电抗器的温度推定方法与流程

文档序号:17178137发布日期:2019-03-22 20:41阅读:959来源:国知局
电抗器的温度推定方法与流程

本说明书公开的技术涉及电抗器的温度推定方法,所述电抗器的温度推定方法是在升压转换器中使用的电抗器的温度的推定方法。



背景技术:

已知有具备将直流电源的输出电压升压至行驶用马达的驱动电压为止的升压转换器的电动汽车。在电动汽车的驱动系统中使用的升压转换器的典型为斩波类型,具备电抗器。例如,在日本国特许公开2017-093221号公报(专利文献1)中公开了具备这样的升压转换器的电动汽车。此外,本说明书中的“电动汽车”包括具备马达和发动机这双方的混合动力车、和燃料电池车。

在电动汽车中,马达的输出根据驾驶员的加速器操作而频繁大大地变化。在电抗器中流动的电流也频繁大大地变化。电抗器根据流有的电流而发热。电抗器因驾驶员的加速器操作而急剧地发热或者停止发热。为了防止电抗器的过热,需要知道电抗器的准确的温度。

专利文献1的电动汽车具备对与电抗器连接的汇流条(英文:busbar)的温度进行计测的温度传感器来代替直接计测电抗器的温度的温度传感器。并且,专利文献1的电动汽车将汇流条的温度用作电抗器的温度的近似值。在日本国特许第4628987号公报(专利文献2)中公开了为了对计测汇流条的电流的电流传感器的温度依存性进行补偿而带温度检测功能的电流传感器。专利文献2的技术不仅对电流传感器的温度依存性进行补偿,还向传感器外部的设备输出计测到的温度。若采用带温度检测功能的电流传感器并将汇流条的温度用作电抗器的温度的近似值,则与在电抗器上安装独立的温度传感器相比可抑制成本。



技术实现要素:

严格地说,与电抗器连接的汇流条的温度与电抗器的温度不同。期待基于汇流条的温度而更准确地推定电抗器的温度的技术。

本说明书公开一种电抗器的温度推定方法,所述电抗器的温度推定方法是在升压转换器中使用的电抗器的温度的推定方法。在该推定方法中,首先,对与电抗器连接的汇流条的温度和在该汇流条中流动的电流进行计测。接着,在计测到的电流的dc成分(直流成分)的绝对值超过预定的电流阈值的情况下,将在计测到的温度上加上依存于dc成分的第1温度修正值得到的值作为电抗器的推定温度而算出。另一方面,在计测到的电流的dc成分的绝对值不超过电流阈值的情况下,将在计测到的温度上加上不依存于计测到的电流的第2温度修正值得到的值作为电抗器的推定温度而算出。并且,输出算出的推定温度。

电抗器的温度上升的因素有在电抗器中流动的电流的dc成分和ac成分(交流成分)。在所流的电流的dc成分的绝对值大的情况下,由dc成分引起的温度上升会成为支配性的。由dc成分引起的温度上升由焦耳损失引起。已知焦耳损失与所流的电流的dc成分的平方具有正相关。因此,在计测到的电流的dc成分的绝对值超过阈值电流值的情况下,将在汇流条的温度(计测到的温度)上加上与dc成分的平方成正比的第1温度修正值得到的值设为电抗器的推定温度。另一方面,在所流的电流的dc成分小的情况下,电抗器的温度上升的因素为电流的ac成分成为支配性的。在该情况下,与交流的振幅相比,发热量更依存于频率。因此,在本说明书公开的温度推定方法中,在计测到的电流的dc成分的绝对值不超过电流阈值的情况下,将在汇流条的温度(计测到的温度)上加上不依存于计测到的电流的第2温度修正值得到的值作为电抗器的推定温度而输出。本说明书公开的技术通过依存于在汇流条中流动的电流的dc成分的绝对值地切换加在汇流条的温度上的修正值,从而能够准确地推定电抗器的温度。

典型而言,第1温度修正值是将基于电抗器中的电力损失(lr)相对于汇流条中的电力损失(lb)的比(lr/lb)的常数乘以dc成分的平方得到的值。电力损失的比与发热量的比相当。因此,将基于上述电力损失的比的常数乘以dc成分的平方得到的值作为第1温度修正值是适当的。

