(57)【要約】      （修正有）【課題】並列接続された複数のスイッチング素子の発振を抑制し、精度良くスイッチング素子の温度を検出するスイッチング回路を提供する。【解決手段】スイッチング回路１０は、第１スイッチング素子１１と、第２スイッチング素子１２と、高電位配線６０と、低電位配線６４と、ゲート配線８０と、駆動回路と、第１温度センスダイオード４１と、第２温度センスダイオード４２と、検出回路１２０と、第１コモンモードチョークコイル３１と、第２コモンモードチョークコイル３２と、第１コンデンサ５１と、第２コンデンサ５２と、を備える。第１コンデンサは、一端が低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかに接続され、他端が検出回路と第１温度センスダイオードとを接続する配線に接続される。第２コンデンサは、一端が低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかに接続され、他端が検出回路と第２温度センスダイオードとを接続する配線に接続される。【選択図】図２
2019110619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング回路であって、
第１高電位端子と第１低電位端子と第１ゲート端子を備える第１スイッチング素子と、
第２高電位端子と第２低電位端子と第２ゲート端子を備える第２スイッチング素子と、
前記第１高電位端子と前記第２高電位端子を接続する高電位配線と、
前記第１低電位端子と前記第２低電位端子を接続する低電位配線と、
前記第１ゲート端子と前記第２ゲート端子を接続するゲート配線と、
前記低電位配線と前記ゲート配線に接続されており、前記第１ゲート端子の電位と、前記第２ゲート端子の電位を制御する駆動回路と、
前記第１スイッチング素子の温度を検出する第１温度センスダイオードと、
前記第２スイッチング素子の温度を検出する第２温度センスダイオードと、
前記第１温度センスダイオードと前記第２温度センスダイオードに接続されており、前記第１温度センスダイオードと前記第２温度センスダイオードの検出値を受信する検出回路と、
第１コモンモードチョークコイルと、
第２コモンモードチョークコイルと、
第１コンデンサと、
第２コンデンサ、
を備えており、
前記第１コモンモードチョークコイルが、前記駆動回路と前記第１ゲート端子の間で前記ゲート配線に介装された第１コイルと、前記駆動回路と前記第１低電位端子の間で前記低電位配線に介装された第２コイルを有し、
前記駆動回路から前記第１ゲート端子に向かって前記第１コイルを通る向きと前記駆動回路から前記第１低電位端子に向かって前記第２コイルを通る向きがコモンモードとなるように、前記第１コモンモードチョークコイルが構成されており、
前記第２コモンモードチョークコイルが、前記駆動回路と前記第２ゲート端子の間で前記ゲート配線に介装された第３コイルと、前記駆動回路と前記第２低電位端子の間で前記低電位配線に介装された第４コイルを有し、
前記駆動回路から前記第２ゲート端子に向かって前記第３コイルを通る向きと前記駆動回路から前記第２低電位端子に向かって前記第４コイルを通る向きがコモンモードとなるように、前記第２コモンモードチョークコイルが構成されており、
前記第１コンデンサの一端が、前記低電位配線と前記高電位配線と前記ゲート配線のいずれかに接続されており、
前記第１コンデンサの他端が、前記検出回路と前記第１温度センスダイオードとを接続する配線に接続されており、
前記第２コンデンサの一端が、前記低電位配線と前記高電位配線と前記ゲート配線のいずれかに接続されており、
前記第２コンデンサの他端が、前記検出回路と前記第２温度センスダイオードとを接続する配線に接続されている、
スイッチング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、スイッチング回路に関する。
【０００２】
インバータやコンバータといった電力制御回路において、並列に接続された２つのスイッチング素子を同時にスイッチングしたときに、それぞれのスイッチング素子に流れる電流が振動（発振）することがある。このような現象は、スイッチング素子の製造誤差やスイッチングのタイミングのずれ等により、２つのスイッチング素子に流れる電流のアンバランスが生じることによって誘発される。電流のアンバランスが生じると、２つのスイッチング素子それぞれの低電位端子を互いに接続する配線の寄生インダクタンスによって、２つのスイッチング素子の低電位端子間に電位差が発生する。これを起因として、スイッチング素子に発振が生じる。
【０００３】
