(57)【要約】【課題】バッテリ逆接続時に、ハーフブリッジ回路に均一に電流が流れるようにする。【解決手段】発電機の六相の交流出力を直流に変換してバッテリＢＢに充電する構成で、整流をＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂからなる６個のハーフブリッジ回路４を備え、制御ユニット６によりオンオフ制御をすることでダイオードの順方向電圧分のロスを低減している。バッテリＢＢの逆接時に、逆接時駆動回路９の低圧駆動回路１１が動作して昇圧回路１２を駆動する。昇圧回路１２の出力によりＭＯＳＦＥＴ４ａをオンさせる。これにより、６個のハーフブリッジ回路４のいずれかの電流が増大しても、温度上昇に伴うＭＯＳＦＥＴ４ａのオン抵抗増大で電流を制限するようになり、全体として均一に電流を流すことができ、ハーフブリッジ回路４が過電流で破壊するのを抑制できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のゲート制御型素子（４ａ、４ｂ）とそれぞれのゲート制御型素子に並列にダイオード（５ａ、５ｂ）を接続してなるハーフブリッジ回路（４）を複数備えた電源変換用制御装置であって、
前記ハーフブリッジ回路の両端子間にバッテリ（ＢＢ）の極性が逆に接続された場合に動作し、前記ハーフブリッジ回路を構成する前記一対のゲート制御型素子の少なくとも１つをオン動作させる駆動回路（９、３０、５０、６０、７５）を備えたことを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源変換用制御装置において、
前記駆動回路（３０）は、前記ハーフブリッジ回路を構成する前記一対のゲート制御型素子を共にオン動作させることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源変換用制御装置において、
前記駆動回路は、低電圧で駆動し且つ電源電圧を昇圧する昇圧回路（１２）を備え、前記バッテリが逆接続されたときに、前記バッテリから前記ハーフブリッジ回路に印加される端子電圧を前記昇圧回路により昇圧して前記ゲート制御型素子を駆動することを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源変換用制御装置において、
前記昇圧回路は、チャージポンプ回路（２０）を用いた構成であることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電源変換用制御装置において、
前記駆動回路は、前記ハーフブリッジ回路を構成する一対のゲート制御型素子が共にオンした場合でも駆動可能な電源として電源用コンデンサ（４０）を備えることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電源変換用制御装置において、
前記駆動回路は、複数の前記ハーフブリッジ回路のそれぞれに対応して設けられることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電源変換用制御装置において、
前記駆動回路（６０）は、複数の前記ハーフブリッジ回路に対応して設けられることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電源変換用制御装置において、
前記複数のハーフブリッジ回路は、車載発電機（１）の交流出力が交流入力端子に入力され、これを直流電圧に変換して直流出力端子から前記バッテリに充電する車載用発電機の制御装置として設けられていることを特徴とする電源変換用制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電源変換用制御装置において、
前記複数のハーフブリッジ回路（７２ａ、７２ｂ）は、前記バッテリから負荷としてのモータ（７０）に給電する経路に設けられることを特徴とする電源変換用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源変換用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源変換用制御装置として、例えば車載発電機の交流出力を直流に変換する整流回路がある。従来このような整流回路としては、ダイオードをブリッジ接続した回路が用いられていたが、しかし、ダイオードブリッジによる整流回路は、ダイオードの順方向電圧分が損失要因となり、また、損失分は発熱要素となることから、ダイオードに代えてＭＯＳＦＥＴを用いたいわゆるＭＯＳレクチと呼ばれる整流回路が考えられている。
【０００３】
ＭＯＳＦＥＴによる整流回路では、交流入力に対応してバッテリへの充電経路に対応するＭＯＳＦＥＴをオンさせることでＭＯＳＦＥＴにおける分担電圧を低減して効率の良い充電を行うように制御するものである。
