(57)【要約】【課題】低耐量の第１スイッチＳＷ１の信頼性の低下を回避できるスイッチの駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、第１スイッチＳＷ１と、第１スイッチＳＷ１よりも耐量が高い第２スイッチＳＷ２とを駆動する。駆動装置は、モード信号ＭＯＤＥを生成する制御装置４０と、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを、受信したモード信号ＭＯＤＥで定まるスイッチングモードに制御するドライブＩＣ５０とを備える。ドライブＩＣ５０は、今回のスイッチング周期において第１スイッチに作用する負荷がその閾値を超えたと判定した場合、次回スイッチングモードの第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失よりも第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失が小さくなるように、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを変更する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低耐量スイッチ（ＳＷ１）と、該低耐量スイッチに並列接続され、該低耐量スイッチよりも耐量が高い高耐量スイッチ（ＳＷ２）との駆動制御を行うスイッチの駆動装置において、
前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを定めるモード信号を生成する信号生成部（４０）と、
前記信号生成部により生成された前記モード信号を受信し、前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを、受信した前記モード信号で定まるスイッチングモードに制御する駆動制御部（５０）と、を備え、
次回のスイッチング周期において用いられる前記モード信号で定まるスイッチングモードを次回スイッチングモードとし、前記モード信号として、前記低耐量スイッチのエネルギ損失が異なる各スイッチングモードに対応するモード信号がある場合、前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期において前記低耐量スイッチに作用する負荷がその閾値を超えたと判定したことを条件として、次回のスイッチング周期において前記次回スイッチングモードの前記低耐量スイッチのエネルギ損失よりも前記低耐量スイッチのエネルギ損失が小さくなるように、次回のスイッチング周期における前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを前記次回スイッチングモードから変更するスイッチの駆動装置。
【請求項２】
今回のスイッチング周期において用いられる前記モード信号で定まるスイッチングモードを現スイッチングモードとする場合、前記駆動制御部は、前記次回スイッチングモードの前記低耐量スイッチのエネルギ損失が前記現スイッチングモードの前記低耐量スイッチのエネルギ損失よりも大きいと判定した場合、次回のスイッチング周期における前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを前記現スイッチングモードに維持する請求項１に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項３】
今回のスイッチング周期において用いられる前記モード信号で定まるスイッチングモードを現スイッチングモードとする場合、前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期のうち前記低耐量スイッチがオン状態とされている期間の途中において前記低耐量スイッチに作用する負荷が前記閾値を超えたと判定した場合、前記現スイッチングモードの前記低耐量スイッチのエネルギ損失よりも前記低耐量スイッチのエネルギ損失が小さくなるように、今回のスイッチング周期において、前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを前記現スイッチングモードから変更する請求項１又は２に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期のうち前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチがオン状態とされている期間の途中において前記低耐量スイッチに作用する負荷が前記閾値を超えたと判定して、かつ、前記現スイッチングモードが、前記高耐量スイッチを前記低耐量スイッチよりも先にオフ状態に切り替えるスイッチングモードであると判定した場合、今回のスイッチング周期において、前記低耐量スイッチを前記高耐量スイッチよりも先にオフ状態に切り替える請求項３に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期において前記低耐量スイッチに作用する負荷が前記閾値を超えたと判定した場合、次回のスイッチング周期において前記低耐量スイッチを単独でオン状態にしない請求項１〜４のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記信号生成部が設けられる第１領域とは電気的に絶縁された第２領域に設けられており、
前記第２領域に設けられ、前記低耐量スイッチに作用する負荷を取得する取得部を備え、
前記駆動制御部は、前記取得部が取得した負荷に基づいて、前記低耐量スイッチに作用する負荷が前記閾値を超えたか否かを判定する請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項７】
前記取得部は、前記低耐量スイッチに作用する負荷として、前記低耐量スイッチに流れる電流値を取得し、
前記閾値を電流閾値とする場合、前記駆動制御部は、前記取得部が検出した電流値が前記電流閾値を超えているか否かを判定する請求項６に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項８】
前記取得部は、前記低耐量スイッチに作用する負荷として、前記低耐量スイッチの端子間電圧及び前記低耐量スイッチに流れる電流値に基づく前記低耐量スイッチの電力損失を取得し、
前記閾値を電力閾値とする場合、前記駆動制御部は、前記取得部が取得した電力損失が前記電力閾値を超えているか否かを判定する請求項６に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項９】
前記取得部は、前記低耐量スイッチに作用する負荷として、前記低耐量スイッチの端子間電圧を取得し、
前記閾値を電圧閾値とする場合、前記駆動制御部は、前記取得部が取得した端子間電圧が前記電圧閾値を超えているか否かを判定する請求項６に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１０】
前記取得部は、前記低耐量スイッチに作用する負荷として、前記低耐量スイッチの温度を取得し、
前記閾値を温度閾値とする場合、前記駆動制御部は、前記取得部が取得した温度が前記温度閾値を超えているか否かを判定する請求項６に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１１】
前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期のうち前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチの双方がオフ状態とされている期間において、次回のスイッチング周期における前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードの変更を決定する処理を行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに並列接続された低耐量スイッチ及び高耐量スイッチの駆動制御を行うスイッチの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、低耐量スイッチとしてのＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴと、高耐量スイッチとしてのＳｉ−ＩＧＢＴとの駆動制御を行うものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−６４１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
