(57)【要約】【課題】コストの削減および小型化を図ることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１は、インバータ部６、ドライバ部３１、シャント抵抗８およびマイクロコンピュータ９を含む。ドライバ部３１は、第１ＭＩＳＦＥＴ４５および第２ＭＩＳＦＥＴ４６を含み、第１ＨＥＭＴ２１Ｕのゲート電極にオンオフ信号を出力する出力部４１と、所定の正電圧を出力する補助電源４２と、第１ＭＩＳＦＥＴ４５のソース電極を補助電源４２に接続し、または、第１ＭＩＳＦＥＴ４５のソース電極を第１ＨＥＭＴ２１Ｕのドレイン電極に接続する第１スイッチ回路部４３と、第１ＨＥＭＴ２１Ｕのソース電極に順方向電流が流れる向きで第２ＭＩＳＦＥＴ４６のソース電極に接続されたダイオード４４とを含む。マイクロコンピュータ９は、或るＨＥＭＴが短絡したとき、第１ＭＩＳＦＥＴ４５のソース電極を補助電源４２に接続し、ドライバ部３１にオフ指令を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＨＥＭＴによってそれぞれ構成された複数のアーム回路を含み、直流電源からの直流電力を、モータを駆動するための交流電流に変換するインバータ部と、前記複数のＨＥＭＴにそれぞれ接続され、前記複数のＨＥＭＴをそれぞれオンオフ駆動させる複数のドライバ部と、前記複数のＨＥＭＴの短絡を検出する短絡検出部と、前記複数のドライバ部および前記短絡検出部に接続され、前記複数のドライバ部を制御する制御部と、を含む、電力変換装置であって、
各前記ドライバ部は、
ドレイン電極同士が接続された第１スイッチング素子および第２スイッチング素子を含む直列回路を有し、前記制御部からのオンオフ指令に応じて、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の接続部から対応するＨＥＭＴのゲート電極にオンオフ信号を出力する出力部と、
予め定められた正電圧を出力する補助電源と、
前記第１スイッチング素子のソース電極を前記補助電源に接続する第１接続状態および前記第１スイッチング素子のソース電極を前記対応するＨＥＭＴのドレイン電極に接続する第２接続状態の間で切り換える切換え部と、
前記第２スイッチング素子のソース電極から前記対応するＨＥＭＴのソース電極に順方向電流が流れる向きで、前記第２スイッチング素子のソース電極および前記対応するＨＥＭＴのソース電極の間に介装されたダイオードと、を含み、
前記制御部は、前記短絡検出部の出力に基づいて或るＨＥＭＴが短絡したと判定したとき、前記切換え部を前記第１接続状態から前記第２接続状態に切り替えると共に、各前記ドライバ部にオフ指令を出力する強制オフ信号出力手段を含む、電力変換装置。
【請求項２】
各前記ドライバ部は、
前記第１スイッチング素子のドレイン電極からソース電極に順方向電流が流れる向きで前記第１スイッチング素子に並列接続された第１回生ダイオードと、
前記第２スイッチング素子のソース電極からドレイン電極に順方向電流が流れる向きで前記第２スイッチング素子に並列接続された第２回生ダイオードと、を含む、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記補助電源は、前記対応するＨＥＭＴのソース電圧を基準とした正電圧を出力する、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置は、電力変換装置の一例としての電動機駆動装置を含む。電動機駆動装置は、モータ、インバータ部およびモータリレーを含む。
インバータ部は、直流電源からの直流電力を、モータを正弦波駆動させるための交流電力に変換する。インバータ部は、モータのＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線に対応したＵ相アーム回路、Ｖ相アーム回路およびＷ相アーム回路を含む。
【０００３】
Ｕ相アーム回路、Ｖ相アーム回路およびＷ相アーム回路は、それぞれ、高電圧側のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）および低電圧側のＭＯＳＦＥＴをそれぞれ含む。
モータリレーは、モータおよびインバータ部の間に介装され、モータやインバータ部において問題が生じたときに、モータおよびインバータ部の間を電気的に遮断する。モータリレーは、モータのＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線に対応したＵ相モータリレー、Ｖ相モータリレーおよびＷ相モータリレーを含む。
【０００４】
Ｕ相モータリレーは、Ｕ相アーム回路およびモータのＵ相巻線の間に介装されている。Ｖ相モータリレーは、Ｖ相アーム回路およびモータのＶ相巻線の間に介装されている。Ｗ相モータリレーは、Ｗ相アーム回路およびモータのＷ相巻線の間に介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−４５５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る電力変換装置では、モータおよびインバータ部の間を電気的に遮断するために、モータリレーが用いられている。このモータリレーの個数は、モータの相数に応じた分だけ必要である。そのため、部品点数の増加に起因して、コストが増加すると同時に、電力変換装置が大型化する。
