電力変換装置
【課題】電力変換を行う複数の半導体素子の温度を正確に検知することができ、これを安価で小型な回路で実現すること。
【解決手段】複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００として、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂに対応付けられた複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂと、これらデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを選択する切替スイッチ１０４と、この切替スイッチ１０４で各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように制御する制御部１１０とを備えて構成する。
【解決手段】複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００として、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂに対応付けられた複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂと、これらデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを選択する切替スイッチ１０４と、この切替スイッチ１０４で各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように制御する制御部１１０とを備えて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電力変換用の半導体素子を用いて交流モータやモータジェネレータを駆動する電力変換装置に関し、特に半導体素子の温度を温度検出素子で検出する機能を有する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の電力変換装置のように、スイッチング素子などの半導体素子の検出温度をアナログ信号で出力し、これをデジタル信号へ変換した後、マイコン（マイクロコンピュータ）で検出して温度を認識する回路が備わっている。
【０００３】
アナログ信号をデジタル信号に変調して出力する手法として、ＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）と呼ばれる方式が広く知られている。この変調方式は、例えば特許文献２に記載のように三角波もしくは鋸波などの基準波形とアナログ入力信号とのレベルをコンパレータなどで比較してデジタル信号を生成する。又は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータによって取得したデジタル値に従ってデューティ信号を生成するデューティ変換手段を用いるなどの方式が一般的である。
【０００４】
このようなアナログ／デジタル変換を行う前述の特許文献１の電力変換装置では、インバータの３相電力を出力する半導体素子としてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）には、温度検出素子としてのダイオードが内蔵されている。このダイオードの電圧をデジタル信号に変換してマイコンへ送出することで、マイコンがＩＧＢＴの温度を認識することができ、これによって最適な制御を行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５１７７５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３７０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１の電力変換装置では、複数のＩＧＢＴを並列に接続して使用することがある。この場合、電力変換装置を安全に制御するために、特に高温側のＩＧＢＴの温度をマイコンが検知する必要がある。このため、特許文献１では、高温度側のＩＧＢＴの温度のみを選択してマイコンへ送出するようになっている。しかし、実際にはダイオード等の温度検出素子の検出特性にばらつきがあるため、単純に温度検出素子の電圧を検出しただけでは、どちらのＩＧＢＴの温度が高いのかを正確に判別することができないという問題がある。
【０００７】
高温側のＩＧＢＴの温度を適正に検知するためには、予め検知誤差が許容範囲内の温度検出素子を選別するか、又は、温度検出素子のばらつきそのものを改善する等の対策が必要であり、これらの対策を実施する場合、コスト高となってしまう問題がある。
【０００８】
また、複数のＩＧＢＴの温度を正確に認識するために、図１に示すように、２つのアナログ温度信号１，２を各々、個別のデューティ変換手段３，４に入力して各デューティ信号５，６に変換し、これを個別のフォトカプラ７，８を介してマイコン９に入力する構成も考えられる。しかし、このような２系統の信号伝達経路を設けた場合、フォトカプラ７，８が２つになることや、マイコン９への配線領域が増加するため、コストが高くなったり、全体のサイズが大きくなったりする問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電力変換を行う複数の半導体素子の温度を正確に検知することができ、これを安価で小型な回路で実現することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、前記複数の温度検出素子の各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号に変換する複数のデューティ変換手段と、前記複数のデューティ変換手段で変換された各々デューティの異なるデューティ信号を選択する選択手段と、
前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、選択手段で選択されて１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記選択手段の出力側に、この選択手段で選択された前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、各半導体素子の温度を正確に検知することが出来る。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組同士のデューティ信号を比較し、互いの差異が予め定めた基準値以内の場合にのみデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、温度検出素子の発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデューティ信号は演算制御手段で温度情報として採用されなくなるので、演算制御手段が温度情報の誤認識を行うことが無くなる。言い換えれば、演算制御手段では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組内のデューティ信号の中から、予め定めた基準値を超えるデューティ信号を排除し、排除されないデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、温度検出素子の発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデューティ信号は演算制御手段で温度情報として採用されなくなるので、演算制御手段が温度情報の誤認識を行うことが無くなる。言い換えれば、演算制御手段では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段で生成された基準波と前記複数の温度検出素子の発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号に変換する複数の演算増幅手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、各デューティ変換手段が１つの基準波をもとにデューティ変換を行うので、この変換動作が同期する。従って、各デューティ変換手段の後段の選択手段で各デューティ信号を例えば交互に選択する際に、同一タイミングで交互に各デューティ信号を先頭から所定周期選択することが出来る。従って、各デューティ信号の同期が取れていない場合に各々のデューティ信号の選択位置が異なり、選択手段からの出力波形が乱れるといった事が無くなる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段を更に備え、前記複数の演算増幅手段の何れかが前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を、前記基準波との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、複数の温度検出素子の発生電圧を確実に判別することができ、この判別後に各々異なるデューティのデューティ信号に変換することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記基準波生成手段で生成された基準波のレベルをオフセットする第２のレベルシフト手段を更に備え、前記複数の演算増幅手段の何れかが前記第２のレベルシフト手段でオフセットされた基準波を前記発生電圧との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、複数の温度検出素子の発生電圧を、確実に各々異なるデューティのデューティ信号に変換することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波のピークでピーク信号を生成し、前記制御手段は、前記基準波生成手段で生成されるピーク信号に同期して、前記複数の演算増幅手段からの各々デューティの異なるデューティ信号の選択制御を、前記選択手段に対して行うことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、複数の演算増幅手段から出力される各々デューティの異なるデューティ信号を選択して演算制御手段へ出力する選択手段の選択動作を、一定に生成されるピーク信号に同期させて行うので、演算制御手段で適正にデューティ信号を取得することが出来る。また、一定に生成されるピーク信号に同期させてデューティ信号の選択を行うので、選択の誤動作を防止することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、前記演算制御手段は、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力される前記デューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するカウンタと、当該立上りエッジ又は当該立下りエッジで当該リセット前にカウンタのカウント値をレジスタ値として保持するレジスタとを備え、前記レジスタに保持されたレジスタ値を用いて前記デューティ信号のデューティを求める演算を含む演算処理を行い、この演算処理を行う演算制御手段のメインループの周期よりも当該デューティ信号の周期が長く設定されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、デューティ信号の周期を、演算制御手段のメインループの周期よりも長くしたので、演算制御手段がレジスタ値を読み込んでデューティ信号のデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、前記複数のデューティ変換手段の何れかは、前記複数の温度検出素子の発生電圧をデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比が１００％未満となるように制限することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、デューティ信号のデューティ比を１００％未満とすれば、必ずデューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジが存在するので、演算制御手段でデューティ信号を必ず識別することが可能となる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波を生成すると共に当該三角波の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号を生成し、前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記三角波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、前記制御手段は、前記複数の演算増幅手段から出力される各々デューティが異なるデューティ信号の内、前記第２のピーク信号をもとに同一のデューティ信号が少なくとも２つ以上連続するように、前記選択手段の選択を制御することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続するようになっているので、デューティ信号の切替時に、同一「Ｌ」又は「Ｈ」レベルが連続し、この連続区間で何れのデューティ信号か認識できず、正確なデューティが演算制御手段で求められなくなるといったことを無くすことが出来る。即ち、２つの同一デューティ信号が連続していれば、例えばそれら「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知することができるので、これによって正確にデューティを求めることが出来る。
【００３２】
請求項１２に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波として立上りと立下りを一定周期で繰り返す鋸波を生成し、前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記鋸波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、前記制御手段は、前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に伝送されるので、上記請求項１１の三角波を用い同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続する構成に比べ、伝送を高速化することが出来る。
【００３４】
請求項１３に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をパルス幅変調による所定のデューティのデューティ信号に変換する手段に代え、前記複数の温度検出素子の発生電圧の何れかをデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、その変換されたデジタル信号の幅を所定デューティのデューティ信号に変換するカウンタ手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、アナログ／デジタル変換手段で複数種類の発生電圧をデジタル信号に変換するので、パルス幅変調によりデューティ信号に変換する手段のようにパルス幅変調を行うための基準波の電圧が変化することが無くなるので、適正なデューティのデューティ信号を得ることができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、前記複数の温度検出素子の何れかの発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段と、このレベルシフト手段でオフセットされた発生電圧と、当該複数の温度検出素子のオフセットされない発生電圧とを選択する選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該基準波生成手段で生成された基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００３８】
請求項１５に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成すると共に当該基準波のピークでピーク信号を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段からの基準波をオフセットするレベルシフト手段と、前記複数の温度検出素子の発生電圧を選択すると共に、前記レベルシフト手段でオフセットされた基準波又はオフセットされていない基準波の何れかを選択し、これら選択動作が前記ピーク信号の入力に応じて同時に行われる選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該オフセット後の基準波又はオフセットされていない基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００４０】
請求項１６に記載の発明は、前記デューティ変換手段の出力側に、当該デューティ変換手段からのデューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする。
【００４１】
この構成によれば、各半導体素子の温度を正確に検知することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図４】第１実施形態の電力変換装置の温度検出回路のマイコンに入力されるデータ信号の配列パターンを示す図である。
【図５】第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第１変形例の構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第２変形例の構成を示すブロック図である。
【図７】第２変形例の電力変換装置の温度検出回路のマイコンに入力されるデータ信号の配列パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１０】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路のマイコンの演算処理を説明するための信号波形図である。
【図１１】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第１変形例の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第２変形例の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１５】第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１６】第３実施形態の変形例に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】鋸波生成用の基準波生成部の詳細回路構成を示すブロック図である。
【図２０】本実施形態の電力変換装置の温度検出回路のデューティ変換部の他の構成を示すブロック図である。
【図２１】第２実施形態の電力変換装置の温度検出回路の欠点を説明するための信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００４４】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２に示す温度検出回路１００は、モータジェネレータＭＧに接続されたスイッチング回路１０２と、Ａｃｈ（Ａチャンネル）側デューティ変換部（デューティ変換手段）１０６ａと、Ｂｃｈ（Ｂチャンネル）側デューティ変換部（デューティ変換手段）１０６ｂと、切替スイッチ（選択手段）１０４と、制御部（制御手段）１１０と、フォトカプラ（信号伝達素子）１１２と、マイコン（演算制御手段）１１４と、バッファ１１６とを備えて構成されている。
【００４６】
スイッチング回路１０２は、図３に示す電力変換装置１０に備えられており、電力変換装置１０は、コンバータ２０と、モータジェネレータＭＧを駆動制御するインバータ３０とを備え、マイコン１１４により制御されるように構成されている。
【００４７】
コンバータ２０には、バッテリ４０が接続され、バッテリ４０はコンバータ２０に直流電力を供給すると共に、コンバータ２０から回生される直流電力を蓄電する。また、コンバータ２０は、バッテリ４０から供給された直流電力を昇圧してインバータ３０へ出力し、インバータ３０から出力された直流電力を降圧してバッテリ４０へ出力する。更に、コンバータ２０は、コンデンサ２３と、リアクトル２４と、高圧側の半導体素子である上アーム用のスイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）２１と、高圧ＧＮＤ（グランド）側の半導体素子である下アーム用のスイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）２２と、ダイオードＤ１，Ｄ２を含んで構成されている。
【００４８】
