JP7800461B2

JP7800461B2 - コンバータ

Info

Publication number: JP7800461B2
Application number: JP2023004319A
Authority: JP
Inventors: 航介池田; 雅文早川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2023-01-16
Filing date: 2023-01-16
Publication date: 2026-01-16
Anticipated expiration: 2043-01-16
Also published as: JP2024100365A

Description

本明細書に開示の技術は、コンバータに関する。

特許文献１には、複数のコンバータを備えるモータ駆動装置が開示されている。

特開２０１８－１５２９５４号公報

一般に、コンバータは、コイルと高電位出力配線の間に設けられた高電位側スイッチング素子と、コイルと低電位配線の間に設けられた低電位側スイッチング素子を有する。高電位側スイッチング素子として、並列に接続された複数のスイッチング素子が設けられる場合がある。また、低電位側スイッチング素子として、並列に接続された複数のスイッチング素子が設けられる場合がある。本明細書では、スイッチング素子が並列に設けられているコンバータを適切に動作させる技術を提案する。

本明細書が開示する第１のコンバータは、高電位入力配線と、高電位出力配線と、低電位配線と、接続点と、前記高電位入力配線と前記接続点の間に接続されているコイルと、カソードが前記高電位出力配線に接続されているとともにアノードが前記接続点に接続されている第１ダイオードと、前記第１ダイオードに並列に接続されている第１スイッチング素子と、カソードが前記高電位出力配線に接続されているとともにアノードが前記接続点に接続されている第２ダイオードと、前記第２ダイオードに並列に接続されている第２スイッチング素子と、カソードが前記接続点に接続されているとともにアノードが前記低電位配線に接続されている第３ダイオードと、前記第３ダイオードに並列に接続されている第３スイッチング素子と、カソードが前記接続点に接続されているとともにアノードが前記低電位配線に接続されている第４ダイオードと、前記第４ダイオードに並列に接続されている第４スイッチング素子と、前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、第１温度センサと、第２温度センサと、制御回路、を有する。前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子のいずれか一方が第１対象スイッチング素子である。前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子のうちの前記第１対象スイッチング素子に対して並列に接続されているスイッチング素子が第２対象スイッチング素子である。前記第１温度センサが、前記第１対象スイッチング素子の温度である第１温度を検出する。前記第２温度センサが、前記第２対象スイッチング素子の温度である第２温度を検出する。前記制御回路が、前記電流センサで検出される電流に基づいて、前記第１対象スイッチング素子の温度推定値である第１温度推定値と、前記第２対象スイッチング素子の温度推定値である第２温度推定値を算出する。また、前記制御回路が、前記第１温度から前記第１温度推定値を減算した第１差分値と、前記第２温度から前記第２温度推定値を減算した第２差分値を算出する。また、前記制御回路が、前記第１差分値が第１閾値よりも高く、かつ、前記第２差分値が第２閾値よりも低い場合に、前記第２対象スイッチング素子のオンデューティ比を前記第１対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。また、前記制御回路が、前記第１差分値が第３閾値よりも低く、かつ、前記第２差分値が第４閾値よりも高い場合に、前記第１対象スイッチング素子のオンデューティ比を前記第２対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。

互いに並列に接続された第１対象スイッチング素子と第２対象スイッチング素子には、いずれか一方に偏って電流が流れる場合がある。制御回路は、第１差分値と第２差分値を算出し、第１差分値と第２差分値に基づいて第１対象スイッチング素子と第２対象スイッチング素子において電流の偏りが生じているか否かを判定する。第１差分値が第１閾値よりも高く、かつ、第２差分値が第２閾値よりも低い場合には、第１対象スイッチング素子の温度が想定される温度よりも高く、第１対象スイッチング素子に偏って電流が流れていると考えられる。この場合、制御回路は、第２対象スイッチング素子のオンデューティ比を第１対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させることで、第２対象スイッチング素子に流れる電流を上昇させる。また、第１差分値が第３閾値よりも低く、かつ、第２差分値が第４閾値よりも高い場合には、第２対象スイッチング素子の温度が想定される温度よりも高く、第２対象スイッチング素子に偏って電流が流れていると考えられる。この場合、制御回路は、第１対象スイッチング素子のオンデューティ比を第２対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させることで、第１対象スイッチング素子に流れる電流を上昇させる。このように制御回路は、第１対象スイッチング素子に流れる電流と第２対象スイッチング素子に流れる電流がバランスするように制御を行う。このため、第１対象スイッチング素子と第２対象スイッチング素子の一方に偏って高い電流が流れることが抑制される。