駆動装置は、低耐量スイッチ及び高耐量スイッチのスイッチングモードを定めるモード信号を生成する信号生成部と、生成されたモード信号を受信し、低耐量スイッチ及び高耐量スイッチのスイッチングモードを、受信したモード信号で定まるスイッチングモードに制御する駆動制御部とを備えている。
【０００５】
低耐量スイッチに大きな電流が流れる等、低耐量スイッチに作用する負荷が、低耐量スイッチの信頼性の低下を招く値まで上昇する事態が発生し得る。低耐量スイッチは、高耐量スイッチよりも耐量が低い。このため、低耐量スイッチの信頼性が低下し得る状況においては、低耐量スイッチを保護するために低耐量スイッチのスイッチングモードを迅速に変更することが要求される。ここで、スイッチングモードを変更するための信号が信号生成部において生成される構成の場合、その信号が生成されてから駆動制御部へと伝わるまでには、短時間ではあるもののある程度の時間を要する。この場合、低耐量スイッチのスイッチングモードを迅速に変更することができず、低耐量スイッチの信頼性が低下する懸念がある。
【０００６】
本発明は、低耐量スイッチの信頼性の低下を回避できるスイッチの駆動装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、低耐量スイッチと、該低耐量スイッチに並列接続され、該低耐量スイッチよりも耐量が高い高耐量スイッチとの駆動制御を行うスイッチの駆動装置において、
前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを定めるモード信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部により生成された前記モード信号を受信し、前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを、受信した前記モード信号で定まるスイッチングモードに制御する駆動制御部と、を備え、
次回のスイッチング周期において用いられる前記モード信号で定まるスイッチングモードを次回スイッチングモードとし、前記モード信号として、前記低耐量スイッチのエネルギ損失が異なる各スイッチングモードに対応するモード信号がある場合、前記駆動制御部は、今回のスイッチング周期において前記低耐量スイッチに作用する負荷がその閾値を超えたと判定したことを条件として、次回のスイッチング周期において前記次回スイッチングモードの前記低耐量スイッチのエネルギ損失よりも前記低耐量スイッチのエネルギ損失が小さくなるように、次回のスイッチング周期における前記低耐量スイッチ及び前記高耐量スイッチのスイッチングモードを前記次回スイッチングモードから変更する。
【０００８】
本発明の駆動制御部は、今回のスイッチング周期において低耐量スイッチに作用する負荷がその閾値を超えたと判定したことを条件として、次回のスイッチング周期において次回スイッチングモードの低耐量スイッチのエネルギ損失よりも低耐量スイッチのエネルギ損失が小さくなるように、次回のスイッチング周期における低耐量スイッチ及び高耐量スイッチのスイッチングモードを次回スイッチングモードから変更する。したがって、本発明によれば、次回のスイッチング周期における低耐量スイッチ及び高耐量スイッチのスイッチングモードを変更するための信号を信号生成部において生成する構成と比較して、低耐量スイッチのスイッチングモードを迅速に変更することができる。このため、低耐量スイッチの信頼性の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。
【図２】第１，第２スイッチの電流電圧特性を示す図。
【図３】ドライブＩＣ及びその周辺構成を示す図。
【図４】第１モードにおける第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【図５】第２モードにおける第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【図６】第３モードにおける第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【図７】第４モードにおける第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【図８】ドライブＩＣの処理の手順を示すフローチャート。
【図９】駆動信号及び第１センス電圧の推移を示すタイムチャート。
【図１０】ドライブＩＣの処理態様の一例を示すタイムチャート。
【図１１】第２実施形態に係るドライブＩＣの処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】ドライブＩＣの処理態様の一例を示すタイムチャート。
【図１３】第３実施形態に係るドライブＩＣの処理の手順を示すフローチャート。
【図１４】第４実施形態に係るドライブＩＣの処理の手順を示すフローチャート。
【図１５】第５実施形態に係るドライブＩＣの処理の手順を示すフローチャート。
【図１６】その他の実施形態に係る第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【図１７】その他の実施形態に係る第１，第２スイッチの駆動態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る駆動装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１に示すように、制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、回転電機３０及び制御装置４０を備えている。回転電機３０は、例えば車載主機である。回転電機３０は、インバータ２０を介して直流電源１０に電気的に接続されている。本実施形態では、回転電機３０として、３相のものを用いている。回転電機３０としては、例えば、永久磁石同期機を用いることができる。また、直流電源１０は、例えば百Ｖ以上となる端子電圧を有する蓄電池である。直流電源１０は、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池等の２次電池である。なお、直流電源１０には、コンデンサ１１が並列接続されている。
【００１２】
インバータ２０は、各相に対応する上，下アームスイッチ部２０Ｈ，２０Ｌを備えている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈと下アームスイッチ部２０Ｌとは直列接続されている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈと下アームスイッチ部２０Ｌとの接続点には、回転電機３０の巻線３１の第１端が接続されている。各相の巻線３１の第２端は、中性点で接続されている。
【００１３】
各スイッチ部２０Ｈ，２０Ｌは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の並列接続体を備えている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの高電位側端子には、直流電源１０の正極側が接続されている。各相において、下アームスイッチ部２０Ｌの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの低電位側端子には、直流電源１０の負極側が接続されている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの低電位側端子には、下アームスイッチ部２０Ｌの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの高電位側端子が接続されている。
