(57)【要約】【課題】ＰＷＭ制御のキャリア周期に同期してパワー素子に流れる電流を検出し、検出信号を制御回路に送信できるパワー素子の電流検出回路を提供する。【解決手段】ドライブＩＣ３の電流検出部１２は、マイコン２より入力される信号に基づいて定められるＰＷＭ信号のキャリアのボトムに相当するタイミングで、ＩＧＢＴ６が導通した際に流れる電流を検出する。そして、電流送信部１３は、電流検出部１２により検出された電流値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成すると、その検出信号をキャリア周期毎にマイコン２に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御回路（２）より入力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に応じて、パワー素子（６）を介して流れる電流を検出する電流検出回路（３，４３，５１）であって、
前記制御回路より入力される信号に基づいて定められる前記ＰＷＭ信号のキャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングにおいて、前記パワー素子に流れる電流を検出する電流検出部（１２，１５）と、
この電流検出部により検出された電流値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成し、前記検出信号を、前記キャリア周期毎に前記制御回路に送信する信号生成送信部（１３，４９，５２）とを備えることを特徴とするパワー素子の電流検出回路。
【請求項２】
前記電流検出部は、前記制御回路により前記キャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングで出力されるトリガ信号が入力されると、前記電流値をサンプリングし、
前記信号生成送信部は、前記検出信号に、前記トリガ信号をヘッダとして付加して前記制御回路に送信することを特徴とする請求項１記載のパワー素子の電流検出回路。
【請求項３】
前記電流検出部は、前記サンプリングされた電流値に応じた電圧信号を生成する電圧信号生成部（１２）を備え、
前記信号生成送信部は、前記トリガ信号が入力されると、所定の遅延時間が経過してからレベルの単調変化を開始する波形となる比較波を生成する比較波生成部（１６，１７）を備え、
前記電圧信号と前記比較波とのレベルを比較することで、前記電圧信号のレベルに応じたパルス幅を有する検出信号を生成することを特徴とする請求項２記載のパワー素子の電流検出回路。
【請求項４】
前記電流検出部は、前記電流値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（３２）を備え、
前記信号生成送信部は、前記トリガ信号が入力されると、前記Ａ／Ｄ変換された電流値データをラッチするラッチ回路（３３）と、
前記電流値データに応じたパルス幅を有する検出信号を生成するパルス信号生成部（３４）とを備えることを特徴とする請求項２記載のパワー素子の電流検出回路。
【請求項５】
前記電流検出部は、前記ＰＷＭ信号の二値レベル変化に応じて、前記パワー素子がターンオンするタイミングでＯＮタイミング信号を出力するＯＮ信号出力部（４５）と、
前記ＰＷＭ信号の二値レベル変化に応じて、前記パワー素子がターンオフするタイミングでＯＦＦタイミング信号を出力するＯＦＦ信号出力部（４６）と、
前記ＯＮ，ＯＦＦ２つのタイミング信号が入力された時点に、それぞれ前記電流値をサンプリングして保持する電流値保持部（４７）と、
前記２つの電流値の平均値を演算する演算部（４８）とを備え、
前記信号生成送信部（４９）は、前記平均値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成することを特徴とする請求項１記載のパワー素子の電流検出回路。
【請求項６】
前記電流検出部は、前記ＰＷＭ信号が、前記パワー素子のオンレベルを示す期間をカウントするパルス幅カウンタ（５３）と、
このパルス幅カウンタによるカウント動作が終了すると、その終了時を起点として、前記キャリア周期相当値より前記カウント結果の１／２を減じた値をカウントする推定カウンタ（５５）とを備え、
前記推定カウンタがカウントアップした時点で、前記パワー素子に流れる電流を検出することを特徴とする請求項１記載のパワー素子の電流検出回路。
【請求項７】