本明細書が開示する第２のコンバータは、高電位入力配線と、高電位出力配線と、低電位配線と、接続点と、前記高電位入力配線と前記接続点の間に接続されているコイルと、カソードが前記高電位出力配線に接続されているとともにアノードが前記接続点に接続されている第１ダイオードと、前記第１ダイオードに並列に接続されている第１スイッチング素子と、カソードが前記高電位出力配線に接続されているとともにアノードが前記接続点に接続されている第２ダイオードと、前記第２ダイオードに並列に接続されている第２スイッチング素子と、カソードが前記接続点に接続されているとともにアノードが前記低電位配線に接続されている第３ダイオードと、前記第３ダイオードに並列に接続されている第３スイッチング素子と、カソードが前記接続点に接続されているとともにアノードが前記低電位配線に接続されている第４ダイオードと、前記第４ダイオードに並列に接続されている第４スイッチング素子と、前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、温度センサと、制御回路、を有する。前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子のいずれかが対象スイッチング素子である。前記温度センサが、前記対象スイッチング素子の温度を検出する。前記制御回路が、前記電流センサに流れる電流に基づいて、前記対象スイッチング素子の温度推定値を算出する。また、前記制御回路が、前記温度センサによる検出温度から前記温度推定値を減算した差分値を算出する。また、前記制御回路が、前記差分値が第１閾値よりも高い場合、及び、前記差分値が前記第１閾値よりも低い第２閾値よりも低い場合に、出力制限を実施する。

互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の一方がオープン故障すると、他方のスイッチング素子に高電流が流れる。制御回路は、差分値を算出し、差分値に基づいてスイッチング素子のオープン故障が生じているか否かを判定する。差分値が第１閾値よりも高い場合には、対象スイッチング素子が高温である。この場合、対象スイッチング素子に対して並列に接続されたスイッチング素子がオープン故障しており、対象スイッチング素子に高電流が流れていると考えられる。また、差分値が第２閾値よりも低い場合には、対象スイッチング素子が低温である。この場合、対象スイッチング素子がオープン故障しており、対象スイッチング素子に対して並列に接続されたスイッチング素子に高電流が流れていると考えられる。制御回路は、これらの場合に、出力制限を実施する。したがって、いずれかのスイッチング素子でオープン故障が生じている場合に、出力制限を実施できる。

コンバータの回路図。コンバータの動作中における各スイッチング素子の状態の変化を示すグラフ。実施例１の処理を示すフローチャート。実施例２の処理を示すフローチャート。

図１に示す実施例１のコンバータ１０は、電動車用の充電設備に搭載されている。コンバータ１０は、入力端子１１ａ、１１ｂと出力端子１３ａ、１３ｂを有している。入力端子１１ａ、１１ｂの間には、外部から直流の入力電圧Ｖｉｎ（例えば、ＤＣ４００Ｖ）が印加される。コンバータ１０は、入力端子１１ａ、１１ｂの間に印加された入力電圧Ｖｉｎを昇圧し、昇圧した電圧（例えば、ＤＣ８００Ｖ）を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子１３ａ、１３ｂの間に出力する。出力端子１３ａ、１３ｂには、電動車９０が接続される。コンバータ１０の出力電圧Ｖｏｕｔが電動車９０に供給されると、電動車９０のバッテリ９２が充電される。

