(57)【要約】【課題】スイッチング素子を内蔵した回路モジュールの外部端子に、スイッチング素子の全ての端子が割り当てられていない場合であっても、スイッチング素子の端子間電圧に基づいてスイッチング素子に生じる過電流を検出する。【解決手段】パワーモジュール１０Ｍは、各スイッチング素子３のドレイン端子Ｄ又はコレクタ端子に直接接続される端子を有することなく、直流正極端子Ｔｐと、直流負極端子Ｔｎと、交流端子Ｔａｃと、制御端子対Ｔｓｐとを備える。制御端子対Ｔｓｐは、上段側スイッチング素子３Ｈの制御端子Ｇに接続される上段側第１制御信号入力端子ＴＨｓ１と、制御基準端子Ｓに接続される上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２との対を含む。過電流検出回路２０の内、上段側過電流検出回路２０Ｈは、直流正極端子Ｔｐに接続され、下段側過電流検出回路２０Ｌは、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２に接続されている。【選択図】図２
2018148635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子とが直列接続されたアームが内蔵されたパワーモジュールを用いて構成されて直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を対象とし、当該インバータ回路に生じる過電流を前記アームの各スイッチング素子のドレイン−ソース間電圧又はコレクタ−エミッタ間電圧である端子間電圧に基づいて検出するインバータの過電流検出回路であって、
前記パワーモジュールは、前記アームを構成する各スイッチング素子のドレイン端子又はコレクタ端子に直接接続される端子を有することなく、直流の正極に接続される直流正極端子と、直流の負極に接続される直流負極端子と、前記アームを構成する両スイッチング素子の接続点に接続される交流端子と、前記アームを構成する各スイッチング素子の制御端子と制御基準端子との間にスイッチングに必要な電位差を与えるための制御信号が入力される制御端子対とを備え、
前記制御端子対は、前記上段側スイッチング素子の前記制御端子に接続される上段側第１制御信号入力端子と、前記上段側スイッチング素子の前記制御基準端子に接続される上段側第２制御信号入力端子との対と、前記下段側スイッチング素子の前記制御端子に接続される下段側第１制御信号入力端子と、前記下段側スイッチング素子の前記制御基準端子に接続される下段側第２制御信号入力端子との対と、を備え、
前記直流正極端子に接続されて前記上段側スイッチング素子の前記端子間電圧に基づいて前記上段側スイッチング素子に生じる過電流を検出する上段側過電流検出回路と、
前記上段側第２制御信号入力端子に接続されて前記下段側スイッチング素子の前記端子間電圧に基づいて前記下段側スイッチング素子に生じる過電流を検出する下段側過電流検出回路と、を備えるインバータの過電流検出回路。
【請求項２】
前記上段側過電流検出回路及び前記下段側過電流検出回路が、前記パワーモジュールに前記制御信号を供給するドライブ回路と同じ配線基板上に設けられている請求項１に記載のインバータの過電流検出回路。
【請求項３】
前記上段側過電流検出回路及び前記下段側過電流検出回路のそれぞれは、前記上段側スイッチング素子及び前記下段側スイッチング素子の前記端子間電圧を分圧して評価対象電圧を生成する分圧回路と、前記評価対象電圧としきい値電圧とを比較として過電流が生じているか否かを判定する判定回路とを備え、
前記パワーモジュールにおける前記上段側スイッチング素子と前記直流正極端子との間の第１内部抵抗、及び、前記パワーモジュールにおける前記上段側スイッチング素子と前記下段側スイッチング素子との間の第２内部抵抗に基づいて、それぞれの前記分圧回路の分圧比及びそれぞれの前記しきい値電圧の一方又は双方が設定されている請求項１又は２に記載のインバータの過電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路に生じる過電流をスイッチング素子の端子間電圧に基づいて検出するインバータの過電流検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ制御においては、インバータ回路を構成するスイッチング素子などに不具合が生じていることを検出して、インバータ回路を停止させるような保護制御が実施される場合がある。不具合の１つには、スイッチング素子の過電流がある。スイッチング素子の過電流を検出する方法には、シャント抵抗やカレントトランスを利用して電流を測定する方法や、スイッチング素子の端子間電圧（コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥやドレイン−ソース間電圧ＶＤＳ）を測定する方法がある。下記に出典を示す特許文献１には、パワースイッチング素子としてのパワーＦＥＴ（Field Effect Transistor）（１２，１４，４２）のドレイン−ソース間電圧（ＶＤＳ）に基づいて過電流状態であるか否かを判定するセンシング回路を備えたモータコントローラの回路（１０）が開示されている（図１、図２，［０００３］〜［００１１］等。尚、背景技術において括弧内に示す符号は参照する文献のもの。）。このセンシング回路は、パワースイッチング素子がオン状態の時のスイッチング素子の端子間電圧が基準値を超えている場合に、当該スイッチング素子に過電流が流れていると判定する。
【０００３】
過電流が流れている場合と、通常の場合との端子間電圧を適切に識別する上では、当然ながら、端子間電圧を正確に検出することが好ましい。例えば、インバータ回路が単一のスイッチング素子を配線基板上に実装して構成されているような場合には、検出対象のスイッチング素子のドレイン端子（コレクタ端子）やソース端子（エミッタ端子）に対して直接的にセンシング回路を接続して、端子間電圧を検出することが容易である。しかし、近年、例えば上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子とを直列接続したアーム（ハーフブリッジ）をパッケージの中に内蔵したパワーモジュールなどを利用して、インバータ回路が構成されている場合がある。この場合には、過電流の検出対象のスイッチング素子のドレイン端子（コレクタ端子）やソース端子（エミッタ端子）が、パワーモジュールの端子として設けられていないこともあり、端子間電圧の検出によって過電流を検出することが困難となる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５０５１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景に鑑みて、スイッチング素子を内蔵した回路モジュールの外部端子に、スイッチング素子の全ての端子が割り当てられていない場合であっても、スイッチング素子の端子間電圧に基づいてスイッチング素子に生じる過電流を検出する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様として、上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子とが直列接続されたアームが内蔵されたパワーモジュールを用いて構成されて直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を対象とし、当該インバータ回路に生じる過電流を前記アームの各スイッチング素子のドレイン−ソース間電圧又はコレクタ−エミッタ間電圧である端子間電圧に基づいて検出するインバータの過電流検出回路は、