そこで、本発明は、コストの削減および小型化を図ることができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、複数のＨＥＭＴ（２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ，２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ）によってそれぞれ構成された複数のアーム回路（１１，１２，１３）を含み、直流電源（３）からの直流電力を、モータ（２）を駆動するための交流電流に変換するインバータ部（６）と、前記複数のＨＥＭＴにそれぞれ接続され、前記複数のＨＥＭＴをそれぞれオンオフ駆動させる複数のドライバ部（３１，３２，３３，３４，３５，３６）と、前記複数のＨＥＭＴの短絡を検出する短絡検出部（８）と、前記複数のドライバ部および前記短絡検出部に接続され、前記複数のドライバ部を制御する制御部（９）と、を含む、電力変換装置（１）であって、各前記ドライバ部は、ドレイン電極同士が接続された第１スイッチング素子（４５，５５）および第２スイッチング素子（４６，５６）を含む直列回路を有し、前記制御部からのオンオフ指令に応じて、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の接続部（４７，５７）から対応するＨＥＭＴのゲート電極にオンオフ信号を出力する出力部（４１，５１）と、予め定められた正電圧を出力する補助電源（４２，５２）と、前記第１スイッチング素子のソース電極を前記補助電源に接続する第１接続状態および前記第１スイッチング素子のソース電極を前記対応するＨＥＭＴのドレイン電極に接続する第２接続状態の間で切り換える切換え部（４３，５３）と、前記第２スイッチング素子のソース電極から前記対応するＨＥＭＴのソース電極に順方向電流が流れる向きで、前記第２スイッチング素子のソース電極および前記対応するＨＥＭＴのソース電極の間に介装されたダイオード（４４，５４）と、を含み、前記制御部は、前記短絡検出部の出力に基づいて或るＨＥＭＴが短絡したと判定したとき、前記切換え部を前記第１接続状態から前記第２接続状態に切り替えると共に、各前記ドライバ部にオフ指令を出力する強制オフ信号出力手段を含む、電力変換装置（１）である。
【０００８】
括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
この電力変換装置によれば、或るＨＥＭＴの短絡時において、非短絡状態のＨＥＭＴのドレイン電圧がソース電圧以上である場合、非短絡状態のＨＥＭＴのゲート電極およびソース電極の間の電圧が、非短絡状態のＨＥＭＴの駆動に必要な閾値電圧以下に制御される。
【０００９】
一方、或るＨＥＭＴの短絡時において、非短絡状態のＨＥＭＴのドレイン電圧がソース電圧未満である場合、非短絡状態のＨＥＭＴのゲート電極およびドレイン電極の間の電圧が、非短絡状態のＨＥＭＴの駆動に必要な閾値電圧以下に制御される。
したがって、或るＨＥＭＴが短絡したとしても、モータ相電圧の正負に関わらず非短絡状態のＨＥＭＴを強制的にオフ状態に制御できる。これにより、非短絡状態のＨＥＭＴがオン状態になるのを回避できるから、非短絡状態のＨＥＭＴにおけるドレイン電極およびソース電極の間に電流が流れることを阻止できる。
【００１０】
その結果、モータおよびインバータ部の間で電流が流れることを回避できる。よって、モータおよびインバータ部の間に、モータリレーを介装させる必要がなくなるから、部品点数の削減により、電力変換装置のコストの削減および電力変換装置の小型化を図ることができる。
請求項２に記載の発明は、各前記ドライバ部は、前記第１スイッチング素子のドレイン電極からソース電極に順方向電流が流れる向きで前記第１スイッチング素子に並列接続された第１回生ダイオード（４８，５８）と、前記第２スイッチング素子のソース電極からドレイン電極に順方向電流が流れる向きで前記第２スイッチング素子に並列接続された第２回生ダイオード（４９，５９）と、を含む、請求項１に記載の電力変換装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記補助電源は、前記対応するＨＥＭＴのソース電圧を基準とした正電圧を出力する、請求項１または２に記載の電力変換装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置を示す回路図である。
【図２】図２は、図１のＵ相アーム回路の上段ドライバ回路部を示す回路図である。
【図３】図３は、図１のＵ相アーム回路の下段ドライバ回路部を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の参考例に係る電力変換装置を示す回路図である。
【図５】図５は、図４のＵ相アーム回路の上段ドライバ回路部および下段ドライバ回路部を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置１を示す回路図である。以下では、電力変換装置１が、三相モータ２に電力を供給する三相インバータ回路である形態例について説明する。
図１を参照して、電力変換装置１は、直流電源３、電源スイッチ４、平滑コンデンサ５、インバータ回路部６（インバータ部）、ドライバ回路部７（ドライバ部）、シャント抵抗８（短絡検出部）、および、マイクロコンピュータ９（制御部）を含む。
【００１４】
平滑コンデンサ５は、電源スイッチ４を介して直流電源３に直列接続されている。インバータ回路部６は、平滑コンデンサ５に並列接続されている。