前記推定カウンタは、前記キャリア周期相当値より前記カウント結果の１／２を減じた値に、所定値を加えた値をカウントすることを特徴とする請求項６記載のパワー素子の電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路より入力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に応じて、パワー素子を介して流れる電流を検出する電流検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車に使用される走行駆動用モータを、インバータ回路により制御する場合、マイクロコンピュータ（マイコン）などの制御回路はドライブＩＣを介して、インバータ回路を構成する各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する。この様な構成について、ドライブＩＣ側に、スイッチング素子が導通した際に流れる電流を検出し、検出信号を制御回路に送信する機能を持たせることを想定する。
【０００３】
電流を検出するためにホールセンサを用いると、コストアップすると共にＰＣＵ（Power Control Unit）の内部にスペースが必要となる。そこで、例えば特許文献１に開示されているように、スイッチング素子の導通端子にシャント抵抗を挿入して電流を検出することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３２５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドライブＩＣ側でシャント抵抗に流れる電流を検出するには、パワー素子に電流が流れている期間内に検出を行う必要があり、その検出タイミングをどのようにして把握するかが問題となる（尚、ここで「パワー素子」とは、スイッチング素子及び当該素子に並列接続されるフリーホイールダイオードを含むものを言う）。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＷＭ制御のキャリア周期に同期してパワー素子に流れる電流を検出し、検出信号を制御回路に送信できるパワー素子の電流検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のパワー素子の電流検出回路によれば、電流検出部は、制御回路より入力される信号に基づき定められるＰＷＭ信号のキャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングで、パワー素子に流れる電流を検出する。そして、信号生成送信部は、電流検出部により検出された電流値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成すると、その検出信号をキャリア周期毎に制御回路に送信する。したがって、電流検出回路側では、制御回路より入力される信号に基づいて、ＰＷＭ信号のキャリア周期と同期したタイミングで電流を検出できる。
【０００８】
請求項２記載のパワー素子の電流検出回路によれば、電流検出部は、制御回路により前記キャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングで出力されるトリガ信号が入力されると、電流値をサンプリングする。そして、信号生成送信部は、検出信号に前記トリガ信号をヘッダとして付加して制御回路に送信する。したがって、電流検出部は、制御回路より入力されるトリガ信号により電流検出のタイミングを定めることができる。また、制御回路は、電流検出回路より送出された検出信号にヘッダが付されていることで、検出信号を取得して電流値を評価すべきタイミングを得ることが可能になる。
【０００９】
請求項５記載のパワー素子の電流検出回路によれば、電流検出部は、ＰＷＭ信号の二値レベル変化に応じて、パワー素子がターンオンするタイミングでＯＮ信号出力部がＯＮタイミング信号を出力し、ターンオフするタイミングでＯＦＦ信号出力部がＯＦＦタイミング信号を出力する。そして、電流値保持部は、前記ＯＮ，ＯＦＦ２つのタイミング信号が入力された時点にそれぞれ電流値をサンプリングして保持し、演算部が２つの電流値の平均値を演算すると、信号生成送信部は、平均値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成する。したがって、電流検出部は、制御回路よりＰＷＭ信号のみが入力される場合でも、パワー素子に流れる電流の平均値を得ることにより、キャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングで検出した場合と同様の電流値を取得することが可能になる。
【００１０】