これら構成要素は、バッテリ４０の正極側にコンデンサ２３及びリアクトル２４の一端が接続され、負極側にコンデンサ２３の他端とスイッチング素子２２のエミッタ端子が接続されている。スイッチング素子２１とスイッチング素子２２とは直列に接続されており、リアクトル２４の他端は、その間、つまりスイッチング素子２１のエミッタ端子及びスイッチング素子２２のコレクタ端子に接続されている。
【００４９】
上アーム用のスイッチング素子２１のコレクタ端子は、インバータ３０の一端側に接続されている。下アーム用のスイッチング素子２２のエミッタ端子は、インバータ３０の他端側に接続されている。スイッチング素子２１のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１が接続され、同様にスイッチング素子２２のコレクタ−エミッタ間にもダイオードＤ２が接続されている。
【００５０】
モータジェネレータＭＧは、インバータ３０に接続されており、バッテリ４０から供給される電力により駆動する。発電機として働く場合は、交流電力をインバータ３０に出力する。
【００５１】
インバータ３０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相はコンバータ２０に並列に接続され、このコンバータ２０によって昇圧された直流電力を三相交流に変換して、モータジェネレータＭＧに出力する。また、モータジェネレータＭＧが発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧから出力される交流電力を直流に変換してコンバータ２０に出力する。更に、インバータ３０は、コンバータ２０との接続側に、蓄電の役割も有するサージ電圧吸収用のコンデンサ３１を備えている。
【００５２】
インバータ３０のＵ相は、高圧側の半導体素子の上アーム用のスイッチング素子３４と高圧ＧＮＤ側の半導体素子の下アーム用のスイッチング素子３５とが直列に接続されてなる。同様に、Ｖ相は上アーム用のスイッチング素子３６と下アーム用のスイッチング素子３７、Ｗ相は上アーム用のスイッチング素子３８と下アーム用のスイッチング素子３９が直列に接続されてなる。
【００５３】
各スイッチング素子３４〜３９のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。ＵＶＷ各相の中間点は、モータジェネレータＭＧの各相コイル（図示略）の各相端に接続されている。ここで、コンバータ２０及びインバータ３０にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、ＩＧＢＴ等のパワーデバイスが用いられているとする。
【００５４】
更に、コンバータ２０の各スイッチング素子２１，２２及びインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９は、上アーム用のスイッチング素子がオンの場合は下アーム用のスイッチング素子がオフ、上アーム用のスイッチング素子がオフの場合は下アーム用のスイッチング素子がオンとなるように、マイコン１１４でスイッチング制御（オン／オフ制御）される。
【００５５】
この電力変換装置１０によれば、制御部１１によるコンバータ２０の各スイッチング素子２１，２２及びインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９のスイッチング制御によって、バッテリ４０の直流電力がコンバータ２０で昇圧されてインバータ３０で三相交流に変換され、この三相交流でモータジェネレータＭＧが駆動される。一方、モータジェネレータＭＧが発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧから出力される交流電力がインバータ３０で直流電力に変換され、更にコンバータ２０で降圧されてバッテリ４０に回生される。
【００５６】
ところで、電力変換装置１０のインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９は、詳細には、スイッチング素子３５に代表して破線枠１０２で囲むように、図２に示す構成のスイッチング回路１０２となっている。
【００５７】
スイッチング回路１０２は、モータジェネレータＭＧとアース（グランド）間に並列接続された２つのスイッチング素子３５ａ，３５ｂと、これらスイッチング素子３５ａ，３５ｂに個別に対応付けられて一点鎖線枠１２０ａ，１２０ｂで示すように１パッケージ化された温度検出素子としての２つのダイオード１２２ａ，１２２ｂと、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂのアノード側に個別に接続された２つの定電流回路１２４ａ，１２４ｂと、これら定電流回路１２４ａ，１２４ｂに電流を供給する電源１２６と、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂの各々のベース端とバッファ１１６との間に接続された２つの抵抗器Ｒａ，Ｒｂとを備えて構成されている。但し、電源１２６は、コンバータ２０を介したバッテリ４０である。
【００５８】
ここで、一方のダイオード１２２ａをＡｃｈ側、他方のダイオード１２２ｂをＢｃｈ側と定義する。Ａｃｈ側のダイオード１２２ａには、スイッチング素子３５ａの温度に応じた量の電流が定電流回路１２４ａから流れ、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂには、スイッチング素子３５ｂの温度に応じた量の電流が定電流回路１２４ｂから流れるようになっている。Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノード端はＡｃｈ側デューティ変換部１０６ａに配線接続され、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード端はＢｃｈ側デューティ変換部１０６ｂに配線接続されている。
【００５９】
Ａｃｈ側デューティ変換部１０６ａは、Ａｃｈ側の発生電圧であるアナログ信号をＰＷＭ変調してデューティが０〜４９％のＡｃｈのデューティ信号（デジタル信号）ＡＤに変換し、これを切替スイッチ１０４の一方の入力端へ出力する。Ｂｃｈ側デューティ変換部１０６ｂは、Ｂｃｈ側の発生電圧であるアナログ信号をＰＷＭ変調してデューティが５１〜１００％のＢｃｈのデューティ信号（デジタル信号）ＢＤに変換し、これを切替スイッチ１０４の他方の入力端へ出力する。つまり、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤとＢｃｈのデューティ信号ＢＤとは、デューティが異なる固有の信号となっている。図４（ａ）にＡｃｈのデューティ信号ＡＤ及びＢｃｈのデューティ信号ＢＤの一例を示す。
【００６０】
切替スイッチ１０４は、Ａｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢＤを、制御部１１０の制御に応じて図４（ａ）に示すように交互に選択してフォトカプラ１１２へ出力する。これによってＡｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢＤが交互に配列されるデータ信号ＤＳが、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【００６１】
マイコン１１４は、データ信号ＤＳの信号配列から異なるデューティを検出してＡｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢｃｈのデューティ信号ＢＤを検出し、この検出したデューティ信号ＡＤ，ＢＤから半導体素子であるスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度を検知する。この検知に応じてバッファ１１６を介してスイッチング素子３５ａ又は３５ｂが所定の温度以下となるように制御する。
【００６２】
ここで、温度検出素子であるダイオード１２２ａ，１２２ｂには、製造時の特性バラツキがあり、このため、検出温度情報であるデューティ信号ＡＤ，ＢＤも誤差を含むことになる。そこで、マイコン１１４に予めダイオード１２２ａ，１２２ｂの特性バラツキ、例えばダイオード１２２ａは出力特性に３％のバラツキ、ダイオード１２２ｂは５％のバラツキがあることを記憶しておき、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤから検知される温度情報に対して３％の補正を行い、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤから検知される温度情報に対して５％の補正を行う。
【００６３】
このような第１実施形態の電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００として、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂに対応付けられた複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂと、これらデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを選択する切替スイッチ１０４と、この切替スイッチ１０４で各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該切替スイッチ１０４を制御する制御部１１０とを備えて構成した。
【００６４】
これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂで個別に検出される複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度を示す電圧が、個別に各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された後、切替スイッチ１０４で選択されて１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって電力変換装置１０おけるスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００を、安価で小型に実現することができる。
【００６５】
また、切替スイッチ１０４の出力側に、フォトカプラ１１２を介して接続された演算制御手段としてのマイコン１１４は、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂの特性バラツキを記憶し、切替スイッチ１０４からフォトカプラ１１２を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、その記憶された特性バラツキで補正する。これによって、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂの温度を正確に検知することが出来る。
【００６６】
また、図５に示す温度検出回路１００−１のように、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂと各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂとの間に、ダイオード１２２ａ，１２２ｂ毎の発生電圧を保持する保持手段としてのホールド部１３０ａ，１３０ｂを接続してもよい。各ホールド部１３０ａ，１３０ｂは、制御部１１０の保持制御によって各ダイオード１２２ａ，１２２ｂからの発生電圧を保持し、この保持された電圧をデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂへ出力し、また、解除制御によってその保持を解除する。
【００６７】
各ホールド部１３０ａ，１３０ｂがＡｃｈの発生電圧とＢｃｈの発生電圧を保持して出力している間は、各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂにおいて同一電圧がデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換されて切替スイッチ１０４へ出力されることになる。そこで、制御部１１０は、図４（ｂ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号２０１及びＢｃｈのデューティ信号２０２の組が同一順序で例えば２組、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力されるように切替スイッチ１０４を制御する。
【００６８】
この後、制御部１１０は、各ホールド部１３０ａ，１３０ｂの保持を一旦解除し、再度保持制御によって各ダイオード１２２ａ，１２２ｂからの新たな発生電圧を保持させる。そして、図４（ｂ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号２１１及びＢｃｈのデューティ信号２１２の組が同一順序で例えば２組、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力されるように切替スイッチ１０４を制御する。なお、この制御は、図４（ｃ）に示すようにＡｃｈとＢｃｈとが逆になるように行ってもよい。
【００６９】
このように制御すれば次のような効果が得られる。インバータ３０などの大電力を扱う装置においては、ノイズによる影響で正確にデータ信号を読み込めない場合がある。特にここで扱うデューティ信号はノイズによって波形が崩れると温度情報が変化してしまう。
【００７０】
そこで、上述の図４（ｂ）又は（ｃ）に示したように、同一デューティ信号を少なくとも２回送信し、マイコン１１４でその２回のデューティ信号の読み取り値（温度値）を比較して、双方の差異が予め定めた基準値以内の場合のみ読み取り値（温度値）を採用するようにする。又は、同一データ信号が３回以上送信された場合は、それら読み取り値の内、多数を占める読み取り値のみを有効にする。更には、同一データ信号が３回以上送信された場合に、それら読み取り値の内、予め定めた基準値を超える読み取り値を排除し、残りの読み取り値を有効にする。
【００７１】
これらのようにすれば、ダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデータ信号としてのデューティ信号はマイコン１１４で温度情報として採用されないので、誤認識が生じることは無くなる。また、マイコン１１４では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００７２】
また、上記では、温度検出素子としてのダイオード１２２ａ，１２２ｂが２つの構成を示したが、図６に示すように、ダイオード１２２ｃが１つ追加された３つの構成の場合でも上述同様に効果を得ることが出来る。即ち、３つの構成の場合、バッファ１１６の出力側に抵抗器Ｒｃを介して接続されたスイッチング素子３５ｃに、一点鎖線枠１２０ｃで示すようにＣｃｈ側のダイオード１２２ｃが対応付けられて１パッケージ化されており、そのＣｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード端が、Ｃｃｈ側デューティ変換部１０６ｃに配線接続されている。更に、各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃが３入力タイプの切替スイッチ１０４−１に接続されている。
【００７３】
但し、この構成の場合、各デューティ変換部１０６ａ〜１０６ｃは各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤ，ＣＤとなるようにＰＷＭ変調を行う。例えば、Ａｃｈ側デューティ変換部１０６ａはＡｃｈ側の発生電圧をデューティが０〜３３％のＡｃｈのデューティ信号ＡＤとなるようにＰＷＭ変調し、Ｂｃｈ側デューティ変換部１０６ｂはＢｃｈ側の発生電圧をデューティが３４〜６６％のＢｃｈのデューティ信号ＢＤとなるようにＰＷＭ変調し、Ｃｃｈ側デューティ変換部１０６ｃはＣｃｈ側の発生電圧をデューティが６７〜１００％のＣｃｈのデューティ信号ＣＤとなるようにＰＷＭ変調する。
【００７４】
このような構成の温度検出回路１００−２では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤ、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤ、Ｃｃｈのデューティ信号ＣＤが、ＡＤ、ＢＤ及びＣＤ、又は、ＡＤ、ＣＤ及びＢＤ、又は、ＣＤ、ＢＤ及びＡＤの順で配列されて、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【００７５】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【００７６】
図８に示す温度検出回路１００−３は、複数の発生電圧を異なるデューティのデューティ信号に変換するデューティ変換部１０６を、オペアンプによるコンパレータ（演算増幅手段）１０６ａ１，１０６ｂ１と、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」とＢｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード側との間に接続されたレベルシフト部１０６ｊと、基準波としての図９(ｂ)に示す鋸波Ｊ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを用いてＰＷＭ変調するように構成したものである。
【００７７】
レベルシフト部１０６ｊは、Ｂｃｈ側の発生電圧のレベルを、図９（ｂ）に示すようにＡｃｈ側の発生電圧のレベルよりも高くオフセット（レベルシフト）し、且つコンパレータ１０６―１，１０６−２でそのＡｃｈ側又はＢｃｈ側のレベルと鋸波Ｊ１とを比較してＡｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成した際に、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティが０〜４９％の範囲となり、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが５１〜１００％の範囲となるようにオフセットする。
【００７８】
一方のコンパレータ１０６ａ１は、非反転入力端「＋」がＡｃｈ側のダイオード１２２ａのアノード側に接続され、反転入力端「−」が基準波生成部１０６ｂの鋸波Ｊ１の生成端に接続され、出力端が切替スイッチ１０４の一方の入力端に接続されている。
【００７９】
他方のコンパレータ１０６ｂ１は、非反転入力端「＋」がレベルシフト部１０６ｊの出力端に接続され、反転入力端「−」が基準波生成部１０６ｂの鋸波Ｊ１の生成端に接続され、出力端が切替スイッチ１０４の他方の入力端に接続されている。
【００８０】
基準波生成部１０６ｋは、鋸波Ｊ１を生成する他に、鋸波Ｊ１の立下りエッジで図９（ｃ）に示す細長く立上るパルス状のピーク信号Ｐ１を生成し、これを制御部１１０へ出力するようになっている。
【００８１】
制御部１１０は、ピーク信号Ｐ１を基準に、図９（ｄ）に示す切替制御信号Ｋ１を切替スイッチ１０４へ出力する。つまり、時刻ｔ１の鋸波Ｊ１の頂点（ピーク）によりピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１によって切替制御信号Ｋ１が立ち上がり、これに応じて切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わる。また、鋸波Ｊ１はピークから「Ｌ」まで瞬時に立ち下がって、再度徐々に右肩上がりで立上りコンパレータ１０６ａ１の反転入力端「−」に供給される。この鋸波Ｊ１の供給によってコンパレータ１０６ａ１からのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」となる。
【００８２】
その徐々に立上る鋸波Ｊ１のレベルが、時刻ｔ２において、コンパレータ１０６ａ１の非反転入力端「＋」に供給されているＡｃｈ側の発生電圧レベルを超えると、コンパレータ１０６ａ１からのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がる。
【００８３】
更に、鋸波Ｊ１のレベルが徐々に高くなって時刻ｔ３でピークになると、ピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１で切替スイッチ１０４がＢｃｈのデューティ信号ＢＤを選択する側に切り替わる。また、鋸波Ｊ１はピークから「Ｌ」まで瞬時に立ち下がって、再度徐々に右肩上がりで立上りコンパレータ１０６ｂ１の反転入力端「−」に供給される。この鋸波Ｊ１の供給によってコンパレータ１０６ｂ１からのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」となる。
【００８４】
その徐々に立上る鋸波Ｊ１のレベルが、時刻ｔ４において、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」に供給されているＢｃｈ側の発生電圧レベルを超えると、コンパレータ１０６ｂ１からのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がる。
