半導体電力変換装置
【課題】冷却能力の低下を的確に判断し、運転時に冷却異常が生じても、素子が許容最高温度に達するまで運転を継続させる。
【解決手段】予め、風速をパラメータとして、冷却体（チップ直下）と第１温度センサＡ間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を格納しておき、運転時に、風速に基づいて格納されたデータから、前記熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する。また、半導体電力変換装置１の出力電流検出値Ｉｏｕｔから素子損失Ｐを推定する。そして、接合部の許容最高温度Ｔｊｍａｘ，素子損失Ｐ，熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）に基づき、第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを推定する。第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１と、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較し、温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた時は装置を停止する。また、ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力する。
【解決手段】予め、風速をパラメータとして、冷却体（チップ直下）と第１温度センサＡ間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を格納しておき、運転時に、風速に基づいて格納されたデータから、前記熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する。また、半導体電力変換装置１の出力電流検出値Ｉｏｕｔから素子損失Ｐを推定する。そして、接合部の許容最高温度Ｔｊｍａｘ，素子損失Ｐ，熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）に基づき、第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを推定する。第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１と、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較し、温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた時は装置を停止する。また、ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体電力変換装置に係り、特に冷却異常が生じても半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続する半導体電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的な半導体電力変換装置の内部構造の一例を示す断面図，図８は一般的な半導体電力変換装置の構成を示す斜視図である。通常、半導体電力変換装置１ａは、ＩＧＢＴなどの半導体素子（以下、ＩＧＢＴと称する）３を有し、当該ＩＧＢＴ３は、冷却体（例えば、冷却フィン：以下、冷却フィンと称する）２上に設置される。ＩＧＢＴ３の発生熱は冷却フィン２に伝達され、冷却ファン（図示省略）により排熱される。前記冷却フィン２には温度センサＡが設けられ、冷却フィン２の温度を検出している。また、前記ＩＧＢＴ３は、絶縁基板４と、その絶縁基板４上に設置された半導体チップ（例えば、Ｓｉチップ）５と、その半導体チップ５の外周を覆うケース６と、ケース６内に充填されたシリコンゲルと、を備えている。
【０００３】
ＩＧＢＴ３内部における半導体チップ５と絶縁基板４との接合部の温度は、接合温度Ｔｊと呼ばれている。接合温度Ｔｊには、熱的安全を確保するための許容最高温度Ｔｊｍａｘが設定されており、Ｔｊ≦Ｔｊｍａｘとなるように半導体電力変換装置１ａの運転を行い、ＩＧＢＴ３の温度破壊を抑制している。
【０００４】
前記接合温度Ｔｊを求める熱計算は、周囲温度Ｔａ，冷却フィン２の熱抵抗，ＩＧＢＴ３の熱抵抗，ＩＧＢＴ３の素子損失Ｐから求められることは周知の技術である。ＩＧＢＴ３と冷却フィン２を含めた熱計算を行う際の熱抵抗モデルを図６（ａ）に示す。ここで、ＩＧＢＴ３の熱抵抗は順方向と逆方向があるが、ここでは一方の方向のみの記述としている。
【０００５】
図６（ａ）において、Ｔｊは接合温度，Ｔｃはケース温度，Ｔｆはフィン（チップ直下）温度，Ｔａは周囲温度を示す。そして、接合部とケース６との間には接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース６と冷却フィン（チップ直下）２との間にはケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），冷却フィン（チップ直下）２と周囲との間にはフィン（チップ直下）‐周囲熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ａ）が存在する。この熱抵抗モデルを用い、接合部の許容最高温度Ｔｊｍａｘから、温度センサＡの検出点における温度異常値Ｔｔｈｍａｘの熱計算を行っている。
【０００６】
図９に、従来の一般的な温度異常制御部のブロック図を示す。温度異常判定部７は、周囲温度Ｔａまたはフィン（チップ直下）温度Ｔｆのどちらか一点を検出する。そして、図６（ａ）の熱抵抗モデルを用いて許容最高温度Ｔｊｍａｘおよび周囲温度Ｔａまたはフィン（チップ直下）温度Ｔｆから求めた温度異常値Ｔｔｈｍａｘ（一定値）と、温度センサＡの温度検出値Ｔｔｈと、を比較器８により比較し、温度検出値Ｔｔｈが温度異常値Ｔｔｈｍａｘを超えた場合、温度異常として半導体電力変換装置１ａが故障停止となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２３３８３２号公報
【特許文献２】特開２００２−９５１５５号公報
【特許文献３】特開２００４−２７４９０３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００７−３４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、熱設計を行う際には、下記（１），（２）の傾向がある。
