JP5500107B2 - スイッチング素子の駆動回路 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかるスイッチング素子の駆動回路を車載主機としての回転機に接続される電力変換回路の駆動回路に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第4の実施形態>
以下、第4の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第5の実施形態>
以下、第5の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第6の実施形態>
以下、第6の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
電圧Vsdaに限らず、電圧Vsdbであってもよい。また、スイッチング素子S*#の電流の流通経路の一対の端部間の電圧(コレクタエミッタ間電圧)であってもよい。さらに、モータジェネレータ10に対する指令電流に応じた信号を制御装置18から取り込んで利用してもよい。
操作手段としては、外付けの抵抗体の抵抗値によって閾値を可変操作するものに限らず、たとえば、一対の入力端子のうちの一方をプルダウンして且つ他方をプルアップすることとし、いずれをプルダウンするかに応じて閾値を内部で可変操作するものとしてもよい。
ミラー期間となると想定されるタイミングでの電圧同士の乖離度合いに基づく異常の有無の判断に限らない。たとえばゲート電圧の検出値が閾値電圧Vthとなるまでの時間同士の乖離度合いが大きいことに基づき、スイッチング素子S*#a、S*#bの温度差が大きくなる異常が生じていると判断してもよい。
電流の検出手段としては、電圧Vsda,Vsdbを検出するものに限らず、たとえばスイッチング素子S*#の電流の流通経路の一対の端部間の電圧(コレクタエミッタ間電圧)を検出するものであってもよい。
スイッチング素子S*#a,S*#bの駆動状態が相違する異常時において充電用スイッチング素子(定電流用スイッチング素子26)を強制的にオフして且つ放電用スイッチング素子30を強制的にオンする手段や、フェール信号FLを用いてインバータINVをシャットダウンさせる手段に限らない。たとえば、スイッチング素子S*#a,S*#bの駆動状態が相違する異常時においても、ソフト遮断用スイッチング素子86を用いてスイッチング素子S*#を強制的にオフ操作するものであってもよい。
駆動状態の対称性の崩れに関する異常を通知する通知手段としては、フェール信号FLを制御装置18に出力するものに限らない。たとえば、感温ダイオードSDによって検出される温度が過度に大きい異常や、スイッチング素子S*#を流れる電流が過度に大きい異常を示す信号とは別の信号を制御装置18に出力するものであってもよい。この場合、制御装置18は、スイッチング素子S*#を流れる温度が過度に大きい異常が生じた場合とは相違する対処をすることも可能となる。これはたとえば、駆動状態の対称性の崩れに関する異常が生じた場合には、モータジェネレータ10のトルク(電流)の絶対値をゼロよりも大きい値に制御しつつこれを制限した状態で運転することで実現することができる。
1つまたは2つに限らず、3つ以上の場合にも対処可能なものであってもよい。この場合、各2つずつの状態を直接対比させることなく、状態の平均値と各状態との差に基づき、乖離度合いの大小を判断することもできる。
駆動対象スイッチング素子としては、IGBTに限らず、たとえばパワーMOS電界効果トランジスタ等であってもよい。この際、Nチャネルにも限らず、Pチャネルであってもよい。ただしこの場合、電流の流通経路の一対の端部のうちのいずれか一方の電位(ソース電位)に対して開閉制御端子の電位(ゲート電位)を低下させることでオン状態となるため、ゲートに「負」の電荷を充電することで駆動対象スイッチング素子がオン状態となる。
・駆動対象スイッチング素子S*#のオン状態への切り替え処理としては、定電流処理に限らず、たとえばゲート抵抗を介して直流電圧源22の電圧を常時印加するものであってもよい。
Claims (12)
- 複数の駆動対象スイッチング素子のそれぞれの状態を検出する状態検出手段を備えて且つ、該複数の駆動対象スイッチング素子を単一の駆動信号によって駆動するスイッチング素子の駆動回路において、
前記複数の駆動対象スイッチング素子のうちの少なくとも2つに対応する状態検出手段による状態の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断する異常判断手段を備え、
前記検出結果は、前記駆動対象スイッチング素子の温度の検出結果を含み、
前記異常判断手段は、前記少なくとも2つに対応する温度の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき前記異常が生じたと判断するものであり、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流量に応じて可変設定する可変手段を備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記異常判断手段は、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に印加する電圧値に応じて可変操作可能な操作手段を備えることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子付近の温度を検出する感温ダイオードを備え、
前記異常判断手段は、前記検出結果としての前記感温ダイオードについての前記少なくとも2つに対応する出力電圧同士の乖離度合いに基づき前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一対の端部のいずれか一方および開閉制御端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記異常判断手段は、前記電流検出手段の検出値に基づき前記駆動対象スイッチング素子に電流が流れ始めたと判断されるときに前記電圧検出手段によって検出される電圧についての前記少なくとも2つに対応する値同士の差に基づき、前記異常の有無を判断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 複数の駆動対象スイッチング素子のそれぞれの状態を検出する状態検出手段を備えて且つ、該複数の駆動対象スイッチング素子を単一の駆動信号によって駆動するスイッチング素子の駆動回路において、
