(57)【要約】  本発明は、スイッチング素子を駆動制御するトランジスタの出力電流の測定を、評価ボードを改良せずに、既存のＩＣテスタを使用して精度良く測定可能な装置を提供する。本発明の一態様は、駆動回路（５０）と、スイッチング素子（Ｑ６）の駆動制御を行う複数のトランジスタ（６１）〜（６５）と、トランジスタ動作制御部（７０）とを備える。スイッチング素子（Ｑ６）をターンオフさせるトランジスタは、複数のトランジスタ（６４）、（６５）からなる。トランジスタ動作制御部（７０）は、通常動作のときには、駆動回路（５０）から出力される同一の駆動信号（Ｓ４）で２つのトランジスタ（６４）、（６５）を同時または一括してオンオフ制御する。試験動作時には、トランジスタ（６４）、（６５）のうちの１つを順に選択し、この選択されたトランジスタに同一の駆動信号（Ｓ４）を供給して、トランジスタ（６４）、（６５）を個別に駆動する。
2012153458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御型のスイッチング素子を駆動制御する制御装置であって、
入力信号に応じた駆動信号を生成して出力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される駆動信号で駆動され、前記スイッチング素子を駆動制御するトランジスタと、を備え、
前記トランジスタは複数のトランジスタからなり、
前記複数のトランジスタの動作を制御するトランジスタ動作制御部を備え、
前記トランジスタ動作制御部は、通常動作のときには、前記複数のトランジスタに前記駆動回路から出力される同一の駆動信号を供給して一括動作させ、試験動作のときには、前記複数のトランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択されたトランジスタに前記同一の駆動信号を供給して個別に動作させることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記入力信号が入力される入力端子と、
前記複数のトランジスタの各出力部が共通に接続される出力端子と、
電源電圧が供給される電源端子と、
基準電圧となる基準電圧端子と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記トランジスタは、耐圧が２０Ｖ以上であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子のゲートの充電および放電のうちのいずれか一方を行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子をターンオンさせる複数の第１トランジスタと、前記スイッチング素子をターンオフさせる複数の第２トランジスタとからなり、
前記トランジスタ動作制御部は、
通常動作のときには、前記複数の第１トランジスタに前記駆動回路から出力される第１駆動信号を供給して一括動作させ、前記複数の第２トランジスタに前記駆動回路から出力される第２駆動信号を供給して一括動作させ、
試験動作のときには、前記複数の第１トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第１トランジスタに前記第１駆動信号を供給して個別に動作させ、前記複数の第２トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第２トランジスタに前記第２駆動信号を供給して個別に動作させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子の駆動制御の内容に応じた動作をする機能別の複数のトランジスタからなり、
前記機能別の複数のトランジスタのうちの少なくとも１つは、同一機能を有する複数のトランジスタからなることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記トランジスタ動作制御部は、前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路を備え、
前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、外部からの試験信号に応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項８】
前記トランジスタ動作制御部は、
前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路と、
入力データを直列入力し並列変換して出力するシフトレジスタと、を備え、
前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、前記シフトレジスタから出力されるデータに応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記スイッチング素子に流れる電流の一部を入力し、当該入力電流に基づいて前記スイッチング素子に流れる電流が過電流か否かを検出し、過電流を検出した場合には過電流検出信号を前記駆動回路に出力する過電流検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子に流れる電流の一部を検出する温度センサの検出電流を入力し、当該入力した検出電流に基づいて前記スイッチング素子が過熱状態にあるか否かを判定し、過熱状態にあると判定した場合には過熱検出信号を前記駆動回路に出力する過熱検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１１】
電源端子に供給される電源電圧を検出し、当該検出電圧が所定値以下の場合には電源電圧異常信号を前記駆動回路に出力する電源電圧検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
アラーム端子をさらに備え、
前記駆動回路は、前記過電流検出回路から過電流検出信号が出力され、前記過熱検出回路から過熱検出信号が出力され、または前記電位低下検出回路から電位低下検出信号が出力され場合には、アラーム信号を前記アラーム端子に出力し、アラーム要因が解消された場合には前記アラーム信号の出力を停止することを特徴とする請求項９、請求項１０、または請求項１１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などの電圧制御型のスイッチング素子を駆動制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、ＩＧＢＴのターンオンおよびターンオフの駆動を制御するようにしたゲート駆動回路が知られている（特許文献１参照）。この従来装置では、ＩＧＢＴをターンオンおよびターンオフさせるために第１〜第３のＭＯＳトランジスタを備えている。
そして、ＩＧＢＴをターンオンさせるときには、第１のＭＯＳトランジスタのみをオンさせ、ＩＧＢＴのゲートに電源電圧を印加する。ＩＧＢＴをターンオフさせるときには、第１のＭＯＳトランジスタをオフさせ、第２、第３のＭＯＳトランジスタをオンさせ、ターンオフ時の初期には、ＩＧＢＴのゲート・エミッタ間に溜まった電荷を急速に引き抜くようにしている。【０００３】
また、従来の他の制御装置としては、ＩＧＢＴのターンオンおよびターンオフの駆動制御に加えて、ＩＧＢＴに流れる電流を検出し、過電流を検出したときにＩＧＢＴをオフにしてＩＧＢＴを保護するものが知られている。
そして、その従来装置では、ＩＧＢＴをターンオンさせるターンオン用のトランジスタ、ＩＧＢＴをターンオフさせるターンオフ用のトランジスタ、およびＩＧＢＴを過電流から保護する過電流保護用のトランジスタなど、機能別に複数のトランジスタを備えている。【０００４】