【００８５】
更に、鋸波Ｊ１のレベルが徐々に高くなって時刻ｔ５でピークになると、ピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１で切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わる。以降、時刻ｔ１〜ｔ５と同様な動作が繰り返される。
【００８６】
次に、図９（ａ）に示すデータ信号ＤＳがフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４に入力された場合の演算処理について説明する。そのデータ信号ＤＳを図１０（ａ）にも示す。
【００８７】
マイコン１１４は、図示せぬタイマカウンタと、第１及び第２のレジスタとを内蔵している。図１０（ｂ）にタイマカウンタのカウント値ＴＣ、（ｃ）に第１のレジスタの第１レジスタ値ＲＴ１、（ｄ）に第２のレジスタの第２レジスタ値ＲＴ２を示す。
【００８８】
タイマカウンタは、データ信号ＤＳの立上りエッジ又は立下りエッジでカウント値ＴＣをリセットし、データ信号ＤＳの「Ｌ」又は「Ｈ」の区間をゼロからカウントする。第１のレジスタは、データ信号ＤＳの立下りエッジでカウント値ＴＣを取得し、これを第１レジスタ値ＲＴ１として保持する。第２のレジスタは、データ信号ＤＳの立上りエッジでカウント値ＴＣを取得し、これを第２レジスタ値ＲＴ２として保持する。
【００８９】
例えば、図１０の時刻ｔ１においてＡｃｈのデューティ信号ａｄが立ち下がると、この立下りエッジでタイマカウンタのＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間のカウント値ＴＣである「Ａ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にカウント値「Ａ１」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｌ」区間をカウントする。時刻ｔ２においてＢｃｈのデューティ信号ＢＤが立上ると、この立上りエッジでＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｌ」区間のカウント値ＴＣの「Ａ２」が第２レジスタ値ＲＴ２として保持され、この保持後にカウント値ＴＣがリセットされる。そして、タイマカウンタはＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」区間をカウントする。
【００９０】
次に、時刻ｔ３においてＢｃｈのデューティ信号ＢＤが立ち下がると、この立下りエッジでＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」区間のカウント値「Ｂ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ｂ１」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｌ」区間をカウントする。時刻ｔ４においてＡｃｈのデューティ信号ＡＤが立上ると、この立上りエッジでＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｌ」区間のカウント値ＴＣの「Ｂ２」が第２レジスタ値ＲＴ２として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ｂ２」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間をカウントする。
【００９１】
次に、時刻ｔ５においてＡｃｈのデューティ信号ＡＤが立ち下がると、この立下りエッジでＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間のカウント値「Ａ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ａ１」がリセットされる。以降、この時刻ｔ１〜ｔ５の動作が繰り返される。
【００９２】
また、マイコン１１４は、上記のように第１及び第２のレジスタに保持した第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を用いて、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤ及びＢｃｈのデューティ信号ＢＤの各デューティを演算する。Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティＡＤＤは、Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）によって演算される。Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティＢＤＤは、Ｂ１／（Ｂ１＋Ｂ２）によって演算される。
【００９３】
このようにマイコン１１４が第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を読み込み、デューティを演算するタイミングは、Ａｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤの立下りエッジ又は立上りエッジで割り込みをかけて演算処理する方法も考えられる。この方法であれば、確実に全部のカウント値ＴＣを取得することができるが、割り込み処理が入るとマイコン１１４の本来の処理が遅延してしまうことがある。
【００９４】
そこで、第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２の更新が必ずデューティ信号ＡＤ，ＢＤの基本周期Ｄｃｙ（図１０参照）よりも長い時間になることに着目し、その基本周期Ｄｃｙをマイコン１１４のメインループの時間よりも長く設定した。このように設定することで、マイコン１１４が第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を読み込んで、Ａｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【００９５】
また、図１１に示すように、ダイオード１２２ｃが１つ追加された３つ以上の構成の場合は、デューティ変換部１０６−１において、コンパレータも符号１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１で示すように３つ備え、これらコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１の非反転入力端「＋」と、各ダイオード１２２ａ〜１２２ｃのアノード側との間に、レベルシフト部１０６ｊ１を接続してもよい。
【００９６】
このレベルシフト部１０６ｊ１は、Ａｃｈ側〜Ｃｃｈ側の発生電圧を各々異なるレベルにオフセットさせて、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１の非反転入力端「＋」へ出力させる。従って、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１は、レベルシフト部１０６ｍでオフセットされた個々の電圧と鋸波Ｊ１とを比較して当該個々の電圧を各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤ，ＣＤに変換する。
【００９７】
このように第２実施形態の電力変換装置は、温度検出回路１００−３又は１００−４において、デューティ変換部１０６が、鋸波Ｊ１を生成する基準波生成部１０６ｋと、その鋸波Ｊ１と各チャンネルのダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、何れかの発生電圧をオフセットしてコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１に出力するレベルシフト部１０６ｊとを備える。そして、何れかのコンパレータ１０６ｂ１がレベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を、鋸波Ｊ１との比較に用いることにより、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１で変換される各デューティ信号ＡＤ，ＢＤが各々異なるデューティとなるようにした。
【００９８】
これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を確実に判別することができ、この判別後に各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換することができる。
【００９９】
また、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１が１つの基準波である鋸波Ｊ１をもとにデューティ変換を行うので、この変換動作が同期する。従って、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１の後段の切替スイッチ１０４で各デューティ信号ＡＤ，ＢＤを例えば交互に選択する際に、同一タイミングで交互に各デューティ信号ＡＤ，ＢＤを先頭から所定周期選択することが出来る。従って、各デューティ信号ＡＤ，ＢＤの同期が取れていない場合に各々のデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択位置が異なり、切替スイッチ１０４からの出力波形が乱れるといった事が無くなる。
【０１００】
また、基準波生成部１０６ｋが、鋸波Ｊ１のピークでパルス状のピーク信号Ｐ１を生成し、制御部１１０が、そのピーク信号Ｐ１に同期して、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１からの各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択制御を、切替スイッチ１０４に対して行うようにした。
【０１０１】
これによって、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１から出力される各々デューティの異なるデューティ信号を選択してマイコン１１４へ出力する切替スイッチ１０４の選択動作を、一定に生成されるピーク信号Ｐ１に同期させて行うので、マイコン１１４で適正にデューティ信号を取得することが出来る。また、一定に生成されるピーク信号Ｐ１に同期させてデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択を行うので、選択の誤動作を防止することができる。
【０１０２】
また、図８に示した温度検出回路１００−３の他に、この応用例である図１２に示す温度検出回路１００−５のように、デューティ変換部１０６−３が、基準波生成部１０６ｋと、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、基準波生成部１０６ｋで生成された鋸波Ｊ１のレベルをオフセットするレベルシフト部１０６ｊ２（第２のレベルシフト手段）とを備える。そして、何れかのコンパレータ１０６ａ１がレベルシフト部１０６ｊ２でオフセットされた鋸波Ｊ１を、Ａｃｈ側の発生電圧との比較に用いることにより、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにしてもよい。これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を、確実に各々異なるデューティのデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂに変換することができる。
【０１０３】
また、マイコン１１４は、切替スイッチ１０４から信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するタイマカウンタと、当該立上りエッジ又は立下りエッジで当該リセット前にタイマカウンタのカウント値ＴＣを第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２として保持するレジスタとを備え、レジスタに保持された第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を用いてデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを求める演算を含む演算処理を行う。本実施形態では、その演算処理を行うマイコン１１４のメインループの周期よりも、当該デューティ信号ＡＤ，ＢＤの周期を長く設定した。
【０１０４】
従って、デューティ信号ＡＤ，ＢＤの周期を、マイコン１１４のメインループの周期よりも長くしたので、マイコン１１４がレジスタ値を読み込んでデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【０１０５】
また、デューティ変換部１０６〜１０６−３は、複数チャンネルの発生電圧をパルス幅変調によりデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する際に、当該デューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティ比が１００％未満となるように制限する。
【０１０６】
このようにすれば、デューティ信号ＡＤ，ＢＤの立上りエッジ又は立下りエッジが必ず存在するので、マイコン１１４でデューティ信号ＡＤ，ＢＤを必ず識別することが可能となる。
【０１０７】
（第３実施形態）
図１３は、本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１０８】
図１３に示す温度検出回路１００−６は、複数の発生電圧を異なるデューティのデューティ信号に変換するデューティ変換部１０６−４を、コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」とＢｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード側との間に接続されたレベルシフト部１０６ｊと、基準波としての図１４(ｂ)に示す三角波Ｊ２を生成する基準波生成部１０６ｍとを用いてＰＷＭ変調するように構成したものである。
【０１０９】
レベルシフト部１０６ｊは、Ｂｃｈ側の発生電圧のレベルを、図１４（ｂ）に示すようにＡｃｈ側の発生電圧のレベルよりも低くオフセットし、且つコンパレータ１０６―１，１０６−２でそのＡｃｈ側又はＢｃｈ側のレベルと三角波Ｊ２とを比較してＡｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成した際に、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティが０〜４９％の範囲となり、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが５１〜１００％の範囲となるようにオフセットする。
【０１１０】
基準波生成部１０６ｍは、三角波Ｊ２を生成する他に、図１４（ｃ）に示すように、三角波Ｊ２の最下点（下ピークとも称す）で立上り、頂点（上ピークとも称す）で立下る矩形状のピーク信号（第２のピーク信号）Ｐ２を生成し、これを制御部１１０へ出力するようになっている。
【０１１１】
制御部１１０は、ピーク信号Ｐ２を基準に、図１４（ｄ）に示す切替制御信号Ｋ２を切替スイッチ１０４へ出力する。つまり、時刻ｔ１のピーク信号Ｐ２の立上りエッジによって切替制御信号Ｋ２が立上り、これに応じて切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わり、これによってデューティ信号ＡＤがデータ信号ＤＳ１としてフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【０１１２】
その後、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１の反転入力端「−」に供給される三角波Ｊ２が、時刻ｔ１から徐々に右肩上がりで立上って非反転入力端「＋」に供給されているＡｃｈ側の発生電圧のレベルを時刻ｔ２において上回ると、コンパレータ１０６ａ１から出力されているＡｃｈのデューティ信号ＡＤが、「Ｌ」から「Ｈ」に立上る。
【０１１３】
三角波Ｊ２が時刻ｔ３で上ピークとなると、ピーク信号Ｐ２が立ち下がる。更に、三角波Ｊ２が上ピークから立ち下がって時刻ｔ４においてＡｃｈ側の発生電圧を下回ると、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」から「Ｌ」へ立ち下がる。更に三角波Ｊ２が時刻ｔ５で下ピークになるとピーク信号Ｐ２が立ち上がり、その後、時刻ｔ５〜ｔ９において時刻ｔ１〜ｔ４と同様な動作を行うことにより所定デューティのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが切替スイッチ１０４で選択される。つまり、時刻ｔ１〜ｔ９において同じデューティのデューティ信号ＡＤが２つ連続してマイコン１１４へ出力される。
【０１１４】
次に、時刻ｔ９のピーク信号Ｐ２の立下りエッヂによって切替制御信号Ｋ２が立下り、これに応じて切替スイッチ１０４がＢｃｈのデューティ信号ＢＤを選択する側に切り替わり、これによってデューティ信号ＢＤがデータ信号ＤＳ１としてフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【０１１５】
その後、三角波Ｊ２が、時刻ｔ９から徐々に右肩上がりで立上ってレベルシフト部１０６ｊでオフセットされたＢｃｈ側の発生電圧のレベルを時刻ｔ１０において上回ると、コンパレータ１０６ｂ１から出力されているＢｃｈのデューティ信号ＢＤが、「Ｌ」から「Ｈ」に立上る。
【０１１６】
三角波Ｊ２が時刻ｔ１１で上ピークとなると、ピーク信号Ｐ２が立ち下がる。更に、三角波Ｊ２が上ピークから立ち下がって時刻ｔ１２において、オフセット後のＢｃｈ側の発生電圧を下回ると、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」から「Ｌ」へ立ち下がる。更に三角波Ｊ２が時刻ｔ１３で下ピークになるとピーク信号Ｐ２が立ち上がり、その後、時刻ｔ１３〜ｔ１７において時刻ｔ９〜ｔ１３と同様な動作を行うことにより所定デューティのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが切替スイッチ１０４で選択される。つまり、時刻ｔ９〜ｔ１７において同じデューティのデューティ信号ＢＤが２つ連続してマイコン１１４へ出力される。以降、時刻ｔ１〜ｔ１７と同様な動作が繰り返される。
【０１１７】
このように同じチャンネルのデューティ信号ＡＤ又はＢＤが２つ連続するようにしたのは次の理由による。例えば時刻ｔ９に示すＡｃｈのデューティ信号ＡＤからＢｃｈのデューティ信号ＢＤへの切替タイミングでは、同じ「Ｌ」レベルで切り替わるので、マイコン１１４でその切替タイミングが判別できない。この場合、Ａｃｈ又はＢｃｈの「Ｌ」が正確に検知できないので、Ａｃｈ又はＢｃｈのデューティを正確に検知でき無くなる。
【０１１８】
そこで、時刻ｔ９〜ｔ１７に示すように、連続する２つのＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知し、これをデューティ演算に用いれば正確にＢｃｈのデューティを求めることが出来る。Ａｃｈ側も同様である。
【０１１９】
このように第３実施形態の電力変換装置は、温度検出回路１００−６において、基準波生成部１０６ｍが基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波Ｊ２を生成すると共に三角波Ｊ２の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号Ｐ２を生成する。複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１が、レベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を含む複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を、三角波Ｊ２と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成する。そして、制御部１１０が、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１から出力される各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの内、ピーク信号Ｐ２をもとに同一のデューティ信号ＡＤ又はＢＤが少なくとも２つ以上連続するように、切替スイッチ１０４の選択を制御するようにした。
【０１２０】
