higher than normal, the control circuit 9 controls the pre-driver 8 to drive the rotating electrical machine 2 while rotating the power, Save power generation of electric machine 2. That is, adjustment is performed so as to suppress the current flowing through the FET and suppress the temperature rise. However, for example, when the temperature of the FET is abnormally high, the above-described protection circuit 55 is activated to turn off the FET.
The control performed by the control circuit 9 in response to the temperature information signal is not particularly limited.

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置である制御装置3は、複数のFET500、501、510、511の温度をそれぞれ検出する、複数の感温ダイオード520〜523を有する。それゆえ、複数のFET500、501、510、511の温度を確実に検出し、保護することができる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
The control device 3 that is the power conversion device includes a plurality of temperature-sensitive diodes 520 to 523 that detect temperatures of the plurality of FETs 500, 501, 510, and 511, respectively. Therefore, the temperatures of the plurality of FETs 500, 501, 510, and 511 can be reliably detected and protected.

また、感温ダイオード520〜523、異常検出回路544及び保護回路55が、半導体モジュール5内に一体に設けられている。それゆえ、感温ダイオード520〜523及び異常検出回路544が、温度検出対象であるFET500、501、510、511の近傍に設けられることになる。また、保護回路55が、感温ダイオード520〜523や、保護対象であるFET500、501、510、511の近傍に設けられることになる。そのため、FET500、501、510、511の温度を正確に検出することができる。また、FET500、501、510、511の温度を検出する温度センサを別途設ける必要がないため、部品点数を削減することができる。また、配線の抵抗等の影響による検出結果の誤差を抑えることができる。また、配線の影響による検出結果や制御信号の伝達遅れを抑えることができる。従って、FET500、501、510、511の温度異常を正確に検出でき、FET500、501、510、511を速やかに保護することができる。   Further, the temperature sensitive diodes 520 to 523, the abnormality detection circuit 544 and the protection circuit 55 are integrally provided in the semiconductor module 5. Therefore, the temperature-sensitive diodes 520 to 523 and the abnormality detection circuit 544 are provided in the vicinity of the FETs 500, 501, 510, and 511 that are temperature detection targets. Further, the protection circuit 55 is provided in the vicinity of the temperature sensitive diodes 520 to 523 and the FETs 500, 501, 510, and 511 to be protected. Therefore, the temperatures of the FETs 500, 501, 510, and 511 can be accurately detected. Further, since there is no need to separately provide a temperature sensor for detecting the temperature of the FETs 500, 501, 510, and 511, the number of components can be reduced. Further, errors in detection results due to the influence of wiring resistance and the like can be suppressed. Further, detection results and control signal transmission delays due to the influence of wiring can be suppressed. Therefore, the temperature abnormality of the FETs 500, 501, 510, and 511 can be accurately detected, and the FETs 500, 501, 510, and 511 can be quickly protected.

また、半導体モジュール5は、温度情報出力回路541及び温度情報出力端子OUTを有する。これにより、FET500、501、510、511の温度情報に基づいて、制御回路9によるプリドライバ8の制御を行うことが可能となる。それゆえ、各FET500、501、510、511の温度の状況に応じて、FET500、501、510、511のオンオフ駆動を制御して、FET500、501、510、511の温度異常を未然に抑制することが可能となる。   Further, the semiconductor module 5 includes a temperature information output circuit 541 and a temperature information output terminal OUT. As a result, the pre-driver 8 can be controlled by the control circuit 9 based on the temperature information of the FETs 500, 501, 510, and 511. Therefore, the on / off drive of the FETs 500, 501, 510, and 511 is controlled according to the temperature conditions of the FETs 500, 501, 510, and 511, and the temperature abnormality of the FETs 500, 501, 510, and 511 is suppressed in advance. Is possible.