コンバータ１０は、高電位入力配線１２、低電位配線１４及び高電位出力配線１６を有している。低電位配線１４は、入力端子１１ｂと出力端子１３ｂに接続されている。高電位入力配線１２は、入力端子１１ａに接続されている。したがって、高電位入力配線１２は、低電位配線１４に対して電圧Ｖｉｎだけ高い電位を有している。高電位入力配線１２と低電位配線１４の間に、平滑化コンデンサ５１が接続されている。高電位出力配線１６は、出力端子１３ａに接続されている。したがって、高電位出力配線１６は、低電位配線１４に対して電圧Ｖｏｕｔだけ高い電位を有している。高電位出力配線１６と低電位配線１４の間に、平滑化コンデンサ５０が接続されている。

コンバータ１０は、コイル１８、接続点１９及び電流センサ２０を有している。コイル１８は、高電位入力配線１２と接続点１９の間に接続されている。電流センサ２０は、コイル１８と接続点１９の間の配線に設置されている。電流センサ２０は、コイル１８を流れる電流ＩＬを検出する。なお、電流センサ２０は、コイル１８を流れる電流ＩＬを検出可能であれば、どの位置に設置されていてもよい。例えば、電流センサ２０が高電位入力配線１２に設置されていてもよい。

コンバータ１０は、スイッチング素子２１～２４、ダイオード３１～３４及び温度センサ４１～４４を有している。

ダイオード３１のカソードは高電位出力配線１６に接続されており、ダイオード３１のアノードは接続点１９に接続されている。ダイオード３２のカソードは高電位出力配線１６に接続されており、ダイオード３２のアノードは接続点１９に接続されている。ダイオード３３のカソードは接続点１９に接続されており、ダイオード３３のアノードは低電位配線１４に接続されている。ダイオード３４のカソードは接続点１９に接続されており、ダイオード３４のアノードは低電位配線１４に接続されている。

スイッチング素子２１～２４は、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）により構成されている。なお、スイッチング素子２１～２４は、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field effect transistor）等の他のスイッチング素子により構成されていてもよい。スイッチング素子２１は、ダイオード３１と同じ半導体基板に設けられている。スイッチング素子２１のコレクタは高電位出力配線１６に接続されており、スイッチング素子２１のエミッタは接続点１９に接続されている。すなわち、スイッチング素子２１は、ダイオード３１に対して並列に接続されている。スイッチング素子２２は、ダイオード３２と同じ半導体基板に設けられている。スイッチング素子２２のコレクタは高電位出力配線１６に接続されており、スイッチング素子２２のエミッタは接続点１９に接続されている。すなわち、スイッチング素子２２は、スイッチング素子２１及びダイオード３１、３２に対して並列に接続されている。スイッチング素子２３は、ダイオード３３と同じ半導体基板に設けられている。スイッチング素子２３のコレクタは接続点１９に接続されており、スイッチング素子２３のエミッタは低電位配線１４に接続されている。すなわち、スイッチング素子２３は、ダイオード３３に対して並列に接続されている。スイッチング素子２４は、ダイオード３４と同じ半導体基板に設けられている。スイッチング素子２４のコレクタは接続点１９に接続されており、スイッチング素子２４のエミッタは低電位配線１４に接続されている。すなわち、スイッチング素子２４は、スイッチング素子２３及びダイオード３３、３４に対して並列に接続されている。

温度センサ４１は、スイッチング素子２１の温度を検出する。温度センサ４２は、スイッチング素子２２の温度を検出する。温度センサ４３は、スイッチング素子２３の温度を検出する。温度センサ４４は、スイッチング素子２４の温度を検出する。