これによって、第１及び第２実施形態と同様な効果を得ることができる。また、デューティ信号ＡＤ又はＢＤの同一チャンネルが少なくとも２つ以上連続するようになっているので、デューティ信号ＡＤ，ＢＤのチャンネル切替時に、同一「Ｌ」又は「Ｈ」レベルが連続し、この連続区間で何れのデータ信号か認識できず、正確なデューティがマイコン１１４で求められなくなるといったことを無くすことが出来る。即ち、２つの同一チャンネル（例えばＡｃｈ）のデューティ信号ＡＤが連続していれば、その「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知することができるので、これによって正確にマイコン１１４でデューティを求めることが出来る。
【０１２１】
この他、図１５に示す温度検出回路１００−７のように、ダイオード１２２ａとコンパレータ１０６ａ１の非反転入力端「＋」との間に保持手段としてのホールド部１３０ａを、ダイオード１２２ｂとレベルシフト部１０６ｊとの間にホールド部１３０ｂを接続してもよい。
【０１２２】
各ホールド部１３０ａ，１３０ｂは、図１６に示すように制御部１１０の切替制御信号Ｋ３による保持制御によって、切替制御信号Ｋ３がピーク信号Ｐ２の４周期分の「Ｈ」の場合にダイオード１２２ａからのＡｃｈ側の発生電圧を保持し、この保持された電圧をデューティ変換部１０６ａ１へ出力する。また、切替制御信号Ｋ３がピーク信号Ｐ２の４周期分の「Ｌ」の場合にダイオード１２２ｂからのＢｃｈ側の発生電圧を保持し、この保持された電圧をレベルシフト部１０６ｊを介してデューティ変換部１０６ｂへ出力する。
【０１２３】
このように制御すれば次のような効果が得られる。インバータ３０などの大電力を扱う装置においては、ノイズによる影響で正確にデータ信号を読み込めない場合がある。特にここで扱うデューティ信号はノイズによって波形が崩れると温度情報が変化してしまう。
【０１２４】
そこで、Ａｃｈ側又はＢｃｈ側の発生電圧をホールドして、このホールドされた発生電圧に基づく同一デューティ信号を複数回づつ送信し、マイコン１１４でその複数回のデューティ信号の読み取り値（温度値）を比較して、双方の差異が予め定めた基準値以内の場合のみ読み取り値（温度値）を採用するようにする。又は、同一データ信号が３回以上送信された場合は、それら読み取り値の内、多数を占める読み取り値のみを有効にする。更には、同一データ信号が３回以上送信された場合に、それら読み取り値の内、予め定めた基準値を超える読み取り値を排除し、残りの読み取り値を有効にする。
【０１２５】
これらのようにすれば、ダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデータ信号としてのデューティ信号はマイコン１１４で温度情報として採用されないので、誤認識が生じることは無くなる。また、マイコン１１４では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【０１２６】
ところで、図８に示したように上記第２実施形態の温度検出回路１００−３は、基準波生成部１０６ｋが鋸波Ｊ１を生成し、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１がレベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を含む複数チャンネルの発生電圧を、鋸波Ｊ１と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成する。そして、制御部１１０が図９（ａ）のように各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互に選択されるように切替スイッチ１０４を制御する。
【０１２７】
従って、第２実施形態の温度検出回路１００−３の構成の場合、各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互に伝送されるので、第３実施形態の三角波Ｊ２を用い同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続する構成に比べ、伝送を高速化することが出来る。
【０１２８】
（第４実施形態）
図１７は、本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１２９】
図１７に示す第４実施形態の温度検出回路１００−８が、図２に示した第２実施形態の温度検出回路１００−３と異なる点は、切替スイッチ１０４及び制御部１１０を無くし、デューティ変換部１０６−５を次のように構成したことにある。即ち、デューティ変換部１０６−５は、レベルシフト部１０６ｊと、２入力タイプの切替スイッチ１０５と、コンパレータ１０６ａｂと、鋸波Ｊ１及びピーク信号Ｐ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを備え、Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノードを切替スイッチ１０５の一方の入力端に接続し、切替スイッチ１０５の出力端をコンパレータ１０６ａｂの非反転入力端「＋」に接続し、また、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノードを切替スイッチ１０５の他方の入力端に接続し、更に、コンパレータ１０６ａｂの出力端をフォトカプラ１１２に接続した。更に、基準波生成部１０６ｋの鋸波Ｊ１がコンパレータ１０６ａｂの反転入力端「−」に供給され、ピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０５の制御端に供給されるようにした。
【０１３０】
このような構成によれば、Ａｃｈ側の発生電圧又はレベルシフト部１０６ｊによりオフセットされたＢｃｈ側の発生電圧が、ピーク信号Ｐ１に応じて切り替わる切替スイッチ１０５によって選択される。この選択されたＡｃｈ側又はＢｃｈ側の発生電圧が非反転入力端「＋」に供給され、この供給時に反転入力端「−」に供給される鋸波Ｊ１によって、各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換される。この変換されたデューティ信号ＡＤ，ＢＤがフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３１】
このような第４実施形態の電力変換装置の温度検出回路１００−８によっても、第２実施形態と同様な効果を得ることが出来る。
【０１３２】
（第５実施形態）
図１８は、本発明の第５実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１３３】
図１８に示す第４実施形態の温度検出回路１００−９が、図１２に示した第２実施形態の応用例の温度検出回路１００−５と異なる点は、切替スイッチ１０４及び制御部１１０を無くし、デューティ変換部１０６−６を次のように構成したことにある。即ち、デューティ変換部１０６−６は、レベルシフト部１０６ｊ２と、４入力タイプで２出力タイプの切替スイッチ１０６と、コンパレータ１０６ａｂと、鋸波Ｊ１及びピーク信号Ｐ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを備えて構成されている。但し、切替スイッチ１０６は、第１及び第２の入力端及び第１出力端の切替構成と、第３及び第４の入力端及び第２出力端の切替構成とを備えて構成されている。
【０１３４】
Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノードを切替スイッチ１０６の第１入力端に接続し、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノードを第２入力端に接続し、第１出力端をコンパレータ１０６ａｂの非反転入力端「＋」に接続した。また、基準波生成部１０６ｋからの鋸波Ｊ１が供給されるレベルシフト部１０６ｊの出力端を切替スイッチ１０６の第３入力端に接続し、切替スイッチ１０６の鋸波Ｊ１の出力端を第４入力端に接続し、第２出力端をコンパレータ１０６ａｂの反転入力端「−」に接続した。更に、基準波生成部１０６ｋのピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０６の制御端に供給されるようにした。
【０１３５】
このような構成によれば、ピーク信号Ｐ１に応じて切替スイッチ１０６の第１入力端が第１出力端に接続され、第３入力端が第２出力端に接続されている場合に、コンパレータ１０６ａの非反転入力端「＋」にＡｃｈ側の発生電圧が供給され、反転入力端「−」にオフセットされた鋸波Ｊ１が供給される。これによって、Ａｃｈ側の発生電圧が所定デューティのデューティ信号ＡＤに変換されてフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３６】
その後、次のピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０６に入力されると、第２入力端が第１出力端に接続され、第４入力端が第２出力端に接続され、コンパレータ１０６ａの非反転入力端「＋」にＢｃｈ側の発生電圧が供給され、反転入力端「−」に鋸波Ｊ１が供給される。これによって、Ｂｃｈ側の発生電圧が所定デューティのデューティ信号ＢＤに変換されてフォトカプラ１１２へ出力される。以降、このようにＡｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互にフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３７】
このような第５実施形態の電力変換装置の温度検出回路１００−９によっても、第２実施形態の応用例と同様な効果を得ることが出来る。
【０１３８】
但し、上述した基準波生成部１０６ｋの詳細回路は、図１９に示すように、電源１２６と、定電流回路１３１ａ，１３１ｂと、コンパレータ１３４と、スイッチ１３５，１３６と、コンデンサＣ１と、抵抗器Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅとを備えて構成されている。この構成において、コンパレータ１３４が非反転入力端「＋」を介してコンデンサＣ１の電圧を検出しており、その電圧が低ければ定電流回路１３１ａがコンデンサＣ１に電流を供給する。これにより電圧が徐々に高くなり、この電圧が所定値となるとコンパレータ１３４がオンとなってピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１でスイッチ１３５，１３６をオンする。
【０１３９】
これによって、定電流回路１３１ａに直列接続され、当該定電流回路１３１ａよりも引き込み電流が２倍大きな定電流回路１３１ｂでコンデンサＣ１の電荷が放電され、コンデンサＣ１の電圧値が急激に下がる。この電圧が所定値以下となるとピーク信号Ｐ１が無くなってスイッチ１３５，１３６がオフとなり、コンデンサＣ１へのチャージが再度開始される。以降同様に繰り返され、鋸波Ｊ１が連続して生成される。なお、温度検出回路１００−８〜１００−９には鋸波Ｊ１を発生する基準波生成部１０６ｂを用いたが、三角波Ｊ２及びピーク信号Ｐ２を発生する基準波生成部１０６ｍを用いても良い。
【０１４０】
この他、上述の実施形態における温度検出回路１００〜１００−７において、デューティ変換部１０６〜１０６−４を、図２０に示すように、Ａｃｈ側及びＢｃｈの発生電圧をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ１４１でデジタル信号に変換し、このデジタル信号の幅をタイマ１４２によるカウンタ値で読むことによりデューティ信号を得る構成としてもよい。デジタル信号の幅をタイマ１４２によるカウンタ値で読むとは、例えばデューティ信号の１周期が「１００」であるとすると、デジタル信号の「Ｈ」の幅を「１０」、「Ｌ」の幅を「９０」として読み、デューティ「１０」のデューティ信号を得るようにする。
【０１４１】
このようにデューティ変換部にＡ／Ｄコンバータ１４１及びタイマ１４２を用いた構成では、図８に示した温度検出回路１００―３のような鋸波Ｊ１のピークからの電圧低下の遅れによるデューティの変化を考えなくてもよい。
【０１４２】
例えば、図２１（ｂ）に示すように、第２実施形態の温度検出回路１００−３における鋸波Ｊ１のピークからの立下りは、鋸波Ｊ１を生成するための図示せぬコンデンサに電荷を充放電する内の放電により行っているので、放電に必要以上に時間がかかることがある。このため時刻ｔ９から必要以上に時間経過ｔｄｂした時刻ｔ９ｂまでかかる場合がある。
【０１４３】
このように放電に時間がかかると、鋸波Ｊ１の立下りエッジの傾斜が滑らかになる。この滑らかな立下りエッジの場合、実際には時刻ｔ９でＢｃｈ側の発生電圧を下回る立下りエッヂが、時間ｔｄａ遅れた時刻ｔ９ａでＢｃｈ側の発生電圧を下回り、この時点でヘッダ信号ＨｄＢからＢｃｈのデューティ信号ＢＤへ切り替わることになる。この場合、遅れ時間ｔｄａ分、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが所定のものと異なることになる。このようにデューティが異なるとマイコン１１４が誤った値として認識する虞が有る。
【０１４４】
しかし、上記のデューティ変換部にＡ／Ｄコンバータ１４１及びタイマ１４２を用いた構成では、鋸波Ｊ１のように放電時の電圧低下の時間を考える必要はないため、デューティが変化しないので、マイコン１１４が誤って認識することが無くなる。
【符号の説明】
【０１４５】
１０ 電力変換装置
２０ コンバータ
２１，２２ スイッチング素子
２３ コンデンサ
２４ リアクトル
３０ インバータ
３４〜３９ スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード
ＭＧ モータジェネレータ
１００，１００−１〜１００−９ 温度検出回路
１０２ スイッチング回路
１０４〜１０６ 切替スイッチ
１０６〜１０６−６ デューティ変換部
１１０ 制御部
１１２ フォトカプラ
１１４ マイコン
１１６ バッファ
３５ａ，３５ｂ スイッチング素子
１２０ａ，１２０ｂ パッケージ
１２２ａ，１２２ｂ ダイオード
１２４ａ，１２４ｂ，１３１ａ，１３１ｂ 定電流回路
１２６ 電源
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ 抵抗器
１３０ａ，１３０ｂ ホールド部
１０６ａ，１３４ コンパレータ
１０６ｂ，１０６ｃ 基準波生成部
Ｐ１，Ｐ２ ピーク信号
Ｊ１ 鋸波
Ｊ２ 三角波
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 切替制御信号
ＡＤ，ＢＤ デューティ信号
ＤＳ〜ＤＳ１ データ信号
１３５，１３６ スイッチ
１４１ Ａ／Ｄコンバータ
１４２ タイマ
Ｃ１ コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電力変換用の半導体素子を用いて交流モータやモータジェネレータを駆動する電力変換装置に関し、特に半導体素子の温度を温度検出素子で検出する機能を有する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の電力変換装置のように、スイッチング素子などの半導体素子の検出温度をアナログ信号で出力し、これをデジタル信号へ変換した後、マイコン（マイクロコンピュータ）で検出して温度を認識する回路が備わっている。
【０００３】
アナログ信号をデジタル信号に変調して出力する手法として、ＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）と呼ばれる方式が広く知られている。この変調方式は、例えば特許文献２に記載のように三角波もしくは鋸波などの基準波形とアナログ入力信号とのレベルをコンパレータなどで比較してデジタル信号を生成する。又は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータによって取得したデジタル値に従ってデューティ信号を生成するデューティ変換手段を用いるなどの方式が一般的である。
【０００４】
このようなアナログ／デジタル変換を行う前述の特許文献１の電力変換装置では、インバータの３相電力を出力する半導体素子としてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）には、温度検出素子としてのダイオードが内蔵されている。このダイオードの電圧をデジタル信号に変換してマイコンへ送出することで、マイコンがＩＧＢＴの温度を認識することができ、これによって最適な制御を行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５１７７５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３７０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１の電力変換装置では、複数のＩＧＢＴを並列に接続して使用することがある。この場合、電力変換装置を安全に制御するために、特に高温側のＩＧＢＴの温度をマイコンが検知する必要がある。このため、特許文献１では、高温度側のＩＧＢＴの温度のみを選択してマイコンへ送出するようになっている。しかし、実際にはダイオード等の温度検出素子の検出特性にばらつきがあるため、単純に温度検出素子の電圧を検出しただけでは、どちらのＩＧＢＴの温度が高いのかを正確に判別することができないという問題がある。
【０００７】
高温側のＩＧＢＴの温度を適正に検知するためには、予め検知誤差が許容範囲内の温度検出素子を選別するか、又は、温度検出素子のばらつきそのものを改善する等の対策が必要であり、これらの対策を実施する場合、コスト高となってしまう問題がある。
【０００８】
また、複数のＩＧＢＴの温度を正確に認識するために、図１に示すように、２つのアナログ温度信号１，２を各々、個別のデューティ変換手段３，４に入力して各デューティ信号５，６に変換し、これを個別のフォトカプラ７，８を介してマイコン９に入力する構成も考えられる。しかし、このような２系統の信号伝達経路を設けた場合、フォトカプラ７，８が２つになることや、マイコン９への配線領域が増加するため、コストが高くなったり、全体のサイズが大きくなったりする問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電力変換を行う複数の半導体素子の温度を正確に検知することができ、これを安価で小型な回路で実現することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、前記複数の温度検出素子の各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号に変換する複数のデューティ変換手段と、前記複数のデューティ変換手段で変換された各々デューティの異なるデューティ信号を選択する選択手段と、