【００１４】
本実施形態において、第１スイッチＳＷ１は、ＳｉＣデバイスとしてのＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。このため、第１スイッチＳＷ１において、低電位側端子はソースであり、高電位側端子はドレインである。また、第２スイッチＳＷ２は、ＳｉデバイスとしてのＩＧＢＴである。このため、第２スイッチＳＷ２において、低電位側端子はエミッタであり、高電位側端子はコレクタである。なお、第２スイッチＳＷ２には、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。また、第１スイッチＳＷ１には、ボディダイオードが形成されている。ちなみに、第１スイッチＳＷ１にフリーホイールダイオードが逆並列に接続されていてもよい。
【００１５】
各スイッチ部２０Ｈ，２０ＬをＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴの並列接続体で構成した理由は、小電流領域においてオン抵抗が低いＭＯＳＦＥＴの方に電流を多く流通させることにより、小電流領域における損失を低減するためである。以下、損失低減について、図２を用いて説明する。図２は、スイッチに流れる電流とスイッチの高，低電位側端子間の電圧Ｖｏｎとの関係を示す図である。詳しくは、図２は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓとドレイン電流Ｉｄとの電圧電流特性、並びにＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅとコレクタ電流Ｉｃとの電圧電流特性を示す。
【００１６】
図２に示すように、電流が所定電流Ｉαよりも小さい小電流領域においては、ドレイン電流Ｉｄに対するドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓが、コレクタ電流Ｉｃに対するコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅよりも低い。すなわち、小電流領域においては、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗がＩＧＢＴのオン抵抗よりも小さい。このため、小電流領域においては、互いに並列接続されたＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴのうち、ＭＯＳＦＥＴの方に電流が多く流れることとなる。一方、電流が所定電流Ｉαよりも大きい大電流領域においては、コレクタ電流Ｉｃに対するコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅがドレイン電流Ｉｄに対するドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓよりも低い。すなわち、大電流領域においては、ＩＧＢＴのオン抵抗がＭＯＳＦＥＴのオン抵抗よりも小さい。このため、大電流領域においては、互いに並列接続されたＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴのうち、ＩＧＢＴの方に電流が多く流れることとなる。
【００１７】
本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のドレイン電流の定格電流は、第２スイッチＳＷ２のコレクタ電流の定格電流よりも小さい。
【００１８】
また、本実施形態では、第１スイッチＳＷ１（低耐量スイッチに相当）の耐量は、第２スイッチＳＷ２（高耐量スイッチに相当）の耐量よりも低い。本実施形態において、耐量は、短絡耐量である。第１スイッチＳＷ１を例にして説明すると、短絡耐量は、第１スイッチＳＷ１に流れるドレイン電流と第１スイッチＳＷ１のドレイン及びソース間電圧との乗算値の、１スイッチング周期Ｔｓｗに渡る時間積分値である。具体的には例えば、第１スイッチＳＷ１の短絡耐量は、ドレイン電流とドレイン及びソース間電圧とのそれぞれが絶対最大定格を超えないとした場合における上記時間積分値である。
【００１９】
制御装置４０は、信号生成部に相当し、回転電機３０の制御量をその指令値に制御すべく、インバータ２０を駆動する。制御量は、例えばトルクである。制御装置４０は、インバータ２０の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンオフ駆動すべく、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に対応する駆動信号ＩＮを、各スイッチ部２０Ｈ，２０Ｌに対して個別に設けられたドライブＩＣ５０（駆動制御部に相当）に対して出力する。制御装置４０は、例えば、電気角で互いに位相が１２０°ずれた３相指令電圧と三角波等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ処理により、各ドライブＩＣ５０に対応する駆動信号ＩＮを生成する。駆動信号ＩＮは、スイッチのオン駆動を指示するオン指令と、オフ駆動を指示するオフ指令とのいずれかをとる。各相において、上アーム側の駆動信号と、対応する下アーム側の駆動信号とは、交互にオン指令とされる。このため、各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの各スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、下アームスイッチ部２０Ｌの各スイッチＳＷ１，ＳＷ２とは、交互にオン状態とされる。
【００２０】
なお、制御装置４０及びドライブＩＣ５０が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
【００２１】
続いて、図３を用いて、ドライブＩＣ５０及びその周辺構成について説明する。
【００２２】
ドライブＩＣ５０は、制御基板１００に設けられている。制御基板１００には、制御装置４０、第１絶縁伝達部５１及び第２絶縁伝達部５２が設けられている。本実施形態では、制御装置４０が設けられる領域が低圧システム（第１領域に相当）とされており、ドライブＩＣ５０、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が設けられる領域が高圧システム（第２領域に相当）とされている。各絶縁伝達部５１，５２は、低圧システム及び高圧システムの間を電気的に絶縁しつつ、低圧システムから高圧システムへと信号を伝達する。各絶縁伝達部５１，５２は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。
【００２３】
ドライブＩＣ５０は、制御装置４０から第１絶縁伝達部５１を介して駆動信号ＩＮを取得し、制御装置４０から第２絶縁伝達部５２を介してモード信号ＭＯＤＥを取得する。
【００２４】
本実施形態において、制御装置４０は、各アームスイッチ部の第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流す電流合計値が含まれる電流領域が小電流領域であるか又は大電流領域であるかの情報に基づいて、４つのスイッチングモードのいずれかを選択する。制御装置４０は、選択したスイッチングモードを定めるモード信号ＭＯＤＥを生成して出力する。以下、４つのスイッチングモードについて説明する。
【００２５】
１つ目のスイッチングモードは、図４に示すように、電流合計値が小電流領域に含まれる場合に選択される第１モードである。図４（ａ）は、ドライブＩＣ５０に入力される駆動信号ＩＮの推移を示す。図４（ｂ）において、実線は第１スイッチＳＷ１のゲート電圧Ｖｇ１の推移を示し、破線は第２スイッチＳＷ２のゲート電圧Ｖｇ２の推移を示す。
【００２６】