インバータ回路部６は、Ｕ相アーム回路１１、Ｖ相アーム回路１２およびＷ相アーム回路１３を含む。Ｕ相アーム回路１１、Ｖ相アーム回路１２およびＷ相アーム回路１３は、三相モータ２のＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線にそれぞれ対応している。Ｕ相アーム回路１１、Ｖ相アーム回路１２およびＷ相アーム回路１３は、平滑コンデンサ５に並列接続されている。
【００１５】
Ｕ相アーム回路１１は、高電圧側の第１ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ）２１Ｕおよび低電圧側の第２ＨＥＭＴ２２Ｕが直列接続された直列回路を含む。
第１ＨＥＭＴ２１Ｕは、上段アームとして形成されている。第２ＨＥＭＴ２２Ｕは、下段アームとして形成されている。第１ＨＥＭＴ２１Ｕおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｕは、ノーマリオフデバイスである。
【００１６】
Ｖ相アーム回路１２は、高電圧側の第１ＨＥＭＴ２１Ｖおよび低電圧側の第２ＨＥＭＴ２２Ｖが直列接続された直列回路を含む。
第１ＨＥＭＴ２１Ｖは、上段アームとして形成されている。第２ＨＥＭＴ２２Ｖは、下段アームとして形成されている。第１ＨＥＭＴ２１Ｖおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｖは、ノーマリオフデバイスである。
【００１７】
Ｗ相アーム回路１３は、高電圧側の第１ＨＥＭＴ２１Ｗおよび低電圧側の第２ＨＥＭＴ２２Ｗが直列接続された直列回路を含む。
第１ＨＥＭＴ２１Ｗは、上段アームとして形成されている。第２ＨＥＭＴ２２Ｗは、下段アームとして形成されている。第１ＨＥＭＴ２１Ｗおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｗは、ノーマリオフデバイスである。
【００１８】
第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１ゲート電極、第１ソース電極および第１ドレイン電極をそれぞれ有している。第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２ゲート電極、第２ソース電極および第２ドレイン電極をそれぞれ有している。
Ｕ相アーム回路１１、Ｖ相アーム回路１２およびＷ相アーム回路１３は、それぞれ、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの第１ソース電極および第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗの第２ドレイン電極が接続されることにより形成されている。
【００１９】
第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１閾値電圧Ｖｔｈ１をそれぞれ有している。第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）のとき、第１ゲート電極および第１ソース電極の間の第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい（ＶＧＳ１＞Ｖｔｈ１）場合に、オフ状態からオン状態に移行する。
【００２０】
第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１）になると、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、オン状態からオフ状態に移行する。
また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）のとき、第１ゲート電極および第１ドレイン電極の間の第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい（ＶＧＤ１＞Ｖｔｈ１）場合に、オフ状態からオン状態に移行する。
【００２１】
第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１）になると、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、オン状態からオフ状態に移行する。
第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２閾値電圧Ｖｔｈ２をそれぞれ有している。第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）のとき、第２ゲート電極および第２ソース電極の間の第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい（ＶＧＳ２＞Ｖｔｈ２）場合に、オフ状態からオン状態に移行する。
【００２２】
第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ２）になると、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、オン状態からオフ状態に移行する。
また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２未満（ＶＤ２＜ＶＳ２）のとき、第２ゲート電極および第２ドレイン電極の間の第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい（ＶＧＤ２＞Ｖｔｈ２）場合に、オフ状態からオン状態に移行する。