しかし、ターンオンおよびターンオフ用のトランジスタは、ＩＧＢＴをＰＷＭ信号でオンオフさせるので、大きな出力電流が必要になる。例えば、ＩＧＢＴの定格電流が３００〔Ａ〕を越えるような場合には、ターンオンおよびターンオフ用のトランジスタの出力電流は２〔Ａ〕を越える場合がある。また、ＩＧＢＴを駆動制御するためには、ターンオンおよびターンオフ用のトランジスタは、２０〔Ｖ〕以上の耐圧が必要な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子（パワーデバイス）は、定格電流が数Ａから数百Ａまであってその幅が広く、定格電流が大きくなるとパワーデバイスの素子面積が大きくなる。素子面積が大きくなると、パワーデバイスを駆動制御する制御装置の制御トランジスタ（出力段トランジスタ）に求められる駆動能力が大きくなり、数〔Ａ〕以上の出力電流が必要な場合がある。【０００７】
近年、パワーデバイスの定格電流に対する大電流化が要求され、これに伴い制御回路の出力電流も大きくなってきている。しかし、出荷に先だって、制御装置の出力電流を試験するＩＣテスタの測定電流の上限値の対応は遅れており、２〔Ａ〕程度が上限値となっている。
ＩＣテスタで上限値以上の電流を測定するには、大電流測定用の抵抗の取り付けなど評価ボードの工夫が必要になるが、大電流測定用の抵抗を使用すると測定精度が低下するという課題がある。【０００８】
大電流測定用の抵抗の取り付けた評価ボードでは、制御装置の出力電流が小さい場合には、測定精度の低下が顕著となる。また、大電流測定用の抵抗を取り付けた評価ボードと取り付けない評価ボードを使い分けるようにしてもよい。しかし、この場合には、２つの評価ボードが必要になり試験に要するコストが増加するという課題がある。
そこで、本発明の目的は、上記の課題に着目してなされたものであり、スイッチング素子を駆動制御するトランジスタの出力電流の測定を、評価ボードを改良することなく、既存のＩＣテスタを使用して精度良く測定することが可能な制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、電圧制御型のスイッチング素子を駆動制御する制御装置であって、入力信号に応じた駆動信号を生成して出力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される駆動信号で駆動され、前記スイッチング素子を駆動制御するトランジスタと、を備え、前記トランジスタは複数のトランジスタからなり、前記複数のトランジスタの動作を制御するトランジスタ動作制御部を備え、前記トランジスタ動作制御部は、通常動作のときには、前記複数のトランジスタに前記駆動回路から出力される同一の駆動信号を供給して一括動作させ、試験動作のときには、前記複数のトランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択されたトランジスタに前記同一の駆動信号を供給して個別に動作させる。【００１０】
本発明の他の態様では、さらに、前記入力信号が入力される入力端子と、前記複数のトランジスタの各出力部が共通に接続される出力端子と、電源電圧が供給される電源端子と、基準電圧となる基準電圧端子とを備えても良い。
本発明の他の態様では、前記トランジスタは、耐圧が２０Ｖ以上であり、前記スイッチング素子のゲートの充電および放電のうちのいずれか一方を行うようになっているものでも良い。【００１１】
本発明の他の態様では、前記トランジスタは、前記スイッチング素子をターンオンさせる複数の第１トランジスタと、前記スイッチング素子をターンオフさせる複数の第２トランジスタとからなり、前記トランジスタ動作制御部は、通常動作のときには、前記複数の第１トランジスタに前記駆動回路から出力される第１駆動信号を供給して一括動作させ、前記複数の第２トランジスタに前記駆動回路から出力される第２駆動信号を供給して一括動作させ、試験動作のときには、前記複数の第１トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第１トランジスタに前記第１駆動信号を供給して個別に動作させ、前記複数の第２トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第２トランジスタに前記第２駆動信号を供給して個別に動作させても良い。【００１２】
本発明の他の態様では、前記トランジスタは、前記スイッチング素子の駆動制御の内容に応じた動作をする機能別の複数のトランジスタからなり、前記機能別の複数のトランジスタのうちの少なくとも１つは、同一機能を有する複数のトランジスタからなるようにしても良い。
本発明の他の態様では、前記トランジスタ動作制御部は、前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路を備え、前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、外部からの試験信号に応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給しても良い。【００１３】
本発明の他の態様では、前記トランジスタ動作制御部は、前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路と、入力データを直列入力し並列変換して出力するシフトレジスタと、を備え、前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、前記シフトレジスタから出力されるデータに応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給しても良い。【００１４】
本発明の他の態様では、さらに、前記スイッチング素子に流れる電流の一部を入力し、当該入力電流に基づいて前記スイッチング素子に流れる電流が過電流か否かを検出し、過電流を検出した場合には過電流検出信号を前記駆動回路に出力する過電流検出回路と、前記スイッチング素子に流れる電流の一部を検出する温度センサの検出電流を入力し、当該入力した検出電流に基づいて前記スイッチング素子が過熱状態にあるか否かを判定し、過熱状態にあると判定した場合には過熱検出信号を前記駆動回路に出力する過熱検出回路と、電源端子に供給される電源電圧を検出し、当該検出電圧が所定値以下の場合には電源電圧異常信号を前記駆動回路に出力する電源電圧検出回路とを、備えても良い。【００１５】
本発明の他の態様では、さらにアラーム端子を備え、前記駆動回路は、前記過電流検出回路から過電流検出信号が出力され、前記過熱検出回路から過熱検出信号が出力され、または前記電位低下検出回路から電位低下検出信号が出力され場合には、アラーム信号を前記アラーム端子に出力し、アラーム要因が解消された場合には前記アラーム信号の出力を停止するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スイッチング素子を駆動制御するトランジスタの出力電流の測定を、評価ボードを改良することなく、既存のＩＣテスタを使用して精度良く測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の制御装置が適用されるインテリジェントパワーモジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御装置の第１実施形態の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の制御装置の第２実施形態の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の制御装置が適用されるインテリジェントパワーモジュール（以下、ＩＰＭと称する）の一例を示すブロック図である。
