(57)【要約】【課題】本発明は、回路規模を小さくできるスイッチ駆動回路を提供する。【解決手段】駆動回路６０は、互いに並列接続された第１スイッチ素子ＳＷＡ、第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＣを駆動する。駆動回路６０は、第１スイッチ素子ＳＷＡに対応して設けられた第１駆動制御部７７と、第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＣに対応して設けられた第２駆動制御部８７とを備えている。第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＣの並列接続体の電流容量は、第１スイッチ素子ＳＷＡの電流容量よりも大きくされている。【選択図】      図８
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【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素子を駆動するスイッチ駆動回路（６０）において、
複数の前記スイッチ素子が分けられて構成された各スイッチ部に対応して設けられ、対応する前記スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部（７７，８７）を備え、
複数の前記スイッチ素子のうち、一部のスイッチ素子（ＳＷＡ）の電流容量は、他のスイッチ素子（ＳＷＢ，ＳＷＣ）の電流容量よりも大きくされているスイッチ駆動回路。
【請求項２】
前記スイッチ素子は、３つ以上であり、
前記各スイッチ部のうち、少なくとも１つのスイッチ部は、互いに並列接続された２つ以上の前記スイッチ素子を有している請求項１に記載のスイッチ駆動回路。
【請求項３】
複数の前記スイッチ素子の並列接続体に流れようとする電流の情報を取得する電流取得部と、
前記電流取得部により取得された情報に基づいて、前記各スイッチ部の中からオン状態に切り替えるスイッチ部を選択する選択部と、を備える請求項２に記載のスイッチ駆動回路。
【請求項４】
前記各スイッチ部として、第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部よりも電流容量の大きい第２スイッチ部とが設けられ、
前記選択部は、前記電流取得部により取得された情報に基づいて、複数の前記スイッチ素子の並列接続体に流れようとする電流が、第１電流領域又は前記第１電流領域よりも大きい第２電流領域のいずれに含まれるか否かを判定し、前記第１電流領域に含まれると判定した場合、複数の前記スイッチ素子のうち前記第１スイッチ部を構成するスイッチ素子のみをオン状態への切り替え対象として選択し、前記第２電流領域に含まれると判定した場合、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方を構成する前記スイッチ素子をオン状態への切り替え対象として選択し、
前記選択部により前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が選択されている場合、前記第１スイッチ部を構成する前記スイッチ素子のオフ状態への切り替えタイミングが、前記第２スイッチ部を構成する前記スイッチ素子のオフ状態への切り替えタイミングよりも早められている請求項３記載のスイッチ駆動回路。
【請求項５】
前記各スイッチ部として、第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部よりも電流容量の大きい第２スイッチ部とが設けられ、
前記選択部は、前記電流取得部により取得された情報に基づいて、複数の前記スイッチ素子の並列接続体に流れようとする電流が、第１電流領域又は前記第１電流領域よりも大きい第２電流領域のいずれに含まれるか否かを判定し、前記第１電流領域に含まれると判定した場合、複数の前記スイッチ素子のうち前記第１スイッチ部を構成するスイッチ素子のみをオン状態への切り替え対象として選択し、前記第２電流領域に含まれると判定した場合、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方を構成する前記スイッチ素子をオン状態への切り替え対象として選択し、
前記選択部により前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が選択されている場合、前記第２スイッチ部を構成する前記スイッチ素子のオン状態への切り替えタイミングが、前記第１スイッチ部を構成する前記スイッチ素子のオン状態への切り替えタイミングよりも早められている請求項３記載のスイッチ駆動回路。
【請求項６】
前記各スイッチ部の温度情報を取得する温度取得部と、
前記温度取得部により取得された温度情報に基づいて、前記各スイッチ部の中からオン状態に切り替えるスイッチ部を選択する選択部と、を備える請求項２〜５のいずれか１項に記載のスイッチ駆動回路。
【請求項７】
前記各スイッチ部として、第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部が備える前記スイッチ素子の数よりも多い前記スイッチ素子を備える第２スイッチ部とが設けられ、
前記各駆動制御部のうち、前記第１スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部を第１駆動制御部（７７）とし、前記第２スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部を第２駆動制御部（８７）とし、
前記第１駆動制御部は、前記第２駆動制御部により前記第２スイッチ部を構成する前記各スイッチ素子の駆動状態が切り替えられる前又は切り替えられた後に、前記第１スイッチ部を構成する前記スイッチ素子の駆動状態を切り替える請求項２〜６のいずれか１項に記載のスイッチ駆動回路。
【請求項８】
前記第２駆動制御部は、前記第２スイッチ部を構成する前記各スイッチ素子のゲート電荷の移動速度を相違させることにより、前記第２スイッチ部を構成する前記各スイッチ素子の駆動状態を順次切り替える請求項７に記載のスイッチ駆動回路。
【請求項９】
前記各スイッチ部として、第１スイッチ部及び第２スイッチ部が設けられ、
前記第２スイッチ部は、小容量スイッチ（ＳＷＢ）と、前記小容量スイッチよりも電流容量が大きい大容量スイッチ（ＳＷＣ）と、を有し、
前記各駆動制御部のうち、前記第１スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部を第１駆動制御部（７７）とし、前記第２スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部を第２駆動制御部（８７）とし、
前記小容量スイッチ及び前記大容量スイッチそれぞれが前記第２駆動制御部により個別に駆動可能とされている請求項２〜６のいずれか１項に記載のスイッチ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに並列接続された複数のスイッチ素子を駆動する駆動回路が知られている。例えば特許文献１には、並列接続された２つのＩＧＢＴそれぞれに対応して設けられ、対応するＩＧＢＴを駆動する駆動制御部を備える駆動回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチ素子の並列接続体に流そうとする電流が大きくなると、並列接続されるスイッチ素子の数が増加する傾向にある。並列接続されるスイッチ素子の数が増加すると、それに伴って駆動制御部も増加する。その結果、駆動回路の回路規模が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、回路規模を小さくできるスイッチ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】
【０００６】
本発明は、互いに並列接続された複数のスイッチ素子を駆動するスイッチ駆動回路において、複数の前記スイッチ素子が分けられて構成された各スイッチ部に対応して設けられ、対応する前記スイッチ部を構成する前記スイッチ素子を駆動する駆動制御部を備え、複数の前記スイッチ素子のうち、一部のスイッチ素子の電流容量は、他のスイッチ素子の電流容量よりも大きくされている。
【０００７】
本発明では、複数のスイッチ素子のうち、一部のスイッチ素子の電流容量が、他のスイッチ素子の電流容量よりも大きくされている。このため、各スイッチ素子の並列接続体に流そうとする電流が大きい場合であっても、各スイッチ素子の電流容量が互いに等しい構成と比較して、並列接続されるスイッチ素子の数を減らすことができる。これにより、スイッチ素子を駆動する駆動制御部を減らすことができ、ひいてはスイッチ駆動回路の回路規模を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】駆動回路の構成を示す図。