特許文献１には、並列に接続された２つのスイッチング素子の発振を抑制する回路が開示されている。この回路は、互いに並列に接続された２つのスイッチング素子を備えている。特許文献１に開示のスイッチング回路１００を図７に示す。スイッチング回路１００は、２つのスイッチング素子１１１、１１２を備えている。スイッチング素子１１１、１１２は、高電位配線１９２と低電位配線１９４（１９４ａ及び１９４ｂ）の間に並列に接続されている。２つのスイッチング素子１１１、１１２には、還流ダイオード１２１、１２２が逆並列に接続されている。スイッチング素子１１１は、高電位端子１１１ｃと、低電位端子１１１ｅと、ゲート端子１１１ｇを備えている。スイッチング素子１１２は、高電位端子１１２ｃと、低電位端子１１２ｅと、ゲート端子１１２ｇを備えている。ゲート端子１１１ｇとゲート端子１１２ｇは、ゲート配線１８０により接続されている。ゲート配線１８０には、ゲート端子１１１ｇの電位とゲート端子１１２ｇの電位を制御する駆動回路２１０が接続されている。また、駆動回路２１０は、低電位配線１９４ｂに接続されている。高電位端子１１１ｃと高電位端子１１２ｃは、高電位配線１９２によって互いに接続されている。低電位端子１１１ｅと低電位端子１１２ｅは、低電位配線１９４ｂによって互いに接続されている。さらに、低電位配線１９４ａによっても、低電位端子１１１ｅと低電位端子１１２ｅが互いに接続されている。低電位配線１９４ａは、下流側の回路に向かう配線１９５に接続されている。
【０００４】
また、スイッチング回路１００は、第１コモンモードチョークコイル１３１と、第２コモンモードチョークコイル１３２を備える。第１コモンモードチョークコイル１３１は、第１コイル１３１ａと、第２コイル１３１ｂを有する。第２コモンモードチョークコイル１３２は、第３コイル１３２ａと、第４コイル１３２ｂを有する。第１コイル１３１ａが駆動回路２１０とゲート端子１１１ｇの間でゲート配線１８０に介装されている。第２コイル１３１ｂが駆動回路２１０と低電位端子１１１ｅの間で低電位配線１９４ｂに介装されている。そして、駆動回路２１０からゲート端子１１１ｇに向かって第１コイル１３１ａを通る向きと、駆動回路２１０から低電位端子１１１ｅに向かって第２コイル１３１ｂを通る向きがコモンモードとなるように、第１コモンモードチョークコイル１３１が構成されている。また、第３コイル１３２ａが駆動回路２１０とゲート端子１１２ｇの間でゲート配線１８０に介装されている。第４コイル１３２ｂが駆動回路２１０と低電位端子１１２ｅの間で低電位配線１９４ｂに介装されている。そして、駆動回路２１０からゲート端子１１２ｇに向かって第３コイル１３２ａを通る向きと、駆動回路２１０から低電位端子１１２ｅに向かって第４コイル１３２ｂを通る向きがコモンモードとなるように、第２コモンモードチョークコイル１３２が構成されている。
【０００５】
上記のスイッチング回路１００において、スイッチング素子１１１、１１２が共にオフしており、駆動回路２１０からスイッチング素子１１１、１１２に駆動信号が供給され、スイッチング素子１１１、１１２がオフからオンにスイッチングする状態を想定する。まず、駆動回路２１０からの駆動信号の供給により、ゲート端子１１１ｇ、１１２ｇの電位が共に上昇する。スイッチング素子１１１、１１２それぞれのゲート端子１１１ｇ、１１２ｇの電位が閾値を超えると、スイッチング素子１１１、１１２が共にオン状態となり、図７に示す電流Ｉ１、Ｉ２が流れ始める。このとき、スイッチング素子１１１とスイッチング素子１１２の製造誤差等により、スイッチング素子１１１を流れる電流Ｉ１と、スイッチング素子１１２を流れる電流Ｉ２にアンバランスが生じる。このとき、Ｉ１＜Ｉ２の関係が成立する場合を考える。電流Ｉ１が低電位端子１１１ｅから低電位配線１９４ａに流れると、低電位配線１９４ａが有する寄生インダクタンスにより起電力が生じる。このため、低電位端子１１１ｅの電位Ｖｅ１が上昇する。同様に、電流Ｉ２が低電位端子１１２ｅから低電位配線１９４ａに流れると、低電位配線１９４ａが有する寄生インダクタンスにより起電力が生じる。このため、低電位端子１１２ｅの電位Ｖｅ２が上昇する。電流Ｉ２が電流Ｉ１よりも大きいので、低電位端子１１２ｅの電位が低電位端子１１１ｅの電位よりも高くなる。したがって、低電位配線１９４ｂに、低電位端子１１２ｅから低電位端子１１１ｅに向かって電流が流れる。また、低電位端子１１１ｅの電位Ｖｅ１が上昇すると、ゲート端子１１１ｇの電位Ｖｇ１も上昇する。低電位端子１１２ｅの電位Ｖｅ２が上昇すると、ゲート端子１１２ｇの電位Ｖｇ２も上昇する。電位Ｖｅ２の上昇量が電位Ｖｅ１の上昇量よりも大きいので、電位Ｖｇ２の上昇量は電位Ｖｇ１の上昇量よりも大きくなる。このため、電位Ｖｇ２が電位Ｖｇ１よりも高くなる。すると、ゲート配線１８０に、ゲート端子１１２ｇからゲート端子１１１ｇに向かって電流が流れる。
【０００６】
このスイッチング回路１００では、第１コイル１３１ａと第２コイル１３１ｂに同じ向きの電流（以下、コモンモード電流という。）が流れる場合、第１コイル１３１ａと第２コイル１３１ｂに発生する磁束が足し合わされる。その結果、第１コモンモードチョークコイル１３１がインダクタとして機能する。一方で、第１コイル１３１ａと第２コイル１３１ｂに逆向きの電流（以下、ディファレンシャルモード電流という。）が流れる場合、第１コイル１３１ａと第２コイル１３１ｂに発生する磁束は打ち消し合う。その結果、第１コモンモードチョークコイル１３１がインダクタとして機能しない。第２コモンモードチョークコイル１３２についても同様である。
【０００７】