【０００４】
この場合、ハーフブリッジを構成するＭＯＳＦＥＴは、構造的に出力端子間にダイオードが並列に接続されたものとなっているので、バッテリの放電を防止するため、内蔵ダイオードが放電を阻止するように接続されている。このため、整流動作においては、発電機の交流出力をバッテリに充電する際に、ソース／ドレインを逆方向に通電する構成である。
【０００５】
しかしながら、上記構成のＭＯＳＦＥＴを用いた整流回路を利用する電源変換用制御装置において、バッテリの逆接続があった場合には、内蔵ダイオードを介してバッテリが放電する状態となる。このとき、内蔵ダイオードは本来充電経路として用いないので許容される電流容量が小さい。一方、ダイオードは通常温度特性が正特性であるから、電流が流れて温度が上昇すると順方向電圧が低下してさらに電流が流れ易くなる傾向にある。
【０００６】
このため、バッテリの放電により大電流が流れたときに、複数のハーフブリッジに均等に電流が分散して流れない事態が発生すると、内蔵ダイオードのうちで電流が流れ易いものに電流が集中することとなり、この結果、短時間で破壊に至る不具合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１２９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、バッテリが逆接続された場合でも、放電時にダイオードに電流が集中して破壊するのを防止することができるようにした電源変換用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の電源変換用制御装置は、一対のゲート制御型素子とそれぞれのゲート制御型素子に並列にダイオードを接続してなるハーフブリッジ回路を複数備えたものを対象としており、ハーフブリッジ回路の両端子間にバッテリの極性が逆に接続された場合に動作し、ハーフブリッジ回路を構成する一対のゲート制御型素子の少なくとも１つをオン動作させる駆動回路を備えている。
【００１０】
これにより、バッテリが逆接続されたときに、複数のハーフブリッジ回路を放電経路として電流が流れる際に、各ハーフブリッジ回路においてはダイオードとゲート制御型素子とを経由する通電経路となる。ゲート制御型素子は、電流が流れる際に抵抗体として機能するので、ハーフブリッジ回路の電流のばらつきにより、一つのハーフブリッジ回路のダイオードの電流が増える傾向になると、増えた電流でゲート制御型素子も温度上昇を来たすようになる。ゲート制御素子においては、電流の増大による温度上昇で抵抗が増大するので、これによって電流を制限するように機能する。
【００１１】
この結果、複数のハーフブリッジ回路のそれぞれにおいて、電流が一時的に増大する傾向が発生すると、ゲート制御型素子側で電流増大を抑制するように動作するので、全体として特定のハーフブリッジ回路に電流が集中することを回避でき、各ハーフブリッジ回路に均等に放電電流を流すことができ、ゲート制御型素子が短時間で破壊に至るのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における制御回路の電気的構成図
【図２】車両用発電機の制御装置の電気的構成図
【図３】ハーフブリッジ回路の電気的構成図
【図４】逆接時駆動回路の電気的構成図
【図５】バッテリ逆接時のハーフブリッジ回路の接続状態を示す図
【図６】バッテリ逆接時の逆接時駆動回路の接続状態を示す図
【図７】各部の電圧の推移を示す説明図
【図８】第２実施形態を示す逆接時駆動回路の電気的構成図
【図９】バッテリ逆接時の逆接時駆動回路の接続状態を示す図
【図１０】第３実施形態を示す逆接時駆動回路の電気的構成図
【図１１】バッテリ逆接時の逆接時駆動回路の接続状態を示す図
【図１２】各部の電圧の推移を示す説明図
【図１３】第４実施形態を示す逆接時駆動回路の電気的構成図
【図１４】第５実施形態を示す逆接時駆動回路の電気的構成図
【図１５】第６実施形態を示す逆接時駆動回路の電気的構成図
【図１６】第７実施形態を示す電気的構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の電源変換用制御装置として、Ｙ結線の三相デュアル巻線型でとして構成される６相の巻線を有するステータの車載発電機に用いられる車載用制御装置に適用した場合の第１実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
【００１４】
