(57)【要約】【課題】モータ起動装置に使用されるＨＶＩＣにおいて、ブートストラップ電源の電圧が低い時のＨＶＩＣの上段駆動回路の誤動作を防ぐことを目的とする。【解決手段】ブートストラップコンデンサが充電されていない起動時に、所定の第一時間下段スイッチング素子をＯＮした後にＯＦＦする初回充電手段と、初回充電手段を３相同じタイミングでＯＮした後にＯＦＦさせてブートストラップ電源を充電する充電信号発生手段を備え、第一時間はＨＶＩＣが安定して動作する前記ブートストラップ電源の電圧を確保できる時間とする。【選択図】図１
2014107999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の正極側と負極側に直列に接続された３相の上段スイッチング素子および下段スイッチング素子と、３相の上段スイッチング素子と下段スイッチング素子の接続部に接続された３相巻線と回転子より構成されるモータと、前記３相の上段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするための駆動信号を入力し前記上段スイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦできる信号に変換して出力する上段駆動回路と、前記下段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするための駆動信号を入力し前記下段スイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦできる信号に変換して出力する下段駆動回路を内蔵したＨＶＩＣと、前記直流電源の正極側と負極側に接続され、出力と負極側を前記下段駆動回路に接続した制御電源と、前記制御電源と前記接続部の間にブートストラップダイオードとブートストラップ抵抗とブートストラップコンデンサを直列に接続して構成し、このブートストラップコンデンサの両端を前記上段駆動回路に接続したブートストラップ電源と、前記下段スイッチング素子をＯＮし前記ブートストラップコンデンサに充電する充電信号発生手段を備え、前記充電信号発生手段は、前記ブートストラップコンデンサが充電されていない起動時に、第一時間前記下段スイッチング素子をＯＮした後にＯＦＦする初回充電手段と、その後第二時間前記下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを繰り返す２回目以降充電手段備え、前記第一時間は前記上段駆動回路が安定して動作できる前記ブートストラップ電源の電圧を確保できる時間であって、前記第二時間は前記上段スイッチング素子を安定してＯＮ、ＯＦＦできるブートストラップ電源の電圧を制御電源の電圧にすることができる時間にしたものであり、
前記充電信号発生手段は前記初回充電手段を３相同じタイミングでＯＮした後にＯＦＦさせてブートストラップ電源を充電してモータを起動させることを特徴とするモータ起動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ起動装置に内蔵されたスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするために使用される、ＨＶＩＣのブートストラップ電源の起動時の充電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のモータ起動装置およびそれを使用したモータ駆動装置は用途に合わせて回転数が変更でき、消費電力を低減できることから広く使用され、高信頼性や低コスト化や小型化が求められている。
【０００３】
モータ駆動装置は、モータを駆動するための３相の上段スイッチング素子および下段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするためにＨＶＩＣが使用され、モータ起動装置は、モータを起動する時、上段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするためのＨＶＩＣのブートストラップ電源を下段スイッチング素子をＯＮすることによって充電するものである。
【０００４】
従来のモータ起動装置の一例として特許文献１がある。図３は従来のモータ起動装置を説明する図である。直流電源１０１の正極側と負極側に直列に３相の上段スイッチング素子１１４と下段スイッチング素子１１５が接続されている。また、モータ１０４は３相の巻線１０５と回転子１０６で構成され、３相の巻線１０５は３相の上段スイッチング素子１１４と下段スイッチング素子１１５の接続部１０６に接続されている。
【０００５】
制御電源１０２は直流電源１０１の正極側と負極側の間に接続され、出力側と前記負極側の間にはＨＶＩＣ１１１に内蔵された下段駆動回路１１３に接続され、下段駆動回路１１３の電源としている。
【０００６】
制御電源１０２と接続部１１６の間にブートストラップダイオード１０７とブートストラップ抵抗１０８とブートストラップコンデンサ１０９を直列に接続してブートストラップ電源１１０を構成し、このブートストラップコンデンサ１０９の両端はＨＶＩＣ１１１に内蔵された上段駆動回路１１２に接続され、上段駆動回路１１２の電源としている。
【０００７】