（１）ＩＧＢＴ３の製造者が許容温度（例えば、１５０℃）よりも低い温度（例えば、１２５℃）を許容最高温度として薦める
（２）最悪の周囲温度条件で設定する
すなわち、減定格かつ最悪の条件で熱設計を行っているため、通常は熱的に余裕があることが多い。
【０００９】
また、冷却ファンの劣化等によって定格風速よりも減速して運転している状態や、装置の吸気口が目詰まりしている状態では、冷却フィン２の冷却能力が低下することとなる。しかしながら、冷却フィン２の熱抵抗は想定外の冷却能力低下を考慮せずに、所定の一定な風速値での値を用いているため、周囲温度Ｔａを測定している場合は、ファンの冷却能力が低下して、冷却フィン２の温度（Ｔｆ）および接合温度Ｔｊが大きく上昇しても、周囲温度Ｔａが温度異常値Ｔｔｈｍａｘよりも低ければ、装置としては異常であるのにもかかわらず、正常運転を継続してしまうことがある。この事象が継続すると冷却フィン２の冷却能力がさらに低下し、ＩＧＢＴ３が破損する恐れがある。
【００１０】
一方、冷却フィン２の温度Ｔｆを測定している場合は、冷却フィン２の温度Ｔｆは冷却能力も含まれているため、前記周囲温度Ｔａ測定時よりも冷却異常の判断の確度は高いが、上記と同様に熱的余裕があることが多い。また、フィン（チップ直下）温度Ｔｆは検出が困難であるため、実際には、図８に示すように冷却フィン２上におけるＩＧＢＴ３の直近に温度センサＡを設けることが一般的である。この場合における熱抵抗モデルは、図６（ａ）とは異なるため、正確な熱計算を行うことはできなかった。
【００１１】
以上示したようなことから、冷却能力の低下を的確に判断し、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続できる半導体電力変換装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記従来の問題に鑑み案出されたもので、その一態様は、絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する半導体素子と、半導体素子で発生した熱が伝達され、その発生熱をファンにより排熱する冷却体と、冷却体上における半導体素子の直近に設けられた第１温度センサと、半導体チップと絶縁基板との接合部の接合温度が高温となることを抑制する温度異常制御部と、を有する半導体電力変換装置であって、前記温度異常制御部は、予め、前記ファンの風速をパラメータとして、冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、運転時に、風速に応じて前記制御部に格納されたデータから、前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を推定し、半導体電力変換装置の出力電流検出値から素子損失を推定し、半導体チップと絶縁基板との接合部の許容最高温度，素子損失，前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗に基づいて、第１温度センサの測定点における温度許容値を推定し、前記第１温度センサの温度検出値と、前記温度許容値とを比較して、温度検出値が温度許容値を超えた時は装置を停止し、前記ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力することを特徴とする。
【００１３】
また、前記風速は、冷却体の吸気部に設けられた風速センサにより検出しても良い。
【００１４】
また、前記冷却体の第１温度センサとは異なる箇所に第２温度センサを設け、前記温度異常制御部は、予め前記ファンの風速をパラメータとして、第１温度センサと第２温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、運転時に、２つの温度センサの温度検出値と、素子損失から２つの温度センサ間の熱抵抗を算出し、この２つの温度センサ間の熱抵抗に基づいて、制御部に格納されたデータより風速を推定しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却能力の低下を的確に判断し、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続でき、信頼性の高い半導体電力変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図２】実施形態１における温度異常制御部のブロック図である。
【図３】冷却フィンにおける熱抵抗と風速の関係を示すグラフである。
【図４】実施形態２における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図５】実施形態２における温度異常制御部のブロック図である。
【図６】半導体電力変換装置の熱抵抗モデルを示す図である。
【図７】一般的な半導体電力変換装置の内部構造を示す断面図である。
【図８】一般的な半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図９】従来における温度異常制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態１における半導体電力変換装置１ｂは、冷却フィン２と、その冷却フィン２上に設けられた２つの半導体素子（例えば、ＩＧＢＴ等：以下、ＩＧＢＴと称する）３，３と、そのＩＧＢＴ３の冷却フィン２上の直近に設けられた第１温度センサＡと、冷却フィン２の吸気部に設けられた風速センサ９と、ＩＧＢＴ３の出力電流を検出する電流検出器（図示省略）と、を備えている。
【００１８】
本実施形態１では、半導体電力変換装置１ｂの運転時において、前記冷却フィン２の吸気部に設けられた風速センサ９により、常時冷却フィン２におけるファンの風速を検出するようにしている。また、前記電流検出器により、半導体電力変換装置１ｂの出力電流Ｉｏｕｔも検出する。
【００１９】
前記ＩＧＢＴ３は、絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する。また、ＩＧＢＴ３の発生熱は冷却フィン２に伝達され、冷却ファンにより排熱される。なお、本実施形態１では、前記２つのＩＧＢＴ３，３の損失は同一のものと仮定して、以下説明する。
【００２０】
