(57)【要約】      （修正有）【課題】並列接続された各スイッチが過電流状態であることを判定するための閾値を適正に設定できるスイッチの駆動回路の提供。【解決手段】駆動回路Ｄｒは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のうち少なくとも１つのスイッチに流れる電流と相関のある物理量を検出する検出部Ｓｔ１、Ｓｔ２の検出値が閾値を超えたことを判定する判定部５２ａ、５２ｂを備える。複数のスイッチのうち少なくとも１つの電流の流通を許容する状態及び複数のスイッチ全ての電流の流通を阻止する状態のうち、一方の状態から他方の状態への切り替えを完了するために駆動されるスイッチを切替完了スイッチとし、切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量と比較される閾値を対象閾値とする。駆動回路Ｄｒは、切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における対象閾値を、複数のスイッチ全てのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における対象閾値よりも大きく設定する。【選択図】図３
2019080371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列接続された複数のスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）を駆動するスイッチの駆動回路（Ｄｒ）において、
複数の前記スイッチのうち少なくとも１つのスイッチに流れる電流と相関のある物理量を検出する検出部（Ｓｔ１，Ｓｔ２，５４，６４，５６，６６）の検出値が閾値を超えたことを判定する判定部と、
複数の前記スイッチのうち少なくとも１つの電流の流通を許容する状態、及び複数の前記スイッチ全ての電流の流通を阻止する状態のうち、一方の状態から他方の状態への切り替えを完了するために駆動される前記スイッチを切替完了スイッチとし、前記切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量と比較される前記閾値を対象閾値とする場合、複数の前記スイッチのうち前記切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における前記対象閾値を、複数の前記スイッチ全てのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における前記対象閾値よりも大きく設定する設定部（５３ａ，５３ｂ）と、を備えるスイッチの駆動回路。
【請求項２】
複数の前記スイッチのうち、所定電流（Ｉα）よりも小さい小電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチを第１スイッチ（ＳＷ１）とし、前記所定電流以上の大電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチを第２スイッチ（ＳＷ２）とする場合、前記切替完了スイッチである前記第２スイッチを最初にオン駆動に切り替えてから、前記第１スイッチをオン駆動に切り替えるＤＣオン駆動部と、
前記ＤＣオン駆動部により前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの双方がオン駆動されている状態において、前記第１スイッチを最初にオフ駆動に切り替えてから、前記第２スイッチをオフ駆動に切り替えるＤＣオフ駆動部と、を備える請求項１に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項３】
前記設定部は、前記第１スイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ１）を変化させない請求項２に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項４】
前記設定部は、前記第１スイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ１）を、前記ＤＣオン駆動部により前記第２スイッチのゲート電圧がその閾値電圧以上となって前記第２スイッチがオン状態に切り替えられた後に増加させ、前記ＤＣオフ駆動部により前記第１スイッチのゲート電圧がその閾値電圧を下回って前記第１スイッチがオフ状態に切り替えられた後に減少させる請求項２に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項５】
複数の前記スイッチのうち、前記切替完了スイッチである後続オフスイッチ（ＳＷ１）のスイッチング速度が、それ以外のスイッチである先行オフスイッチ（ＳＷ２）のスイッチング速度よりも高くされており、
複数の前記スイッチ全てがオン駆動されている状態において、前記先行オフスイッチを最初にオフ駆動に切り替えてから、前記後続オフスイッチをオフ駆動に切り替えるＡＣオフ駆動部を備える請求項１に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項６】
前記設定部は、前記ＡＣオフ駆動部により前記先行オフスイッチがオフ駆動に切り替えられた後、前記先行オフスイッチのゲート電圧がその閾値電圧を下回って前記先行オフスイッチがオフ状態に切り替えられる前に前記対象閾値（Ｉｔｈ１）を増加させる請求項５に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項７】
前記設定部は、前記検出部の検出値の最大値として想定される値よりも大きい値まで前記対象閾値を増加させる請求項６に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項８】
前記設定部は、前記ＡＣオフ駆動部により前記先行オフスイッチがオフ状態に切り替えられるタイミングで前記対象閾値（Ｉｔｈ１）を増加させ、
複数の前記スイッチの中で前記後続オフスイッチのみがオン駆動される期間のうち、前記先行オフスイッチがオフ駆動に切り替えられるタイミングからの所定期間において、前記検出部の検出値が前記判定部で用いられないようにするフィルタ部を備える請求項５に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項９】
前記設定部は、前記先行オフスイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ２）を変化させない請求項５〜８のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１０】
前記設定部は、前記先行オフスイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ２）を、前記先行オフスイッチのゲート電圧がその閾値電圧を下回って前記先行オフスイッチがオフ状態に切り替えられた後に減少させる請求項５〜８のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１１】
複数の前記スイッチのうち、所定電流（Ｉα）よりも小さい小電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチが前記後続オフスイッチであり、前記所定電流以上の大電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチが前記先行オフスイッチであり、
前記先行オフスイッチの定格電流が前記所定電流よりも大きい請求項１０に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１２】
複数の前記スイッチのうち、前記切替完了スイッチである先行オンスイッチ（ＳＷ１）のスイッチング速度が、それ以外のスイッチである後続オンスイッチ（ＳＷ２）のスイッチング速度よりも高くされており、
複数の前記スイッチ全てがオフ駆動されている状態において、前記先行オンスイッチを最初にオン駆動に切り替えてから、前記後続オンスイッチをオン駆動に切り替えるＡＣオン駆動部を備える請求項５〜１１のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１３】
前記設定部は、前記ＡＣオン駆動部により前記後続オンスイッチがオン駆動に切り替えられた後、前記後続オンスイッチのゲート電圧がその閾値電圧以上となって前記後続オンスイッチがオン状態に切り替えられた後に前記対象閾値（Ｉｔｈ１）を減少させる請求項１２に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１４】
前記設定部は、前記先行オンスイッチがオン駆動に切り替えられてから、前記後続オンスイッチのゲート電圧がその閾値電圧以上となって前記後続オンスイッチがオン状態に切り替えられるまでの期間において、前記検出部の検出値の最大値として想定される値よりも大きい値まで前記対象閾値を増加させる請求項１３に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１５】
前記設定部は、前記ＡＣオン駆動部により前記後続オンスイッチがオン状態に切り替えられるタイミングで前記対象閾値（Ｉｔｈ１）を減少させ、
複数の前記スイッチ全てがオン駆動される期間のうち、前記後続オンスイッチがオン駆動に切り替えられるタイミングからの所定期間において、前記検出部の検出値が前記判定部で用いられないようにするフィルタ部を備える請求項１２に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１６】
前記設定部は、前記後続オンスイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ２）を変化させない請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１７】
前記設定部は、前記後続オンスイッチに対応する前記検出部の検出値と比較される前記閾値（Ｉｔｈ２）を、前記後続オンスイッチのゲート電圧がその閾値電圧以上となって前記後続オンスイッチがオン状態に切り替えられる前に増加させる請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１８】
複数の前記スイッチのうち、所定電流（Ｉα）よりも小さい小電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチが前記先行オンスイッチであり、前記所定電流以上の大電流領域においてオン抵抗が最小となる特性を有するスイッチが前記後続オンスイッチであり、
前記後続オンスイッチの定格電流が前記所定電流よりも大きい請求項１７に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項１９】
前記スイッチは、３つ以上互いに並列接続されており、
前記各スイッチがオフ駆動されている状態から、前記各スイッチを順次オン駆動に切り替えるオン駆動部を備え、
前記設定部は、前記オン駆動部によりオン駆動される前記スイッチの数が増えるに連れて、前記対象閾値を低下させる請求項１に記載のスイッチの駆動回路。
【請求項２０】
前記判定部により前記閾値を超えたと判定されたことを条件として、前記スイッチを強制的にオフ状態に切り替える強制オフ部を備える請求項１〜１９のいずれか１項に記載のスイッチの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに並列接続された複数のスイッチを駆動するスイッチの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動回路としては、例えば特許文献１に見られるように、電流検出部と、過電流判定部とを備えるものが知られている。電流検出部は、互いに並列接続された複数のスイッチそれぞれに流れる電流を検出する。過電流判定部は、電流検出部の検出値が上昇して閾値を超えたことを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９２９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
互いに並列接続された複数のスイッチを駆動する構成においては、各スイッチの駆動状態に応じて、適正な上記閾値が異なることが想定される。
【０００５】
なお、電流検出値が上昇して閾値を超えたことを判定する構成に限らず、スイッチの温度検出値が上昇して閾値を超えたことを判定する構成であっても、各スイッチの駆動状態に応じて、適正な閾値が異なることが想定される。
【０００６】