【図３】制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態の変形例３に係る駆動回路の構成を示す図。
【図５】第２実施形態に係る制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【図７】第４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８】駆動回路の構成を示す図。
【図９】オン状態にするスイッチ素子の選択手法を示す図。
【図１０】第１駆動制御部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】第２駆動制御部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】第５実施形態に係る第１〜第３スイッチ素子の駆動態様を示すタイムチャート。
【図１３】第６実施形態に係る第１〜第３スイッチ素子の駆動態様を示すタイムチャート。
【図１４】第７実施形態に係る駆動回路の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜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。
【００１０】
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０と、電力変換器としてのインバータ２０と、昇圧コンバータ３０と、蓄電池４０と、制御装置５０とを備えている。本実施形態において、回転電機１０は、星形結線された３相の巻線１１を備えている。制御システムは、例えば車両に搭載されている。この場合、回転電機１０のロータは、例えば、車両の駆動輪と動力伝達が可能なように接続されている。回転電機１０は、例えば同期機である。
【００１１】
回転電機１０は、インバータ２０及び昇圧コンバータ３０を介して蓄電池４０に接続されている。なお、昇圧コンバータ３０及びインバータ２０の間には、平滑コンデンサ２１が設けられている。
【００１２】
昇圧コンバータ３０は、蓄電池４０の出力電圧を目標電圧ＶＨ＊まで昇圧してインバータ２０に出力する機能を有している。
【００１３】
インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれについて、上，下アームスイッチ素子の直列接続体を備えている。本実施形態では、上，下アームそれぞれが、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの並列接続体で構成されている。上アームにおいて、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの高電位側端子には、平滑コンデンサ２１の第１端が接続され、下アームにおいて、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの低電位側端子には、平滑コンデンサ２１の第２端が接続されている。上アームの各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの低電位側端子には、下アームの各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの高電位側端子が接続されている。上アームの各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの低電位側端子と下アームの各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの高電位側端子との接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相の巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。本実施形態では、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢとしてＩＧＢＴが用いられている。このため、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢには、第１，第２フリーホイールダイオードＤＡ，ＤＢが逆並列に接続されている。なお、本実施形態において、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのそれぞれが第１，第２スイッチ部を構成する。
【００１４】
制御システムは、電圧検出部２２と、相電流検出部２３と、角度検出部２４とを備えている。電圧検出部２２は、平滑コンデンサ２１の端子電圧を電源電圧ＶＨｒとして検出する。相電流検出部２３は、回転電機１０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する。角度検出部２４は、例えばレゾルバであり、回転電機１０のロータの電気角に応じた信号である角度信号を出力する。各検出部２２〜２４の出力信号は、制御装置５０に入力される。
【００１５】
制御装置５０は、電圧検出部２２により検出された電源電圧ＶＨｒを目標電圧ＶＨ＊に制御すべく昇圧コンバータ３０を制御する。制御装置５０は、各検出部２２〜２４の検出値に基づいて、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、インバータ２０を制御する。制御量は、例えばトルクである。制御装置５０は、デッドタイムを挟みつつインバータ２０の上，下アームのスイッチ素子を交互にオン状態とすべく、上，下アームそれぞれのスイッチ素子に対応する駆動信号を駆動回路６０に出力する。駆動信号は、スイッチ素子のオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。駆動回路６０は、各相各アームに対応して個別に設けられている。
【００１６】
続いて、図２を用いて、駆動回路６０の構成について説明する。
【００１７】
駆動回路６０は、第１ドライブＩＣ７０及び第２ドライブＩＣ８０を備えている。第１ドライブＩＣ７０は、第１スイッチ素子ＳＷＡを駆動対象とし、第２ドライブＩＣ８０は第２スイッチ素子ＳＷＢを駆動対象とする。
【００１８】
第１ドライブＩＣ７０は、第１充電スイッチ７１及び第１放電スイッチ７２を備えている。本実施形態において、第１充電スイッチ７１はＰチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第１放電スイッチ７２はＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１充電スイッチ７１のソースには、第１定電圧電源７３が接続されている。
【００１９】
駆動回路６０は、第１充電抵抗体７４、第１共通抵抗体７５及び第１放電抵抗体７６を備えている。第１充電スイッチ７１のドレインには、第１充電抵抗体７４の第１端が接続され、第１充電抵抗体７４の第２端には、第１共通抵抗体７５の第１端が接続されている。第１共通抵抗体７５の第２端には、第１スイッチ素子ＳＷＡのゲートが接続されている。
【００２０】
第１共通抵抗体７５の第１端には、第１放電抵抗体７６の第１端が接続され、第１放電抵抗体７６の第２端には、第１放電スイッチ７２のドレインが接続されている。第１放電スイッチ７２のソースには、第１スイッチ素子ＳＷＡのエミッタが接続されている。
【００２１】
第２ドライブＩＣ８０は、第２充電スイッチ８１及び第２放電スイッチ８２を備えている。本実施形態において、第２充電スイッチ８１はＰチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第２放電スイッチ８２はＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第２充電スイッチ８１のソースには、第２定電圧電源８３が接続されている。
【００２２】
駆動回路６０は、第２充電抵抗体８４、第２共通抵抗体８５及び第２放電抵抗体８６を備えている。第２充電スイッチ８１のドレインには、第２充電抵抗体８４の第１端が接続され、第２充電抵抗体８４の第２端には、第２共通抵抗体８５の第１端が接続されている。第２共通抵抗体８５の第２端には、第２スイッチ素子ＳＷＢのゲートが接続されている。
【００２３】
第２共通抵抗体８５の第１端には、第２放電抵抗体８６の第１端が接続され、第２放電抵抗体８６の第２端には、第２放電スイッチ８２のドレインが接続されている。第２放電スイッチ８２のソースには、第２スイッチ素子ＳＷＢのエミッタが接続されている。
