(57)【要約】【課題】並列接続された複数の半導体スイッチング素子における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる半導体スイッチング素子の駆動方法及び駆動装置を提供すること。【解決手段】並列接続された複数の半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動するインバータ装置１０において、各半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の温度を検出し、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を遮断状態から導通状態へ移行させる際、検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させ、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を導通状態から遮断状態へ移行させる際、検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動方法において、
前記半導体スイッチング素子の温度を検出し、
前記半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、前記半導体スイッチング素子のうち前記検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させる
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載する半導体スイッチング素子の駆動方法において、
前記半導体スイッチング素子を導通状態から遮断状態へ移行させる際、前記半導体スイッチング素子のうち前記検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させる
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動方法。
【請求項３】
並列接続された複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動装置において、
前記半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記半導体スイッチング素子の駆動をそれぞれ独立に制御する独立制御手段とを備え、
前記独立制御手段は、前記半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、前記温度検出手段により検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させる
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載する半導体スイッチング素子の駆動装置において、
前記独立制御手段は、前記半導体スイッチング素子を導通状態から遮断状態へ移行させる際、前記温度検出手段により検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させる
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載する半導体スイッチング素子の駆動装置において、
前記複数の半導体スイッチング素子は、並列接続された二つのＩＧＢＴであり、
前記独立制御手段は、
前記ＩＧＢＴそれぞれのゲート−エミッタに並列接続された抵抗及びトランジスタを有し、
前記ＩＧＢＴのうち前記温度検出手段により検出された温度の高い方に接続された前記トランジスタを導通させた状態で、前記ＩＧＢＴの状態を移行させる
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列接続された複数の半導体スイッチング素子を駆動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両等には、モータの制御等を目的としてインバータ装置が搭載されている。このインバータ装置には、半導体スイッチング素子（トランジスタ等）を利用したスイッチング回路が用いられている。このスイッチング回路では、スイッチング動作に伴って半導体スイッチング素子が発熱するため、過熱による素子の故障や動作不良等が懸念されている。
【０００３】
半導体スイッチング素子の過熱による故障等を回避するには、素子の温度を規定の使用温度範囲（例えば１５０℃以下）に維持する必要がある。特に、半導体スイッチング素子を並列接続して使用する場合には、一つの素子のみに温度上昇が集中しないように、各素子を同一特性のものに揃えたり、各素子の配線を対称に設計することが行われてきた。その上で、過熱による故障等をさらに確実に防ぐために、必要以上に高性能な素子を採用したり、素子を冷却する冷却装置の性能を高めることも行われてきた。しかしながら、こうした対策によると、配線の設計を困難にしたり、素子や冷却装置にかかるコストが増加するという問題があった。
【０００４】