本発明は、各スイッチの駆動状態に応じて、スイッチが過電流状態又は過熱状態であることを判定するための閾値を適正に設定できるスイッチの駆動回路を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、互いに並列接続された複数のスイッチを駆動するスイッチの駆動回路において、複数の前記スイッチのうち少なくとも１つのスイッチに流れる電流と相関のある物理量を検出する検出部の検出値が閾値を超えたことを判定する判定部と、複数の前記スイッチのうち少なくとも１つの電流の流通を許容する状態、及び複数の前記スイッチ全ての電流の流通を阻止する状態のうち、一方の状態から他方の状態への切り替えを完了するために駆動される前記スイッチを切替完了スイッチとし、前記切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量と比較される前記閾値を対象閾値とする場合、複数の前記スイッチのうち前記切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における前記対象閾値を、複数の前記スイッチ全てのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における前記対象閾値よりも大きく設定する設定部と、を備える。
【０００８】
複数のスイッチのうち切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間においては、複数のスイッチのうち切替完了スイッチに電流が集中する。このため、切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間においては、複数のスイッチ全てのオン駆動期間と比べて、切替完了スイッチに流れる電流が大きく、また、切替完了スイッチの温度も高くなる。
【０００９】
例えば、切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間において切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量を基準として閾値を設定することが考えられる。しかし、この場合、複数のスイッチ全てのオン駆動期間において、切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量に対して閾値が大きめに設定されることとなる。その結果、例えば、切替完了スイッチの過電流状態又は過熱状態を迅速に判定することができなくなる懸念がある。
【００１０】
一方、例えば、複数のスイッチ全てのオン駆動期間において切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量を基準として閾値を設定することも考えられる。しかし、この場合、切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間において、切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量に対して閾値が小さめに設定されることとなる。その結果、例えば、切替完了スイッチが過電流状態又は過熱状態でないにもかかわらず、切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間において上記物理量が閾値を超えてしまい、過電流状態又は過熱状態であると誤判定されてしまう懸念がある。
【００１１】
そこで、本発明では、切替完了スイッチに流れる電流と相関のある物理量と比較される閾値を対象閾値とする場合、複数のスイッチのうち切替完了スイッチのみのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における対象閾値が、複数のスイッチ全てのオン駆動期間の少なくとも一部の期間における対象閾値よりも大きく設定される。この設定によれば、切替完了スイッチのみのオン駆動期間において上記誤判定が発生することを抑制しつつ、複数のスイッチ全てのオン駆動期間において、例えば過電流状態又は過熱状態が発生した場合に、その状態であることを迅速に把握することができる。このように、本発明によれば、各スイッチの駆動状態に応じて、閾値を適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成図。
【図２】第１，第２スイッチの電流電圧特性を示す図。
【図３】駆動回路を示す図。
【図４】閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図６】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図７】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図８】第１実施形態の変形例１に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図９】第１実施形態の変形例２に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１０】第２実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１２】第２実施形態の変形例２に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１３】第３実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１４】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１５】第３実施形態の変形例２に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１６】第４実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１７】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図１８】第５実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図１９】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２０】第５実施形態の変形例２に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２１】第６実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図２２】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２３】第７実施形態に係る閾値設定処理の手順を示すフローチャート。
【図２４】閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２５】第８実施形態に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２６】第８実施形態に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２７】第９実施形態に係る駆動回路を示す図。
【図２８】その他の実施形態に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図２９】その他の実施形態に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【図３０】その他の実施形態に係る閾値の設定態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る駆動回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に示すように、制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、回転電機３０及び制御装置４０を備えている。回転電機３０は、例えば車載主機である。回転電機３０は、インバータ２０を介して直流電源１０に電気的に接続されている。本実施形態では、回転電機３０として、３相のものを用いている。回転電機３０としては、例えば、永久磁石同期機を用いることができる。また、直流電源１０は、例えば百Ｖ以上となる端子電圧を有する蓄電池である。直流電源１０は、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池等の２次電池である。なお、直流電源１０には、コンデンサ１１が並列接続されている。
【００１５】
インバータ２０は、各相に対応する上，下アームスイッチ部２０Ｈ，２０Ｌを備えている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈと下アームスイッチ部２０Ｌとは直列接続されている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈと下アームスイッチ部２０Ｌとの接続点には、回転電機３０の巻線３１の一端が接続されている。各相の巻線３１の他端は、中性点で接続されている。
【００１６】
各スイッチ部２０Ｈ，２０Ｌは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の並列接続体を備えている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの入力端子には、直流電源１０の正極側が接続されている。各相において、下アームスイッチ部２０Ｌの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの出力端子には、直流電源１０の負極側が接続されている。各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの出力端子には、下アームスイッチ部２０Ｌの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２それぞれの入力端子が接続されている。
【００１７】
本実施形態において、第１スイッチＳＷ１は、ＳｉＣデバイスとしてのＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。このため、第１スイッチＳＷ１において、出力端子はソースであり、入力端子はドレインである。また、第２スイッチＳＷ２は、ＳｉデバイスとしてのＩＧＢＴである。このため、第２スイッチＳＷ２において、出力端子はエミッタであり、入力端子はコレクタである。なお、各第２スイッチＳＷ２には、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。また、各第１スイッチＳＷ１には、寄生ダイオードが形成されている。ちなみに、各第１スイッチＳＷ１にフリーホイールダイオードが逆並列に接続されていてもよい。
【００１８】
各スイッチ部２０Ｈ，２０ＬをＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴの並列接続体で構成した理由は、小電流領域においてオン抵抗が低いＭＯＳＦＥＴの方に電流を多く流通させることにより、小電流領域における損失を低減するためである。以下、図２を用いて説明する。図２は、スイッチに流れる電流とスイッチの入出力端子間の電圧Ｖｏｎとの関係を示す図である。詳しくは、図２は、ＭＯＳＦＥＴのソース及びドレイン間電圧Ｖｄｓとドレイン電流Ｉｄとの電圧電流特性と、ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅとコレクタ電流Ｉｃとの電圧電流特性とを示す。
【００１９】
図２に示すように、電流が所定電流Ｉαよりも小さい小電流領域においては、ドレイン電流Ｉｄに対するドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓが、コレクタ電流Ｉｃに対するコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅよりも低い。すなわち、小電流領域においては、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗がＩＧＢＴのオン抵抗よりも小さい。このため、小電流領域においては、互いに並列接続されたＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴのうち、ＭＯＳＦＥＴの方に電流が多く流れることとなる。一方、電流が所定電流Ｉαよりも大きい大電流領域においては、コレクタ電流Ｉｃに対するコレクタ及びエミッタ間電圧Ｖｃｅがドレイン電流Ｉｄに対するドレイン及びソース間電圧Ｖｄｓよりも低い。すなわち、大電流領域においては、ＩＧＢＴのオン抵抗がＭＯＳＦＥＴのオン抵抗よりも小さい。このため、大電流領域においては、互いに並列接続されたＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴのうち、ＩＧＢＴの方に電流が多く流れることとなる。
【００２０】