制御部１１９は、上段スイッチング素子１１４をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を上段駆動回路１１２に出力し、また、下段スイッチング素子１１５をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を下段駆動回路１１３に出力し、上段駆動回路１１２は入力された駆動信号を実際に上段スイッチング素子１１４がＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して上段スイッチング素子１１４に出力し、下段駆動回路１１３は入力された駆動信号を実際に下段スイッチング素子１１５がＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して下段スイッチング素子１１５に出力し、上段スイッチング素子１１４と下段スイッチング素子１１５をＯＮ、ＯＦＦさせてモータ１０４を駆動させる。
【０００８】
制御部１１９に内蔵された充電信号発生手段１０３は間欠運転手段１２８が出力する駆動信号を下段駆動回路１１３に出力し、下段駆動回路１１３は間欠運転手段１２８が出力する駆動信号を実際に上段スイッチング素子２がＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して上段スイッチング素子２に出力した後、連続充電手段１２９が出力する駆動信号を下段駆動回路１１３に出力し、下段駆動回路１１３は入力した駆動信号を下段スイッチング素子１１５がＯＮ、ＯＦＦできる駆動信号に変換して下段スイッチング素子１１５に出力し、下段スイッチング素子１１５は下段駆動回路１１３から入力された駆動信号によってＯＮ、ＯＦＦして、ブートストラップ電源１１０を充電する。
【０００９】
上記のような構成において、充電信号発生手段１０３は間欠運転手段１２８が出力する駆動信号を下段駆動回路１１３に出力し、その後、連続充電手段１２９の駆動信号を下段駆動回路１１３に出力し、下段駆動回路１１３は入力された駆動信号より下段スイッチング素子１１５をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して下段スイッチング素子１１５に出力し、制御電源１０２からブートストラップダイオード１０７とブートストラップ抵抗１０８を通してブートストラップコンデンサ１０９を充電し、ブートストラップ電源の電圧としている。
【００１０】
図４は具体的にブートストラップ電源１１０を充電する様子を示すものである。
【００１１】
図４（ａ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の充電信号発生手段１０３が出力する下段スイッチング素子１１５を全てＯＮ、ＯＦＦする駆動信号、図４（ｂ）下段スイッチング素子１１５のＯＮ、ＯＦＦの状態、図４（ｃ）ブートストラップ電源１１０が充電される電圧を示している。
【００１２】
図４のように充電信号発生手段１０３は時刻ｔ１より間欠運転を開始し、間欠運転手段１２８はＯＮをｔｏｎ時間、ＯＦＦをｔｏｆｆ時間、間欠運転をｔｋ時間として、ｔｏｎ時間下段スイッチング素子１１５をＯＮし、その後ｔｏｆｆ時間ＯＦＦする駆動信号を繰り返し出力し、ｔｋ時間経過して時刻ｔ２になった時点で連続運転に切替え、連続充電手段１２９は連続運転をｔｒ時間として、ｔｒ時間連続して下段スイッチング素子１１５をＯＮしてブートストラップ電源１１０を充電するものである。これによってブートストラップ電源１１０の電圧は一度に立ち上がることなく、徐々に上昇することになる。
【００１３】
この様にすることによって、ブートストラップ抵抗１０８に流れる電流を抑えて発熱を少なくし装置の小型化を図っている。
【００１４】
また、従来のモータ起動装置の他の例として図３において、間欠運転手段１２８と連続充電手段１２９を充電パルス発生手段１３０に置き換えて下段駆動回路１１３に出力する充電信号発生手段１０３としたものがある。（図示せず。）。
【００１５】
図５はブートストラップ電源１１０を充電する様子を示すものである。
【００１６】
図５（ａ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の下段スイッチング素子１１５をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号と図５（ｂ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の下段スイッチング素子１１５のＯＮ、ＯＦＦの状態と図５（ｃ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブートストラップ電源１１０が充電される電圧を示している。
【００１７】
図５に示すように充電信号発生手段１０３は時刻ｔ１より充電パルス発生手段１３０の出力する駆動信号をＵ相の下段スイッチング素子１１５に出力し、充電パルス発生手段１３０はＯＮをｔｏｎ時間とすると、ｔｏｎ時間下段スイッチング素子をＯＮする駆動信号を出力する。充電信号発生手段１０３はその後の時刻ｔ２になったとき、充電パルス発生手段１３０の出力する駆動信号をＶ相の下段スイッチング素子１１５に出力し、充電パルス発生手段１３０はｔｏｎ時間下段スイッチング素子１１５をＯＮする駆動信号を出力する。充電信号発生手段１０３はその後の時刻ｔ３になった時、充電パルス発生手段１３０の出力する駆動信号をＷ相の下段スイッチング素子１１５に出力し、充電パルス発生手段１３０はｔｏｎ時間下段スイッチング素子をＯＮする駆動信号を出力する。
【００１８】