全体構成を示す図２において、交流発電機（オルタネータ）１は、Ｙ結線の三相デュアル巻線タイプのステータ巻線２を有するもので、ステータ巻線２の相数としては６相備えるものである。各Ｙ結線の巻線２ｕ、２ｖ、２ｗおよび２ｘ、２ｙ、２ｚは、それぞれ一端が共通に接続され、他端は車載用制御装置３に接続されている。車載用制御装置３は、巻線２ｕ、２ｖ、２ｗおよび２ｘ、２ｙ、２ｚのそれぞれに対応して整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗおよび３ｘ、３ｙ、３ｚが設けられており、それぞれの入力端子に接続されている。
【００１５】
各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗおよび３ｘ、３ｙ、３ｚは、それぞれゲート制御型素子である整流用の２個のｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを直列に接続したハーフブリッジ回路４を備えている。各ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂには並列に図示極性のダイオード５ａ、５ｂが接続（内蔵）されている。
【００１６】
各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚの出力端子は、車両に搭載されるバッテリＢＢの端子間に共通に接続されている。バッテリＢＢには、図示しないレギュレータが接続されている。レギュレータは、周波数信号を出力するように構成され、各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚおよび発電機１のロータ側に設けられる図示しない励磁用の巻線に周波数信号を与える。
【００１７】
次に、各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗおよび３ｘ、３ｙ、３ｚの詳細な構成について図１を参照して説明する。整流モジュール３ｕ（他の整流モジュール３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚも同様の構成であるので省略する）のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂのオンオフ制御を行う制御ユニット６は、制御回路７、上段駆動回路８ａ、下段駆動回路８ｂ、逆接続時駆動回路９などを備えている。
【００１８】
制御ユニット６内においては、バッテリＢＢから給電を受けて図示しない電源回路により所定電圧の電源を生成して各部に給電をする。下段駆動回路８ｂは所定電圧が給電され、上段駆動回路８ａはハイサイドのＭＯＳＦＥＴ４ａを駆動するために昇圧された電圧が供給されるように構成されている。制御回路７は、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂの駆動制御を行う通電制御回路として機能する。
【００１９】
逆接時駆動回路９は、ハーフブリッジ回路４に対してバッテリＢＢの極性を誤って接続されたときに、これを検出してＭＯＳＦＥＴ４ａを駆動制御するものである。この場合、ハーフブリッジ回路４の電源が接続される側の端子Ｂとグランドに接続される端子Ｅとが、それぞれバッテリＢＢの正極端子、負極端子に接続される状態が正しい接続状態である。これに対して、バッテリＢＢの負極端子が端子Ｂに接続され、正極端子が端子Ｅに接続された状態が誤った接続（逆接）状態である。
【００２０】
図３は、車載用制御装置３の６つのハーフブリッジ回路４を並べて示した図である。上記した制御ユニット６は、これらのハーフブリッジ回路４のそれぞれに設けられていて、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを駆動制御する。ハーフブリッジ回路４の端子Ｂ、Ｅに対してバッテリＢＢの極性が逆に接続されると、後述するように、バッテリＢＢからＭＯＳＦＥＴ４ｂ、４ａのそれぞれに並列接続されたダイオード５ｂ、５ａが順方向に接続された状態となるため、これらのダイオード５ｂ、５ａを介して大電流が流れてしまうこととなる。逆接時駆動回路９は、このときハーフブリッジ回路４に大電流が流れることに起因して短時間で破壊に至る不具合を起こすのを防止するためのものである。
【００２１】
図４は、逆接時駆動回路９の構成を示すもので、ハーフブリッジ回路４との接続関係を示している。なお、ここでは、ハーフブリッジ回路４に対する上段駆動回路８ａ、下段駆動回路８ｂは省略して示している。逆接時駆動回路９は、ＭＯＳＦＥＴ１０、低圧駆動回路１１および昇圧回路１２などから構成されている。ＭＯＳＦＥＴ１０は、ｎチャンネル型のもので、並列にダイオード１０ａが接続（内蔵）された構成である。ＭＯＳＦＥＴ１０のドレインは、ハーフブリッジ回路４のバッテリ接続端子Ｂに接続され、ソースは低圧駆動回路１１および昇圧回路１２に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートはＭＯＳＦＥＴ４ａのゲートと共に昇圧回路１２の出力端子に接続されている。