本実施形態１は、図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルを用いて熱計算を行う。図６（ｂ）において、Ｔｊは接合温度，Ｔｃはケース温度，Ｔｆはフィン（チップ直下）温度，Ｔｆ１は第１温度センサＡ測定点温度，Ｔａは周囲温度を示す。そして、図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルは、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ）は、図６（ａ）に示す熱抵抗モデルと同様であるが、冷却フィン（チップ直下）２と周囲間の熱抵抗モデルが異なる。図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルは、冷却フィン（チップ直下）２と第１温度センサＡ間にフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），第１温度センサＡと周囲との間に温度センサＡ‐周囲間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）が存在する。すなわち、形式的にＲｔｈ（ｆ−ｆ１）＋Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）＝Ｒｔｈ（ｆ−ａ）となる。
【００２１】
ここで、図６（ｂ）において、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），温度センサＡ‐周囲間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）は、図３に示すように、風速をパラメータとした値となる。一方、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ）は素子固有の値となる。前記フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）は、仕様値が存在しないため、風速をパラメータとした測定が必要となり、試運転により導出することとなる。
【００２２】
図２は、本実施形態１における温度異常制御部のブロック図である。図２に示すように、温度異常制御部１１ａは、順方向および逆方向の素子損失を推定する損失推定部１２と、冷却フィン（チップ直下）２と温度センサＡ間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する熱抵抗推定部１３と、第１温度センサＡの測定点において許容できる温度（以下、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと称する）を演算する温度許容値演算部１４と、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１とを比較する比較器１５と、冷却フィン２のファンにおける異常を検出するファン異常検出部１６と、を備えている。
【００２３】
前記熱抵抗推定部１３は、予め、図３に示すように、風速をパラメータとして、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を測定し、半導体電力変換装置１ｂにおける制御回路（図示省略）のメモリ回路内等にデータを格納しておく。そして、運転時には風速センサ９により検出された風速に基づいて、現在のフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）の値を常時推定演算する。
【００２４】
前記損失推定部１２は、まず、ＩＧＢＴ３の出力電流検出値Ｉｏｕｔと、そのＩＧＢＴ３のゲート信号と、を付き合わせ、出力電流検出値Ｉｏｕｔを順方向電流，逆方向電流に区別する。次に、順方向損失および逆方向損失を演算推定する。順方向損失はターンオン損失，ターンオフ損失，定常損失等から成り、前記順方向電流および素子特性等により算出できる。一方、逆方向損失は、定常損失（必要であれば順回復損失と逆回復損失も含む）から成り、逆方向電流，素子特性等により算出できる。各損失の具体的な推定方法としては、特許文献４に示すような方法が挙げられる。
【００２５】
次に、温度許容値演算部１４による動作を説明する。フィン温度の上昇は、順方向損失と逆方向損失による。図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルを用いて、所定の接合温度Ｔｊの許容最高温度Ｔｊｍａｘから、素子固有の値である接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），前記熱抵抗推定部１３で推定したフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）と、損失推定部１２で算出した素子損失Ｐとを乗算して各部位の温度差を算出し、第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを演算する。
【００２６】
ただし、上記計算は許容値を基準としているため、順方向損失と逆方向損失との差異、および、素子内部における順方向の熱抵抗と逆方向の熱抵抗に差異がある場合は、共通部（ケース部）に温度差異が生じることがある。この時は、温度の低い方を採用して温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを演算する。
【００２７】
次に、比較器１５は、実際に温度センサＡで検出した温度検出値（ＩＧＢＴ直近のフィン温度）Ｔｆ１と温度許容値演算部１４で演算した温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較し、実際の温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた場合、温度異常として、半導体電力変換装置１ｂを故障停止させる。この時、図６（ｂ）の熱抵抗モデルに基づいて推定（順方向または逆方向により推定）された接合温度Ｔｊが所定の許容最高温度Ｔｊｍａｘとなっている。
【００２８】
また、前記ファン異常検出部１６は、風速センサ９により検出した冷却フィン２を通過する風速が、所定の閾値よりも低下した場合、冷却系異常の警報を発する。
【００２９】
以上示したように、本実施形態１の半導体電力変換装置１ｂは、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子の接合温度Ｔｊが許容最高温度Ｔｊｍａｘに達するまでは運転を継続することができる。また、冷却フィン２の風速が閾値よりも低下した時に冷却異常の警報を発することにより、状況を認識した信頼性の高い運用を行うことができる。また、半導体電力変換装置１ｂの保守も計画的に行うことが可能となる。
【００３０】
［実施形態２］