第１モードは、第２スイッチＳＷ２をオフ駆動に維持しつつ、第１スイッチＳＷ１を駆動信号ＩＮに基づいてオンオフ駆動するモードである。ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第１モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオン指令であると判定した場合、第１スイッチＳＷ１のゲートに電荷を充電するオン駆動を実施する。オン駆動により、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧Ｖｇ１が上昇して第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上となる。その結果、第１スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、第１スイッチＳＷ１をオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替える電圧である。
【００２７】
ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第１モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオフ指令であると判定した場合、第１スイッチＳＷ１のゲートから電荷を放電させるオフ駆動を実施する。オフ駆動により、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧Ｖｇ１が低下して第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満となる。その結果、第１スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態に切り替えられる。
【００２８】
本実施形態では、１スイッチング周期Ｔｓｗにおいて、オン駆動の期間とオフ駆動の期間とが１回ずつある。本実施形態では、図４に示すように、１スイッチング周期Ｔｓｗを、駆動信号ＩＮがオン指令に切り替えられてから、駆動信号ＩＮが次回オン指令に切り替えられるまでの期間としている。
【００２９】
２つ目のスイッチングモードは、図５に示すように、電流合計値が大電流領域に含まれる場合に選択される第２モードである。図５（ａ），（ｂ）は、先の図４（ａ），（ｂ）に対応している。
【００３０】
第２モードは、第１スイッチＳＷ１をオフ駆動に維持しつつ、第２スイッチＳＷ２を駆動信号ＩＮに基づいてオンオフ駆動するモードである。ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第２モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオン指令であると判定した場合、第２スイッチＳＷ２のゲートに電荷を充電するオン駆動を実施する。オン駆動により、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧Ｖｇ２が上昇して第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上となる。その結果、第２スイッチＳＷ２がオフ状態からオン状態に切り替えられる。第２閾値電圧Ｖｔｈ２は、第２スイッチＳＷ２をオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替える電圧である。
【００３１】
ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第２モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオフ指令であると判定した場合、第２スイッチＳＷ２のゲートから電荷を放電させるオフ駆動を実施する。オフ駆動により、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧Ｖｇ２が低下して第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満となる。その結果、第２スイッチＳＷ２がオン状態からオフ状態に切り替えられる。
【００３２】
３つ目のスイッチングモードは、図６に示すように、電流合計値が小電流領域に含まれる場合に選択される第３モードである。図６（ａ），（ｂ）は、先の図４（ａ），（ｂ）に対応している。
【００３３】
第３モードは、第２スイッチＳＷ２を先にオン状態に切り替えた後に第１スイッチＳＷ１をオン状態に切り替え、その後、第２スイッチＳＷ２を先にオフ状態に切り替えた後に第１スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替えるモードである。ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第３モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオン指令であると判定した場合、第２スイッチＳＷ２をオン駆動する。ドライブＩＣ５０は、取得した駆動信号ＩＮがオン指令に切り替えられてから第１遅延期間経過した後、第１スイッチＳＷ１をオン駆動する。
【００３４】
ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第３モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオフ指令であると判定した場合、第２スイッチＳＷ２をオフ駆動する。ドライブＩＣ５０は、取得した駆動信号ＩＮがオフ指令に切り替えられてから第２遅延期間経過した後、第１スイッチＳＷ１をオフ駆動する。なお、第１遅延期間と第２遅延期間とは、同じ長さの期間であってもよいし、異なる長さの期間であってもよい。
【００３５】
４つ目のスイッチングモードは、図７に示すように、電流合計値が大電流領域に含まれる場合に選択される第４モードである。図７（ａ），（ｂ）は、先の図４（ａ），（ｂ）に対応している。
【００３６】
第４モードは、第２スイッチＳＷ２を先にオン状態に切り替えた後に第１スイッチＳＷ１をオン状態に切り替え、その後、第１スイッチＳＷ１を先にオフ状態に切り替えた後に第２スイッチＳＷ２をオフ状態に切り替えるモードである。ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第４モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオン指令に切り替えられたと判定した場合、第２スイッチＳＷ２をオン駆動する。ドライブＩＣ５０は、取得した駆動信号ＩＮがオン指令に切り替えられてから第１遅延期間経過した後、第１スイッチＳＷ１をオン駆動する。
【００３７】
ドライブＩＣ５０は、取得したモード信号ＭＯＤＥが第４モードを指示する信号であると判定し、かつ、駆動信号ＩＮがオフ指令に切り替えられたと判定した場合、第１スイッチＳＷ１をオフ駆動する。ドライブＩＣ５０は、取得した駆動信号ＩＮがオフ指令に切り替えられてから第３遅延期間経過した後、第２スイッチＳＷ２をオフ駆動する。なお、第３遅延期間と上記第２遅延期間とは、同じ長さの期間であってもよいし、異なる長さの期間であってもよい。
【００３８】
本実施形態では、１スイッチング周期Ｔｓｗにおいて発生する第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが、第１モード＞第３モード＞第４モード＞第２モードであるとする。各モードのエネルギ損失Ｅｌｏｓｓは、例えば、第１スイッチＳＷ１のドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓとドレイン電流Ｉｄとの乗算値を１スイッチング周期Ｔｓｗに渡って時間積分することにより定めることができる。各モードのエネルギ損失Ｅｌｏｓｓの大小は、例えば実験又はシミュレーションにより予め定めることができ、モード信号ＭＯＤＥに基づいて把握できるようになっている。
【００３９】