前記パワーモジュールが、前記アームを構成する各スイッチング素子のドレイン端子又はコレクタ端子に直接接続される端子を有することなく、直流の正極に接続される直流正極端子と、直流の負極に接続される直流負極端子と、前記アームを構成する両スイッチング素子の接続点に接続される交流端子と、前記アームを構成する各スイッチング素子の制御端子と制御基準端子との間にスイッチングに必要な電位差を与えるための制御信号が入力される制御端子対とを備え、
前記制御端子対が、前記上段側スイッチング素子の前記制御端子に接続される上段側第１制御信号入力端子と、前記上段側スイッチング素子の前記制御基準端子に接続される上段側第２制御信号入力端子との対と、前記下段側スイッチング素子の前記制御端子に接続される下段側第１制御信号入力端子と、前記下段側スイッチング素子の前記制御基準端子に接続される下段側第２制御信号入力端子との対と、を備え、
前記直流正極端子に接続されて前記上段側スイッチング素子の前記端子間電圧に基づいて前記上段側スイッチング素子に生じる過電流を検出する上段側過電流検出回路と、
前記上段側第２制御信号入力端子に接続されて前記下段側スイッチング素子の前記端子間電圧に基づいて前記下段側スイッチング素子に生じる過電流を検出する下段側過電流検出回路と、を備える。
【０００７】
スイッチング素子の端子間電圧に基づいて、当該スイッチング素子に過電流が生じているか否かを検出するに当たり、スイッチング素子を内蔵するパワーモジュールが各スイッチング素子のドレイン端子又はコレクタ端子に直接接続される端子を有してない場合には、端子間電圧を得ることが困難である。しかし、上記の構成によれば、上段側過電流検出回路が、パワーモジュールの直流正極端子に接続され、下段側過電流検出回路が、パワーモジュールの上段側第２制御信号入力端子に接続される。パワーモジュールの直流正極端子は、パワーモジュールの内部で上段側スイッチング素子のドレイン端子又はコレクタ端子に電気的に接続される。また、上段側第２制御信号入力端子は、パワーモジュールの内部で下段側スイッチング素子のドレイン端子又はコレクタ端子に電気的に接続される。ここで、「電気的に接続される」は、短絡を意味するものではなく、抵抗成分（インピーダンス）を有していたとしても信号がその信号の機能を達成可能な状態で伝達されるように接続されている状態を言う。
【０００８】
一般的に、制御端子対の内、上段側第２制御端子及び下段側第２制御端子の電位は、制御対象のスイッチング素子を駆動する制御信号における基準電位（グラウンドレベル）に相当する。従って、それぞれの過電流検出回路の基準電位は、上段側第２制御端子及び下段側第２制御端子と同電位となることが多い。また、各スイッチング素子のソース端子又はエミッタ端子も、多くの場合、この基準電位に電気的に接続される。従って、上段側過電流検出回路が直流正極端子に接続されると、上段側過電流検出回路は、上段側スイッチング素子のドレイン端子（又はコレクタ端子）と、ソース端子（又はエミッタ端子）との間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。その結果、上段側過電流検出回路は、上段側スイッチング素子の端子間電圧に基づいて上段側スイッチング素子に生じる過電流を検出することができる。同様に、下段側過電流検出回路が上段側第２制御信号入力端子に接続されると、下段側過電流検出回路は、下段側スイッチング素子のドレイン端子（又はコレクタ端子）と、ソース端子（又はエミッタ端子）との間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。その結果、下段側過電流検出回路は、下段側スイッチング素子の端子間電圧に基づいて下段側スイッチング素子に生じる過電流を検出することができる。このように、上記の構成によれば、スイッチング素子を内蔵した回路モジュールの外部端子に、スイッチング素子の全ての端子が割り当てられていない場合であっても、スイッチング素子の端子間電圧に基づいてスイッチング素子に生じる過電流を適切に検出することができる。
【０００９】
インバータの過電流検出回路のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】回転電機駆動装置の構成を示す模式的回路ブロック図
【図２】過電流検出回路を含むインターフェイス回路を示す回路ブロック図
【図３】駆動電源回路の構成例を示す回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、回転電機駆動装置に適用される形態を例として過電流検出回路の実施形態を図面に基づいて説明する。図１の回路ブロック図は、回転電機駆動装置１００のシステム構成を模式的に示している。回転電機駆動装置１００は、直流電源１１（高圧直流電源）に接続されて直流電力と複数相の交流電力との間で電力を変換するインバータ回路１０を介して回転電機８０を駆動する。図１に示すように、インバータ回路１０は、上段側スイッチング素子３Ｈと下段側スイッチング素子３Ｌとの直列回路により構成された交流１相分のアーム３Ａを複数本（ここでは３本）備えている。本実施形態では、回転電機８０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル８のそれぞれに一組の直列回路（アーム３Ａ）が対応したブリッジ回路が構成される。アーム３Ａの中間点、つまり、上段側スイッチング素子３Ｈと下段側スイッチング素子３Ｌとの接続点は、回転電機８０のステータコイル８に接続される。
【００１２】
回転電機８０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両の駆動力源とすることができる。回転電機８０が車両の駆動力源の場合、直流電源１１の電源電圧は、例えば２００〜４００Ｖである。以下、インバータ回路１０の直流側の電圧（正極Ｐと負極Ｎとの間の電圧）を直流リンク電圧Ｖｄｃと称する。尚、回転電機８０は、発電機として機能してもよい。直流電源１１は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどにより構成されていると好適である。インバータ回路１０の直流側には、回転電機８０の消費電力の変動に応じて変動する直流リンク電圧Ｖｄｃを平滑化する平滑コンデンサ（直流リンクコンデンサ４）が備えられている。
【００１３】
インバータ回路１０は、直流電力を複数相（ｎを自然数としてｎ相、ここでは３相）の交流電力に変換して回転電機８０に供給する。回転電機８０が発電機としても機能する場合には、回転電機８０が発電した交流電力を直流電力に変換して直流電源１１に供給する。図１に示すように、インバータ回路１０は、複数のスイッチング素子３を有して構成される。スイッチング素子３には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などのパワー半導体素子を適用すると好適である。図１に示すように、本実施形態では、スイッチング素子３としてｎチャネル型のＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴが用いられる形態を例示している。尚、各スイッチング素子３は、スイッチング素子本体３１とフリーホイールダイオード３２とを有して構成されている。フリーホイールダイオード３２は、負極Ｎから正極Ｐへ向かう方向（下段側から上段側へ向かう方向）を順方向として、スイッチング素子本体３１に並列に備えられている（図２等参照）。
【００１４】