优选的是,计测温度的温度传感器和计测电流的电流传感器安装于同一基板。通过将这双方的传感器安装于一个基板,从而能够将为了实施上述温度推定方法所需的传感器安装于小空间。本说明书公开的技术的详细内容和进一步的改良用以下的“具体实施方式”进行说明。

附图说明

图1是包括实施实施例的温度推定方法的电力变换器的电动汽车的电力系统的框图。

图2是示出电力变换器的壳体内的部件布局的俯视图(除去电路基板)。

图3是示出电力变换器的壳体内的部件布局的仰视图。

图4是示出电力变换器的壳体内的部件布局的剖视图。

图5是端子单元和电抗器单元的俯视图。

图6是端子单元、电抗器单元及控制基板的侧视图。

图7是电抗器的温度推定处理的流程图。

图8是汇流条温度的取得处理的流程图。

图9是例示温度推定的结果的图表。

具体实施方式

本说明书公开的温度推定方法安装于搭载于电动汽车的电力变换器。首先,说明电力变换器。电力变换器是将蓄电池的电力变换为行驶用马达的驱动电力的设备。在图1中示出包括电力变换器2的电动汽车100的电力系统的框图。电动汽车100具备两个行驶用马达53a、53b。因此,电力变换器2具备2组变换电路43a、43b。此外,两个马达53a、53b的输出在齿轮组55中合成并向车轴56(即驱动轮)传递。

电力变换器2与蓄电池51连接。电力变换器2具备对蓄电池51的电压进行升压的电压转换电路42、和将升压后的直流电力变换为交流的两组变换电路43a、43b。

电压转换电路42是能够执行升压动作和降压动作这双方的双向dc-dc转换器。在升压动作中,能够将施加于蓄电池侧的端子的电压升压并向变换电路侧的端子输出。在降压动作中,将施加于变换电路侧的端子的电压降压并向蓄电池侧的端子输出。为了便于说明,以下,将蓄电池侧(低电压侧)的端子称为输入端48,将变换电路侧(高电压侧)的端子称为输出端49。另外,将输入端48的正极和负极分别称为输入正极端48a和输入负极端48b。将输出端49的正极和负极分别称为输出正极端49a和输出负极端49b。“输入端48”、“输出端49”这样的表述是为了谋求说明的方便,如前所述,电压转换电路42为双向dc-dc转换器,所以有时电力会从输出端49向输入端48流动。

电压转换电路42由两个开关元件9a、9b的串联电路、滤波电容器44、电抗器45、以及与各开关元件反并联连接的二极管形成。电抗器45的一端与输入正极端48a连接,电抗器45的另一端与串联电路的中点连接。滤波电容器44连接于输入正极端48a与输入负极端48b之间。输入负极端48b与输出负极端49b直接连接。开关元件9b主要参与升压动作,开关元件9a主要参与降压动作。图1的电压转换电路42称为斩波类型。由于图1的电压转换电路42众所周知,所以省略详细的说明。

附图标记17示出的粗线示出了与电抗器45连接的汇流条(第2汇流条17)。在第2汇流条17的附近配置有电流传感器元件5g和温度传感器元件6。对于电流传感器元件5g、温度传感器元件6及第2汇流条17在后叙述。附图标记3g所示的虚线矩形的范围的电路与后述的半导体模块3g对应。

变换电路43a具有两个开关元件的串联电路并联连接3组的构成。开关元件9c和9d、开关元件9e和9f、开关元件9g和9h分别构成串联电路。二极管与各开关元件反并联连接。3组串联电路的高电位侧与电压转换电路42的输出正极端49a连接,3组串联电路的低电位侧与电压转换电路42的输出负极端49b连接。从3组串联电路各自的中点输出交流(u相、v相、w相)。3组串联电路各自与后述的半导体模块3a、3b、3c对应。

由于变换电路43b的构成与变换电路43a相同,所以在图1中省略具体的电路的图示。变换电路43b也与变换电路43a同样地,具有两个开关元件的串联电路并联连接3组的构成。3组串联电路的高电位侧与电压转换电路42的输出正极端49a连接,3组串联电路的低电位侧与电压转换电路42的输出负极端49b连接。从3组串联电路的中点输出三相交流。将与各串联电路对应的硬件称为半导体模块3d、3e、3f。