コンバータ１０は、制御回路５２を有している。制御回路５２は、温度センサ４１～４４に接続されている。制御回路５２には、温度センサ４１～４４の各検出値が入力される。制御回路５２は、電流センサ２０に接続されている。制御回路５２には、電流センサ２０が検出する電流ＩＬの値が入力される。制御回路５２は、スイッチング素子２１～２４のゲートに接続されている。制御回路５２は、スイッチング素子２１～２４を制御する。

図２に示すように、制御回路５２は、第１オンタイムＰｏｎ１、第１デッドタイムＰｄ１、第２オンタイムＰｏｎ２、第２デッドタイムＰｄ２がこの順序で繰り返されるようにスイッチング素子２１～２４を制御する。第１オンタイムＰｏｎ１では、制御回路５２は、スイッチング素子２１、２２をオンさせ、スイッチング素子２３、２４をオフさせる。第１デッドタイムＰｄ１では、制御回路５２は、スイッチング素子２１～２４をオフさせる。第２オンタイムＰｏｎ２では、制御回路５２は、スイッチング素子２３、２４をオンさせ、スイッチング素子２１、２２をオフさせる。第２デッドタイムＰｄ２では、制御回路５２は、スイッチング素子２１～２４をオフさせる。

コンバータ１０は、昇圧動作と降圧動作を行うことができる。昇圧動作では、コンバータ１０は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧した電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。降圧動作では、コンバータ１０は、出力電圧Ｖｏｕｔを降圧した電圧を入力電圧Ｖｉｎとして出力する。昇圧動作と降圧動作では、電流経路が異なる。以下、昇圧動作と降圧動作のそれぞれについて、コンバータ１０の動作を説明する。

（昇圧動作）
昇圧動作では、第２オンタイムＰｏｎ２において、高電位入力配線１２からコイル１８とスイッチング素子２３、２４を介して低電位配線１４へ電流が流れる。第２デッドタイムＰｄ２、第１オンタイムＰｏｎ１、第１デッドタイムＰｄ１の間は、高電位入力配線１２からコイル１８とダイオード３１、３２を介して高電位出力配線１６へ電流が流れる。昇圧動作では、このように電流が流れることで、入力側から出力側に電力が供給される。

制御回路５２は、昇圧動作中の各第２オンタイムＰｏｎ２において、図３に示す処理を実行する。なお、昇圧動作では、第１対象スイッチング素子がスイッチング素子２３であり、第２対象スイッチング素子がスイッチング素子２４である。

ステップＳ２では、制御回路５２は、電流センサ２０が検出する電流ＩＬを読み取る。次に、制御回路５２は、電流ＩＬに基づいて、スイッチング素子２３の温度推定値Ｔｐ２３を算出するとともに、スイッチング素子２４の温度推定値Ｔｐ２４を算出する。昇圧動作中の第２オンタイムＰｏｎ２においては電流ＩＬはスイッチング素子２３、２４に分岐して流れるので、電流ＩＬからスイッチング素子２３、２４の温度推定値Ｔｐ２３、Ｔｐ２４を算出することができる。温度推定値Ｔｐ２３、Ｔｐ２４は、あらかじめ決められた算出方法に従って算出される。温度推定値Ｔｐ２３、Ｔｐ２４は、電流ＩＬがスイッチング素子２３、２４に均等に分散して流れる場合を想定して算出される。

ステップＳ４では、制御回路５２は、温度センサ４３、４４で検出されるスイッチング素子２３、２４の温度Ｔ２３、Ｔ２４（すなわち、実測温度）を読み取る。制御回路５２は、実測温度Ｔ２３から温度推定値Ｔｐ２３を減算することによって第１差分値ΔＴ２３を算出する。また、制御回路５２は、実測温度Ｔ２４から温度推定値Ｔｐ２４を減算することによって第２差分値ΔＴ２４を算出する。