Ｕ相の下段スイッチング素子１１５がＯＮすると、Ｕ相のブートストラップ電源１１０が立ち上がると同時に、Ｖ相ブートストラップ電源１１０とＷ相のブートストラップ電源１１０は低電圧であるが電圧が上昇する。Ｖ相も同様にＶ相のブートストラップ電源１１０が立ち上がる時、Ｗ相のブートストラップ電源はさらに電圧が少し上昇することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０１１−６７０２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このような従来の構成では、ブートストラップ電源１１０は、初期充電時に３相分の電圧を一度に上げることができなかった。
【００２１】
背景技術の例では、図４に示すように、３相分を一度に充電しようとして、下段スイッチング素子１１５すべてを時刻ｔ１で一度にＯＮしても直ぐに電圧が立ち上がらずに電圧の低い状態が持続していた。
【００２２】
また、他の事例では、図５で一相ずつ順番に充電していく場合を示している。
【００２３】
まず、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間でＵ相のブートストラップ電源１１０に充電することになる。このとき図６に示すように、Ｖ相およびＷ相のブートストラップ電源１１０はモータ１０４を介して充電され、緩やかに電圧が上昇してしまう。実際に０．７Ｖになることを確認した。
【００２４】
つぎに、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間はＶ相のブートストラップ電源１１０を充電すると、Ｗ相のブートストラップ電源１１０の電圧は、さらに上昇する。実際に１．４Ｖになることが確認できた。
【００２５】
すなわち、Ｗ相は特に低電圧状態が長く続き、その後に充電される順番になる。つまり  、上段駆動回路は充電が完了するまでは誤動作する恐れがある。
【００２６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、上段駆動回路の誤動作を防止し、起動を確実に行うことを目的とした起動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
そして、この目的を達成するために本発明は、充電信号発生手段は、第一時間前記下段スイッチング素子をＯＮした後にＯＦＦする初回充電手段と、その後第二時間前記下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを繰り返す２回目以降充電手段備え、充電信号発生手段は前記初回充電手段を３相同じタイミングでＯＮした後にＯＦＦさせ、第一時間はＨＶＩＣが安定して動作できる前記ブートストラップ電源の電圧を確保できる時間であって、前記第二時間は前記上段スイッチング素子を安定してＯＮ、ＯＦＦするためにブートストラップ電源の電圧を制御電源の電圧にすることができる時間としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、充電信号発生手段は初期充電手段より第一時間の間下段スイッチング素子を３相同じタイミングでＯＮさせた後、ＯＦＦし、その後、２回目以降充電手段により第二時間の間下段スイッチング素子をＯＮさせた後ＯＦＦし、制御電源からブートストラップダイオードとブートストラップ抵抗とブートストラップコンデンサを通してブートストラップ電源に充電するので、上段駆動回路が安定に動作出るブートストラップ電源の電圧を確保でき、上段スイッチング素子を安定してＯＮ、ＯＦＦできるので、上段駆動回路の誤動作を防止し、起動を確実に行うことのできる起動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１のモータ起動装置の図
【図２】同、充電信号発生手段が出力する駆動信号とブートストラップ電源を充電する様子を示す図（（ａ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相充電信号発生手段が出力する下段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を示す図、（ｂ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦの状態を示す図、（ｃ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ブートストラップ電源が充電される電圧を示す図）
【図３】従来のモータ起動装置の図
【図４】同、ブートストラップ電源を充電する様子を示す図（（ａ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相充電信号発生手段が出力する下段スイッチング素子を全てＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を示す図、（ｂ）下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦの状態を示す図、（ｃ）ブートストラップ電源が充電される電圧を示す図）
