(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な構成でセルフターンオンの発生を抑制できる駆動回路を提供する。【解決手段】駆動回路（７０）は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、正電圧源７５と、駆動制御部７６とを備えている。駆動制御部７６は、上アームスイッチＳＷＨのオン指令がなされている場合、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にしてかつ第３スイッチＳＷ３及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態にする。駆動制御部７６は、オフ指令がなされている場合、第３スイッチＳＷ３及び第２スイッチＳＷ２をオン状態にしてかつ第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。第１スイッチＳＷ１を介して上アームスイッチＳＷＨのゲートに電圧を印加する正電圧源７５と、第３スイッチＳＷ３を介して上アームスイッチＳＷＨのエミッタに電圧を印加する正電圧源７５とは、単一の電圧源である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主端子、第２主端子及びゲートを有し、前記第２主端子に対する前記ゲートの電位差が閾値電圧以上になることにより前記第１主端子及び前記第２主端子の間の電流の流通を許容するオン状態とされ、前記電位差が前記閾値電圧未満になることにより前記第１主端子及び前記第２主端子の間の電流の流通を阻止するオフ状態とされる駆動対象スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ，ＳＣＨ，ＳＣＬ）に適用される駆動対象スイッチの駆動回路（７０）において、
オン状態とされることにより前記ゲートとグランドとの間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記ゲートと前記グランドとの間を非導通状態とする第１グランド側スイッチ（ＳＷ２）と、
オン状態とされることにより前記第２主端子と前記グランドとの間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記第２主端子と前記グランドとの間を非導通状態とする第２グランド側スイッチ（ＳＷ４）と、
正電圧源（７５）と、
オン状態とされることにより前記ゲートと前記正電圧源との間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記ゲートと前記正電圧源との間を非導通状態とする第１電源側スイッチ（ＳＷ１）と、
オン状態とされることにより前記第２主端子と前記正電圧源との間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記第２主端子と前記正電圧源との間を非導通状態とする第２電源側スイッチ（ＳＷ３）と、
前記駆動対象スイッチのオン指令がなされている場合、前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオフ状態にし、前記駆動対象スイッチのオフ指令がなされている場合、前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオフ状態にする駆動制御部（７６）と、を備え、
前記第１電源側スイッチを介して前記ゲートに電圧を印加する前記正電圧源と、前記第２電源側スイッチを介して前記第２主端子に電圧を印加する前記正電圧源とは、単一の電圧源である駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記オフ指令がなされてから前記電位差が０になるまでの期間であるオフ期間のうち、一部の期間であってかつ少なくともサージ電圧が発生すると想定される期間において、前記第１グランド側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２電源側スイッチをオフ状態にする低速放電制御を行い、前記オフ期間のうち前記低速放電制御が行われる期間以外の期間において、前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオフ状態にする高速放電制御を行う請求項１に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記低速放電制御から前記高速放電制御に切り替える場合において、前記第２電源側スイッチをオフ状態に切り替えた後、前記第２グランド側スイッチをオン状態に切り替える請求項２に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記第１主端子及び前記第２主端子の間に流れる電流が大電流領域に含まれると判定した場合、その後前記オフ指令がなされるときにおいて、前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオフ状態にし、前記電流が前記大電流領域よりも小さい小電流領域に含まれると判定した場合、その後前記オフ指令がなされるときにおいて、前記第１グランド側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２電源側スイッチをオフ状態にする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項５】
前記ゲートから前記第１グランド側スイッチを介して前記グランドに至る電気経路と、前記第２主端子から前記第２グランド側スイッチを介して前記グランドに至る電気経路とのそれぞれには抵抗体が設けられておらず、
前記駆動制御部は、前記オフ指令がなされている場合、前記第１グランド側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオン状態にするオフ保持制御を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項６】
前記ゲートから前記第１電源側スイッチを介して前記正電圧源に至る電気経路と、前記第２主端子から前記第２電源側スイッチを介して前記正電圧源に至る電気経路とのそれぞれには抵抗体が設けられておらず、
前記駆動制御部は、前記オフ指令がなされている場合、前記第１電源側スイッチ及び前記第２電源側スイッチをオン状態にするオフ保持制御を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項７】
前記正電圧源は、出力電圧が可変とされており、
前記駆動制御部は、前記駆動対象スイッチがオフ状態にされている場合の前記正電圧源の出力電圧を、前記駆動対象スイッチがオン状態にされている場合の前記正電圧源の出力電圧よりも低くする請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項８】
前記駆動制御部は、前記オン指令がなされてから前記電位差がその上限値となるまでの期間であるオン期間のうち、一部の期間であってかつ少なくともサージ電圧が発生すると想定される期間において、前記第１グランド側スイッチ及び前記第２電源側スイッチをオフ状態にしたまま、前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチのうち少なくとも一方の時比率を調整する請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【請求項９】