制御装置４０は、回転電機３０の制御量をその指令値に制御すべく、インバータ２０を駆動する。制御量は、例えばトルクである。制御装置４０は、インバータ２０の各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンオフ駆動すべく、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に対応する駆動信号を、各スイッチ部２０Ｈ，２０Ｌに対して個別に設けられた駆動回路Ｄｒに対して出力する。制御装置４０は、例えば、電気角で互いに位相が１２０°ずれた３相指令電圧と三角波等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ処理により、各駆動回路Ｄｒに対応する駆動信号を生成する。駆動信号は、スイッチのオン駆動を指示するオン指令と、オフ駆動を指示するオフ指令とのいずれかをとる。本実施形態では、オン指令が論理Ｈの信号で表され、オフ指令が論理Ｌの信号で表されることとする。各相において、上アーム側の駆動信号と、対応する下アーム側の駆動信号とは、交互にオン指令とされる。このため、各相において、上アームスイッチ部２０Ｈの各スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、下アームスイッチ部２０Ｌの各スイッチＳＷ１，ＳＷ２とは、交互にオン状態とされる。
【００２１】
続いて、図３を用いて、駆動回路Ｄｒの構成について説明する。本実施形態における各スイッチ部２０Ｈ，２０Ｌに対応する各駆動回路Ｄｒは、基本的には同じ構成である。なお、駆動回路Ｄｒが提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
【００２２】
駆動回路Ｄｒは、制御部５０を備えている。制御部５０は、第１駆動部５１ａを備えている。第１駆動部５１ａは、制御装置４０から駆動回路Ｄｒの第１端子Ｔ１を介して入力される第１駆動信号ＩＮ１に基づいて、第１スイッチＳＷ１をオンオフ駆動する。第１駆動部５１ａは、第１駆動信号ＩＮ１を取得し、取得した第１駆動信号ＩＮ１がオン指令であると判定した場合、駆動回路Ｄｒの第２端子Ｔ２を介して第１スイッチＳＷ１のゲートに電荷を充電するオン駆動を実施する。オン駆動により、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上となる。その結果、第１スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。オン状態は、スイッチの電流の流通を許容する状態である。オフ状態は、スイッチの電流の流通を阻止する状態である。第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、第１スイッチＳＷ１をオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替える電圧である。第１駆動部５１ａは、取得した第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令であると判定した場合、第１スイッチＳＷ１のゲートから第２端子Ｔ２を介して電荷を放電させるオフ駆動を実施する。オフ駆動により、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満となる。その結果、第１スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態に切り替えられる。
【００２３】
第１スイッチＳＷ１は、自身に流れるドレイン電流と相関のある微少電流を出力する第１センス端子Ｓｔ１を備えている。第１センス端子Ｓｔ１には、第１抵抗体５４の第１端が接続され、第１抵抗体５４の第２端には、駆動回路Ｄｒの第３端子Ｔ３と、第１スイッチＳＷ１のソースとが接続されている。第１センス端子Ｓｔ１から出力された微少電流によって第１抵抗体５４で電圧降下が生じる。本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のソース電位に対する第１抵抗体５４の第１端側の電位を第１センス電圧Ｖｓ１と称すこととする。第１抵抗体５４の第１端には、駆動回路Ｄｒの第４端子Ｔ４が接続されている。制御部５０は、第４端子Ｔ４を介して第１センス電圧Ｖｓ１を取得する。なお、本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のソース電位を０とし、第１抵抗体５４の第１端側の電位がソース電位よりも高い場合の第１センス電圧Ｖｓ１が正と定義されている。また、本実施形態において、第１センス端子Ｓｔ１及び第１抵抗体５４が、第１スイッチＳＷ１に対応して設けられる電流検出部に相当する。
【００２４】
制御部５０は、第２駆動部５１ｂを備えている。第２駆動部５１ｂは、制御装置４０から第１端子Ｔ１を介して入力される第２駆動信号ＩＮ２に基づいて、第２スイッチＳＷ２をオンオフ駆動する。第２駆動部５１ｂは、第２駆動信号ＩＮ２を取得し、取得した第２駆動信号ＩＮ２がオン指令であると判定した場合、駆動回路Ｄｒの第５端子Ｔ５を介して第２スイッチＳＷ２のゲートに電荷を充電するオン駆動を実施する。オン駆動により、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上となる。その結果、第２スイッチＳＷ２がオフ状態からオン状態に切り替えられる。第２閾値電圧Ｖｔｈ２は、第２スイッチＳＷ２をオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替える電圧である。第２駆動部５１ｂは、取得した第２駆動信号ＩＮ２がオフ指令であると判定した場合、第２スイッチＳＷ２のゲートから第５端子Ｔ５を介して電荷を放電させるオフ駆動を実施する。オフ駆動により、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満となる。その結果、第２スイッチＳＷ２がオン状態からオフ状態に切り替えられる。
【００２５】
第２スイッチＳＷ２は、自身に流れるコレクタ電流と相関のある微少電流を出力する第２センス端子Ｓｔ２を備えている。第２センス端子Ｓｔ２には、第２抵抗体６４の第１端が接続され、第２抵抗体６４の第２端には、駆動回路Ｄｒの第６端子Ｔ６と、第２スイッチＳＷ２のエミッタとが接続されている。本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のソース電位に対する第２抵抗体６４の第１端側の電位を第２センス電圧Ｖｓ２と称すこととする。第２抵抗体６４の第１端には、駆動回路Ｄｒの第７端子Ｔ７が接続されている。制御部５０は、第７端子Ｔ７を介して第２センス電圧Ｖｓ２を取得する。なお、本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のエミッタ電位を０とし、第２抵抗体６４の第１端側の電位がエミッタ電位よりも高い場合の第２センス電圧Ｖｓ２が正と定義されている。また、本実施形態において、第２センス端子Ｓｔ２及び第２抵抗体６４が、第２スイッチＳＷ２に対応して設けられる電流検出部に相当する。
【００２６】
制御部５０は、第１過電流判定部５２ａ及び第１設定部５３ａを備えている。第１過電流判定部５２ａは、取得した第１センス電圧Ｖｓ１が第１電流閾値Ｉｔｈ１を超えたと判定した場合、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂに対して、オフ駆動により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を強制的にオフ状態に切り替えるよう指示する。第１設定部５３ａは、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動状態に基づいて、第１過電流判定部５２ａで用いられる第１電流閾値Ｉｔｈ１を設定する。
【００２７】
制御部５０は、第２過電流判定部５２ｂ及び第２設定部５３ｂを備えている。第２過電流判定部５２ｂは、取得した第２センス電圧Ｖｓ２が第２電流閾値Ｉｔｈ２を超えたと判定した場合、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂに対して、オフ駆動により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を強制的にオフ状態に切り替えるよう指示する。第２設定部５３ｂは、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動状態に基づいて、第２過電流判定部５２ｂで用いられる第２電流閾値Ｉｔｈ２を設定する。
【００２８】
本実施形態では、第２スイッチＳＷ２に流通可能なコレクタ電流Ｉｃの定格値（定格電流）は、第１スイッチＳＷ１に流通可能なドレイン電流Ｉｄの定格値（定格電流）よりも大きく設定されている。このため、第２電流閾値Ｉｔｈ２は、第１電流閾値Ｉｔｈ１よりも大きく設定されている。なお、本実施形態において、第１，第２過電流判定部５２ａ，５２ｂが強制オフ部に相当する。また、本実施形態において、第２スイッチＳＷ２の定格電流は、先の図２に示した所定電流Ｉαよりも大きい。
【００２９】
ちなみに、第１過電流判定部５２ａは、第１センス電圧Ｖｓ１が第１電流閾値Ｉｔｈ１を超えたと判定した場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方ではなく、第１スイッチＳＷ１のみを強制的にオフ状態に切り替えるよう指示してもよい。また、第２過電流判定部５２ｂは、第２センス電圧Ｖｓ２が第２電流閾値Ｉｔｈ２を超えたと判定した場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方ではなく、第２スイッチＳＷ２のみを強制的にオフ状態に切り替えるよう指示してもよい。
【００３０】
本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂは、ＤＣアシスト処理により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を駆動する。ＤＣアシスト処理では、まず、第２スイッチＳＷ２を最初にオン駆動に切り替えてから、第１スイッチＳＷ１をオン駆動に切り替える。その後、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオン駆動されている状態において、第１スイッチＳＷ１を最初にオフ駆動に切り替えてから、第２スイッチＳＷ２をオフ駆動に切り替える。本実施形態において、第２スイッチＳＷ２が切替完了スイッチに相当し、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂがＤＣオン駆動部及びＤＣオフ駆動部に相当する。
【００３１】
第２スイッチＳＷ２を最初にオン駆動に切り替え、また、第２スイッチＳＷ２を最後にオフ駆動に切り替えるのは、第２スイッチＳＷ２の電流耐量が、第１スイッチＳＷ１の電流耐量よりも大きいためである。本実施形態において、電流耐量とは、定格電流よりも大きい値であり、スイッチの故障を招くことなく一時的にスイッチに流せる電流の最大値のことである。
【００３２】
第２設定部５３ｂは、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２（第２大電流側閾値Ｉ２Ｈ）を、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方のオン駆動期間の少なくとも中間における第２電流閾値Ｉｔｈ２（第２小電流側閾値Ｉ２Ｌ）よりも大きく設定する。これにより、第２スイッチＳＷ２のみオン駆動期間において過電流が流れているとの誤判定が発生することを抑制しつつ、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン駆動期間において過電流状態が発生した場合に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を迅速にオフ状態に切り替える。本実施形態において、第２電流閾値Ｉｔｈ２が対象閾値に相当する。
【００３３】
一方、第１設定部５３ａは、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに固定し、第１電流閾値Ｉｔｈ１を変化させない。本実施形態において、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌは、第２電流閾値Ｉｔｈ２よりも小さいとの条件のもと、第１スイッチＳＷ１の定格電流以上の値であって、かつ、第１スイッチＳＷ１の電流耐量以下の値に設定されている。
【００３４】
図４に、第２設定部５３ｂを含む制御部５０により実行される閾値設定処理の手順を示す。この処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、第２電流閾値Ｉｔｈ２の初期値は、第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに設定されているものとする。
【００３５】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２の双方が０であるか否かを判定する。第１フラグＦ１は、０によって第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令であることを示し、１によって第１駆動信号ＩＮ１がオン指令であることを示す。なお、第１，第２フラグＦ１，Ｆ２の初期値は０とされている。
【００３６】
ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１１に進み、今回の制御周期において第２駆動信号ＩＮ２がオフ指令からオン指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ１１において否定判定した場合には、一連の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、オン駆動により第２スイッチＳＷ２をオン状態に切り替える。また、第２フラグＦ２を１にする。その後、一連の処理を一旦終了する。
【００３７】
ステップＳ１０において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進み、第１フラグＦ１が０であってかつ第２フラグＦ２が１であるか否かを判定する。ステップＳ１３において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進み、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈであるか否かを判定する。ステップＳ１４の処理は、現在の状況が、これから第１スイッチＳＷ１がオン状態に切り替えられる状況であるのか、これから第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられる状況であるのかを判別するための処理である。本実施形態において、第２大電流側閾値Ｉ２Ｈは、第２スイッチＳＷ２の電流耐量以上の値に設定され、具体的には例えば、第２スイッチＳＷ２の電流耐量と同じ値に設定されている。
【００３８】
ステップＳ１４において肯定判定した場合には、これから第１スイッチＳＷ１がオン状態に切り替えられる状況であると判定し、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、今回の制御周期において第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令からオン指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ１５において否定判定した場合には、一連の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ１５において肯定判定した場合には、ステップＳ１６に進み、オン駆動により第１スイッチＳＷ１をオン状態に切り替える。また、第１フラグＦ１を１にする。その後、一連の処理を一旦終了する。
【００３９】
ステップＳ１３において否定判定した場合には、第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２の双方が１であると判定し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、経過時間Ｔｄｅｌａｙのカウントを開始する。
【００４０】
ステップＳ１８では、経過フラグＦＪが０であるか否かを判定する。経過フラグＦＪは、１によって第２電流閾値Ｉｔｈ２を第２大電流側閾値Ｉ２Ｈにする状況であることを示す。なお、経過フラグＦＪの初期値は０とされている。
【００４１】
ステップＳ１８において経過フラグＦＪが０であると判定した場合には、ステップＳ１９に進み、経過時間Ｔｄｅｌａｙが第１遅延時間Ｔα以上になったか否かを判定する。ステップＳ１９の処理は、第２電流閾値Ｉｔｈ２を減少させるタイミングであるか否かを判定するための処理である。ステップＳ１９において肯定判定した場合には、ステップＳ２０に進み、第２電流閾値Ｉｔｈ２を第２小電流側閾値Ｉ２Ｌにする。本実施形態において、第２小電流側閾値Ｉ２Ｌは、第２スイッチＳＷ２の定格電流以上の値に設定されている。
【００４２】
続くステップＳ２１では、経過時間Ｔｄｅｌａｙが、第１遅延時間Ｔαよりも長い第２遅延時間Ｔβ以上になったか否かを判定する。ステップＳ２１の処理は、第２電流閾値Ｉｔｈ２を増加させるタイミングであるか否かを判定するための処理である。ステップＳ２１において肯定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、第２電流閾値Ｉｔｈ２を第２小電流側閾値Ｉ２Ｌから第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに切り替える。また、経過フラグＦＪを１にし、経過時間Ｔｄｅｌａｙを０にリセットする。
【００４３】
ステップＳ２２の処理が完了した場合、又はステップＳ１８、Ｓ１９、Ｓ２１で否定判定した場合には、ステップＳ２３に進み、今回の制御周期において第１駆動信号ＩＮ１がオン指令からオフ指令に切り替えられたか否かを判定する。
【００４４】
ステップＳ２３において否定判定した場合には、一連の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ２３において肯定判定した場合には、ステップＳ２４に進み、オフ駆動により第１スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替える。また、第１フラグＦ１及び経過フラグＦＪを０にする。その後、一連の処理を一旦終了する。
【００４５】
ステップＳ１４において第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２小電流側閾値Ｉ２Ｌであると判定した場合には、これから第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられる状況であると判定し、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、今回の制御周期において第２駆動信号ＩＮ２がオン指令からオフ指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ２５において否定判定した場合には、一連の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ２５において肯定判定した場合には、ステップＳ２６に進み、オフ駆動により第２スイッチＳＷ２をオフ状態に切り替える。また、第２フラグＦ２を０にする。その後、一連の処理を一旦終了する。
【００４６】
図５に、第２電流閾値Ｉｔｈ２の設定態様を示す。図５（ａ）は、電流に相当する第１，第２センス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、各センス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の合計値である合計電圧Ｖｔｏｔａｌ、及び第１，第２電流閾値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２の推移を示す。図５（ｂ）は、第１スイッチＳＷ１のゲート信号である第１ゲート信号Ｓｇ１の推移を示し、図５（ｃ）は、第２スイッチＳＷ２のゲート信号である第２ゲート信号Ｓｇ２の推移を示す。第１ゲート信号Ｓｇ１は、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満の場合をＬとし、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以上の場合をＨとする。第２ゲート信号Ｓｇ２は、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満の場合をＬとし、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上の場合をＨとする。
【００４７】
時刻ｔ１において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＨに切り替えられ、第２センス電圧Ｖｓ２が上昇し始める。第２センス電圧Ｖｓ２は、時刻ｔ２まで上昇し続ける。時刻ｔ３において、第１ゲート信号Ｓｇ１がＨに切り替えられ、第１センス電圧Ｖｓ１が上昇し始める。一方、第１スイッチＳＷ１にドレイン電流が流れ始めるため、第２センス電圧Ｖｓ２が下降し始める。第１センス電圧Ｖｓ１の上昇と、第２センス電圧Ｖｓ２の下降とは、時刻ｔ４まで継続される。
【００４８】
その後時刻ｔ５において、図４のステップＳ１９において肯定判定される。このため、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈから第２小電流側閾値Ｉ２Ｌに切り替えられる。その後時刻ｔ６において、ステップＳ２１において肯定判定される。このため、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに切り替えられる。
【００４９】
その後時刻ｔ７において、第１ゲート信号Ｓｇ１がＬに切り替えられ、第１センス電圧Ｖｓ１が０に向かって下降し始めるとともに、第２センス電圧Ｖｓ２が上昇し始める。第１センス電圧Ｖｓ１が０になると、第２センス電圧Ｖｓ２の上昇が止まる。その後時刻ｔ８において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＬに切り替えられ、第２センス電圧Ｖｓ２が０に向かって下降し始める。なお、本実施形態において、時刻ｔ１〜ｔ３の期間と、時刻ｔ７〜ｔ８の期間とは、時刻ｔ３〜ｔ７の期間よりも短い。
【００５０】
ちなみに、図６には、図５に示した場合よりも合計電圧Ｖｔｏｔａｌが小さくなる例を示す。また、図７には、図６に示した場合よりも合計電圧Ｖｔｏｔａｌが小さくなる例を示す。図７に示す例では、合計電圧Ｖｔｏｔａｌに対応する電流が図２の小電流領域に含まれる。このため、図７では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうちオン抵抗が小さい第１スイッチＳＷ１に電流が流れている。
【００５１】
続いて、本実施形態の効果を比較例と対比しつつ説明する。
【００５２】
まず、比較例について説明する。第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに固定される構成を比較例１とする。この場合、例えば図５の時刻ｔ４〜ｔ７の期間において、第２センス電圧Ｖｓ２に対して第２電流閾値Ｉｔｈ２が大きめに設定されることとなる。その結果、例えば時刻ｔ４〜ｔ７の期間の途中において第２スイッチＳＷ２に過電流が流れる場合、第２スイッチＳＷ２の過電流状態を迅速に判定することができず、第２過電流判定部５２ｂにより第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を迅速にオフ状態に切り替えることができなくなり得る。
【００５３】
一方、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２小電流側閾値Ｉ２Ｌに固定される構成を比較例２とする。この場合、例えば図５の時刻ｔ１〜ｔ４，ｔ７〜ｔ８において、第２センス電圧Ｖｓ２に対して第２電流閾値Ｉｔｈ２が小さめに設定されることとなる。その結果、第２スイッチＳＷ２が過電流状態でないにもかかわらず、例えば図５の時刻ｔ１〜ｔ４，ｔ７〜ｔ８において第２センス電圧Ｖｓ２が第２電流閾値Ｉｔｈ２を超えてしまうことがある。これにより、第２スイッチＳＷ２が過電流状態であると誤判定されてしまう懸念がある。
【００５４】
これに対し、本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２が、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方のオン駆動期間の少なくとも中間における第２電流閾値Ｉｔｈ２よりも大きく設定される。このため、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間において、第２スイッチＳＷ２が過電流状態であるとの誤判定が発生することを抑制しつつ、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン駆動期間において、第２スイッチＳＷ２の過電流状態が発生した場合に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を迅速にオフ状態に切り替えることができる。このように、本実施形態によれば、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動状態に応じて、第２電流閾値Ｉｔｈ２を適正に設定することができる。
【００５５】
＜第１実施形態の変形例１＞
以下の各実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以下の各実施形態において、第１実施形態で説明した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付しているものもある。
【００５６】
図８の時刻ｔ０以前の期間及び時刻ｔ９以降の期間に示すように、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ駆動期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２が、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２よりも小さいオフ時閾値ＩＭ（＞０）に設定されてもよい。図８には、時刻ｔ０以前の期間及び時刻ｔ９以降の期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２が、第１電流閾値Ｉｔｈ１よりも小さいオフ時閾値ＩＭに設定される例を示す。図８の時刻ｔ１〜ｔ８までの各タイミングは、図５の時刻ｔ１〜ｔ８までの各タイミングに対応している。