なお、本実施形態において、第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが、第１モード＞第３モード＞第４モード＞第２モードとなっているのは、第１スイッチＳＷ１の定常損失（ＤＣ損失）に起因するエネルギ損失が、第１スイッチＳＷ１のターンオフ時，ターンオン時それぞれのスイッチング損失に起因するエネルギ損失よりも大きいためである。電流合計値が小電流領域に含まれる場合、第１モードよりも第３モードの方が第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが小さい。一方、電流合計値が大電流領域に含まれる場合、第４モードよりも第２モードの方が第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが小さい
【００４０】
上述したエネルギ損失Ｅｌｏｓｓの関係は一例であり、各モードのエネルギ損失Ｅｌｏｓｓの大小関係は、スイッチング素子の特性によっても変わる可能性がある。このため、大小関係が上述した関係から入れ替わる可能性がある。
【００４１】
図３の説明に戻り、第１スイッチＳＷ１は、自身に流れるドレイン電流と相関のある微少電流を出力する第１センス端子Ｓｔ１を備えている。第１センス端子Ｓｔ１には、第１抵抗体６０の第１端が接続され、第１抵抗体６０の第２端には、第１スイッチＳＷ１のソースが接続されている。第１センス端子Ｓｔ１から出力された微少電流によって第１抵抗体６０で電圧降下が生じる。本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のソース電位に対する第１抵抗体６０の第１端側の電位を第１センス電圧Ｖｓｅ１と称すこととする。第１センス電圧Ｖｓｅ１は、ドライブＩＣ５０に入力される。なお、本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のソース電位を０とし、第１抵抗体６０の第１端側の電位がソース電位よりも高い場合の第１センス電圧Ｖｓｅ１が正と定義されている。
【００４２】
第２スイッチＳＷ２は、自身に流れるコレクタ電流と相関のある微少電流を出力する第２センス端子Ｓｔ２を備えている。第２センス端子Ｓｔ２には、第２抵抗体７０の第１端が接続され、第２抵抗体７０の第２端には、第２スイッチＳＷ２のエミッタが接続されている。本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のエミッタ電位に対する第２抵抗体７０の第１端側の電位を第２センス電圧Ｖｓｅ２と称すこととする。第２センス電圧Ｖｓｅ２は、ドライブＩＣ５０に入力される。なお、本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のエミッタ電位を０とし、第２抵抗体７０の第１端側の電位がエミッタ電位よりも高い場合の第２センス電圧Ｖｓｅ２が正と定義されている。
【００４３】
高圧システムには、第１スイッチＳＷ１の温度を検出する第１温度検出部６１と、第２スイッチＳＷ２の温度を検出する第２温度検出部７１とが設けられている。各温度検出部６１，７１は、例えば感温ダイオードで構成されている。各温度検出部６１，７１の検出値は、ドライブＩＣ５０に入力される。
【００４４】
高圧システムには、第１スイッチＳＷ１のドレイン及びソース間電圧である第１端子間電圧ＶＨ１を検出する第１電圧検出部６２と、第２スイッチＳＷ２のコレクタ及びエミッタ間電圧である第２端子間電圧ＶＨ２を検出する第２電圧検出部７２とが設けられている。各電圧検出部６２，７２の検出値は、ドライブＩＣ５０に入力される。
【００４５】
続いて、図８を用いて、ドライブＩＣ５０が行う処理について説明する。
【００４６】
ステップＳ１０では、今回のスイッチング周期において、次回のスイッチング周期で用いるモード信号ＭＯＤＥを取得する。なお、今回のスイッチング周期において、次回のスイッチング周期で用いられるモード信号ＭＯＤＥを既に取得している場合、ステップＳ１０の処理を飛ばしてステップＳ１１に移行することとする。
【００４７】
ステップＳ１１では、判定フラグＦが０であるか否かを判定する。本実施形態において、判定フラグＦの初期値は０にされている。
【００４８】
ステップＳ１１において判定フラグＦが０であると判定した場合には、ステップＳ１２に進み、第１スイッチＳＷ１に作用する負荷として、第１センス電圧Ｖｓｅ１を取得する。そして、取得した第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えているか否かを判定する。電流閾値Ｖｓαは、第１スイッチＳＷ１に対応する過電流閾値ＯＣ以下の値に設定されており、本実施形態では、過電流閾値ＯＣよりも小さい値に設定されている。過電流閾値ＯＣは、例えば、第１スイッチＳＷ１の定格電流に設定されている。
【００４９】
ちなみに、第１センス電圧Ｖｓｅ１の推移の一例を図９に示す。図９（ｂ）の時刻ｔ１〜ｔ２で示す期間は、ドレイン電流に応じたセンス電圧にノイズが重畳する過渡センス期間であり、時刻ｔ２〜ｔ３に示す期間は、ドレイン電流と相関を有する定常センス期間である。図９（ａ）は、駆動信号ＩＮの推移を示す。
【００５０】
ステップＳ１２において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進み、次回のスイッチング周期Ｔｓｗにおける第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを、次回スイッチングモードに設定する。次回スイッチングモードとは、今回のスイッチング周期において取得した、次回のスイッチング周期において用いるモード信号ＭＯＤＥで定まるスイッチングモードのことである。つまり、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓα以下の場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、モード信号ＭＯＤＥで定まるスイッチングモードに従って駆動される。
【００５１】
ステップＳ１２において第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定した場合には、ステップＳ１４に進み、判定フラグＦを１にする。
【００５２】
ステップＳ１５では、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定したタイミングが、第１スイッチＳＷ１がオン状態とされている期間の途中であるか否かを判定する。本実施形態では、図９に示すように、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定したタイミングが、時刻ｔ２〜ｔ３までの期間に含まれると判定した場合、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定したタイミングが、第１スイッチＳＷ１がオン状態とされている期間の途中であると判定する。時刻ｔ３は、ドライブＩＣ５０に入力される駆動信号ＩＮがオフ指令に切り替えられる時刻ｔ４よりも前のタイミングである。
【００５３】
ステップＳ１５において肯定判定した場合には、ステップＳ１６に進み、現在実施されているスイッチングモードを、第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓがより小さいスイッチングモードに変更する。以下、図４〜図７を参照して、この変更例について説明する。
【００５４】
（Ａ）第１モードを実施している場合、今回のスイッチング周期において第２〜第４モードのいずれかに切り替える。第２モードに切り替える場合、今回のスイッチング周期において第２スイッチＳＷ２をオン状態に切り替え、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替える。一方、第３モード又は第４モードのいずれかに切り替える場合、今回のスイッチング周期において第２スイッチＳＷ２もオン状態に切り替える。
【００５５】
（Ｂ）第３モードを実施している場合、今回のスイッチング周期において第２モード又は第４モードのいずれかに切り替える。第４モードに切り替える場合、今回のスイッチング周期において、第１スイッチＳＷ１が第２スイッチＳＷ２よりも先にオフ状態に切り替えられる。
【００５６】
（Ｃ）第４モードを実施している場合、今回のスイッチング周期において第２モードに切り替える。
【００５７】
