(57)【要約】【課題】スイッチング素子を過電流から適切に保護できる駆動回路を提供すること。【解決手段】駆動回路８は、ＳｉＣ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴ６１を駆動する。駆動回路８は、コンパレータ８１、判定部８３、駆動制御部８８を備えている。コンパレータ８１は、ＭＯＳＦＥＴ６１に流れる電流と過電流閾値とを比較する。判定部８３は、比較結果に基づいて、過電流が流れているか否かを判定する。駆動制御部８８は、ＭＯＳＦＥＴ６１の駆動を制御するための駆動信号を駆動指令に基づいて生成し、過電流が流れていると判定されるとＭＯＳＦＥＴ６１をオフ駆動させる。駆動制御部８８は、ＭＯＳＦＥＴ６１の電圧Ｖｄｓに相関する物理量に応じて、過電流閾値を可変に設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ基板に形成されたスイッチング素子（６１）を駆動する駆動回路であって、
前記スイッチング素子に流れる電流と過電流閾値とを比較する比較部（８１）と、
比較結果に基づいて、過電流が流れているか否かを判定する判定部（８３）と、
前記スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を駆動指令に基づいて生成し、前記過電流が流れていると判定されると前記スイッチング素子をオフ駆動させる制御部（８８）と、
前記スイッチング素子の主電極間の電圧に相関する物理量に応じて、前記過電流閾値を可変に設定する設定部（８８）と、
を備える駆動回路。
【請求項２】
前記物理量は、前記スイッチング素子を含む回路（６０）と直流電源（２）とを結ぶ電源ライン（９Ｈ，９Ｌ）の電圧である請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記物理量は、前記スイッチング素子の主電極間の電圧である請求項１に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記設定部は、前記物理量である電圧値が増加すると前記過電流閾値を大きくし、前記電圧値が減少すると前記過電流閾値を小さくする請求項２又は請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記判定部は、前記過電流閾値以上であるとの前記比較結果が所定時間継続すると、前記過電流であると判定し、
前記設定部は、前記物理量に応じて前記所定時間を可変に設定し、前記物理量が減少すると前記所定時間を長くする請求項１〜４いずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記設定部は、前記過電流閾値を、連続的または段階的に設定する請求項１〜５いずれか１項に記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、スイッチング素子の駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された駆動回路は、スイッチング素子に流れる電流と過電流閾値（基準電圧）とを比較する。駆動回路は、電流が過電流閾値以上の場合に、過電流が流れていると判定し、スイッチング素子をオフ駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｓｉ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴの場合、電流が飽和するため、所定の過電流閾値により、過電流が流れているか否かを判定することができる。しかしながら、ＳｉＣ基板に形成されたスイッチング素子の場合、過電流を検出できない虞がある。すなわち、スイッチング素子を過電流から適切に保護できない。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、スイッチング素子を過電流から適切に保護できる駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された駆動回路は、ＳｉＣ基板に形成されたスイッチング素子（６１）を駆動する回路である。駆動回路は、比較部（８１）と、判定部（８３）と、制御部（８８）と、設定部（８８）と、を備えている。
【０００７】
比較部は、スイッチング素子に流れる電流と過電流閾値とを比較する。判定部は、比較結果に基づいて、過電流が流れているか否かを判定する。制御部は、スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を駆動指令に基づいて生成し、過電流が流れていると判定されるとスイッチング素子をオフ駆動させる。そして、設定部は、スイッチング素子の主電極間の電圧に相関する物理量に応じて、過電流閾値を可変に設定する。