【００５７】
本実施形態によれば、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間における第２電流閾値Ｉｔｈ２が、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン駆動期間又はオフ駆動期間の少なくとも中間における第２電流閾値Ｉｔｈ２よりも大きく設定される。これにより、例えば時刻ｔ０以前の期間及び時刻ｔ９以降の期間において第２スイッチＳＷ２の過電流状態を迅速に判定でき、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を強制的にオフ状態に切り替えることができる。
【００５８】
＜第１実施形態の変形例２＞
第２電流閾値Ｉｔｈ２に加えて、第１電流閾値Ｉｔｈ１が変更されてもよい。詳しくは、第１設定部５３ａは、図９に示すように、時刻ｔ１よりも後であってかつ時刻ｔ３よりも前の時刻ｔＡにおいて、第１電流閾値Ｉｔｈ１をオフ時閾値ＩＭから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに増加させてもよい。なお、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに増加させられるタイミングは、時刻ｔ２よりも後に限らず、例えば、時刻ｔ１〜ｔ２の間であってもよい。
【００５９】
また、第１設定部５３ａは、第１スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替えられたタイミング、又はそのタイミングよりも後のタイミングにおいて第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌからオフ時閾値ＩＭに減少させてもよい。図９には、第１スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替えられたタイミングよりも後の時刻ｔＢにおいて、オフ時閾値ＩＭに減少させられる例を示す。
【００６０】
＜第１実施形態の変形例３＞
先の図５では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間全てに渡って、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに設定された。この設定に代えて、第２スイッチＳＷ２のみのオン駆動期間の一部の期間に渡って、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに設定されてもよい。この場合において、第２電流閾値Ｉｔｈ２が第２大電流側閾値Ｉ２Ｈから第２小電流側閾値Ｉ２Ｌに切り替えるタイミングは、例えば、図５の時刻ｔ２、又は時刻ｔ１〜ｔ２の間のタイミングが挙げられる。この設定は、例えば、図５の時刻ｔ１において第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替えられた直後の一時的な期間（例えば数μｓｅｃ）において第２スイッチＳＷ２に流れる電流が跳ね上がる可能性があることに鑑みた設定である。
【００６１】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂは、ＤＣアシスト処理に代えて、ターンオフ時のＡＣアシスト処理を行う。このアシスト処理では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン駆動されている状態において、先行オフスイッチに相当する第２スイッチＳＷ１を最初にオフ駆動に切り替えてから、後続オフスイッチに相当する第１スイッチＳＷ１をオフ駆動に切り替える。
【００６２】
ターンオフ時のＡＣアシスト処理は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の並列接続体に電流が流れている状態から、電流の流通を阻止する状態に移行する場合におけるスイッチング損失を低減するためになされる。つまり、本実施形態では、第１スイッチＳＷ１のスイッチング速度が、第２スイッチＳＷ２のスイッチング速度よりも高くされている。スイッチング速度とは、例えば、ターンオフ時を例に説明すると、オフ駆動によりスイッチのゲート電圧が下降し始めてからゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となるまでに要する時間のことである。スイッチング速度が高い方の第１スイッチＳＷ１で電流の流通を阻止する状態に移行させると、スイッチング損失の低減効果が得られる。なお、本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂがＡＣオフ駆動部に相当する。
【００６３】
本実施形態において、第２設定部５３ｂは、第２電流閾値Ｉｔｈ２を第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに固定する。本実施形態において、第２大電流側閾値Ｉ２Ｈは、第２スイッチＳＷ２の定格電流以上の値であって、かつ、第２スイッチＳＷ２の電流耐量以下の値に設定されている。
【００６４】
一方、第１設定部５３ａは、第２スイッチＳＷ２がオフ駆動に切り替えられた後、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２を下回って第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられる前に、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに増加させる。本実施形態において、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈは、第１スイッチＳＷ１の電流耐量以上の値に設定され、具体的には例えば、第１スイッチＳＷ１の電流耐量と同じ値に設定されている。
【００６５】
図１０に、制御部５０により実行される閾値設定処理の手順を示す。この処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、第１電流閾値Ｉｔｈ１の初期値は、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定されているものとする。
【００６６】
この一連の処理において、ステップＳ３０では、今回の制御周期において第２駆動信号ＩＮ２がオフ指令からオン指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ３０において肯定判定した場合には、ステップＳ３１に進み、オン駆動により第２スイッチＳＷ２をオン状態に切り替える。
【００６７】
ステップＳ３０において否定判定した場合には、ステップＳ３２に進み、今回の制御周期において第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令からオン指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ３２において肯定判定した場合には、ステップＳ３３に進み、オン駆動により第１スイッチＳＷ１をオン状態に切り替える。
【００６８】
ステップＳ３２において否定判定した場合には、ステップＳ３４に進み、今回の制御周期において第２駆動信号ＩＮ２がオン指令からオフ指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ３４において肯定判定した場合には、ステップＳ３５に進み、オフ駆動により第２スイッチＳＷ２をオフ状態に切り替える。その後、ステップＳ３６では、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１のカウントを開始する。
【００６９】
ステップＳ３４において否定判定した場合には、ステップＳ３７に進み、今回の制御周期において第１駆動信号ＩＮ１がオン指令からオフ指令に切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ３７において肯定判定した場合には、ステップＳ３８に進み、オフ駆動により第１スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替える。その後、ステップＳ３９では、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントを開始する。
【００７０】
ステップＳ３７において否定判定した場合には、ステップＳ４０に進み、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１が第１遅延時間Ｔｓ１以上になったか否かを判定する。ステップＳ４０の処理は、第１電流閾値Ｉｔｈ１を増加させるタイミングであるか否かを判定するための処理である。第１遅延時間Ｔｓ１は、例えば、ステップＳ３５で第２スイッチＳＷ２がオフ駆動され始めるタイミングから、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が低下して第２閾値電圧Ｖｔｈ２を下回るタイミングまでの時間よりも短い時間に設定されればよい。
【００７１】
ステップＳ４０において肯定判定した場合には、ステップＳ４１に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定する。本実施形態において、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈは、第２大電流側閾値Ｉ２Ｈよりも大きい。また、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１を０にリセットする。
【００７２】
ステップＳ４０において否定判定した場合には、ステップＳ４２に進み、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２が第２遅延時間Ｔｓ２以上になったか否かを判定する。ステップＳ４２の処理は、第１電流閾値Ｉｔｈ１を減少させるタイミングであるか否かを判定するための処理である。第２遅延時間Ｔｓ２は、例えば、ステップＳ３８で第１スイッチＳＷ１がオフ駆動された後、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が低下して第１閾値電圧Ｖｔｈ１を下回ったことを把握できる時間に設定されればよい。
【００７３】
ステップＳ４２において肯定判定した場合には、ステップＳ４３に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替える。また、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２を０にリセットする。
【００７４】
図１１に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図１１（ａ）は、第１，第２センス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、合計電圧Ｖｔｏｔａｌ、及び第１，第２電流閾値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２の推移を示す。図１１（ｂ），（ｃ）は、第１，第２駆動信号ＩＮ１，ＩＮ２の推移を示す。
【００７５】
時刻ｔ１において、第１駆動信号ＩＮ１に先行して第２駆動信号ＩＮ２がオン指令に切り替えられる。これにより、その後オン状態となった第２スイッチＳＷ２の第２センス電圧Ｖｓ２が上昇し始める。時刻ｔ２において、第１駆動信号ＩＮ１がオン指令に切り替えられ、その後オン状態となった第１スイッチＳＷ１の第１センス電圧Ｖｓ１が上昇し始める。この際、第１センス電圧Ｖｓ１の上昇とともに第２センス電圧Ｖｓ２が下降する。
【００７６】
時刻ｔ３において、第１駆動信号ＩＮ１に先行して第２駆動信号ＩＮ２が先にオフ指令に切り替えられる。その後、第２センス電圧Ｖｓ２が下降し始める前の時刻ｔ４において、図９のステップＳ４０で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替えられる。
【００７７】
時刻ｔ５において、第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令に切り替えられる。その後、時刻ｔ６において、ステップＳ４２において肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えられる。これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ駆動期間において過電流状態を迅速に判定できる。
【００７８】