先の図８の説明に戻り、ステップＳ１６の処理が完了した場合、又はステップＳ１５において否定判定した場合には、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、次回スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが、今回のスイッチング周期で用いられたモード信号ＭＯＤＥで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓ以上であるか否かを判定する。次回スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓは、取得した次回のスイッチング周期で用いるモード信号ＭＯＤＥに基づいて把握すればよい。
【００５８】
ステップＳ１７において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進む。この場合、ステップＳ１２において肯定判定したものの、次回のスイッチング周期で発生するエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが今回のスイッチング周期で発生するエネルギ損失Ｅｌｏｓｓよりも大きくならないと予想される。このため、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを次回スイッチングモードに設定する。
【００５９】
ステップＳ１７において肯定判定した場合には、ステップＳ１８に進み、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを現スイッチングモードに維持する。現スイッチングモードとは、今回のスイッチング周期において用いたモード信号ＭＯＤＥで定まるスイッチングモードである。
【００６０】
なお、本実施形態において、ドライブＩＣ５０は、今回のスイッチング周期のうち、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオフ状態とされている期間において、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードの変更を決定する。これにより、スイッチングモードの切り替えを安全に実施できる。ここで、図９（ｂ）に、今回のスイッチング周期のうち、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオフ状態とされている期間の開始タイミングを時刻ｔ５にて示す。
【００６１】
ステップＳ１３若しくはステップＳ１８の処理が完了した場合、又はステップＳ１１において否定判定した場合には、ステップＳ１９に進み、駆動信号ＩＮがオフ指令からオン指令に切り替わったか否かを判定する。ステップＳ１９においてオン指令に切り替わったと判定した場合には、次回のスイッチング周期に移行したと判定し、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、判定フラグＦを０にする。
【００６２】
続いて、図１０を用いて、スイッチングモードの変更態様について説明する。図１０（ａ）は、ドライブＩＣ５０に入力されるモード信号ＭＯＤＥの推移を示し、図１０（ｂ）は、第１センス電圧Ｖｓｅ１の推移を示し、図１０（ｃ）は、ドライブＩＣ５０が選択したスイッチングモードの推移を示す。なお、図１０（ｂ）は、あるスイッチング周期において第１センス電圧が電流閾値Ｖｓαを超えたか否かを示すために記載されたものである。このため、図１０（ｂ）の第１センス電圧Ｖｓｅ１の波形は、先の図９（ｂ）の波形よりも簡略化されたものとなっている。また、各時刻ｔ１，ｔ２，…は、ドライブＩＣ５０に入力される駆動信号ＩＮがオン指令に切り替えられるタイミングを示す。
【００６３】
時刻ｔ１から始まるスイッチング周期において、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓα超えると判定される。その後、今回のスイッチング周期（ｔ１〜ｔ２）において、ステップＳ１５で否定判定され、ステップＳ１７で肯定判定される。その結果、今回のスイッチング周期においてスイッチングモードは変更されないものの、時刻ｔ２〜ｔ３までの次回のスイッチング周期におけるスイッチングモードが、第１モードではなく第２モードに維持される。
【００６４】
時刻ｔ４〜ｔ５までのスイッチング周期では、モード信号ＭＯＤＥに従って第４モードが設定される。時刻ｔ５から始まるスイッチング周期において、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓα超えると判定される。その後、今回のスイッチング周期（ｔ５〜ｔ６）において、ステップＳ１５で肯定判定され、ステップＳ１７で肯定判定される。その結果、今回のスイッチング周期の途中において第３モードから、第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓがより小さい第２モードに切り替えられ、時刻ｔ６〜ｔ７までの次回のスイッチング周期におけるスイッチングモードが第２モードに維持される。
【００６５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００６６】
ドライブＩＣ５０は、次回スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが現スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓよりも大きいと判定した場合、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを現スイッチングモードに維持する。これにより、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを変更するための信号を制御装置４０において生成する構成と比較して、第１スイッチＳＷ１のスイッチングモードを迅速に変更することができる。その結果、第１スイッチＳＷ１の信頼性の低下を回避することができる。
【００６７】
ドライブＩＣ５０は、今回のスイッチング周期のうち第１スイッチＳＷ１がオン状態とされている期間の途中において第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定した場合、現スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓよりも第１スイッチＳＷ１に作用するエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが小さくなるように、今回のスイッチング周期において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを現スイッチングモードから変更する。これにより、低耐量の第１スイッチＳＷ１のスイッチングモードを安全側のスイッチングモードにより迅速に変更することができる。
【００６８】
ドライブＩＣ５０は、今回のスイッチング周期のうち第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態とされている期間の途中において第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定して、かつ、現スイッチングモードが第２スイッチＳＷ２を先にオフ状態に切り替える第３モードであると判定した場合、今回のスイッチング周期において、スイッチングモードを第４モードに切り替える。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオン状態にされている状況において、第２スイッチＳＷ２が先にオフ状態に切り替えられると、第２スイッチＳＷ２に流れる電流を第１スイッチＳＷ１が受け持つことになる。この場合、第１スイッチＳＷ１に過電流が流れるおそれがある。この点、第１スイッチＳＷ１を第２スイッチＳＷ２よりも先にオフ状態にする第４モードに切り替えられることにより、第１スイッチＳＷ１に過電流が流れることを防止できる。
【００６９】