【図５】他の従来の充電信号発生手段が出力する駆動信号とブートストラップ電源の充電をする様子を示す図（（ａ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相下段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を示す図（ｂ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦの状態を示す図、（ｃ）Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ブートストラップ電源１１０が充電される電圧を示す図）
【図６】同、充電経路を説明する図
【図７】従来の上段駆動回路のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の請求項１記載の発明は、直流電源の正極側と負極側に直列に接続された３相の上段スイッチング素子および下段スイッチング素子と、３相の上段スイッチング素子と下段スイッチング素子の接続部に接続された３相巻線と回転子より構成されるモータと、前記３相の上段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするための駆動信号を入力し前記上段スイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦできる信号に変換して出力する上段駆動回路と、前記下段スイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦするための駆動信号を入力し前記下段スイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦできる信号に変換して出力する下段駆動回路を内蔵したＨＶＩＣと前記直流電源の正極側と負極側に接続され、出力と負極側を前記下段駆動回路に接続した制御電源と、前記制御電源と前記接続部の間にブートストラップダイオードとブートストラップ抵抗とブートストラップコンデンサを直列に接続して構成し、このブートストラップコンデンサの両端を前記上段駆動回路に接続したブートストラップ電源と、前記下段スイッチング素子をＯＮし前記ブートストラップコンデンサに充電する充電信号発生手段を備え、前記充電信号発生手段は、前記ブートストラップコンデンサが充電されていない起動時に、第一時間前記下段スイッチング素子をＯＮした後にＯＦＦする初回充電手段と、その後第二時間前記下段スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを繰り返す２回目以降充電手段備え、前記第一時間は前記上段駆動回路が安定して動作できる前記ブートストラップ電源の電圧を確保できる時間であって、前記第二時間は前記上段スイッチング素子を安定してＯＮ、ＯＦＦするブートストラップ電源の電圧を制御電源の電圧にすることができる時間にしたものであり、前記充電信号発生手段は前記初回充電手段を３相同じタイミングでＯＮした後にＯＦＦさせてブートストラップ電源を充電してモータを起動させる起動装置である。
【００３１】
これにより、充電信号発生手段は初期充電手段より第一時間の間下段スイッチング素子を３相同じタイミングでＯＮさせた後、ＯＦＦし、その後、２回目以降充電手段により第二時間の間下段スイッチング素子をＯＮさせた後ＯＦＦし、制御電源からブートストラップダイオードとブートストラップ抵抗とブートストラップコンデンサを通してブートストラップ電源に充電するので、上段駆動回路が安定に動作出るブートストラップ電源の電圧を確保でき、上段スイッチング素子を安定してＯＮ、ＯＦＦできるので、上段駆動回路の誤動作を防止し、起動を確実に行うことのできる起動装置を提供できる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１に示すように、モータ起動装置は、直流電源１と３相の上段スイッチング素子２および下段スイッチング素子３と、３相の巻線４と回転子５より構成されるモータ６と、上段スイッチング素子２を駆動する信号を出力する上段駆動回路７と、下段スイッチング素子３を駆動する信号を出力する下段駆動回路８と、下段駆動回路８に接続した制御電源９と、上段駆動回路７に接続したブートストラップ電源１０とを備えている。
【００３４】
上段駆動回路７と下段駆動回路８はＨＶＩＣ１１に内蔵されている。
【００３５】
上段スイッチング素子２と下段スイッチング素子３はＯＮ、ＯＦＦさせてモータ６を駆動させるものである。
【００３６】
また、上段スイッチング素子２と下段スイッチング素子３は、直流電源１の正極側と負極側に直列に接続されている。
【００３７】
また、モータ６は、３相の巻線４と３相の上段スイッチング素子２と下段スイッチング素子３の接続部１２に接続されている。
【００３８】
制御電源９は直流電源１の正極側と負極側の間に接続され、出力側と前記負極側の間には下段駆動回路８に接続され、下段駆動回路８の電源としている。
【００３９】
ブートストラップ電源１０は、ブートストラップダイオード１３とブートストラップ抵抗１４とブートストラップコンデンサ１５を直列に接続して構成し、制御電源９と接続部１２の間に接続している。このブートストラップコンデンサ１５の両端を上段駆動回路７に接続して上段駆動回路７の電源としている。
【００４０】
また、モータ起動装置は、上段駆動回路７と下段駆動回路８を駆動する制御部１６を備えている。
【００４１】
制御部１６は、上段スイッチング素子２をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を上段駆動回路７に出力し、また、下段スイッチング素子３をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を下段駆動回路８に出力するものである。