〔ＩＰＭの構成〕
このＩＰＭは、例えばモータを駆動する電圧形インバータに適用されるものであり、図１に示すように、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と、６個の帰還ダイオードＤ１〜Ｄ６と、本発明に係る制御装置１〜６と、を備えている。
【００１９】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＩＧＢＴのような電圧制御型のスイッチング素子からなる。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４は直列接続され、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ５は直列接続され、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６は直列接続されている。そして、この直列接続されたスイッチング素子のそれぞれは、プラス側の主電源端子Ｐとマイナス側の主電源端子Ｎとの間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４の共通接続部は、出力端子Ｕに接続されている。スイッチング素子Ｑ２、Ｑ５の共通接続部は、出力端子Ｖに接続されている。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６の共通接続部は、出力端子Ｗに接続されている。
【００２０】
帰還ダイオードＤ１〜Ｄ６のそれぞれは、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に並列に接続されている。
制御装置１〜６は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の駆動制御をそれぞれ行う高電位側の制御装置１〜３と、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の駆動制御をそれぞれ行う低電位側の制御装置４〜６とからなる。制御装置１〜６のそれぞれは、電源電圧端子Ｖｃｃ、基準電位端子ＧＮＤ、入力端子Ｖｉｎ、出力端子ＯＵＴ、過電流検出端子ＯＣ、およびアラーム端子ＡＬＭを備えている。
【００２１】
制御装置１〜３の電源電圧端子Ｖｃｃのそれぞれは、対応する高圧側電源電圧端子ＶｃｃＵ、ＶｃｃＶ、ＶｃｃＷに接続されている。制御装置１〜３の基準電位端子ＧＮＤのそれぞれは、対応する高圧側基準電位端子ＧＮＤＵ、ＧＮＤＶ、ＧＮＤＷに接続されるとともに、対応する出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続されている。制御装置１〜３の入力端子Ｖｉｎのそれぞれは、対応する高圧側入力端子ＶｉｎＵ、ＶｉｎＶ、ＶｉｎＷに接続されている。制御装置１〜３の出力端子ＯＵＴのそれぞれは、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｇ３のゲートに接続されている。制御装置１〜３の過電流検出端子ＯＣのそれぞれは、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の電流出力端子に接続されている。制御装置１〜３のアラーム端子ＡＬＭのそれぞれは、対応する高圧側アラーム端子ＡＬＭＵ、ＡＬＭＶ、ＡＬＭＷに接続されている。
【００２２】
制御装置４〜６の電源電圧端子Ｖｃｃは共通接続され、共通接続部が低圧側電源電圧端子Ｖｃｃに接続されている。制御装置４〜６の基準電位端子ＧＮＤは共通接続され、共通接続部が主電源端子Ｎに接続されている。制御装置４〜６の入力端子Ｖｉｎのそれぞれは、対応する低圧側入力端子ＶｉｎＸ、ＶｉｎＹ、ＶｉｎＺに接続されている。制御装置４〜６の出力端子ＯＵＴのそれぞれは、対応するスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のゲートに接続されている。制御装置４〜６の過電流検出端子ＯＣのそれぞれは、対応するスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の電流出力端子に接続されている。制御装置４〜６のアラーム端子ＡＬＭは共通接続され、共通接続部が低圧側アラーム端子ＡＬＭに接続されている。
ここで、制御装置１〜６は、上記の各端子の他に出荷試験（試験動作）のときに使用する後述の試験用の端子を備えるが、図１ではその試験用の端子は省略されている。
【００２３】
〔制御装置の第１実施形態〕
図２は、本発明の制御装置の第１実施形態の構成を示す回路図である。
第１実施形態に係る制御装置は、図１に示すＩＰＭの制御装置１〜６に適用されるものである。
この制御装置は、例えば図１に示す制御装置６に相当し、図２に示すように、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子Ｑ６を駆動制御する。
このため、制御装置は、図２に示すように、入力信号受信回路１０と、過電流検出回路２０と、過熱検出回路３０と、電位低下検出回路４０と、駆動回路５０と、複数のトランジスタ６１〜６５と、トランジスタ動作制御部７０と、アラーム出力回路８０とを備えている。
【００２４】
また、この制御装置は、電源電圧端子Ｖｃｃ、基準電位端子ＧＮＤ、入力端子Ｖｉｎ、出力端子ＯＵＴ、過電流検出端子ＯＣ、過熱検出端子ＴＥ、アラーム端子ＡＬＭ、および試験端子Ｔ１、Ｔ２を備えている。
複数のトランジスタ６１〜６５のそれぞれは、スイッチング素子Ｑ６の駆動制御に応じて以下の機能を有し、かつ、耐圧電圧が２０〔Ｖ〕以上のものが使用される。また、複数のトランジスタ６１〜６５の各出力端子は、出力端子ＯＵＴに共通接続されている。
【００２５】
トランジスタ６１は、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子Ｑ６の通常のスイッチングのターンオン時に使用されるターンオン用のトランジスタとして機能する。トランジスタ６１は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタからなり、その出力電流は例えば１．５〔Ａ〕である。
トランジスタ６２は、過電流検出回路２０が過電流を検出したときにスイッチング素子Ｑ６を徐々にオフにさせるために使用されるソフト遮断用のトランジスタとして機能する。このトランジスタ６２は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタからなり、その出力電流は例えば２００〔ｍＡ〕である。
【００２６】
トランジスタ６３は、スイッチング素子Ｑ６の通常のスイッチングオン時の誤動作を防止するために出力インピーダンスを低下させるために使用されるオフ保護用のトランジスタである。このトランジスタ６３はＮ型のＭＯＳトランジスタからなり、その出力電流は例えば１〔Ａ〕である。
トランジスタ６４、６５のそれぞれは、スイッチング素子Ｑ６の通常のスイッチングのターンオフ時に使用されるターンオフ用のトランジスタとして同一の機能を有する。このターンオフ用のトランジスタは、分割して複数のトランジスタ６４、６５で構成するようにした。トランジスタ６４、６５の出力電流のそれぞれは、例えば１．５〔Ａ〕からなる。このため、２つのトランジスタ６４、６５は、全体で出力電流が３〔Ａ〕のものとして機能する。
【００２７】
ここで、ターンオフ用のトランジスタは、単一のトランジスタで構成する場合の能力（出力電流）よりも小さな能力の複数のトランジスタに分割すれば良い。
次に、この制御装置の各回路について具体的に説明する。