以上説明した本実施形態では、第２駆動信号ＩＮ２のオフ指令への切り替えタイミングを基準として、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈへと増加させられる。制御部５０は、第２ゲート信号Ｓｇ２のＬへの切り替えタイミングよりも、第２駆動信号ＩＮ２のオフ指令への切り替えタイミングを早く把握できる。このため、第２スイッチＳＷ２が先にオフ状態とされて第１スイッチＳＷ１に電流が集中する前に、第１電流閾値Ｉｔｈ１を的確に増加させることができる。
【００７９】
＜第２実施形態の変形例１＞
先の図１１では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間全てに渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定された。この設定に代えて、第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間の一部の期間に渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定されてもよい。
【００８０】
＜第２実施形態の変形例２＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、図１２に示すように、第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。図１２（ａ）〜（ｃ）は、先の図１１（ａ）〜（ｃ）に対応している。
【００８１】
詳しくは、第２設定部５３ｂは、第２電流閾値Ｉｔｈ２を、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられた後に第２大電流側閾値Ｉ２Ｈからオフ時閾値ＩＭに減少させる。また、第２設定部５３ｂは、第２電流閾値Ｉｔｈ２を、第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替えられる前にオフ時閾値ＩＭから第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに増加させる。
【００８２】
先の図２に示した大電流領域においては、第１スイッチＳＷ１よりもオン抵抗が小さい第２スイッチＳＷ２の方に電流が集中する。このため、大電流領域においては、オフ状態からオン状態に切り替えられる場合における第２スイッチＳＷ２のコレクタ電流の増加量が大きい。このため、第２電流閾値Ｉｔｈ２を図１２に示すように変更するメリットが大きい。
【００８３】
また、図１２に示すように、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様が変更されてもよい。詳しくは、第１設定部５３ａは、時刻ｔ６において、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１大電流側閾値Ｉ１Ｈからオフ時閾値ＩＭに減少させる。また、第１設定部５３ａは、第１電流閾値Ｉｔｈ１を、第１スイッチＳＷ１がオン状態に切り替えられる前にオフ時閾値ＩＭから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに増加させる。
【００８４】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、第１設定部５３ａは、第２スイッチＳＷ２のオフ状態への切り替えタイミングで第１電流閾値Ｉｔｈ１を増加させる。
【００８５】
図１３に、制御部５０により実行される閾値設定処理の手順を示す。この処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、第１電流閾値Ｉｔｈ１の初期値は、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定されているものとする。
【００８６】
この一連の処理において、ステップＳ５０では、今回の制御周期において第２ゲート信号Ｓｇ２がＨからＬに切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ５０において肯定判定した場合には、ステップＳ５１に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替える。その後ステップＳ５２において、第１経過時間ＣＴ１のカウントを開始する。
【００８７】
ステップＳ５３では、第１センス電圧Ｖｓ１が第１過電流判定部５２ａで用いられないようにするフィルタ処理を開始する。フィルタ処理の実行中においては、第１センス電圧Ｖｓ１が第１電流閾値Ｉｔｈ１を超えたとしても、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が強制的にオフ状態に切り替えられない。なお、ステップＳ５３でフィルタ処理が開始されてから、その後ステップＳ５５でフィルタ処理が解除されるまでの処理がフィルタ部に相当する。
【００８８】
ステップＳ５０において否定判定した場合には、ステップＳ５４に進み、第１経過時間ＣＴ１が第１フィルタ時間ＴＦ１以上になったか否かを判定する。ステップＳ５４において肯定判定した場合には、ステップＳ５５に進み、フィルタ処理を解除する。また、第１経過時間ＣＴ１を０にリセットする。なお、第１フィルタ時間ＴＦ１は、例えば、第２ゲート信号Ｓｇ２がＬに切り替えられるタイミングから、その直後に第１ゲート信号Ｓｇ１がＬに切り替えられるタイミングまでの時間よりも短い時間に設定されればよい。
【００８９】
ステップＳ５４において否定判定した場合には、ステップＳ５６に進み、今回の制御周期において第１ゲート信号Ｓｇ１がＨからＬに切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ５６において肯定判定した場合には、ステップＳ５７に進み、第２経過時間ＣＴ２のカウントを開始する。
【００９０】
ステップＳ５６において否定判定した場合には、ステップＳ５８に進み、第２経過時間ＣＴ２が第３遅延時間Ｔｓ３以上になったか否かを判定する。第３遅延時間Ｔｓ３は、例えば、第１スイッチＳＷ１がオフ駆動された後、第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が低下して第１閾値電圧Ｖｔｈ１を下回ったことを把握できる時間に設定されればよい。
【００９１】
ステップＳ５８において肯定判定した場合には、ステップＳ５９に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替える。また、第２経過時間ＣＴ２を０にリセットする。
【００９２】
図１４に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図１４（ａ）は、第１，第２センス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、合計電圧Ｖｔｏｔａｌ、及び第１，第２電流閾値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２の推移を示す。図１４（ｂ），（ｃ）は、第１，第２ゲート信号Ｓｇ１，Ｓｇ２の推移を示す。
【００９３】
時刻ｔ１において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＨに切り替えられ、その後、第１ゲート信号Ｓｇ１がＨに切り替えられる。その後、時刻ｔ３において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＬに切り替えられ、図１３のステップＳ５０で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替えられる。また、フィルタ処理が開始される。
【００９４】
時刻ｔ４において、ステップＳ５４で肯定判定されるため、フィルタ処理が解除される。その後、時刻ｔ５において、第１ゲート信号Ｓｇ１がＬに切り替えられる。時刻ｔ６において、ステップＳ５８で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えられる。
【００９５】
以上説明した本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のオフ状態への切り替えタイミングで第１電流閾値Ｉｔｈ１が増加させられる。そして、第１スイッチＳＷ１のみがオン駆動される期間のうち、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられてから第１フィルタ時間ＴＦ１に渡って、フィルタ処理が行われる。これにより、第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
＜第３実施形態の変形例１＞
先の図１４では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間全てに渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定された。この設定に代えて、第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間の一部の期間に渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定されてもよい。
【００９７】
＜第３実施形態の変形例２＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、図１５に示すように、先の図１２と同様に第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。図１５（ａ）〜（ｃ）は、先の図１４（ａ）〜（ｃ）に対応している。
【００９８】
また、図１５に示すように、先の図１２と同様に第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様が変更されてもよい。
【００９９】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１０のステップＳ４１の処理に代えて、図１６のステップＳ６０に示すように、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１センス電圧Ｖｓ１の最大値として想定される値よりも大きい値まで増加させられる。具体的には例えば、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、制御部５０に入力可能な第１センス電圧Ｖｓ１の最大値よりも大きい値まで増加させられる。なお、図１６において、先の図１０に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１００】
図１７に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は、先の図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に対応している。図１７に示すように、時刻ｔ４〜ｔ６のマスク期間において、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１センス電圧Ｖｓ１と絶対交わらない値まで増加させられる。以上説明した本実施形態によれば、第３実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
＜第４実施形態の変形例＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、先の図１２と同様に第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。また、第１電流閾値Ｉｔｈ１について、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌがオフ時閾値ＩＭに設定されてもよい。
【０１０２】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂは、ターンオフ時のＡＣアシスト処理に代えて、ターンオン時のＡＣアシスト処理を行う。このアシスト処理では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ駆動されている状態において、先行オンスイッチに相当する第１スイッチＳＷ１を最初にオン駆動に切り替えてから、後続オンスイッチに相当する第２スイッチＳＷ２をオン駆動に切り替える。
【０１０３】
ターンオン時のＡＣアシスト処理は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の並列接続体の電流の流通が阻止されている状態から、電流が流れている状態に移行する場合におけるスイッチング損失を低減するためになされる。本実施形態では、第２実施形態と同様に、第１スイッチＳＷ１のスイッチング速度が、第２スイッチＳＷ２のスイッチング速度よりも高くされている。スイッチング速度とは、例えば、ターンオン時を例に説明すると、オン駆動によりスイッチのゲート電圧が０から上昇し始めてから、ゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈに到達するまでに要する時間のことである。なお、本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂがＡＣオン駆動部に相当する。