請求項６記載のパワー素子の電流検出回路によれば、電流検出部は、パルス幅カウンタによりＰＷＭ信号がパワー素子のオンレベルを示す期間をカウントし、推定カウンタが、パルス幅カウンタによるカウント動作が終了すると、その終了時を起点としてキャリア周期相当値より前記カウント結果の１／２を減じた値をカウントする。そして、推定カウンタがカウントアップした時点で、パワー素子に流れる電流を検出する。このように構成すれば、推定カウンタのカウント動作により、次にキャリアが最小値及び／又は最大値を示すタイミングで電流を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態であり、モータ駆動システムの構成を示す図
【図２】ドライブＩＣの機能ブロック図
【図３】（ａ）はＰＷＭキャリアと相電流，（ｂ）は検出タイミング信号，（ｃ）はＰＷＭ信号の波形を示す図
【図４】ドライブＩＣ内の電流検出部，及び電流送信部の構成を詳細に示す機能ブロック図
【図５】電流検出部，及び電流送信部の動作を示すタイミングチャート
【図６】マイコン側が検出信号の受信処理を行う部分を示す機能ブロック図
【図７】同受信処理のタイミングチャート
【図８】第２実施形態を示す図４相当図
【図９】図５相当図
【図１０】第３実施形態を示す図１相当図
【図１１】図２相当図
【図１２】図３相当図
【図１３】第４実施形態を示す図２相当図
【図１４】図５相当図
【図１５】具体数値例を説明する図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、モータ駆動システム１は、マイクロコンピュータ（マイコン，制御回路）２，６個のドライブＩＣ３（ａ〜ｆ，電流検出回路），インバータ回路４及びモータ５を備えている。インバータ回路４は、スイッチング素子たる例えばＩＧＢＴ６（ａ〜ｆ）を３相ブリッジ接続して構成されている。また、各ＩＧＢＴ６（ａ〜ｆ）のコレクタ，エミッタ間には、それぞれフリーホイールダイオード７（ａ〜ｆ）が逆並列に接続されている。すなわち、ＩＧＢＴ６及びフリーホイールダイオード７はパワー素子に相当する。
【００１３】
マイコン２は、ソフトウェアを中心に実現される機能である相電流推定・タイミング制御ロジック８（以下、制御ロジック８と称す）を備えており、マイコン２と各ドライブＩＣ３との間における信号の伝送は、フォトカプラ９を介して行われる。すなわち、両社間を電気的に絶縁することで、インバータ回路４に供給される高い駆動電圧（例えば数１００Ｖ）より、マイコン２側を保護するためである。
【００１４】
マイコン２は、各ドライブＩＣ３にＰＷＭ信号を出力すると共に、三角波キャリアがボトム（最小値）になるタイミング（アップダウンカウンタのカウント値ゼロ）で検出タイミング信号（トリガ信号）を出力する（図３（ｂ）参照）。
【００１５】
図２に示すように、ドライブＩＣ３は、ＩＧＢＴ駆動部１１，電流検出部１２，電流送信部１３（信号生成送信部）を備えている。ＩＧＢＴ駆動部１１は、入力されるＰＷＭ信号に応じてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）６のゲートにゲート駆動信号を出力する。ＩＧＢＴ６は、メイン素子６Ｍと電流検出用のセンス素子６Ｓとからなり、センス素子６Ｓには、メイン素子６Ｍに流れる電流に応じた電流が所定の分流比で流れる。すなわち、メイン素子６Ｍに大きな電流が流れる場合でも、電流検出を容易に行うことができる。
【００１６】
センス素子６Ｓのエミッタとグランド（下アーム側の場合）との間には、抵抗素子１４及び１５の直列回路が接続されている。電流検出部１２は、入力される検出タイミング信号をトリガとして、抵抗素子１５（電流検出部）の端子電圧を検出することでＩＧＢＴ６がオンしている期間に流れる電流を検出すると（図３（ａ），（ｂ）参照）、検出した電流値を電流送信部１３に出力する。検出タイミング信号は電流送信部１３にも入力されており、電流送信部１３は、フォトカプラ９を介して電流検出信号をマイコン２に送信する。
【００１７】
図４に示すように、電流検出部１２はサンプルホールド回路（電圧信号生成部）で構成され、検出タイミング信号をトリガとして、その時点に入力されているセンス電圧（抵抗素子１５の端子電圧）のレベルをサンプリングしてホールドする（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００１８】
電流送信部１３は、遅延回路１６，比較波生成回路１７（共に比較波生成部），コンパレータ１８，ＤＵＴＹ生成回路１９，ヘッダ生成部２０，ＯＲゲート２１で構成されている。遅延回路１６は、検出タイミング信号に所定の遅延時間を付与して比較波生成回路１７に出力する。比較波生成回路１７は、遅延回路１６を介して入力される検出タイミング信号をトリガとして、単調増加する鋸歯状波を比較波として発生させる（図５（ｃ）参照）。