入力信号受信回路１０は、入力端子Ｖｉｎに供給される入力信号を受信し、この受信に応じた信号を駆動回路５０に出力する。このため、入力信号受信回路１０は、電流源１０１、ツェナダイオード１０２、およびヒステシス機能付きのインバータ１０３から構成される。
【００２８】
過電流検出回路２０は、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子（図示せず）に流れる電流が過電流か否かを検出し、過電流を検出した場合には過電流検出信号Ｓ５を駆動回路５０に出力する。
このため、過電流検出回路２０は、コンパレータ２０１と、抵抗２０２とを備えている。そして、そのスイッチング素子に流れる電流の一部を過電流検出端子ＯＣに入力し、この入力電流により抵抗２０１の両端に検出電圧を発生させる。コンパレータ２０１は、その検出電圧を基準電圧ＥＲと比較し、検出電圧が基準電圧ＥＲ以上のときに、過電流検出信号Ｓ５を駆動回路５０に出力する。
【００２９】
過熱検出回路３０は、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子（図示せず）が過熱状態にあるか否かを検出し、過熱状態を検出した場合には過熱検出信号Ｓ６を駆動回路５０に出力する。
このため、過熱検出回路３０は、そのスイッチング素子に流れる電流の一部を検出する温度センサ（図示せず）の検出電流を過熱検出端子ＴＥに入力する。そして、その検出電流に基づいてスイッチング素子が過熱状態であるか否かを判定し、過熱状態であると判定した場合には過熱検出信号Ｓ６を駆動回路５０に出力する。
【００３０】
電位低下検出回路４０は、電源電圧端子Ｖｃｃに供給される電源電圧を検出し、この検出電圧が所定値以下の場合には電位低下信号Ｓ７を駆動回路５０に出力する。
駆動回路５０は、入力信号受信回路１０が受信した入力信号に基づき、スイッチング素子Ｑ６をターンオンさせる駆動信号Ｓ１と、スイッチング素子Ｑ６をターンオフさせる駆動信号Ｓ４を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ６のターンオン時には、駆動信号Ｓ１によりトンジスタ６１のみがオンされ、電源電圧Ｖｃｃがスイッチング素子Ｑ６のゲートに印加され、ゲートが充電される。また、スイッチング素子Ｑ６のターンオフ時には、駆動信号Ｓ４によりターンオフ用トランジスタ６４、６５のみが一括してオンされ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷が放電される。
【００３１】
また、駆動回路５０は、過電流検出回路２０から出力される過電流検出信号Ｓ５や過熱検出回路３０から出力される過熱検出信号Ｓ６に基づき、スイッチング素子Ｑ６を緩やかにターンオンさせる場合には駆動信号Ｓ２を出力する。このため、駆動信号Ｓ２はソフト遮断用のトランジスタ６２をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷を徐々に放電させる。
【００３２】
さらに、駆動回路５０は、電位低下検出回路４０から出力される電位低下信号Ｓ７に基づき、スイッチング素子Ｑ６の保護のためにターンオフさせる場合には駆動信号Ｓ３を出力する。これにより、駆動信号Ｓ３はオフ保護用のトランジスタ６３をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、スイッチング素子Ｑ６を保護する。
また、駆動回路５０は、過電流検出回路２０から過電流検出信号Ｓ５が出力され、過熱検出回路３０から過熱検出信号Ｓ６が出力され、または電位低下検出回路４０から電位低下検出信号Ｓ７が通知され場合には、アラーム信号Ｓ８をアラーム出力回路８０に出力する。また、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
【００３３】
アラーム出力回路８０は、駆動回路５０からアラーム信号Ｓ８が出力された場合にはアラーム端子ＡＬＭに出力し、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
このため、アラーム出力回路８０は、電流源８０１、トランジスタ８０２、およびヒステシス機能付きのインバータ８０３から構成される。
【００３４】
次に、トランジスタ駆動制御部７０について説明する。
トランジスタ動作制御部７０は、通常動作のときには同一機能を有する２つのトランジスタ６４、６５を本来の機能を実現するように動作させ、試験動作のときには２つのトランジスタ６４、６５を個別に動作させて各出力電流をＩＣテスタで測定できるようにするものである。
【００３５】
すなわち、トランジスタ動作制御部７０は、通常動作のときには、駆動回路５０から出力される同一の駆動信号Ｓ４で２つのトランジスタ６４、６５を同時あるいは一括してオンオフ制御する。これに対して、試験動作のときには、２つのトランジスタ６４、６５のうちの１つを順に選択し、この選択されたトランジスタに同一の駆動信号Ｓ４を供給することにより、２つのトランジスタ６４、６５を個別に駆動する。
このトランジスタ動作制御部７０は、図２に示すように、ナンド回路（ＮＡＮＤ回路）７０１、７０２と、インバータ回路７０３と、プルアップ抵抗７０５、７０６と、トランジスタ７０８、７０９と、を備えている。
【００３６】
ナンド回路７０１、７０２の一方の入力端子のそれぞれには、駆動回路５０から出力される駆動信号Ｓ４が入力されるようになっている。ナンド回路７０１の他方の入力端子は、プルアップ抵抗７０６を介して電源電圧が印加される。また、ナンド回路７０１の他方の入力端子は、トランジスタ７０９を介してグランドに接続されている。ナンド回路７０２の他方の入力端子は、プルアップ抵抗７０５を介して電源電圧が印加される。また、ナンド回路７０２の他方の入力端子は、トランジスタ７０８を介してグランドに接続されている。ナンド回路７０１の出力端子は、インバータ回路７０３を介してトランジタ６４のゲートに接続されている。ナンド回路７０２の出力端子は、インバータ回路７０４を介してトランジタ６５のゲートに接続されている。
【００３７】
ここで、ナンド回路７０１とインバータ回路７０３はアンド回路として機能する。同様に、ナンド回路７０２とインバータ回路７０４はアンド回路として機能する。インバータ回路７０３、７０４は、それぞれバッファ回路として機能する。
このような構成の制御装置は、半導体ウエハプロセスで作製され、制御装置の出荷試験（動作試験）は、シリコンウエハの状態でプロービングにより行われる。この制御装置の出荷試験ではＩＣテスタが使用され、出力段のトランジスタ６１〜６５のそれぞれについて出力電流を測定する。
【００３８】
ところで、ＩＣテスタの測定電流の上限値が２〔Ａ〕である場合には、ターンオフ用のトランジスタ６４、６５が１つで構成され出力電流が３〔Ａ〕の場合には、上記のＩＣテスタでは出力電流が測定できない。
しかし、この制御装置では、ターンオフ用のトランジスタは、分割して複数のトランジスタ６４、６５で構成し、トランジスタ６４、６５の出力電流のそれぞれは、例えば１．５〔Ａ〕からなる。さらに、この制御装置では、トランジスタ動作制御部７０を備えている。
【００３９】
次に、トランジスタ動作制御部７０の動作について説明する。
このトランジスタ動作制御部７０は、通常動作の場合と試験動作の場合があるので、その各場合の動作について説明する。
まず、試験動作の場合には、試験端子Ｔ１のみにＨレベル（ハイレベル）の信号を印加すると、トランジスタ７０８はオンするので、ナンド回路７０２の一方の入力端子はＬレベル（ローレベル）となる。しかし、トランジスタ７０９はオフのため、ナンド回路７０１の一方の入力端子はＨレベルとなる。このため、駆動回路５０から出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７０１およびインバータ７０３を経由してトランジスタ６４のゲートに供給される。したがって、駆動信号Ｓ４によりトランジスタ６４をオンにすれば、トランジスタ６４の出力電流をＩＣテスタで測定することができる。