前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、選択手段で選択されて１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記選択手段の出力側に、この選択手段で選択された前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、各半導体素子の温度を正確に検知することが出来る。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組同士のデューティ信号を比較し、互いの差異が予め定めた基準値以内の場合にのみデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、温度検出素子の発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデューティ信号は演算制御手段で温度情報として採用されなくなるので、演算制御手段が温度情報の誤認識を行うことが無くなる。言い換えれば、演算制御手段では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組内のデューティ信号の中から、予め定めた基準値を超えるデューティ信号を排除し、排除されないデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、温度検出素子の発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデューティ信号は演算制御手段で温度情報として採用されなくなるので、演算制御手段が温度情報の誤認識を行うことが無くなる。言い換えれば、演算制御手段では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段で生成された基準波と前記複数の温度検出素子の発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号に変換する複数の演算増幅手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、各デューティ変換手段が１つの基準波をもとにデューティ変換を行うので、この変換動作が同期する。従って、各デューティ変換手段の後段の選択手段で各デューティ信号を例えば交互に選択する際に、同一タイミングで交互に各デューティ信号を先頭から所定周期選択することが出来る。従って、各デューティ信号の同期が取れていない場合に各々のデューティ信号の選択位置が異なり、選択手段からの出力波形が乱れるといった事が無くなる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段を更に備え、前記複数の演算増幅手段の何れかが前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を、前記基準波との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、複数の温度検出素子の発生電圧を確実に判別することができ、この判別後に各々異なるデューティのデューティ信号に変換することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記基準波生成手段で生成された基準波のレベルをオフセットする第２のレベルシフト手段を更に備え、前記複数の演算増幅手段の何れかが前記第２のレベルシフト手段でオフセットされた基準波を前記発生電圧との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、複数の温度検出素子の発生電圧を、確実に各々異なるデューティのデューティ信号に変換することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波のピークでピーク信号を生成し、前記制御手段は、前記基準波生成手段で生成されるピーク信号に同期して、前記複数の演算増幅手段からの各々デューティの異なるデューティ信号の選択制御を、前記選択手段に対して行うことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、複数の演算増幅手段から出力される各々デューティの異なるデューティ信号を選択して演算制御手段へ出力する選択手段の選択動作を、一定に生成されるピーク信号に同期させて行うので、演算制御手段で適正にデューティ信号を取得することが出来る。また、一定に生成されるピーク信号に同期させてデューティ信号の選択を行うので、選択の誤動作を防止することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、前記演算制御手段は、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力される前記デューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するカウンタと、当該立上りエッジ又は当該立下りエッジで当該リセット前にカウンタのカウント値をレジスタ値として保持するレジスタとを備え、前記レジスタに保持されたレジスタ値を用いて前記デューティ信号のデューティを求める演算を含む演算処理を行い、この演算処理を行う演算制御手段のメインループの周期よりも当該デューティ信号の周期が長く設定されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、デューティ信号の周期を、演算制御手段のメインループの周期よりも長くしたので、演算制御手段がレジスタ値を読み込んでデューティ信号のデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、前記複数のデューティ変換手段の何れかは、前記複数の温度検出素子の発生電圧をデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比が１００％未満となるように制限することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、デューティ信号のデューティ比を１００％未満とすれば、必ずデューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジが存在するので、演算制御手段でデューティ信号を必ず識別することが可能となる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波を生成すると共に当該三角波の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号を生成し、前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記三角波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、前記制御手段は、前記複数の演算増幅手段から出力される各々デューティが異なるデューティ信号の内、前記第２のピーク信号をもとに同一のデューティ信号が少なくとも２つ以上連続するように、前記選択手段の選択を制御することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続するようになっているので、デューティ信号の切替時に、同一「Ｌ」又は「Ｈ」レベルが連続し、この連続区間で何れのデューティ信号か認識できず、正確なデューティが演算制御手段で求められなくなるといったことを無くすことが出来る。即ち、２つの同一デューティ信号が連続していれば、例えばそれら「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知することができるので、これによって正確にデューティを求めることが出来る。
【００３２】
請求項１２に記載の発明は、前記基準波生成手段は、前記基準波として立上りと立下りを一定周期で繰り返す鋸波を生成し、前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記鋸波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、前記制御手段は、前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に伝送されるので、上記請求項１１の三角波を用い同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続する構成に比べ、伝送を高速化することが出来る。
【００３４】
請求項１３に記載の発明は、前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をパルス幅変調による所定のデューティのデューティ信号に変換する手段に代え、前記複数の温度検出素子の発生電圧の何れかをデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、その変換されたデジタル信号の幅を所定デューティのデューティ信号に変換するカウンタ手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、アナログ／デジタル変換手段で複数種類の発生電圧をデジタル信号に変換するので、パルス幅変調によりデューティ信号に変換する手段のようにパルス幅変調を行うための基準波の電圧が変化することが無くなるので、適正なデューティのデューティ信号を得ることができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、前記複数の温度検出素子の何れかの発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段と、このレベルシフト手段でオフセットされた発生電圧と、当該複数の温度検出素子のオフセットされない発生電圧とを選択する選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該基準波生成手段で生成された基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００３８】
請求項１５に記載の発明は、直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成すると共に当該基準波のピークでピーク信号を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段からの基準波をオフセットするレベルシフト手段と、前記複数の温度検出素子の発生電圧を選択すると共に、前記レベルシフト手段でオフセットされた基準波又はオフセットされていない基準波の何れかを選択し、これら選択動作が前記ピーク信号の入力に応じて同時に行われる選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該オフセット後の基準波又はオフセットされていない基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、複数の温度検出素子で個別に検出される複数の半導体素子の温度を示す電圧が、個別にデューティ変換手段で変換された後、１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって半導体素子の温度検出部分の回路を、安価で小型に実現することができる。
【００４０】
請求項１６に記載の発明は、前記デューティ変換手段の出力側に、当該デューティ変換手段からのデューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする。
【００４１】
この構成によれば、各半導体素子の温度を正確に検知することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図４】第１実施形態の電力変換装置の温度検出回路のマイコンに入力されるデータ信号の配列パターンを示す図である。
【図５】第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第１変形例の構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第２変形例の構成を示すブロック図である。
【図７】第２変形例の電力変換装置の温度検出回路のマイコンに入力されるデータ信号の配列パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１０】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路のマイコンの演算処理を説明するための信号波形図である。
【図１１】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第１変形例の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の第２変形例の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１５】第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１６】第３実施形態の変形例に係る電力変換装置の温度検出回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】鋸波生成用の基準波生成部の詳細回路構成を示すブロック図である。
【図２０】本実施形態の電力変換装置の温度検出回路のデューティ変換部の他の構成を示すブロック図である。
【図２１】第２実施形態の電力変換装置の温度検出回路の欠点を説明するための信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００４４】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図２に示す温度検出回路１００は、モータジェネレータＭＧに接続されたスイッチング回路１０２と、Ａｃｈ（Ａチャンネル）側デューティ変換部（デューティ変換手段）１０６ａと、Ｂｃｈ（Ｂチャンネル）側デューティ変換部（デューティ変換手段）１０６ｂと、切替スイッチ（選択手段）１０４と、制御部（制御手段）１１０と、フォトカプラ（信号伝達素子）１１２と、マイコン（演算制御手段）１１４と、バッファ１１６とを備えて構成されている。
【００４６】
スイッチング回路１０２は、図３に示す電力変換装置１０に備えられており、電力変換装置１０は、コンバータ２０と、モータジェネレータＭＧを駆動制御するインバータ３０とを備え、マイコン１１４により制御されるように構成されている。
【００４７】
コンバータ２０には、バッテリ４０が接続され、バッテリ４０はコンバータ２０に直流電力を供給すると共に、コンバータ２０から回生される直流電力を蓄電する。また、コンバータ２０は、バッテリ４０から供給された直流電力を昇圧してインバータ３０へ出力し、インバータ３０から出力された直流電力を降圧してバッテリ４０へ出力する。更に、コンバータ２０は、コンデンサ２３と、リアクトル２４と、高圧側の半導体素子である上アーム用のスイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）２１と、高圧ＧＮＤ（グランド）側の半導体素子である下アーム用のスイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）２２と、ダイオードＤ１，Ｄ２を含んで構成されている。
【００４８】
これら構成要素は、バッテリ４０の正極側にコンデンサ２３及びリアクトル２４の一端が接続され、負極側にコンデンサ２３の他端とスイッチング素子２２のエミッタ端子が接続されている。スイッチング素子２１とスイッチング素子２２とは直列に接続されており、リアクトル２４の他端は、その間、つまりスイッチング素子２１のエミッタ端子及びスイッチング素子２２のコレクタ端子に接続されている。
【００４９】
上アーム用のスイッチング素子２１のコレクタ端子は、インバータ３０の一端側に接続されている。下アーム用のスイッチング素子２２のエミッタ端子は、インバータ３０の他端側に接続されている。スイッチング素子２１のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１が接続され、同様にスイッチング素子２２のコレクタ−エミッタ間にもダイオードＤ２が接続されている。
【００５０】
モータジェネレータＭＧは、インバータ３０に接続されており、バッテリ４０から供給される電力により駆動する。発電機として働く場合は、交流電力をインバータ３０に出力する。
【００５１】
インバータ３０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相はコンバータ２０に並列に接続され、このコンバータ２０によって昇圧された直流電力を三相交流に変換して、モータジェネレータＭＧに出力する。また、モータジェネレータＭＧが発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧから出力される交流電力を直流に変換してコンバータ２０に出力する。更に、インバータ３０は、コンバータ２０との接続側に、蓄電の役割も有するサージ電圧吸収用のコンデンサ３１を備えている。
【００５２】
インバータ３０のＵ相は、高圧側の半導体素子の上アーム用のスイッチング素子３４と高圧ＧＮＤ側の半導体素子の下アーム用のスイッチング素子３５とが直列に接続されてなる。同様に、Ｖ相は上アーム用のスイッチング素子３６と下アーム用のスイッチング素子３７、Ｗ相は上アーム用のスイッチング素子３８と下アーム用のスイッチング素子３９が直列に接続されてなる。
【００５３】
各スイッチング素子３４〜３９のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。ＵＶＷ各相の中間点は、モータジェネレータＭＧの各相コイル（図示略）の各相端に接続されている。ここで、コンバータ２０及びインバータ３０にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、ＩＧＢＴ等のパワーデバイスが用いられているとする。
【００５４】
更に、コンバータ２０の各スイッチング素子２１，２２及びインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９は、上アーム用のスイッチング素子がオンの場合は下アーム用のスイッチング素子がオフ、上アーム用のスイッチング素子がオフの場合は下アーム用のスイッチング素子がオンとなるように、マイコン１１４でスイッチング制御（オン／オフ制御）される。
【００５５】
この電力変換装置１０によれば、制御部１１によるコンバータ２０の各スイッチング素子２１，２２及びインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９のスイッチング制御によって、バッテリ４０の直流電力がコンバータ２０で昇圧されてインバータ３０で三相交流に変換され、この三相交流でモータジェネレータＭＧが駆動される。一方、モータジェネレータＭＧが発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧから出力される交流電力がインバータ３０で直流電力に変換され、更にコンバータ２０で降圧されてバッテリ４０に回生される。
【００５６】
ところで、電力変換装置１０のインバータ３０の各スイッチング素子３４〜３９は、詳細には、スイッチング素子３５に代表して破線枠１０２で囲むように、図２に示す構成のスイッチング回路１０２となっている。
【００５７】
スイッチング回路１０２は、モータジェネレータＭＧとアース（グランド）間に並列接続された２つのスイッチング素子３５ａ，３５ｂと、これらスイッチング素子３５ａ，３５ｂに個別に対応付けられて一点鎖線枠１２０ａ，１２０ｂで示すように１パッケージ化された温度検出素子としての２つのダイオード１２２ａ，１２２ｂと、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂのアノード側に個別に接続された２つの定電流回路１２４ａ，１２４ｂと、これら定電流回路１２４ａ，１２４ｂに電流を供給する電源１２６と、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂの各々のベース端とバッファ１１６との間に接続された２つの抵抗器Ｒａ，Ｒｂとを備えて構成されている。但し、電源１２６は、コンバータ２０を介したバッテリ４０である。
【００５８】
ここで、一方のダイオード１２２ａをＡｃｈ側、他方のダイオード１２２ｂをＢｃｈ側と定義する。Ａｃｈ側のダイオード１２２ａには、スイッチング素子３５ａの温度に応じた量の電流が定電流回路１２４ａから流れ、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂには、スイッチング素子３５ｂの温度に応じた量の電流が定電流回路１２４ｂから流れるようになっている。Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノード端はＡｃｈ側デューティ変換部１０６ａに配線接続され、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード端はＢｃｈ側デューティ変換部１０６ｂに配線接続されている。
【００５９】
Ａｃｈ側デューティ変換部１０６ａは、Ａｃｈ側の発生電圧であるアナログ信号をＰＷＭ変調してデューティが０〜４９％のＡｃｈのデューティ信号（デジタル信号）ＡＤに変換し、これを切替スイッチ１０４の一方の入力端へ出力する。Ｂｃｈ側デューティ変換部１０６ｂは、Ｂｃｈ側の発生電圧であるアナログ信号をＰＷＭ変調してデューティが５１〜１００％のＢｃｈのデューティ信号（デジタル信号）ＢＤに変換し、これを切替スイッチ１０４の他方の入力端へ出力する。つまり、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤとＢｃｈのデューティ信号ＢＤとは、デューティが異なる固有の信号となっている。図４（ａ）にＡｃｈのデューティ信号ＡＤ及びＢｃｈのデューティ信号ＢＤの一例を示す。
【００６０】
切替スイッチ１０４は、Ａｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢＤを、制御部１１０の制御に応じて図４（ａ）に示すように交互に選択してフォトカプラ１１２へ出力する。これによってＡｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢＤが交互に配列されるデータ信号ＤＳが、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【００６１】
マイコン１１４は、データ信号ＤＳの信号配列から異なるデューティを検出してＡｃｈのデューティ信号ＡＤ又はＢｃｈのデューティ信号ＢＤを検出し、この検出したデューティ信号ＡＤ，ＢＤから半導体素子であるスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度を検知する。この検知に応じてバッファ１１６を介してスイッチング素子３５ａ又は３５ｂが所定の温度以下となるように制御する。
【００６２】