ドライブＩＣ５０は、今回のスイッチング周期において第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたと判定した場合、次回のスイッチング周期において第１モードを選択しない。これにより、次回のスイッチング周期において第１スイッチＳＷ１が単独でオン状態にされないため、第１スイッチＳＷ１の信頼性の低下を好適に回避できる。
【００７０】
ドライブＩＣ５０は、制御装置４０が設けられる低圧システムとは電気的に絶縁された高圧システムに設けられている。このため、スイッチングモードを変更するための信号が制御装置４０において生成されてから、その信号がドライブＩＣ５０へと伝わるまでの時間が長くなりやすい。
【００７１】
この点、第１センス電圧Ｖｓｅ１を取得する機能がドライブＩＣ５０に備えられており、取得された第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓαを超えたか否かがドライブＩＣ５０により判定される本実施形態によれば、その判定処理及びスイッチングモードの変更処理を高圧システム側で完結できる。これにより、第１スイッチＳＷ１のスイッチングモードを迅速に変更できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、制御装置４０が第１センス電圧Ｖｓｅ１等の情報を取得しない構成とされている。この構成では、制御装置４０により生成されるモード信号ＭＯＤＥに基づくスイッチングモードが、第１スイッチＳＷ１の信頼性を保護する上で適正なスイッチングモードからずれ得る。このため、制御装置４０が第１センス電圧Ｖｓｅ１等の情報を取得しない構成においては、高圧システム側のドライブＩＣ５０でスイッチングモードを変更するメリットが大きい。
【００７３】
＜第１実施形態の変形例＞
・ドライブＩＣ５０は、第１スイッチＳＷ１のオン抵抗と第２スイッチＳＷ２のオン抵抗との比率に基づいて、第２センス電圧Ｖｓｅ２から第１センス電圧Ｖｓｅ１を算出し、算出した第１センス電圧Ｖｓｅ１を図８のステップＳ１２の処理で用いてもよい。
【００７４】
・第２センス電圧Ｖｓｅ２によれば、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられた場合に第１スイッチＳＷ１に上乗せされる電流分を把握できる。この場合、第１センス電圧Ｖｓｅ１及び第２センス電圧Ｖｓｅ２の加算値を第１スイッチＳＷ１に作用する負荷として用いることができる。このため、ドライブＩＣ５０は、例えば、ステップＳ１２の処理において、第１センス電圧Ｖｓｅ１に代えて、第１センス電圧Ｖｓｅ１及び第２センス電圧Ｖｓｅ２の加算値を電流閾値Ｖｓαと比較してもよい。
【００７５】
・ドライブＩＣ５０は、第１温度検出部６１により検出された第１スイッチＳＷ１の温度が高いほど、電流閾値Ｖｓαを小さく設定してもよい。
【００７６】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１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。本実施形態では、ドライブＩＣ５０の行う処理を図１１のように変更する。図１１において、先の図８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００７７】
ステップＳ１７において肯定判定した場合には、ステップＳ２０に進み、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを、次回スイッチングモードで定まる第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓよりも第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓが小さくなるスイッチングモードに変更する。以下、図４〜図７を参照して、この変更例について説明する。
【００７８】
（Ｄ）次回スイッチングモードが第１モードである場合、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを、第２〜第４モードのいずれかに設定する。
【００７９】
（Ｅ）次回スイッチングモードが第３モードである場合、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを、第２モード又は第４モードのいずれかに設定する。
【００８０】
（Ｆ）次回スイッチングモードが第４モードである場合、次回のスイッチング周期における第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチングモードを第２モードに設定する。
【００８１】
続いて、図１２を用いて、スイッチングモードの変更態様について説明する。図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、先の図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に対応している。
【００８２】
時刻ｔ１から始まるスイッチング周期において、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓα超えると判定される。その後、今回のスイッチング周期（ｔ１〜ｔ２）において、ステップＳ１５で否定判定され、ステップＳ１７で肯定判定される。その結果、今回のスイッチング周期においてスイッチングモードは変更されないものの、時刻ｔ２〜ｔ３までの次回のスイッチング周期におけるスイッチングモードが、第１モードではなく第３モードに設定される。
【００８３】
時刻ｔ４〜ｔ５までのスイッチング周期では、モード信号ＭＯＤＥに従って第４モードが設定される。時刻ｔ５から始まるスイッチング周期において、第１センス電圧Ｖｓｅ１が電流閾値Ｖｓα超えると判定される。その後、今回のスイッチング周期（ｔ５〜ｔ６）において、ステップＳ１５で肯定判定され、ステップＳ１７で肯定判定される。その結果、今回のスイッチング周期の途中において第３モードから、第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓがより小さい第４モードに切り替えられる。また、時刻ｔ６〜ｔ７までの次回のスイッチング周期におけるスイッチングモードが、第３モードではなく第４モードに設定される。
【００８４】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１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。本実施形態では、第１スイッチＳＷ１に作用する負荷として、第１センス電圧Ｖｓｅ１に代えて、第１スイッチＳＷ１の電力損失を用いる。
【００８６】
図１３に、ドライブＩＣ５０が行う処理の手順を示す。図１３において、先の図８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００８７】
ステップＳ１０の処理の完了後、ステップＳ２１では、第１センス電圧Ｖｓｅ１と、第１電圧検出部６２により検出された第１端子間電圧ＶＨ１とを取得する。そして、取得した第１センス電圧Ｖｓｅ１及び第１端子間電圧ＶＨ１を乗算することにより、第１スイッチＳＷ１の電力損失である第１電力損失Ｗ１を算出する。
【００８８】
ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、算出した第１電力損失Ｗ１が電力閾値Ｗαを超えているか否かを判定する。ここで、本実施形態では、算出した第１電力損失Ｗ１が規定時間継続して電力閾値Ｗαを超えているか否かを判定する。規定時間は、ドレイン電流Ｉｄとドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓとで規定される第１スイッチＳＷ１の動作点が、Ｉｄ，Ｖｄｓと関係付けられてオン状態の継続時間の許容上限値が規定された安全動作領域（ＳＯＡ）内にあるとの条件を満たすように定めることができる。規定時間は、例えば、第１センス電圧Ｖｓｅ１が大きかったり、第１端子間電圧ＶＨ１が高かったりするほど短く設定されればよい。
【００８９】