前記駆動制御部は、前記オフ指令がなされてから前記電位差が０になるまでの期間であるオフ期間のうち、一部の期間であってかつ少なくともサージ電圧が発生すると想定される期間において、前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオフ状態にしたまま、前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチのうち少なくとも一方の時比率を調整する請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動対象スイッチの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動対象スイッチの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１主端子、第２主端子及びゲートを有するＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のスイッチが知られている。スイッチは、第２主端子に対するゲートの電位差が閾値電圧以上になることにより、第１主端子及び第２主端子の間の電流の流通を許容するオン状態とされる。一方、スイッチは、上記電位差が閾値電圧未満になることにより、第１主端子及び第２主端子の間の電流の流通を阻止するオフ状態とされる。
【０００３】
スイッチがオフ状態とされている場合において、スイッチの寄生容量を介してゲートに電荷が供給され得る。この場合、第２主端子に対するゲートの電位差が閾値電圧以上になり、スイッチをオフ状態に維持したいにもかかわらず、スイッチが誤ってオン状態に切り替えられしまう現象であるセルフターンオンが発生し得る。この問題を解決すべく、特許文献１に記載の駆動回路は、スイッチをオン状態にするための正電圧源に加え、負電圧源を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００２０４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の駆動回路によれば、負電圧源の電圧をスイッチのゲートに印加することによりセルフターンオンの発生を抑制できるものの、負電圧源が必須となる。この場合、駆動回路の構成が複雑になり、例えば駆動回路のコストや体格が増加してしまう懸念がある。
【０００６】
本発明は、簡易な構成でセルフターンオンの発生を抑制できる駆動回路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、第１主端子、第２主端子及びゲートを有し、前記第２主端子に対する前記ゲートの電位差が閾値電圧以上になることにより前記第１主端子及び前記第２主端子の間の電流の流通を許容するオン状態とされ、前記電位差が前記閾値電圧未満になることにより前記第１主端子及び前記第２主端子の間の電流の流通を阻止するオフ状態とされる駆動対象スイッチに適用される駆動対象スイッチの駆動回路において、
オン状態とされることにより前記ゲートとグランドとの間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記ゲートと前記グランドとの間を非導通状態とする第１グランド側スイッチと、
オン状態とされることにより前記第２主端子と前記グランドとの間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記第２主端子と前記グランドとの間を非導通状態とする第２グランド側スイッチと、
正電圧源と、
オン状態とされることにより前記ゲートと前記正電圧源との間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記ゲートと前記正電圧源との間を非導通状態とする第１電源側スイッチと、
オン状態とされることにより前記第２主端子と前記正電圧源との間を導通状態とし、オフ状態とされることにより前記第２主端子と前記正電圧源との間を非導通状態とする第２電源側スイッチと、
前記駆動対象スイッチのオン指令がなされている場合、前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオフ状態にし、前記駆動対象スイッチのオフ指令がなされている場合、前記第２電源側スイッチ及び前記第１グランド側スイッチをオン状態にしてかつ前記第１電源側スイッチ及び前記第２グランド側スイッチをオフ状態にする駆動制御部と、を備え、
前記第１電源側スイッチを介して前記ゲートに電圧を印加する前記正電圧源と、前記第２電源側スイッチを介して前記第２主端子に電圧を印加する前記正電圧源とは、単一の電圧源である。
【０００８】
本発明は、第１グランド側スイッチ、第２グランド側スイッチ、第１電源側スイッチ及び第２電源側スイッチを備えている。また、本発明では、駆動対象スイッチのオン指令がなされている場合、駆動制御部は、第１電源側スイッチ及び第２グランド側スイッチをオン状態にし、第２電源側スイッチ及び第１グランド側スイッチをオフ状態にする。この場合、ゲートに正電圧源の電圧が印加され、第２主端子に、正電圧源の電圧よりも低いグランドの電圧が印加される。その結果、第２主端子に対するゲートの電位差が正の値となる。
【０００９】
一方、駆動対象スイッチのオフ指令がなされている場合、駆動制御部は、第２電源側スイッチ及び第１グランド側スイッチをオン状態にし、第１電源側スイッチ及び第２グランド側スイッチをオフ状態にする。この場合、ゲートにグランドの電圧が印加され、第２主端子に正電圧源の電圧が印加される。その結果、第２主端子に対するゲートの電位差が負の値となる。これにより、駆動回路に負電圧源を備えることなく、セルフターンオンの発生を抑制することができる。
【００１０】
ここで、本発明では、第１電源側スイッチを介してゲートに電圧を印加する正電圧源と、第２電源側スイッチを介して第２主端子に電圧を印加する正電圧源とは、単一の電圧源である。このように、本発明によれば、第１グランド側スイッチ、第２グランド側スイッチ、第１電源側スイッチ及び第２電源側スイッチと、単一の正電圧源とを備える簡易な構成でセルフターンオンの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る制御システムの全体構成を示す図。
【図２】駆動回路の構成を示す図。
【図３】各スイッチの操作状態の推移を示すタイムチャート。
【図４】正電圧を印加する場合の各スイッチの操作態様を示す図。
【図５】負電圧を印加する場合の各スイッチの操作態様を示す図。
【図６】第２実施形態に係る駆動制御部の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第３実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【図８】第４実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【図９】駆動制御部の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第５実施形態に係る各スイッチの操作状態の推移を示すタイムチャート。
【図１１】各スイッチの操作状態等の推移を示すタイムチャート。
【図１２】各スイッチの操作状態の推移を示すタイムチャート。
【図１３】第６実施形態に係る駆動制御部の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第７実施形態に係る各スイッチの操作状態等の推移を示すタイムチャート。
【図１５】各スイッチの操作状態等の推移を示すタイムチャート。
【図１６】第８実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【図１７】第９実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【図１８】第１０実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る駆動回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。駆動回路は、電力変換装置としてのＤＣＤＣコンバータ及び３相インバータに適用される。本実施形態において、制御装置及びインバータを備える制御システムは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