また、半導体モジュール5に設けられた温度情報出力端子OUTは、一つである。それゆえ、図12に示すごとく、半導体モジュール5の小型化を図りやすくなる。すなわち、複数のスイッチング素子の温度情報信号を出力するにあたっては、通常は、図13に示す比較例の半導体モジュール95のように、複数の温度情報出力端子OUTが必要となる。本実施形態のように、4つのFET500、501、510、511の温度情報信号を出力するには、通常、図13に示すごとく、4本の温度情報出力端子OUTを設けることとなる。本実施形態においては、温度情報出力回路541を半導体モジュール5内に一体的に設けて、温度情報信号を適切に生成、出力することで、温度情報出力端子OUTを一つにすることを可能としている。   Further, the temperature information output terminal OUT provided in the semiconductor module 5 is one. Therefore, as shown in FIG. 12, the semiconductor module 5 can be easily downsized. That is, when outputting temperature information signals of a plurality of switching elements, a plurality of temperature information output terminals OUT are usually required as in the semiconductor module 95 of the comparative example shown in FIG. In order to output the temperature information signals of the four FETs 500, 501, 510, and 511 as in the present embodiment, usually four temperature information output terminals OUT are provided as shown in FIG. In the present embodiment, the temperature information output circuit 541 is integrally provided in the semiconductor module 5, and the temperature information output terminal OUT can be made one by appropriately generating and outputting the temperature information signal. Yes.

これにより、半導体モジュール5の小型化を実現することができる。また、この構成は、複数の半導体モジュール5、6、7において、同様に取り入れている。それゆえ、電力変換装置(制御装置3)の小型化を容易にすることができる。   Thereby, size reduction of the semiconductor module 5 is realizable. This configuration is similarly adopted in the plurality of semiconductor modules 5, 6 and 7. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the power conversion device (control device 3).

そして、制御装置3は回転電機2と一体化されて、制御装置一体型回転電機1を構成している。このような制御装置一体型回転電機1においては、特に半導体モジュール5、6、7の配置スペースが制限されやすいため、半導体モジュール5、6、7の小型化は、制御装置一体型回転電機1の小型化において、特に有効となる。
なお、図12、図13において、符号OUTを付した端子以外の端子は、温度情報出力端子以外の信号端子、若しくは被制御電力の入出力端子等である。
The control device 3 is integrated with the rotating electrical machine 2 to constitute the control device-integrated rotating electrical machine 1. In such a controller-integrated dynamoelectric machine 1, the arrangement space of the semiconductor modules 5, 6, 7 is particularly limited. This is particularly effective in downsizing.
12 and 13, terminals other than the terminal denoted by reference numeral OUT are signal terminals other than temperature information output terminals, input / output terminals of controlled power, and the like.

また、温度情報出力回路541は、複数の感温ダイオード520〜523の検出信号のうち、対応する温度が最も高い検出信号を選択して用いて、温度情報信号を生成する。これにより、温度情報出力端子OUTが一つであっても、制御回路9へ適切な温度情報を提供することができる。   The temperature information output circuit 541 generates a temperature information signal by selecting and using the detection signal having the highest corresponding temperature among the detection signals of the plurality of temperature sensitive diodes 520 to 523. Thereby, even if there is only one temperature information output terminal OUT, appropriate temperature information can be provided to the control circuit 9.

また、温度情報出力回路541は増幅回路541dを有する。これにより、温度情報を確実に制御回路9へ出力することができる。つまり、感温ダイオード520〜523の端子間電圧が小さくても、これらを増幅して、正確な温度情報信号として、制御回路9へ出力することができる。   Further, the temperature information output circuit 541 has an amplifier circuit 541d. Thereby, temperature information can be reliably output to the control circuit 9. That is, even if the voltage between the terminals of the temperature sensitive diodes 520 to 523 is small, they can be amplified and output to the control circuit 9 as an accurate temperature information signal.

また、増幅回路541dは、予め記憶された複数の増幅率の中から適宜選択した増幅率にて、温度情報信号を増幅することができるよう構成されている。これにより、個体差等に起因して生じる各感温ダイオード520〜523の端子間電圧を、適切な増幅率にて増幅することができる。これにより、より正確な温度情報信号を生成して、出力することができる。   The amplifier circuit 541d is configured to amplify the temperature information signal at an amplification factor appropriately selected from a plurality of amplification factors stored in advance. Thereby, the voltage between the terminals of each of the temperature sensitive diodes 520 to 523 caused by individual differences or the like can be amplified with an appropriate amplification factor. As a result, a more accurate temperature information signal can be generated and output.