インバータ回路１０は、インバータ制御装置（CNTL）１により制御される。インバータ制御装置１は、マイクロコンピュータ等の論理プロセッサを中核部材として構築されている。例えば、インバータ制御装置１は、不図示の車両ＥＣＵなどの他の制御装置から提供される回転電機８０の目標トルクに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ回路１０を介して回転電機８０を制御する。回転電機８０の各相のステータコイル８を流れる実電流は電流センサ１４により検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。また、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置や回転速度は、レゾルバ１５などの回転センサにより検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。また、直流リンク電圧Ｖｄｃは、電圧センサ１６によって検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。
【００１５】
インバータ制御装置１は、電流センサ１４及びレゾルバ１５の検出結果を用いて、例えばベクトル制御法を用いて電流フィードバック制御を実行する。インバータ制御装置１は、モータ制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。ベクトル制御及び電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００１６】
ところで、インバータ回路１０を構成するそれぞれのスイッチング素子３の制御端子（例えばＭＯＳＦＥＴのゲート端子Ｇ）は、ドライブ回路（DRV）２を介してインバータ制御装置１に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。スイッチング制御信号ＳＷを生成するインバータ制御装置１は、マイクロコンピュータなどを中核とした電子回路であり、低圧系回路として構成される。低圧系回路は、インバータ回路１０などの高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。多くの場合、車両には、直流電源１１の他に、直流電源１１よりも低電圧（例えば１２〜２４［Ｖ］）の電源である低圧直流電源（不図示）も搭載されている。低圧直流電源の出力電圧は、図３に示す“ＩＧ”である。インバータ制御装置１の動作電圧は、例えば５［Ｖ］や３．３［Ｖ］であり、低圧直流電源の電力に基づいてこのような動作電圧を生成する不図示の電圧レギュレータなどの電源回路から電力を供給されて動作する。
【００１７】
上述したように、低圧系回路は、インバータ回路１０などの高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。このため、回転電機駆動装置１００には、各スイッチング素子３に対するスイッチング制御信号ＳＷ（スイッチング素子３がＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴの場合、ゲート駆動信号）の電力を増幅するドライブ回路２が備えられている。換言すれば、ドライブ回路２は、スイッチング制御信号ＳＷの駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて対応するスイッチング素子３に中継する。低圧系回路のインバータ制御装置１により生成されたスイッチング制御信号ＳＷは、ドライブ回路２により増幅された高圧系回路の駆動信号ＤＳ（制御信号）として保護抵抗Ｒ５を介してインバータ回路１０に供給される。
【００１８】
ドライブ回路２は、それぞれのスイッチング素子３に対応して備えられている。図１に示すように、本実施形態では、インバータ回路１０に、駆動対象となる６つのスイッチング素子３が備えられており、ドライブ回路２も６つ備えられている。ドライブ回路２には、上段側スイッチング素子３Ｈに駆動信号ＤＳを提供する上段側ドライブ回路２Ｈと、下段側スイッチング素子３Ｌに駆動信号ＤＳを提供する下段側ドライブ回路２Ｌとがあるが、特に区別する必要が無い場合は、単にドライブ回路２として説明する。
【００１９】
１つの態様として、ドライブ回路２は、ドライバＩＣなどを利用して構成されている。このようなドライバＩＣは、自己診断機能を有している場合が多い。ここで、自己診断とは、駆動対象のスイッチング素子３における過電流や温度上昇の検出や、駆動信号ＤＳの振幅（信号レベル）に影響を与える駆動電圧（例えば１２〜１５［Ｖ］程度のＶＤ−ＶＧ間電圧：図２参照）の低下の検出などである。それぞれのドライバＩＣは、自己診断機能によってこれらの異常を検出した場合に、異常検出信号を出力する。異常検出信号は、インバータ制御装置１に提供され、インバータ制御装置１は、例えば異常検出信号に基づいて、インバータ回路１０を停止させるなどのフェールセーフ制御を実行する。
【００２０】
ドライブ回路２に駆動電力を供給するために、駆動電源回路７（PW）が設けられている。図３は、駆動電源回路７の一例を示している。６つのドライブ回路２に対応して、駆動電源回路７は６つ備えられている。駆動電源回路７は、Ｕ相上段用駆動電源回路７１、Ｖ相上段用駆動電源回路７２、Ｗ相上段用駆動電源回路７３、Ｖ相下段用駆動電源回路７４、Ｕ相下段用駆動電源回路７５、Ｗ相下段用駆動電源回路７６を有している。上段側ドライブ回路２Ｈに電力を供給する３つの駆動電源回路７（７１，７２，７３）は上段側駆動電源回路７Ｈであり、下段側ドライブ回路２Ｌに電力を供給する３つの駆動電源回路７（７４，７５，７６）は下段側駆動電源回路７Ｌである。
【００２１】
上段側駆動電源回路７Ｈ（７１〜７３）は、それぞれ電気的に絶縁されたフローティング電源である。上段側駆動電源回路７Ｈは、それぞれ異なる正極側電位（ＶＨＵ，ＶＨＶ，ＶＨＷ）及び負極側電位（ＧＨＵ，ＧＨＶ，ＧＨＷ）を有する。下段側駆動電源回路７Ｌ（７４〜７６）は、図１から明らかなように負極側電位（ＧＬ：ＧＬＵ，ＧＬＶ，ＧＬＷ）が共通しており、互いに絶縁されてはいないが、それぞれ異なる正極側電位（ＶＬＵ，ＶＬＶ，ＶＬＷ）を有する。尚、各相を区別することなく上段側駆動電源回路７Ｈの正極側電位を示す場合は“ＶＨ”と称し、各相を区別することなく下段側駆動電源回路７Ｌの正極側電位を示す場合は“ＶＬ”と称する（図１、図２、図３等参照）。
【００２２】
図３に示すように、駆動電源回路７は、インバータ制御装置１が備えられる低圧側回路との絶縁を確保するためにトランスＴの二次側コイルを用いて構成されている。駆動電源回路７の一次側には電源制御用のＩＣなどを用いた電源制御装置７９（PCNT）が備えられており、低圧直流電源の出力電圧“ＩＧ”に接続されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって、駆動電源回路７に規定された出力電圧を生じさせる。電源制御装置７９は、駆動電源回路７の一次側回路に生じる電圧に基づくフィードバック制御を行って当該スイッチング素子をスイッチングし、駆動電源回路７に規定された出力電圧を生じさせる。
【００２３】
上述したように、ドライブ回路２は、駆動対象のスイッチング素子３における過電流や温度上昇の検出や、駆動信号ＤＳの振幅（信号レベル）に影響を与える駆動電圧の低下の検出などの自己診断機能を有している。ここでは、駆動対象のスイッチング素子３の過電流を検出する自己診断機能について説明する。スイッチング素子３の過電流を検出する方法には、シャント抵抗やカレントトランスを利用して電流を測定する方法や、スイッチング素子３の端子間電圧（コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥやドレイン−ソース間電圧ＶＤＳなど、スイッチング素子３の正極側端子と負極側端子との間の端子間電圧）を測定する方法がある。本実施形態では、ドライブ回路２は、スイッチング素子３の端子間電圧に基づいて駆動対象のスイッチング素子３の過電流を検出する。