【００１３】
図１に示すように、制御システムは、ＤＣＤＣコンバータ２０、インバータ３０、回転電機４０及び制御装置６０を備えている。回転電機４０は、例えば、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。回転電機４０は、例えば同期機である。
【００１４】
回転電機４０の各相巻線４１には、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０を介して、直流電源としての高圧蓄電池１０が接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、第１コンデンサ２１、リアクトル２２、第２コンデンサ２３、上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬを備えている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、蓄電池１０の出力電圧を所定の電圧を上限として昇圧する機能を有している。本実施形態において、各変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＨは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはＩＧＢＴである。なお、各変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬには、フリーホイールダイオードＤＣＨ，ＤＣＬが逆並列に接続されている。
【００１５】
上アーム変圧スイッチＳＣＨの第１主端子であるコレクタには、正極母線Ｌｐが接続されている。上アーム変圧スイッチＳＣＨの第２主端子であるエミッタには、下アーム変圧スイッチＳＣＬのコレクタが接続されている。下アーム変圧スイッチＳＣＬのエミッタには、負極母線Ｌｎが接続されている。各母線Ｌｐ，Ｌｎは、例えばバスバーにて構成されている。
【００１６】
上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬの直列接続体には、第２コンデンサ２３が並列接続されている。上アーム変圧スイッチＳＣＨと下アーム変圧スイッチＳＣＬとの接続点には、リアクトル２２の第１端が接続されている。リアクトル２２の第２端には、第１コンデンサ２１の第１端と、高圧蓄電池１０の正極端子とが接続されている。高圧蓄電池１０の負極端子と第１コンデンサ２１の第２端とには、負極母線Ｌｎが接続されている。
【００１７】
インバータ３０は、３相分の上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬの直列接続体を備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、より具体的にはＩＧＢＴである。各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、巻線４１の第１端が接続されている。各相の巻線４１の第２端は、中性点で接続されている。各相の巻線４１は、電気角で互いに１２０°ずれている。
【００１８】
制御システムは、相電流センサ５０を備えている。相電流センサ５０は、回転電機４０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する。相電流センサ５０の検出値は、制御装置６０に入力される。
【００１９】
なお、本実施形態において、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬ及び上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが駆動対象スイッチに相当する。
【００２０】
制御装置６０は、ＤＣＤＣコンバータ２０の出力電圧（第２コンデンサ２３の端子間電圧）を目標電圧に制御すべく、上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬを操作する。制御装置６０は、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する駆動信号をコンバータ２０の備える駆動回路に出力する。本実施形態において、駆動回路は、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬそれぞれに対応して個別に設けられている。駆動信号は、スイッチのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。
【００２１】
制御装置６０は、回転電機４０の制御量をその目標値に制御すべく、インバータ３０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬを操作する。制御量は、例えばトルクである。制御装置６０は、各相において、デッドタイムを挟みつつ上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオン状態とすべく、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動信号をインバータ３０の備える駆動回路に出力する。本実施形態において、駆動回路は、各相各アームに対応して個別に設けられている。
【００２２】
続いて、図２を用いて、駆動回路の構成について説明する。本実施形態において、インバータ３０の上，下アームに対応する駆動回路と、ＤＣＤＣコンバータ２０の上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する駆動回路とは基本的には同様の構成である。このため、以下では、上アームスイッチＳＷＨに対応する駆動回路を例にして説明する。なお、制御装置６０及び駆動回路が提供する機能は、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。
【００２３】
駆動回路７０は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４、第１〜第４抵抗体７１〜７４、正電圧源７５及び駆動制御部７６を備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。第１スイッチＳＷ１は第１電源側スイッチに相当し、第２スイッチＳＷ２は第１グランド側スイッチに相当する。第３スイッチＳＷ３は第２電源側スイッチに相当し、第４スイッチＳＷ４は第２グランド側スイッチに相当する。
【００２４】
第１スイッチＳＷ１のコレクタには、正電圧源７５が接続されている。第１スイッチＳＷ１のエミッタには、第１抵抗体７１の第１端が接続され、第１抵抗体７１の第２端には、上アームスイッチＳＷＨのゲートが接続されている。
【００２５】
第２スイッチＳＷ２のコレクタには、第２抵抗体７２の第１端が接続され、第２抵抗体７２の第２端には、上アームスイッチＳＷＨのゲートが接続されている。第２スイッチＳＷ２のエミッタには、グランドとしての上アームスイッチＳＷＨのエミッタが接続されている。
【００２６】
上アームスイッチＳＷＨのエミッタには、第３抵抗体７３及び第４抵抗体７４それぞれの第１端が接続されている。第３抵抗体７３の第２端には、第３スイッチＳＷ３のエミッタが接続されている。第３スイッチＳＷ３のコレクタには、正電圧源７５が接続されている。第４抵抗体７４の第２端には、第４スイッチＳＷ４のコレクタが接続されている。第４スイッチＳＷ４のエミッタには、上アームスイッチＳＷＨのエミッタが接続されている。
【００２７】