【００４２】
上段駆動回路７は、入力された駆動信号を実際に上段スイッチング素子２がＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して上段スイッチング素子２に出力するものである。
【００４３】
また、下段駆動回路８は入力された駆動信号を実際に下段スイッチング素子３がＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して下段スイッチング素子３に出力するものである。
【００４４】
また、制御部１６には、初回充電手段１７と２回目以降充電手段１８を備えた充電信号発生手段１９を備えている。
【００４５】
充電信号発生手段１９は、初回充電手段１７と２回目以降充電手段１８を順番に動作させて、３相同時に下段スイッチング素子３を所定の時間タイミングでＯＮ、ＯＦＦさせるものである。
【００４６】
初回充電手段１７は３相同時に下段駆動回路８に駆動信号を出力するものである。
【００４７】
一般にブートストラップ電源１０に接続された上段駆動回路７が安定して動く電圧はＨＶＩＣの性能から３Ｖ以上である。このことから、初回充電手段１７で下段スイッチング素子３をＯＮする第一時間としてのｔ１ｏｎ時間は、３Ｖ確保できる時間としている。
【００４８】
また、初回充電手段１７は、ｔ１ｏｎ時間後、ｔｏｆｆ時間だけ上段スイッチング素子２をＯＦＦするものである。
【００４９】
同様に、２回目以降充電手段１８は、３相同時に下段駆動回路８に駆動信号を出力するものである。
【００５０】
２回目以降充電手段１８は、制御電源９の電圧（制御電源９が１２Ｖ）になる時間をｔ２ｊ時間、上段スイッチング素子２を第二時間としてｔ２ｏｎ時間ＯＮし、ｔ２ｏｆｆ時間ＯＦＦすることを繰り返すものである。
【００５１】
上記の構成において、モータ６の起動時に充電信号発生手段１９は初回充電手段１７の駆動信号を３相同時に下段駆動回路８に出力し、その後、２回目以降充電手段１８の駆動信号を下段駆動回路８に出力し、下段駆動回路８は入力された駆動信号により、上段スイッチング素子２をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換して上段スイッチング素子２に出力し、制御電源９からブートストラップダイオード１３とブートストラップ抵抗１４を通してブートストラップコンデンサ１５を充電し、ブートストラップ電源の電圧としている。
【００５２】
図２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブートストラップ電源１０が充電する様子を示すものである。図２（ａ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の充電信号発生手段１９が出力する下段スイッチング素子１１５をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号、図２（ｂ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上段スイッチング素子２のＯＮ、ＯＦＦの状態、図２（ｃ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブートストラップ電源１０が充電される電圧を示している。
【００５３】
図２に示すように、充電信号発生手段１９は時刻ｔ１より初回充電を開始させる。そのために初回充電手段１７はＯＮをｔ１ｏｎ時間、ＯＦＦをｔ１ｏｆｆ時間として、ｔ１ｏｎ時間だけＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上段スイッチング素子２をＯＮさせ、その後ｔ１ｏｆｆ時間だけＯＦＦする駆動信号を出力する。
【００５４】
充電信号発生手段１９は、さらにその後時刻ｔ２になった時点で２回目以降充電手段１８を動作させる。２回目以降充電手段１８はＯＮをｔ２ｏｎ時間、ＯＦＦをｔ２ｏｆｆ時間、２回目以降の充電時間をｔ２ｊとして、ｔ２ｏｎ時間Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相下段スイッチング素子をＯＮし、その後、ｔ２ｏｆｆ時間ＯＦＦする駆動信号を出力し、これらをｔ２ｊ時間繰り返して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブートストラップ電源１０を充電する。
【００５５】
以上のようなに初回充電手段１７が出力する駆動信号によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上段スイッチング素子２がＯＮ、ＯＦＦすることによって、制御電源９からブートストラップダイオード１３、ブートストラップ抵抗１４とブートストラップコンデンサ１５を通して充電され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のブートストラップ電源１０の電圧を最初に上段駆動回路７が安定して動く電圧とすることができる。
【００５６】
一般にブートストラップ電源１０に接続された上段駆動回路が安定して動く電圧は３Ｖ以上であり、前記ｔ１ｏｎ時間は、３Ｖ確保できる時間としている。
【００５７】