スイッチング回路１００において、スイッチング素子１１１、１１２がオン状態になったときに、電流Ｉ１と電流Ｉ２にアンバランスが生じた場合、上述したように、低電位配線１９４ｂには、低電位端子１１２ｅから低電位端子１１１ｅに向かう方向に電流が流れる。すなわち、第２コイル１３１ｂには、駆動回路２１０から低電位端子１１１ｅに向かう向きで電流が流れ、第４コイル１３２ｂには、低電位端子１１２ｅから駆動回路２１０に向かう向きで電流が流れる。また、ゲート配線１８０には、ゲート端子１１２ｇからゲート端子１１１ｇに向かう方向に電流が流れる。すなわち、第１コイル１３１ａには、駆動回路２１０からゲート端子１１１ｇに向かう向きで電流が流れ、第３コイル１３２ａには、ゲート端子１１２ｇから駆動回路２１０に向かう向きで電流が流れる。このように、第１コイル１３１ａ（すなわち、ゲート配線１８０）及び第２コイル１３１ｂ（すなわち、低電位配線１９４ｂ）を流れる電流と、第３コイル１３２ａ及び第４コイル１３２ｂを流れる電流は、それぞれコモンモード電流となる。したがって、第１コモンモードチョークコイル１３１及び第２コモンモードチョークコイル１３２がインダクタとして機能し、ゲート配線１８０と低電位配線１９４ｂに流れる電流を抑制する。その結果、短時間で、当該電流が減衰するとともにゲート端子１１１ｇと低電位端子１１１ｅの両端間電圧Ｖｇ１−Ｖｅ１と、ゲート端子１１２ｇと低電位端子１１２ｅの両端間電圧Ｖｇ２−Ｖｅ２が略同電位となる。また、スイッチング素子１１１に流れる電流がスイッチング素子１１２に流れる電流よりも大きい場合にも、第１コモンモードチョークコイル１３１及び第２コモンモードチョークコイル１３２を流れる電流がコモンモード電流となり、ゲート電流の増減を抑制することができる。
【０００８】
なお、スイッチング回路１００において、スイッチング素子１１１、１１２をオフ状態からオン状態にスイッチングする場合、駆動回路２１０は、スイッチング素子１１１のゲート端子１１１ｇを充電することでスイッチング素子１１１をオンさせ、スイッチング素子１１２のゲート端子１１２ｇを充電することでスイッチング素子１１２をオンさせる。スイッチング素子１１１をオンさせる場合には、スイッチング素子１１１の低電位端子１１１ｅから駆動回路２１０を介してゲート端子１１１ｇに向かってゲート電流が流れることで、ゲート端子１１１ｇが充電される。このとき、ゲート電流は、第２コイル１３１ｂを低電位端子１１１ｅから駆動回路２１０に向かう向きで流れるとともに、第１コイル１３１ａを駆動回路２１０からゲート端子１１１ｇに向かう向きで流れる。つまり、ゲート電流は、ディファレンシャルモード電流となる。このため、第１コイル１３１ａ及び第２コイル１３１ｂはインダクタとして機能せず、高速でスイッチング素子１１１のゲート端子１１１ｇを充電することができる。スイッチング素子１１２のゲート端子１１２ｇについても同様に高速で充電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−０１９２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、スイッチング素子の温度を検出するために、温度センスダイオードを設ける場合がある。スイッチング素子の温度は、温度センスダイオードの順方向電圧の温度依存性を利用することにより検出することができる。スイッチング回路に温度センスダイオードを採用すると、高電位配線、低電位配線またはゲート配線で生じる電位上昇が、温度センスダイオードの配線に伝播し、ノイズとなる場合がある。このため、当該ノイズの影響によって、スイッチング素子の温度を正確に検出できない場合がある。本明細書では、並列に接続された複数のスイッチング素子の発振を抑制しつつ、精度良くスイッチング素子の温度を検出することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に開示するスイッチング回路は、第１スイッチング素子と、第２スイッチング素子と、高電位配線と、低電位配線と、ゲート配線と、駆動回路と、第１温度センスダイオードと、第２温度センスダイオードと、検出回路と、第１コモンモードチョークコイルと、第２コモンモードチョークコイルと、第１コンデンサと、第２コンデンサ、を備える。前記第１スイッチング素子は、第１高電位端子と第１低電位端子と第１ゲート端子を備える。前記第２スイッチング素子は、第２高電位端子と第２低電位端子と第２ゲート端子を備える。前記高電位配線は、前記第１高電位端子と前記第２高電位端子を接続する。前記低電位配線は、前記第１低電位端子と前記第２低電位端子を接続する。前記ゲート配線は、前記第１ゲート端子と前記第２ゲート端子を接続する。前記駆動回路は、前記低電位配線と前記ゲート配線に接続されており、前記第１ゲート端子の電位と、前記第２ゲート端子の電位を制御する。前記第１温度センスダイオードは、前記第１スイッチング素子の温度を検出する。前記第２温度センスダイオードは、前記第２スイッチング素子の温度を検出する。前記検出回路は、前記第１温度センスダイオードと前記第２温度センスダイオードに接続されており、前記第１温度センスダイオードと前記第２温度センスダイオードの検出値を受信する。前記第１コモンモードチョークコイルが、前記駆動回路と前記第１ゲート端子の間で前記ゲート配線に介装された第１コイルと、前記駆動回路と前記第１低電位端子の間で前記低電位配線に介装された第２コイルを有している。前記駆動回路から前記第１ゲート端子に向かって前記第１コイルを通る向きと前記駆動回路から前記第１低電位端子に向かって前記第２コイルを通る向きがコモンモードとなるように、前記第１コモンモードチョークコイルが構成されている。