【００２４】
インバータ２０は、第１スイッチ素子ＳＷＡの温度を検出する第１温度検出部１００と、第２スイッチ素子ＳＷＢの温度を検出する第２温度検出部１１０とを備えている。各温度検出部１００，１１０は、例えば感温ダイオードで構成されている。第１，第２温度検出部１００，１１０は、例えば、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢを含む半導体モジュールに内蔵されている。第１温度検出部１００の検出値は、第１駆動制御部７７に入力され、第２温度検出部１１０の検出値は、第２駆動制御部８７に入力される。
【００２５】
第１駆動制御部７７は、制御装置５０から取得した第１駆動信号Ｇ１に基づいて、第１充電スイッチ７１及び第１放電スイッチ７２をオンオフする。第１駆動制御部７７は、取得した第１駆動信号Ｇ１がオン指令であると判定した場合、第１充電スイッチ７１をオン状態にし、第１放電スイッチ７２をオフ状態とする充電処理を行う。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡのゲートに充電電流が供給され、第１スイッチ素子ＳＷＡのゲート電圧が第１スイッチ素子ＳＷＡの閾値電圧Ｖｔｈ以上とされる。その結果、第１スイッチ素子ＳＷＡがオン状態に切り替えられ、第１スイッチ素子ＳＷＡのコレクタからエミッタへの電流の流通が許容される。
【００２６】
第１駆動制御部７７は、取得した第１駆動信号Ｇ１がオフ指令であると判定した場合、第１充電スイッチ７１をオフ状態にし、第１放電スイッチ７２をオン状態にする放電処理を行う。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、第１スイッチ素子ＳＷＡがオフ状態に切り替えられる。
【００２７】
第２駆動制御部８７は、制御装置５０から取得した第２駆動信号Ｇ２に基づいて、第２充電スイッチ８１及び第２放電スイッチ８２をオンオフする。第２駆動制御部８７は、取得した第２駆動信号Ｇ２がオン指令であると判定した場合、第２充電スイッチ８１をオン状態にし、第２放電スイッチ８２をオフ状態とする充電処理を行う。これにより、第２スイッチ素子ＳＷＢのゲート電圧が第２スイッチ素子ＳＷＢの閾値電圧Ｖｔｈ以上とされ、第２スイッチ素子ＳＷＢがオン状態に切り替えられる。
【００２８】
第２駆動制御部８７は、取得した第２駆動信号Ｇ２がオフ指令であると判定した場合、第２充電スイッチ８１をオフ状態にし、第２放電スイッチ８２をオン状態にする放電処理を行う。これにより、第２スイッチ素子ＳＷＢのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に切り替えられる。
【００２９】
なお、第１，第２駆動制御部７７，８７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。
【００３０】
本実施形態において、第１スイッチ素子ＳＷＡの電流容量である第１電流容量ＣｐＡは、第２スイッチ素子ＳＷＢの電流容量である第２電流容量ＣｐＢよりも小さい。本実施形態において、電流容量は、１つのスイッチ素子に流れる電流（コレクタ電流）の許容上限値である。電流容量は、例えば、スイッチ素子の故障が発生しないように設定される。なお、本実施形態において、電流容量を決める要素には、スイッチ素子のチップサイズのみならず、半導体元素（例えばＳｉ，ＳｉＣ，ＧａＮなど）や、スイッチ素子の冷却性能も含まれる。本実施形態において、第１電流容量ＣｐＡと第２電流容量ＣｐＢとの大小関係は、これら要因が総合的に調整されて定まったものである。このため、複数のスイッチ素子の並列接続体において、例えば、各スイッチ素子の元素が互いに異なっていたとしても、必ずしも、各スイッチ素子の電流容量が互いに異なるものになるとは限らない。
【００３１】
また本実施形態において、オン状態とされている第１スイッチ素子ＳＷＡのオン抵抗は、オン状態とされている第２スイッチ素子ＳＷＢのオン抵抗よりも大きい。このため、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方がオン状態とされている場合、第１スイッチ素子ＳＷＡに流れるコレクタ電流よりも、第２スイッチ素子ＳＷＢに流れるコレクタ電流の方が大きい。
【００３２】
制御装置５０は、相電流検出部２３により検出された相電流の振幅に基づいて、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの中からオン状態への切り替え対象とするスイッチ素子を選択する。
【００３３】
図３に、制御装置５０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００３４】
ステップＳ１０では、相電流検出部２３により検出された相電流を取得する。ステップＳ１０の処理が電流取得部に相当する。
【００３５】
ステップＳ１１では、取得した相電流の振幅が小電流領域に含まれるか否かを判定する。小電流領域は、０よりも大きくてかつ第１判定電流ＩＨ１以下の領域である。本実施形態において、第１判定電流は、第１電流容量ＣｐＡに設定されている。
【００３６】
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、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのうち、第１スイッチ素子ＳＷＡのみをオン状態への切り替え対象として選択する。このため、第１駆動制御部７７に対して出力する第１駆動信号Ｇ１が、オン指令及びオフ指令が交互に出現する信号とされる。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡがオンオフされる。一方、第２駆動制御部８７に対して出力する第２駆動信号Ｇ２がオフ指令とされる。これにより、第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に維持される。
【００３７】
ステップＳ１１において否定判定した場合には、ステップＳ１３に進み、相電流の振幅が、小電流領域よりも大きい中電流領域に含まれるか否かを判定する。中電流領域は、第１判定電流ＩＨ１よりも大きくてかつ第２判定電流ＩＨ２（＞ＩＨ１）以下の領域である。本実施形態において、第２判定電流ＩＨ２は、第２電流容量ＣｐＢに設定されている。
【００３８】
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１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのうち、第２スイッチ素子ＳＷＡのみをオン状態への切り替え対象として選択する。このため、第１駆動制御部７７に対して出力する第１駆動信号Ｇ１がオフ指令とされる。一方、第２駆動制御部８７に対して出力する第２駆動信号Ｇ２が、オン指令及びオフ指令が交互に出現する信号とされる。
【００３９】
ステップＳ１３において否定判定した場合には、ステップＳ１５に進み、相電流の振幅が、中電流領域よりも大きい大電流領域に含まれるか否かを判定する。大電流領域は、第２判定電流ＩＨ２よりも大きい電流領域である。具体的には、大電流領域は、第２判定電流ＩＨ２よりも大きくてかつ第３判定電流ＩＨ３（＞ＩＨ２）以下の領域である。本実施形態において、第３判定電流ＩＨ３は、第１電流容量ＣｐＡ及び第２電流容量ＣｐＢの和に設定されている。
【００４０】
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、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方をオン状態への切り替え対象として選択する。このため、第１，第２駆動制御部７７，８７に対して出力する第１，第２駆動信号Ｇ１，Ｇ２が、オン指令及びオフ指令が交互に出現する信号とされる。ここでは、オン指令への切り替えタイミング及びオフ指令への切り替えタイミングのそれぞれは、第１，第２駆動信号Ｇ１，Ｇ２において同期させられている。
【００４１】
なお、ステップＳ１５において否定判定した場合には、過電流が流れていると判定し、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢを強制的にオフ状態に切り替えてもよい。また、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理が選択部に相当する。
【００４２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００４３】