充電信号発生手段１９は、初回充電手段１７の駆動信号を３相同時にし、かつブートストラップ電源１０が３Ｖを確保できる時間だけ出力しているので、図４に示した従来技術のようにＶ相、Ｗ相のブートストラップ電源１１０の電圧が直ぐに立ち上がらずに低い状態が持続することはない。
【００５８】
また、初回充電手段１７の動作に続けて、２回目以降充電手段１８が出力する駆動信号によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上段スイッチング素子２がＯＮ、ＯＦＦすることによって、徐々にブートストラップ電源１０を充電し、ｔ２ｊ時間繰り返すことで制御電源９の電圧にすることができる。
【００５９】
なお、制御電源９の電圧は、上段スイッチング素子２と上段スイッチング素子２を駆動するための電圧の１２Ｖである。
【００６０】
２回目以降充電手段１８は徐々にブートストラップ電源１０を充電するので、充電電流も徐々に流れるため、ブートストラップ電源の電圧を確保できる。また、従来例のブートストラップ抵抗の発熱も防ぐこともできる。
【００６１】
そして、上段スイッチング素子２を安定してＯＮ、ＯＦＦさせることができる。
【００６２】
図２では、２回目以降充電手段１８が出力するＯＮ、ＯＦＦの駆動信号をＵ相、Ｖ相、Ｗ相同期して出力させているが、この時、すでにブートストラップ電源が３Ｖ確保できているため、同時に出力していなくても問題はなく、すくなくとも初回充電手段１７のみ同時に出力すればよい。
【００６３】
ここで、本実施の形態の技術をより理解できるように、本実施の形態のようにしなかった場合について、説明をしておく。
【００６４】
ブートストラップ電源に電圧が十分でなくブートストラップ電源に接続された上段駆動回路７が誤動作する現象について説明する。
【００６５】
図７は上段駆動回路１１２のブロック図である。上段駆動回路１１２は、パルス発生回路１３１とフリップフロップ回路１３２と上段ゲート駆動回路１３３で構成されている。
【００６６】
上段駆動回路１１２は上段スイッチング素子２をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号を入力すると、パルス発生回路１３１はＯＮ時およびＯＦＦ時にパルス信号を発生させ、フリップフロップ回路１３２に出力する。
【００６７】
フリップフロップ回路１３２は入力されたパルス信号を再び駆動信号に変換して上段ゲート駆動回路１３３に出力し、上段ゲート駆動回路１３３は入力した駆動信号から実際に上段スイッチング素子２を駆動させる駆動信号に変換して出力する。パルス発生回路１３１とフリップフロップ回路１３２と上段ゲート駆動回路１３３はブートストラップ電源１０に接続され、モータを駆動する時、制御部１６が出力する上段スイッチング素子２をＯＮ、ＯＦＦのする駆動信号をブートストラップ電源１０にレベルシフトし、実際に上段スイッチング素子２をＯＮ、ＯＦＦする駆動信号に変換している。
【００６８】
ここで、パルス発生回路１３１とフリップフロップ回路１３２はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている。このＰチャンネルＭＯＳＦＥＴとＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのＯＮ、ＯＦＦするしきい値のばらつきは、低電圧で大きくなる。しきい値のばらつきによっては、フリップフロップ回路１３２が誤動作をし、出力がＯＮのままに固定されてしまうことがある。フリップフロップ回路の内部構造や低電圧の誤動作については、特許文献２にも開示されている。
【００６９】
充電信号発生手段１９はモータ６を駆動させる時、ブートストラップ電源１０を充電するために、上段スイッチング素子２をＯＮするので、この時、ブートストラップ電源１０の電圧が低いと上段駆動回路７が誤動作をして、上段スイッチング素子２をＯＮするのと同時に、上段スイッチング素子２が同時にＯＮの状態になり、上下短絡を起こして、上段スイッチング素子２や上段スイッチング素子２が破壊することがある。
【００７０】
本発明は、初期充信号発生手段によってブートストラップ電源は、上段駆動回路が安定して動く電圧を確保した後に徐々に電圧を上げて、上段スイッチング素子が安定して動く電圧にするので、上段駆動回路が誤動作することなく、起動を確実に行うことができる起動装置となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
モータ起動装置としたが、ＨＶＩＣを使用して下段スイッチング素子をＯＮしてブートストラップ電源を充電しているものであれば同様な課題や効果があり、例えば、スイッチング電源の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１    直流電源
２    上段スイッチング素子
３    下段スイッチング素子
４    巻線
５    回転子
６    モータ
７    上段駆動回路
８    下段駆動回路
９    制御電源
１０  ブートストラップ電源
１１  ＨＶＩＣ
１２  接続部
１３  ブートストラップダイオード
１４  ブートストラップ抵抗
１５  ブートストラップコンデンサ
１６  制御部
１７  初回充電手段
１８  ２回目以降充電手段
１９  充電信号発生手段
【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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