また、温度情報出力回路541は、温度情報信号を、所定の下限出力値Vmin以上でありかつ所定の上限出力値Vmax以下の出力値にて、制御回路9へ出力するよう構成してある。これにより、制御回路9の誤作動や温度情報以外の異常検出を妨げたりすることを、より確実に防ぎつつ、確実に制御回路9へ温度情報を出力することができる。すなわち、例えば、温度情報信号の出力が小さすぎる場合、温度情報信号を正確に制御回路9へ出力し難くなることが考えられる。また、出力配線の断線等があったとき、その異常を検出し難くなることが考えられる。また、温度情報信号の出力が大きすぎる場合には、例えば出力配線の短絡等があった場合に、その異常を検出し難くなることが考えられる。それゆえ、温度情報信号の出力の大きさを制限することで、より確実に、電力変換装置の制御を行うことができる。   Further, the temperature information output circuit 541 is configured to output the temperature information signal to the control circuit 9 at an output value that is not less than a predetermined lower limit output value Vmin and not more than a predetermined upper limit output value Vmax. Accordingly, it is possible to reliably output the temperature information to the control circuit 9 while preventing the malfunction of the control circuit 9 and the abnormality detection other than the temperature information from being prevented more reliably. That is, for example, when the output of the temperature information signal is too small, it may be difficult to accurately output the temperature information signal to the control circuit 9. In addition, when there is a break in the output wiring, it may be difficult to detect the abnormality. Further, when the output of the temperature information signal is too large, for example, when there is a short circuit of the output wiring, it may be difficult to detect the abnormality. Therefore, it is possible to more reliably control the power conversion device by limiting the output level of the temperature information signal.

また、半導体モジュール5は、スイッチング素子として、スイッチング回路50、51における上アームのFET500、510と下アームのFET501、511とを、それぞれ複数有する。このように、より多くのスイッチング素子を一つの半導体モジュール5に集積化することで、電力変換装置の小型化及びコスト低減を図ることができる。また、このように集積化した半導体モジュール5において問題となりやすい、スイッチング素子の温度上昇等に対して、上述の構成により、適切な対応が可能となる。   The semiconductor module 5 includes a plurality of upper arm FETs 500 and 510 and lower arm FETs 501 and 511 in the switching circuits 50 and 51 as switching elements. In this way, by integrating more switching elements in one semiconductor module 5, it is possible to reduce the size and cost of the power conversion device. In addition, the above-described configuration can appropriately cope with the temperature rise of the switching element, which is likely to cause a problem in the integrated semiconductor module 5 as described above.

以上のごとく、本実施形態によれば、スイッチング素子の温度を正確かつ迅速に検出できると共に、運転効率を向上させることのできる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a power conversion device that can accurately and quickly detect the temperature of the switching element and improve the operation efficiency.

(実施形態2)
本実施形態は、図14、図15に示すごとく、温度情報出力回路541が、複数の感温ダイオード520〜523の検出信号V0〜V3を、時間差を設けて並べて温度情報信号として生成する形態である。そして、時間差を設けて並べた温度情報信号を、制御回路9へ出力するよう構成してある。
(Embodiment 2)
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the temperature information output circuit 541 generates the temperature information signals by arranging the detection signals V0 to V3 of the plurality of temperature sensitive diodes 520 to 523 with a time difference. is there. A temperature information signal arranged with a time difference is output to the control circuit 9.

具体的には、図14に示すごとく、端子AH1、AL1、AH2、AL2からそれぞれ入力される検出信号V0〜V3は、セレクタ541hの入力端IN1〜IN4に入力される。セレクタ541hは、入力された検出信号V0〜V3を、一つずつ選んで出力端Yから増幅回路541dへ出力する。   Specifically, as shown in FIG. 14, the detection signals V0 to V3 respectively input from the terminals AH1, AL1, AH2, and AL2 are input to the input terminals IN1 to IN4 of the selector 541h. The selector 541h selects the input detection signals V0 to V3 one by one and outputs them from the output terminal Y to the amplifier circuit 541d.