【００１９】
コンパレータ１８の反転入力端子には比較波が与えられ、非反転入力端子には電流検出部１２のサンプルホールド信号（電圧信号）が与えられており、ＤＵＴＹ生成回路１９には、コンパレータ１８の出力信号と遅延回路１６の出力信号とが入力されている。
【００２０】
ＤＵＴＹ生成回路１９は、遅延回路１６を介して入力される検出タイミング信号をトリガとしてハイレベルパルスの出力を開始する。コンパレータ１８の出力信号は、（比較波）＞（サンプルホールド信号）になるとハイレベルからローレベルに変化するので、ＤＵＴＹ生成回路１９は、そのレベル変化をトリガとしてハイレベルパルスの出力を停止する（図５（ｄ）参照）。その結果、ＤＵＴＹ生成回路１９の出力信号は、サンプルホールド信号のレベルに応じたハイレベルパルス幅を有するデューティ信号となる。
【００２１】
ヘッダ生成部２０は、例えば、入力される検出タイミング信号をトリガとして、ワンショットパルスを発生させるマルチバイブレータ等で構成されている。上記ワンショットパルスはヘッダとして生成され（図５（ｅ）参照）、ＯＲゲート２１によってＤＵＴＹ生成回路１９の出力信号（デューティ信号）との論理和がとられる。そして、その論理和信号が検出信号（電流出力）としてマイコン２に送信される（図５（ｆ）参照）。
【００２２】
ヘッダ生成部２０は、検出タイミング信号をヘッダとして送信するために波形を整形する作用を成す。ヘッダのパルス幅は、必ずしも検出タイミング信号のパルス幅と同一である必要はないが、少なくとも、ヘッダとデューティ信号との間に所定の間隔が存在する範囲に設定する。加えて後述するように、ヘッダのパルス幅はデューティ信号の最小パルス幅よりも狭くなるように設定する。すなわち、遅延回路１６により遅延時間を付与する目的は、マイコン２に送信する検出信号において、ヘッダとデューティ信号とを弁別可能とするための時間余裕を設けることにある。
【００２３】
図６に示すように、ドライブＩＣ３が出力した検出信号がフォトカプラ９を介してマイコン２に入力されると、検出信号は制御ロジック８のヘッダ検出回路２２及びパルス幅検出回路２３に入力される。ヘッダ検出回路２２は、検出信号に含まれているヘッダを、例えばデューティ信号の最小パルス幅で規定される閾値未満のパルス幅であることにより検出すると、ヘッダ検出信号をパルス幅検出回路２３及びソフトウェア（によって実現される機能を示す）２４に出力する。ソフトウェア２４は、ヘッダ検出信号を例えば割り込みやポーリングによって認識する。
【００２４】
パルス幅検出回路２３は、検出信号がハイレベルを示す期間にカウントを行うカウンタで構成され、ヘッダ検出信号が入力されるとリセットされる（図７（ｂ）,（ｃ）参照）。パルス幅検出回路２３のカウント値は検出電流値に相当するもので、ソフトウェア２４は、ヘッダ検出信号をトリガとして上記カウント値を取得する。但し、当該カウント値にはヘッダパルスをカウントした分も含まれているので、ソフトウェア２４は、取得したカウント値よりヘッダパルスのカウント分を減じて電流値を得るようにする。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、ドライブＩＣ３の電流検出部１２は、マイコン２より入力される信号に基づいて定められるＰＷＭ信号のキャリアの最小値に相当するタイミングで、ＩＧＢＴ６が導通した際に流れる電流を検出する。そして、電流送信部１３は、電流検出部１２により検出された電流値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成すると、その検出信号をキャリア周期毎にマイコン２に送信する。したがって、ドライブＩＣ３側では、マイコン２より入力される信号に基づき、ＰＷＭ信号のキャリア周期と同期したタイミングで電流を検出することができる。
【００２６】
また、電流検出部１２は、マイコン２からの検出タイミング信号が入力されると電流値をサンプリングし、電流送信部１３は、検出信号に前記トリガ信号をヘッダとして付加してマイコン２に送信する。したがって、電流検出部１２は、検出タイミング信号により電流検出のタイミングを定めることができる。また、マイコン２は、ドライブＩＣ３より送出された検出信号にヘッダが付されていることで、検出信号を取得して電流値を評価すべきタイミングを得ることが可能になる。
【００２７】