こうした状況の下、例えば特許文献１には、並列接続された複数の半導体スイッチング素子を同時に導通状態とすることにより負荷に通電するようにした負荷制御装置において、各半導体スイッチング素子に温度検出用ダイオードを作り込み、各温度検出用ダイオードから検出される電圧を等しくするように各半導体スイッチング素子の駆動電圧（ゲート電圧）を調節する技術が開示されている。この技術によれば、各半導体スイッチング素子の駆動電圧を調節して各素子の発熱量を調整し、すべての半導体スイッチング素子の温度を均一化することができる。その結果、配線の対称性や素子及び冷却装置の性能にかかわらず、並列接続された複数の半導体スイッチング素子間における温度上昇の偏りを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、一般的な半導体スイッチング素子における発熱の様子について、図４を参照しながら説明する。図４は、半導体スイッチング素子に印加された端子間電圧及び半導体スイッチング素子を流れるスイッチング電流と、半導体スイッチング素子にて生じる損失との関係を示すグラフである。
半導体スイッチング素子は、スイッチング電流を導通させることにより生じる熱損失によって発熱する。例えば、図４に示すように、半導体スイッチング素子を遮断状態（ＯＦＦ）から導通状態（ＯＮ）に移行させると、相対的に大きなスイッチング損失Ａが発生して、半導体スイッチング素子が発熱する。そして、半導体スイッチング素子が完全に導通状態となりスイッチング電流が定常電流になると、相対的に小さな定常損失Ｂのみが発生して、半導体スイッチング素子の発熱量が小さくなる。その後、半導体スイッチング素子を導通状態から遮断状態に移行させると、相対的に大きなスイッチング損失Ｃが発生して、半導体スイッチング素子の発熱量が大きくなる。そして、半導体スイッチング素子が完全に遮断状態となりスイッチング電流が完全に遮断されると、半導体スイッチング素子での損失が生じなくなり、発熱も生じなくなる。このように、半導体スイッチング素子の発熱は、半導体スイッチング素子の作動状態に応じて変化する。
【０００７】
ところが、上記した特許文献１に記載の技術によると、並列接続された複数の半導体スイッチング素子すべてが、各素子の作動状態や温度にかかわらず、同時に導通状態とされている。このため、相対的に温度の高い方の素子も、相対的に大きなスイッチング損失Ａ，Ｂを生じて発熱してしまう。その結果、半導体スイッチング素子の温度を規定の使用温度範囲に維持するのが困難となり、素子の故障や動作不良等を生じやすかった。
【０００８】
また、一般にトランジスタ等の半導体スイッチング素子には、温度が高いほどオン電圧が低く動作速度が早いという特性がある。この特性により、すべての半導体スイッチング素子を同時に導通状態とした場合、各素子間における温度差がたとえ僅かであったとしても、温度が高い方の素子に多量の電流が流れてしまい、温度上昇の偏りがより顕著に現れてしまう。このため、急速に温度上昇する素子の温度を検出しながらオン電圧を調節することとなり、素子の温度調節が困難であった。その結果、各素子間における温度上昇の偏りを十分に抑制することができず、素子の故障や動作不良等を生じやすかった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、並列接続された複数の半導体スイッチング素子における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる半導体スイッチング素子の駆動方法及び駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動方法は、並列接続された複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動方法において、前記半導体スイッチング素子の温度を検出し、前記半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、前記半導体スイッチング素子のうち前記検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる半導体スイッチング素子の駆動方法では、半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、半導体スイッチング素子のうち検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させている。これにより、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に対して、電流を導通させる時間を短くするとともに、相対的に大きな損失（図４のスイッチング損失Ａ）の発生を抑制することができる。その結果、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に生じる発熱量を低減させることができる。このように発熱量を低減することにより、各半導体スイッチング素子間における温度上昇の偏りを抑制するとともに、相対的に高温の半導体スイッチング素子の温度を規定の使用温度範囲に維持することができる。
また、この駆動方法では、検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させているため、半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、たとえ各素子間に温度差があったとしても、相対的に温度が高い方の半導体スイッチング素子に電流が偏るのを防止することができる。
以上のように、この駆動方法によれば、並列接続された複数の半導体スイッチング素子における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる。
【００１２】
本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動方法において、前記半導体スイッチング素子を導通状態から遮断状態へ移行させる際、前記半導体スイッチング素子のうち前記検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させることが望ましい。