本実施形態において、第１スイッチＳＷ１のコレクタに接続された正電圧源７５と、第３スイッチＳＷ３のコレクタに接続された正電圧源７５とは、単一の電圧源である。正電圧源７５は、例えば、絶縁電源の出力側の部分により構成されている。絶縁電源は、低圧システムに備えられる低圧蓄電池の出力電力を、低圧システムとは電気的に絶縁された高圧システムに備えられる駆動回路７０に供給する。低圧蓄電池は、高圧蓄電池１０よりも出力電圧（具体的には例えば、定格電圧）が低い。低圧システムには、制御装置６０が備えられている。高圧システムには、高圧蓄電池１０、ＤＣＤＣコンバータ２０、インバータ３０及び回転電機４０が備えられている。
【００２８】
駆動制御部７６は、制御装置６０から取得した駆動信号ＳＧに基づいて、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を操作する。以下、図３を用いて、操作方法について説明する。
【００２９】
図３（ａ）は、駆動制御部７６に入力される駆動信号ＳＧの推移を示し、図３（ｂ）〜図３（ｅ）は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作状態の推移を示す。
【００３０】
駆動制御部７６は、取得した駆動信号ＳＧがオン指令であると判定した場合、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態にする。これにより、正電圧源７５から上アームスイッチＳＷＨのゲートに充電電流が供給され、上アームスイッチＳＷＨのゲートに蓄積された電荷量に応じたゲート及びエミッタ間電圧（以下、ゲート電圧Ｖｇｅ）がその閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。その結果、上アームスイッチＳＷＨがオン状態に切り替えられる。
【００３１】
ここで、駆動信号ＳＧがオン指令とされている場合、図４に示すように、上アームスイッチＳＷＨのゲートには、正電圧源７５の出力電圧である正電圧ＶＰが印加され、上アームスイッチＳＷＨのエミッタには、グランドの電圧ＶＮが印加される。グランドの電圧ＶＮを０とする場合、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差は正電圧ＶＰとなる。
【００３２】
一方、駆動制御部７６は、取得した駆動信号ＳＧがオフ指令であると判定した場合、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にし、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオン状態にする。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧Ｖｇｅが閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態に切り替えられる。
【００３３】
ここで、駆動信号ＳＧがオフ指令とされている場合、図５に示すように、上アームスイッチＳＷＨのゲートには、グランドの電圧ＶＮ（＝０）が印加され、上アームスイッチＳＷＨのエミッタには、正電圧ＶＰが印加される。これにより、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差は負電圧である「−ＶＰ」となる。
【００３４】
なお、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差の許容上限値（例えば、絶対最大定格）は、正電圧源７５の出力電圧ＶＰ以上とされている。
【００３５】
従来、セルフターンオンの発生を抑制するための構成として、駆動回路に負電圧源が備えられていた。ただし、負電圧源は、例えば、トランス、平滑用コンデンサ及びレギュレータで構成されているため、駆動回路の構成が複雑化してしまう。
【００３６】
これに対し、本実施形態の駆動回路７０は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備えている。また、駆動制御部７６は、オフ指令が入力されている場合、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。このとき、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差が負電圧の「−ＶＰ」となる。このため、駆動回路７０に負電圧源を備えることなく、上アームスイッチＳＷＨのゲートに負電圧を印加することができ、上アームスイッチＳＷＨのセルフターンオンの発生を抑制することができる。
【００３７】
また、駆動回路７０は、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３それぞれに対応した単一の正電圧源７５を備えている。このため、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、単一の正電圧源７５とを備える簡易な構成でセルフターンオンの発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、インバータの下アームスイッチＳＷＬの駆動回路、及びＤＣＤＣコンバータ２０の上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬの駆動回路に対しても、上述した構成を適用でき、以下に説明する実施形態でも同様である。
【００３９】
＜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、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流が大きい場合と小さい場合とで、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様を変更する。この変更は、駆動対象スイッチの劣化の進行を抑制するためのものである。
【００４０】
図６に、駆動制御部７６により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００４１】
ステップＳ１０では、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流の情報を取得する。この情報は、例えば、制御装置６０に入力される相電流センサ５０の検出情報であればよい。
【００４２】
ステップＳ１１では、取得した情報に基づいて、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流が大電流領域又は小電流領域のいずれに含まれているかを判定する。例えば、コレクタ電流が所定電流以上であると判定した場合、コレクタ電流が大電流領域に含まれていると判定し、コレクタ電流が所定電流未満であると判定した場合、コレクタ電流が小電流領域に含まれていると判定すればよい。
【００４３】
ステップＳ１１においてコレクタ電流が大電流領域に含まれていると判定した場合には、ステップＳ１２に進み、駆動信号ＳＧがオフ指令であるか否かを判定する。
【００４４】
ステップＳ１２においてオン指令であると判定した場合には、ステップＳ１３に進み、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態にする。
【００４５】
一方、ステップＳ１２においてオフ指令であると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。これにより、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差が負電圧の「−ＶＰ」となる。
【００４６】
ステップＳ１１においてコレクタ電流が小電流領域に含まれていると判定した場合には、ステップＳ１５に進み、駆動信号ＳＧがオフ指令であるか否かを判定する。
【００４７】
ステップＳ１５においてオン指令であると判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ１５においてオフ指令であると判定した場合には、ステップＳ１６に進み、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態にする。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧Ｖｇｅが０となる。