第２スイッチ素子ＳＷＢの第２電流容量ＣｐＢが、第１スイッチ素子ＳＷＡの第１電流容量ＣｐＡよりも大きくされている。このため、相電流の振幅が大きい場合であったとしても、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの電流容量が互いに等しい構成と比較して、並列接続されるスイッチ素子の数を減らすことができる。これにより、スイッチ素子を駆動する駆動制御部を減らすことができ、ひいては駆動回路６０の回路規模を小さくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの並列接続体に流れようとする電流量に応じて、オン状態への切り替え対象として選択するスイッチ素子の数を細かく切り替えることができる。例えば、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方の電流容量が第１電流容量ＣｐＡである構成を比較例とする。比較例では、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの並列接続体に流れようとする電流量が第２電流容量ＣｐＢ（＞ＣｐＡ）と同じ値である場合、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方をオン状態に切り替えなければならない。これに対し、本実施形態では、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの電流容量ＣｐＡ，ＣｐＢが異なる。このため、各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの並列接続体に流れようとする電流量が第２電流容量ＣｐＢと同じ値である場合、第２スイッチ素子ＳＷＢのみをオン状態に切り替えればよい。これにより、スイッチ素子の駆動状態を切り替える場合に駆動回路６０で発生する損失を低減することができる。
【００４５】
＜第１実施形態の変形例１＞
第２電流容量ＣｐＢを第１電流容量ＣｐＡよりも大きくするために、第２スイッチ素子ＳＷＢのチップサイズが、第１スイッチ素子ＳＷＡのチップサイズよりも大きくされていてもよい。
【００４６】
＜第１実施形態の変形例２＞
第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのそれぞれがＩＧＢＴである構成に限らない。例えば、第１スイッチ素子ＳＷＡがＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第２スイッチ素子ＳＷＢがＩＧＢＴである構成であってもよい。この場合、電流が所定電流よりも小さい領域においては、第１スイッチ素子ＳＷＡのドレイン電流に対するドレイン及びソース間電圧が、第２スイッチ素子ＳＷＢのコレクタ電流に対するコレクタ及びエミッタ間電圧よりも低い。一方、電流が所定電流よりも大きい領域においては、第２スイッチ素子ＳＷＢのコレクタ電流に対するコレクタ及びエミッタ間電圧が、第１スイッチ素子ＳＷＡのドレイン電流に対するドレイン及びソース間電圧よりも低い。
【００４７】
＜第１実施形態の変形例３＞
図４に示すように、制御装置５０からの共通の駆動信号Ｇが、第１駆動制御部７７及び第２駆動制御部８７のそれぞれに入力されてもよい。図４において、先の図２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。
【００４８】
制御装置５０は、第１スイッチ素子ＳＷＡをオン状態に切り替える指令を第１駆動制御部７７に対して出力し、第２スイッチ素子ＳＷＢをオン状態に切り替える指令を第２駆動制御部８７に対して出力する。第１駆動制御部７７は、第１スイッチ素子ＳＷＡのオン状態への切り替え指令が入力されていると判定していることを条件として、入力される駆動信号Ｇに基づいて、第１実施形態と同様に充電処理又は放電処理を行う。また、第２駆動制御部８７は、第２スイッチ素子ＳＷＢのオン状態への切り替え指令が入力されていると判定していることを条件として、入力される駆動信号Ｇに基づいて、第１実施形態と同様に充電処理又は放電処理を行う。
【００４９】
＜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。本実施形態では、第１温度検出部１００により検出された温度である第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡを超えて、かつ、第２温度検出部１１０により検出された温度である第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢ以下である場合、第１駆動信号Ｇ１がオン指令とされているときであっても、第１スイッチ素子ＳＷＡがオフ状態に維持される。また、第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡ以下であって、かつ、第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えている場合、第２駆動信号Ｇ２がオン指令とされているときであっても、第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に維持される。また、第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡを超えてかつ第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えている場合、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方がオン状態となることを許可する。本実施形態において、第１温度ＴＤＡ及び第２温度ＴＤＡの情報は、制御装置５０に入力される。
【００５０】
図５に、制御装置５０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００５１】
ステップＳ２０では、第１温度ＴＤＡ及び第２温度ＴＤＢを取得する。ステップＳ２０の処理が温度取得部に相当する。
【００５２】
ステップＳ２１では、第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡを超えているか否かを判定する。第１判定温度ＴｔｈＡは、例えば、第１スイッチ素子ＳＷＡの許容上限温度に設定されている。
【００５３】
ステップＳ２１において第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡ以下であると判定した場合には、ステップＳ２２に進み、第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えているか否かを判定する。第２判定温度ＴｔｈＢは、例えば、第２スイッチ素子ＳＷＢの許容上限温度に設定されている。
【００５４】
ステップＳ２２において第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢ以下であると判定した場合には、ステップＳ２３に進み、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの双方をオン状態への切り替え対象として選択する。
【００５５】
ステップＳ２２において第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えていると判定した場合には、ステップＳ２４に進み、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのうち、第１スイッチ素子ＳＷＡのみをオン状態への切り替え対象として選択する。
【００５６】
ステップＳ２１において第１温度ＴＤＡが第１判定温度ＴｔｈＡを超えていると判定した場合には、ステップＳ２５に進み、第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えているか否かを判定する。ステップＳ２５において第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢ以下であると判定した場合には、ステップＳ２６に進み、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのうち、第２スイッチ素子ＳＷＢのみをオン状態への切り替え対象として選択する。一方、ステップＳ２５において第２温度ＴＤＢが第２判定温度ＴｔｈＢを超えていると判定した場合には、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３の処理によれば、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢのうち、いずれか一方が発熱し続けることを防止できる。