ステップＳ６では、制御回路５２は、第１差分値ΔＴ２３が閾値ΔＴａよりも高く、かつ、第２差分値ΔＴ２４が閾値ΔＴｂよりも低いか否かを判定する。なお、閾値ΔＴａは正の値であり、閾値ΔＴｂは負の値である。閾値ΔＴａの絶対値と閾値ΔＴｂの絶対値は等しくてもよい。ステップＳ６でＹＥＳであることは、スイッチング素子２３が想定よりも高温になっていること（すなわち、スイッチング素子２３に想定よりも高い電流が流れていること）、及び、スイッチング素子２４が想定よりも低温になっていること（すなわち、スイッチング素子２４に想定よりも低い電流が流れていること）を意味する。

制御回路５２は、ステップＳ６でＹＥＳの場合には、ステップＳ８において、スイッチング素子２３、２４のオンデューティ比の設定を変更する。なお、オンデューティ比は、制御周期中でスイッチング素子がオンしている期間の比率である。ここでは、制御回路５２は、スイッチング素子２４のオンデューティ比をスイッチング素子２３のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。例えば、図２の破線Ｇ１のように、スイッチング素子２４のオンデューティ比を上昇させることで、スイッチング素子２４のオンデューティ比をスイッチング素子２３のオンデューティ比に対して相対的に上昇させてもよい。また、図２の破線Ｇ２のように、スイッチング素子２３のオンデューティ比を低下させることで、スイッチング素子２４のオンデューティ比をスイッチング素子２３のオンデューティ比に対して相対的に上昇させてもよい。制御回路５２は、ステップＳ８でオンデューティ比の設定を変更すると、その後は変更後のオンデューティ比に従って各スイッチング素子を制御する。このため、オンデューティ比の変更後は、オンデューティ比の変更前に比べて、スイッチング素子２３に流れる電流が低下し、スイッチング素子２４に流れる電流が上昇する。

制御回路５２は、ステップＳ６でＮＯの場合には、ステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０では、制御回路５２は、第１差分値ΔＴ２３が閾値ΔＴｃよりも低く、かつ、第２差分値ΔＴ２４が閾値ΔＴｄよりも高いか否かを判定する。なお、閾値ΔＴｃは負の値であり、閾値ΔＴｄは正の値である。閾値ΔＴｃの絶対値と閾値ΔＴｄの絶対値は等しくてもよい。閾値ΔＴｃは閾値ΔＴｂと同じ値であってもよく、閾値ΔＴｄは閾値ΔＴａと同じ値であってもよい。ステップＳ１０でＹＥＳであることは、スイッチング素子２４が想定よりも高温になっていること（すなわち、スイッチング素子２４に想定よりも高い電流が流れていること）、及び、スイッチング素子２３が想定よりも低温になっていること（すなわち、スイッチング素子２３に想定よりも低い電流が流れていること）を意味する。

制御回路５２は、ステップＳ１０でＹＥＳの場合には、ステップＳ１２において、スイッチング素子２３、２４のオンデューティ比の設定を変更する。ここでは、制御回路５２は、スイッチング素子２３のオンデューティ比をスイッチング素子２４のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。制御回路５２は、ステップＳ１２でオンデューティ比の設定を変更すると、その後は変更後のオンデューティ比に従って制御を実行する。このため、オンデューティ比の変更後は、オンデューティ比の変更前に比べて、スイッチング素子２４に流れる電流が低下し、スイッチング素子２３に流れる電流が上昇する。

制御回路５２は、ステップＳ１０でＮＯの場合には、ステップＳ８、Ｓ１２をスキップする。ステップＳ１０でＮＯであることは、スイッチング素子２３、２４に適切なバランスで電流が流れていることを意味する。したがって、この場合には、制御回路５２は、オンデューティ比の設定を変更しない。

制御回路５２が図３に示す処理を繰り返し実行することで、スイッチング素子２３、２４に流れる電流が適切にバランスするように各オンデューティ比が調節される。したがって、スイッチング素子２３、２４の一方に偏って電流が流れることを抑制することができる。