【００４０】
次に、試験端子Ｔ２のみにＨレベルの信号を印加すると、トランジスタ７０９はオンするので、ナンド回路７０１の一方の入力端子はＬレベルとなる。しかし、トランジスタ７０８はオフのため、ナンド回路７０２の一方の入力端子はＨレベルとなる。このため、駆動回路５０から出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７０２およびインバータ７０４を経由してトランジスタ６５のゲートに供給される。したがって、駆動信号Ｓ４によりトランジスタ６５をオンにすれば、トランジスタ６５の出力電流をＩＣテスタで測定することができる。
【００４１】
一方、通常動作の場合には、トランジスタ７０８、７０９の双方は動作させない。このため、ナンド回路７０１、７０２の一方の入力端子のそれぞれは、プルアップ抵抗７０５、７０６を介して電源電圧が印加されるので、ナンド回路７０１、７０２の一方の入力端子はいずれもＨレベルとなる。
したがって、駆動回路５０から出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７０１およびインバータ７０３を経由してトランジスタ６４のゲートに供給され、かつ、ナンド回路７０２およびインバータ７０４を経由してトランジスタ６５のゲートに供給される。このため、トランジスタ６４、６５は同一の駆動信号Ｓ４で一括して駆動される。
【００４２】
以上のように、本発明の制御装置の第１実施形態では、スイッチング素子をターンオフさせるターンオフ用のトランジスタを分割して２つのトランジスタ６４、６５で構成するようにした。また、この第１実施形態では、その構成に併せてトランジスタ動作制御部７０を備えるようにした。
このため、第１実施形態によれば、出荷試験の試験動作のときには、２つのトランジスタ６４、６５を個別に動作させて各出力電流を、評価ボードを改良することなく、既存のＩＣテスタを使用して精度良く測定することができる。また、出荷後の通常動作のときには、同一機能を有する２つのトランジスタ６４、６５は本来の機能を実現するための動作ができる。
【００４３】
〔制御装置の第２実施形態〕
図３は、本発明の制御装置の第２実施形態の構成を示す回路図である。
第２実施形態に係る制御装置は、図１に示すＩＰＭの制御装置１〜６に適用されるものである。
この制御装置は、例えば図１に示す制御装置６に相当し、図３に示すように、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子Ｑ６を駆動制御する。
このため、制御装置は、図３に示すように、入力信号受信回路１０Ａと、過電流検出回路２０Ａと、過熱検出回路３０と、電位低下検出回路４０と、駆動回路５０Ａと、複数のトランジスタ６１〜６３および６６〜６８と、トランジスタ動作制御部７０Ａと、アラーム出力回路８０Ａと、レギュレータ９０とを備えている。
【００４４】
また、この制御装置は、電源電圧端子Ｖｃｃ、基準電位端子ＧＮＤ、入力端子Ｖｉｎ、出力端子ＯＵＴ、過電流検出端子ＯＣ、過熱検出端子ＴＥ、アラーム端子ＡＬＭ、データ入力端子ＤＡＴＥ、およびクロック入力端子ＣＬＫを備えている。
この制御装置では、電源電圧端子Ｖｃｃには１５〔Ｖ〕程度の電源電圧が印加され、この電源電圧により複数のトランジスタ６１〜６３および６６〜６８は動作するようになっている。また、レギュレータ９０はその電源電圧により安定化された５〔Ｖ〕の電圧を生成し、その生成された電圧により各回路や各部が動作するようになっている。
【００４５】
複数のトランジスタ６１〜６３、６６〜６８のそれぞれは、スイッチング素子Ｑ６の駆動制御に応じて以下の機能を有し、かつ、耐圧電圧が２０〔Ｖ〕以上のものが使用される。また、複数のトランジスタ６１〜６３、６６〜６８の各出力端子は、出力端子ＯＵＴに共通接続されている。
トランジスタ６１〜６３は、図１のトランジスタ６１〜６３と同様の機能を有している。ただし、この例では、ターンオン用のトランジスタ６１の出力電流は、１〔Ａ〕である。また、ソフト遮断用のトランジスタ６２の出力電流は、４００〔ｍＡ〕である。
【００４６】
トランジスタ６６〜６８のそれぞれは、スイッチング素子Ｑ６の通常のスイッチングのターンオフに使用されるターンオフ用のトランジスタとして同一の機能を有する。このように、ターンオフ用のトランジスタは、分割させて複数のトランジスタ６６〜６８で構成するようにし、トランジスタ６６〜６８の出力電流のそれぞれは、例えば１〔Ａ〕からなる。このため、３つのトランジスタ６６〜６８は、全体で出力電流が３〔Ａ〕のものとして機能する。
【００４７】
次に、この制御装置の各回路について具体的に説明する。
入力信号受信回路１０Ａは、入力端子Ｖｉｎに供給される入力信号を受信し、この受信に応じた信号を駆動回路５０Ａに出力する。このため、入力信号受信回路１０は、電流源１０１、抵抗１０４、１０５、ツェナダイオード１０２、およびヒステシス機能付きのインバータ１０３から構成される。
過電流検出回路２０Ａは、出力端子ＯＵＴに接続されるスイッチング素子Ｑ６に流れる電流が過電流か否かを検出し、過電流を検出した場合には過電流検出信号Ｓ５を駆動回路５０Ａに出力する。
【００４８】
このため、過電流検出回路２０Ａは、コンパレータ２０１と、分圧抵抗２０３、２０４とを備えている。そして、そのスイッチング素子Ｑ６に流れる電流の一部を過電流検出端子ＯＣに入力し、この入力電流により分圧抵抗２０３、２０４で分圧電圧を発生させる。コンパレータ２０１は、その分圧電圧を基準電圧ＥＲと比較し、分圧電圧が基準電圧ＥＲ以上のときに、過電流検出信号Ｓ５を駆動回路５０Ａに出力する。
【００４９】
過熱検出回路３０は、図２の過熱検出回路３０と同様に構成し、過熱検出信号Ｓ６を駆動回路５０Ａに出力する。電位低下検出回路４０は、図２の電位低下検出回路４０と同様に構成し、電位低下信号Ｓ７を駆動回路５０Ａに出力する。
駆動回路５０Ａは、入力信号受信回路１０Ａが受信した入力信号に基づき、スイッチング素子Ｑ６をターンオンさせる駆動信号Ｓ１と、スイッチング素子Ｑ６をターンオフさせる駆動信号Ｓ４を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ６のターンオン時には、駆動信号Ｓ１によりトンジスタ６１のみがオンされ、電源電圧Ｖｃｃがスイッチング素子Ｑ６のゲートに印加され、ゲートが充電される。また、スイッチング素子Ｑ６のターンオフ時には、駆動信号Ｓ４によりターンオフ用のトランジスタ６６〜６８のみが一括してオンされ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷が放電される。
【００５０】
また、駆動回路５０Ａは、過電流検出回路２０Ａから出力される過電流検出信号Ｓ５や過熱検出回路３０から出力される過熱検出信号Ｓ６に基づき、スイッチング素子Ｑ６を緩やかにターンオンさせる場合には駆動信号Ｓ２を出力する。このため、駆動信号Ｓ２はソフト遮断用のトランジスタ６２をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷を徐々に放電させる。
【００５１】
さらに、駆動回路５０Ａは、電位低下検出回路４０から出力される電位低下信号Ｓ７に基づき、スイッチング素子Ｑ６の保護のためにターンオフさせる場合には駆動信号Ｓ３を出力する。これにより、駆動信号Ｓ３はオフ保護用のトランジスタ６３をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、スイッチング素子Ｑ６を保護する。