【００５７】
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理が選択部に相当する。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの温度に応じて、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの中からオン状態への切り替え対象を適正に選択することができる。
【００５９】
＜第２実施形態の変形例＞
各温度検出部１００，１１０は、スイッチ素子の温度に代えて、スイッチ素子の温度と相関を有する温度を検出してもよい。スイッチ素子の温度と相関を有する温度としては、例えば、スイッチの雰囲気温度又はスイッチを内蔵する半導体モジュールを冷却する冷却流体の温度が挙げられる。
【００６０】
＜第３実施形態＞
以下、第３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、相電流に代えて、センス電圧に基づいてオン状態への切り替え対象とするスイッチ素子を選択する。
【００６１】
図６に、本実施形態に係る駆動回路６０を示す。図６において、先の図２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。
【００６２】
第１スイッチ素子ＳＷＡは、自身に流れるコレクタ電流と相関を有する微小電流が流れる第１センス端子ＳｔＡを有している。第１センス端子ＳｔＡには、第１センス抵抗体７８の第１端が接続され、第１センス抵抗体７８の第２端には、第１スイッチ素子ＳＷＡのエミッタが接続されている。第１センス端子ＳｔＡに流れる微少電流によって第１センス抵抗体７８に電圧降下量が生じる。このため、第１センス抵抗体７８のうち第１センス端子ＳｔＡ側の電位である第１センス電圧ＶｓｅＡは、コレクタ電流と相関を有する電気的な状態量となる。本実施形態では、第１スイッチ素子ＳＷＡのエミッタ電位を０とし、このエミッタ電位よりも高い第１センス電圧ＶｓｅＡの符号を正と定義する。
【００６３】
第１センス抵抗体７８の第１端には、第１ドライブＩＣ７０の第１コンパレータ１０１の非反転入力端子が接続されている。第１コンパレータ１０１の反転入力端子には、第１電流閾値ＶＴＡが入力される。第１電流閾値ＶＴＡは、第１スイッチ素子ＳＷＡに過電流が流れていることを判定できる値に設定されている。第１センス電圧ＶｓｅＡが第１電流閾値ＶＴＡよりも低い場合、第１コンパレータ１０１の出力信号の論理はＬとなる。一方、第１センス電圧ＶｓｅＡが第１電流閾値ＶＴＡよりも大きい場合、第１コンパレータ１０１の出力信号の論理はＨとなる。
【００６４】
第１駆動制御部７７には、第１コンパレータ１０１の出力信号が入力される。第１駆動制御部７７は、第１コンパレータ１０１の出力信号の論理がＬであると判定している場合、入力される第１駆動信号Ｇ１に従って、充電処理又は放電処理を行う。一方、第１駆動制御部７７は、第１コンパレータ１０１の出力信号の論理がＨであると判定している場合、入力される第１駆動信号Ｇ１の論理にかかわらず、充電処理の実行を禁止し、放電処理を行う。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡがオフ状態に維持される。
【００６５】
第２スイッチ素子ＳＷＢは、自身に流れるコレクタ電流と相関を有する微小電流が流れる第２センス端子ＳｔＢを有している。第２センス端子ＳｔＢには、第２センス抵抗体８８の第１端が接続され、第２センス抵抗体８８の第２端には、第２スイッチ素子ＳＷＢのエミッタが接続されている。この構成により、第２センス抵抗体８８のうち第２センス端子ＳｔＢ側の電位である第２センス電圧ＶｓｅＢは、コレクタ電流と相関を有する電気的な状態量となる。本実施形態では、第２スイッチ素子ＳＷＢのエミッタ電位を０とし、このエミッタ電位よりも高い第２センス電圧ＶｓｅＢの符号を正と定義する。
【００６６】
第２センス抵抗体８８の第１端には、第２ドライブＩＣ８０の第２コンパレータ１１１の非反転入力端子が接続されている。第２コンパレータ１１１の反転入力端子には、第２電流閾値ＶＴＢが入力される。第２電流閾値ＶＴＢは、第２スイッチ素子ＳＷＢに過電流が流れていることを判定できる値に設定されている。本実施形態では、第２電流閾値ＶＴＢが第１電流閾値ＶＴＡよりも大きい値に設定されている。
【００６７】
第２センス電圧ＶｓｅＢが第２電流閾値ＶＴＢよりも低い場合、第２コンパレータ１１１の出力信号の論理はＬとなる。一方、第２センス電圧ＶｓｅＢが第２電流閾値ＶＴＢよりも大きい場合、第２コンパレータ１１１の出力信号の論理はＨとなる。
【００６８】
第２駆動制御部８７には、第２コンパレータ１１１の出力信号が入力される。第２駆動制御部８７は、第２コンパレータ１１１の出力信号の論理がＬであると判定している場合、入力される第２駆動信号Ｇ２に従って、充電処理又は放電処理を行う。一方、第２駆動制御部８７は、第２コンパレータ１１１の出力信号の論理がＨであると判定している場合、入力される第２駆動信号Ｇ２の論理にかかわらず、充電処理の実行を禁止し、放電処理を行う。これにより、第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に維持される。
【００６９】
以上説明した本実施形態によれば、過電流が流れていると判定されたスイッチ素子がオフ状態にすることができる。
【００７０】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第３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７に示すように、インバータ２０の各相各アームは、３つのスイッチ素子の並列接続体で構成されている。３つ目のスイッチ素子を第３スイッチＳＷＣと称すこととする。第３スイッチＳＷＣには、第３フリーホイールダイオードＤＣが逆並列に接続されている。図７において、先の図１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。
【００７１】
図８に、本実施形態に係る駆動回路６０を示す。図８において、先の図６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。また、本実施形態において、図６に示した第２共通抵抗体８５を第２Ａ共通抵抗体８５ａと称すこととする。
【００７２】
第１ドライブＩＣ７０は、第１スイッチＳＷＡを駆動対象とし、第２ドライブＩＣ８０は第２，第３スイッチＳＷＢ，ＳＷＣを駆動対象とする。本実施形態において、第１スイッチ素子ＳＷＡが第１スイッチ部に相当し、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣの並列接続体が第２スイッチ部に相当する。また、第３スイッチ素子ＳＷＣの電流容量を第３電流容量ＣｐＣとする。本実施形態では、第２電流容量ＣｐＢ及び第２電流容量ＣｐＢの加算値が第１電流容量ＣｐＡよりも大きくなるように、各電流容量ＣｐＡ，ＣｐＢ，ＣｐＣが設定されている。各電流容量は、互いに異なる値とされている。一例として、本実施形態では、「ＣｐＣ＞ＣｐＢ＞ＣｐＡ」とされている。なお、この他にも、例えば、「ＣｐＡ＜ＣｐＢ＝ＣｐＣ」又は「ＣｐＡ＝ＣｐＢ＜ＣｐＣ」とすることもできる。
【００７３】
駆動回路６０は、第２Ｂ共通抵抗体８５ｂを備えている。第２Ｂ共通抵抗体８５ｂの第１端には、第２充電抵抗体８４の第２端が接続されている。第２Ｂ共通抵抗体８５ｂの第２端には、第３スイッチＳＷＣのゲートが接続されている。第２Ａ共通抵抗体８５ａ及び第２Ｂ共通抵抗体８５ｂそれぞれの第１端には、第２放電抵抗体８６の第１端が接続され、第２放電抵抗体８６の第２端には、第２放電スイッチ８２のドレインが接続されている。第２放電スイッチ８２のソースには、第２，第３スイッチＳＷＢ，ＳＷＣのエミッタが接続されている。本実施形態において、第２Ａ共通抵抗体８５ａの抵抗値と、第２Ｂ共通抵抗体８５ｂの抵抗値とは同じ値にされている。
【００７４】
第２駆動制御部８７は、制御装置５０から取得した第２駆動信号Ｇ２に基づいて、第２充電スイッチ８１及び第２放電スイッチ８２をオンオフする。これにより、本実施形態では、第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＡが同期してオンオフ操作される。
【００７５】