【０００８】
ＳｉＣ基板に形成されたスイッチング素子の場合、主電極間の電圧の上昇にともなってスイッチング素子に流れる電流が増加する。飽和電流が一定の値をとらない。開示された駆動回路によると、過電流閾値を、スイッチング素子の主電極間の電圧に相関する物理量に応じて可変に設定することができる。すなわち、主電極間の電圧に応じて過電流閾値を切り替えることができる。主電極間の電圧の広い範囲において、過電流を検出することができる。この結果、ＳｉＣ基板に形成されたスイッチング素子を過電流から適切に保護することができる。
【０００９】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、及び効果は、後続の詳細な説明、及び添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の駆動回路が適用される電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図２】駆動回路を示す図である。
【図３】電圧ＶＨと過電流閾値との関係を示す図である。
【図４】過電流閾値の切り替えを示す図である。
【図５】過電流閾値を固定値にした場合の参考図である。
【図６】第２実施形態の駆動回路を示す図である。
【図７】第３実施形態の駆動回路を示す図である。
【図８】フィルタ時間ｔｆと電圧Ｖｄｓとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下に示す電力変換装置は、たとえば燃料電池車（ＦＣＶ）、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）などの車両に適用可能である。
【００１２】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、電力変換装置が適用される車両の駆動システムの概略構成について説明する。
【００１３】
＜車両の駆動システム＞
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。
【００１４】
直流電源２は、充放電可能な二次電池で構成された直流電圧源である。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。モータジェネレータ３は、三相交流方式の回転電機である。モータジェネレータ３は、車両の走行駆動源、すなわち電動機として機能する。モータジェネレータ３は、回生時に発電機として機能する。電力変換装置４は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う。
【００１５】
＜電力変換装置の回路構成＞
次に、図１に基づき、電力変換装置４の回路構成について説明する。電力変換装置４は、電力変換部を少なくとも備えている。本実施形態において、電力変換装置４は、フィルタコンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ２と、コンバータ５と、インバータ６と、制御回路７と、駆動回路８を備えている。
【００１６】
フィルタコンデンサＣ１は、直流電源２の正極に接続された電源ラインであるＶＬライン９Ｌと、直流電源２の負極に接続されたＮライン１０との間に接続されている。Ｎライン１０は、グランド（ＧＮＤ）ラインと称されることがある。フィルタコンデンサＣ１は、直流電源２に対して並列接続されている。フィルタコンデンサＣ１は、たとえば直流電源２からの電源ノイズを除去する。ＶＬライン９Ｌ及びＮライン１０の少なくとも一方には、直流電源２とフィルタコンデンサＣ１との間に、図示しないシステムメインリレー（ＳＭＲ）が設けられている。
【００１７】
平滑コンデンサＣ２は、電源ラインであるＶＨライン９Ｈと、Ｎライン１０との間に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ５とインバータ６との間に設けられている。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ５及びインバータ６に対して並列接続されている。ＶＬライン９ＬとＶＨライン９Ｈとの間にはコンバータ５が設けられており、ＶＨライン９Ｈの電位は、ＶＬライン９Ｌの電位以上とされる。
【００１８】
平滑コンデンサＣ２は、たとえばコンバータ５で昇圧された直流電圧を平滑化し、その直流電圧の電荷を蓄積する。平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧が、モータジェネレータ３を駆動するための直流の高電圧となる。平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧は、フィルタコンデンサＣ１の両端間の電圧以上とされる。