【００４８】
ゲートに大きな負電圧が印加される期間が長くなると、上アームスイッチＳＷＨの劣化が進行するおそれがある。ここで、小電流領域においては、大電流領域よりもセルフターンオンが発生しにくい。この点に鑑み、セルフターンオンが発生しやすい状況のみにおいて、エミッタに対するゲートの電位差を負電圧とし、セルフターンオンが発生しにくい状況では、上記電位差を負電圧としない。これにより、上アームスイッチＳＷＨのセルフターンオンの発生を抑制しつつ、上アームスイッチＳＷＨの劣化の進行を抑制することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２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、図７に示すように、駆動回路７０に第２抵抗体７２及び第４抵抗体７４が備えられていない。図７において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００５０】
第２抵抗体７２が備えられていないため、第２スイッチＳＷ２がオン状態とされる場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートとグランドとが短絡される。また、第４抵抗体７４が備えられていないため、第４スイッチＳＷ４がオン状態とされる場合、上アームスイッチＳＷＨのエミッタとグランドとが短絡される。
【００５１】
本実施形態において、駆動制御部７６は、先の図６に示した処理を行う。駆動制御部７６が図６のステップＳ１６の処理を行う場合、上アームスイッチＳＷＨのゲート及びエミッタのそれぞれがグランドと短絡されるオフ保持制御が実施される。これにより、オフ指令がなされている場合において、上アームスイッチＳＷＨのセルフターンオンの発生を抑制することができる。
【００５２】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第３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、図８に示すように、駆動回路７０に第１抵抗体７１及び第３抵抗体７３が備えられていない。図８において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００５３】
第１抵抗体７１が備えられていないため、第１スイッチＳＷ１がオン状態とされる場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートと正電圧源７５とが短絡される。また、第３抵抗体７３が備えられていないため、第３スイッチＳＷ３がオン状態とされる場合、上アームスイッチＳＷＨのエミッタと正電圧源７５とが短絡される。
【００５４】
図９に、駆動制御部７６が行う処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。図９において、先の図６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。
【００５５】
ステップＳ１７では、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート及びエミッタのそれぞれが正電圧源７５と短絡されるオフ保持制御が実施される。これにより、第３実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
＜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。
【００５７】
図１０に、本実施形態の第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様を示す。図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は、先の図３（ａ）〜図３（ｅ）に対応している。
【００５８】
駆動制御部７６は、オフ指令がなされている期間の途中である時刻ｔ２において、第３スイッチＳＷ３をオフ状態に切り替え、第４スイッチＳＷ４をオン状態に切り替える。これにより、時刻ｔ２において、上アームスイッチＳＷＨのゲート電荷の放電速度が高速度から低速度に切り替えられる。以下、図１１を用いて、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様について詳しく説明する。
【００５９】
図１１（ａ）は、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅの推移を示し、図１１（ｂ）は、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流Ｉｃｅの推移を示し、図１１（ｃ）は、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧Ｖｇｅの推移を示し、図１１（ｄ）は、駆動制御部７６に入力される駆動信号ＳＧの推移を示し、図１１（ｅ）〜図１１（ｈ）は、第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作状態の推移を示す。
【００６０】
時刻ｔ１において駆動信号ＳＧがオフ指令に切り替えられ、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４がオフ状態に切り替えられ、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオン状態に切り替えられる。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲートにグランドの電圧が印加され、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに正電圧ＶＰが印加される。その結果、ゲート電圧Ｖｇｅが正電圧ＶＰから低下し始める。
【００６１】
その後、時刻ｔ２において、第３スイッチＳＷ３がオフ状態に切り替えられ、第４スイッチＳＷ４がオン状態に切り替えられる。これにより、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに印加される電圧が正電圧ＶＰからグランドの電圧に変更される。その結果、ゲート電荷の放電速度が高速度から低速度に切り替えられる。時刻ｔ２は、上アームスイッチＳＷＨのオフ状態への切り替えに伴いサージ電圧が発生し始めるタイミング以前のタイミングに設定されており、具体的には例えば、ゲート電圧Ｖｇｅが上アームスイッチＳＷＨのミラー電圧を下回り始めるタイミングに設定されている。また、時刻ｔ３は、サージ電圧が収束する、すなわち、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅが第２コンデンサ２３の端子電圧まで低下するタイミング以降のタイミングに設定され、具体的には例えば、コレクタ及びエミッタ間電圧が低下して第２コンデンサ２３の端子電圧になるタイミングに設定されている。このため、駆動制御部７６は、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差を検出し、検出した電位差に基づいて、時刻ｔ２，ｔ３を把握すればよい。
【００６２】
その後、時刻ｔ３において、サージ電圧が収束し、時刻ｔ４において、ゲート電圧Ｖｇｅが閾値電圧Ｖｔｈに到達する。その後、時刻ｔ５において、ゲート電圧Ｖｇｅが０になる。
【００６３】
ちなみに、時刻ｔ１〜ｔ５の期間がオフ期間に相当し、時刻ｔ２〜ｔ３の期間がサージ電圧の発生期間である。また、時刻ｔ１〜ｔ２の第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様が高速放電制御に相当し、時刻ｔ２〜ｔ５の第１〜第４スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様が低速放電制御に相当する。