更に、電流検出部１２は、電流値に応じたサンプルホールド信号を出力し、電流送信部１３は、検出タイミング信号が入力されると、遅延回路１６が所定の遅延時間を付与した後、比較波生成回路１７が鋸歯状波となる比較波の生成を開始する。そして、コンパレータ１８によりサンプルホールド信号と比較波とのレベルを比較することで、サンプルホールド信号の電圧レベルに応じたパルス幅を有する検出信号を生成する。
【００２８】
したがって、検出信号を、電流値に応じたデューティ比を有する信号として生成でき、電流値に応じた電圧信号を送信する場合に比較して、検出信号のノイズ耐性を向上させることができる。また、遅延時間を付与することで、検出信号を受信するマイコン２側において、ヘッダと電流値を示すデューティ信号との弁別を容易に行うことができる。尚、検出タイミング信号は、キャリアが最大値（ピーク）を示すタイミングで出力されるものでも良いし、キャリアの最小値及び最大値を示すタイミングで出力されるものでも良い。
【００２９】
（第２実施形態）
図８に示すように、第２実施形態のドライブＩＣ３１（電流検出回路）は、サンプルホールド回路１２，比較波生成回路１７，コンパレータ１８及びＤＵＴＹ生成回路１９を削除し、それらに代えてＡ／Ｄ変換器３２（電流検出部），ラッチ３３（ラッチ回路）及びＤＵＴＹ生成回路３４（パルス信号生成部）を備えたものである。尚、ＩＧＢＴ駆動部１１の図示は省略している。そして、Ａ／Ｄ変換器３２を除いたものが、電流送信部３５（信号生成送信部）を構成している。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器３２は、クロック信号ＣＬＫのパルスが入力される毎にセンス電圧をＡ／Ｄ変換し（図９（ａ），（ｂ）参照）、ラッチ３３は、検出タイミング信号をトリガとしてＡ／Ｄ変換器３２がＡ／Ｄ変換したデータをラッチする（図９（ｃ），（ｄ）参照）。ＤＵＴＹ生成回路３４は、第１実施形態と同様に、遅延回路１６を介して与えられる検出タイミング信号をトリガとしてパルス信号の出力を開始し、ラッチ３３を介して与えられるデータ値に応じたパルス幅になると出力を終了する（図９（ｅ），（ｆ）参照）。
【００３１】
以上のように第２実施形態によれば、ドライブＩＣ３１は、電流検出部として、電流値に相当するセンス電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３２を備え、電流送信部３５は、検出タイミング信号が入力されると、Ａ／Ｄ変換された電流値データをラッチするラッチ３３と、電流値データに応じたパルス幅を有する検出信号を生成するＤＵＴＹ生成回路３４を備える。したがって、電流値の検出及び検出信号の生成を、デジタル回路で行うことができる。
【００３２】
（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態のモータ駆動システム４１は、マイコン２，ドライブＩＣ３を、それぞれマイコン４２（制御回路），ドライブＩＣ４３（電流検出回路）に置き換えたものである。マイコン４２の制御ロジック４４は、ドライブＩＣ４３に対して検出タイミング信号を出力せずに、ＰＷＭ信号のみを出力する。
【００３３】
図１１に示すように、ドライブＩＣ４３は、ＰＷＭ信号ＯＮタイミング検出部４５（ＯＮ信号出力部），ＰＷＭ信号ＯＦＦタイミング検出部４６（ＯＦＦ信号出力部，何れも電流検出部），電流検出部４７（電流値保持部），電流値平均化部４８（演算部）及び電流送信部４９（信号生成送信部）で構成されている。
【００３４】
ＯＮタイミング検出部４５，ＯＦＦタイミング検出部４６は、それぞれＰＷＭ信号の立ち上がりエッジ（ＩＧＢＴ６のターンオンタイミング），立下りエッジ（同ターンオフタイミング）に同期してワンショットパルスを出力する（図１２（ｂ）〜（ｄ）参照）。上記ワンショットパルスは、それぞれＯＮタイミング指令（ＯＮタイミング信号），ＯＦＦタイミング指令（ＯＦＦタイミング信号）として電流検出部４７に入力される。
【００３５】
電流検出部４７は、入力されるセンス電圧をＯＮタイミング指令，ＯＦＦタイミング指令の入力タイミングでそれぞれサンプリングすると、ＯＮタイミング電流値，ＯＦＦタイミング電流値として電流値平均化部４８に出力する。電流値平均化部４８は、ＯＮタイミング電流値とＯＦＦタイミング電流値との和の１／２を平均値として、電流送信部４９に出力する（図１２（ｆ）参照）。尚、必要であれば、電流値平均化部４８もＯＮタイミング指令，ＯＦＦタイミング指令を参照すれば良い。
【００３６】