【００２２】
低圧駆動回路１１は、バッテリＢＢがハーフブリッジ回路４に逆の極性で接続されたときに起動し、その逆接時の低電圧の状態で駆動電源を得て、昇圧回路１２を動作させる構成である。昇圧回路１２は、低圧駆動回路１１からの駆動信号に基づいて昇圧動作を開始し、ＭＯＳＦＥＴ４ａをオンさせるのに必要な電圧を生成してゲートに与えるように構成されている。
【００２３】
次に、上記構成の作用について図５〜図７も参照して説明する。
上記構成において、車載用制御装置３に対して、図３に示すように、バッテリＢＢが正常に接続された場合には、発電機１の回転状態に応じて各ハーフブリッジ回路４に設けられた制御ユニット６によりＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂのオンオフ制御が行われ、発電機１の交流出力が直流に変換されてバッテリＢＢに充電する動作が行われる。
【００２４】
この場合、発電の制御においては、発電機１が回転することにより各相の巻線２ｕ、２ｖ、２ｗ、２ｘ、２ｙ、２ｚの端子Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚに発生している電圧が各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚの入力端子に入力される。このとき、各整流モジュール３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚにおいては、端子Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚに発生している電圧が負でないときにはＭＯＳＦＥＴ４ａをオン状態としてバッテリ８への充電を行い、負のときにはＭＯＳＦＥＴ４ｂをオン状態に制御することでアース側からの電流が流れるように制御している。
【００２５】
これにより、充電動作を行う際にはＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂをオンさせることで逆方向の通電時にダイオード５ａ、５ｂに通電させるのではなくＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを流すようしてオン抵抗分の電圧降下を伴う通電動作を行わせることができる。通常ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗は非常に小さく、通電による電圧降下はダイオードの順方向電圧降下よりも小さくすることができ、これによって電力の損失を低減し、且つ発熱を抑制することができる。
【００２６】
これに対して、図５に示すように、車載用制御装置３に対して、バッテリＢＢが誤った極性で接続（逆接）された場合には、制御モジュール６の逆接時駆動回路９が起動する。この場合、図示のように、バッテリＢＢが逆接続されたときには、各ハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂに逆方向にバッテリＢＢの電圧が印加されることとなる。ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂは、ゲートに信号が与えられないのでオフ状態となっているが、並列に接続されているダイオード５ａ、５ｂは順方向に電圧が印加されることになり、これらを介して大電流が流れることになる。この時の電流は、配線抵抗をＲ（例えば７０〜１００ｍΩ程度）とするとバッテリＢＢの端子電圧が殆ど配線抵抗Ｒに掛かるのでその電流値は大きくなる。
【００２７】
一方、バッテリＢＢが逆接続されると、図６に示すように、制御モジュール６の逆接時駆動回路９においては、逆接状態に応じてＭＯＳＦＥＴ１０に並列接続されたダイオード１０ａを通じて通電経路が形成されることで検知され、低圧駆動回路１１が動作電圧を与えられる。この場合、逆接時駆動回路９には、ハーフブリッジ回路４の端子Ｅ−Ｂ間にかかる電圧すなわち、ダイオード５ｂ、５ａの直列回路に印加される電圧がかかる。したがって、２個のダイオード５ｂ、５ａの順方向電圧分が印加される。このように低圧駆動回路１１は、低い電圧が印加された状態でも動作するように構成されており、昇圧回路１２に対して昇圧動作を行わせるように駆動信号を出力する。
【００２８】
逆接時駆動回路９の各部の電圧の推移は図７に示すとおりである。図７（ａ）に示すように、ハーフブリッジ回路４の端子間電圧（Ｅ−Ｂ間電圧）は、昇圧回路１２の出力電圧が所定電圧に達するまでは、ダイオード５ａ、５ｂに流れる電流が徐々に増大して温度が上昇することで低下していく。このときダイオード５ａ、５ｂには大電流が流れるので、順方向電圧ＶＦが０．７Ｖ以上でかかり、Ｅ−Ｂ端子間には２個分の順方向電圧として１．４Ｖ以上の電圧が発生している。