【００１９】
コンバータ５は、直流電圧を異なる値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換部である。本実施形態において、コンバータ５は、直流電源２から供給される直流電圧を昇圧する機能を有している。コンバータ５は、リアクトル５１と、スイッチング素子５２と、整流素子であるダイオード５３を有している。本実施形態では、スイッチング素子５２として、ＩＧＢＴを採用している。スイッチング素子５２には、還流用のダイオード５４が逆並列に接続されている。ＩＧＢＴに代えて、ＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。
【００２０】
スイッチング素子５２及びダイオード５３は、ダイオード５３をＶＨライン９Ｈ側にして、ＶＨライン９ＨとＮライン１０との間で直列接続されている。スイッチング素子５２（ＩＧＢＴ）のエミッタはＮライン１０に接続され、コレクタはダイオード５３のアノードに接続されている。リアクトル５１の一端は、昇圧ライン５５を介して、エミッタとアノードの接続点に接続されている。リアクトル５１の他端は、ＶＬライン９Ｌに接続されている。
【００２１】
コンバータ５は、制御回路７によるスイッチング制御にしたがって、直流電源２から供給される直流電圧を昇圧する。電力変換装置４は、スイッチング素子５２に対応する駆動回路１１を備えている。駆動回路１１は、制御回路７の駆動指令に基づいて、スイッチング素子５２のゲートに駆動電圧を供給する。駆動回路１１は、駆動電圧の印加により、スイッチング素子５２を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。
【００２２】
インバータ６は、ＤＣ−ＡＣ変換部である。インバータ６は、制御回路７によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータジェネレータ３へ出力する。これにより、モータジェネレータ３は、所定のトルクを発生するように駆動する。
【００２３】
インバータ６は、三相分の上下アーム回路６０を備えて構成されている。上下アーム回路６０の接続点は、出力ライン１２を介して、対応する相の巻線３ａに接続されている。上下アーム回路６０は、上アーム６０Ｕと、下アーム６０Ｌをそれぞれ有している。上アーム６０Ｕ及び下アーム６０Ｌは、上アーム６０ＵをＶＨライン９Ｈ側として、ＶＨライン９ＨとＮライン１０との間で直列接続されている。インバータ６は、６つのアームを有している。
【００２４】
各アームは、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ６１と、ダイオード６２を有している。ダイオード６２は、還流のため、ＭＯＳＦＥＴ６１に逆並列に接続されている。ダイオード６２は、ＭＯＳＦＥＴ６１の寄生ダイオード（ボディダイオード）でもよいし、寄生ダイオードとは別に設けられてもよい。ＭＯＳＦＥＴ６１及びダイオード６２は、半導体基板に形成されている。本実施形態において、ＭＯＳＦＥＴ６１は、ｎチャネル型である。ＭＯＳＦＥＴ６１において、ドレインが高電位側の主電極であり、ソースが低電位側の主電極である。ＭＯＳＦＥＴ６１は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）基板に形成されている。ＳｉＣは、Ｓｉ（シリコン）に較べてバンドギャップが大きい。
【００２５】
上アーム６０Ｕにおいて、ドレインがＶＨライン９Ｈに接続されている。下アーム６０Ｌにおいて、ソースがＮライン１０に接続されている。上アーム６０Ｕ側のソースと、下アーム６０Ｌ側のドレインが、互いに接続されている。ダイオード６２のアノードは対応するＭＯＳＦＥＴ６１のソースに接続され、カソードはドレインに接続されている。
【００２６】
上下アーム回路６０のそれぞれは、シャント抵抗６３を有している。シャント抵抗６３を有することで、駆動回路８は、後述するように過電流を検出することができる。
【００２７】
制御回路７は、コンバータ５のスイッチング素子５２、インバータ６のＭＯＳＦＥＴ６１を動作させるための駆動指令を生成し、駆動回路８，１１に出力する。制御回路７は、図示しない上位ＥＣＵから入力されるトルク要求、各種センサにて検出された信号を含む各種情報に基づいて、駆動指令を生成する。各種センサとして、たとえば電流センサ、回転角センサ、電圧センサがある。
【００２８】
電流センサは、モータジェネレータ３の各相の巻線３ａに流れる相電流を検出する。別の電流センサは、昇圧ライン５５に設けられ、リアクトルＬ１を流れる電流を検出する。回転角センサは、モータジェネレータ３の回転子の回転角を検出する。電圧センサは、平滑コンデンサＣ２の両端電圧、すなわちＶＨライン９Ｈの電圧を検出する。別の電圧センサは、フィルタコンデンサＣ１の両端電圧、すなわちＶＬライン９Ｌの電圧を検出する。