図４は、本実施形態２における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態２における半導体電力変換装置１ｃは、実施形態１における半導体電力変換装置１ｂの風速センサ９を省略し、第２温度センサＢを追加したものである。第２温度センサＢを追加することにより、冷却フィン２の異なる２箇所において温度を検出することが可能となる。本実施形態２の温度異常制御部１１ｃは、図６（ｃ）に示す熱抵抗モデルを用いて熱計算を行う。なお、実施形態１と同様に、冷却フィン２に固定されている２つのＩＧＢＴ３，３の損失は同じものとして、以下説明する。
【００３１】
図５は、本実施形態２における温度異常制御部のブロック図である。本実施形態２における温度異常制御部１１ｃは、順方向および逆方向の損失を推定する損失推定部１２と、風速，第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘ，フィン温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）を演算推定する演算部１８と、温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１と温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較する比較回路１５と、を備えている。
【００３２】
前記損失推定部１２の動作は実施形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３３】
前記演算部１８では、図３に示すように風速をパラメータとして、図６（ｃ）におけるフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）と、温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）と、を予め測定し、半導体電力変換装置１ｃにおける制御回路（図示省略）のメモリ回路内等にデータを格納しておく。
【００３４】
次に、演算部１８における冷却系異常の判定について説明する。図４および図６（ｃ）に示すように、本実施形態２では冷却フィン２の温度を２箇所で測定しており、素子損失Ｐ，第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１，第２温度センサＢの温度検出値Ｔｆ２，温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）の関係は、下記（１）式で表すことができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
上記の（１）式から、第１温度センサＡの検出温度Ｔｆ１，第２温度センサＢ検出温度Ｔｆ２，素子損失Ｐを用いて温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）を演算する。そして、予め素子損失Ｐと熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）の関係を測定したデータ（メモリ回路内のデータ）から風速を推定する。この推定した風速が、所定の値以下の場合、冷却異常として警報を発する。
【００３７】
第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１の温度許容値Ｔｆ１ｍａｘの演算方法は、実施形態１と同様であり、実施形態２では演算部１８により演算される。演算部１８では、前記推定された風速に基づいて、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する。そして、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），素子損失Ｐ，許容最高温度Ｔｊｍａｘに基づいて、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを算出する。この温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと、実際に第１温度センサＡで検出した温度検出値Ｔｆ１とを比較器１５により比較し、温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた場合、装置は温度異常として停止する。この時、図６（ｃ）に示す熱抵抗モデルに基づいて推定（順方向または逆方向により推定）された接合温度Ｔｊ（順方向または逆方向）が所定の値となっている。
【００３８】
以上示したように、本実施形態のインバータ装置は、運転時に冷却異常が生じても、素子の温度が所定の温度に達するまでは、運転を継続することができる。また、同時に冷却異常の警報を発することにより、状況を認識した信頼性の高い運用ができる。また、保守も計画的に行うことが可能となる。
【００３９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ，１ｂ，１ｃ…半導体電力変換装置
２…冷却フィン（冷却体）
３…ＩＧＢＴ（半導体素子）
４…絶縁基板
５…半導体チップ
７，１１ａ，１１ｂ…温度異常制御部
８，１５…比較器
９…風速センサ
１２…損失推定部
１３…熱抵抗推定部
１４…温度許容値演算部
１６…ファン異常検出部
１８…演算部
Ａ…第１温度センサ
Ｂ…第２温度センサ
Ｔｊ…接合温度
Ｔｊｍａｘ…許容最高温度
Ｔｆ１…第１温度センサＡの温度検出値
Ｔｆ１ｍａｘ…温度許容値
ｆ…フィン（チップ直下）
Ｉｏｕｔ…出力電流検出値
Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）…フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗
Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）…温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体電力変換装置に係り、特に冷却異常が生じても半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続する半導体電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的な半導体電力変換装置の内部構造の一例を示す断面図，図８は一般的な半導体電力変換装置の構成を示す斜視図である。通常、半導体電力変換装置１ａは、ＩＧＢＴなどの半導体素子（以下、ＩＧＢＴと称する）３を有し、当該ＩＧＢＴ３は、冷却体（例えば、冷却フィン：以下、冷却フィンと称する）２上に設置される。ＩＧＢＴ３の発生熱は冷却フィン２に伝達され、冷却ファン（図示省略）により排熱される。前記冷却フィン２には温度センサＡが設けられ、冷却フィン２の温度を検出している。また、前記ＩＧＢＴ３は、絶縁基板４と、その絶縁基板４上に設置された半導体チップ（例えば、Ｓｉチップ）５と、その半導体チップ５の外周を覆うケース６と、ケース６内に充填されたシリコンゲルと、を備えている。