【０１０４】
第１設定部５３ａは、第２スイッチＳＷ２がオン駆動に切り替えられた後、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以上となって第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替えられた後に、対象閾値としての第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに減少させる。
【０１０５】
図１８に、制御部５０により実行される閾値設定処理の手順を示す。この処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図１８において、先の図１０に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０６】
ステップＳ３１の処理の完了後、ステップＳ６１に進み、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントを開始する。ステップＳ３８の処理の完了後、一連の処理を一旦終了する。
【０１０７】
ステップＳ３７において肯定判定した場合には、ステップＳ６２に進み、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１が第４遅延時間Ｔｓ４以上になったか否かを判定する。ステップＳ６２において肯定判定した場合には、ステップＳ４１に進む。
【０１０８】
ステップＳ６２において肯定判定した場合には、ステップＳ６３に進み、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２が第５遅延時間Ｔｓ５以上になったか否かを判定する。ステップＳ６３において肯定判定した場合には、ステップＳ４３に進む。
【０１０９】
図１９に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、先の図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に対応している。
【０１１０】
時刻ｔ１において、図１８のステップＳ６３で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替えられる。その後時刻ｔ２において、第１駆動信号ＩＮ１がオン指令に切り替えられる。
【０１１１】
時刻ｔ３において、第２駆動信号ＩＮ２がオン指令に切り替えられる。このため、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントが開始される。その後、時刻ｔ４において、ステップＳ６２で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えられる。
【０１１２】
その後、時刻ｔ５において、第１駆動信号ＩＮ１がオフ指令に切り替えられる。その後、時刻ｔ６において、第２駆動信号ＩＮ２がオフ指令に切り替えられる。このため、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１のカウントが開始される。
【０１１３】
以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
＜第５実施形態の変形例１＞
先の図１９では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間全てに渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定された。この設定に代えて、第１スイッチＳＷ１のみのオン駆動期間の一部の期間に渡って、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに設定されてもよい。この場合において、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えるタイミングは、例えば、図１９において、第１センス電圧Ｖｓ１が０から上昇し始めるタイミングから第１センス電圧Ｖｓ１が合計電圧Ｖｔｏｔａｌに到達するタイミングまでの期間の途中、又は第１センス電圧Ｖｓ１が合計電圧Ｖｔｏｔａｌに到達するタイミングが挙げられる。
【０１１５】
＜第５実施形態の変形例２＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、図２０に示すように、第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。図２０（ａ）〜（ｃ）は、先の図１９（ａ）〜（ｃ）に対応している。
【０１１６】
詳しくは、第２設定部５３ｂは、第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替えられる前に、第２電流閾値Ｉｔｈ２をオフ時閾値ＩＭから第２大電流側閾値Ｉ２Ｈに増加させる。また、第２設定部５３ｂは、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられて第２センス電圧Ｖｓ２が０となるタイミング以降に、第２電流閾値Ｉｔｈ２を第２大電流側閾値Ｉ２Ｈからオフ時閾値ＩＭに減少させる。この場合、大電流領域においては、オフ状態からオン状態に切り替えられる場合における第２スイッチＳＷ２のコレクタ電流の増加量が大きい。このため、第２電流閾値Ｉｔｈ２を図２０に示すように変更するメリットが大きい。
【０１１７】
また、第１電流閾値Ｉｔｈ１について、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌがオフ時閾値ＩＭに設定されてもよい。
【０１１８】
＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、第１設定部５３ａは、第２スイッチＳＷ２のオン状態への切り替えタイミングで第１電流閾値Ｉｔｈ１を減少させる。
【０１１９】
図２１に、制御部５０により実行される閾値設定処理の手順を示す。この処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図２１において、先の図１３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１２０】
この一連の処理において、ステップＳ７０では、今回の制御周期において第２ゲート信号Ｓｇ２がＬからＨに切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ７０において肯定判定した場合には、ステップＳ７１に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替える。その後ステップＳ５２に進む。
【０１２１】
ステップＳ７０において否定判定した場合には、ステップＳ７２に進み、第１経過時間ＣＴ１が第２フィルタ時間ＴＦ２以上になったか否かを判定する。ステップＳ７２において肯定判定した場合には、ステップＳ５５に進み、フィルタ処理を解除する。また、第１経過時間ＣＴ１を０にリセットする。なお、第２フィルタ時間ＴＦ２は、例えば、第２ゲート信号Ｓｇ２がＨに切り替えられるタイミングから、その直後に第１ゲート信号Ｓｇ１がＬに切り替えられるタイミングまでの時間よりも短い時間に設定されればよい。
【０１２２】
ステップＳ７２において否定判定した場合には、ステップＳ７３に進み、今回の制御周期において第２ゲート信号Ｓｇ２がＨからＬに切り替えられたか否かを判定する。ステップＳ７３において肯定判定した場合には、ステップＳ５７に進む。
【０１２３】
ステップＳ７３において否定判定した場合には、ステップＳ７４に進み、第２経過時間ＣＴ２が第６遅延時間Ｔｓ６以上になったか否かを判定する。ステップＳ７４において肯定判定した場合には、ステップＳ７５に進み、第１電流閾値Ｉｔｈ１を第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替える。また、第２経過時間ＣＴ２を０にリセットする。
【０１２４】
図２２に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、先の図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に対応している。
【０１２５】
時刻ｔ１において、図２１のステップＳ７４で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替えられる。その後時刻ｔ２において、第１ゲート信号Ｓｇ１がＨに切り替えられる。
【０１２６】
時刻ｔ３において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＨに切り替えられる。このため、ステップＳ７０で肯定判定され、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えられる。また、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１のカウントと、フィルタ処理とが開始される。
【０１２７】
時刻ｔ４において、第１ゲート信号Ｓｇ１がＬに切り替えられる。その後、時刻ｔ５において、第２ゲート信号Ｓｇ２がＬに切り替えられる。このため、ステップＳ７３で肯定判定され、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントが開始される。
【０１２８】
以上説明した本実施形態では、第２スイッチＳＷ２のオン状態への切り替えタイミングで第１電流閾値Ｉｔｈ１が減少させられる。そして、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン駆動される期間のうち、第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替えられてから第２フィルタ時間ＴＦ２に渡って、フィルタ処理が行われる。これにより、第３実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
＜第６実施形態の変形例＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、先の図２０と同様に第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。また、第１電流閾値Ｉｔｈ１について、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌがオフ時閾値ＩＭに設定されてもよい。
【０１３０】
＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１８のステップＳ４１の処理に代えて、図２３のステップＳ７６に示すように、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１センス電圧Ｖｓ１の最大値として想定される値よりも大きい値まで増加させられる。図２３において、先の図１８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１３１】
図２４に、第１電流閾値Ｉｔｈ１の設定態様を示す。図２４（ａ）〜図２４（ｃ）は、先の図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に対応している。図２４に示すように、時刻ｔ１〜ｔ４のマスク期間において、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１センス電圧Ｖｓ１と絶対交わらない値に増加させられる。以上説明した本実施形態によれば、第６実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
＜第７実施形態の変形例＞
第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、先の図２０と同様に第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。また、第１電流閾値Ｉｔｈ１について、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌがオフ時閾値ＩＭに設定されてもよい。
【０１３３】
＜第８実施形態＞
以下、第８実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち、切替完了スイッチのみのオン駆動期間において設定した対象閾値を、その後徐々に減少させる。具体的には、図２５に示すように、第１設定部５３ａは、第２スイッチＳＷ２がオン駆動に切り替えられる時刻ｔ１から、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態に切り替えられた後の時刻ｔ２までの期間において、第１電流閾値Ｉｔｈ１を、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに段階的に減少させる。図２５に示す例では、第１設定部５３ａは、２段階で減少させている。なお、時刻ｔ３において、第１スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替えられ、時刻ｔ４において、第２スイッチＳＷ２がオフ状態に切り替えられる。なお、２段階に限らず、３段階以上で第１電流閾値Ｉｔｈ１を減少させてもよい。