【００２９】
電力変換装置４は、これらの図示しないセンサを備えている。制御回路７は、駆動指令としてＰＷＭ信号を出力する。制御回路７は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を備えて構成されている。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。
【００３０】
駆動回路８には、フォトカプラなどの図示しない絶縁回路を介して、制御回路７の駆動指令が入力される。駆動回路８は、駆動指令に基づいて、対応するアームのＭＯＳＦＥＴ６１のゲートに駆動電圧を供給する。駆動回路８は、駆動電圧の印加により、対応するＭＯＳＦＥＴ６１を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動回路８は、ドライバとも称される。本実施形態では、ひとつのアームに対して、ひとつの駆動回路８を設けている。
【００３１】
なお、上記したコンバータ５に降圧機能をもたせてもよい。整流素子を、ダイオード５３からスイッチング素子に代えることで、昇降圧機能をもたせることができる。車両の回生制動時、インバータ６は、車輪からの回転力を受けてモータジェネレータ３が発電した三相交流電圧を、制御回路７によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、ＶＨライン９Ｈへ出力する。コンバータ５は、制御回路７によるスイッチング制御にしたがって、ＶＨライン９Ｈの電圧を降圧し、直流電源２を充電する。コンバータ５及び直流電源２とは別に、図示しない降圧用のコンバータ及び直流電源を備えてもよい。
【００３２】
＜駆動回路＞
次に、図２に基づき、駆動回路８について説明する。図２では、下アーム６０Ｌ側の駆動回路８について示しているが、上アーム６０Ｕ側の駆動回路８も同じ構成となっている。
【００３３】
図２に示すように、駆動回路８は、コンパレータ８１と、可変電源８２と、判定部８３と、オン用スイッチ８４と、オフ用スイッチ８５と、駆動制御部８８を有している。
【００３４】
コンパレータ８１の入力端子のひとつには、シャント抵抗６３の高電位側の端子電圧が入力される。入力端子の他のひとつには、過電流閾値（参照電圧）が入力される。コンパレータ８１は、シャント抵抗６３の両端電圧と過電流閾値とを比較し、その比較結果を出力する。本実施形態において、コンパレータ８１は、シャント抵抗６３の両端電圧、すなわちＭＯＳＦＥＴ６１を流れる電流が過電流閾値以上のときに「１」を出力し、過電流閾値未満のときに「０」を出力する。コンパレータ８１が、比較部に相当する。コンパレータ８１は、シャント抵抗６３とともに、ＭＯＳＦＥＴ６１に流れる電流を検出する電流検出部を構成している。
【００３５】
可変電源８２は、過電流閾値である参照電圧を可変とする電源である。可変電源８２は、駆動制御部８８が出力する設定信号に応じた過電流閾値を生成し、コンパレータ８１の入力端子に出力する。
【００３６】
判定部８３は、コンパレータ８１の出力に基づいて、過電流が流れているか否かを判定する。判定部８３は、フィルタ機能を有している。判定部８３は、コンパレータ８１の出力が「０」から「１」に切り替わり、「１」の状態が所定のフィルタ時間継続すると、過電流であると判定する。判定部８３を判定結果を示す信号を駆動制御部８８に出力する。
【００３７】
オン用スイッチ８４は、電源とＭＯＳＦＥＴ６１のゲートとの間に設けられている。本実施形態において、オン用スイッチ８４は、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。オン用スイッチ８４のソースは、電源に接続されている。オン用スイッチ８４のドレインは、抵抗８６を介してＭＯＳＦＥＴ６１のゲートに接続されている。オン用スイッチ８４は、充電用スイッチと称されることがある。
【００３８】
オフ用スイッチ８５は、グランドとＭＯＳＦＥＴ６１のゲートとの間に設けられている。本実施形態において、オフ用スイッチ８５は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。オフ用スイッチ８５のソースは、グランドに接続されている。オフ用スイッチ８５のドレインは、抵抗８７を介してＭＯＳＦＥＴ６１のゲートに接続されている。オフ用スイッチ８５は、放電用スイッチと称されることがある。以下において、オン用スイッチ８４及びオフ用スイッチ８５を、単にスイッチ８４，８５と示すことがある。
【００３９】