【００２９】
昇圧回路１２の出力電圧が、図７（ｂ）の破線で示すように所定電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴ４ａおよび１０をオンさせるので、ＭＯＳＦＥＴ４ａの端子電圧はほぼゼロとなり、ハーフブリッジ回路４の端子電圧は、図７（ａ）に示すように１個のダイオード５ｂに掛かる端子電圧ＶＦにほぼ等しい電圧となる。また、Ａ点の電圧（Ａ−Ｂ間の端子電圧）は、ＭＯＳＦＥＴ１０がオンすることで、図７（ｂ）に示すようにほぼゼロとなる。
【００３０】
上記状態で、ＭＯＳＦＥＴ４ａは、オン状態ではチャンネル抵抗が低抗成分として機能するので、電流が流れることによる温度上昇があると、抵抗値が上昇するので電流を制限するように機能する。したがって、６個のハーフブリッジ回路４のそれぞれにおいて、電流が不均衡となって多くながれようとすると、その電流増大に伴う温度上昇で抵抗が増大して電流を制限する方向に働く。これによって、並列接続された６個のハーフブリッジ回路４の全てにおいて電流が増え始めると、それを減らす方向にフィードバックがかかるようになり、全体として自動的に均一な電流が流れる状態に保持され、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂが短時間で破壊に至る事態を回避することができる。
【００３１】
このような第１実施形態によれば、制御ユニット６に逆接時駆動回路９を設け、バッテリＢＢを逆接続したときに、各ハーフブリッジ回路４の上アームのＭＯＳＦＥＴ４ａをオン動作させることで、ダイオード５ａに流れる電流を、低抗体として機能するオン状態のＭＯＳＦＥＴ４ａに流すようにしたので、バッテリＢＢの大電流を６個のハーフブリッジ回路４にほぼ均一に分散して流すことができる。そして、電流がばらつくことに起因して一部のハーフブリッジ回路４に電流が集中して流れることにより短時間で破壊に至るのを防止することができる。
【００３２】
また、これにより、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂに並列接続されるダイオード５ａ、５ｂの電流容量が比較的小さいものでもバッテリＢＢの逆接続に持ちこたえることができるようになり、特に大電流容量のダイオードを有するＭＯＳＦＥＴを用いることなく対処することができる。
【００３３】
さらに、逆接時駆動回路９に、低圧駆動回路１１および昇圧回路１２を設け、バッテリＢＢの逆接時に、ハーフブリッジ回路４の端子電圧を電源としてＭＯＳＦＥＴ４ａをオン動作させることができるので、別途に電源を設けることなく動作させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
図８、図９は第２実施形態を示すもので、第１実施形態における昇圧回路１２として、具体的な昇圧回路としてチャージポンプ回路２０を用いたところである。
すなわち、図８に示すように、チャージポンプ回路２０は、４個のＭＯＳＦＥＴ２１ａ〜２１ｄと３個のコンデンサ２２ａ、２２ｂおよび３個のダイオード２３ａ〜２３ｃを備えている。また、出力電圧を保持するためのコンデンサ２４を備えている。４個のＭＯＳＦＥＴ２１ａ〜２１ｄは低電圧で駆動可能な素子により構成されている。
【００３５】
４個のＭＯＳＦＥＴ２１ａ〜２１ｄは、２個ずつハーフブリッジ回路を構成しており、低電圧駆動回路１１から所定周波数でゲート信号が与えられ、オンオフが交互に切り替えられる。ダイオード２３ａ〜２３ｃは直列に接続され、それらの間とハーフブリッジ回路との間にコンデンサ２２ａ、２２ｂが接続されている。
【００３６】
図９は、バッテリＢＢが逆接続された状態での逆接時駆動回路９の状態を示している。バッテリＢＢが逆接続されると、前述したように６個のハーフブリッジ回路４の各ダイオード５ａ、５ｂを通じて大電流が流れるようになる。このとき、低圧駆動回路１１は、バッテリＢＢが逆接続状態になるとこれに応じて起動し、ハーフブリッジ回路４の端子間電圧を電源として動作を開始する。低圧駆動回路１１においては、ハーフブリッジ回路のＭＯＳＦＥＴ２１ａ〜２１ｄを所定周期でオンオフ制御し、コンデンサ２２ａ、２２ｂに順次電荷が移動させながら蓄積し、コンデンサ２２ｂの端子電圧を上昇させる。このようにしてチャージポンプ回路２０において昇圧された電圧がコンデンサ２４に蓄積され、ＭＯＳＦＥＴ４ａのゲート電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴ４ａはオン状態に移行し、ダイオード５ａに流れていた電流がソース−ドレイン間を流れるようになる。
【００３７】