第３スイッチ素子ＳＷＣは、自身に流れるコレクタ電流と相関を有する微小電流が流れる第３センス端子ＳｔＣを有している。第３センス端子ＳｔＣには、第３センス抵抗体８９の第１端が接続され、第３センス抵抗体８９の第２端には、第３スイッチ素子ＳＷＣのエミッタが接続されている。この構成により、第３センス抵抗体８９のうち第３センス端子ＳｔＣ側の電位である第３センス電圧ＶｓｅＣは、コレクタ電流と相関を有する電気的な状態量となる。本実施形態では、第３スイッチ素子ＳＷＣのエミッタ電位を０とし、このエミッタ電位よりも高い第３センス電圧ＶｓｅＣの符号を正と定義する。
【００７６】
第１センス電圧ＶｓｅＡは、第１駆動制御部７７に入力される。第２センス電圧ＶｓｅＢ及び第３センス電圧ＶｓｅＣは、第２駆動制御部８７に入力される。第１駆動制御部７７及び第２駆動制御部８７のそれぞれは、自身が取得したセンス電圧を互いにやりとり可能に構成されている。
【００７７】
本実施形態では、図９に示すように、正弦波状の相電流の振幅の大きさに応じて、相電流の半周期においてオン状態への切り替え対象とするスイッチ素子を都度変更する。なお図９には、相電流が正の半周期の場合を示したが、相電流が負の半周期となる場合においても同様に実施される。
【００７８】
図１０に、第１駆動制御部７７により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００７９】
ステップＳ３０では、第１〜第３センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣを取得する。第２，第３センス電圧ＶｓｅＢ，ＶｓｅＣは、例えば、第２駆動制御部８７から直接取得してもよいし、第２，第３センス電圧ＶｓｅＢ，ＶｓｅＣが制御装置５０に入力される場合、第２駆動制御部８７及び制御装置５０を介して取得してもよい。ステップＳ３０の処理が電流取得部に相当する。
【００８０】
ステップＳ３１では、取得した第１〜第３センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣの和に基づいて、第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣの並列接続体に流れる電流の合計値である合計電流が小電流領域に含まれるか否かを判定する。小電流領域は、第１電流領域に相当し、０よりも大きくてかつ第１判定電流ＩＫ１以下の領域である。本実施形態において、第１判定電流ＩＫ１は、第１電流容量ＣｐＡに設定されている。
【００８１】
ステップＳ３１において否定判定した場合には、ステップＳ３２に進み、合計電流が大電流領域に含まれるか否かを判定する。大電流領域は、第２電流領域に相当し、第２判定電流ＩＫ２（＞ＩＫ１）よりも大きくてかつ第３判定電流ＩＫ３（＞ＩＫ２）以下の領域である。本実施形態において、第２判定電流ＩＫ２は、第２電流容量ＣｐＢ及び第３電流容量ＣｐＣの加算値に設定され、第３判定電流ＩＫ３は、第１電流容量ＣｐＡ、第２電流容量ＣｐＢ及び第３電流容量ＣｐＣの加算値に設定されている。
【００８２】
ステップＳ３２において否定判定した場合には、合計電流が中電流領域に含まれると判定し、第１スイッチ素子ＳＷＡのオフ状態を維持する。中電流領域は、第１判定電流ＩＫ１よりも大きくてかつ第２判定電流ＩＫ２以下の領域である。
【００８３】
ステップＳ３１又はＳ３２において肯定判定した場合には、ステップＳ３３に進み、第１スイッチ素子ＳＷＡをオン状態への切り替え対象として選択する。
【００８４】
図１１に、第２駆動制御部８７により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００８５】
ステップＳ４０では、第１〜第３センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣを取得する。第１センス電圧ＶｓｅＡは、例えば、第１駆動制御部７７から直接取得してもよいし、第１センス電圧ＶｓｅＡが制御装置５０に入力される場合、第１駆動制御部７７及び制御装置５０を介して取得してもよい。ステップＳ４０の処理が電流取得部に相当する。
【００８６】
ステップＳ４１では、取得した第１〜第３センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣの和に基づいて、上記合計電流が中電流領域に含まれるか否かを判定する。
【００８７】
ステップＳ４１において否定判定した場合には、ステップＳ４２に進み、合計電流が大電流領域に含まれるか否かを判定する。ステップＳ４２において否定判定した場合には、合計電流が小電流領域に含まれると判定し、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオフ状態を維持する。
【００８８】
ステップＳ４１又はＳ４２において肯定判定した場合には、ステップＳ４３に進み、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣをオン状態への切り替え対象として選択する。
【００８９】
なお、図１０のステップＳ３１〜Ｓ３３及び図１１のステップＳ４１〜Ｓ４３が選択部に相当する。
【００９０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００９１】
・第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣを共通の第２駆動制御部８７で駆動した。このため、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣそれぞれに対応して個別に駆動制御部が備えられる構成と比較して、駆動制御部を減らすことができる。
【００９２】
・合計電流が中電流領域に含まれていると判定された場合、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣを共通の第２駆動制御部８７でオフ状態に切り替える構成とした。以下、この構成と対比する構成を比較例とする。比較例は、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣそれぞれに対応して個別の駆動制御部が備えられる構成のことである。
【００９３】
比較例において、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣを同期させてオン状態又はオフ状態に切り替えようとしても、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣが各別の駆動制御部で駆動されるため、オフ状態への切り替えタイミングがずれてしまうことがある。この場合、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのうち、先にオフ状態に切り替えられたスイッチ素子のコレクタ電流は減少するものの、まだオフ状態に切り替えられていないスイッチ素子のコレクタ電流は一時的に増加した後に減少し始める。その結果、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣそれぞれに流れるコレクタ電流が大きくずれる現象である電流アンバランスが発生し、スイッチング損失が増加してしまう。
【００９４】
これに対し、本実施形態では、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣが共通の第２駆動制御部８７によりオフ状態に切り替えられる。このため、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣそれぞれのオフ状態への切り替えタイミングのずれ量を低減でき、電流アンバランスの発生を抑制することができる。なお、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣがオン状態に切り替えられる場合においても、オフ状態への切り替えと同様に、電流アンバランスの発生を抑制することができる。
【００９５】
・合計電流が小電流領域に含まれていると判定された場合、第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのうち、第１スイッチ素子ＳＷＡのみをオン状態への切り替え対象として選択した。これにより、オフ状態への切り替え時においてテール電流が流れるスイッチ素子の数を減らすことができ、スイッチング損失を低減できる。
【００９６】
＜第４実施形態の変形例＞
センス電圧に代えて、相電流検出部２３により検出された相電流の振幅に基づいて、オン状態への切り替え対象とするスイッチ素子を選択してもよい。