【００２４】
スイッチング素子３の端子間電圧（ＶＣＥやＶＤＳ）は、スイッチング素子３に流れる電流（コレクタ−エミッタ間電流ＩＣＥやドレイン−ソース間電流ＩＤＳなど、スイッチング素子３の正極側端子と負極側端子との間を流れる素子電流）が増加すると上昇するという特性を持つ。従って、スイッチング素子３の端子間電圧（ＶＣＥやＶＤＳ）を監視することによって、スイッチング素子３の過電流を検出することができる。ここでは、スイッチング素子３の端子間電圧を監視する方式をＤＥＳＡＴ（desaturation）方式と称する。
【００２５】
本実施形態では、図２に示すように、スイッチング素子３の端子間電圧（本実施形態ではＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳ）に基づいて、スイッチング素子３（アーム３Ａ）の過電流を検出する過電流検出回路２０が、それぞれのスイッチング素子３に対応して複数設けられている。過電流検出回路２０は、第１分圧抵抗器Ｒ１と第２分圧抵抗器Ｒ２とが直列に接続されて構成された分圧回路２１と、保護ダイオードＤ１と、抵抗器Ｒ３と、ドライブ回路２（ドライバＩＣ）の内部に配置された判定回路２２としてのコンパレータとを含む。第１分圧抵抗器Ｒ１及び第２分圧抵抗器Ｒ２の抵抗値は例えば５〜１００［ｋΩ］程度、抵抗器Ｒ３の抵抗値は例えば１０〜２０［ｋΩ］程度である。
【００２６】
ところで、インバータ回路１０は、上段側スイッチング素子３Ｈと下段側スイッチング素子３Ｌとが直列接続されたアーム３Ａが内蔵されたパワーモジュール１０Ｍを用いて構成されている。３相各相の構成は同等であるため、図２は、代表として３相の内の１相分に相当するインバータ回路１０、ドライブ回路２、及び過電流検出回路２０を例示している。図２に示すように、スイッチング素子３を内蔵したパワーモジュール１０Ｍの外部端子には、スイッチング素子３（スイッチング素子本体３１）の全ての端子（Ｄ，Ｓ，Ｇ）が割り当てられてはいない。つまり、パワーモジュール１０Ｍは、アーム３Ａを構成する各スイッチング素子３のドレイン端子Ｄに直接接続される端子を有することなく、直流の正極Ｐに接続される直流正極端子Ｔｐと、直流の負極Ｎに接続される直流負極端子Ｔｎと、アーム３Ａを構成する両スイッチング素子３の接続点に接続される交流端子Ｔａｃと、アーム３Ａを構成する各スイッチング素子３のゲート端子Ｇ（制御端子）とソース端子Ｓ（制御基準端子）との間にスイッチングに必要な電位差を与えるための駆動信号ＤＳが入力される制御端子対Ｔｓｐとを備えている。
【００２７】
このように、パワーモジュール１０Ｍが、アーム３Ａを構成する各スイッチング素子３のドレイン端子Ｄに直接接続される端子を有してない場合には、ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳを得ることが困難である。そこで、上段側スイッチング素子３Ｈに生じる過電流を検出する上段側過電流検出回路２０Ｈは、パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐに接続され、下段側スイッチング素子３Ｌに生じる過電流を検出する下段側過電流検出回路２０Ｌは、パワーモジュール１０Ｍの上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２に接続されている。
【００２８】
図２に示すように、パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐは、パワーモジュール１０Ｍの内部で上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン端子Ｄに電気的に接続されている。また、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２は、パワーモジュール１０Ｍの内部で下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄに電気的に接続されている。尚、ここで「電気的に接続される」とは、短絡を意味するものではなく、電気抵抗（インピーダンス）を有していたとしても信号がその信号の機能を達成可能な状態で伝達されるように接続されている状態を言う。
【００２９】
また、パワーモジュール１０Ｍは、上段側制御端子対ＴＨｓｐと下段側制御端子対ＴＬｓｐとの２組の制御端子対Ｔｓｐを有している。上段側制御端子対ＴＨｓｐの内、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２の電位は、制御対象の上段側スイッチング素子３Ｈを駆動する駆動信号ＤＳにおける基準電位（グラウンドレベル）に相当する。また、下段側制御端子対ＴＬｓｐの内、下段側第２制御信号入力端子ＴＬｓ２の電位は、制御対象の下段側スイッチング素子３Ｌを駆動する駆動信号ＤＳにおける基準電位（グラウンドレベル）に相当する。従って、上段側過電流検出回路２０Ｈの基準電位は、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２の電位と同電位となり、下段側過電流検出回路２０Ｌの基準電位は、下段側第２制御信号入力端子ＴＬｓ２と同電位となる。
【００３０】
また、上段側スイッチング素子３Ｈのソース端子Ｓは、パワーモジュール１０Ｍの内部で、この基準電位に接続されている。従って、上段側過電流検出回路２０Ｈが直流正極端子Ｔｐに接続されると、上段側過電流検出回路２０Ｈは、上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン端子Ｄと、ソース端子Ｓとの間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。即ち、上段側過電流検出回路２０Ｈは、上段側スイッチング素子３Ｈの端子間電圧に基づいて上段側スイッチング素子３Ｈに生じる過電流を検出することができる。
【００３１】
同様に、下段側スイッチング素子３Ｌのソース端子Ｓは、パワーモジュール１０Ｍの内部で基準電位に接続されている。また、上段側スイッチング素子３Ｈのソース端子Ｓと下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄとは電気的に接続されている。従って、下段側過電流検出回路２０Ｌが上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２に接続されると、下段側過電流検出回路２０Ｌは、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄと、ソース端子Ｓとの間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。その結果、下段側過電流検出回路２０Ｌは、下段側スイッチング素子３Ｌの端子間電圧に基づいて下段側スイッチング素子３Ｌに生じる過電流を検出することができる。
【００３２】
ところで、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄは、パワーモジュール１０Ｍの内部で、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２だけではなく、交流端子Ｔａｃにも電気的に接続されている。従って、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２ではなく、交流端子Ｔａｃを下段側過電流検出回路２０Ｌに接続することによっても、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳを測定することができる。しかし、特に本実施形態のように、出力の大きい回転電機８０を駆動するような場合、直流正極端子Ｔｐ、直流負極端子Ｔｎ、及び交流端子Ｔａｃなどの電力端子には、大電流が流れる。このため、これらの端子は、パワーモジュール１０Ｍとの間でバスバーやハーネスなど、大電流に適した仕様（低電気抵抗、高耐久性など）を有する導電媒体を利用して接続されることが多い。