また、駆動回路５０Ａは、過電流検出回路２０Ａから過電流検出信号Ｓ５が出力され、過熱検出回路３０から過熱検出信号Ｓ６が出力され、または電位低下検出回路４０から電位低下検出信号Ｓ７が通知され場合には、アラーム信号Ｓ８をアラーム出力回路８０Ａに出力する。また、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
【００５２】
アラーム出力回路８０Ａは、駆動回路５０Ａからアラーム信号Ｓ８が出力された場合にはアラーム端子ＡＬＭに出力し、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
このため、アラーム出力回路８０Ａは、電流源８０１、トランジスタ８０２、抵抗８０４、８０５、ツェナダイオード８０６、およびヒステシス機能付きのインバータ８０３から構成される。
【００５３】
次に、トランジスタ動作制御部７０Ａについて説明する。
トランジスタ動作制御部７０Ａは、通常動作のときには同一機能を有する３つのトランジスタ６６〜６８を本来の機能を実現するように動作させ、試験動作のときには３つのトランジスタ６６〜６８を個別に動作させて各出力電流をＩＣテスタで測定できるようにするものである。
【００５４】
すなわち、トランジスタ動作制御部７０Ａは、通常動作のときには、駆動回路５０Ａから出力される同一の駆動信号Ｓ４で３つのトランジスタ６６〜６８を同時あるいは一括してオンオフ制御する。これに対して、試験動作のときには、３つのトランジスタ６６〜６８のうちの１つを順に選択し、この選択されたトランジスタに同一の駆動信号Ｓ４を供給することにより、３つのトランジスタ６６〜６８を個別に駆動する。
このトランジスタ動作制御部７０Ａは、図３に示すように、ナンド回路７１１〜７１３と、インバータ回路７１４〜７１６と、プルアップ抵抗７１７〜７１９と、トランジスタ７２０〜７２２と、シフトレジスタ７３０と、を備えている。
【００５５】
ナンド回路７１１〜７１３の一方の入力端子のそれぞれには、駆動回路５０Ａから出力される駆動信号Ｓ４が入力されるようになっている。ナンド回路７１１〜７１３の他方の入力端子のそれぞれは、プルアップ抵抗７１７〜７１９介して電源電圧が印加される。また、ナンド回路７１１〜７１３の他方の入力端子のそれぞれは、トランジスタ７２０〜７２２を介してグランドに接続されている。トランジスタ７２０〜７２２のゲートのそれぞれには、シフトレジスタ７３０の出力端子７４０、７５０、７６０の出力が入力される。
【００５６】
シフトレジスタ７３０は、入力データをクロックで順に入力し、この入力したデータを出力端子７４０、７５０、７６０から並列出力するようになっている。このため、シフトレジスタ７３０は、データが入力されるデータ入力端子ＤＡＴＡと、クロックが入力されるクロック入力端子ＣＬＫとに接続されている。
このような構成の制御装置は、半導体ウエハプロセスで作製され、制御装置の出荷試験（動作試験）は、シリコンウエハの状態でプロービングにより行われる。この制御装置の出荷試験ではＩＣテスタが使用され、出力段のトランジスタ６１〜６３、６６〜６８のそれぞれについて出力電流を測定する。
【００５７】
ところで、ＩＣテスタの測定電流の上限値が２〔Ａ〕である場合には、ターンオフ用のトランジスタ６６〜６８が１つで構成され出力電流が３〔Ａ〕の場合には、上記のＩＣテスタでは出力電流が測定できない。
しかし、この制御装置では、ターンオフ用のトランジスタは、分割して複数のトランジスタ６６〜６８で構成するようにし、トランジスタ６６〜６８の出力電流のそれぞれは、例えば１〔Ａ〕からなる。さらに、この制御装置では、トランジスタ動作制御部７０Ａを備えている。
【００５８】
次に、トランジスタ動作制御部７０Ａの動作について説明する。
このトランジスタ動作制御部７０Ａは、通常動作の場合と試験動作の場合があるので、その各場合の動作について説明する。
まず、試験動作の場合には、シフトレジスタ７３０をクロックで動作させ、テスト用のデータを順に入力させ、この入力したデータを出力端子７４０、７５０、７６０から出力させてトランジスタ７２０〜７２２の各ゲートに供給する。
【００５９】
そして、シフトレジスタ７３０の出力端子７４０、７５０、７６０が、「Ｌレベル」、「Ｈレベル」、「Ｈレベル」のときに、トランジスタ７２０がオフ、トランジスタ７２１がオン、およびトランジスタ７２２がオンとなる。このとき、ナンド回路７１１の一方の入力端子のみＨレベルとなり、ナンド回路７１２、７１３の一方の入力端子の双方はＬレベルになる。このため、駆動回路５０Ａから出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７１１およびインバータ７１４を経由してトランジスタ６６のゲートに供給可能となる。そこで、駆動信号Ｓ４によりトランジスタ６６をオンにすれば、トランジスタ６６の出力電流をＩＣテスタで測定することができる。
【００６０】
次に、シフトレジスタ７３０の出力端子７４０、７５０、７６０が、「Ｈレベル」、「Ｌレベル」、「Ｈレベル」のときに、トランジスタ７２０がオン、トランジスタ７２１がオフ、およびトランジスタ７２２がオンとなる。このとき、ナンド回路７１２の一方の入力端子のみＨレベルとなり、ナンド回路７１１、７１３の一方の入力端子の双方はＬレベルになる。このため、駆動回路５０Ａから出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７１２およびインバータ７１５を経由してトランジスタ６７のゲートに供給可能となる。そこで、駆動信号Ｓ４によりトランジスタ６７をオンにすれば、トランジスタ６７の出力電流をＩＣテスタで測定することができる。
【００６１】
その後、シフトレジスタ７３０の出力端子７４０、７５０、７６０の出力が、「Ｈレベル」、「Ｈレベル」、「Ｌレベル」のときに、トランジスタ７２０がオン、トランジスタ７２１がオン、およびトランジスタ７２２がオフとなる。このとき、ナンド回路７１３の一方の入力端子のみＨレベルとなり、ナンド回路７１１、７１２の一方の入力端子の双方はＬレベルになる。このため、駆動回路５０Ａから出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７１３およびインバータ７１６を経由してトランジスタ６８のゲートに供給可能となる。そこで、駆動信号Ｓ４によりトランジスタ６８をオンにすれば、トランジスタ６８の出力電流をＩＣテスタで測定することができる。
【００６２】
一方、通常動作の場合には、トランジスタ７２０〜７２２とシフトレジスタ７３０の双方は動作させない。このため、ナンド回路７１１〜７１３の一方の入力端子のそれぞれは、プルアップ抵抗７１７〜７１９を介して電源電圧が印加されるので、ナンド回路７１１〜７１３の一方の入力端子はいずれもＨレベルとなる。
したがって、駆動回路５０Ａから出力される駆動信号Ｓ４は、ナンド回路７１１およびインバータ７１４を経由してトランジスタ６６のゲートに供給され、ナンド回路７１２およびインバータ７１５を経由してトランジスタ６７のゲートに供給され、かつ、ナンド回路７１３およびインバータ７１６を経由してトランジスタ６８のゲートに供給される。このため、トランジスタ６６〜６８は同一の駆動信号Ｓ４で一括して駆動される。
【００６３】
以上のように、本発明の制御装置の第２実施形態では、スイッチング素子をターンオフさせるターンオフ用のトランジスタを３つのトランジスタ６６〜６８で構成するようにした。また、この第２実施形態では、その構成に併せてトランジスタ動作制御部７０Ａを備えるようにした。
このため、第２実施形態によれば、出荷試験の試験動作のときには、３つのトランジスタ６６〜６８を個別に動作させて各出力電流を、評価ボードを改良することなく、既存のＩＣテスタを使用して精度良く測定することができる。また、出荷後の通常動作のときには、同一機能を有する３つのトランジスタ６６〜６８は本来の機能を実現するための動作ができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