ステップＳ３０において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ３０において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進む。
【００９０】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
＜第３実施形態の変形例＞
・ドライブＩＣ５０は、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧を検出する機能を有し、図１３のステップＳ２２で説明した規定時間を、検出したゲート電圧が高いほど短く設定してもよい。また、ドライブＩＣ５０は、上記規定時間を、検出した第１スイッチＳＷ１の温度が高いほど短く設定してもよい。
【００９２】
・第３実施形態において、第２実施形態で説明した図１１のステップＳ２０の処理が用いられてもよい。
【００９３】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１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。本実施形態では、第１スイッチＳＷ１に作用する負荷として、第１センス電圧Ｖｓｅ１に代えて、第１端子間電圧ＶＨ１を用いる。
【００９４】
本実施形態において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐量は、サージ耐量である。サージ耐量とは、スイッチがオン状態及びオフ状態のうち一方から他方に切り替えられる場合に発生するサージ電圧のピーク値の許容上限値のことである。なお、本実施形態では、サージ耐量及び短絡耐量について、第２スイッチＳＷ２よりも第１スイッチＳＷ１の方が小さいこととする。
【００９５】
図１４に、ドライブＩＣ５０が行う処理の手順を示す。図１４において、先の図８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９６】
ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ３０に進み、取得した第１端子間電圧ＶＨ１が電圧閾値Ｖαを超えているか否かを判定する。電圧閾値Ｖαは、第１スイッチＳＷ１のサージ耐量以下の値に設定され、本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のサージ耐量よりも小さい値に設定されている。ステップＳ３０で用いる第１端子間電圧ＶＨ１は、例えば、今回のスイッチング周期において第１スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り替えられる場合に第１電圧検出部６２により検出される値のピーク値として取得されればよい。この場合、第１電圧検出部６２は、ピークホールド回路で構成されていればよい。
【００９７】
ステップＳ３０において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ３０において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進む。
【００９８】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【００９９】
＜第４実施形態の変形例＞
第４実施形態において、第２実施形態で説明した図１１のステップＳ２０の処理が用いられてもよい。
【０１００】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第１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。本実施形態では、第１スイッチＳＷ１に作用する負荷として、第１センス電圧Ｖｓｅ１に代えて、第１温度検出部６１により検出された第１スイッチＳＷ１の温度を用いる。
【０１０１】
本実施形態において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐量は、熱耐量である。熱耐量とは、スイッチの温度の許容上限値のことである。なお、本実施形態では、熱耐量、サージ耐量及び短絡耐量について、第２スイッチＳＷ２よりも第１スイッチＳＷ１の方が小さいこととする。
【０１０２】
図１５に、ドライブＩＣ５０が行う処理の手順を示す。図１５において、先の図８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０３】
ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ４０に進み、第１スイッチＳＷ１の温度Ｔ１を取得し、取得した温度Ｔ１が温度閾値Ｔαを超えているか否かを判定する。温度閾値Ｔαは、第１スイッチＳＷ１の温度の許容上限値未満の値に設定されている。
【０１０４】
ステップＳ４０において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ４０において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進む。
【０１０５】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【０１０６】
＜第５実施形態の変形例＞
第５実施形態において、第２実施形態で説明した図１１のステップＳ２０の処理が用いられてもよい。
【０１０７】
＜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。
【０１０８】
・モード信号ＭＯＤＥで定められるスイッチングモードとしては、図４〜図７に示した４つのモードに限らない。例えば、図４及び図５に示した第１，第２モードに加え、図１６及び図１７に示す６つのスイッチングモードからなる８つのモードであってもよい。ここで、図１６の第３−１モードは、先の図６の第３モードと同じモードであり、図１７の第４−１モードは、先の図７の第４モードと同じモードである。ここで、第１スイッチＳＷ１のエネルギ損失Ｅｌｏｓｓは、例えば、第２モードよりも第４−１〜第４−３モードそれぞれの方が大きく、第４−１〜第４−３モードそれぞれよりも第３−１〜第３−３モードそれぞれの方が大きく、第３−１〜第３−３モードそれぞれよりも第１モードの方が大きい。なお、上述した８つのモードのエネルギ損失Ｅｌｏｓｓの大小関係は一例であり、各モードのエネルギ損失Ｅｌｏｓｓの大小関係は、スイッチング素子の特性によっても変わる可能性がある。このため、大小関係が上述した関係から入れ替わる可能性がある。例えば、第４−１モードと第３−３モードのように、包含関係になっていないモードは入れ替わる可能性がある。
【０１０９】
・各スイッチ部を構成するスイッチは、互いに異なる種類のスイッチに限らない。例えば、同じＭＯＳＦＥＴである場合であっても、例えばチップサイズの違いにより耐量（例えば短絡耐量）に違いがあるなら、本発明の適用が有効である。
【０１１０】
・各スイッチ部を構成するスイッチとしては、２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のうち、少なくとも一方が複数のスイッチであってもよい。なお、各スイッチ部が例えば３つ以上のスイッチで構成されている場合、例えば、各スイッチのうち、最も耐量の低いスイッチを低耐量スイッチにし、それ以外のスイッチを高耐量スイッチにすればよい。
【０１１１】
・各スイッチ部に対応してドライブＩＣが１つ設けられる構成に代えて、各スイッチ部を構成する各スイッチに対応して個別にドライブＩＣが設けられる構成であってもよい。
【０１１２】
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
４０…制御装置、５０…ドライブＩＣ、ＳＷ１，ＳＷ２…第１，第２スイッチ。
【図１】
2020108225.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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