【０１３４】
なお、第１電流閾値Ｉｔｈ１の減少態様としては、段階的な減少に限らず、例えば図２６に示すように、連続的な減少であってもよい。図２６の各時刻ｔ１〜ｔ４は、先の図２５の各時刻ｔ１〜ｔ４に対応している。
【０１３５】
ちなみに、本実施形態においても、第１電流閾値Ｉｔｈ１に加えて、第２電流閾値Ｉｔｈ２が変更されてもよい。
【０１３６】
＜第９実施形態＞
以下、第９実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、スイッチが過電流状態となる場合に代えて、スイッチが過熱状態となる場合にスイッチを強制的にオフ状態に切り替える。スイッチの温度は、スイッチに流れる電流と正の相関がある物理量である。
【０１３７】
図２７に、本実施形態の駆動回路Ｄｒを示す。図２７において、先の図３に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。駆動回路Ｄｒ付近には、第１スイッチＳＷ１の温度を検出する第１温度検出部５６と、第２スイッチＳＷ２の温度を検出する第２温度検出部６６とが設けられている。各温度検出部５６，６６は、例えば感温ダイオードで構成されている。第１温度検出部５６の検出値は、第８端子Ｔ８を介して制御部５０に入力され、第２温度検出部６６の検出値は、第９端子Ｔ９を介して制御部５０に入力される。
【０１３８】
制御部５０は、第１過熱判定部５５ａを備えている。第１過熱判定部５５ａは、取得した第１温度検出部５６の検出値に基づいて、第１スイッチＳＷ１の温度ＴＤ１を算出する。第１過熱判定部５５ａは、算出した第１スイッチＳＷ１の温度ＴＤ１が第１温度閾値Ｔｔｈ１を超えたと判定した場合、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂに対して、オフ駆動により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を強制的にオフ状態に切り替えるよう指示する。
【０１３９】
制御部５０は、第２過熱判定部５５ｂを備えている。第２過熱判定部５５ｂは、取得した第２温度検出部６６の検出値に基づいて、第２スイッチＳＷ２の温度ＴＤ２を算出する。第２過熱判定部５５ｂは、算出した第２スイッチＳＷ２の温度ＴＤ２が第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えたと判定した場合、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂに対して、オフ駆動により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を強制的にオフ状態に切り替えるよう指示する。
【０１４０】
なお、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動状態に基づく第１温度閾値Ｔｔｈ１又は第２温度閾値Ｔｔｈ２の設定は、上記第１〜第８実施形態で説明した第１電流閾値Ｉｔｈ１又は第２電流閾値Ｉｔｈ２の設定態様と同様の態様で実施することができる。
【０１４１】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１４２】
・図２８（ａ）〜図２８（ｃ）に示すように、スイッチのスイッチング速度に応じて、第１電流閾値Ｉｔｈ１の変更態様が定められてもよい。図２８には、第５実施形態で説明したターンオン時のＡＣアシスト処理の場合を示す。図２８（ｂ），（ｃ）の各時刻ｔ１〜ｔ５は、図２８（ａ）の各時刻ｔ１〜ｔ５に対応している。
【０１４３】
・ＡＣアシスト処理を、ターンオン時及びターンオフ時の双方で実施してもよい。
【０１４４】
・第８実施形態の第１電流閾値Ｉｔｈ１を徐々に減少させる構成を、ターンオフ時のＡＣアシスト処理時に適用してもよい。
【０１４５】
・第１実施形態において、センス電圧が一定時間に渡って電流閾値を超えたと判定された場合にスイッチが強制的にオフ状態に切り替えられてもよい。
【０１４６】
・互いに並列接続された複数のスイッチのうち、切替完了スイッチ以外のスイッチに流れる電流に基づいて、切替完了スイッチに流れる電流が推定され、推定された電流と閾値とが比較されてもよい。例えば、過電流が流れているか否かの判定対象となるスイッチが第１スイッチＳＷ１の場合、第２スイッチＳＷ２に流れる電流に基づいて第１スイッチＳＷ１に流れる電流が推定され、推定された電流に基づいて第１スイッチＳＷ１に過電流が流れているか否かが判定されてもよい。なお、この場合、例えば、第２スイッチＳＷ２のオン抵抗に対する第１スイッチＳＷ１のオン抵抗の比率と、第２センス電圧Ｖｓ２とに基づいて、第１スイッチＳＷ１に流れる電流と相関を有する第１センス電圧Ｖｓ１が推定されればよい。
【０１４７】
・スイッチに過電流が流れていると過電流判定部により判定された場合、スイッチが強制的にオフ状態に切り替えられることなく、例えば、過電流が流れている旨が外部に通知される構成が用いられてもよい。
【０１４８】
・スイッチの組み合わせとしては、ＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴの組み合わせに限らない。
【０１４９】
・並列接続されるスイッチの数としては、図１に示したように２つに限らず、３つ以上であってもよい。以下、並列接続されるスイッチの数が３つの場合について説明する。３つのスイッチを第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とする。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、上述した実施形態で説明したものと同じスイッチである。第３スイッチＳＷ３としては、ここでは、第２スイッチＳＷ２と同じ電流電圧特性を有するＩＧＢＴが用いられるとする。
【０１５０】
図２９に、ターンオン時のＡＣアシスト処理の一例を示す。図２９（ａ）〜（ｃ）は、先の図１９（ａ）〜（ｃ）に対応している。図２９（ｄ）は、第３スイッチＳＷ３をオンオフ駆動するための第３駆動信号ＩＮ３を示す。図２９（ａ）において、Ｖｓ３は、第３スイッチＳＷ３に対応するセンス電圧である第３センス電圧を示す。
【０１５１】
図２９に示すように、第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３全てがオフ駆動されている状態から、第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が順次オン駆動に切り替えられる。ここでは、第１スイッチＳＷ１がオン状態に切り替わってから第２スイッチＳＷ２のオン駆動が開始され、第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替わってから第３スイッチＳＷ３のオン駆動が開始されている。この場合において、最初にオン駆動に切り替えられる第１スイッチＳＷ１が切替完了スイッチに相当する。この前提構成において、オン駆動されるスイッチの数が増えるに連れて、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１大電流側閾値Ｉ１Ｈ、第１小電流側閾値Ｉ１Ｌ、第１極小電流側閾値Ｉ１ＶＬ（＜Ｉ１Ｌ）へと段階的に低下させられる。
【０１５２】
なお、オン駆動されるスイッチの数が増えるに連れて電流閾値を低下させる構成は、並列接続されるスイッチの数が４つ以上の構成にも適用できる。また、オン駆動されるスイッチの数が増えるに連れて電流閾値を低下させる構成は、ターンオン時のＡＣアシスト処理や、ＤＣアシスト処理に対しても適用できる。
【０１５３】
また、第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３全てがオン駆動されている状態から、第１〜第３スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が順次オフ駆動に切り替える場合、オフ駆動されるスイッチの数が増えるに連れて、電流閾値を増加させてもよい。具体的には、例えば、電流閾値を段階的に増加させてもよい。
【０１５４】
ちなみに、オン駆動されるスイッチの数が増えるに連れて閾値を低下させる構成と、オフ駆動されるスイッチの数が増えるに連れて閾値を増加させる構成とは、第９実施形態で説明した温度閾値に対しても適用できる。
【０１５５】
・第１スイッチＳＷ１のゲート電圧が時刻ｔ１よりも前から上昇し始め、図３０に示すように、時刻ｔ１において第１センス電圧Ｖｓ１が上昇し始める。一方、時刻ｔ１〜ｔ２の途中から、第２スイッチＳＷ２のゲート電圧が０から上昇し始める。第１スイッチＳＷ１のゲート電圧の上昇中である時刻ｔ２において、第２スイッチＳＷ２がオン状態に切り替わる制御が行われる。この場合、第１電流閾値Ｉｔｈ１が、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方のオン期間ｔ２〜ｔ３よりも、第１スイッチＳＷ１のみのオン期間ｔ１〜ｔ２において小さく設定されてもよい。図３０に示す例では、時刻ｔ３において、第１電流閾値Ｉｔｈ１をさらに増加させている。
【０１５６】
・３相インバータに限らず、例えば、２相のインバータ又は４相以上のインバータであってもよい。また、スイッチが備えられる電力変換器としては、インバータに限らない。
【符号の説明】
【０１５７】
５０…制御部、５３ａ，５３ｂ…第１，第２設定部、５４…第１抵抗体、６４…第２抵抗体、Ｓｔ１，Ｓｔ２…第１，第２センス端子、ＳＷ１，ＳＷ２…第１，第２スイッチ、Ｄｒ…駆動回路。
【図１】
2019080371.tif 000003
【図２】
2019080371.tif 000004
【図３】
2019080371.tif 000005
【図４】
2019080371.tif 000006
【図５】
2019080371.tif 000007
【図６】
2019080371.tif 000008
【図７】
2019080371.tif 000009
【図８】
2019080371.tif 000010
【図９】
2019080371.tif 000011
【図１０】
2019080371.tif 000012
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月17日(2018.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、第１，第２駆動部５１ａ，５１ｂは、ＤＣアシスト処理に代えて、ターンオフ時のＡＣアシスト処理を行う。このアシスト処理では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン駆動されている状態において、先行オフスイッチに相当する第２スイッチＳＷ２を最初にオフ駆動に切り替えてから、後続オフスイッチに相当する第１スイッチＳＷ１をオフ駆動に切り替える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
ステップＳ３１の処理の完了後、ステップＳ６１に進み、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントを開始する。ステップＳ６１の処理の完了後、一連の処理を一旦終了する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
ステップＳ３７において否定判定した場合には、ステップＳ６２に進み、第１経過時間Ｔｄｅｌａｙ１が第４遅延時間Ｔｓ４以上になったか否かを判定する。ステップＳ６２において肯定判定した場合には、ステップＳ４１に進む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
ステップＳ６２において否定判定した場合には、ステップＳ６３に進み、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２が第５遅延時間Ｔｓ５以上になったか否かを判定する。ステップＳ６３において肯定判定した場合には、ステップＳ４３に進む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
時刻ｔ１において、図１８のステップＳ６２で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１小電流側閾値Ｉ１Ｌから第１大電流側閾値Ｉ１Ｈに切り替えられる。その後時刻ｔ２において、第１駆動信号ＩＮ１がオン指令に切り替えられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
時刻ｔ３において、第２駆動信号ＩＮ２がオン指令に切り替えられる。このため、第２経過時間Ｔｄｅｌａｙ２のカウントが開始される。その後、時刻ｔ４において、ステップＳ６３で肯定判定される。このため、第１電流閾値Ｉｔｈ１が第１大電流側閾値Ｉ１Ｈから第１小電流側閾値Ｉ１Ｌに切り替えられる。