【００３３】
一方、制御端子対Ｔｓｐに接続される信号線に流れる電流は、上述した電力端子に比べると２桁以上小さく、制御端子対Ｔｓｐは、いわゆる配線基板上において、駆動信号ＤＳなどを出力する回路素子と接続されていることが多い。例本実施形態のような構成では、少なくとも、ドライブ回路２と、過電流検出回路２０とを同一の基板上に実装すると好適である。例えば、回転電機駆動装置１００は、インバータ制御装置１が実装された制御基板を有する制御ユニットと、ドライブ回路２及び過電流検出回路２０が構成されたインターフェイス基板を有するインターフェイスユニットと、パワーモジュール１０Ｍによりインバータ回路１０が構成されたパワーユニットと、をハーネスやバスバーなどによって電気的に接続することによって構成することができる。
【００３４】
この構成において、パワーユニットと直流電源１１との間は、バスバーや電力用ハーネスを介して電気的に接続される。つまり、パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐと直流負極端子Ｔｎとは、バスバーや電力用ハーネスを介して直流電源１１の側に接続される（間にコンバータや直流リンクコンデンサ４等が存在していてもよい。）。パワーユニットと回転電機８０との間も、バスバーや電力用ハーネスを介して電気的に接続される。つまり、パワーモジュール１０Ｍの交流端子Ｔａｃも、バスバーや電力用ハーネスを介してステータコイル８に電気的に接続される。パワーユニットとインターフェイスユニットとは、信号用ハーネスや基板間コネクタ等を介して電気的に接続される。つまり、パワーモジュール１０Ｍの制御端子対Ｔｓｐは、信号用ハーネスや基板間コネクタ等を介して、ドライブ回路２及び過電流検出回路２０と接続される。
【００３５】
上述したように、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄは、パワーモジュール１０Ｍの内部で、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２だけではなく、交流端子Ｔａｃにも電気的に接続されている。従って、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２ではなく、交流端子Ｔａｃを下段側過電流検出回路２０Ｌに接続することによっても、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳを測定することができる。しかし、インターフェイスユニットと交流端子Ｔａｃとは通常は電気的に接続されていない。上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２を下段側過電流検出回路２０Ｌに接続する場合には、別途ハーネス等を設けなくても、インターフェイス基板（配線基板）上において両者を電気的に接続することができる。換言すれば、このインターフェイス基板のように、上段側過電流検出回路２０Ｈ及び下段側過電流検出回路２０Ｌが、パワーモジュール１０Ｍに駆動信号ＤＳを供給するドライブ回路２と同じ配線基板上に設けられていると好適である。
【００３６】
尚、上段側過電流検出回路２０Ｈは、直流正極端子Ｔｐに接続されているため、パワーユニットとインターフェイスユニットとの間に別途、ハーネスなどの配線が必要となる場合がある。しかし、本実施形態では、直流の正極Ｐの電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）を検出する電圧センサ１６（直流電圧検出回路、直流リンク電圧検出回路）が設けられている。この電圧センサ１６が例えばインターフェイスユニット（好ましくはインターフェイス基板）に備えられていると、インターフェイスユニット内において、上段側過電流検出回路２０Ｈと直流正極端子Ｔｐとを電気的に接続することができて好適である（図２参照）。
【００３７】
本実施形態の過電流検出回路２０は、それぞれのアーム３Ａに対応して、上段側過電流検出回路２０Ｈと下段側過電流検出回路２０Ｌとを備えている。また、上段側過電流検出回路２０Ｈ及び下段側過電流検出回路２０Ｌのそれぞれは、上述したような分圧回路２１と判定回路２２とを有している。分圧回路２１は、第１分圧抵抗器Ｒ１と第２分圧抵抗器Ｒ２とにより設定される分圧比に応じて上段側スイッチング素子３Ｈ及び下段側スイッチング素子３Ｌの端子間電圧（ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳ）を分圧して評価対象電圧Ｖｊｄｇを生成する。判定回路２２は、評価対象電圧Ｖｊｄｇとしきい値電圧Ｖｒｅｆとを比較として過電流が生じているか否かを判定する。
【００３８】
上段側過電流検出回路２０Ｈの分圧回路２１は、パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐにカソード端子が接続される保護ダイオードＤ１（上段側保護ダイオードＤＨ）を介して、間接的に、上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間に接続され、上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳを分圧している。また、下段側過電流検出回路２０Ｌの分圧回路２１は、パワーモジュール１０Ｍの上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）にカソード端子が接続される保護ダイオードＤ１（下段側保護ダイオードＤＬ）を介して、間接的に、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間に接続され、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳを分圧している。
【００３９】
保護ダイオードＤ１のアノード端子と分圧回路２１とが接続される第１ノードｎ１は、対応する駆動電源回路７の正極（ＶＤ）に接続される。本実施形態では、第１ノードｎ１は、電流制限回路としての抵抗器Ｒ３を介して駆動電源回路７の正極（ＶＤ）に接続されている。抵抗器Ｒ３は、分圧回路２１（Ｒ１，Ｒ２）や保護ダイオードＤ１に大きな電流が流れないように、電流を制限する。尚、本実施形態では、電流制限回路として抵抗器Ｒ３を例示しているが、その他の公知の定電流回路によって電流制限回路を構成してもよい。つまり、第１ノードｎ１と駆動電源回路７の正極（ＶＤ）との間に電流制限回路を備えていればよい。第１ノードｎ１とは異なる側の分圧回路２１の端子である第２ノードｎ２は、対応する駆動電源回路７の負極（ＶＧ）に接続されている。
【００４０】
第１分圧抵抗器Ｒ１と第２分圧抵抗器Ｒ２により分圧された電圧である評価対象電圧Ｖｊｄｇは、ドライブ回路２に入力される。ドライブ回路２に設けられた判定回路２２は、しきい値電圧Ｖｒｅｆと評価対象電圧Ｖｊｄｇとを比較し、評価対象電圧Ｖｊｄｇがしきい値電圧Ｖｒｅｆ以上の場合に、スイッチング素子３に過電流が生じていると判定する。尚、詳細は後述するが、過電流検出回路２０は、判定対象のスイッチング素子３がオン状態に制御されている期間のみ、過電流の判定を行う。