電流送信部４９は、入力される電流平均値の値に応じたパルス幅を有する検出信号を作成し、マイコン２に送信する（図１２（ｇ）参照）。するとマイコン２は、キャリアのその次の周期において、ドライブＩＣ４３より送信された平均値を取得する（図１２（ｈ）参照）。尚、第３実施形態では、第１，第２実施形態のように検出信号にヘッダを付加しない。また、電流送信部４９が生成する検出信号のパルス幅は、電流値がレンジの最大となった場合に、キャリア周期の５０％程度となるように設定する。これにより、電流値が高い場合にパルスがキャリア周期よりはみ出すことを防止する。
【００３７】
図１２（ｅ）〜（ｈ）中に各タイミングを丸数字で示しているが、（２）〜（８）が交互にＯＮ，ＯＦＦタイミングとなり、平均値は、（２）と（３），（４）と（５），（６）と（７）のペアについてそれぞれ求められる。
【００３８】
尚、以上はＩＧＢＴ６に流れる電流について平均値を求めたが、フリーホイールダイオード７を介して流れる還流電流（パワー素子に流れる電流）について、同様に平均値を求めても良い。但しこの場合、電流検出部４７での検出タイミングは、（１）と（２），（３）と（４），（５）と（６），（７）と（８）のペア（すなわちＩＧＢＴ６のオフ期間）についてそれぞれ求めることになる。
【００３９】
また、ＩＧＢＴ６に流れる電流の平均値と、ダイオード７に流れる電流の平均値とを、個別にマイコン２に送信しても良い（但し、フォトカプラの追加が必要となる）。これらの電流平均値を用いることで、電流検出の分解能を向上させることができる。
【００４０】
以上のように第３実施形態によれば、ＰＷＭ信号ＯＮタイミング検出部４５，ＰＷＭ信号ＯＦＦタイミング検出部４６は、ＰＷＭ信号の二値レベル変化に応じてＩＧＢＴ６がターンオン，ターンオフするタイミングでＯＮタイミング指令，ＯＦＦタイミング指令をそれぞれ出力する。電流検出部４７は、ＯＮ，ＯＦＦ２つのタイミング指令が入力された時点に、それぞれ電流値をサンプリングして保持し、電流値平均化部４８は、それら２つの電流値の平均値を演算し、電流送信部４９は、前記平均値に応じたパルス幅を有する検出信号を生成する。したがって、ＩＧＢＴ６がオンしている期間に流れる電流の平均値を得ることで、第１，第２実施形態のようにマイコン２からの検出タイミング信号が入力されない場合でも、同様に電流検出を行うことができる。
【００４１】
（第４実施形態）
図１３に示すように、第４実施形態のドライブＩＣ５１（電流検出回路）は、第１実施形態のドライブＩＣ３より、電流送信部１３を電流送信部５２（信号生成送信部）に置き換え、パルス幅カウンタ５３，キャリアボトム推定ロジック部５４及びタイミング生成回路５５（推定カウンタ）を加えたものである。パルス幅カウンタ５３は、入力されるＰＷＭ信号がハイレベルを示す期間に、図示しないＣＲ発振回路により生成される周波数数ＭＨｚのクロック信号によりカウント動作を行う（図１４（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００４２】
尚、図１４（ａ）に示すように、マイコン２側で使用されているクロック信号は、水晶発振子を用いた高精度の発振回路より供給される、周波数が数１０ＭＨｚのクロック信号である。また、ＰＷＭキャリアの周波数は、例えば数１０ｋＨｚ程度である（図１４（ｂ）参照）。なお、正弦波状の電流波形については直線近似で示している。
【００４３】
キャリアボトム推定ロジック部５４は、パルス幅カウンタ５３のカウント値に基づいて、キャリアが最小値を示すタイミングに相当するカウント値（ボトム推定値）を計算してタイミング生成回路５５に出力する。タイミング生成回路５５は、やはりＣＲ発振回路により生成されるクロック信号によりカウント動作を行うカウンタであり、キャリアボトム推定ロジック部５４よりボトム推定値が与えられると、その推定値をロードして例えばダウンカウント動作を行う。そして、カウント値がゼロになると、ボトムタイミング推定信号を電流検出部１２及び電流送信部５２に出力する（図１４（ｆ）参照）。
【００４４】
電流検出部１２は、ボトムタイミング推定信号をトリガとしてセンス電圧をサンプルホールドし、電流送信部５２に出力する（図１４（ｇ）参照）。電流送信部５２は、同様にボトムタイミング推定信号をトリガとして出力信号をハイレベルにし、その後、電流検出部１２より入力されたサンプルホールド信号のレベルに応じた期間にハイレベルを維持することで、デューティ比が変化するパルスを検出信号として生成する（図１４（ｇ），（ｈ）参照）。
【００４５】
尚、最初のＰＷＭ信号が出力される前の初期状態では、タイミング生成回路５５は、ＰＷＭデューティが５０％に相当する場合に対応するボトムタイミング推定信号を出力する。初期状態では、未だインバータ回路４を介して電流が出力されていないので、最小の検出電流値に多少の誤差があっても、制御上問題とはならない。
【００４６】