（降圧動作）
昇圧動作では、第１オンタイムＰｏｎ１において、高電位出力配線１６からスイッチング素子２１、２２とコイル１８を介して低電位配線１４へ電流が流れる。第１デッドタイムＰｄ１、第２オンタイムＰｏｎ２、第２デッドタイムＰｄ２の間は、低電位配線１４からダイオード３３、３４を介して高電位入力配線１２へ電流が流れる。降圧動作では、このように電流が流れることで、出力側から入力側に電力が供給される。

制御回路５２は、降圧動作の各第１オンタイムＰｏｎ１において、図３に示す処理を実行する。なお、降圧動作では、第１対象スイッチング素子がスイッチング素子２１であり、第２対象スイッチング素子がスイッチング素子２２である。

ステップＳ２では、制御回路５２は、電流センサ２０が検出する電流ＩＬを読み取り、電流ＩＬに基づいてスイッチング素子２１の温度推定値Ｔｐ２１とスイッチング素子２２の温度推定値Ｔｐ２２を算出する。

ステップＳ４では、制御回路５２は、温度センサ４１、４２で検出されるスイッチング素子２１、２２の温度Ｔ２１、Ｔ２２（すなわち、実測温度）を読み取り、第１差分値ΔＴ２１（＝Ｔ２１－Ｔｐ２１）と第２差分値ΔＴ２２（＝Ｔ２２－Ｔｐ２２）を算出する。

制御回路５２は、第１差分値ΔＴ２１が閾値ΔＴａよりも高く、かつ、第２差分値ΔＴ２２が閾値ΔＴｂよりも低い場合（すなわち、ステップＳ６でＹＥＳの場合）に、ステップＳ８においてスイッチング素子２２のオンデューティ比をスイッチング素子２１のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。制御回路５２は、第１差分値ΔＴ２１が閾値ΔＴｃよりも低く、かつ、第２差分値ΔＴ２２が閾値ΔＴｄよりも高い場合（すなわち、ステップＳ１０でＹＥＳの場合）に、ステップＳ１２においてスイッチング素子２１のオンデューティ比をスイッチング素子２２のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる。制御回路５２は、ステップＳ１０でＮＯの場合には、オンデューティ比を変更しない。このように制御回路５２が各オンデューティ比を調節するので、スイッチング素子２１、２２の一方に偏って電流が流れることが抑制される。

なお、実施例１では、制御回路５２が、昇圧動作と降圧動作のそれぞれで図３の処理を実行した。しかしながら、制御回路５２が、昇圧動作と降圧動作のいずれか一方のみで図３の処理を実行してもよい。

実施例２のコンバータは、温度センサ４２、４４を有さない。また、実施例２のコンバータは、図３の処理を実行しない。また、実施例２のコンバータは、図４の処理を実行する。その他の点を除いて、実施例２のコンバータは、実施例１のコンバータと共通の構成を有している。

（昇圧動作）
実施例２のコンバータでは、制御回路５２が、昇圧動作の各第２オンタイムＰｏｎ２において、図４に示す処理を実行する。なお、昇圧動作では、スイッチング素子２３が対象スイッチング素子である。

ステップＳ１０２では、制御回路５２は、電流センサ２０が検出する電流ＩＬを読み取る。次に、制御回路５２は、電流ＩＬに基づいて、スイッチング素子２３の温度推定値Ｔｐ２３を算出する。温度推定値Ｔｐ２３は、電流ＩＬがスイッチング素子２３、２４に均等に分散して流れる場合を想定して算出される。

ステップＳ１０４では、制御回路５２は、温度センサ４３で検出されるスイッチング素子２３の温度Ｔ２３（すなわち、実測温度）を読み取る。制御回路５２は、実測温度Ｔ２３から温度推定値Ｔｐ２３を減算することによって差分値ΔＴ２３を算出する。