【００４１】
保護ダイオードＤ１は、抵抗器Ｒ３の側にアノード端子、パワーモジュール１０Ｍの端子の側（スイッチング素子３の側）にカソード端子が接続される形態で、抵抗器Ｒ３からパワーモジュール１０Ｍの側（スイッチング素子３の側）に向かって順方向となるように接続されている。保護ダイオードＤ１は、スイッチング素子３がオフ状態の際に、例えば、直流の正極Ｐと、駆動電源グラウンドＶＧとの間の高電圧が分圧された高電圧の評価対象電圧Ｖｊｄｇが、ドライブ回路２に入力されることを防止する。スイッチング素子３がオン状態となると、保護ダイオードＤ１がオン状態（導通状態）となり、第１分圧抵抗器Ｒ１と保護ダイオードＤ１との接続ノード（第１ノードｎ１）の電位は、保護ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦと、スイッチング素子３（ＭＯＳＦＥＴ）のドレイン−ソース間電圧ＶＤＳとの和となる。過電流が生じた際のドレイン−ソース間電圧ＶＤＳに比べて、順方向電圧ＶＦは小さく、第１ノードｎ１の電位は、ほぼスイッチング素子３（ＭＯＳＦＥＴ）のドレイン−ソース間電圧ＶＤＳとなる。
【００４２】
分圧回路２１からの評価対象電圧Ｖｊｄｇは、常時、ドライブ回路２に入力されているが、判定回路２２による判定は、判定対象のスイッチング素子３がオン状態に制御されている期間（駆動信号ＤＳが有効な期間）のみである。駆動信号ＤＳの信号レベル（論理レベル）は、ドライブ回路２において既知であるから、ドライブ回路２は、判定対象のスイッチング素子３がオン状態に制御されている期間のみ、過電流の判定を行う。或いは、しきい値電圧Ｖｒｅｆを下記式(1)のように設定しておくことによっても、判定対象のスイッチング素子３がオフ状態の場合に過電流と判定しないようにすることができる。
【００４３】
Ｖｒｅｆ  ＜  （ＶＤ−ＶＧ）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３））  ・・・(1)
【００４４】
パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐと上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２との間の電圧、並びに、パワーモジュール１０Ｍの上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２と下段側第２制御信号入力端子ＴＬｓ２との間の電圧は、間接的に評価対象のスイッチング素子３の端子間電圧（ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳ）に相当し、ここではＶＤＥＳＡＴと称する。この電圧は、概ねスイッチング素子３のオン抵抗Ｒｏｎとドレイン−ソース間電流ＩＤＳとの積に相当する。保護ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶＦとして、分圧回路２１に入力される分圧対象電圧Ｖｄｉｖは、下記式(2)で示され、評価対象電圧Ｖｊｄｇの値は、下記式(3)で表される。
【００４５】
Ｖｄｉｖ  ＝  ＶＤＥＳＡＴ  −ＶＦ  ＝  Ｒｏｎ×ＩＤＳ−ＶＦ  ・・・(2)
Ｖｊｄｇ  ＝  Ｖｄｉｖ×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））
＝（Ｒｏｎ×ＩＤＳ−ＶＦ）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））  ・・・(3)  
【００４６】
上述したように、パワーモジュール１０Ｍの直流正極端子Ｔｐは、パワーモジュール１０Ｍの内部で上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン端子Ｄに電気的に接続されている。また、上段側第２制御信号入力端子ＴＨｓ２は、パワーモジュール１０Ｍの内部で下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄに電気的に接続されている。但し、「電気的に接続される」は、短絡を意味するものではなく、電気抵抗（インピーダンス）を有していたとしても信号がその信号の機能を達成可能な状態で伝達されるように接続されている状態である。直流正極端子Ｔｐと、上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン端子Ｄとの間には、電気抵抗である第１内部抵抗ｒ１が存在する。この第１内部抵抗ｒ１は、上段側スイッチング素子３Ｈのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳに影響する可能性がある。
【００４７】
同様に、上段側スイッチング素子３Ｈのソース端子Ｓと、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄとの間には電気抵抗である第２内部抵抗ｒ２が存在する。この第２内部抵抗ｒ２は、下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳに影響する可能性がある。尚、第２内部抵抗ｒ２は、交流端子Ｔａｃに接続されるアーム３Ａの中点ノードｎ３、つまり、上段側スイッチング素子３Ｈのソース端子Ｓと下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄとの間の接続点を挟んで、上段側スイッチング素子３Ｈの側及び下段側スイッチング素子３Ｌの側にそれぞれ存在する。即ち、上段側スイッチング素子３Ｈのソース端子Ｓと中点ノードｎ３との間の内部抵抗ｒ２１と、中点ノードｎ３と下段側スイッチング素子３Ｌのドレイン端子Ｄとの間の内部抵抗ｒ２２との和が、第２内部抵抗ｒ２である。
【００４８】
上段側過電流検出回路２０Ｈ及び下段側過電流検出回路２０Ｌのそれぞれは、評価対象電圧Ｖｊｄｇと、しきい値電圧Ｖｒｅｆとを比較として過電流が生じているか否かを判定する。しかし、第１内部抵抗ｒ１や第２内部抵抗ｒ２が、ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳに影響すると、判定精度が低下する可能性がある。そこで、評価対象電圧Ｖｊｄｇを生成する分圧回路２１の分圧比や、評価対象電圧Ｖｊｄｇを判定する判定回路２２におけるしきい値電圧Ｖｒｅｆが、パワーモジュール１０Ｍの内部抵抗に応じて設定されると好適である。例えば、上段側過電流検出回路２０Ｈの評価対象電圧Ｖｊｄｇは、上記式(3)に対して下記式(3-1)のようになり、下段側過電流検出回路２０Ｌの評価対象電圧Ｖｊｄｇは、上記式(3)に対して下記式(3-2)のようになる。
【００４９】
Ｖｊｄｇ  ＝（（Ｒｏｎ＋ｒ１）×ＩＤＳ−ＶＦ）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））・・・(3-1)      
Ｖｊｄｇ  ＝（（Ｒｏｎ＋ｒ２）×ＩＤＳ−ＶＦ）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））・・・(3-2)
【００５０】
例えば、しきい値電圧ＶｒｅｆがドライバＩＣにおいて固定値であるような場合には、分圧回路２１の第１分圧抵抗器Ｒ１及び第２分圧抵抗器Ｒ２の値を変更して、評価対象電圧Ｖｊｄｇの値を調節するとよい。しきい値電圧Ｖｒｅｆが可変値の場合には、パワーモジュール１０Ｍの内部抵抗（ｒ１，ｒ２）を加味した評価対象電圧Ｖｊｄｇの値に応じて、しきい値電圧Ｖｒｅｆを調節するとよい。
【００５１】