前記第２コモンモードチョークコイルが、前記駆動回路と前記第２ゲート端子の間で前記ゲート配線に介装された第３コイルと、前記駆動回路と前記第２低電位端子の間で前記低電位配線に介装された第４コイルを有している。前記駆動回路から前記第２ゲート端子に向かって前記第３コイルを通る向きと前記駆動回路から前記第２低電位端子に向かって前記第４コイルを通る向きがコモンモードとなるように、前記第２コモンモードチョークコイルが構成されている。前記第１コンデンサの一端が、前記低電位配線と前記高電位配線と前記ゲート配線のいずれかに接続されている。前記第１コンデンサの他端が、前記検出回路と前記第１温度センスダイオードとを接続する配線に接続されている。前記第２コンデンサの一端が、前記低電位配線と前記高電位配線と前記ゲート配線のいずれかに接続されている。前記第２コンデンサの他端が、前記検出回路と前記第２温度センスダイオードとを接続する配線に接続されている。
【００１２】
なお、高電位配線の電位や低電位配線の電位が変動することで、低電位配線の電位が高電位配線の電位よりも瞬間的に高くなる場合があってもよい。すなわち、高電位配線は、低電位配線よりも平均電位が高い配線を意味する。
【００１３】
上記のスイッチング回路では、第１コンデンサの一端が、低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかに接続されている。このため、第１スイッチング素子がオフ状態からオン状態になったときに、上記各配線が有する寄生インダクタンスによって生じた起電力が速やかに第１コンデンサに蓄積される。このため、当該起電力による電位上昇が、第１温度センスダイオードの配線に伝播することを抑制することができる。同様に、第２コンデンサの一端が、低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかに接続されている。このため、第２スイッチング素子がオフ状態からオン状態になったときに、上記各配線が有する寄生インダクタンスによって生じた起電力が速やかに第２コンデンサに蓄積される。このため、当該起電力による電位上昇が、第２温度センスダイオードの配線に伝播することを抑制することができる。このように、上記のスイッチング回路によれば、各温度センスダイオードに対するノイズを低減することができるため、各温度センスダイオードによって精度良く各スイッチング素子の温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インバータ９０の回路図。
【図２】スイッチング回路１０の回路図。
【図３】変形例のスイッチング回路１０ａの回路図。
【図４】他の変形例のスイッチング回路１０ｂの回路図。
【図５】他の変形例のスイッチング回路１０ｃの回路図。
【図６】他の変形例のスイッチング回路１０ｄの回路図。
【図７】比較例のスイッチング回路１００の回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本技術の一実施形態では、第１コンデンサの一端と、低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかと、の間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。また、第２コンデンサの一端と、低電位配線と高電位配線とゲート配線のいずれかと、の間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。このような構成では、駆動回路や検出回路が有する寄生インダクタンスと、各コンデンサと、により形成される共振回路によって共振現象が生じることを抑制することができる。
【００１６】
本技術の一実施形態では、第１コンデンサの他端と第１温度センスダイオードとの間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。また、第２コンデンサの他端と第２温度センスダイオードとの間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。このような構成では、駆動回路や検出回路が有する寄生インダクタンスと、各コンデンサと、により形成される共振回路によって共振現象が生じることを抑制することができる。
【００１７】
本技術の一実施形態では、第１コンデンサの他端と検出回路との間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。また、第２コンデンサの他端と検出回路との間に直列に接続された抵抗をさらに有していてもよい。このような構成では、駆動回路や検出回路が有する寄生インダクタンスと、各コンデンサと、により形成される共振回路によって共振現象が生じることを抑制することができる。
【実施例】
【００１８】
図面を参照して、実施例のスイッチング回路１０を説明する。図１に、本実施例のスイッチング回路１０が適用されたインバータ９０の回路図を示す。インバータ９０は、プラス側電源配線９２とマイナス側電源配線９４を有している。プラス側電源配線９２とマイナス側電源配線９４の間には、図示しない直流電源によって直流電圧が印加される。プラス側電源配線９２がマイナス側電源配線９４に対して高電位となるように直流電圧が印加される。インバータ９０は、この直流電力を交流電力に変換してモータ９５へ供給する。