図１５に示すように、キャリア周波数が１０ｋＨｚ（周期１００μｓ）であり、ドライブＩＣ５１のクロック信号が１ＭＨｚ（周期１μｓ）であり、パルス幅カウンタ５３のカウント値が最初に「６０」であったとする。このカウント値は、ＰＷＭ信号の立ち下がりエッジでラッチされる。すると、タイミング生成回路５５は、キャリア周期相当値「１００」より「６０／２」を減じ、更に補正分として「１（所定値）」を加えた値「７１」を計算結果としてタイミング生成回路５５に出力する（図１５（ｅ）参照）。上記の補正分「１」は、パルス幅を周期１μｓのクロック信号でカウントすることで生じ得るずれを補正するために加えられる。
【００４７】
タイミング生成回路５５には、カウント値「７１」がロードされ、ダウンカウントによるカウント値がゼロになると、ボトムタイミング推定信号を出力し、次回にカウント値がロードされるまでカウント動作を停止する。次のキャリア周期におけるパルス幅カウンタ５３がカウント値が「５０」であれば、タイミング生成回路５５は、キャリア周期相当値「１００」より「５０／２」を減じ、更に補正分として「１」を加えた値「７６」を計算結果として出力する。
【００４８】
以上のように第４実施形態によれば、パルス幅カウンタ５３により、ＰＷＭ信号が、ＩＧＢＴ６のオンレベルを示す期間をカウントし、タイミング生成回路５５は、パルス幅カウンタ５３によるカウント動作が終了すると、その終了時を起点として、キャリア周期相当値よりカウント結果の１／２を減じた値をカウントする。そして、電流検出部１２は、
タイミング生成回路５５がカウントアップ（＝０）した時点で、ＩＧＢＴ６がオンした際に流れる電流を検出する。
【００４９】
このように、キャリアがボトムを示すタイミングを推定することで、ドライブＩＣ５１は、第１実施形態等のようにマイコン２からの検出タイミング信号が得られなくても、マイコン側との処理の同期を維持することができる。そして、タイミング生成回路５５は、キャリア周期相当値よりカウント結果の１／２を減じた値に、「１」を加えた値をカウントするので、ドライブＩＣ５１側のクロック信号によりパルス幅をカウントすることで生じるずれを補正できる。尚、キャリアがボトムを示すタイミングに替えて、ピークを示すタイミングを推定しても良いし、ボトム及びピークの双方を示すタイミングを推定しても良い。
【００５０】
本発明は上記した、又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
電流検出機能付きのドライブＩＣは、必ずしもインバータ回路４を構成する全てのＩＧＢＴ６に対応して設ける必要はない。例えば、モータ制御のために電流の検出が必要であれば、下アーム側のＩＧＢＴ６ｄ〜６ｆだけに配置しても良いし、更に２相の電流のみを検出して、残り１相の電流をマイコン２が演算で求める場合には、２相のみに配置しても良い。
【００５１】
また、Ｈブリッジ回路やハーフブリッジ回路，更に１個のパワー素子が負荷と直列に接続されてハイサイド駆動，ローサイド駆動を行うものに適用しても良い。
センス素子が無いＩＧＢＴを用いても良い。また、スイッチング素子はＩＧＢＴに限ることなく、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタ等でも良い。
【００５２】
第１，第２実施形態において、ヘッダをドライバＩＣ３側で生成して負荷しても良い。また、マイコン２とドライバＩＣ３との処理に同期がとれていれば、ヘッダを用いなくても良い。
第４実施形態において、補正分として加える値は「１」に限らない。また補正が不要であれば、加える必要はない。
キャリア周期やクロック信号の周期については、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
【符号の説明】
【００５３】
図面中、２はマイクロコンピュータ（制御回路）、３はドライブＩＣ（電流検出回路）、６はＩＧＢＴ（スイッチング素子，パワー素子）、７はフリーホイールダイオード（パワー素子）、１２は電流検出部、１３は電流送信部（信号生成送信部）、１５は抵抗素子（電流検出部）、１６は遅延回路（比較波生成部）、１７は比較波生成回路（比較波生成部）を示す。
【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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【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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