【００６４】
以上説明した本実施形態によれば、上アームスイッチＳＷＨをオフ状態に切り替える場合において、スイッチング損失を低減しつつ、サージ電圧を抑制することができる。
【００６５】
ちなみに、第４スイッチＳＷ４がオン状態に切り替えられるタイミングは、図１２に示すように、第３スイッチＳＷ３がオフ状態に切り替えられる時刻ｔ２よりも後の時刻ｔａとすることが望ましい。時刻ｔａは、例えば、図１１の時刻ｔ３よりも前のタイミングに設定される。これにより、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の双方がオン状態とされることを的確に回避できる。その結果、正電圧源７５から第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４を介してグランドへと大電流が流れることを防止できる。
【００６６】
また、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の双方がオン状態とされることを回避できることにより、サージ電圧の抑制効果が低下してしまうことを回避できる。つまり、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の双方がオン状態にされると、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに、グランドの電圧（０）ではなく、第３抵抗体７３及び第４抵抗体７４で正電圧ＶＰが分圧された値が印加される。その結果、ゲート電荷の放電速度が、エミッタにグランド電圧が印加される場合よりも高くなり、サージ電圧の抑制効果が低下してしまう。これに対し、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の双方がオン状態とされることを的確に回避できる本実施形態によれば、サージ電圧の抑制効果の低下を回避できる。
【００６７】
＜第５実施形態の変形例１＞
先の図１１において、時刻ｔ３以降において、第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第４スイッチＳＷ４をオフ状態にしてもよい。これにより、スイッチング損失の低減効果を高めることができる。
【００６８】
＜第５実施形態の変形例２＞
駆動制御部７６は、上アームスイッチＳＷＨに過電流が流れている等、上アームスイッチＳＷＨに異常が生じていると判定した場合、ソフト遮断を行う。詳しくは、駆動制御部７６は、上アームスイッチＳＷＨに異常が生じていると判定した場合、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態にする。これにより、ゲート電荷の放電速度を低速度にする。その後、駆動制御部７６は、サージ電圧が収束すると想定されるタイミング（先の図１１の時刻ｔ３に相当）以降であってかつゲート電圧Ｖｇｅが０になるタイミング（図１１の時刻ｔ５に相当）よりも前のタイミングにおいて、第３スイッチＳＷ３をオン状態に切り替え、第４スイッチＳＷ４をオフ状態に切り替える。これにより、ゲート電荷の放電速度を高速度に切り替える。なお、放電速度を高速度に切り替えるタイミングは、例えば、サージ電圧が収束すると想定されるタイミングに設定されていればよい。
【００６９】
＜第６実施形態＞
以下、第６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、正電圧源７５は、その出力電圧ＶＰが可変設定できるように構成されている。
【００７０】
図１３に、駆動制御部７６が行う処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００７１】
ステップＳ２０では、駆動信号ＳＧがオフ指令であるか否かを判定する。
【００７２】
ステップＳ２０においてオン指令であると判定した場合には、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態にする。また、正電圧源７５の出力電圧ＶＰを第１電圧値ＶＨ（＞０）に設定する。これにより、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差が第１電圧値ＶＨになる。
【００７３】
一方、ステップＳ２０においてオフ指令であると判定した場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。また、正電圧源７５の出力電圧ＶＰを、第１電圧値ＶＨよりも低い第２電圧値ＶＬ（＞０）に設定する。これにより、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差が負の第２電圧値「−ＶＬ」になる。
【００７４】
以上説明した本実施形態によれば、オフ指令がなされている場合における上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差（＜０）の絶対値がその許容上限値を超えることを回避できる。
【００７５】
＜第７実施形態＞
以下、第７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。本実施形態において、駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧとしてオン指令が入力されてから上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧Ｖｇｅがその上限値（例えばＶＰ）となるまでの期間であるオン期間のうち、一部の期間であってかつ少なくともサージ電圧が発生すると想定される期間において、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にしたまま、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３それぞれを時比率に基づいてオンオフする。以下、これについて図１４を用いて説明する。
【００７６】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、先の図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に対応している。図１４（ｄ）は、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４の操作状態の推移を示し、図１４（ｅ）は、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３の操作状態の推移を示す。
【００７７】
時刻ｔ１において、駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧがオン指令に切り替えられたと判定する。これにより、駆動制御部７６は、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフ状態にしたまま、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４の時比率が第１時比率となるように、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４を同期させてオン状態及びオフ状態にする。ここで、時比率とは、スイッチの１スイッチング周期Ｔｓｗに対するオン状態とされる期間Ｔｏｎの比率（＝Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）である。これにより、エミッタに対するゲートの電位差が正電圧ＶＰよりも低くてかつ０よりも高い第１電圧とされ、ゲート電圧Ｖｇｅが上昇し始める。その後、時刻ｔ２において、ゲート電圧Ｖｇｅが閾値電圧Ｖｔｈに到達する。
【００７８】