【００１９】
プラス側電源配線９２とマイナス側電源配線９４の間に、接続配線９６によって２つのスイッチング回路１０を直列接続した回路が３組設けられている。なお、スイッチング回路１０Ａは、上アーム（プラス側電源配線９２側）のスイッチング回路１０であり、スイッチング回路１０Ｂは、下アーム（マイナス側電源配線９４側）のスイッチング回路１０である。各スイッチング回路１０の構成は互いに等しい。インバータ９０は、３つの中間配線９８を有している。直列接続された２つのスイッチング回路１０の間の接続配線９６のそれぞれに、各中間配線９８が接続されている。各中間配線９８の他端は、モータ９５に接続されている。各スイッチング回路１０が接続配線９６のオンとオフを切り換えることで、プラス側電源配線９２とマイナス側電源配線９４の間に印加されている直流電圧が三相交流電圧に変換され、変換された三相交流電圧が３つの中間配線９８の間に出力される。三相交流電圧は、３つの中間配線９８を介してモータ９５に供給される。
【００２０】
次に、スイッチング回路１０の構成を、詳細に説明する。なお、各スイッチング回路１０の構成は互いに等しいので、１つのスイッチング回路の構成について説明する。図２は、各スイッチング回路１０の回路図を示している。スイッチング回路１０は、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２を有している。本実施例では、各スイッチング素子１１、１２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。第１スイッチング素子１１のコレクタ端子ｃ１と第２スイッチング素子１２のコレクタ端子ｃ２が、高電位配線６０によって、互いに接続されている。高電位配線６０は、上流側の回路に向かう配線６５に接続されている。すなわち、上アーム側のスイッチング回路１０Ａでは、高電位配線６０は、プラス側電源配線９２に接続されている。下アーム側のスイッチング回路１０Ｂでは、高電位配線６０は、中間配線９８とスイッチング回路１０Ａに接続されている。第１スイッチング素子１１のエミッタ端子ｅ１と第２スイッチング素子１２のエミッタ端子ｅ２が、第１低電位配線６２によって、互いに接続されている。すなわち、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２は、並列に接続されている。さらに、第２低電位配線６４によっても、エミッタ端子ｅ１とエミッタ端子ｅ２が互いに接続されている。第２低電位配線６４は、下流側の回路に向かう配線６６に接続されている。すなわち、上アーム側のスイッチング回路１０Ａでは、第２低電位配線６４は、中間配線９８とスイッチング回路１０Ｂに接続されている。下アーム側のスイッチング回路１０Ｂでは、第２低電位配線６４は、マイナス側電源配線９４に接続されている。第１スイッチング素子１１のゲート端子ｇ１と第２スイッチング素子１２のゲート端子ｇ２は、ゲート配線８０によって、互いに接続されている。また、第１スイッチング素子１１には、ダイオード２１が逆並列に接続されている。すなわち、ダイオード２１のアノードがエミッタ端子ｅ１に接続されており、ダイオード２１のカソードがコレクタ端子ｃ１に接続されている。第２スイッチング素子１２には、ダイオード２２が逆並列に接続されている。すなわち、ダイオード２２のアノードがエミッタ端子ｅ２に接続されており、ダイオード２２のカソードがコレクタ端子ｃ２に接続されている。第１低電位配線６２が、「低電位配線」の一例である。
【００２１】
図２に示すように、スイッチング回路１０は、駆動回路１１０と、第１コモンモードチョークコイル３１と、第２コモンモードチョークコイル３２と、第１温度センスダイオード４１と、第２温度センスダイオード４２と、検出回路１２０と、第１フィルタ回路７１と、第２フィルタ回路７２と、第１コンデンサ５１と、第２コンデンサ５２と、ゲート抵抗Ｒ１、Ｒ２、をさらに有している。
【００２２】
駆動回路１１０は、配線１４２によって、ゲート配線８０に接続されている。詳細には、駆動回路１１０は、ゲート配線８０に介装されたゲート抵抗Ｒ１を介してゲート端子ｇ１に接続されている。また、駆動回路１１０は、ゲート配線８０に介装されたゲート抵抗Ｒ２を介してゲート端子ｇ２に接続されている。駆動回路１１０は、ゲート端子ｇ１の電位とゲート端子ｇ２の電位を制御する。ゲート端子ｇ１とゲート端子ｇ２には、駆動回路１１０からの共通の駆動信号が供給される。このため、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２は、略同じタイミングでスイッチングする。したがって、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２の並列回路には、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２の電流容量の合計値の電流を流すことができる。また、駆動回路は、配線１４４によって、第１低電位配線６２に接続されている。