变换电路43a、43b分别输出三相交流。在变换电路43a的三相的输出线上分别配置有电流传感器元件5a、5b、5c。在变换电路43b的三相的输出线上分别配置有电流传感器元件5d、5e、5f。关于电流传感器元件5a-5f在后叙述。电流传感器元件5a-5f用信号线与控制器41连接,但该信号线省略图示。

平滑电容器46与变换电路43a、43b的输入端并联连接。换句话说,平滑电容器46与电压转换电路42的输出端49并联连接。平滑电容器46去除电压转换电路42的输出电流的脉动。

开关元件9a-9h是电力变换用的晶体管,典型而言为igbt(insulatedgatebipolartransistor:绝缘栅双极型晶体管)。开关元件9a-9h也可以是其他晶体管、例如mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)。电力变换用的晶体管也有时称为功率半导体元件。

开关元件9a-9h由控制器41控制。控制器41基于来自于未图示的上位控制器的输出目标指示,决定各开关元件9a-9h的占空比。控制器41向各开关元件9a-9h发送具有决定了的占空比的pwm信号。上位控制器根据车辆的速度、加速器开度的大小等来决定马达53a、53b的输出目标。在汽车中,由于驾驶员频繁使加速器开度变化,所以马达53a、53b的输出目标也频繁变换。若马达53a、53b的输出目标变大,则在开关元件9a-9h和/或电抗器45中流动的电流变大,这些器件的温度会上升。电抗器45的发热量尤其大。如前所述,在与电抗器45连接的第2汇流条17的附近安装有电流传感器元件5g和温度传感器元件6。控制器41根据电流传感器元件5g和温度传感器元件6的计测结果来推定电抗器45的温度。当推定温度变高时,控制器41限制在电抗器45中流动的电流,防止电抗器45的过热。关于电抗器45的温度推定在后叙述。

参照图2-图6说明电力变换器2的硬件构成。图2是示出电力变换器2的壳体30的内部的部件布局的俯视图。为了便于说明,将图中的坐标系的z轴正方向定义为“上”。此外,如后所述,在壳体30内的最高位配置有控制基板19,但在图2中省略控制基板19的图示。另外,后述的壳体隔离件30a在图2中也省略图示。壳体30的上方和下方开口,壳体30能够分别从上下收容部件。图3是从下方观察壳体30得到的仰视图。图4是以图中的坐标系中的yz平面切割壳体30得到的剖视图。在图4中,省略了几个部件(半导体模块3g等)的图示,以能够理解后述的第1汇流条4、半导体模块3a-3f及端子单元20的位置关系。

在电力变换器2的壳体30收容有层叠单元10、电容器单元13、电抗器单元14、端子单元20及控制基板19。此外,如前所述,在图2中省略控制基板19的图示,仅在图4中描绘控制基板19。层叠单元10是将多个半导体模块3a-3g和多个冷却器12层叠而得到的器件。在图2和图3中,对层叠单元10的两端的冷却器标注附图标记12,对其他冷却器省略附图标记。多个冷却器12平行地配置,在相邻的冷却器12之间夹着半导体模块。各半导体模块为扁平,多个半导体模块3a-3g以其宽度宽的面相对的方式在层叠单元10中互相平行地配置。在半导体模块3a-3g各自收容有两个晶体管和两个二极管,两个晶体管在半导体模块3a-3g各自的内部串联连接。各二极管与各晶体管反并联连接。如前所述,半导体模块3a-3c在变换电路43a中使用,半导体模块3d-3f在变换电路43b中使用。半导体模块3g在电压转换电路42中使用。以下,在将半导体模块3a-3g中的任一个不进行区分地示出时,称为半导体模块3。

层叠单元10与板簧33一起被夹在设置于壳体30的内壁31与支柱32之间。此外,内壁31和支柱32从壳体隔离件30a(参照图4)延伸。板簧33在多个半导体模块3的层叠方向上对层叠单元10进行加压。图中的坐标系的x方向与层叠方向相当。制冷剂供给管34和制冷剂排出管35贯通多个冷却器12。通过制冷剂供给管34而被供给的制冷剂向多个冷却器12分配。制冷剂在通过各冷却器12的期间从相邻的半导体模块3吸收热。吸收了热的制冷剂通过制冷剂排出管35而从层叠单元10排出。