ここで、温度検出素子であるダイオード１２２ａ，１２２ｂには、製造時の特性バラツキがあり、このため、検出温度情報であるデューティ信号ＡＤ，ＢＤも誤差を含むことになる。そこで、マイコン１１４に予めダイオード１２２ａ，１２２ｂの特性バラツキ、例えばダイオード１２２ａは出力特性に３％のバラツキ、ダイオード１２２ｂは５％のバラツキがあることを記憶しておき、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤから検知される温度情報に対して３％の補正を行い、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤから検知される温度情報に対して５％の補正を行う。
【００６３】
このような第１実施形態の電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００として、各スイッチング素子３５ａ，３５ｂに対応付けられた複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂと、これらデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを選択する切替スイッチ１０４と、この切替スイッチ１０４で各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該切替スイッチ１０４を制御する制御部１１０とを備えて構成した。
【００６４】
これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂで個別に検出される複数のスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度を示す電圧が、個別に各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂで変換された後、切替スイッチ１０４で選択されて１系統の信号伝送経路で伝送される。従って、従来のような複数の温度情報分の系統数の信号伝送経路が不要となるので、信号伝送経路毎の後段に必要であったフォトカプラ等の信号伝達素子や各経路の配線領域を削減することが出来る。これによって電力変換装置１０おけるスイッチング素子３５ａ，３５ｂの温度検出回路１００を、安価で小型に実現することができる。
【００６５】
また、切替スイッチ１０４の出力側に、フォトカプラ１１２を介して接続された演算制御手段としてのマイコン１１４は、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂの特性バラツキを記憶し、切替スイッチ１０４からフォトカプラ１１２を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、その記憶された特性バラツキで補正する。これによって、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂの温度を正確に検知することが出来る。
【００６６】
また、図５に示す温度検出回路１００−１のように、各ダイオード１２２ａ，１２２ｂと各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂとの間に、ダイオード１２２ａ，１２２ｂ毎の発生電圧を保持する保持手段としてのホールド部１３０ａ，１３０ｂを接続してもよい。各ホールド部１３０ａ，１３０ｂは、制御部１１０の保持制御によって各ダイオード１２２ａ，１２２ｂからの発生電圧を保持し、この保持された電圧をデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂへ出力し、また、解除制御によってその保持を解除する。
【００６７】
各ホールド部１３０ａ，１３０ｂがＡｃｈの発生電圧とＢｃｈの発生電圧を保持して出力している間は、各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂにおいて同一電圧がデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換されて切替スイッチ１０４へ出力されることになる。そこで、制御部１１０は、図４（ｂ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号２０１及びＢｃｈのデューティ信号２０２の組が同一順序で例えば２組、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力されるように切替スイッチ１０４を制御する。
【００６８】
この後、制御部１１０は、各ホールド部１３０ａ，１３０ｂの保持を一旦解除し、再度保持制御によって各ダイオード１２２ａ，１２２ｂからの新たな発生電圧を保持させる。そして、図４（ｂ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号２１１及びＢｃｈのデューティ信号２１２の組が同一順序で例えば２組、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力されるように切替スイッチ１０４を制御する。なお、この制御は、図４（ｃ）に示すようにＡｃｈとＢｃｈとが逆になるように行ってもよい。
【００６９】
このように制御すれば次のような効果が得られる。インバータ３０などの大電力を扱う装置においては、ノイズによる影響で正確にデータ信号を読み込めない場合がある。特にここで扱うデューティ信号はノイズによって波形が崩れると温度情報が変化してしまう。
【００７０】
そこで、上述の図４（ｂ）又は（ｃ）に示したように、同一デューティ信号を少なくとも２回送信し、マイコン１１４でその２回のデューティ信号の読み取り値（温度値）を比較して、双方の差異が予め定めた基準値以内の場合のみ読み取り値（温度値）を採用するようにする。又は、同一データ信号が３回以上送信された場合は、それら読み取り値の内、多数を占める読み取り値のみを有効にする。更には、同一データ信号が３回以上送信された場合に、それら読み取り値の内、予め定めた基準値を超える読み取り値を排除し、残りの読み取り値を有効にする。
【００７１】
これらのようにすれば、ダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデータ信号としてのデューティ信号はマイコン１１４で温度情報として採用されないので、誤認識が生じることは無くなる。また、マイコン１１４では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【００７２】
また、上記では、温度検出素子としてのダイオード１２２ａ，１２２ｂが２つの構成を示したが、図６に示すように、ダイオード１２２ｃが１つ追加された３つの構成の場合でも上述同様に効果を得ることが出来る。即ち、３つの構成の場合、バッファ１１６の出力側に抵抗器Ｒｃを介して接続されたスイッチング素子３５ｃに、一点鎖線枠１２０ｃで示すようにＣｃｈ側のダイオード１２２ｃが対応付けられて１パッケージ化されており、そのＣｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード端が、Ｃｃｈ側デューティ変換部１０６ｃに配線接続されている。更に、各デューティ変換部１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃが３入力タイプの切替スイッチ１０４−１に接続されている。
【００７３】
但し、この構成の場合、各デューティ変換部１０６ａ〜１０６ｃは各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤ，ＣＤとなるようにＰＷＭ変調を行う。例えば、Ａｃｈ側デューティ変換部１０６ａはＡｃｈ側の発生電圧をデューティが０〜３３％のＡｃｈのデューティ信号ＡＤとなるようにＰＷＭ変調し、Ｂｃｈ側デューティ変換部１０６ｂはＢｃｈ側の発生電圧をデューティが３４〜６６％のＢｃｈのデューティ信号ＢＤとなるようにＰＷＭ変調し、Ｃｃｈ側デューティ変換部１０６ｃはＣｃｈ側の発生電圧をデューティが６７〜１００％のＣｃｈのデューティ信号ＣＤとなるようにＰＷＭ変調する。
【００７４】
このような構成の温度検出回路１００−２では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤ、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤ、Ｃｃｈのデューティ信号ＣＤが、ＡＤ、ＢＤ及びＣＤ、又は、ＡＤ、ＣＤ及びＢＤ、又は、ＣＤ、ＢＤ及びＡＤの順で配列されて、フォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【００７５】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【００７６】
図８に示す温度検出回路１００−３は、複数の発生電圧を異なるデューティのデューティ信号に変換するデューティ変換部１０６を、オペアンプによるコンパレータ（演算増幅手段）１０６ａ１，１０６ｂ１と、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」とＢｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード側との間に接続されたレベルシフト部１０６ｊと、基準波としての図９(ｂ)に示す鋸波Ｊ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを用いてＰＷＭ変調するように構成したものである。
【００７７】
レベルシフト部１０６ｊは、Ｂｃｈ側の発生電圧のレベルを、図９（ｂ）に示すようにＡｃｈ側の発生電圧のレベルよりも高くオフセット（レベルシフト）し、且つコンパレータ１０６―１，１０６−２でそのＡｃｈ側又はＢｃｈ側のレベルと鋸波Ｊ１とを比較してＡｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成した際に、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティが０〜４９％の範囲となり、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが５１〜１００％の範囲となるようにオフセットする。
【００７８】
一方のコンパレータ１０６ａ１は、非反転入力端「＋」がＡｃｈ側のダイオード１２２ａのアノード側に接続され、反転入力端「−」が基準波生成部１０６ｂの鋸波Ｊ１の生成端に接続され、出力端が切替スイッチ１０４の一方の入力端に接続されている。
【００７９】
他方のコンパレータ１０６ｂ１は、非反転入力端「＋」がレベルシフト部１０６ｊの出力端に接続され、反転入力端「−」が基準波生成部１０６ｂの鋸波Ｊ１の生成端に接続され、出力端が切替スイッチ１０４の他方の入力端に接続されている。
【００８０】
基準波生成部１０６ｋは、鋸波Ｊ１を生成する他に、鋸波Ｊ１の立下りエッジで図９（ｃ）に示す細長く立上るパルス状のピーク信号Ｐ１を生成し、これを制御部１１０へ出力するようになっている。
【００８１】
制御部１１０は、ピーク信号Ｐ１を基準に、図９（ｄ）に示す切替制御信号Ｋ１を切替スイッチ１０４へ出力する。つまり、時刻ｔ１の鋸波Ｊ１の頂点（ピーク）によりピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１によって切替制御信号Ｋ１が立ち上がり、これに応じて切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わる。また、鋸波Ｊ１はピークから「Ｌ」まで瞬時に立ち下がって、再度徐々に右肩上がりで立上りコンパレータ１０６ａ１の反転入力端「−」に供給される。この鋸波Ｊ１の供給によってコンパレータ１０６ａ１からのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」となる。
【００８２】
その徐々に立上る鋸波Ｊ１のレベルが、時刻ｔ２において、コンパレータ１０６ａ１の非反転入力端「＋」に供給されているＡｃｈ側の発生電圧レベルを超えると、コンパレータ１０６ａ１からのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がる。
【００８３】
更に、鋸波Ｊ１のレベルが徐々に高くなって時刻ｔ３でピークになると、ピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１で切替スイッチ１０４がＢｃｈのデューティ信号ＢＤを選択する側に切り替わる。また、鋸波Ｊ１はピークから「Ｌ」まで瞬時に立ち下がって、再度徐々に右肩上がりで立上りコンパレータ１０６ｂ１の反転入力端「−」に供給される。この鋸波Ｊ１の供給によってコンパレータ１０６ｂ１からのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」となる。
【００８４】
その徐々に立上る鋸波Ｊ１のレベルが、時刻ｔ４において、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」に供給されているＢｃｈ側の発生電圧レベルを超えると、コンパレータ１０６ｂ１からのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がる。
【００８５】
更に、鋸波Ｊ１のレベルが徐々に高くなって時刻ｔ５でピークになると、ピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１で切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わる。以降、時刻ｔ１〜ｔ５と同様な動作が繰り返される。
【００８６】
次に、図９（ａ）に示すデータ信号ＤＳがフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４に入力された場合の演算処理について説明する。そのデータ信号ＤＳを図１０（ａ）にも示す。
【００８７】
マイコン１１４は、図示せぬタイマカウンタと、第１及び第２のレジスタとを内蔵している。図１０（ｂ）にタイマカウンタのカウント値ＴＣ、（ｃ）に第１のレジスタの第１レジスタ値ＲＴ１、（ｄ）に第２のレジスタの第２レジスタ値ＲＴ２を示す。
【００８８】
タイマカウンタは、データ信号ＤＳの立上りエッジ又は立下りエッジでカウント値ＴＣをリセットし、データ信号ＤＳの「Ｌ」又は「Ｈ」の区間をゼロからカウントする。第１のレジスタは、データ信号ＤＳの立下りエッジでカウント値ＴＣを取得し、これを第１レジスタ値ＲＴ１として保持する。第２のレジスタは、データ信号ＤＳの立上りエッジでカウント値ＴＣを取得し、これを第２レジスタ値ＲＴ２として保持する。
【００８９】
例えば、図１０の時刻ｔ１においてＡｃｈのデューティ信号ａｄが立ち下がると、この立下りエッジでタイマカウンタのＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間のカウント値ＴＣである「Ａ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にカウント値「Ａ１」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｌ」区間をカウントする。時刻ｔ２においてＢｃｈのデューティ信号ＢＤが立上ると、この立上りエッジでＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｌ」区間のカウント値ＴＣの「Ａ２」が第２レジスタ値ＲＴ２として保持され、この保持後にカウント値ＴＣがリセットされる。そして、タイマカウンタはＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」区間をカウントする。
【００９０】
次に、時刻ｔ３においてＢｃｈのデューティ信号ＢＤが立ち下がると、この立下りエッジでＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」区間のカウント値「Ｂ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ｂ１」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｌ」区間をカウントする。時刻ｔ４においてＡｃｈのデューティ信号ＡＤが立上ると、この立上りエッジでＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｌ」区間のカウント値ＴＣの「Ｂ２」が第２レジスタ値ＲＴ２として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ｂ２」がリセットされる。そして、タイマカウンタはＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間をカウントする。
【００９１】
次に、時刻ｔ５においてＡｃｈのデューティ信号ＡＤが立ち下がると、この立下りエッジでＡｃｈのデューティ信号ＡＤの「Ｈ」区間のカウント値「Ａ１」が第１レジスタ値ＲＴ１として保持され、この保持後にタイマカウンタのカウント値「Ａ１」がリセットされる。以降、この時刻ｔ１〜ｔ５の動作が繰り返される。
【００９２】
また、マイコン１１４は、上記のように第１及び第２のレジスタに保持した第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を用いて、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤ及びＢｃｈのデューティ信号ＢＤの各デューティを演算する。Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティＡＤＤは、Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）によって演算される。Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティＢＤＤは、Ｂ１／（Ｂ１＋Ｂ２）によって演算される。
【００９３】
このようにマイコン１１４が第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を読み込み、デューティを演算するタイミングは、Ａｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤの立下りエッジ又は立上りエッジで割り込みをかけて演算処理する方法も考えられる。この方法であれば、確実に全部のカウント値ＴＣを取得することができるが、割り込み処理が入るとマイコン１１４の本来の処理が遅延してしまうことがある。
【００９４】
そこで、第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２の更新が必ずデューティ信号ＡＤ，ＢＤの基本周期Ｄｃｙ（図１０参照）よりも長い時間になることに着目し、その基本周期Ｄｃｙをマイコン１１４のメインループの時間よりも長く設定した。このように設定することで、マイコン１１４が第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を読み込んで、Ａｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【００９５】
また、図１１に示すように、ダイオード１２２ｃが１つ追加された３つ以上の構成の場合は、デューティ変換部１０６−１において、コンパレータも符号１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１で示すように３つ備え、これらコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１の非反転入力端「＋」と、各ダイオード１２２ａ〜１２２ｃのアノード側との間に、レベルシフト部１０６ｊ１を接続してもよい。
【００９６】
このレベルシフト部１０６ｊ１は、Ａｃｈ側〜Ｃｃｈ側の発生電圧を各々異なるレベルにオフセットさせて、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１の非反転入力端「＋」へ出力させる。従って、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１は、レベルシフト部１０６ｍでオフセットされた個々の電圧と鋸波Ｊ１とを比較して当該個々の電圧を各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤ，ＣＤに変換する。
【００９７】
このように第２実施形態の電力変換装置は、温度検出回路１００−３又は１００−４において、デューティ変換部１０６が、鋸波Ｊ１を生成する基準波生成部１０６ｋと、その鋸波Ｊ１と各チャンネルのダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、何れかの発生電圧をオフセットしてコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１に出力するレベルシフト部１０６ｊとを備える。そして、何れかのコンパレータ１０６ｂ１がレベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を、鋸波Ｊ１との比較に用いることにより、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１で変換される各デューティ信号ＡＤ，ＢＤが各々異なるデューティとなるようにした。