【００２３】
第１コモンモードチョークコイル３１は、第１コイル３１ａと第２コイル３１ｂを有している。第１コイル３１ａは、駆動回路１１０とゲート端子ｇ１の間でゲート配線８０に介装されている。すなわち、駆動回路１１０とゲート端子ｇ１の間に、第１コイル３１ａとゲート抵抗Ｒ１が直列に接続されている。第２コイル３１ｂは、駆動回路１１０とエミッタ端子ｅ１の間で第１低電位配線６２に介装されている。第１コモンモードチョークコイル３１は、駆動回路１１０からゲート端子ｇ１に向かって第１コイル３１ａを通る向きと、駆動回路１１０からエミッタ端子ｅ１に向かって第２コイル３１ｂを通る向きが、コモンモードとなるように構成されている。第２コモンモードチョークコイル３２は、第３コイル３２ａと第４コイル３２ｂを有している。第３コイル３２ａは、駆動回路１１０とゲート端子ｇ２の間でゲート配線８０に介装されている。すなわち、駆動回路１１０とゲート端子ｇ２の間に、第３コイル３２ａとゲート抵抗Ｒ２が直列に接続されている。第４コイル３２ｂは、駆動回路１１０とエミッタ端子ｅ２の間で第１低電位配線６２に介装されている。第２コモンモードチョークコイル３２は、駆動回路１１０からゲート端子ｇ２に向かって第３コイル３２ａを通る向きと、駆動回路１１０からエミッタ端子ｅ２に向かって第４コイル３２ｂを通る向きが、コモンモードとなるように構成されている。
【００２４】
第１温度センスダイオード４１は、第１スイッチング素子１１と同一基板上に設けられている。第１温度センスダイオード４１は、その順方向電圧の温度依存性を利用することにより第１スイッチング素子１１の温度を検出する。第２温度センスダイオード４２は、第２スイッチング素子１２と同一基板上に設けられている。第２温度センスダイオード４２は、その順方向電圧の温度依存性を利用することにより第２スイッチング素子１２の温度を検出する。
【００２５】
検出回路１２０は、配線１４６によって第１温度センスダイオード４１に接続されている。また、検出回路１２０は、配線１４８によって第２温度センスダイオード４２に接続されている。検出回路１２０は、第１温度センスダイオード４１と第２温度センスダイオード４２の検出値を受信する。図２では、図の見易さのため、検出回路１２０を２つのブロックにより示しているが、単一の検出回路１２０が第１温度センスダイオード４１と第２温度センスダイオード４２の双方に接続されていてもよい。
【００２６】
第１フィルタ回路７１は、検出回路１２０と第１温度センスダイオード４１の間で配線１４６に設けられている。第１フィルタ回路７１は、第１温度センスダイオード４１側の配線１４６の電圧からノイズを除去し、ノイズを除去した電圧を検出回路１２０側の配線１４６に印加する。第２フィルタ回路７２は、検出回路１２０と第２温度センスダイオード４２の間で配線１４８に設けられている。第２フィルタ回路７２は、第２温度センスダイオード４２側の配線１４８の電圧からノイズを除去し、ノイズを除去した電圧を検出回路１２０側の配線１４８に印加する。
【００２７】
第１コンデンサ５１は、配線１５２によって、エミッタ端子ｅ１と第１温度センスダイオード４１のカソードに接続されている。詳細には、第１コンデンサ５１は、その一端が第２コイル３１ｂとエミッタ端子ｅ１の間で第１低電位配線６２に接続されており、その他端が第１温度センスダイオード４１のカソードと第１フィルタ回路７１の間で配線１４６に接続されている。第２コンデンサ５２は、配線１５４によって、エミッタ端子ｅ２と第２温度センスダイオード４２のカソードに接続されている。詳細には、第２コンデンサ５２は、その一端が第４コイル３２ｂとエミッタ端子ｅ２の間で第１低電位配線６２に接続されており、その他端が第２温度センスダイオード４２のカソードと第２フィルタ回路７２の間で配線１４８に接続されている。
【００２８】
次に、スイッチング回路１０がオフ状態からオン状態になるときの動作について説明する。スイッチング回路１０のオフ状態においては、駆動回路１１０が、ゲート配線８０を第１低電位配線６２と同電位に維持している。オン動作では、駆動回路１１０が、ゲート配線８０の電位を第１低電位配線６２の電位よりも高い電位に引き上げる。このとき、図２に示すように、ゲート電流Ｉｇ１、Ｉｇ２が流れる。ゲート電流Ｉｇ１は、エミッタ端子ｅ１から、第１低電位配線６２、駆動回路１１０及びゲート配線８０を介してゲート端子ｇ１に向かって流れる。これによって、ゲート端子ｇ１が充電され、第１スイッチング素子１１がオンする。ゲート電流Ｉｇ２は、エミッタ端子ｅ２から、第１低電位配線６２、駆動回路１１０及びゲート配線８０を介してゲート端子ｇ２に向かって流れる。これによって、ゲート端子ｇ２が充電され、第２スイッチング素子１２がオンする。第１スイッチング素子１１のゲート電流Ｉｇ１は、第１コイル３１ａと第２コイル３１ｂを流れる。ゲート電流Ｉｇ１は、第２コイル３１ｂを第１スイッチング素子１１側から駆動回路１１０側に向かって流れるとともに、第１コイル３１ａを駆動回路１１０側から第１スイッチング素子１１側に向かって流れる。つまり、ゲート電流Ｉｇ１は、第１コモンモードチョークコイル３１に対してディファレンシャルモードで流れる。第１コイル３１ａに流れる電流値と第２コイル３１ｂに流れる電流値は略等しいので、第１コイル３１ａと第２コイル３１ｂに生じる磁束が打ち消される。