【００９７】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第４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、制御装置５０に各センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣが入力される。制御装置５０は、各センス電圧ＶｓｅＡ〜ＶｓｅＣの和に基づいて上記合計電流が大電流領域に含まれていると判定した場合、図１２に示すように、第１駆動信号Ｇ１をオフ指令に切り替えるタイミングを、第２駆動信号Ｇ２をオフ指令に切り替えるタイミングよりも早める。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡのオフ状態への切り替えタイミングが、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオフ状態への切り替えタイミングよりも早められている。図１２（ａ）は、制御装置５０から出力される第１駆動信号Ｇ１の推移を示し、図１２（ｂ）は、制御装置５０から出力される第２駆動信号Ｇ２の推移を示す。
【００９８】
第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣを同期させてオフ状態に切り替えようとしても、それらスイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのオフ状態への切り替えタイミングがずれることがある。ここで、第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのうち、電流容量の大きい第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣの並列接続体が先にオフ状態に切り替えられると、この並列接続体に流れていたコレクタ電流が、まだオフ状態に切り替えられていない第１スイッチ素子ＳＷＡに流れる。その結果、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣの並列接続体よりも電流容量の小さい第１スイッチ素子ＳＷＡに流れるコレクタ電流がその電流容量Ｃｐｔを超えてしまうおそれがある。
【００９９】
そこで、制御装置５０は、第１駆動信号Ｇ１をオフ指令に切り替えるタイミングを、第２駆動信号Ｇ２をオフ指令に切り替えるタイミングよりも早める。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡに流れていたコレクタ電流が、まだオフ状態に切り替えられていない第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣの並列接続体に流れるものの、この並列接続体の電流容量は、第１スイッチ素子ＳＷＡの電流容量よりも大きい。このため、第１スイッチ素子ＳＷＡに流れるコレクタ電流が電流容量を超えることを抑制できる。
【０１００】
本実施形態において、制御装置５０は、合計電流が大電流領域に含まれていると判定した場合、図１２に示すように、第２駆動信号Ｇ２をオン指令に切り替えるタイミングを、第１駆動信号Ｇ１をオン指令に切り替えるタイミングよりも早める。これにより、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオン状態への切り替えタイミングが、第１スイッチ素子ＳＷＡのオン状態への切り替えタイミングよりも早められている。
【０１０１】
第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣを同期させてオン状態に切り替えようとしても、それらスイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのオン状態への切り替えタイミングがずれることがある。ここで、第１〜第３スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのうち、電流容量の小さい第１スイッチ素子ＳＷＡが先にオフ状態に切り替えられると、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣがその後オン状態に切り替えられるまでは、大電流領域におけるコレクタ電流が第１スイッチ素子ＳＷＡに流れる。その結果、第１スイッチ素子ＳＷＡに流れるコレクタ電流が第１スイッチ素子ＳＷＡの電流容量Ｃｐｔを超えてしまうおそれがある。
【０１０２】
そこで、制御装置５０は、第２駆動信号Ｇ２をオン指令に切り替えるタイミングを、第１駆動信号Ｇ１をオン指令に切り替えるタイミングよりも早める。これにより、大電流領域におけるコレクタ電流を第１スイッチ素子ＳＷＡのみで受け持つことを防止することができる。このため、第１スイッチ素子ＳＷＡに流れるコレクタ電流が電流容量Ｃｐｔを超えることを抑制できる。
【０１０３】
また本実施形態では、合計電流が中電流領域又は大電流領域に含まれていると判定されている場合において、同期してオン状態又はオフ状態に切り替えようとする第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣを、共通の第２駆動制御部８７により駆動した。２つのスイッチ素子を、各別の駆動制御部により同期してオン状態又はオフ状態に切り替えようとすることが難しいことがある。これは、例えば、各別の駆動制御部の個体差等に起因する。各別の駆動制御部により駆動されると、２つのスイッチ素子のオン状態又はオフ状態への切り替えタイミングのずれが大きくなる懸念がある。これに対し、本実施形態では、共通の第２駆動制御部８７により駆動するため、２つのスイッチ素子のオン状態又はオフ状態への切り替えタイミングのずれを小さくできる。
【０１０４】
＜第５実施形態の変形例１＞
第１スイッチ素子ＳＷＡのオフ状態への切り替えタイミングを、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオフ状態への切り替えタイミングよりも早める構成は、第５実施形態で説明した構成に限らない。第１，第２駆動信号Ｇ１，Ｇ２がオフ指令に切り替えるタイミングが同期させられている構成も考えられる。この場合であっても、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオフ状態への切り替えタイミングを、第１スイッチ素子ＳＷＡのオフ状態への切り替えタイミングよりも遅延させるように駆動回路６０が構成されていることにより、第１スイッチ素子ＳＷＡのオフ状態への切り替えタイミングを、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオフ状態への切り替えタイミングよりも早めてもよい。
【０１０５】
また、第１，第２駆動信号Ｇ１，Ｇ２がオン指令に切り替えるタイミングが同期させられている構成も考えられる。この場合であっても、第１スイッチ素子ＳＷＡのオン状態への切り替えタイミングを、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオン状態への切り替えタイミングよりも遅延させるように駆動回路６０が構成されていることにより、第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣのオン状態への切り替えタイミングを、第１スイッチ素子ＳＷＡのオン状態への切り替えタイミングよりも早めてもよい。
【０１０６】
＜第５実施形態の変形例２＞
第５実施形態の構成を、第１、第２スイッチ部それぞれが１つのスイッチ素子を有する第１実施形態に適用することもできる。
【０１０７】
＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第４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１３に示すように、第２スイッチ素子ＳＷＢ、第３スイッチ素子ＳＷＣの順でこれらスイッチ素子がオン状態に切り替えられる。本実施形態では、先の図８に示した第２Ａ共通抵抗体８５ａの抵抗値が、第２Ｂ共通抵抗体８５ｂの抵抗値よりも小さくされている。このため、第２スイッチ素子ＳＷＢのゲート電荷の充電速度は、第３スイッチ素子ＳＷＣのゲート電荷の充電速度よりも高い。これにより、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣは、共通の第２駆動信号Ｇ２で第２駆動制御部８７によりオン状態に切り替えられるものの、第２スイッチ素子ＳＷＢが第３スイッチ素子ＳＷＣよりも先にオン状態に切り替えられる。ここで、図１３（ａ）は制御装置５０から出力される第１駆動信号Ｇ１の推移を示し、図１３（ｂ）は第１スイッチ素子ＳＷＡの駆動状態の推移を示す。図１２（ｃ）は制御装置５０から出力される第２駆動信号Ｇ２の推移を示し、図１３（ｄ），（ｅ）は第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣの駆動状態の推移を示す。なお、第１駆動信号Ｇ１がオン指令に切り替えられてから、第１スイッチ素子ＳＷＡがオン状態に切り替えられるまでのタイムラグは、例えば、制御装置５０から駆動回路６０までの信号伝達の遅延と、駆動回路６０内の構成とに起因するものである。第２駆動信号Ｇ２に関するタイムラグも同様である。