（１）上記の第１実施形態では、スイッチング素子をターンオフするトランジスタを複数のトランジスタ６４、６５から構成し、これに応じてトランジスタ動作制御部７０を設けるようにした。
しかし、スイッチング素子をターンオンするトランジスタ６１、スイッチング素子の保護用のトランジスタ６３などのトランジスタについて、複数のトランジスタで構成しても良い。この場合には、トランジスタ動作制御部７０と同様のトランジスタ動作制御部を、駆動回路５０とその複数のトランジスタとの間に設けることになる。
【００６５】
（２）上記の第２実施形態では、スイッチング素子をターンオフするトランジスタを複数のトランジスタ６６〜６８から構成し、これに応じてトランジスタ動作制御部７０Ａを設けるようにした。
しかし、スイッチング素子をターンオンするトランジスタ６１、スイッチング素子の保護用のトランジスタ６３などのトランジスタについて、複数のトランジスタで構成しても良い。この場合には、トランジスタ動作制御部７０Ａと同様のトランジスタ動作制御部を、駆動回路５０Ａとその複数のトランジスタとの間に設けることになる。
【００６６】
（３）上記の実施形態では、スイッチング素子の一例としてＩＧＢＴの場合について説明したが、この発明はパワートランジスタなどの駆動制御にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、例えばモータを駆動する電圧形インバータのスイッチング素子の制御装置に適用される。
【符号の説明】
【００６８】
Ｑ１〜Ｑ６  スイッチング素子
１〜６  制御装置
１０、１０Ａ  入力信号受信回路
２０、２０Ａ  過電流検出回路
３０  過熱検出回路
４０  電位低下検出回路
５０、５０Ａ  駆動回路
６１〜６８  トランジスタ
７０、７０Ａ  トランジスタ動作制御部
８０、８０Ａ  アラーム出力回路
７０１、７０２、７１１〜７１３  ナンド回路
７０３、７０４、７１４〜７１６  インバータ回路
７０５、７０６、７１７〜７１９  プルアップ抵抗
７０８、７０９、７２０〜７２２  トランジスタ
７３０…シフトレジスタ
【図１】
2012153458.tif 000003
【図２】
2012153458.tif 000004
【図３】
2012153458.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の他の態様では、さらにアラーム端子を備え、前記駆動回路は、前記過電流検出回路から過電流検出信号が出力され、前記過熱検出回路から過熱検出信号が出力され、または電位低下検出回路から電位低下検出信号が出力され場合には、アラーム信号を前記アラーム端子に出力し、アラーム要因が解消された場合には前記アラーム信号の出力を停止するようにしても良い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
電位低下検出回路４０は、電源電圧端子Ｖｃｃに供給される電源電圧を検出し、この検出電圧が所定値以下の場合には電位低下検出信号Ｓ７を駆動回路５０に出力する。
駆動回路５０は、入力信号受信回路１０が受信した入力信号に基づき、スイッチング素子Ｑ６をターンオンさせる駆動信号Ｓ１と、スイッチング素子Ｑ６をターンオフさせる駆動信号Ｓ４を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ６のターンオン時には、駆動信号Ｓ１によりトンジスタ６１のみがオンされ、電源電圧Ｖｃｃがスイッチング素子Ｑ６のゲートに印加され、ゲートが充電される。また、スイッチング素子Ｑ６のターンオフ時には、駆動信号Ｓ４によりターンオフ用トランジスタ６４、６５のみが一括してオンされ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷が放電される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
さらに、駆動回路５０は、電位低下検出回路４０から出力される電位低下検出信号Ｓ７に基づき、スイッチング素子Ｑ６の保護のためにターンオフさせる場合には駆動信号Ｓ３を出力する。これにより、駆動信号Ｓ３はオフ保護用のトランジスタ６３をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、スイッチング素子Ｑ６を保護する。
また、駆動回路５０は、過電流検出回路２０から過電流検出信号Ｓ５が出力され、過熱検出回路３０から過熱検出信号Ｓ６が出力され、または電位低下検出回路４０から電位低下検出信号Ｓ７が通知され場合には、アラーム信号Ｓ８をアラーム出力回路８０に出力する。また、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
すなわち、トランジスタ動作制御部７０は、通常動作のときには、駆動回路５０から出力される同一の駆動信号Ｓ４で２つのトランジスタ６４、６５を同時あるいは一括してオンオフ制御する。これに対して、試験動作のときには、２つのトランジスタ６４、６５のうちの１つを順に選択し、この選択されたトランジスタに同一の駆動信号Ｓ４を供給することにより、２つのトランジスタ６４、６５を個別に駆動する。
このトランジスタ動作制御部７０は、図２に示すように、ナンド回路（ＮＡＮＤ回路）７０１、７０２と、インバータ回路７０３、７０４と、プルアップ抵抗７０５、７０６と、トランジスタ７０８、７０９と、を備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
また、この制御装置は、電源電圧端子Ｖｃｃ、基準電位端子ＧＮＤ、入力端子Ｖｉｎ、出力端子ＯＵＴ、過電流検出端子ＯＣ、過熱検出端子ＴＥ、アラーム端子ＡＬＭ、データ入力端子ＤＡＴＡ、およびクロック入力端子ＣＬＫを備えている。
この制御装置では、電源電圧端子Ｖｃｃには１５〔Ｖ〕程度の電源電圧が印加され、この電源電圧により複数のトランジスタ６１〜６３および６６〜６８は動作するようになっている。また、レギュレータ９０はその電源電圧により安定化された５〔Ｖ〕の電圧を生成し、その生成された電圧により各回路や各部が動作するようになっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
過熱検出回路３０は、図２の過熱検出回路３０と同様に構成し、過熱検出信号Ｓ６を駆動回路５０Ａに出力する。電位低下検出回路４０は、図２の電位低下検出回路４０と同様に構成し、電位低下検出信号Ｓ７を駆動回路５０Ａに出力する。
駆動回路５０Ａは、入力信号受信回路１０Ａが受信した入力信号に基づき、スイッチング素子Ｑ６をターンオンさせる駆動信号Ｓ１と、スイッチング素子Ｑ６をターンオフさせる駆動信号Ｓ４を出力する。このため、スイッチング素子Ｑ６のターンオン時には、駆動信号Ｓ１によりトンジスタ６１のみがオンされ、電源電圧Ｖｃｃがスイッチング素子Ｑ６のゲートに印加され、ゲートが充電される。また、スイッチング素子Ｑ６のターンオフ時には、駆動信号Ｓ４によりターンオフ用のトランジスタ６６〜６８のみが一括してオンされ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、ゲートの電荷が放電される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
さらに、駆動回路５０Ａは、電位低下検出回路４０から出力される電位低下検出信号Ｓ７に基づき、スイッチング素子Ｑ６の保護のためにターンオフさせる場合には駆動信号Ｓ３を出力する。これにより、駆動信号Ｓ３はオフ保護用のトランジスタ６３をオンさせ、スイッチング素子Ｑ６のゲートをグランドに接続させて、スイッチング素子Ｑ６を保護する。