その後、サージ電圧が発生すると想定される時刻ｔ３〜ｔ４の期間において、駆動制御部７６は、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフ状態にしたまま、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４の時比率が第２時比率となるように第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４を同期させてオン状態及びオフ状態にする。第２時比率は、第１時比率よりも小さい。このため、時刻ｔ３〜ｔ４においては、エミッタに対するゲートの電位差が上記第１電圧よりも低くてかつ０よりも高い第２電圧とされる。その結果、時刻ｔ３〜ｔ４における上アームスイッチＳＷＨのゲート電荷の充電速度は、時刻ｔ１〜ｔ３におけるゲート電荷の充電速度よりも低くなる。なお、時刻ｔ３，ｔ４は、例えば、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差が、閾値電圧Ｖｔｈ以上であってかつミラー電圧未満の電圧に設定されていればよい。駆動制御部７６は、検出した上記電位差に基づいて、時刻ｔ３，ｔ４を把握すればよい。
【００７９】
その後、時刻ｔ４以降において、駆動制御部７６は、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフ状態にしたまま、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４の時比率が第１時比率となるように第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４を同期させてオン状態及びオフ状態にする。その後、オフ指令がなされている期間の途中において、ゲート電圧Ｖｇｅがその上限値に到達する。
【００８０】
図１４に示す各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様によれば、スイッチング損失を低減しつつ、サージ電圧を抑制することができる。
【００８１】
なお、駆動制御部７６は、図１４の時刻ｔ１〜ｔ３において、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオン状態及びオフ状態に交互に切り替えることなく、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４を常時オン状態にしてもよい。また、駆動制御部７６は、時刻ｔ４以降において、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオン状態及びオフ状態に交互に切り替えることなく、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４を常時オン状態にしてもよい。
【００８２】
また、駆動制御部７６は、時刻ｔ１〜ｔ３において、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４の時比率が、第１時比率ではなく第２時比率となるように第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオン状態及びオフ状態にしてもよい。
【００８３】
また、駆動制御部７６は、時刻ｔ１〜ｔ３又は時刻ｔ４以降において、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４のうち、一方のみの時比率が第１時比率となるようにオン状態及びオフ状態に交互に切り替え、他方を常時オン状態にしてもよい。また、駆動制御部７６は、時刻ｔ３〜ｔ４において、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４のうち、一方のみの時比率が第２時比率となるようにオン状態及びオフ状態に交互に切り替え、他方を常時オン状態にしてもよい。
【００８４】
本実施形態において、駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧとしてオフ指令が入力されてから上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧Ｖｇｅが０になるまでの期間であるオフ期間のうち、一部の期間であってかつ少なくともサージ電圧が発生すると想定される期間において、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態にしたまま、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３それぞれを時比率に基づいてオンオフする。以下、これについて図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、先の図１１（ａ）に対応しており、図１５（ｂ）〜図１５（ｆ）は、先の図１４（ａ）〜図１４（ｅ）に対応している。
【００８５】
時刻ｔ１において、駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧがオフ指令に切り替えられたと判定する。これにより、駆動制御部７６は、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフ状態にしたまま、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３の時比率が第３時比率となるように第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３を同期させて交互にオン状態及びオフ状態にする。これにより、エミッタに対するゲートの電位差は、絶対値が負電圧「−ＶＰ」の絶対値よりも低い第１負電圧となり、ゲート電圧Ｖｇｅが低下し始める。
【００８６】
サージ電圧が発生すると想定される時刻ｔ２〜ｔ３において、駆動制御部７６は、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフ状態にしたまま、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３の時比率が第３時比率よりも小さい第４時比率となるように、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３を同期させて交互にオン状態及びオフ状態にする。これにより、エミッタに対するゲートの電位差は、絶対値が第１負電圧の絶対値よりも小さい第２負電圧となる。その結果、時刻ｔ２〜ｔ３における上アームスイッチＳＷＨのゲート電荷の放電速度は、時刻ｔ１〜ｔ２におけるゲート電荷の放電速度よりも低くなる。
【００８７】
その後、時刻ｔ３以降において、駆動制御部７６は、第１，第４スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフ状態にしたまま、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３の時比率が第３時比率となるように第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３を同期させてオン状態及びオフ状態にする。
【００８８】
図１５に示す各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の操作態様によれば、スイッチング損失を低減しつつ、サージ電圧を抑制することができる。また、この際、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対するゲートの電位差（＜０）の絶対値がその許容上限値を超えることを防止できる。
【００８９】