多个控制端子304从各半导体模块3的上表面延伸。在图2中,仅对左端的一个半导体模块3的控制端子标注附图标记304,对其他半导体模块3的控制端子省略了附图标记。控制端子304包括与收容于半导体模块3的晶体管的栅极端子连接的控制端子、内置于半导体模块3的温度传感器的控制端子等。如图4所示,控制端子304与控制基板19连接。在控制基板19上安装有对收容于半导体模块3的晶体管进行驱动的驱动电路。即,用图1说明的控制器41安装于控制基板19。

如图3所示,3个功率端子(正极端子301、负极端子302、中点端子303)从各半导体模块3的下表面延伸。在图3中,仅对右端的一个半导体模块3的功率端子标注附图标记301、302、303,对其他半导体模块3的功率端子省略了附图标记。正极端子301、负极端子302、中点端子303分别在半导体模块3的内部与两个晶体管的串联连接的高电位侧、低电位侧及中点连接。多个半导体模块3的正极端子301用正极汇流条36与电容器单元13连接,负极端子302用负极汇流条37与电容器单元13连接。电容器单元13将与图1所示的滤波电容器44相当的电容器元件、和与平滑电容器46相当的电容器元件密封。全部的半导体模块3的正极端子301和负极端子302经由正极汇流条36和负极汇流条37连接于与平滑电容器46相当的电容器元件。此外,在图2-图4中,关于与图1的滤波电容器44、输入端48、输出端49相关的连接构造,省略了图示。

第1汇流条4与构成图1的变换电路43a、43b的半导体模块3a-3f各自的中点端子303连接。多个第1汇流条4与端子单元20相连。端子单元20是用于将与马达相连的动力电缆连接的部件。多个第1汇流条4通过端子单元20的树脂制的主体22,多个第1汇流条4的顶端是用于将动力电缆连接的连接端子401。

在电抗器单元14的内部收容有与图1所示的电抗器45相当的电抗器元件15。电抗器元件15的主要部件为线圈,在电抗器元件15的一端15a连接有第2汇流条17。电抗器元件15(图1的电抗器45)的另一端省略图示。第2汇流条17也支承于端子单元20。第2汇流条17在端子单元20的主体22的内部与从半导体模块3g的中点端子延伸的第3汇流条18连接。此外,如前所述,半导体模块3g是在电压转换电路42(参照图1)中使用的模块。

端子单元20具备传感器基板21,在该传感器基板21安装有多个电流传感器元件5a-5g和温度传感器元件6。此外,在图2和图5中,仅对一个电流传感器元件标注了附图标记5。以下,有时将多个电流传感器元件5a-5g单纯地总称为多个电流传感器元件5。

多个电流传感器元件5和温度传感器元件6覆盖于端子单元20的主体22。主体22由树脂制作。多个电流传感器元件5中的各电流传感器元件5配置成与多个第1汇流条4和第2汇流条17分别相对,对所相对的汇流条的电流进行计测。电流传感器元件5为霍尔元件,带有集磁芯7。集磁芯7为形成为c字形状的磁性体。集磁芯7包围第1汇流条4,电流传感器元件5位于c字的缝隙。集磁芯7集中以在汇流条中流动的电流为起因而产生的磁通。电流传感器元件5对由集磁芯7集中的磁通进行计测。在汇流条中流动的电流及以该电流为起因而产生的磁通之间具有唯一的关系,根据电流传感器元件5(磁电变换元件)计测到的磁通的强度,确定在对应的汇流条中流动的电流的大小。

除了图4之外还使用图5和图6对端子单元20的构造、及通过端子单元20的汇流条与电抗器单元14的关系进一步说明。图5是端子单元20和电抗器单元14的俯视图。图6是端子单元20、电抗器单元14及控制基板19的侧视图。为了容易理解端子单元内部的构造,在图5中用假想线示出端子单元20的传感器基板21和主体22,在图6中用假想线示出主体22。另外,以下,用附图标记4a-4f表示与半导体模块3a-3f中的各半导体模块对应的第1汇流条。第1汇流条4a-4c传递第1变换电路43a所输出的三相交流,第1汇流条4d-4f传递第2变换电路43b所输出的三相交流。在将第1汇流条4a-4f中的任一个不进行区分地表示时称为“第1汇流条4”。