また、駆動回路５０Ａは、過電流検出回路２０Ａから過電流検出信号Ｓ５が出力され、過熱検出回路３０から過熱検出信号Ｓ６が出力され、または電位低下検出回路４０から電位低下検出信号Ｓ７が通知され場合には、アラーム信号Ｓ８をアラーム出力回路８０Ａに出力する。また、アラーム要因が解消された場合には、アラーム信号Ｓ８の出力を停止する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
アラーム端子をさらに備え、
前記駆動回路は、前記過電流検出回路から過電流検出信号が出力され、前記過熱検出回路から過熱検出信号が出力され、または電位低下検出回路から電位低下検出信号が出力され場合には、アラーム信号を前記アラーム端子に出力し、アラーム要因が解消された場合には前記アラーム信号の出力を停止することを特徴とする請求項９、請求項１０、または請求項１１に記載の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月28日(2013.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御型のスイッチング素子を駆動制御する制御装置であって、
入力信号に応じた駆動信号を生成して出力する駆動回路と、
前記駆動回路から出力される駆動信号で駆動され、前記スイッチング素子を駆動制御するトランジスタと、を備え、
前記トランジスタは複数のトランジスタからなり、
前記複数のトランジスタの動作を制御するトランジスタ動作制御部を備え、
前記トランジスタ動作制御部は、
前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路と、
入力データを直列入力し並列変換して出力するシフトレジスタと、を備え、
通常動作のときには、前記複数のトランジスタに前記駆動回路から出力される同一の駆動信号を供給して一括動作させ、試験動作のときには、前記複数のトランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択されたトランジスタに前記同一の駆動信号を供給して個別に動作させるものであって、
前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、前記シフトレジスタから出力されるデータに応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記入力信号が入力される入力端子と、
前記複数のトランジスタの各出力部が共通に接続される出力端子と、
電源電圧が供給される電源端子と、
基準電圧となる基準電圧端子と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記トランジスタは、耐圧が２０Ｖ以上であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子のゲートの充電および放電のうちのいずれか一方を行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子をターンオンさせる複数の第１トランジスタと、前記スイッチング素子をターンオフさせる複数の第２トランジスタとからなり、
前記トランジスタ動作制御部は、
通常動作のときには、前記複数の第１トランジスタに前記駆動回路から出力される第１駆動信号を供給して一括動作させ、前記複数の第２トランジスタに前記駆動回路から出力される第２駆動信号を供給して一括動作させ、
試験動作のときには、前記複数の第１トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第１トランジスタに前記第１駆動信号を供給して個別に動作させ、前記複数の第２トランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択された第２トランジスタに前記第２駆動信号を供給して個別に動作させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記トランジスタは、前記スイッチング素子の駆動制御の内容に応じた動作をする機能別の複数のトランジスタからなり、
前記機能別の複数のトランジスタのうちの少なくとも１つは、同一機能を有する複数のトランジスタからなることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子に流れる電流の一部を入力し、当該入力電流に基づいて前記スイッチング素子に流れる電流が過電流か否かを検出し、過電流を検出した場合には過電流検出信号を前記駆動回路に出力する過電流検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子に流れる電流の一部を検出する温度センサの検出電流を入力し、当該入力した検出電流に基づいて前記スイッチング素子が過熱状態にあるか否かを判定し、過熱状態にあると判定した場合には過熱検出信号を前記駆動回路に出力する過熱検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
電源端子に供給される電源電圧を検出し、当該検出電圧が所定値以下の場合には電源電圧異常信号を前記駆動回路に出力する電源電圧検出回路を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
アラーム端子をさらに備え、
前記駆動回路は、前記過電流検出回路から過電流検出信号が出力され、前記過熱検出回路から過熱検出信号が出力され、または電位低下検出回路から電位低下検出信号が出力され場合には、アラーム信号を前記アラーム端子に出力し、アラーム要因が解消された場合には前記アラーム信号の出力を停止することを特徴とする請求項７、請求項８、または請求項９に記載の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様は、電圧制御型のスイッチング素子を駆動制御する制御装置であって、入力信号に応じた駆動信号を生成して出力する駆動回路と、前記駆動回路から出力される駆動信号で駆動され、前記スイッチング素子を駆動制御するトランジスタと、を備え、前記トランジスタは複数のトランジスタからなり、前記複数のトランジスタの動作を制御するトランジスタ動作制御部を備え、前記トランジスタ動作制御部は、前記駆動回路と前記複数のトランジスタとの間に設けたゲート回路と、入力データを直列入力し並列変換して出力するシフトレジスタと、を備え、通常動作のときには、前記複数のトランジスタに前記駆動回路から出力される同一の駆動信号を供給して一括動作させ、試験動作のときには、前記複数のトランジスタのうちの１つを順に選択し、当該選択されたトランジスタに前記同一の駆動信号を供給して個別に動作させるものであって、前記ゲート回路は、通常動作のときには、前記駆動回路から出力される駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートのいずれにも供給し、試験動作のときには、前記シフトレジスタから出力されるデータに応じて前記駆動信号を前記複数のトランジスタのゲートへ選択的に供給する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の態様では、前記トランジスタは、前記スイッチング素子の駆動制御の内容に応じた動作をする機能別の複数のトランジスタからなり、前記機能別の複数のトランジスタのうちの少なくとも１つは、同一機能を有する複数のトランジスタからなるようにしても良い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2012153458.tif 000006
2012153458.tif 000007