セレクタ541hには、クロック端子からクロック信号CLKが入力される。このクロック信号CLKに同期して、セレクタ541hが選ぶ検出信号V0〜V3は、順番に切り替わるようにしてある。クロック信号CLKの周期は、例えば数m秒程度とすることができる。
また、セレクタ541hの増幅率補正部541eへの出力端Eからの出力は、いずれの検出信号が選ばれているかを、クロック信号CLKに同期して、切り替わる。これに伴い、増幅率補正部541eからは、セレクタ541hから増幅回路541dへ出力された検出信号に応じた増幅率の信号が、時分割にて順番に出力される。つまり、増幅率K0、K1、K2、K3の信号が、時分割にて順番に出力される。
The selector 541h receives the clock signal CLK from the clock terminal. In synchronization with the clock signal CLK, the detection signals V0 to V3 selected by the selector 541h are switched in order. The cycle of the clock signal CLK can be set to about several milliseconds, for example.
In addition, the output from the output terminal E to the amplification factor correction unit 541e of the selector 541h switches which detection signal is selected in synchronization with the clock signal CLK. Along with this, the amplification factor correction unit 541e sequentially outputs signals of amplification factors corresponding to the detection signals output from the selector 541h to the amplification circuit 541d in time division. That is, signals of amplification factors K0, K1, K2, and K3 are output in order in a time division manner.

その結果、図15に示すごとく、温度情報出力回路541から制御回路9へ出力される温度情報信号は、感温ダイオード520〜523のそれぞれの検出信号に基づくものが、時分割にて、順番に並ぶこととなる。つまり、温度情報信号として、V0×K0、V1×K1、V2×K2、V3×K3、が、時分割にて順番に、温度情報出力端子OUTから制御回路9へ出力される。
その他の構成は、実施形態1と同様である。なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
As a result, as shown in FIG. 15, the temperature information signal output from the temperature information output circuit 541 to the control circuit 9 is based on the detection signals of the temperature sensitive diodes 520 to 523, in time division, in order. Will be lined up. That is, V0 × K0, V1 × K1, V2 × K2, and V3 × K3 are output from the temperature information output terminal OUT to the control circuit 9 in order in a time division manner as temperature information signals.
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Of the reference numerals used in the second and subsequent embodiments, the same reference numerals as those used in the above-described embodiments represent the same components as those in the above-described embodiments unless otherwise indicated.

本実施形態においては、複数の感温ダイオード520〜523の検出信号V0〜V3を、時分割にて順番に、温度情報信号として生成して、出力することができる。それゆえ、複数のFET500、501、510、511の温度情報を、すべて出力することができる。それゆえ、複数のスイッチング素子の状態を勘案した制御を行うことが、より行いやすくなる。その一方で、時分割にて順番にこれらの温度情報を出力するため、一つの温度情報出力端子OUTから複数の温度情報信号を出力することができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In the present embodiment, the detection signals V0 to V3 of the plurality of temperature sensitive diodes 520 to 523 can be generated and output as temperature information signals sequentially in a time division manner. Therefore, all temperature information of the plurality of FETs 500, 501, 510, and 511 can be output. Therefore, it is easier to perform control in consideration of the states of the plurality of switching elements. On the other hand, since these temperature information is output in order in a time division manner, a plurality of temperature information signals can be output from one temperature information output terminal OUT.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.

3 制御装置(電力変換装置)
5、6、7 半導体モジュール
500、501、510、511 FET(スイッチング素子)
520、521、522、523 感温ダイオード(感温素子)
541 温度情報出力回路
OUT 温度情報出力端子
544 異常検出回路
55 保護回路
8 プリドライバ
9 制御回路
3 Control device (power converter)
5, 6, 7 Semiconductor module 500, 501, 510, 511 FET (switching element)
520, 521, 522, 523 Temperature-sensitive diode (temperature-sensitive element)
541 Temperature information output circuit OUT Temperature information output terminal 544 Abnormality detection circuit 55 Protection circuit 8 Pre-driver 9 Control circuit

Claims (9)