スイッチ８４，８５は、電源とグランド（ＧＮＤ）との間で直列接続されている。スイッチ８４，８５のドレインが、互いに接続されている。スイッチ８４，８５の接続点に、ＭＯＳＦＥＴ６１のゲートが接続されている。スイッチ８４，８５の接続点とオン用スイッチ８４との間に抵抗８６が設けられ、接続点とオフ用スイッチ８５との間に抵抗８７が設けられている。
【００４０】
駆動制御部８８には、図示しない絶縁回路を介して、制御回路７から駆動指令が入力される。駆動制御部８８は、ＰＷＭ信号である駆動指令に基づいて、スイッチ８４，８５の駆動を制御する。
【００４１】
駆動指令がＬレベルの場合、駆動制御部８８は、オン用スイッチ８４をオン、オフ用スイッチ８５をオフさせる。これにより、電源とＭＯＳＦＥＴ６１のゲートと間に、オン用スイッチ８４及び抵抗８６を介した第１経路が形成される。ターンオン時には、電源からのＭＯＳＦＥＴ６１のゲートへ向けて電流が流れ、ゲートが充電される。
【００４２】
駆動指令がＨレベルの場合、駆動制御部８８は、オン用スイッチ８４をオフ、オフ用スイッチ８５をオンさせる。これにより、グランドとＭＯＳＦＥＴ６１のゲートと間に、オフ用スイッチ８５及び抵抗８７を介した第２経路が形成される。ターンオフ時には、ＭＯＳＦＥＴ６１のゲートからグランドへ向けて電流が流れ、ゲートの電荷が引き抜かれる。
【００４３】
ＭＯＳＦＥＴ６１をオフ駆動させるオフ駆動指令は、Ｈレベルの信号である。ＭＯＳＦＥＴ６１をオン駆動させるオン駆動指令は、所定デューティ比の信号である。ＭＯＳＦＥＴ６１をオン駆動させるために駆動電圧として正の電圧を印加する際、上記したように第１経路が形成される。
【００４４】
なお、駆動回路８が図示しない負電圧源を備え、ＭＯＳＦＥＴ６１をオフ駆動させる際、ゲートに対して、０Ｖ（ゼロ）ではなく負電圧を印加するようにしてもよい。これによれば、ＭＯＳＦＥＴ６１の誤点弧を抑制することができる。
【００４５】
駆動制御部８８には、判定部８３の判定信号が入力される。駆動制御部８８は、判定部８３にて過電流が生じていることが判定されると、駆動指令によらず、ＭＯＳＦＥＴ６１を強制的にオフ駆動させる。たとえば対向アームである上アーム６０ＵのＭＯＳＦＥＴ６１に主電極間の短絡やオン固着が生じると、下アーム６０Ｌを構成するＭＯＳＦＥＴ６１のオン駆動にともない、上下短絡が生じる。本実施形態によれば、上下短絡による過電流を検出し、下アーム６０ＬのＭＯＳＦＥＴ６１をオフ駆動させる。これにより、過電流からＭＯＳＦＥＴ６１を保護することができる。
【００４６】
駆動制御部８８には、さらにＶＨ信号が入力される。ＶＨ信号は、上記したように、図示しない電圧センサにより検出されたＶＨライン９Ｈの電圧である。以下において、ＶＨライン９Ｈの電圧を、単に電圧ＶＨと示すことがある。本実施形態において、ＶＨ信号は、絶縁回路を介して制御回路７から入力される。電圧ＶＨは、ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン−ソース間の電圧Ｖｄｓに相関する物理量である。電圧ＶＨが増加すると電圧Ｖｄｓも増加し、電圧ＶＨが減少すると電圧Ｖｄｓも減少する。
【００４７】
駆動制御部８８は、過電流閾値がＶＨ信号に応じた値、すなわち電圧Ｖｄｓに応じた値となるように、可変電源８２に対して過電流閾値の設定信号を出力する。可変電源８２は、設定信号に応じた過電流閾値を設定する。駆動制御部８８は、電圧ＶＨが増加すると過電流閾値を大きくし、電圧ＶＨが減少すると過電流閾値を小さくする。駆動制御部８８が、制御部及び設定部に相当する。
【００４８】
図３に実線で示すように、駆動制御部８８は、電圧ＶＨに応じて過電流閾値を連続的に設定してもよい。また、図３に一点鎖線で示すように、駆動制御部８８は、電圧ＶＨに応じて過電流閾値を段階的に設定してもよい。電圧ＶＨと過電流閾値との関係は、マップまたは関数によって与えられる。
【００４９】
図４は、過電流閾値を２段階で切り替える例を示している。電圧ＶＨが上昇し、基準電圧Ｖｓ以上になると、駆動制御部８８は、過電流閾値の設定を第１閾値から、第１閾値よりも値の大きい第２閾値に切り替える。電圧ＶＨが下降し、基準電圧Ｖｓ未満になると、駆動制御部８８は、過電流閾値の設定を第２閾値から、第２閾値よりも値の小さい第１閾値に切り替える。
【００５０】
＜第１実施形態のまとめ＞
図５は、電圧Ｖｄｓと飽和電流Ｉｄｓ（ｓａｔ）との関係を示す参考図である。図５では、ＳｉＣ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴの特性を実線で示し、Ｓｉ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴの特性を一点鎖線で示している。
【００５１】