【００１３】
このように、半導体スイッチング素子のうち検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させることにより、相対的に温度の高い半導体スイッチング素子に対して、電流を導通させる時間をさらに短くするとともに、相対的に大きな損失（図４のスイッチング損失Ｃ）の発生を抑制することができる。その結果、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に生じる発熱量をさらに低減させることができる。この発熱量のさらなる低減により、各半導体スイッチング素子間における温度上昇の偏りをより確実に抑制するとともに、相対的に高温の半導体スイッチング素子の温度を規定の使用温度範囲により確実に維持することができる。
【００１４】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動装置は、並列接続された複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動装置において、前記半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、前記半導体スイッチング素子の駆動をそれぞれ独立に制御する独立制御手段とを備え、前記独立制御手段は、前記半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、前記温度検出手段により検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させることを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる半導体スイッチング素子の駆動装置では、独立制御手段により、半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、半導体スイッチング素子のうち温度検出手段により検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させている。これにより、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に対して、電流を導通させる時間を短くするとともに、相対的に大きな損失（図４のスイッチング損失Ａ）の発生を抑制することができる。その結果、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に生じる発熱量を低減させることができる。この発熱量の低減により、各半導体スイッチング素子間における温度上昇の偏りを抑制するとともに、相対的に高温の半導体スイッチング素子の温度を規定の使用温度範囲に維持することができる。
また、この駆動装置では、検出された温度の低いものから順に導通状態へ移行させているため、半導体スイッチング素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、たとえ各素子間に温度差があったとしても、相対的に温度が高い方の半導体スイッチング素子に電流が偏るのを防止することができる。
以上のように、この駆動装置によれば、並列接続された複数の半導体スイッチング素子における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる。
【００１６】
本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動装置において、前記独立制御手段は、前記半導体スイッチング素子を導通状態から遮断状態へ移行させる際、前記温度検出手段により検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させることが望ましい。
【００１７】
このように、独立制御手段によって、半導体スイッチング素子のうち温度検出手段により検出された温度の高いものから順に遮断状態へ移行させることにより、相対的に温度の高い半導体スイッチング素子に対して、電流を導通させる時間をさらに短くするとともに、相対的に大きな損失（図４のスイッチング損失Ｃ）の発生を抑制することができる。その結果、検出された温度の高い半導体スイッチング素子に生じる発熱量をさらに低減させることができる。この発熱量のさらなる低減により、各半導体スイッチング素子間における温度上昇の偏りをより確実に抑制するとともに、相対的に高温の半導体スイッチング素子の温度を規定の使用温度範囲により確実に維持することができる。
【００１８】
本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動装置において、前記複数の半導体スイッチング素子は、並列接続された二つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、前記独立制御手段は、前記ＩＧＢＴそれぞれのゲート−エミッタに並列接続された抵抗及びトランジスタを有し、前記ＩＧＢＴのうち前記温度検出手段により検出された温度の高い方に接続された前記トランジスタを導通させた状態で、前記ＩＧＢＴの状態を移行させる態様を例示できる。
【００１９】
この態様では、ＩＧＢＴのうち温度検出手段により検出された温度の高い方に接続されたトランジスタを導通させることにより、検出された温度の高いＩＧＢＴのゲート−エミッタが抵抗を介して接続された状態となる。このため、ＩＧＢＴを遮断状態から導通状態へ移行させる際、検出された温度の高いＩＧＢＴのゲートに充電される電荷の充電速度は、抵抗側へ移動する電荷分だけ小さくなる。これにより、検出された温度の高いＩＧＢＴのゲート電圧の上昇速度を、検出された温度の低いＩＧＢＴのゲート電圧の上昇速度より小さくすることができる。その結果、検出された温度の高いＩＧＢＴを、検出された温度の低いＩＧＢＴより遅く導通状態へと移行させることができる。
