特許ウォッチ

公開番号2025047505
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023156030
出願日2023-09-21
発明の名称スイッチング装置
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250326BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング素子の温度を精度良く推定することができる技術を提供する。
【解決手段】制御部は、第2トランジスタをターンオフするタイミングで第1トランジスタをターンオンし、第2トランジスタをターンオンするタイミングで第1トランジスタをターンオフするスイッチング制御を実行している状態で、第1スイッチング素子の温度を推定するときは、第2トランジスタをターンオフするタイミングで第1トランジスタをターンオンせずに第1トランジスタをオフに維持し、第1トランジスタがオフである間に電圧検出部により検出される第1ダイオードの順方向電圧と電流検出部により検出される第1ダイオードの順方向電流とに基づいて、第1スイッチング素子の温度を推定してもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１トランジスタと、前記第１トランジスタと逆並列で接続された第１ダイオードと、を備える第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子に接続された第２スイッチング素子であって、第２トランジスタと、前記第２トランジスタと逆並列で接続された第２ダイオードと、を備える前記第２スイッチング素子と、
前記第１ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出部と、
前記第１ダイオードの順方向電流を検出する電流検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンし、前記第２トランジスタをターンオンするタイミングで前記第１トランジスタをターンオフするスイッチング制御を実行している状態で、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときは、前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持し、前記第１トランジスタがオフである間に前記電圧検出部により検出される前記第１ダイオードの順方向電圧と前記電流検出部により検出される前記第１ダイオードの順方向電流とに基づいて、前記第１スイッチング素子の温度を推定する、スイッチング装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスイッチング装置であって、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときに、
前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持した後に前記第２トランジスタをターンオンするまでの間に前記第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流が検出される場合は、前記第２トランジスタをターンオンする前に前記第１トランジスタをターンオンし、
前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持した後に前記第２トランジスタをターンオンするまでの間に前記第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流が検出されない場合は、次回に前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンする、スイッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスイッチング装置であって、
前記制御部は、前記第１トランジスタのスイッチング制御を可聴域外の周波数で実行している状態で、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときは、前記第１トランジスタをターンオンせずにオフに維持することにより、前記第１トランジスタのスイッチング制御の周波数を可聴域内の周波数に変化させる、スイッチング装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のスイッチング装置であって、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子は、入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置におけるスイッチング素子である、スイッチング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、スイッチング装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１にスイッチング装置が開示されている。特許文献１のスイッチング装置は、還流電流の発生時のダイオードの順方向電圧をスイッチング素子の第１及び第２端子間電圧として検知する電圧検知手段と、スイッチング素子の端子間電圧に基づく周囲温度に相関を有するダイオードの順方向電圧から、スイッチング素子が過熱状態にあるか否かを判定する過熱判定手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－０３６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のスイッチング装置は、スイッチング素子の温度を精度良く求める点において改善の余地がある。本明細書は、スイッチング素子の温度を精度良く推定することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本技術の第１の態様では、スイッチング装置が、第１トランジスタと、前記第１トランジスタと逆並列で接続された第１ダイオードと、を備える第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子に接続された第２スイッチング素子であって、第２トランジスタと、前記第２トランジスタと逆並列で接続された第２ダイオードと、を備える前記第２スイッチング素子と、前記第１ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出部と、前記第１ダイオードの順方向電流を検出する電流検出部と、制御部と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンし、前記第２トランジスタをターンオンするタイミングで前記第１トランジスタをターンオフするスイッチング制御を実行している状態で、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときは、前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持し、前記第１トランジスタがオフである間に前記電圧検出部により検出される前記第１ダイオードの順方向電圧と前記電流検出部により検出される前記第１ダイオードの順方向電流とに基づいて、前記第１スイッチング素子の温度を推定してもよい。
【０００６】
この構成によれば、第２トランジスタをターンオフするタイミングで第１トランジスタをターンオンせずに第１トランジスタをオフに維持することにより、第１ダイオードに還流電流が流れているときに第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流を検出するための期間を長く確保することができる。これにより、第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流を精度良く検出することができ、それに基づいてスイッチング素子の温度を精度良く推定することができる。
【０００７】
第２の態様では、上記第１の態様において、前記制御部は、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときに、前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持した後に前記第２トランジスタをターンオンするまでの間に前記第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流が検出される場合は、前記第２トランジスタをターンオンする前に前記第１トランジスタをターンオンしてもよい。前記制御部は、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときに、前記第１トランジスタをターンオンせずに前記第１トランジスタをオフに維持した後に前記第２トランジスタをターンオンするまでの間に前記第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流が検出されない場合は、次回に前記第２トランジスタをターンオフするタイミングで前記第１トランジスタをターンオンしてもよい。
【０００８】
第１ダイオードの順方向抵抗は、第１トランジスタがオンのときの第１トランジスタの抵抗よりも大きいので、第１トランジスタをオフに維持する期間が長くて第１ダイオードに還流電流が流れる期間が長くなると、第１ダイオードの抵抗による発熱量が大きくなることがある。しかし、上記の構成によれば、第１スイッチング素子の温度を推定するための第１ダイオードの順方向電圧と順方向電流が検出される場合は、早い段階で第１トランジスタをターンオンすることにより、第１ダイオードに還流電流が流れる期間を短くすることができる。これにより、第１ダイオードの順方向抵抗による発熱を抑制することができる。
【０００９】
第３の態様では、上記第１又は第２の態様において、前記制御部は、前記第１トランジスタのスイッチング制御を可聴域外の周波数で実行している状態で、前記第１スイッチング素子の温度を推定するときは、前記第１トランジスタをターンオンせずにオフに維持することにより、前記第１トランジスタのスイッチング制御の周波数を可聴域内の周波数に変化させてもよい。
【００１０】
この構成によれば、第１スイッチング素子の温度を推定するときに第１トランジスタから可聴音を発生させることができる。これにより、第１スイッチング素子の温度を推定するタイミングを周囲に報知することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許