ステップＳ１０６では、制御回路５２は、差分値ΔＴ２３が閾値ΔＴＡよりも高いか否かを判定する。なお、閾値ΔＴＡは正の値であり、比較的大きい値である。ステップＳ１０６でＹＥＳであることは、スイッチング素子２３が高温であること（すなわち、スイッチング素子２４がオープン故障しており、スイッチング素子２３に大電流が流れていること）を意味する。

制御回路５２は、ステップＳ１０６でＮＯの場合には、ステップＳ１０８を実行する。ステップＳ１０８では、制御回路５２は、差分値ΔＴ２３が閾値ΔＴＢよりも低いか否かを判定する。なお、閾値ΔＴＢは負の値であり、絶対値が比較的大きい値である。閾値ＴＡの絶対値と閾値ＴＢの絶対値が等しくてもよい。ステップＳ１０８でＹＥＳであることは、スイッチング素子２３が低温であること（すなわち、スイッチング素子２３がオープン故障しており、スイッチング素子２４に大電流が流れていること）を意味する。

制御回路５２は、ステップＳ１０６またはステップＳ１０８でＹＥＳの場合には、ステップＳ１１０で出力制限を実施する。なお、出力制限では、制御回路５２は、電流ＩＬが通常時よりも小さくなるように、各スイッチング素子の制御方法を変更する。このように、スイッチング素子２３、２４のいずれかがオープン故障している場合には、出力制限により残りのスイッチング素子に対する負荷が軽減される。また、制御回路５２は、ステップＳ１０８でＮＯの場合には、ステップＳ１１０をスキップし、通常の動作を継続する。

（降圧動作）
実施例２のコンバータでは、制御回路５２が、降圧動作の各第１オンタイムＰｏｎ１において、図４に示す処理を実行する。なお、降圧動作では、スイッチング素子２１が対象スイッチング素子である。

ステップＳ１０２では、制御回路５２は、電流センサ２０が検出する電流ＩＬを読み取る。次に、制御回路５２は、電流ＩＬに基づいて、スイッチング素子２１の温度推定値Ｔｐ２１を算出する。

ステップＳ１０４では、制御回路５２は、温度センサ４１で検出されるスイッチング素子２１の温度Ｔ２１（すなわち、実測温度）を読み取る。制御回路５２は、実測温度Ｔ２１から温度推定値Ｔｐ２１を減算することによって差分値ΔＴ２１を算出する。

ステップＳ１０６では、制御回路５２は、差分値ΔＴ２１が閾値ΔＴＡよりも高いか否かを判定する。ステップＳ１０６でＹＥＳであることは、スイッチング素子２１が高温であること（すなわち、スイッチング素子２２がオープン故障しており、スイッチング素子２１に大電流が流れていること）を意味する。ステップＳ１０８では、制御回路５２は、差分値ΔＴ２１が閾値ΔＴＢよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０８でＹＥＳであることは、スイッチング素子２１が低温であること（すなわち、スイッチング素子２１がオープン故障しており、スイッチング素子２２に大電流が流れていること）を意味する。制御回路５２は、ステップＳ１０６またはステップＳ１０８でＹＥＳの場合には、ステップＳ１１０で出力制限を実施する。また、制御回路５２は、ステップＳ１０８でＮＯの場合には、ステップＳ１１０をスキップし、通常の動作を継続する。

以上の通り、実施例２の構成によれば、並列に接続されたスイッチング素子の一方に設けられた温度センサを利用して、並列に接続されたスイッチング素子の両方に対してオープン故障を検出することができる。すべてのスイッチング素子に温度センサを設ける必要が無いので、コンバータを小型化することができる。

なお、実施例２では、制御回路５２が、昇圧動作と降圧動作のそれぞれで図４の処理を実行した。しかしながら、制御回路５２が、昇圧動作と降圧動作のいずれか一方でのみ図４の処理を実行してもよい。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：コンバータ
１２：高電位入力配線
１４：低電位配線
１６：高電位出力配線
１８：コイル
１９：接続点
２０：電流センサ
２１～２４：スイッチング素子
３１～３４：ダイオード