なお、駆動制御部７６は、図１５の時刻ｔ１〜ｔ３において、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオン状態及びオフ状態に交互に切り替えることなく、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３を常時オン状態にしてもよい。また、駆動制御部７６は、時刻ｔ３以降において、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオン状態及びオフ状態に交互に切り替えることなく、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３を常時オン状態にしてもよい。
【００９０】
また、駆動制御部７６は、時刻ｔ１〜ｔ２において、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３の時比率が、第４時比率ではなく第３時比率となるように第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオン状態及びオフ状態にしてもよい。
【００９１】
また、駆動制御部７６は、時刻ｔ１〜ｔ２又は時刻ｔ３以降において、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３のうち、一方のみの時比率が第３時比率となるようにオン状態及びオフ状態に交互に切り替え、他方を常時オン状態にしてもよい。また、駆動制御部７６は、時刻ｔ２〜ｔ３において、第２，第３スイッチＳＷ２，ＳＷ３のうち、一方のみの時比率が第４時比率となるようにオン状態及びオフ状態に交互に切り替え、他方を常時オン状態にしてもよい。
【００９２】
＜第８実施形態＞
以下、第８実施形態について、上記各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、図１６に示すように、定電圧駆動に代えて、定電流駆動により上アームスイッチＳＷＨのゲート電荷を充電する。図１６において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９３】
駆動回路７０は、充電用抵抗体７７及びオペアンプ７８を備えている。充電用抵抗体７７の第１端には、正電圧源７５が接続され、充電用抵抗体７７の第２端には、第１スイッチＳＷ１のコレクタが接続されている。オペアンプ７８の反転入力端子には、充電用抵抗体７７の第２端が接続され、オペアンプ７８の非反転入力端子には、駆動制御部７６から出力された基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。オペアンプ７８の出力端子には、第１スイッチＳＷ１のゲートが接続されている。この構成によれば、第１スイッチＳＷ１のオン抵抗が調整され、上アームスイッチＳＷＨのエミッタに対する充電用抵抗体７７の第２端の電位差を基準電圧Ｖｒｅｆとすることができる。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲートの充電電流を一定値に制御することができる。
【００９４】
続いて、駆動制御部７６の処理について、第１実施形態からの主な相違点について説明する。駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧがオン指令になったと判断した場合、オペアンプ７８に対してイネーブル信号を出力することで第１スイッチＳＷ１を駆動する。一方、駆動制御部７６は、駆動信号ＳＧがオフ指令になったと判断した場合、オペアンプ７８に対するイネーブル信号の出力を停止することで第１スイッチＳＷ１をオフ状態にする。
【００９５】
以上説明した本実施形態によれば、上記各実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
＜第９実施形態＞
以下、第９実施形態について、上記各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、図１７に示すように、駆動回路７０は、インダクタ８０、コンデンサ８１及びダイオード８２を備えている。図１７において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９７】
インダクタ８０の第１端には、第１抵抗体７１及び第２抵抗体７２それぞれの第２端が接続されている。インダクタ８０の第２端には、上アームスイッチＳＷＨのゲートが接続されている。インダクタ８０は、上アームスイッチＳＷＨのゲートの充電電流及び放電電流の変化を抑制するために設けられている。
【００９８】
インダクタ８０の第２端には、ダイオード８２のアノードが接続され、ダイオード８２のカソードには、第１スイッチＳＷ１のコレクタが接続されている。ダイオード８２は、上アームスイッチＳＷＨのゲート及びエミッタ間の電圧が正電圧ＶＰを超えないようにするために設けられている。
【００９９】
インダクタ８０の第２端と上アームスイッチＳＷＨのエミッタとは、コンデンサ８１により接続されている。ダイオード８２は、上アームスイッチＳＷＨのゲート電荷の充電速度及び放電速度を調整するために設けられている。具体的には、コンデンサ８１の静電容量が大きくなると、充電速度及び放電速度が低下する。
【０１００】
ちなみに、本実施形態において、インダクタ８０及びダイオード８２の少なくとも１つが駆動回路７０に備えられなくてもよい。
【０１０１】
＜第１０実施形態＞
以下、第１０実施形態について、第９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、図１８に示すように、駆動回路７０は、コンデンサ８１に代えて、１次側コイル８３ａ及び２次側コイル８３ｂを有するコモンモードコイル８３を備えている。図１８において、先の図１７に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０２】
第１抵抗体７１及び第２抵抗体７２それぞれの第２端には、１次側コイル８３ａの第１端が接続されている。１次側コイル８３ａの第２端には、上アームスイッチＳＷＨのゲートが接続されている。上アームスイッチＳＷＨのエミッタには、２次側コイル８３ｂの第１端が接続されている。２次側コイル８３ｂの第２端には、第３抵抗体７３及び第４抵抗体７４それぞれの第１端が接続されている。
【０１０３】
１次側コイル８３ａと２次側コイル８３ｂとは磁気結合している。１次側コイル８３ａ及び２次側コイル８３ｂは、ノイズ等に起因して、上アームスイッチＳＷＨのゲート及びエミッタそれぞれの電位が変動する場合であっても、ゲート電位の変化方向とエミッタ電位の変化方向とが同じになるように、巻き方向が定められている。これにより、ノイズ等に起因してゲート及びエミッタ間電圧が変動することを抑制できる。
【０１０４】
＜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。
【０１０５】
・図２に示す駆動回路７０に、第３抵抗体７３及び第４抵抗体７４が備えられていなくてもよい。また、図１６に示す駆動回路７０において、第２抵抗体７２及び第４抵抗体７４が備えられていなくてもよい。
【０１０６】
・電力変換装置を構成する駆動対象スイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、駆動対象スイッチの第１主端子はドレインであり、第２主端子はソースである。なお、ＭＯＳＦＥＴとしては、例えば、Ｓｉ又はＳｉＣで構成されたものを用いることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
７０…駆動回路、７５…正電圧源、７６…駆動制御部、ＳＷＨ，ＳＷＬ…上，下アームスイッチ、ＳＷ１〜ＳＷ４…第１〜第４スイッチ。
【図１】
2020039204.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】
2020039204.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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