これにより、６個のハーフブリッジ回路４に流れる電流は、ダイオード５ｂとＭＯＳＦＥＴ４ａとを直列に介して流れることになり、電流の不均衡が生じて電流が増大する場合でも、ＭＯＳＦＥＴ４ａのオン抵抗が増大して電流を制限するようにフィードバックがかかり、全体として６個のハーフブリッジ回路４に均等に電流が流れるように制御されることとなる。
【００３８】
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得る事ができるとともに、逆接時駆動回路９として昇圧回路にチャージポンプ回路２０を設けたので、簡単な構成としながらハーフブリッジ回路４の端子電圧を電源として昇圧動作を行わせることができる。
【００３９】
（第３実施形態）
図１０、図１１、図１２は第３実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態では、図１０に示すように、逆接時駆動回路３０として、ハーフブリッジ回路４を構成する２個のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを共に駆動する構成としている。この場合、図１１に示すように、バッテリＢＢが逆接続されたときには、６個のハーフブリッジ回路４の各ダイオード５ａ、５ｂを通じて大電流が流れるようになる。
【００４０】
低圧駆動回路１１は、バッテリＢＢが逆接続状態になって起動すると、ハーフブリッジ回路４のダイオード５ａ、５ｂの順方向電圧（２ＶＦ）に相当する端子間電圧を電源として動作を開始し、昇圧回路１２に昇圧動作を行わせる。昇圧回路１２の出力電圧が、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂのゲート電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂは共にオン状態に移行し、ダイオード５ａ、５ｂに流れていた電流がＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂのソース−ドレイン間を流れるようになる。
【００４１】
これにより、６個のハーフブリッジ回路４に流れる電流は、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを直列に介して流れることになり、電流の不均衡が生じて電流が増大する場合でも、ＭＯＳＦＥＴ４ａのオン抵抗が増大して電流を制限するようにフィードバックがかかり、全体として６個のハーフブリッジ回路４に均等に電流が流れるように制御されることとなる。
【００４２】
なお、ハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂが同時にオン動作されると、その端子Ｅ−Ｂ間の電圧は殆どゼロに近くなり、両端子間は逆接時駆動回路３０の電源電圧に依存することになる。しかし、逆接時駆動回路３０の電源電圧は、ハーフブリッジ回路４にも供給されるので、時間と共に低下していく。そして、ゲート電圧として十分な電圧が印加できなくなると、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂはオフ状態に戻ることになる。
【００４３】
このときの各部の電圧の推移は図１２に示すとおりである。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ハーフブリッジ回路４の端子間電圧（Ｅ−Ｂ間電圧）は、昇圧回路１２の出力電圧が所定電圧に達するまでは、ダイオード５ａ、５ｂに流れる電流が徐々に増大することで低下していく。昇圧回路１２の出力電圧が、図１２（ｂ）の破線で示すように所定電圧に達すると、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂおよび１０をオンさせるので、ハーフブリッジ回路４の端子電圧はゲート電圧と共に低下していく。これによって、逆接時駆動回路３０の電源電圧も消失するので、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂをオンさせておくことができなくなり、オフ状態に移行する。
【００４４】
すると、逆接時駆動回路３０は、再び昇圧動作を開始して上記したと同様の作用を繰り返すようになる。この結果、６個のハーフブリッジ回路４は、ダイオード５ａ、５ｂに大電流が流れる状態と、ＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂに流れる状態とが交互に繰り返され、ダイオード５ａ、５ｂに流れ続ける状態を回避することができ、これによって電流の不均衡な状態が一時的に発生してもこれを解消させることができる。
【００４５】