このため、第１コモンモードチョークコイル３１は、インダクタとして機能せず、ゲート端子ｇ１が速やかに充電される。第２スイッチング素子１２のゲート電流Ｉｇ２についても同様に、第２コモンモードチョークコイル３２に対してディファレンシャルモードで流れる。このため、第２コモンモードチョークコイル３２は、インダクタとして機能せず、ゲート端子ｇ２が速やかに充電される。このように、ゲート端子ｇ１及びゲート端子ｇ２を充電する場合には、第１コモンモードチョークコイル３１及び第２コモンモードチョークコイル３２がインダクタとして機能せず、ゲート端子ｇ１及びゲート端子ｇ２が高速で充電される。また、この場合には、第１コモンモードチョークコイル３１及び第２コモンモードチョークコイル３２で損失がほとんど発しないので、スイッチング時の損失を低減することができる。
【００２９】
図２に示すように、第１スイッチング素子１１がオンすると、第１スイッチング素子１１に電流Ｉｍ１が流れる。電流Ｉｍ１は、第２低電位配線６４の第１スイッチング素子１１側の部分（以下、配線６４ａという）を介して下流側の配線６６へ流れる。このとき、配線６４ａの寄生インダクタンスにより起電力が生じる。このため、第１スイッチング素子１１のエミッタ端子ｅ１の電位が下流側の配線６６の電位よりも高くなる。エミッタ端子ｅ１の電位が上昇すると、第１コンデンサ５１が充電される。したがって、エミッタ端子ｅ１の電位上昇が、第１温度センスダイオード４１の配線１４６に伝播することが抑制される。同様に、第２スイッチング素子１２がオンすると、第２スイッチング素子１２に電流Ｉｍ２が流れる。電流Ｉｍ２は、第２低電位配線６４の第２スイッチング素子１２側の部分（以下、配線６４ｂという）を介して下流側の配線６６へ流れる。このとき、配線６４ｂの寄生インダクタンスにより起電力が生じる。このため、第２スイッチング素子１２のエミッタ端子ｅ２の電位が下流側の配線６６の電位よりも高くなる。エミッタ端子ｅ２の電位が上昇すると、第２コンデンサ５２が充電される。したがって、エミッタ端子ｅ２の電位上昇が、第２温度センスダイオード４２の配線１４８に伝播することが抑制される。
【００３０】
上述したように、本実施例のスイッチング回路１０では、各温度センスダイオード４１、４２の配線１４６、１４８に対するノイズの伝播を抑制することができる。このため、検出回路１２０は、各温度センスダイオード４１、４２の検出値を正確に受信することができる。したがって、各温度センスダイオード４１、４２によって精度良く各スイッチング素子１１、１２の温度を検出することができる。
【００３１】
また、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２がオンした直後に、各スイッチング素子１１、１２の特性の誤差等によって、電流Ｉｍ１と電流Ｉｍ２がアンバランスとなる場合がある。この場合、配線６４ａ及び配線６４ｂそれぞれが有する寄生インダクタンスの起電力により、エミッタ端子ｅ１とエミッタ端子ｅ２の間に電位差が生じる。以下、エミッタ端子ｅ１がエミッタ端子ｅ２よりも高電位となった場合について説明する。エミッタ端子ｅ１が高電位となると、第１低電位配線６２に、エミッタ端子ｅ１からエミッタ端子ｅ２に向かって電流が流れる。また、エミッタ端子ｅ１の電位が上昇すると、容量結合によってゲート端子ｇ１の電位も上昇する。このため、ゲート配線８０にゲート端子ｇ１からゲート端子ｇ２に向かって電流が流れる。このように第１低電位配線６２とゲート配線８０に電流が流れると、次に、エミッタ端子ｅ２とゲート端子ｇ２が高電位となり、第１低電位配線６２とゲート配線８０に逆方向に電流が流れる。このように、第１低電位配線６２とゲート配線８０に振動する電流が流れ、問題となる。しかしながら、以下に説明するように、本実施形態では、各コモンモードチョークコイル３１、３２と各コンデンサ５１、５２によって電流の振動が抑制される。
【００３２】
上述したように、エミッタ端子ｅ１の電位が高くなると、第１低電位配線６２にエミッタ端子ｅ１からエミッタ端子ｅ２に向かって電流が流れ、ゲート配線８０にゲート端子ｇ１からゲート端子ｇ２に向かって電流が流れる。この場合、第１コモンモードチョークコイル３１及び第２コモンモードチョークコイル３２にコモンモードで電流が流れる。したがって、第１コモンモードチョークコイル３１及び第２コモンモードチョークコイル３２は、インダクタとして機能する。このため、このような電流が早期に減衰し、電流の振動が抑制される。また、エミッタ端子ｅ１の電位が上昇するときに、第１コンデンサ５１が充電されることで、エミッタ端子ｅ１の電位上昇が抑制される。これによって、第１低電位配線６２にエミッタ端子ｅ１からエミッタ端子ｅ２に向かって電流が流れることが抑制される。このため、電流アンバランスに起因する発振現象をより抑制することができる。なお、エミッタ端子ｅ１の電位がエミッタ端子ｅ２の電位よりも高くなった場合について説明したが、エミッタ端子ｅ２の電位がエミッタ端子ｅ１の電位よりも高くなった場合についても同様にして発振現象が抑制される。
【００３３】