また、ＩＧＢＴを導通状態から遮断状態へ移行させる際、検出された温度の高いＩＧＢＴのゲートから放電される電荷の放電速度は、抵抗側へ放電される電荷分だけ大きくなる。これにより、検出された温度の高いＩＧＢＴのゲート電圧の低下速度を、検出された温度の低いＩＧＢＴのゲート電圧の低下速度より大きくすることができる。その結果、検出された温度の高いＩＧＢＴを、検出された温度の低いＩＧＢＴより先に遮断状態へと移行させることができる。
以上のように、この態様によれば、本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動装置の動作を、抵抗とトランジスタを用いて容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動方法及び駆動装置によれば、上記した通り、並列接続された複数の半導体スイッチング素子における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るインバータ装置を示す全体構成図である。
【図２】同インバータ装置のスイッチング回路の一部を拡大して示す回路図である。
【図３】同スイッチング回路のＩＧＢＴに印加された端子間電圧及び各ＩＧＢＴを流れるスイッチング電流と、各ＩＧＢＴにて生じる損失との関係を示すグラフである。
【図４】一般的な半導体スイッチング素子に印加された端子間電圧及び半導体スイッチング素子を流れるスイッチング電流と、半導体スイッチング素子にて生じる損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る半導体スイッチング素子の駆動方法及び駆動装置を具体化した好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、車両に搭載されて電源の制御を行うインバータ装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００２３】
まず、本実施形態に係るインバータ装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るインバータ装置を示す全体構成図である。
図１に示すように、インバータ装置１０は、電力を充電可能な電池１と三相交流出力用のモータ５との間に設置されて、電池１とモータ５との間で行われる電力の充放電を制御するものである。
このインバータ装置１０は、回路内に生じるノイズを遮断するフィルタ用のコンデンサ１１と、電池１から放電される電力のスイッチングを行うための六つの半導体スイッチング素子１２（１２ｕ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｖ，１２ｗ，１２ｗ）と、各素子１２に取り付けられた還流用のダイオード１３とを備えている。
【００２４】
素子１２ｕは、電池１の正極２とモータ５のＵ相５ｕとを接続する送電線上及び電池１の負極３とモータ５のＵ相５ｕとを接続する送電線上にそれぞれ１つずつ配置されており、電池１からモータ５のＵ相５ｕへ送電される電力をスイッチングするものである。素子１２ｖは、電池１の正極２とモータ５のＶ相５ｖとを接続する送電線上及び電池１の負極３とモータ５のＶ相５ｖとを接続する送電線上にそれぞれ１つずつ配置されており、電池１からモータ５のＶ相５ｖへ送電される電力をスイッチングするものである。素子１２ｗは、電池１の正極２とモータ５のＷ相５ｗとを接続する送電線上及び電池１の負極３とモータ５のＷ相５ｗとを接続する送電線上にそれぞれ１つずつ配置されており、モータ５のＷ相５ｗに送電される電力をスイッチングするものである。こうした構成により、電池１からモータ５の各相５ｕ，５ｖ，５ｗへ供給される電力のスイッチングを行えるようになっている。
【００２５】
次に、インバータ装置に備わるスイッチング回路の具体的な構成について、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、図１に示す半導体スイッチング素子１２の一つを拡大して示した回路図である。このスイッチング回路では、半導体スイッチング素子１２として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が採用されている。
スイッチング回路は、図２に示すように、並列接続された二つのＩＧＢＴＱ１，Ｑ２と、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２のそれぞれに作り込まれた温度検出用のダイオードＤ１，Ｄ２と、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２の駆動をそれぞれ独立に制御する独立制御回路１５，１６とを備えている。
【００２６】
各ダイオードＤ１，Ｄ２は、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２とは電気的に独立して組み込まれている。一般にダイオードは温度が高いほど順方向電圧が低くなるため、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電圧を検出することにより、間接的に各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２の温度を検出することができる。なお、本実施形態のダイオードＤ１，Ｄ２が、本発明の「温度検出手段」に相当する。そして、例えばオペアンプ等を用いてダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電圧を比較することにより、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２の温度を比較することができるようになっている。