【０００３】
ＩＧＢＴ３内部における半導体チップ５と絶縁基板４との接合部の温度は、接合温度Ｔｊと呼ばれている。接合温度Ｔｊには、熱的安全を確保するための許容最高温度Ｔｊｍａｘが設定されており、Ｔｊ≦Ｔｊｍａｘとなるように半導体電力変換装置１ａの運転を行い、ＩＧＢＴ３の温度破壊を抑制している。
【０００４】
前記接合温度Ｔｊを求める熱計算は、周囲温度Ｔａ，冷却フィン２の熱抵抗，ＩＧＢＴ３の熱抵抗，ＩＧＢＴ３の素子損失Ｐから求められることは周知の技術である。ＩＧＢＴ３と冷却フィン２を含めた熱計算を行う際の熱抵抗モデルを図６（ａ）に示す。ここで、ＩＧＢＴ３の熱抵抗は順方向と逆方向があるが、ここでは一方の方向のみの記述としている。
【０００５】
図６（ａ）において、Ｔｊは接合温度，Ｔｃはケース温度，Ｔｆはフィン（チップ直下）温度，Ｔａは周囲温度を示す。そして、接合部とケース６との間には接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース６と冷却フィン（チップ直下）２との間にはケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），冷却フィン（チップ直下）２と周囲との間にはフィン（チップ直下）‐周囲熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ａ）が存在する。この熱抵抗モデルを用い、接合部の許容最高温度Ｔｊｍａｘから、温度センサＡの検出点における温度異常値Ｔｔｈｍａｘの熱計算を行っている。
【０００６】
図９に、従来の一般的な温度異常制御部のブロック図を示す。温度異常判定部７は、周囲温度Ｔａまたはフィン（チップ直下）温度Ｔｆのどちらか一点を検出する。そして、図６（ａ）の熱抵抗モデルを用いて許容最高温度Ｔｊｍａｘおよび周囲温度Ｔａまたはフィン（チップ直下）温度Ｔｆから求めた温度異常値Ｔｔｈｍａｘ（一定値）と、温度センサＡの温度検出値Ｔｔｈと、を比較器８により比較し、温度検出値Ｔｔｈが温度異常値Ｔｔｈｍａｘを超えた場合、温度異常として半導体電力変換装置１ａが故障停止となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２３３８３２号公報
【特許文献２】特開２００２−９５１５５号公報
【特許文献３】特開２００４−２７４９０３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００７−３４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、熱設計を行う際には、下記（１），（２）の傾向がある。
（１）ＩＧＢＴ３の製造者が許容温度（例えば、１５０℃）よりも低い温度（例えば、１２５℃）を許容最高温度として薦める
（２）最悪の周囲温度条件で設定する
すなわち、減定格かつ最悪の条件で熱設計を行っているため、通常は熱的に余裕があることが多い。
【０００９】
また、冷却ファンの劣化等によって定格風速よりも減速して運転している状態や、装置の吸気口が目詰まりしている状態では、冷却フィン２の冷却能力が低下することとなる。しかしながら、冷却フィン２の熱抵抗は想定外の冷却能力低下を考慮せずに、所定の一定な風速値での値を用いているため、周囲温度Ｔａを測定している場合は、ファンの冷却能力が低下して、冷却フィン２の温度（Ｔｆ）および接合温度Ｔｊが大きく上昇しても、周囲温度Ｔａが温度異常値Ｔｔｈｍａｘよりも低ければ、装置としては異常であるのにもかかわらず、正常運転を継続してしまうことがある。この事象が継続すると冷却フィン２の冷却能力がさらに低下し、ＩＧＢＴ３が破損する恐れがある。
【００１０】
一方、冷却フィン２の温度Ｔｆを測定している場合は、冷却フィン２の温度Ｔｆは冷却能力も含まれているため、前記周囲温度Ｔａ測定時よりも冷却異常の判断の確度は高いが、上記と同様に熱的余裕があることが多い。また、フィン（チップ直下）温度Ｔｆは検出が困難であるため、実際には、図８に示すように冷却フィン２上におけるＩＧＢＴ３の直近に温度センサＡを設けることが一般的である。この場合における熱抵抗モデルは、図６（ａ）とは異なるため、正確な熱計算を行うことはできなかった。
【００１１】
以上示したようなことから、冷却能力の低下を的確に判断し、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続できる半導体電力変換装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記従来の問題に鑑み案出されたもので、その一態様は、絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する半導体素子と、半導体素子で発生した熱が伝達され、その発生熱をファンにより排熱する冷却体と、冷却体上における半導体素子の直近に設けられた第１温度センサと、半導体チップと絶縁基板との接合部の接合温度が高温となることを抑制する温度異常制御部と、を有する半導体電力変換装置であって、前記温度異常制御部は、予め、前記ファンの風速をパラメータとして、冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、運転時に、風速に応じて前記制御部に格納されたデータから、前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を推定し、半導体電力変換装置の出力電流検出値から素子損失を推定し、半導体チップと絶縁基板との接合部の許容最高温度，素子損失，前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗に基づいて、第１温度センサの測定点における温度許容値を推定し、前記第１温度センサの温度検出値と、前記温度許容値とを比較して、温度検出値が温度許容値を超えた時は装置を停止し、前記ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力することを特徴とする。
【００１３】
また、前記風速は、冷却体の吸気部に設けられた風速センサにより検出しても良い。
【００１４】