なお、図３に示すスイッチング回路１０ａのように、上述した実施例のスイッチング回路１０に加えて、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４をさらに有してもよい。抵抗Ｒ３は、第１コンデンサ５１と第１低電位配線６２の間で配線１５２に介装されている。抵抗Ｒ４は、第２コンデンサ５２と第１低電位配線６２の間で配線１５４に介装されている。
【００３４】
実施例のスイッチング回路１０では、駆動回路１１０や検出回路１２０が有する寄生インダクタンスと、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ５２と、により形成される共振回路により共振現象が生じる場合がある。すなわち、当該寄生インダクタンスと第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ５２の見かけ上のインピーダンスがゼロとなる周波数になると共振現象が生じ、第１温度センスダイオード４１の配線１４６及び第２温度センスダイオード４２の配線１４８にノイズが伝播する場合がある。しかしながら、スイッチング回路１０ａでは、第１コンデンサ５１に直列に接続された抵抗Ｒ３、及び第２コンデンサ５２に直列に接続された抵抗Ｒ４を有するため、共振現象を抑制することができる。
【００３５】
また、図４に示すスイッチング回路１０ｂのように、上述した実施例のスイッチング回路１０に加えて、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ８をさらに有してもよい。
【００３６】
抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６は、第１温度センスダイオード４１のカソードと第１フィルタ回路７１の間の配線１４６に直列に接続されている。詳細には、抵抗Ｒ５は、第１温度センスダイオード４１のカソードと第１コンデンサ５１の間で配線１４６に介装されている。抵抗Ｒ６は、第１コンデンサ５１と第１フィルタ回路７１の間で配線１４６に介装されている。抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ８は、第２温度センスダイオード４２のカソードと第２フィルタ回路７２の間の配線１４８に直列に接続されている。詳細には、抵抗Ｒ７は、第２温度センスダイオード４２のカソードと第２コンデンサ５２の間で配線１４８に介装されている。抵抗Ｒ８は、第２コンデンサ５２と第２フィルタ回路７２の間で配線１４８に介装されている。このような構成においても、抵抗Ｒ５〜Ｒ８によって、配線１４６、１４８における共振現象を抑制することができる。
【００３７】
なお、上述した実施例のスイッチング回路１０では、第１コンデンサ５１の一端がエミッタ端子ｅ１に接続されており、第２コンデンサ５２の一端がエミッタ端子ｅ２に接続されていた。しかしながら、図５に示すように、第１コンデンサ５１の一端がゲート端子ｇ１に接続されており、第２コンデンサ５２の一端がゲート端子ｇ２に接続されていてもよい。この構成によれば、ゲート端子ｇ１の電位上昇が配線１４６に伝播することを抑制することができ、ゲート端子ｇ２の電位上昇が配線１４８に伝播することを抑制することができる。また、図６に示すように、第１コンデンサ５１の一端がコレクタ端子ｃ１に接続されており、第２コンデンサ５２の一端がコレクタ端子ｃ２に接続されていてもよい。この構成によれば、コレクタ端子ｃ１の電位上昇が配線１４６に伝播することを抑制することができ、コレクタ端子ｃ２の電位上昇が配線１４８に伝播することを抑制することができる。また、図２〜６において、第１コンデンサ５１の他端が第１温度センスダイオード４１のアノードに接続されてもよく、第２コンデンサ５２の他端が第２温度センスダイオード４２のアノードに接続されてもよい。
【００３８】
また、上述した実施例のスイッチング回路１０では、２つのスイッチング素子が並列に接続されていた。しかしながら、本明細書が開示する技術は、３つ以上のスイッチング素子を並列に接続したスイッチング回路に適用してもよい。
【００３９】
また、上述した実施例のスイッチング回路１０では、コレクタからエミッタへ電流が流れるＩＧＢＴをスイッチング素子として用いた。しかしながら、本明細書が開示する技術は、他のスイッチング素子（ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ等）に適用してもよい。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０：スイッチング回路
１１：第１スイッチング素子
１２：第２スイッチング素子
３１：第１コモンモードチョークコイル
３１ａ：第１コイル
３１ｂ：第２コイル
３２：第２コモンモードチョークコイル
３２ａ：第３コイル
３２ｂ：第４コイル
４１：第１温度センスダイオード
４２：第２温度センスダイオード
５１：第１コンデンサ
５２：第２コンデンサ
６０：高電位配線
６２：第１低電位配線
６４：第２低電位配線
７１：第１フィルタ回路
７２：第２フィルタ回路
８０：ゲート配線
１１０：駆動回路
１２０：検出回路
【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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