尚、本実施形態では、第１分圧抵抗器Ｒ１と第２分圧抵抗器Ｒ２とが直列に接続されて分圧回路２１が形成されている形態を例示しているが、この形態には限られない。スイッチング素子３の導通時の端子間電圧（ＶＣＥやＶＤＳ）やドライブ回路２の仕様（コンパレータを用いた判定回路２２など過電流を判定する回路の仕様）に応じて、第２分圧抵抗器Ｒ２に相当する抵抗器のみを備えて分圧回路２１が形成されていてもよい。
【００５２】
〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明したインバータの過電流検出回路（２０）の概要について簡単に説明する。
【００５３】
１つの態様として、上段側スイッチング素子（３Ｈ）と下段側スイッチング素子（３Ｌ）とが直列接続されたアーム（３Ａ）が内蔵されたパワーモジュール（１０Ｍ）を用いて構成されて直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路（１０）を対象とし、当該インバータ回路（１０）に生じる過電流を前記アーム（３Ａ）の各スイッチング素子（３）のドレイン−ソース間電圧又はコレクタ−エミッタ間電圧である端子間電圧に基づいて検出するインバータの過電流検出回路（２０）は、
前記パワーモジュール（１０Ｍ）が、前記アーム（３Ａ）を構成する各スイッチング素子（３）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に直接接続される端子を有することなく、直流の正極（Ｐ）に接続される直流正極端子（Ｔｐ）と、直流の負極（Ｎ）に接続される直流負極端子（Ｔｎ）と、前記アーム（３Ａ）を構成する両スイッチング素子（３）の接続点に接続される交流端子（Ｔａｃ）と、前記アーム（３Ａ）を構成する各スイッチング素子（３）の制御端子（Ｇ）と制御基準端子（Ｓ）との間にスイッチングに必要な電位差を与えるための制御信号（ＤＳ）が入力される制御端子対（Ｔｓｐ）とを備え、
前記制御端子対（Ｔｓｐ）が、前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）の前記制御端子（Ｇ）に接続される上段側第１制御信号入力端子（ＴＨｓ１）と、前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）の前記制御基準端子（Ｓ）に接続される上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）との対と、前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）の前記制御端子（Ｇ）に接続される下段側第１制御信号入力端子（ＴＬｓ１）と、前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）の前記制御基準端子（Ｓ）に接続される下段側第２制御信号入力端子（ＴＬｓ２）との対と、を備え、
前記直流正極端子（Ｔｐ）に接続されて前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）の前記端子間電圧に基づいて前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）に生じる過電流を検出する上段側過電流検出回路（２０Ｈ）と、
前記上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）に接続されて前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）の前記端子間電圧に基づいて前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）に生じる過電流を検出する下段側過電流検出回路（２０Ｌ）と、を備える。
【００５４】
スイッチング素子（３）の端子間電圧に基づいて、当該スイッチング素子（３）に過電流が生じているか否かを検出するに当たり、スイッチング素子（３）を内蔵するパワーモジュール（１０Ｍ）が、各スイッチング素子（３）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に直接接続される端子を有してない場合には、端子間電圧を得ることが困難である。しかし、上記の構成によれば、上段側過電流検出回路（２０Ｈ）が、パワーモジュール（１０Ｍ）の直流正極端子（Ｔｐ）に接続され、下段側過電流検出回路（２０Ｌ）が、パワーモジュール（１０Ｍ）の上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）に接続される。パワーモジュール（１０Ｍ）の直流正極端子（Ｔｐ）は、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部で上段側スイッチング素子（３Ｈ）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に電気的に接続される。また、上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）は、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部で下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に電気的に接続される。ここで、「電気的に接続される」は、短絡を意味するものではなく、電気抵抗（インピーダンス）を有していたとしても信号がその信号の機能を達成可能な状態で伝達されるように接続されている状態を言う。
【００５５】
一般的に、制御端子対（Ｔｓｐ）の内、上段側第２制御端子（ＴＨｓ２）及び下段側第２制御端子（ＴＬｓ２）の電位は、制御対象のスイッチング素子（３）を駆動する制御信号（ＤＳ）における基準電位（グラウンドレベル）に相当する。従って、それぞれの過電流検出回路（２０Ｈ，２０Ｌ）の基準電位は、上段側第２制御端子（ＴＨｓ２）及び下段側第２制御端子（ＴＬｓ２）と同電位となることが多い。また、各スイッチング素子（３）のソース端子（Ｓ）又はエミッタ端子も、多くの場合、この基準電位に電気的に接続される。従って、上段側過電流検出回路（２０Ｈ）が直流正極端子（Ｔｐ）に接続されると、上段側過電流検出回路（２０Ｈ）は、上段側スイッチング素子（３）のドレイン端子（Ｄ）（又はコレクタ端子）と、ソース端子（Ｓ）（又はエミッタ端子）との間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。その結果、上段側過電流検出回路（２０Ｈ）は、上段側スイッチング素子（３Ｈ）の端子間電圧に基づいて上段側スイッチング素子（３Ｈ）に生じる過電流を検出することができる。同様に、下段側過電流検出回路（２０Ｌ）が上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）に接続されると、下段側過電流検出回路（２０Ｌ）は、下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン端子（Ｄ）（又はコレクタ端子）と、ソース端子（Ｓ）（又はエミッタ端子）との間の端子間電圧に対応する電圧を測定することができる。その結果、下段側過電流検出回路（２０Ｌ）は、下段側スイッチング素子（３Ｌ）の端子間電圧に基づいて下段側スイッチング素子（３Ｌ）に生じる過電流を検出することができる。このように、上記の構成によれば、スイッチング素子（３）を内蔵した回路モジュール（１０Ｍ）の外部端子に、スイッチング素子（３）の全ての端子（Ｄ，Ｓ，Ｇ）が割り当てられていない場合であっても、スイッチング素子（３）の端子間電圧に基づいてスイッチング素子（３）に生じる過電流を適切に検出することができる。