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得る事ができる。また、ハーフブリッジ回路４の２個のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを共にオンさせるので、そのオン期間中はダイオード５ａ、５ｂに電流を流さないことで順方向電圧を小さくして発熱を極力低減することができる。
【００４６】
（第４実施形態）
図１３は第４実施形態を示すもので、第３実施形態と異なるところは、逆接時駆動回路３０に、出力電圧保持用の大容量のコンデンサを電源用コンデンサ４０として設けたところである。この場合、例えば昇圧回路１２として第２実施形態で説明したようなチャージポンプ回路２０を設ける場合では、出力段にコンデンサ２４を備えるが、このコンデンサ２４の容量では電源として不足するので、これに加えて電源用コンデンサ４０を別途設ける構成である。
【００４７】
このような構成とすることで、バッテリＢＢの逆接続時に逆接時駆動回路３０が動作してハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを共にオン動作させた場合でも、電源用コンデンサ４０が電源として機能することにより、その端子電圧を長時間保持させた状態としてＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂのオン状態を保持させることができる。
【００４８】
（第５実施形態）
図１４は第５実施形態を示すもので、第１実施形態と異なるところは、逆接時駆動回路５０として、逆接検知回路５１、駆動回路５２および逆接時の駆動用電池５３を設ける構成としたところである。
【００４９】
逆接検知回路５１は、バッテリＢＢが逆接続されるとこれを検知して駆動回路５２を駆動してハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａをオン動作させる。逆接検知回路５１および駆動回路５２は駆動用電池５３を電源として動作する構成であるから、６個のハーフブリッジ回路４に均等に電流を流すことができる。
【００５０】
このような第５実施形態によっても、第１実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、独自に駆動用電池５３を備えるので、電源電圧をハーフブリッジ４の端子電圧に依存することなくＭＯＳＦＥＴ４ａを駆動制御することができる。
なお、逆接時駆動回路５０は、ハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａ、４ｂを共にオンさせる構成の実施形態にも適用することができる。
【００５１】
（第６実施形態）
図１５は第６実施形態を示すもので、第１実施形態と異なるところは、６個のハーフブリッジ回路４のそれぞれに逆接時駆動回路９を設けることに代えて、６個のハーフブリッジ回路４に共通の逆接時駆動回路６０を設ける構成としたところである。
【００５２】
これにより、バッテリＢＢが逆接続されたときには、各ハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａを一括してオン動作させることができる。また、６個のハーフブリッジ回路４のＭＯＳＦＥＴ４ａを同時にオンさせるので、電流の集中状態を極力回避してバランス良く電流を流すことができる。
なお、逆接時駆動回路６０は、６個のハーフブリッジ回路４に共通に設けることに変えて、３個ずつあるいは２個ずつのハーフブリッジ回路４に共通に設ける構成とすることもできる。
【００５３】
（第７実施形態）
図１６は第７実施形態を示すもので、この実施形態は、上記各実施形態のものが車載発電機の整流回路のハーフブリッジ回路４に設けたものを対象としていたのに対し、直流モータ７０を駆動制御する駆動制御回路７１を対象としたものである。
【００５４】
駆動制御回路７１は、直流モータ７０に通電するための２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂが設けられている。ハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂは、それぞれ直列に接続した２個のＭＯＳＦＥＴ７３ａ、７３ｂと、これら各ＭＯＳＦＥＴ７３ａ、７３ｂに並列に接続されたダイオード７４ａ、７４ｂからなる。各ハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂの出力端子は直流モータ７０の２つの端子に接続される。
【００５５】
２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂは、それぞれ制御ユニット７５により駆動制御される。制御ユニット７５は、第１実施形態で説明した制御ユニット６と同等の構成とされており、その内部には、制御回路７、上段駆動回路８ａ、下段駆動回路８ｂおよび逆接時駆動回路９が設けられている。逆接時駆動回路９は、第１実施形態で示したものと同様に、ＭＯＳＦＥＴ１０、低圧駆動回路１１、昇圧回路１２などから構成されている。