【００２７】
独立制御回路１５は、駆動源１７からＩＧＢＴＱ１へとゲート駆動信号を入力する入力線上の入力抵抗Ｒｇ１と、ＩＧＢＴＱ１のゲート−エミッタに並列接続された抵抗Ｒｓ１と、ＩＧＢＴＱ１のゲート−エミッタに並列接続された抵抗Ｒａ１及びトランジスタｑ１とを備えている。
また、独立制御回路１６は、駆動源１７からＩＧＢＴＱ２へとゲート駆動信号を入力する入力線上の入力抵抗Ｒｇ２と、ＩＧＢＴＱ２のゲート−エミッタに並列接続された抵抗Ｒｓ２と、ＩＧＢＴＱ２のゲート−エミッタに並列接続された抵抗Ｒａ２及びトランジスタｑ２とを備えている。
【００２８】
これらの独立制御回路１５，１６においては、抵抗Ｒｇ１と抵抗Ｒｇ２との抵抗値を等しくし、抵抗Ｒｓ１と抵抗Ｒｓ２との抵抗値を等しくし、抵抗Ｒａ１と抵抗Ｒａ２との抵抗値を等しくすることが望ましい。また、トランジスタｑ１とトランジスタｑ２とを、同一特性のものに揃えることが望ましい。このように独立制御回路１５，１６を設計することにより、回路を対称とすることができるので、一方の素子のみに温度上昇が集中しないようにすることができる。
【００２９】
続いて、上記構成を有するインバータ装置１０の動作について、簡単に説明する。このインバータ装置１０では、電池１からモータ５の各相５ｕ，５ｖ，５ｗへと流れるスイッチング電流Ｉが、並列接続された二つのＩＧＢＴＱ１，Ｑ２により導通又は遮断される。各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２に駆動電圧（ゲート電圧）が印加されていない状態（又はゲート電圧が所定電圧以下の状態）では、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２は、スイッチング電流Ｉを遮断する。そして、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２に所定電圧を超えるゲート電圧が印加されると、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２はそれぞれ導通状態となり、それぞれ電流Ｉ１，Ｉ２を流す。
【００３０】
本実施形態に係るインバータ装置１０は、スイッチング動作を行う際、ダイオードＤ１，Ｄ２を用いて各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２の温度を検出する。ここで、例えばＩＧＢＴＱ２の方がＩＧＢＴＱ１より温度が高い場合を例に挙げて説明する。この場合、インバータ装置１０は、スイッチング動作を行っている間、ＩＧＢＴＱ２に接続されたトランジスタｑ２を導通させておく。これにより、検出された温度の高い方のＩＧＢＴＱ２のゲート−エミッタが、抵抗Ｒａ２を介して接続された状態となる。したがって、両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を同一駆動源１７の信号により遮断状態から導通状態へ移行させた場合、ＩＧＢＴＱ２のゲートに充電される電荷の充電速度は、抵抗Ｒａ２側へ移動する電荷分だけ小さくなる。その結果、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２のゲート電圧の上昇速度を、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１のゲート電圧の上昇速度より小さくすることができる。こうして、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２を、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１より遅く導通状態へと移行させることができる。
【００３１】
また、両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を同一駆動源１７の信号により導通状態から遮断状態へ移行させた場合、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２のゲートから放電される電荷の放電速度は、抵抗Ｒａ２側へ放電される電荷分だけ低下する。これにより、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２のゲート電圧の低下速度を、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１のゲート電圧の低下速度より小さくすることができる。その結果、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２を、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１より先に遮断状態へと移行させることができる。
【００３２】
ここで、上記したスイッチング動作に伴う発熱の様子について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係るスイッチング回路のＩＧＢＴに印加された端子間電圧Ｖ及び各ＩＧＢＴを流れるスイッチング電流Ｉ１，Ｉ２と、各ＩＧＢＴにて生じる損失Ｐ１，Ｐ２との関係を示すグラフである。