また、前記冷却体の第１温度センサとは異なる箇所に第２温度センサを設け、前記温度異常制御部は、予め前記ファンの風速をパラメータとして、第１温度センサと第２温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、運転時に、２つの温度センサの温度検出値と、素子損失から２つの温度センサ間の熱抵抗を算出し、この２つの温度センサ間の熱抵抗に基づいて、制御部に格納されたデータより風速を推定しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却能力の低下を的確に判断し、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子が許容最高温度に達するまで運転を継続でき、信頼性の高い半導体電力変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図２】実施形態１における温度異常制御部のブロック図である。
【図３】冷却フィンにおける熱抵抗と風速の関係を示すグラフである。
【図４】実施形態２における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図５】実施形態２における温度異常制御部のブロック図である。
【図６】半導体電力変換装置の熱抵抗モデルを示す図である。
【図７】一般的な半導体電力変換装置の内部構造を示す断面図である。
【図８】一般的な半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。
【図９】従来における温度異常制御部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態１における半導体電力変換装置１ｂは、冷却フィン２と、その冷却フィン２上に設けられた２つの半導体素子（例えば、ＩＧＢＴ等：以下、ＩＧＢＴと称する）３，３と、そのＩＧＢＴ３の冷却フィン２上の直近に設けられた第１温度センサＡと、冷却フィン２の吸気部に設けられた風速センサ９と、ＩＧＢＴ３の出力電流を検出する電流検出器（図示省略）と、を備えている。
【００１８】
本実施形態１では、半導体電力変換装置１ｂの運転時において、前記冷却フィン２の吸気部に設けられた風速センサ９により、常時冷却フィン２におけるファンの風速を検出するようにしている。また、前記電流検出器により、半導体電力変換装置１ｂの出力電流Ｉｏｕｔも検出する。
【００１９】
前記ＩＧＢＴ３は、絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する。また、ＩＧＢＴ３の発生熱は冷却フィン２に伝達され、冷却ファンにより排熱される。なお、本実施形態１では、前記２つのＩＧＢＴ３，３の損失は同一のものと仮定して、以下説明する。
【００２０】
本実施形態１は、図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルを用いて熱計算を行う。図６（ｂ）において、Ｔｊは接合温度，Ｔｃはケース温度，Ｔｆはフィン（チップ直下）温度，Ｔｆ１は第１温度センサＡ測定点温度，Ｔａは周囲温度を示す。そして、図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルは、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ）は、図６（ａ）に示す熱抵抗モデルと同様であるが、冷却フィン（チップ直下）２と周囲間の熱抵抗モデルが異なる。図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルは、冷却フィン（チップ直下）２と第１温度センサＡ間にフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），第１温度センサＡと周囲との間に温度センサＡ‐周囲間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）が存在する。すなわち、形式的にＲｔｈ（ｆ−ｆ１）＋Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）＝Ｒｔｈ（ｆ−ａ）となる。
【００２１】
ここで、図６（ｂ）において、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），温度センサＡ‐周囲間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ａ）は、図３に示すように、風速をパラメータとした値となる。一方、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ）は素子固有の値となる。前記フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）は、仕様値が存在しないため、風速をパラメータとした測定が必要となり、試運転により導出することとなる。
【００２２】
図２は、本実施形態１における温度異常制御部のブロック図である。図２に示すように、温度異常制御部１１ａは、順方向および逆方向の素子損失を推定する損失推定部１２と、冷却フィン（チップ直下）２と温度センサＡ間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する熱抵抗推定部１３と、第１温度センサＡの測定点において許容できる温度（以下、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと称する）を演算する温度許容値演算部１４と、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１とを比較する比較器１５と、冷却フィン２のファンにおける異常を検出するファン異常検出部１６と、を備えている。
【００２３】
前記熱抵抗推定部１３は、予め、図３に示すように、風速をパラメータとして、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を測定し、半導体電力変換装置１ｂにおける制御回路（図示省略）のメモリ回路内等にデータを格納しておく。そして、運転時には風速センサ９により検出された風速に基づいて、現在のフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）の値を常時推定演算する。
【００２４】