如前所述,多个电流传感器元件5和温度传感器元件6安装于传感器基板21。各电流传感器元件5经由间隔件安装于传感器基板21。电流传感器元件5a-5f各自对第1汇流条4a-4f各自的电流即图1的变换电路43a、43b的输出电流进行计测。电流传感器元件5g对在第2汇流条17中流动的电流即在电抗器元件15(图1的电抗器45)中流动的电流进行计测。温度传感器元件6对第2汇流条17的温度进行计测。第2汇流条17与电抗器元件15的一端15a连接,良好地传递电抗器元件15的温度。温度传感器元件6的计测温度用于电抗器元件15的温度推定。关于电抗器元件15的温度推定在后叙述。具体而言,温度传感器元件6例如是红外线热电堆传感器元件。在树脂制的主体22中,在温度传感器元件6与第2汇流条17之间不填充树脂,能够使温度传感器元件6接受第2汇流条17所发出的红外线。

如图5所示,多个第1汇流条4和第2汇流条17在端子单元20的内部平行排列。并且,多个电流传感器元件5沿着汇流条的排列方向(图中的坐标系的x方向)排成两列。对从第1汇流条4和第2汇流条17的排列的端起第偶数个的汇流条的电流进行计测的电流传感器元件5b、5d、5f在一方的列(图5中的上侧的列)排列,剩余的电流传感器元件5a、5c、5e、5g在另一方的列(图5中的下侧的列)排列。温度传感器元件6在对第2汇流条17的电流进行计测的电流传感器元件5g所不属于的列(图5中的上侧的列)排列。温度传感器元件6位于电流传感器元件5的排列的间隙。多个电流传感器元件5各自带有体积较大的集磁芯7,能够利用多个电流传感器元件5的上述两列的排列来空间效率良好地排列多个集磁芯。另外,根据上述配置,与特定的汇流条对应的电流传感器元件5难以受到从相邻的汇流条的集磁芯7泄漏的磁场(噪声磁场)的影响。

在上述配置中,温度传感器元件6也空间效率良好地配置。即,在上述多个电流传感器元件5、多个集磁芯7、温度传感器元件6的配置中,端子单元中的部件安装密度高。

多个信号引脚23从传感器基板21向控制基板19平行地延伸。多个信号引脚23包括传送多个电流传感器元件5的计测数据及温度传感器元件6的计测数据的多条信号线23a、和向多个电流传感器元件5和温度传感器元件6供给电力的共用的电力线23b(电力正极线和接地线)。即,多个电流传感器元件5和温度传感器元件6所共用的电力正极线和接地线(电力线23b)与多条信号线23a一起从传感器基板21向控制基板19平行地延伸。在控制基板19上安装有图1的控制器41。控制器41基于多个电流传感器元件5的计测数据和温度传感器元件6的计测数据,生成向各半导体模块3的开关元件提供的控制信号(门信号(英文:gatesignal))。

控制器41基于各电流传感器元件5的计测数据,以从图1的变换电路43a、43b中的各串联连接的中点输出的电流追随目标值的方式生成驱动各半导体模块3的开关元件的控制信号。如前所述,控制器41从由温度传感器元件6计测的第2汇流条17的温度来推定电抗器元件15(图1中的电抗器45)的温度。控制器41在电抗器元件15(电抗器45)的推定温度高的情况下,以在图1的电抗器45中流动的电流变小的方式生成驱动各半导体模块3的开关元件的控制信号。

对电抗器元件15(电抗器45)的温度推定方法进行说明。安装于控制基板19的控制器41根据由温度传感器元件6计测的第2汇流条17的温度、和在由电流传感器元件5g计测的第2汇流条17中流动的电流,来推定电抗器元件15(图1的电抗器45)的温度。与电抗器元件15连接的第2汇流条17为铜制,传热性优异。通过使用第2汇流条17的温度来推定电抗器元件15的温度,从而能够获得准确的推定值。另外,控制器41使用第2汇流条17的温度和电流(即,在电抗器元件15中流动的电流)的值来推定电抗器元件15的温度。在汇流条(电抗器)中流动的电流的损失与温度上升具有正相关,所以即使基于电流值,也能够获得准确的推定值。