複数のスイッチング素子(500、501、510、511、600、601、610、611、700、701、710、711)を有する半導体モジュール(5、6、7)と、
上記スイッチング素子を駆動するプリドライバ(8)と、
上記プリドライバを制御する制御回路(9)と、を有し、
上記半導体モジュールは、複数の上記スイッチング素子の温度をそれぞれ検出する、複数の感温素子(520〜523、620〜623、720〜723)と、
上記感温素子の検出信号に基づいて、上記スイッチング素子の温度異常を検出する異常検出回路(544)と、
上記異常検出回路が温度異常を検出したとき、上記スイッチング素子をオフ状態にして、上記スイッチング素子を過熱から保護する保護回路(55)と、
複数の上記感温素子の検出信号に基づいて、温度情報信号を生成すると共に出力する温度情報出力回路(541)と、
を内部に一体的に設けてなり、
また、上記半導体モジュールは、上記温度情報信号を上記制御回路へ出力する温度情報出力端子(OUT)を有する、電力変換装置(3)。
A semiconductor module (5, 6, 7) having a plurality of switching elements (500, 501, 510, 511, 600, 601, 610, 611, 700, 701, 710, 711);
A pre-driver (8) for driving the switching element;
A control circuit (9) for controlling the pre-driver,
The semiconductor module includes a plurality of temperature sensing elements (520 to 523, 620 to 623, 720 to 723) that detect temperatures of the plurality of switching elements, respectively.
An abnormality detection circuit (544) for detecting a temperature abnormality of the switching element based on a detection signal of the temperature sensing element;
A protection circuit (55) for turning off the switching element and protecting the switching element from overheating when the abnormality detection circuit detects a temperature abnormality;
A temperature information output circuit (541) for generating and outputting a temperature information signal based on the detection signals of the plurality of temperature sensing elements;
Is provided integrally inside,
The semiconductor module has a temperature information output terminal (OUT) that outputs the temperature information signal to the control circuit.
上記半導体モジュールに設けられた上記温度情報出力端子は、一つである、請求項1に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the temperature information output terminal provided in the semiconductor module is one. 上記温度情報出力回路は、複数の上記感温素子の検出信号のうち、対応する温度が最も高い上記検出信号を選択して用いて、上記温度情報信号を生成するよう構成されている、請求項1又は2に記載の電力変換装置。   The temperature information output circuit is configured to generate the temperature information signal by selecting and using the detection signal having the highest corresponding temperature among the detection signals of the plurality of temperature sensing elements. The power converter according to 1 or 2. 上記温度情報出力回路は、複数の上記感温素子の検出信号を、時間差を設けて並べて上記温度情報信号として生成し、上記温度情報信号を上記制御回路へ出力するよう構成されている、請求項1又は2に記載の電力変換装置。   The temperature information output circuit is configured to generate detection signals of a plurality of the temperature sensing elements side by side with a time difference as the temperature information signal, and output the temperature information signal to the control circuit. The power converter according to 1 or 2. 上記温度情報出力回路は、上記温度情報信号を増幅する増幅回路(541d)を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The said temperature information output circuit is a power converter device as described in any one of Claims 1-4 which has an amplifier circuit (541d) which amplifies the said temperature information signal. 上記温度情報出力回路は、上記温度情報信号を、所定の下限出力値(Vmin)以上でありかつ所定の上限出力値(Vmax)以下の出力値にて、上記制御回路へ出力するよう構成してある、請求項5に記載の電力変換装置。   The temperature information output circuit is configured to output the temperature information signal to the control circuit at an output value not less than a predetermined lower limit output value (Vmin) and not more than a predetermined upper limit output value (Vmax). The power conversion device according to claim 5, wherein 上記増幅回路は、予め記憶された複数の増幅率の中から適宜選択した増幅率にて、上記温度情報信号を増幅することができるよう構成されている、請求項5又は6に記載の電力変換装置。   The power conversion according to claim 5 or 6, wherein the amplifier circuit is configured to amplify the temperature information signal at an amplification factor appropriately selected from a plurality of amplification factors stored in advance. apparatus. 上記半導体モジュールは、上記スイッチング素子として、スイッチング回路(50、51、60、61、70、71)における上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とを、それぞれ複数有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置。   8. The semiconductor module according to claim 1, wherein the semiconductor module has a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements in the switching circuit (50, 51, 60, 61, 70, 71), respectively. The power converter device as described in any one. 上記電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換して、交流の回転電機(2)を駆動するよう構成されていると共に、上記回転電機にて発電した交流電力を直流電力に変換して、バッテリ(BAT)に充電するよう構成されており、上記回転電機と一体化されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The power conversion device is configured to convert direct current power to alternating current power to drive an alternating current rotating electrical machine (2), convert alternating current power generated by the rotating electrical machine to direct current power, The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein the power converter is configured to charge a battery (BAT) and integrated with the rotating electrical machine.
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