Ｓｉの場合、ＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する駆動電圧が一定であれば、電圧Ｖｄｓの使用範囲において飽和電流Ｉｄｓ（ｓａｔ）はほとんど変化しない。このため、所定の過電流閾値（固定値）により、過電流を検出することができる。一方、ＳｉＣの場合、電圧Ｖｄｓに応じて飽和電流Ｉｄｓ（ｓａｔ）が変化する。電圧Ｖｄｓが上昇すると飽和電流Ｉｄｓ（ｓａｔ）も増加する。過電流閾値として固定値を用いると、たとえば使用電圧範囲において電圧Ｖｄｓが低い場合に、過電流を検出することができない。
【００５２】
これに対し、本実施形態の駆動回路８によれば、過電流閾値を、ＳｉＣ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴ６１の電圧Ｖｄｓに相関する物理量に応じて可変に設定することができる。すなわち、物理量に応じて過電流閾値を切り替えることができる。よって、電圧Ｖｄｓの広い範囲において、過電流を検出することができる。この結果、ＳｉＣ基板に形成されたＭＯＳＦＥＴ６１を過電流から適切に保護することができる。
【００５３】
特に本実施形態では、相関する物理量として、ＶＨライン９Ｈの電圧ＶＨを用いる。上記したように、電圧ＶＨは、制御回路７が駆動指令を生成する際に用いる物理量である。制御に用いる物理量を利用するため、回路構成の複雑化を抑制しつつ、電圧Ｖｄｓの広い範囲において、過電流を検出することができる。
【００５４】
電圧ＶＨに代えて、電圧ＶＬを用いてもよい。電圧ＶＬは、図示しない電圧センサにより検出されたＶＬライン９Ｌの電圧である。電圧ＶＬも、制御回路７が駆動指令を生成する際に用いる物理量である。したがって、回路構成の複雑化を抑制しつつ、電圧Ｖｄｓの広い範囲において、過電流を検出することができる。なお、駆動指令に、電圧ＶＨ，ＶＬの情報を重畳させてもよい。これによれば、絶縁回路や駆動回路８への信号の入力数を減らすことができる。
【００５５】
図３に示したように、過電流閾値を連続的に設定してもよい。また、３段階以上で段階的に設定してもよい。これによれば、より精度良く過電流を検出することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。
【００５７】
図６は、本実施形態の駆動回路８を示している。図６は、図２に対応しており、下アーム６０Ｌ側の駆動回路８を示している。先行実施形態同様、上アーム６０Ｕ側の駆動回路８は、下アーム６０Ｌ側と同じ構成である。駆動制御部８８は、ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン−ソース間の電圧Ｖｄｓを取得する。駆動制御部８８は、電圧Ｖｄｓに応じて過電流閾値を設定する。それ以外の構成は、先行実施形態と同じである。増幅器等の電圧Ｖｄｓを検出する機能については、駆動制御部８８にもたせてもよい。駆動制御部８８とは別に電圧検出部を設け、検出信号を駆動制御部８８に出力する構成としてもよい。
【００５８】
＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態によれば、駆動回路８が、過電流閾値を設定するための電圧Ｖｄｓを検出する。電圧Ｖｄｓを直接的に検出するため、電圧Ｖｄｓに即した過電流閾値を設定することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。
【００６０】
図７は、本実施形態の駆動回路８を示している。図７は、図２に対応しており、下アーム６０Ｌ側の駆動回路８を示している。先行実施形態同様、上アーム６０Ｕ側の駆動回路８は、下アーム６０Ｌ側と同じ構成である。上記したように、判定部８３は、フィルタ機能を有している。駆動制御部８８は、物理量に応じて、判定部８３のフィルタ時間ｔｆを可変に設定する。
【００６１】
図８は、フィルタ時間ｔｆと電圧Ｖｄｓとの関係を示している。駆動制御部８８は、電圧Ｖｄｓが減少すると、フィルタ時間ｔｆを長くする。駆動制御部８８は、電圧Ｖｄｓが増加すると、フィルタ時間ｔｆを短くする。図８に実線で示すように、駆動制御部８８は、電圧Ｖｄｓに応じてフィルタ時間ｔｆを連続的に設定してもよい。また、図３に一点鎖線で示すように、駆動制御部８８は、電圧Ｖｄｓに応じてフィルタ時間ｔｆを段階的に設定してもよい。電圧Ｖｄｓとフィルタ時間ｔｆとの関係は、マップまたは関数によって与えられる。
【００６２】
＜第３実施形態のまとめ＞
本実施形態の駆動回路１４によれば、電圧Ｖｄｓに応じて、過電流を確定するまでのフィルタ時間ｔｆを設定することができる。特に、電圧Ｖｄｓが減少するとフィルタ時間ｔｆを長くするため、これにより過電流検出の精度低下を抑制することができる。換言すれば、過電流の誤検出を抑制することができる。また、電圧Ｖｄｓが増加するとフィルタ時間ｔｆを短くするため、過電流確定までにかかる時間を短くすることができる。