【００５６】
そして、駆動制御回路７１に対してバッテリＢＢが逆接続されると、２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂのダイオード７３ａ、７３ｂを通じて大電流が流れる。このとき、電流のばらつきによりハーフブリッジ回路７２ａあるいは７２ｂの一方に電流が多く流れ出すと、ダイオード７３ａ、７３ｂの発熱で順方向電圧が低下し、さらに電流が増大する方向に変化し、電流の偏りが大きくなる。
【００５７】
一方、バッテリＢＢが駆動制御回路７１に逆接続されたときには、低圧駆動回路１１が起動し、昇圧回路１２を駆動して各ハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂのＭＯＳＦＥＴ７３ａのゲートに駆動信号を与えてオンさせる。これにより、バッテリＢＢから２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂのダイオード７４ｂおよびＭＯＳＦＥＴ７３ａを介して電流が流れるようになる。これにより、２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂの一方に電流が多く流れ出すと、ＭＯＳＦＥＴ７３ａのオン抵抗が温度上昇に伴って増大し、電流を抑制するようにフィードバックがかかる。
【００５８】
この結果、２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂにほぼ均等に電流が流れるようになり、過電流による破壊を回避することができる。そして、この間にバッテリＢＢを取り外して正常な極性で接続することができる。
【００５９】
このような第７実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、直流モータ７０以外にもハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂによる通電の切り替えを行う負荷全般に適用することができる。
また、２個のハーフブリッジ回路７２ａ、７２ｂ以外に、３個のハーフブリッジ回路を設ける構成のものにも適用できるし、複数のハーフブリッジ回路を設ける構成の対象を制御する制御装置全般に適用することができる。
【００６０】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
【００６１】
ゲート制御型素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた例を示したが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を用いる構成においても適用することができる。
電源用コンデンサ４０の容量は電流容量に応じて適宜設定可能であるし、必要に応じて設ければ良い。
【００６２】
逆接時駆動回路は、ハーフブリッジ回路のそれぞれに設けても良いし、全体に設けても良いし、２個単位などの適宜のハーフブリッジ回路に対応して設けることができる。
６相以外に、Ｙ結線した３相の発電機に適用できる。また、単相のモータ以外に、３相のモータでも適用できるし、他の複数の相構成のものにも適用できる。
【００６３】
車載用発電機や直流モータの制御回路以外にも、バッテリの直流電源を交流電源を変換して使用する負荷を備えた装置全般に適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
図面中、１は発電機、３ｕ〜３ｗ、３ｘ〜３ｚは整流モジュール、４、７２ａ、７２ｂはハーフブリッジ回路、４ａ、４ｂ、７３ａ、７３ｂはＭＯＳＦＥＴ（ゲート制御型素子）、５ａ、５ｂ、７４ａ、７４ｂはダイオード、６、７５は制御ユニット、７は制御回路、８ａは上段駆動回路、８ｂは下段駆動回路、９、３０、５０、６０は逆接時駆動回路（駆動回路）、１０はＭＯＳＦＥＴ、１１は低圧駆動回路、１２は昇圧回路、２０はチャージポンプ回路（昇圧回路）、２１ａ〜２１ｄはＭＯＳＦＥＴ、２２ａ、２２ｂはコンデンサ、２３ａ〜２３ｃはダイオード、２４はコンデンサ、３０は逆接時駆動回路、４０は電源用コンデンサ、５３は駆動用電池、ＢＢはバッテリである。
【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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【図１６】
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