【０１０８】
第１駆動制御部７７は、第２駆動制御部８７により第３スイッチ素子ＳＷＣがオン状態に切り替えられた後に、第１スイッチ素子ＳＷＡをオン状態に切り替える。これにより、第２スイッチ素子ＳＷＢ、第３スイッチ素子ＳＷＣ及び第１スイッチ素子ＳＷＡの順でこれらスイッチ素子がオン状態に切り替えられる。第３スイッチ素子ＳＷＣがオン状態に切り替えられた後に第１スイッチ素子ＳＷＡがオン状態に切り替えられるのは、以下に説明する理由のためである。
【０１０９】
第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣは、共通の第２駆動制御部８７で駆動される。また、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣは、第２Ａ，Ｂ共通抵抗体８５ａ，８５ｂの抵抗値が異なった値とされていることにより、オン状態への切り替えタイミングが相違している。この場合、第２スイッチ素子ＳＷＢがオン状態に切り替えられてから第３スイッチ素子ＳＷＣがオン状態に切り替えられるまでの期間は短く、この期間内に、第２駆動制御部８７とは異なる第１駆動制御部７７により、第１スイッチ素子ＳＷＡをオン状態に切り替えることは難しい。
【０１１０】
そこで本実施形態では、共通の第２駆動制御部８７により駆動される第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣそれぞれのオン状態への切り替えタイミングの間に、第１スイッチ素子ＳＷＡのオン状態への切り替えタイミングが設定されることを回避した。
【０１１１】
また本実施形態では、図１３に示すように、第２スイッチ素子ＳＷＢ、第３スイッチ素子ＳＷＣの順でこれらスイッチ素子がオフ状態に切り替えられる。上述したように、第２Ａ共通抵抗体８５ａの抵抗値が、第２Ｂ共通抵抗体８５ｂの抵抗値よりも小さくされているため、第２スイッチ素子ＳＷＢのゲート電荷の放電速度は、第３スイッチ素子ＳＷＣのゲート電荷の放電速度よりも高い。これにより、第２，第３スイッチ素子ＳＷＢ，ＳＷＣは、共通の第２駆動信号Ｇ２で第２駆動制御部８７によりオフ状態に切り替えられるものの、第２スイッチ素子ＳＷＢが第３スイッチ素子ＳＷＣよりも先にオフ状態に切り替えられる。
【０１１２】
第１駆動制御部７７は、第２駆動制御部８７により第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に切り替えられる前に、第１スイッチ素子ＳＷＡをオフ状態に切り替える。これにより、第１スイッチ素子ＳＷＡ、第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＣの順でこれらスイッチ素子がオフ状態に切り替えられる。第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に切り替えられる前に第１スイッチ素子ＳＷＡがオフ状態に切り替えられるのは、第２スイッチ素子ＳＷＢがオフ状態に切り替えられてから第３スイッチ素子ＳＷＣがオフ状態に切り替えられるまでの短い期間内に、第２駆動制御部８７とは異なる第１駆動制御部７７により、第１スイッチ素子ＳＷＡをオフ状態に切り替えることが難しいためである。
【０１１３】
＜第６実施形態の変形例１＞
第２スイッチ素子ＳＷＢがオン状態に切り替えられる前に第１スイッチ素子ＳＷＡがオン状態に切り替えられてもよい。この場合、第１スイッチ素子ＳＷＡ、第２スイッチ素子ＳＷＢ及び第３スイッチ素子ＳＷＣの順で、これらスイッチ素子がオン状態に切り替えられる。
【０１１４】
＜第６実施形態の変形例２＞
第３スイッチ素子ＳＷＣがオフ状態に切り替えられた後に第１スイッチ素子ＳＷＡがオフ状態に切り替えられてもよい。この場合、第２スイッチ素子ＳＷＢ、第３スイッチ素子ＳＷＣ及び第１スイッチ素子ＳＷＡの順で、これらスイッチ素子がオフ状態に切り替えられる。
【０１１５】
＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態について、第４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１４に示すように、第２スイッチ部を構成する第２，第３スイッチＳＷＢ，ＳＷＣの駆動状態の切り替えが第２駆動制御部８７により個別に駆動可能とされている。このため、制御装置５０から第２駆動制御部８７へと第２，第３駆動信号Ｇ２，Ｇ３が伝達される。第２駆動信号Ｇ２は、第２スイッチ素子ＳＷＢの駆動信号であり、第３駆動信号Ｇ３は、第３スイッチ素子ＳＷＣの駆動信号である。
【０１１６】
本実施形態において、第２電流容量ＣｐＢの第２スイッチＳＷＢが小容量スイッチに相当し、第３電流容量ＣｐＣの第３スイッチＳＷＣが大容量スイッチに相当する。本実施形態では、「ＣｐＣ＞ＣｐＢ＞ＣｐＡ」とされている。図１４において、先の図８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。また、図１４では、各駆動制御部７７，８７と各スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＣのゲートとを接続する電気経路上の抵抗体，スイッチ等の構成の図示を省略している。
【０１１７】
本実施形態によれば、各スイッチＳＷＡ〜ＳＷＣの並列接続体に流したい電流量を細かく切り替える際に、駆動させるドライブＩＣの切り替えが発生することを抑制できる。例えば、上記中電流領域を第１中電流領域と第２中電流領域とに分ける。第１中電流領域は、上記合計電流が第１電流容量ＣｐＡよりも大きくてかつ第２電流容量ＣｐＢ以下の領域である。第２中電流領域は、上記合計電流が第２電流容量ＣｐＢよりも大きくてかつ第３電流容量ＣｐＣ以下の領域である。合計電流が第１中電流領域に含まれる場合、各スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのうち、第２スイッチ素子ＳＷＢのみがオン状態への切り替え対象として選択される。一方、合計電流が第２中電流領域に含まれる場合、各スイッチ素子ＳＷＡ〜ＳＷＣのうち、第３スイッチ素子ＳＷＣのみがオン状態への切り替え対象として選択される。
【０１１８】
ここで、本実施形態によれば、合計電流が含まれる領域が第１中電流領域から第２中電流領域に切り替わる場合であっても、オン状態への切り替え対象として選択されるスイッチ素子は、共通の第２駆動制御部８７により駆動される。このため、流したい電流量を細かく切り替える際に、スイッチ素子を駆動するドライブＩＣは第２ドライブＩＣ８０のままである。このため、駆動回路６０で発生する損失を低減できる。なお、第１，第２ドライブＩＣ７０，８０は、自身の駆動対象とするスイッチ素子がオン状態への切り替え対象として選択されない場合、自身の動作を停止させる休止状態とされてもよい。この場合、駆動回路６０で発生する損失の低減効果を高めることができる。
【０１１９】
＜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。
【０１２０】
・第１実施形態において、制御装置５０は、相電流の振幅に代えて、電圧検出部２２により検出された電源電圧ＶＨｒに基づいて、第１，第２スイッチ素子ＳＷＡ，ＳＷＢの中からオン状態への切り替え対象とするスイッチ素子を選択してもよい。
【０１２１】
・各相各アームを構成するスイッチ素子の並列接続数は、４つ以上であってもよい。この場合、駆動回路６０に３つ以上の駆動制御部が備えられていてもよい。
【０１２２】
・駆動回路６０において、第１ドライブＩＣ７０及び第２ドライブＩＣ８０が共通のＩＣとされていてもよい。
【０１２３】
・制御システムに昇圧コンバータ３０が備えられていなくてもよい。この場合、蓄電池４０にインバータ２０が接続されることとなる。
【符号の説明】
【０１２４】
６０…駆動回路、７７…第１駆動制御部、８７…第２駆動制御部、ＳＷＡ…第１スイッチ素子、ＳＷＢ…第２スイッチ素子。
【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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