前記損失推定部１２は、まず、ＩＧＢＴ３の出力電流検出値Ｉｏｕｔと、そのＩＧＢＴ３のゲート信号と、を付き合わせ、出力電流検出値Ｉｏｕｔを順方向電流，逆方向電流に区別する。次に、順方向損失および逆方向損失を演算推定する。順方向損失はターンオン損失，ターンオフ損失，定常損失等から成り、前記順方向電流および素子特性等により算出できる。一方、逆方向損失は、定常損失（必要であれば順回復損失と逆回復損失も含む）から成り、逆方向電流，素子特性等により算出できる。各損失の具体的な推定方法としては、特許文献４に示すような方法が挙げられる。
【００２５】
次に、温度許容値演算部１４による動作を説明する。フィン温度の上昇は、順方向損失と逆方向損失による。図６（ｂ）に示す熱抵抗モデルを用いて、所定の接合温度Ｔｊの許容最高温度Ｔｊｍａｘから、素子固有の値である接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），前記熱抵抗推定部１３で推定したフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）と、損失推定部１２で算出した素子損失Ｐとを乗算して各部位の温度差を算出し、第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを演算する。
【００２６】
ただし、上記計算は許容値を基準としているため、順方向損失と逆方向損失との差異、および、素子内部における順方向の熱抵抗と逆方向の熱抵抗に差異がある場合は、共通部（ケース部）に温度差異が生じることがある。この時は、温度の低い方を採用して温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを演算する。
【００２７】
次に、比較器１５は、実際に温度センサＡで検出した温度検出値（ＩＧＢＴ直近のフィン温度）Ｔｆ１と温度許容値演算部１４で演算した温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較し、実際の温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた場合、温度異常として、半導体電力変換装置１ｂを故障停止させる。この時、図６（ｂ）の熱抵抗モデルに基づいて推定（順方向または逆方向により推定）された接合温度Ｔｊが所定の許容最高温度Ｔｊｍａｘとなっている。
【００２８】
また、前記ファン異常検出部１６は、風速センサ９により検出した冷却フィン２を通過する風速が、所定の閾値よりも低下した場合、冷却系異常の警報を発する。
【００２９】
以上示したように、本実施形態１の半導体電力変換装置１ｂは、運転時に冷却異常が生じても、半導体素子の接合温度Ｔｊが許容最高温度Ｔｊｍａｘに達するまでは運転を継続することができる。また、冷却フィン２の風速が閾値よりも低下した時に冷却異常の警報を発することにより、状況を認識した信頼性の高い運用を行うことができる。また、半導体電力変換装置１ｂの保守も計画的に行うことが可能となる。
【００３０】
［実施形態２］
図４は、本実施形態２における半導体電力変換装置の一例を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態２における半導体電力変換装置１ｃは、実施形態１における半導体電力変換装置１ｂの風速センサ９を省略し、第２温度センサＢを追加したものである。第２温度センサＢを追加することにより、冷却フィン２の異なる２箇所において温度を検出することが可能となる。本実施形態２の温度異常制御部１１ｃは、図６（ｃ）に示す熱抵抗モデルを用いて熱計算を行う。なお、実施形態１と同様に、冷却フィン２に固定されている２つのＩＧＢＴ３，３の損失は同じものとして、以下説明する。
【００３１】
図５は、本実施形態２における温度異常制御部のブロック図である。本実施形態２における温度異常制御部１１ｃは、順方向および逆方向の損失を推定する損失推定部１２と、風速，第１温度センサＡの測定点における温度許容値Ｔｆ１ｍａｘ，フィン温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）を演算推定する演算部１８と、温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１と温度許容値Ｔｆ１ｍａｘとを比較する比較回路１５と、を備えている。
【００３２】
前記損失推定部１２の動作は実施形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３３】
前記演算部１８では、図３に示すように風速をパラメータとして、図６（ｃ）におけるフィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）と、温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）と、を予め測定し、半導体電力変換装置１ｃにおける制御回路（図示省略）のメモリ回路内等にデータを格納しておく。
【００３４】
次に、演算部１８における冷却系異常の判定について説明する。図４および図６（ｃ）に示すように、本実施形態２では冷却フィン２の温度を２箇所で測定しており、素子損失Ｐ，第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１，第２温度センサＢの温度検出値Ｔｆ２，温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）の関係は、下記（１）式で表すことができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
上記の（１）式から、第１温度センサＡの検出温度Ｔｆ１，第２温度センサＢ検出温度Ｔｆ２，素子損失Ｐを用いて温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）を演算する。そして、予め素子損失Ｐと熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）の関係を測定したデータ（メモリ回路内のデータ）から風速を推定する。この推定した風速が、所定の値以下の場合、冷却異常として警報を発する。
【００３７】