在图7中示出温度推定处理的流程图。控制器41从温度传感器元件6和电流传感器元件5g取得第2汇流条17的温度tl和电流il(步骤s2)。此外,在电抗器元件15(电抗器45)中流动的电流中存在dc成分ildc和ac成分ilac。在第2汇流条17中流动的电流il表示为dc成分ildc与ac成分ilac之和。ac成分ilac由伴随于电压转换电路42的开关元件9a、9b的开关的电流脉动引起且为高频。通过使电流il通过低通滤波器(英文:low-passfilter),从而能够获得dc成分ildc。

接着,控制器41将dc成分的绝对值|ildc|与预定的阈值电流值ith进行比较(步骤s3)。在dc成分的绝对值|ildc|超过电流阈值ith的情况下(步骤s3:是),控制器41在计测到的第2汇流条17的温度tl上加上将预定的常数ca乘以第2汇流条17的电流il的dc成分ildc的平方得到的值。控制器41将上述结果设为电抗器元件15(电抗器45)的推定温度tr(步骤s4)。若用数式表示则如下。

电抗器的推定温度tr=汇流条温度tl+ca×dc成分ildc2(数式1)

上式的记号ca为预定的比例常数。关于比例常数ca在后叙述。

另一方面,在dc成分的绝对值|ildc|不超过电流阈值ith的情况下(步骤s3:否),控制器41将在计测到的第2汇流条17的温度tl上加上预定的常数cb得到的值设为电抗器元件15(电抗器45)的推定温度(步骤s5)。若用数式表示则如下。

电抗器的推定温度tr=汇流条温度tl+cb(cb是常数)(数式2)

接着,控制器41使在步骤s4或s5中得到的推定温度tr通过低通滤波器(步骤s6),并输出(步骤s7)。低通滤波器例如可以为推定温度tr的过去10次的值的移动平均。

对(数式1)和(数式2)进行说明。电抗器元件15(电抗器45)的温度上升的因素有流动的电流il的dc成分ildc和ac成分ilac。在dc成分ildc的绝对值大的情况下,由dc成分ildc引起的温度上升成为支配性的。由dc成分ildc引起的温度上升以焦耳损失为起因。已知焦耳损失与电流的dc成分ildc的平方具有正相关。因此,在第2汇流条17(电抗器元件15)中流动的电流的dc成分ildc的绝对值超过阈值电流值ith的情况下,将在第2汇流条17的温度tl(计测到的温度tl)上加上依存于dc成分ildc的平方的第1温度修正值得到的值设为电抗器的推定温度tr。(数式1)的右边第2项(ca×dc成分ildc2)与第1温度修正值相当。记号ca是预定的比例常数。比例常数ca如以下那样求出。

由电流的dc成分引起的发热以汇流条和/或电抗器所产生的焦耳热为起因。焦耳热与将内部电阻乘以dc成分的平方得到的值相等。第2汇流条17的焦耳热ja用ja=ra×dc成分ildc2表示。在此,记号ra是第2汇流条17的内部电阻。另一方面,电抗器元件15的焦耳热jb用jb=rb×dc成分ildc2表示。在此,记号rb是电抗器元件15的内部电阻。焦耳热的比jb/ja与第2汇流条17的发热量与电抗器元件15的发热量的比相当。因此,(数式1)的右边第2项的常数ca为ca=rb/ra。焦耳热的比jb/ja与电抗器元件15的电力损失相对于第2汇流条17的电力损失的比相当。

另一方面,在电流的dc成分ildc小的情况下,电抗器元件15的温度上升的因素为电流的ac成分ilac成为支配性的。在该情况下,与交流的振幅相比,发热量更依存于频率。因此,在dc成分ildc的绝对值不超过阈值电流值ith的情况下,将在第2汇流条17的温度tl(计测到的温度tl)上加上不依存于在第2汇流条17中流动的电流il(计测到的电流il)的第2温度修正值得到的值设为电抗器的推定温度tr。(数式2)的右边第2项的常数cb与第2温度修正值相当。常数cb也可以依存于开关(英文:switching)频率而变化。

如上所述,通过基于在第2汇流条17中流动的电流il的dc成分ildc的大小而切换求出电抗器元件15(电抗器45)的推定温度的式子,从而能够获得电抗器元件15的准确的推定温度。