【００６３】
物理量として電圧Ｖｄｓの例を示したが、これに限定されない。先行実施形態に示した電圧ＶＨ，ＶＬを用いてもよい。
【００６４】
（他の実施形態）
この明細書及び図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品及び／又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び／又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び／又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【００６５】
明細書及び図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書及び図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書及び図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
【００６６】
制御回路７及び駆動回路８は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。
【００６７】
（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及び／又はデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。
【００６８】
（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、たとえばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及び／又はデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。
【００６９】
（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。
【００７０】
すなわち、制御回路７及び駆動回路８が提供する手段及び／又は機能は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。
【００７１】
上下アーム回路６０を構成するＭＯＳＦＥＴ６１（スイッチング素子）に対して駆動回路８を適用する例を示したが、これに限定されない。フィルタコンデンサＣ１及びコンバータ５を備えない電力変換装置４にも適用できる。コンバータ５を構成するスイッチング素子にも適用できる。電力変換装置４を駆動システム１に適用する例を示したが、これに限定されない。
【００７２】
駆動制御部８８による過電流閾値の設定タイミングは特に限定されない。駆動制御部８８は、たとえば所定周期ごとに物理量を読み込み、物理量に応じた設定信号を可変電源８２に出力してもよい。また、駆動制御部８８は、他の信号の切り替わりをトリガにして、過電流閾値の設定処理を実行してもよい。駆動制御部８８は、たとえばオン駆動指令からオフ駆動指令に切り替わるタイミングで物理量を取得する。そして、オフ駆動指令からオン駆動指令に切り替わるタイミングで、取得した物理量に応じた過電流閾値の設定を実行してもよい。
【００７３】
シャント抵抗６３により電流を検出する例を示したが、これに限定されない。たとえばＭＯＳＦＥＴ６１と同じ半導体基板に、ＭＯＳＦＥＴ６１と同じ構造であり、面積がＭＯＳＦＥＴ６１に対して１／１０００〜１／１００００程度のセンス素子を設ける。そして、センス素子に流れる電流を検出してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…駆動システム、２…直流電源、３…モータジェネレータ、３ａ…巻線、４…電力変換装置、５…コンバータ、５１…リアクトル、５２…スイッチング素子、５３，５４…ダイオード、５５…昇圧ライン、６…インバータ、６０…上下アーム回路、６０Ｌ…下アーム、６０Ｕ…上アーム、６１…ＭＯＳＦＥＴ、６２…ダイオード、６３…シャント抵抗、７…制御回路、８…駆動回路、８１…コンパレータ、８２…可変電源、８３…判定部、８４…駆動制御部、８５…オン用スイッチ、８６…オフ用スイッチ、８７，８８…抵抗、９Ｈ…ＶＨライン、９Ｌ…ＶＬライン、１０…Ｎライン、１２…出力ライン、Ｃ１…フィルタコンデンサ、Ｃ２…平滑コンデンサ
【図１】
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【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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