【００３３】
図３に示すように、両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を遮断状態（ＯＦＦ）から導通状態（ＯＮ）に移行させる場合、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２は、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１より遅く導通状態へと移行する。このとき、先に導通状態へと移行し始めるＩＧＢＴＱ１には、相対的に大きなスイッチング損失Ａ１が発生して、ＩＧＢＴＱ１が発熱する。一方、遅れて導通状態へと移行し始めるＩＧＢＴＱ２には、スイッチング損失Ａ１がほとんど発生せず、ＩＧＢＴＱ２の発熱量はＩＧＢＴＱ１の発熱量より小さくなる。
【００３４】
そして、両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２が完全に導通状態となりスイッチング電流Ｉ１，Ｉ２が定常電流になると、相対的に小さな定常損失Ｂ１，Ｂ２のみが発生して、各ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２は、ほぼ同じ量だけ発熱する。
【００３５】
その後、両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を導通状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）に移行させる場合、検出された温度の高いＩＧＢＴＱ２は、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１より先に遮断状態へと移行する。このとき、遅れて遮断状態へと移行し始めるＩＧＢＴＱ１には、相対的に大きなスイッチング損失Ｃ１が発生して、ＩＧＢＴＱ１が発熱する。一方、先に遮断状態へと移行し始めるＩＧＢＴＱ２には、スイッチング損失Ｃ１がほとんど発生せず、ＩＧＢＴＱ２の発熱量はＩＧＢＴＱ１の発熱量より小さくなる。
【００３６】
ところで、図３に示す一例では、ＩＧＢＴＱ１に生じる損失Ｐ１がスイッチング損失Ａ１から定常損失Ｂ１へと変化するタイミングに合わせて、ＩＧＢＴＱ２の導通状態への移行を開始させている。また、ＩＧＢＴＱ２が完全に遮断状態へと移行するタイミングに合わせて、ＩＧＢＴＱ１の遮断状態への移行を開始させている。こうした態様によれば、検出された温度の低いＩＧＢＴＱ１にかかる負荷を最小限に抑えつつ、ＩＧＢＴＱ１に対する発熱量の低減を効果的に行うことができる。なお、これに限られず、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２の値を変更して両ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２の状態移行タイミングを変更してもよい。
【００３７】
以上、詳細に説明したように本実施形態に係るインバータ装置１０では、並列接続された二つのＩＧＢＴＱ１，Ｑ２をスイッチングさせる際、検出された温度の高い素子に対して、電流を導通させる時間を短くするとともに、相対的に大きな損失Ａ１及びＣ１の発生を抑制することができる。その結果、検出された温度の高い素子に生じる発熱量を低減させることができる。このように発熱量を低減することにより、各素子Ｑ１，Ｑ２間における温度上昇の偏りを抑制するとともに、相対的に高温の素子の温度を規定の使用温度範囲に維持することができる。
また、このインバータ装置１０では、検出された温度の低い素子から順に導通状態へ移行させているため、素子を遮断状態から導通状態へ移行させる際、たとえ各素子間に温度差があったとしても、相対的に温度が高い方の素子に電流が偏るのを防止することができる。
こうして、並列接続された複数の素子間における温度上昇の偏りをより効果的に抑制して、過熱による素子の故障や動作不良等をより確実に防止することができる。
【００３８】
なお、上記した実施形態及びその変更例は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００３９】
例えば、上記した実施形態では、半導体スイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた場合について説明したが、これに限られず、パワーＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    電池
２    正極
３    負極
５    モータ
５ｕ  Ｕ相
５ｖ  Ｖ相
６ｗ  Ｗ相
１０    インバータ装置
１１    コンデンサ
１２    半導体スイッチング素子
１２ｕ  Ｕ相用素子
１２ｖ  Ｖ相用素子
１２ｗ  Ｗ相用素子
１３    ダイオード
１５    独立制御回路（独立制御手段）
１６    独立制御回路（独立制御手段）
１７    駆動源
Ｄ１    ダイオード（温度検出手段）
Ｄ２    ダイオード（温度検出手段）
Ｉ      合計スイッチング電流
Ｉ１    （Ｑ１）スイッチング電流
Ｉ２    （Ｑ２）スイッチング電流
Ｐ１    損失
Ｐ２    損失
Ｑ１    ＩＧＢＴ
Ｑ２    ＩＧＢＴ
ｑ１  トランジスタ
ｑ２  トランジスタ
Ｒａ１  抵抗
Ｒａ２  抵抗
Ｒｇ１  抵抗
Ｒｇ２  抵抗
Ｒｓ１  抵抗
Ｒｓ２  抵抗
Ｖ      端子間電圧
【図１】
2010273401.tif 000003
【図２】
2010273401.tif 000004
【図３】
2010273401.tif 000005
【図４】
2010273401.tif 000006