Claims

コンバータであって、
高電位入力配線と、
高電位出力配線と、
低電位配線と、
接続点と、
前記高電位入力配線と前記接続点の間に接続されているコイルと、
カソードが前記高電位出力配線に接続されており、アノードが前記接続点に接続されている第１ダイオードと、
前記第１ダイオードに並列に接続されている第１スイッチング素子と、
カソードが前記高電位出力配線に接続されており、アノードが前記接続点に接続されている第２ダイオードと、
前記第２ダイオードに並列に接続されている第２スイッチング素子と、
カソードが前記接続点に接続されており、アノードが前記低電位配線に接続されている第３ダイオードと、
前記第３ダイオードに並列に接続されている第３スイッチング素子と、
カソードが前記接続点に接続されており、アノードが前記低電位配線に接続されている第４ダイオードと、
前記第４ダイオードに並列に接続されている第４スイッチング素子と、
前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、
第１温度センサと、
第２温度センサと、
制御回路、
を有し、
前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子のいずれか一方が第１対象スイッチング素子であり、
前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子のうちの前記第１対象スイッチング素子に対して並列に接続されているスイッチング素子が第２対象スイッチング素子であり、
前記第１温度センサが、前記第１対象スイッチング素子の温度である第１温度を検出し、
前記第２温度センサが、前記第２対象スイッチング素子の温度である第２温度を検出し、
前記制御回路が、
前記電流センサで検出される電流に基づいて、前記第１対象スイッチング素子の温度推定値である第１温度推定値と、前記第２対象スイッチング素子の温度推定値である第２温度推定値を算出し、
前記第１温度から前記第１温度推定値を減算した第１差分値と、前記第２温度から前記第２温度推定値を減算した第２差分値を算出し、
前記第１差分値が第１閾値よりも高く、かつ、前記第２差分値が第２閾値よりも低い場合に、前記第２対象スイッチング素子のオンデューティ比を前記第１対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させ、
前記第１差分値が第３閾値よりも低く、かつ、前記第２差分値が第４閾値よりも高い場合に、前記第１対象スイッチング素子のオンデューティ比を前記第２対象スイッチング素子のオンデューティ比に対して相対的に上昇させる、
コンバータ。
コンバータであって、
高電位入力配線と、
高電位出力配線と、
低電位配線と、
接続点と、
前記高電位入力配線と前記接続点の間に接続されているコイルと、
カソードが前記高電位出力配線に接続されており、アノードが前記接続点に接続されている第１ダイオードと、
前記第１ダイオードに並列に接続されている第１スイッチング素子と、
カソードが前記高電位出力配線に接続されており、アノードが前記接続点に接続されている第２ダイオードと、
前記第２ダイオードに並列に接続されている第２スイッチング素子と、
カソードが前記接続点に接続されており、アノードが前記低電位配線に接続されている第３ダイオードと、
前記第３ダイオードに並列に接続されている第３スイッチング素子と、
カソードが前記接続点に接続されており、アノードが前記低電位配線に接続されている第４ダイオードと、
前記第４ダイオードに並列に接続されている第４スイッチング素子と、
前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、
温度センサと、
制御回路、
を有し、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子のいずれかが対象スイッチング素子であり、
前記温度センサが、前記対象スイッチング素子の温度を検出し、
前記制御回路が、
前記電流センサで検出される電流に基づいて、前記対象スイッチング素子の温度推定値を算出し、
前記温度センサによる検出温度から前記温度推定値を減算した差分値を算出し、
前記差分値が第１閾値よりも高い場合、及び、前記差分値が前記第１閾値よりも低い第２閾値よりも低い場合に、出力制限を実施する、
コンバータ。