【００５６】
下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子は、パワーモジュール（１０Ｍ）の中で、上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）だけではなく、交流端子（Ｔａｃ）にも電気的に接続されている。従って、上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）ではなく、交流端子（Ｔａｃ）を下段側過電流検出回路（２０Ｌ）に接続することによっても、下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン−ソース電圧（コレクタ−エミッタ電圧）を測定することは可能である。しかし、一般的に直流正極端子（Ｔｐ）、直流負極端子（Ｔｎ）、及び交流端子（Ｔａｃ）などの電力端子には、大電流が流れるため、これらの端子は、パワーモジュール（１０Ｍ）との間でバスバーやハーネスなどを利用して接続されることが多い。しかし、制御端子対（Ｔｓｐ）に接続される信号線に流れる電流は、上記電力端子に比べると２桁以上小さく、いわゆる配線基板上において接続されていることが多い。従って、下段側過電流検出回路（２０Ｌ）には、交流端子（Ｔａｃ）ではなく、上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）が接続されると好適である。例えば、パワーモジュール（１０Ｍ）に制御信号（ＤＳ）を提供する回路と、過電流検出回路（２０）とが同じ配線基板上に存在する場合には、パワーモジュール（１０Ｍ）から別途ハーネス等によって、交流端子（Ｔａｃ）と下段側過電流検出回路（２０Ｌ）とを接続しなくてもよい。
【００５７】
即ち、１つの態様として、前記上段側過電流検出回路（２０Ｈ）及び前記下段側過電流検出回路（２０Ｌ）が、前記パワーモジュール（１０Ｍ）に前記制御信号（ＤＳ）を供給するドライブ回路（２）と同じ配線基板上に設けられていると好適である。
【００５８】
また、１つの態様として、前記上段側過電流検出回路（２０Ｈ）及び前記下段側過電流検出回路（２０Ｌ）のそれぞれは、前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）及び前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）の前記端子間電圧を分圧して評価対象電圧（Ｖｊｄｇ）を生成する分圧回路（２１）と、前記評価対象電圧（Ｖｊｄｇ）としきい値電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較として過電流が生じているか否かを判定する判定回路（２２）とを備え、前記パワーモジュール（１０Ｍ）における前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）と前記直流正極端子（Ｔｐ）との間の第１内部抵抗（ｒ１）、及び、前記パワーモジュール（１０Ｍ）における前記上段側スイッチング素子（３Ｈ）と前記下段側スイッチング素子（３Ｌ）との間の第２内部抵抗（ｒ２）に基づいて、それぞれの前記分圧回路（２１）の分圧比及びそれぞれの前記しきい値電圧（Ｖｒｅｆ）の一方又は双方が設定されていると好適である。
【００５９】
上述したように、上段側スイッチング素子（３Ｈ）と下段側スイッチング素子（３Ｌ）とが直列接続されたアーム（３Ａ）が内蔵されたパワーモジュール（１０Ｍ）の直流正極端子（Ｔｐ）は、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部で上段側スイッチング素子（３Ｈ）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に電気的に接続されている。また、上段側第２制御信号入力端子（ＴＨｓ２）は、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部で下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン端子（Ｄ）又はコレクタ端子に電気的に接続されている。但し、「電気的に接続される」は、短絡を意味するものではなく、電気抵抗（インピーダンス）を有していたとしても信号がその信号の機能を達成可能な状態で伝達されるように接続されている状態である。従って、直流正極端子（Ｔｐ）と、上段側スイッチング素子（３Ｈ）のドレイン端子（Ｄ）（又はコレクタ端子）との間の電気抵抗は、上段側スイッチング素子（３Ｈ）のドレイン−ソース間電圧（コレクタ−エミッタ間電圧）に影響する可能性がある。同様に、上段側スイッチング素子（３Ｈ）のソース端子（Ｓ）（又はエミッタ端子）と、下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン端子（Ｄ）（又はコレクタ端子）との間の電気抵抗は、下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン−ソース間電圧（コレクタ−エミッタ間電圧）に影響する可能性がある。
【００６０】
上段側過電流検出回路（２０Ｈ）及び下段側過電流検出回路（２０Ｌ）のそれぞれは、上段側スイッチング素子（３Ｈ）及び下段側スイッチング素子（３Ｌ）の端子間電圧を分圧した評価対象電圧（Ｖｊｄｇ）と、しきい値電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較として過電流が生じているか否かを判定する。上述したように、上段側スイッチング素子（３Ｈ）及び下段側スイッチング素子（３Ｌ）のドレイン−ソース間電圧（コレクタ−エミッタ間電圧）は、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部の電気抵抗の影響を受ける場合がある。評価対象電圧（Ｖｊｄｇ）を生成する分圧回路（２１）の分圧比や、評価対象電圧（Ｖｊｄｇ）を判定する判定回路（２２）におけるしきい値電圧（Ｖｒｅｆ）が、パワーモジュール（１０Ｍ）の内部の電気抵抗に応じて設定されると、判定精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１        ：インバータ制御装置
２        ：ドライブ回路
３        ：スイッチング素子
３Ａ      ：アーム
３Ｈ      ：上段側スイッチング素子
３Ｌ      ：下段側スイッチング素子
１０      ：インバータ回路
１０Ｍ    ：パワーモジュール
２０      ：過電流検出回路
２０Ｈ    ：上段側過電流検出回路
２０Ｌ    ：下段側過電流検出回路
２１      ：分圧回路
２２      ：判定回路
Ｄ        ：ドレイン端子
ＤＳ      ：駆動信号（制御信号）
Ｇ        ：ゲート端子
Ｎ        ：負極
Ｐ        ：正極
Ｓ        ：ソース端子
ＴＨｓ２  ：上段側第２制御信号入力端子
ＴＨｓｐ  ：上段側制御端子対
ＴＬｓ２  ：下段側第２制御信号入力端子
ＴＬｓｐ  ：下段側制御端子対
Ｔａｃ    ：交流端子
Ｔｎ      ：直流負極端子
Ｔｐ      ：直流正極端子
Ｔｓｐ    ：制御端子対
Ｖｊｄｇ  ：評価対象電圧
Ｖｒｅｆ  ：しきい値電圧
ｒ１      ：第１内部抵抗（内部抵抗）
ｒ２      ：第２内部抵抗（内部抵抗）
【図１】
2018148635.tif 000003
【図２】
2018148635.tif 000004
【図３】
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