【００９８】
これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を確実に判別することができ、この判別後に各々異なるデューティのデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換することができる。
【００９９】
また、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１が１つの基準波である鋸波Ｊ１をもとにデューティ変換を行うので、この変換動作が同期する。従って、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１の後段の切替スイッチ１０４で各デューティ信号ＡＤ，ＢＤを例えば交互に選択する際に、同一タイミングで交互に各デューティ信号ＡＤ，ＢＤを先頭から所定周期選択することが出来る。従って、各デューティ信号ＡＤ，ＢＤの同期が取れていない場合に各々のデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択位置が異なり、切替スイッチ１０４からの出力波形が乱れるといった事が無くなる。
【０１００】
また、基準波生成部１０６ｋが、鋸波Ｊ１のピークでパルス状のピーク信号Ｐ１を生成し、制御部１１０が、そのピーク信号Ｐ１に同期して、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１からの各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択制御を、切替スイッチ１０４に対して行うようにした。
【０１０１】
これによって、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１から出力される各々デューティの異なるデューティ信号を選択してマイコン１１４へ出力する切替スイッチ１０４の選択動作を、一定に生成されるピーク信号Ｐ１に同期させて行うので、マイコン１１４で適正にデューティ信号を取得することが出来る。また、一定に生成されるピーク信号Ｐ１に同期させてデューティ信号ＡＤ，ＢＤの選択を行うので、選択の誤動作を防止することができる。
【０１０２】
また、図８に示した温度検出回路１００−３の他に、この応用例である図１２に示す温度検出回路１００−５のように、デューティ変換部１０６−３が、基準波生成部１０６ｋと、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、基準波生成部１０６ｋで生成された鋸波Ｊ１のレベルをオフセットするレベルシフト部１０６ｊ２（第２のレベルシフト手段）とを備える。そして、何れかのコンパレータ１０６ａ１がレベルシフト部１０６ｊ２でオフセットされた鋸波Ｊ１を、Ａｃｈ側の発生電圧との比較に用いることにより、複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにしてもよい。これによって、複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を、確実に各々異なるデューティのデューティ変換部１０６ａ，１０６ｂに変換することができる。
【０１０３】
また、マイコン１１４は、切替スイッチ１０４から信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するタイマカウンタと、当該立上りエッジ又は立下りエッジで当該リセット前にタイマカウンタのカウント値ＴＣを第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２として保持するレジスタとを備え、レジスタに保持された第１及び第２レジスタ値ＲＴ１，ＲＴ２を用いてデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを求める演算を含む演算処理を行う。本実施形態では、その演算処理を行うマイコン１１４のメインループの周期よりも、当該デューティ信号ＡＤ，ＢＤの周期を長く設定した。
【０１０４】
従って、デューティ信号ＡＤ，ＢＤの周期を、マイコン１１４のメインループの周期よりも長くしたので、マイコン１１４がレジスタ値を読み込んでデューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティを演算する処理を、メインループの中で割り込み無しで行うことが可能となる。
【０１０５】
また、デューティ変換部１０６〜１０６−３は、複数チャンネルの発生電圧をパルス幅変調によりデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換する際に、当該デューティ信号ＡＤ，ＢＤのデューティ比が１００％未満となるように制限する。
【０１０６】
このようにすれば、デューティ信号ＡＤ，ＢＤの立上りエッジ又は立下りエッジが必ず存在するので、マイコン１１４でデューティ信号ＡＤ，ＢＤを必ず識別することが可能となる。
【０１０７】
（第３実施形態）
図１３は、本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１０８】
図１３に示す温度検出回路１００−６は、複数の発生電圧を異なるデューティのデューティ信号に変換するデューティ変換部１０６−４を、コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１と、コンパレータ１０６ｂ１の非反転入力端「＋」とＢｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノード側との間に接続されたレベルシフト部１０６ｊと、基準波としての図１４(ｂ)に示す三角波Ｊ２を生成する基準波生成部１０６ｍとを用いてＰＷＭ変調するように構成したものである。
【０１０９】
レベルシフト部１０６ｊは、Ｂｃｈ側の発生電圧のレベルを、図１４（ｂ）に示すようにＡｃｈ側の発生電圧のレベルよりも低くオフセットし、且つコンパレータ１０６―１，１０６−２でそのＡｃｈ側又はＢｃｈ側のレベルと三角波Ｊ２とを比較してＡｃｈ及びＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成した際に、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤのデューティが０〜４９％の範囲となり、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが５１〜１００％の範囲となるようにオフセットする。
【０１１０】
基準波生成部１０６ｍは、三角波Ｊ２を生成する他に、図１４（ｃ）に示すように、三角波Ｊ２の最下点（下ピークとも称す）で立上り、頂点（上ピークとも称す）で立下る矩形状のピーク信号（第２のピーク信号）Ｐ２を生成し、これを制御部１１０へ出力するようになっている。
【０１１１】
制御部１１０は、ピーク信号Ｐ２を基準に、図１４（ｄ）に示す切替制御信号Ｋ２を切替スイッチ１０４へ出力する。つまり、時刻ｔ１のピーク信号Ｐ２の立上りエッジによって切替制御信号Ｋ２が立上り、これに応じて切替スイッチ１０４がＡｃｈのデューティ信号ＡＤを選択する側に切り替わり、これによってデューティ信号ＡＤがデータ信号ＤＳ１としてフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【０１１２】
その後、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１の反転入力端「−」に供給される三角波Ｊ２が、時刻ｔ１から徐々に右肩上がりで立上って非反転入力端「＋」に供給されているＡｃｈ側の発生電圧のレベルを時刻ｔ２において上回ると、コンパレータ１０６ａ１から出力されているＡｃｈのデューティ信号ＡＤが、「Ｌ」から「Ｈ」に立上る。
【０１１３】
三角波Ｊ２が時刻ｔ３で上ピークとなると、ピーク信号Ｐ２が立ち下がる。更に、三角波Ｊ２が上ピークから立ち下がって時刻ｔ４においてＡｃｈ側の発生電圧を下回ると、Ａｃｈのデューティ信号ＡＤが「Ｈ」から「Ｌ」へ立ち下がる。更に三角波Ｊ２が時刻ｔ５で下ピークになるとピーク信号Ｐ２が立ち上がり、その後、時刻ｔ５〜ｔ９において時刻ｔ１〜ｔ４と同様な動作を行うことにより所定デューティのＡｃｈのデューティ信号ＡＤが切替スイッチ１０４で選択される。つまり、時刻ｔ１〜ｔ９において同じデューティのデューティ信号ＡＤが２つ連続してマイコン１１４へ出力される。
【０１１４】
次に、時刻ｔ９のピーク信号Ｐ２の立下りエッヂによって切替制御信号Ｋ２が立下り、これに応じて切替スイッチ１０４がＢｃｈのデューティ信号ＢＤを選択する側に切り替わり、これによってデューティ信号ＢＤがデータ信号ＤＳ１としてフォトカプラ１１２を介してマイコン１１４へ出力される。
【０１１５】
その後、三角波Ｊ２が、時刻ｔ９から徐々に右肩上がりで立上ってレベルシフト部１０６ｊでオフセットされたＢｃｈ側の発生電圧のレベルを時刻ｔ１０において上回ると、コンパレータ１０６ｂ１から出力されているＢｃｈのデューティ信号ＢＤが、「Ｌ」から「Ｈ」に立上る。
【０１１６】
三角波Ｊ２が時刻ｔ１１で上ピークとなると、ピーク信号Ｐ２が立ち下がる。更に、三角波Ｊ２が上ピークから立ち下がって時刻ｔ１２において、オフセット後のＢｃｈ側の発生電圧を下回ると、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤが「Ｈ」から「Ｌ」へ立ち下がる。更に三角波Ｊ２が時刻ｔ１３で下ピークになるとピーク信号Ｐ２が立ち上がり、その後、時刻ｔ１３〜ｔ１７において時刻ｔ９〜ｔ１３と同様な動作を行うことにより所定デューティのＢｃｈのデューティ信号ＢＤが切替スイッチ１０４で選択される。つまり、時刻ｔ９〜ｔ１７において同じデューティのデューティ信号ＢＤが２つ連続してマイコン１１４へ出力される。以降、時刻ｔ１〜ｔ１７と同様な動作が繰り返される。
【０１１７】
このように同じチャンネルのデューティ信号ＡＤ又はＢＤが２つ連続するようにしたのは次の理由による。例えば時刻ｔ９に示すＡｃｈのデューティ信号ＡＤからＢｃｈのデューティ信号ＢＤへの切替タイミングでは、同じ「Ｌ」レベルで切り替わるので、マイコン１１４でその切替タイミングが判別できない。この場合、Ａｃｈ又はＢｃｈの「Ｌ」が正確に検知できないので、Ａｃｈ又はＢｃｈのデューティを正確に検知でき無くなる。
【０１１８】
そこで、時刻ｔ９〜ｔ１７に示すように、連続する２つのＢｃｈのデューティ信号ＢＤの「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知し、これをデューティ演算に用いれば正確にＢｃｈのデューティを求めることが出来る。Ａｃｈ側も同様である。
【０１１９】
このように第３実施形態の電力変換装置は、温度検出回路１００−６において、基準波生成部１０６ｍが基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波Ｊ２を生成すると共に三角波Ｊ２の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号Ｐ２を生成する。複数のコンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１が、レベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を含む複数のダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧を、三角波Ｊ２と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成する。そして、制御部１１０が、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１から出力される各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤの内、ピーク信号Ｐ２をもとに同一のデューティ信号ＡＤ又はＢＤが少なくとも２つ以上連続するように、切替スイッチ１０４の選択を制御するようにした。
【０１２０】
これによって、第１及び第２実施形態と同様な効果を得ることができる。また、デューティ信号ＡＤ又はＢＤの同一チャンネルが少なくとも２つ以上連続するようになっているので、デューティ信号ＡＤ，ＢＤのチャンネル切替時に、同一「Ｌ」又は「Ｈ」レベルが連続し、この連続区間で何れのデータ信号か認識できず、正確なデューティがマイコン１１４で求められなくなるといったことを無くすことが出来る。即ち、２つの同一チャンネル（例えばＡｃｈ）のデューティ信号ＡＤが連続していれば、その「Ｈ」と「Ｈ」との間の「Ｌ」区間を検知することができるので、これによって正確にマイコン１１４でデューティを求めることが出来る。
【０１２１】
この他、図１５に示す温度検出回路１００−７のように、ダイオード１２２ａとコンパレータ１０６ａ１の非反転入力端「＋」との間に保持手段としてのホールド部１３０ａを、ダイオード１２２ｂとレベルシフト部１０６ｊとの間にホールド部１３０ｂを接続してもよい。
【０１２２】
各ホールド部１３０ａ，１３０ｂは、図１６に示すように制御部１１０の切替制御信号Ｋ３による保持制御によって、切替制御信号Ｋ３がピーク信号Ｐ２の４周期分の「Ｈ」の場合にダイオード１２２ａからのＡｃｈ側の発生電圧を保持し、この保持された電圧をデューティ変換部１０６ａ１へ出力する。また、切替制御信号Ｋ３がピーク信号Ｐ２の４周期分の「Ｌ」の場合にダイオード１２２ｂからのＢｃｈ側の発生電圧を保持し、この保持された電圧をレベルシフト部１０６ｊを介してデューティ変換部１０６ｂへ出力する。
【０１２３】
このように制御すれば次のような効果が得られる。インバータ３０などの大電力を扱う装置においては、ノイズによる影響で正確にデータ信号を読み込めない場合がある。特にここで扱うデューティ信号はノイズによって波形が崩れると温度情報が変化してしまう。
【０１２４】
そこで、Ａｃｈ側又はＢｃｈ側の発生電圧をホールドして、このホールドされた発生電圧に基づく同一デューティ信号を複数回づつ送信し、マイコン１１４でその複数回のデューティ信号の読み取り値（温度値）を比較して、双方の差異が予め定めた基準値以内の場合のみ読み取り値（温度値）を採用するようにする。又は、同一データ信号が３回以上送信された場合は、それら読み取り値の内、多数を占める読み取り値のみを有効にする。更には、同一データ信号が３回以上送信された場合に、それら読み取り値の内、予め定めた基準値を超える読み取り値を排除し、残りの読み取り値を有効にする。
【０１２５】
これらのようにすれば、ダイオード１２２ａ，１２２ｂの発生電圧にノイズによる影響が生じても、そのノイズが影響したデータ信号としてのデューティ信号はマイコン１１４で温度情報として採用されないので、誤認識が生じることは無くなる。また、マイコン１１４では適正な温度情報しか採用されないので、温度情報を正確に認識することが出来る。
【０１２６】
ところで、図８に示したように上記第２実施形態の温度検出回路１００−３は、基準波生成部１０６ｋが鋸波Ｊ１を生成し、各コンパレータ１０６ａ１，１０６ｂ１がレベルシフト部１０６ｊでオフセットされた発生電圧を含む複数チャンネルの発生電圧を、鋸波Ｊ１と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤを生成する。そして、制御部１１０が図９（ａ）のように各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互に選択されるように切替スイッチ１０４を制御する。
【０１２７】
従って、第２実施形態の温度検出回路１００−３の構成の場合、各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互に伝送されるので、第３実施形態の三角波Ｊ２を用い同一デューティ信号が少なくとも２つ以上連続する構成に比べ、伝送を高速化することが出来る。
【０１２８】
（第４実施形態）
図１７は、本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１２９】
図１７に示す第４実施形態の温度検出回路１００−８が、図２に示した第２実施形態の温度検出回路１００−３と異なる点は、切替スイッチ１０４及び制御部１１０を無くし、デューティ変換部１０６−５を次のように構成したことにある。即ち、デューティ変換部１０６−５は、レベルシフト部１０６ｊと、２入力タイプの切替スイッチ１０５と、コンパレータ１０６ａｂと、鋸波Ｊ１及びピーク信号Ｐ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを備え、Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノードを切替スイッチ１０５の一方の入力端に接続し、切替スイッチ１０５の出力端をコンパレータ１０６ａｂの非反転入力端「＋」に接続し、また、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノードを切替スイッチ１０５の他方の入力端に接続し、更に、コンパレータ１０６ａｂの出力端をフォトカプラ１１２に接続した。更に、基準波生成部１０６ｋの鋸波Ｊ１がコンパレータ１０６ａｂの反転入力端「−」に供給され、ピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０５の制御端に供給されるようにした。
【０１３０】
このような構成によれば、Ａｃｈ側の発生電圧又はレベルシフト部１０６ｊによりオフセットされたＢｃｈ側の発生電圧が、ピーク信号Ｐ１に応じて切り替わる切替スイッチ１０５によって選択される。この選択されたＡｃｈ側又はＢｃｈ側の発生電圧が非反転入力端「＋」に供給され、この供給時に反転入力端「−」に供給される鋸波Ｊ１によって、各々デューティの異なるデューティ信号ＡＤ，ＢＤに変換される。この変換されたデューティ信号ＡＤ，ＢＤがフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３１】
このような第４実施形態の電力変換装置の温度検出回路１００−８によっても、第２実施形態と同様な効果を得ることが出来る。
【０１３２】
（第５実施形態）
図１８は、本発明の第５実施形態に係る電力変換装置の温度検出回路の構成を示すブロック図である。
【０１３３】
図１８に示す第４実施形態の温度検出回路１００−９が、図１２に示した第２実施形態の応用例の温度検出回路１００−５と異なる点は、切替スイッチ１０４及び制御部１１０を無くし、デューティ変換部１０６−６を次のように構成したことにある。即ち、デューティ変換部１０６−６は、レベルシフト部１０６ｊ２と、４入力タイプで２出力タイプの切替スイッチ１０６と、コンパレータ１０６ａｂと、鋸波Ｊ１及びピーク信号Ｐ１を生成する基準波生成部１０６ｋとを備えて構成されている。但し、切替スイッチ１０６は、第１及び第２の入力端及び第１出力端の切替構成と、第３及び第４の入力端及び第２出力端の切替構成とを備えて構成されている。
【０１３４】
Ａｃｈ側のダイオード１２２ａのアノードを切替スイッチ１０６の第１入力端に接続し、Ｂｃｈ側のダイオード１２２ｂのアノードを第２入力端に接続し、第１出力端をコンパレータ１０６ａｂの非反転入力端「＋」に接続した。また、基準波生成部１０６ｋからの鋸波Ｊ１が供給されるレベルシフト部１０６ｊの出力端を切替スイッチ１０６の第３入力端に接続し、切替スイッチ１０６の鋸波Ｊ１の出力端を第４入力端に接続し、第２出力端をコンパレータ１０６ａｂの反転入力端「−」に接続した。更に、基準波生成部１０６ｋのピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０６の制御端に供給されるようにした。
【０１３５】
このような構成によれば、ピーク信号Ｐ１に応じて切替スイッチ１０６の第１入力端が第１出力端に接続され、第３入力端が第２出力端に接続されている場合に、コンパレータ１０６ａの非反転入力端「＋」にＡｃｈ側の発生電圧が供給され、反転入力端「−」にオフセットされた鋸波Ｊ１が供給される。これによって、Ａｃｈ側の発生電圧が所定デューティのデューティ信号ＡＤに変換されてフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３６】
その後、次のピーク信号Ｐ１が切替スイッチ１０６に入力されると、第２入力端が第１出力端に接続され、第４入力端が第２出力端に接続され、コンパレータ１０６ａの非反転入力端「＋」にＢｃｈ側の発生電圧が供給され、反転入力端「−」に鋸波Ｊ１が供給される。これによって、Ｂｃｈ側の発生電圧が所定デューティのデューティ信号ＢＤに変換されてフォトカプラ１１２へ出力される。以降、このようにＡｃｈ又はＢｃｈのデューティ信号ＡＤ，ＢＤが交互にフォトカプラ１１２へ出力される。
【０１３７】
このような第５実施形態の電力変換装置の温度検出回路１００−９によっても、第２実施形態の応用例と同様な効果を得ることが出来る。