对与在实施例中说明了的技术相关的注意点进行说明。实施例的电流传感器元件5g与对在与电抗器元件15连接的第2汇流条17中流动的电流进行计测的电流传感器的一例相当。电流传感器元件5g的典型是霍尔元件。温度传感器元件6与对第2汇流条17的温度进行计测的温度传感器的一例相当。温度传感器也可以内置于电流传感器。例如,电流传感器元件是霍尔元件,也可以从内置于霍尔元件的温度传感器求出汇流条的温度。在图8中示出根据内置于霍尔元件的温度传感器的计测值求出第2汇流条17的温度tl的处理的一例。

温度传感器元件6的输出为模拟值,例如作为与温度对应而变化的电压值输出。控制器41在步骤s12中将温度传感器元件6所输出的模拟值变换为数字值(a/d变换)。接着,控制器41将数字变换后的计测值(电压)变换为作为物理值的霍尔元件温度th(步骤s13)。接着,控制器41算出霍尔元件温度th的微分值dth(步骤s14)。微分值是将本次计测到的霍尔元件温度th与前次计测到的霍尔元件温度th的差除以计测取样时间而得到的。

接着,控制器41对得到的微分值dth进行限制处理(步骤s15)。限制处理是指在微分值dth超过上限值后用上限值置换微分值dth且在不超过下限值后用下限值置换微分值dth的处理。通过限制处理,避免微分值成为极端值。

接着,控制器41使微分值dth通过低通滤波器(步骤s16)。低通滤波器的典型为微分值dth的时间序列数据的移动平均。接着,控制器41算出温度修正值cv(步骤s17)。温度修正值cv由cv=dth×ga(ga是预定的增益)的式子得到。控制器41也使温度修正值cv通过低通滤波器(步骤s18)。最后,控制器41利用汇流条温度tl=霍尔元件温度th+温度修正值cv的式子而得到汇流条温度tl(步骤s19)。

霍尔元件温度th的微分值dth与霍尔元件温度th的温度上升率相当。图8的流程图的处理意味着对霍尔元件温度th用温度上升率施加修正而得到汇流条的温度tl。通过考虑温度上升率,从而能够得到准确的汇流条温度tl。

在图9中示出图7和图8的处理的结果的一例。图表g1表示在汇流条(电抗器)中流动的电流,右侧的纵轴表示电流。图表g2表示内置于霍尔元件的温度传感器的计测值。即,图表g2表示霍尔元件温度th。左侧的纵轴表示温度。图表g3表示基于霍尔元件温度th得到的汇流条温度tl。图表g3基于图8的流程图的处理而从图表g2(霍尔元件温度th)得到。图表g4表示基于图7的处理得到的电抗器的推定温度tr。

在左下示出在汇流条(电抗器)中流动的电流(图表g1)的局部放大图。在汇流条(电抗器)中流动的电流为dc成分ildc与ac成分ilac之和。

在右下示出由虚线a表示的范围的放大图。在电抗器中流动的电流的dc成分ildc大的范围中,汇流条温度tl(图表g3)与电抗器推定温度tr(图表g4)之差为“ca×ildc2”。在dc成分ildc小的范围中,汇流条温度tl(图表g3)与电抗器推定温度tr(图表g4)的差为“cb(常数)”。

如图2的步骤s3-s5所示的那样,在dc成分ildc大的范围和小的范围中,电抗器的推定温度tr的算出式不同。但是,由于在步骤s6中对推定温度tr实施低通滤波,所以在dc成分ildc大的范围和小的范围的分界,推定温度tr也连续地变化。

对与在实施例中说明了的技术相关的其他注意点进行说明。电抗器元件15的温度推定处理既可以由安装于控制基板19的控制器41执行,也可以在安装有传感器元件的传感器基板21搭载微型芯片并由该微型芯片执行。

在实施例中,电抗器的温度推定处理应用于具备升压转换器电路和变换电路的电力变换器2。本说明书公开的温度推定处理能够适用于包括电抗器的各种各样的升压转换器。

以上,详细说明了本发明的具体例,但它们仅为例示,并不限定权利要求书。权利要求书所记载的技术包含对以上例示的具体例的各种变形、变更。本说明书或者附图所说明的技术要素通过单独或者各种组合来发挥技术有用性,不限定于申请时权利要求记载的组合。另外,本说明书或者附图所例示的技术是可同时达成多个目的的技术,达成其中的一个目的的技术本身具有技术有用性。

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