前記複数の駆動対象スイッチング素子のうちの少なくとも2つに対応する状態検出手段による状態の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断する異常判断手段を備え、
前記検出結果は、前記駆動対象スイッチング素子の温度の検出結果を含み、
前記異常判断手段は、前記少なくとも2つに対応する温度の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき前記異常が生じたと判断するものであり、
前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一対の端部のいずれか一方および開閉制御端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記異常判断手段は、前記電流検出手段の検出値に基づき前記駆動対象スイッチング素子に電流が流れ始めたと判断されるときに前記電圧検出手段によって検出される電圧についての前記少なくとも2つに対応する値同士の差に基づき、前記異常の有無を判断することを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 複数の駆動対象スイッチング素子のそれぞれの状態を検出する状態検出手段を備えて且つ、該複数の駆動対象スイッチング素子を単一の駆動信号によって駆動するスイッチング素子の駆動回路において、
前記複数の駆動対象スイッチング素子のうちの少なくとも2つに対応する状態検出手段による状態の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断する異常判断手段を備え、
前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一対の端部のうちのいずれか一方および開閉制御端子間の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記異常判断手段は、前記少なくとも2つに対応する電圧検出手段によって検出される電圧同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断することを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記異常判断手段は、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流量に応じて可変設定する可変手段を備えることを特徴とする請求項6記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 複数の駆動対象スイッチング素子のそれぞれの状態を検出する状態検出手段を備えて且つ、該複数の駆動対象スイッチング素子を単一の駆動信号によって駆動するスイッチング素子の駆動回路において、
前記複数の駆動対象スイッチング素子のうちの少なくとも2つに対応する状態検出手段による状態の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断する異常判断手段を備え、
前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記異常判断手段は、前記少なくとも2つに対応する前記電流検出手段によって検出される値同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断するものであり、
前記異常判断手段は、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流量に応じて可変設定する可変手段を備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記異常判断手段は、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に印加する電圧値に応じて可変操作可能な操作手段を備えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 複数の駆動対象スイッチング素子のそれぞれの状態を検出する状態検出手段を備えて且つ、該複数の駆動対象スイッチング素子を単一の駆動信号によって駆動するスイッチング素子の駆動回路において、
前記複数の駆動対象スイッチング素子のうちの少なくとも2つに対応する状態検出手段による状態の検出結果同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断する異常判断手段を備え、
前記状態検出手段は、前記駆動対象スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記異常判断手段は、前記少なくとも2つに対応する前記電流検出手段によって検出される値同士の乖離度合いが大きいことに基づき、前記駆動対象スイッチング素子の駆動に際して異常が生じたと判断するものであり、
前記駆動対象スイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記異常判断手段は、前記異常が生じたと判断するための前記乖離度合いの閾値を、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に印加する電圧値に応じて可変操作可能な操作手段を備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記異常判断手段によって異常がある旨判断される場合、前記駆動対象スイッチング素子の駆動を制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
- 前記異常判断手段によって異常がある旨判断される場合、その旨を外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
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