【０１３８】
但し、上述した基準波生成部１０６ｋの詳細回路は、図１９に示すように、電源１２６と、定電流回路１３１ａ，１３１ｂと、コンパレータ１３４と、スイッチ１３５，１３６と、コンデンサＣ１と、抵抗器Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅとを備えて構成されている。この構成において、コンパレータ１３４が非反転入力端「＋」を介してコンデンサＣ１の電圧を検出しており、その電圧が低ければ定電流回路１３１ａがコンデンサＣ１に電流を供給する。これにより電圧が徐々に高くなり、この電圧が所定値となるとコンパレータ１３４がオンとなってピーク信号Ｐ１が生成され、このピーク信号Ｐ１でスイッチ１３５，１３６をオンする。
【０１３９】
これによって、定電流回路１３１ａに直列接続され、当該定電流回路１３１ａよりも引き込み電流が２倍大きな定電流回路１３１ｂでコンデンサＣ１の電荷が放電され、コンデンサＣ１の電圧値が急激に下がる。この電圧が所定値以下となるとピーク信号Ｐ１が無くなってスイッチ１３５，１３６がオフとなり、コンデンサＣ１へのチャージが再度開始される。以降同様に繰り返され、鋸波Ｊ１が連続して生成される。なお、温度検出回路１００−８〜１００−９には鋸波Ｊ１を発生する基準波生成部１０６ｂを用いたが、三角波Ｊ２及びピーク信号Ｐ２を発生する基準波生成部１０６ｍを用いても良い。
【０１４０】
この他、上述の実施形態における温度検出回路１００〜１００−７において、デューティ変換部１０６〜１０６−４を、図２０に示すように、Ａｃｈ側及びＢｃｈの発生電圧をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ１４１でデジタル信号に変換し、このデジタル信号の幅をタイマ１４２によるカウンタ値で読むことによりデューティ信号を得る構成としてもよい。デジタル信号の幅をタイマ１４２によるカウンタ値で読むとは、例えばデューティ信号の１周期が「１００」であるとすると、デジタル信号の「Ｈ」の幅を「１０」、「Ｌ」の幅を「９０」として読み、デューティ「１０」のデューティ信号を得るようにする。
【０１４１】
このようにデューティ変換部にＡ／Ｄコンバータ１４１及びタイマ１４２を用いた構成では、図８に示した温度検出回路１００―３のような鋸波Ｊ１のピークからの電圧低下の遅れによるデューティの変化を考えなくてもよい。
【０１４２】
例えば、図２１（ｂ）に示すように、第２実施形態の温度検出回路１００−３における鋸波Ｊ１のピークからの立下りは、鋸波Ｊ１を生成するための図示せぬコンデンサに電荷を充放電する内の放電により行っているので、放電に必要以上に時間がかかることがある。このため時刻ｔ９から必要以上に時間経過ｔｄｂした時刻ｔ９ｂまでかかる場合がある。
【０１４３】
このように放電に時間がかかると、鋸波Ｊ１の立下りエッジの傾斜が滑らかになる。この滑らかな立下りエッジの場合、実際には時刻ｔ９でＢｃｈ側の発生電圧を下回る立下りエッヂが、時間ｔｄａ遅れた時刻ｔ９ａでＢｃｈ側の発生電圧を下回り、この時点でヘッダ信号ＨｄＢからＢｃｈのデューティ信号ＢＤへ切り替わることになる。この場合、遅れ時間ｔｄａ分、Ｂｃｈのデューティ信号ＢＤのデューティが所定のものと異なることになる。このようにデューティが異なるとマイコン１１４が誤った値として認識する虞が有る。
【０１４４】
しかし、上記のデューティ変換部にＡ／Ｄコンバータ１４１及びタイマ１４２を用いた構成では、鋸波Ｊ１のように放電時の電圧低下の時間を考える必要はないため、デューティが変化しないので、マイコン１１４が誤って認識することが無くなる。
【符号の説明】
【０１４５】
１０ 電力変換装置
２０ コンバータ
２１，２２ スイッチング素子
２３ コンデンサ
２４ リアクトル
３０ インバータ
３４〜３９ スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード
ＭＧ モータジェネレータ
１００，１００−１〜１００−９ 温度検出回路
１０２ スイッチング回路
１０４〜１０６ 切替スイッチ
１０６〜１０６−６ デューティ変換部
１１０ 制御部
１１２ フォトカプラ
１１４ マイコン
１１６ バッファ
３５ａ，３５ｂ スイッチング素子
１２０ａ，１２０ｂ パッケージ
１２２ａ，１２２ｂ ダイオード
１２４ａ，１２４ｂ，１３１ａ，１３１ｂ 定電流回路
１２６ 電源
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ 抵抗器
１３０ａ，１３０ｂ ホールド部
１０６ａ，１３４ コンパレータ
１０６ｂ，１０６ｃ 基準波生成部
Ｐ１，Ｐ２ ピーク信号
Ｊ１ 鋸波
Ｊ２ 三角波
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 切替制御信号
ＡＤ，ＢＤ デューティ信号
ＤＳ〜ＤＳ１ データ信号
１３５，１３６ スイッチ
１４１ Ａ／Ｄコンバータ
１４２ タイマ
Ｃ１ コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
前記複数の温度検出素子の各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号に変換する複数のデューティ変換手段と、
前記複数のデューティ変換手段で変換された各々デューティの異なるデューティ信号を選択する選択手段と、
前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記選択手段の出力側に、この選択手段で選択された前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組同士のデューティ信号を比較し、互いの差異が予め定めた基準値以内の場合にのみデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組内のデューティ信号の中から、予め定めた基準値を超えるデューティ信号を排除し、排除されないデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記デューティ変換手段は、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段で生成された基準波と前記複数の温度検出素子の発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号に変換する複数の演算増幅手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段を更に備え、
前記複数の演算増幅手段の何れかが前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を、前記基準波との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記デューティ変換手段は、前記基準波生成手段で生成された基準波のレベルをオフセットする第２のレベルシフト手段を更に備え、
前記複数の演算増幅手段の何れかが前記第２のレベルシフト手段でオフセットされた基準波を前記発生電圧との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記基準波生成手段は、前記基準波のピークでピーク信号を生成し、
前記制御手段は、前記基準波生成手段で生成されるピーク信号に同期して、前記複数の演算増幅手段からの各々デューティの異なるデューティ信号の選択制御を、前記選択手段に対して行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記演算制御手段は、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力される前記デューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するカウンタと、当該立上りエッジ又は当該立下りエッジで当該リセット前にカウンタのカウント値をレジスタ値として保持するレジスタとを備え、前記レジスタに保持されたレジスタ値を用いて前記デューティ信号のデューティを求める演算を含む演算処理を行い、この演算処理を行う演算制御手段のメインループの周期よりも当該デューティ信号の周期が長く設定されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記複数のデューティ変換手段の何れかは、前記複数の温度検出素子の発生電圧をデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比が１００％未満となるように制限することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記基準波生成手段は、前記基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波を生成すると共に当該三角波の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号を生成し、
前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記三角波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、
前記制御手段は、前記複数の演算増幅手段から出力される各々デューティが異なるデューティ信号の内、前記第２のピーク信号をもとに同一のデューティ信号が少なくとも２つ以上連続するように、前記選択手段の選択を制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記基準波生成手段は、前記基準波として立上りと立下りを一定周期で繰り返す鋸波を生成し、
前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記鋸波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、
前記制御手段は、前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をパルス幅変調による所定のデューティのデューティ信号に変換する手段に代え、前記複数の温度検出素子の発生電圧の何れかをデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、その変換されたデジタル信号の幅を所定デューティのデューティ信号に変換するカウンタ手段とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、前記複数の温度検出素子の何れかの発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段と、このレベルシフト手段でオフセットされた発生電圧と、当該複数の温度検出素子のオフセットされない発生電圧とを選択する選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該基準波生成手段で生成された基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１５】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成すると共に当該基準波のピークでピーク信号を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段からの基準波をオフセットするレベルシフト手段と、前記複数の温度検出素子の発生電圧を選択すると共に、前記レベルシフト手段でオフセットされた基準波又はオフセットされていない基準波の何れかを選択し、これら選択動作が前記ピーク信号の入力に応じて同時に行われる選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該オフセット後の基準波又はオフセットされていない基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１６】
前記デューティ変換手段の出力側に、当該デューティ変換手段からのデューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電力変換装置。
【請求項１】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
前記複数の温度検出素子の各々の電圧発生側に個別に接続され、各々の発生電圧をパルス幅変調により各々デューティが異なるデューティ信号に変換する複数のデューティ変換手段と、
前記複数のデューティ変換手段で変換された各々デューティの異なるデューティ信号を選択する選択手段と、
前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記選択手段の出力側に、この選択手段で選択された前記デューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組同士のデューティ信号を比較し、互いの差異が予め定めた基準値以内の場合にのみデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記複数の温度検出素子と前記複数のデューティ変換手段との各々の間に、当該複数の温度検出素子の発生電圧を個別に保持して当該デューティ変換手段へ出力する保持手段を接続し、
前記制御手段は、前記保持手段で個別に保持された発生電圧が前記複数のデューティ変換手段で変換されたデューティ信号が、交互に選択されて配列され、この配列順の組が同一に複数回繰り返されるように前記選択手段の選択を制御し、
前記演算制御手段は、前記選択手段で選択された同一の複数組内のデューティ信号の中から、予め定めた基準値を超えるデューティ信号を排除し、排除されないデューティ信号を前記温度情報の検知に採用することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記デューティ変換手段は、一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段で生成された基準波と前記複数の温度検出素子の発生電圧とを比較して当該発生電圧をデューティ信号に変換する複数の演算増幅手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段を更に備え、
前記複数の演算増幅手段の何れかが前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を、前記基準波との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記デューティ変換手段は、前記基準波生成手段で生成された基準波のレベルをオフセットする第２のレベルシフト手段を更に備え、
前記複数の演算増幅手段の何れかが前記第２のレベルシフト手段でオフセットされた基準波を前記発生電圧との比較に用いることにより、当該複数の演算増幅手段で変換される各デューティ信号が各々異なるデューティとなるようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記基準波生成手段は、前記基準波のピークでピーク信号を生成し、
前記制御手段は、前記基準波生成手段で生成されるピーク信号に同期して、前記複数の演算増幅手段からの各々デューティの異なるデューティ信号の選択制御を、前記選択手段に対して行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記演算制御手段は、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力される前記デューティ信号の立上りエッジ又は立下りエッジでリセット後にカウント動作を開始するカウンタと、当該立上りエッジ又は当該立下りエッジで当該リセット前にカウンタのカウント値をレジスタ値として保持するレジスタとを備え、前記レジスタに保持されたレジスタ値を用いて前記デューティ信号のデューティを求める演算を含む演算処理を行い、この演算処理を行う演算制御手段のメインループの周期よりも当該デューティ信号の周期が長く設定されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記複数のデューティ変換手段の何れかは、前記複数の温度検出素子の発生電圧をデューティ信号に変換する際に、当該デューティ信号のデューティ比が１００％未満となるように制限することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記基準波生成手段は、前記基準波として一定の傾斜で立上り立下りを交互に繰り返す三角波を生成すると共に当該三角波の頂点又は最下点で、立ち下げ又は立ち上がる第２のピーク信号を生成し、
前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記三角波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、
前記制御手段は、前記複数の演算増幅手段から出力される各々デューティが異なるデューティ信号の内、前記第２のピーク信号をもとに同一のデューティ信号が少なくとも２つ以上連続するように、前記選択手段の選択を制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記基準波生成手段は、前記基準波として立上りと立下りを一定周期で繰り返す鋸波を生成し、
前記複数の演算増幅手段は、前記レベルシフト手段でオフセットされた発生電圧を含む前記複数の温度検出素子の発生電圧を、前記鋸波と比較することにより、各々デューティが異なるデューティ信号を生成し、
前記制御手段は、前記選択手段で前記各々デューティの異なるデューティ信号が交互に選択されるように当該選択手段を制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記デューティ変換手段は、前記複数の温度検出素子の発生電圧をパルス幅変調による所定のデューティのデューティ信号に変換する手段に代え、前記複数の温度検出素子の発生電圧の何れかをデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、その変換されたデジタル信号の幅を所定デューティのデューティ信号に変換するカウンタ手段とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成する基準波生成手段と、前記複数の温度検出素子の何れかの発生電圧をオフセットして前記複数の演算増幅手段に出力するレベルシフト手段と、このレベルシフト手段でオフセットされた発生電圧と、当該複数の温度検出素子のオフセットされない発生電圧とを選択する選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該基準波生成手段で生成された基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１５】
直流電圧を昇圧する複数の半導体素子を有するコンバータと、このコンバータでの昇圧電圧を交流電圧に変換する複数の半導体素子を有するインバータとの双方又は何れか一方を有し、前記複数の半導体素子に個別に対応付けられて半導体素子個々の温度に応じた電圧を発生する複数の温度検出素子とを有する電力変換装置において、
一定周期で立上り立下りを繰り返す基準波を生成すると共に当該基準波のピークでピーク信号を生成する基準波生成手段と、この基準波生成手段からの基準波をオフセットするレベルシフト手段と、前記複数の温度検出素子の発生電圧を選択すると共に、前記レベルシフト手段でオフセットされた基準波又はオフセットされていない基準波の何れかを選択し、これら選択動作が前記ピーク信号の入力に応じて同時に行われる選択手段と、この選択手段で選択された発生電圧と、当該オフセット後の基準波又はオフセットされていない基準波とを比較して、当該選択手段で交互に選択される発生電圧を各々デューティの異なるデューティ信号に変換する演算増幅手段とを有するデューティ変換手段
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１６】
前記デューティ変換手段の出力側に、当該デューティ変換手段からのデューティ信号を伝達する信号伝達素子を介して接続された演算制御手段を備え、この演算制御手段は、前記温度検出素子の特性バラツキを記憶し、前記選択手段から前記信号伝達素子を介して入力されるデューティ信号より検知される温度情報を、当該記憶された特性バラツキで補正することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１７２３３６（Ｐ２０１１−１７２３３６Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２１１９（Ｐ２０１０−３２１１９）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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