第１温度センサＡの温度検出値Ｔｆ１の温度許容値Ｔｆ１ｍａｘの演算方法は、実施形態１と同様であり、実施形態２では演算部１８により演算される。演算部１８では、前記推定された風速に基づいて、フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）を推定する。そして、接合部‐ケース間熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ），ケース‐フィン（チップ直下）間熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｆ），フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１），素子損失Ｐ，許容最高温度Ｔｊｍａｘに基づいて、温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを算出する。この温度許容値Ｔｆ１ｍａｘと、実際に第１温度センサＡで検出した温度検出値Ｔｆ１とを比較器１５により比較し、温度検出値Ｔｆ１が温度許容値Ｔｆ１ｍａｘを超えた場合、装置は温度異常として停止する。この時、図６（ｃ）に示す熱抵抗モデルに基づいて推定（順方向または逆方向により推定）された接合温度Ｔｊ（順方向または逆方向）が所定の値となっている。
【００３８】
以上示したように、本実施形態のインバータ装置は、運転時に冷却異常が生じても、素子の温度が所定の温度に達するまでは、運転を継続することができる。また、同時に冷却異常の警報を発することにより、状況を認識した信頼性の高い運用ができる。また、保守も計画的に行うことが可能となる。
【００３９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ，１ｂ，１ｃ…半導体電力変換装置
２…冷却フィン（冷却体）
３…ＩＧＢＴ（半導体素子）
４…絶縁基板
５…半導体チップ
７，１１ａ，１１ｂ…温度異常制御部
８，１５…比較器
９…風速センサ
１２…損失推定部
１３…熱抵抗推定部
１４…温度許容値演算部
１６…ファン異常検出部
１８…演算部
Ａ…第１温度センサ
Ｂ…第２温度センサ
Ｔｊ…接合温度
Ｔｊｍａｘ…許容最高温度
Ｔｆ１…第１温度センサＡの温度検出値
Ｔｆ１ｍａｘ…温度許容値
ｆ…フィン（チップ直下）
Ｉｏｕｔ…出力電流検出値
Ｒｔｈ（ｆ−ｆ１）…フィン（チップ直下）‐温度センサＡ間熱抵抗
Ｒｔｈ（ｆ１−ｆ２）…温度センサＡ‐温度センサＢ間熱抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する半導体素子と、
半導体素子で発生した熱が伝達され、その発生熱をファンにより排熱する冷却体と、
冷却体上における半導体素子の直近に設けられた第１温度センサと、
半導体チップと絶縁基板との接合部の接合温度が高温となることを抑制する温度異常制御部と、を有する半導体電力変換装置であって、
前記温度異常制御部は、
予め、前記ファンの風速をパラメータとして、冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、
運転時に、風速に応じて前記制御部に格納されたデータから、前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を推定し、
半導体電力変換装置の出力電流検出値から素子損失を推定し、
半導体チップと絶縁基板との接合部の許容最高温度，素子損失，前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗に基づいて、第１温度センサの測定点における温度許容値を推定し、
前記第１温度センサの温度検出値と、前記温度許容値とを比較して、温度検出値が温度許容値を超えた時は装置を停止し、
前記ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力することを特徴とする半導体電力変換装置。
【請求項２】
前記風速は、冷却体の吸気部に設けられた風速センサにより検出することを特徴とする請求項１記載の半導体電力変換装置。
【請求項３】
前記冷却体の第１温度センサとは異なる箇所に第２温度センサを設け、
前記温度異常制御部は、
予め、前記ファンの風速をパラメータとして、第１温度センサと第２温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、
運転時に、２つの温度センサの温度検出値と、素子損失から２つの温度センサ間の熱抵抗を算出し、この２つの温度センサ間の熱抵抗に基づいて、制御部に格納されたデータより風速を推定することを特徴とする請求項１記載の半導体電力変換装置。
【請求項１】
絶縁基板と、その絶縁基板上に設置された半導体チップと、を有する半導体素子と、
半導体素子で発生した熱が伝達され、その発生熱をファンにより排熱する冷却体と、
冷却体上における半導体素子の直近に設けられた第１温度センサと、
半導体チップと絶縁基板との接合部の接合温度が高温となることを抑制する温度異常制御部と、を有する半導体電力変換装置であって、
前記温度異常制御部は、
予め、前記ファンの風速をパラメータとして、冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、
運転時に、風速に応じて前記制御部に格納されたデータから、前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗を推定し、
半導体電力変換装置の出力電流検出値から素子損失を推定し、
半導体チップと絶縁基板との接合部の許容最高温度，素子損失，前記冷却体のチップ直下部と第１温度センサ間の熱抵抗に基づいて、第１温度センサの測定点における温度許容値を推定し、
前記第１温度センサの温度検出値と、前記温度許容値とを比較して、温度検出値が温度許容値を超えた時は装置を停止し、
前記ファンの風速が閾値よりも低い時は、警報を出力することを特徴とする半導体電力変換装置。
【請求項２】
前記風速は、冷却体の吸気部に設けられた風速センサにより検出することを特徴とする請求項１記載の半導体電力変換装置。
【請求項３】
前記冷却体の第１温度センサとは異なる箇所に第２温度センサを設け、
前記温度異常制御部は、
予め、前記ファンの風速をパラメータとして、第１温度センサと第２温度センサ間の熱抵抗を測定して制御部に格納しておき、
運転時に、２つの温度センサの温度検出値と、素子損失から２つの温度センサ間の熱抵抗を算出し、この２つの温度センサ間の熱抵抗に基づいて、制御部に格納されたデータより風速を推定することを特徴とする請求項１記載の半導体電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２３０６２（Ｐ２０１２−２２３０６２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９８１８（Ｐ２０１１−８９８１８）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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