【００２３】
第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＤ２≦Ｖｔｈ２）になると、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、オン状態からオフ状態に移行する。
第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、２ＤＥＧ（2 Dimensional Electron Gas：二次元電子ガス）をチャネルとした構造を有している性質上、回生ダイオードを有していない。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに回生ダイオードは接続されていない。
【００２４】
同様に、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、２ＤＥＧをチャネルとした構造を有している性質上、回生ダイオードを有していない。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗに回生ダイオードは接続されていない。
Ｕ相アーム回路１１において第１ＨＥＭＴ２１Ｕおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｕの間のＵ相接続部には、Ｕ相配線２４が接続されている。Ｕ相配線２４は、三相モータ２のＵ相巻線に接続されている。
【００２５】
Ｖ相アーム回路１２において第１ＨＥＭＴ２１Ｖおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｖの間のＶ相接続部には、Ｖ相配線２５が接続されている。Ｖ相配線２５は、三相モータ２のＶ相巻線に接続されている。
Ｗ相アーム回路１３において第１ＨＥＭＴ２１Ｗおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｗの間のＷ相接続部には、Ｗ相配線２６が接続されている。Ｗ相配線２６は、三相モータ２のＷ相巻線に接続されている。
【００２６】
ドライバ回路部７は、Ｕ相上段ドライバ回路部３１およびＵ相下段ドライバ回路部３２、Ｖ相上段ドライバ回路部３３およびＶ相下段ドライバ回路部３４、ならびに、Ｗ相上段ドライバ回路部３５およびＷ相下段ドライバ回路部３６を含む。
Ｕ相上段ドライバ回路部３１は、Ｕ相アーム回路１１の第１ＨＥＭＴ２１Ｕに接続されている。Ｕ相上段ドライバ回路部３１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力する。
【００２７】
Ｕ相下段ドライバ回路部３２は、Ｕ相アーム回路１１の第２ＨＥＭＴ２２Ｕに接続されている。Ｕ相下段ドライバ回路部３２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力する。
Ｖ相上段ドライバ回路部３３は、Ｖ相アーム回路１２の第１ＨＥＭＴ２１Ｖに接続されている。Ｖ相上段ドライバ回路部３３は、第１ＨＥＭＴ２１Ｖのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第１ＨＥＭＴ２１Ｖの第１ゲート電極に出力する。
【００２８】
Ｖ相下段ドライバ回路部３４は、Ｖ相アーム回路１２の第２ＨＥＭＴ２２Ｖに接続されている。Ｖ相下段ドライバ回路部３４は、第２ＨＥＭＴ２２Ｖのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第２ＨＥＭＴ２２Ｖの第２ゲート電極に出力する。
Ｗ相上段ドライバ回路部３５は、Ｗ相アーム回路１３の第１ＨＥＭＴ２１Ｗに接続されている。Ｗ相上段ドライバ回路部３５は、第１ＨＥＭＴ２１Ｗのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第１ＨＥＭＴ２１Ｗの第１ゲート電極に出力する。
【００２９】
Ｗ相下段ドライバ回路部３６は、Ｗ相アーム回路１３の第２ＨＥＭＴ２２Ｗに接続されている。Ｗ相下段ドライバ回路部３６は、第２ＨＥＭＴ２２Ｗのオンオフを交互に切り替えるオンオフ信号を生成し、第２ＨＥＭＴ２２Ｗの第２ゲート電極に出力する。
シャント抵抗８は、インバータ回路部６およびグランドの間に介装されている。インバータ回路部６からシャント抵抗８を介してグランドに電流が流れると、シャント抵抗８の端子間に端子電圧ＶＲが生じる。
【００３０】
マイクロコンピュータ９は、ドライバ回路部７およびシャント抵抗８に接続されている。マイクロコンピュータ９は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗをオンオフさせるためのオンオフ指令を生成し、Ｕ相上段ドライバ回路部３１，Ｖ相上段ドライバ回路部３３およびＷ相上段ドライバ回路部３５にそれぞれ出力する。
また、マイクロコンピュータ９は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗをオンオフさせるためのオンオフ指令を生成し、Ｕ相下段ドライバ回路部３２，Ｖ相下段ドライバ回路部３４およびＷ相下段ドライバ回路部３６にそれぞれ出力する。また、マイクロコンピュータ９は、シャント抵抗８の端子電圧ＶＲに基づいて、インバータ回路部６において短絡が生じたか否かを判定する。
【００３１】
Ｕ相上段ドライバ回路部３１，Ｖ相上段ドライバ回路部３３およびＷ相上段ドライバ回路部３５は、マイクロコンピュータ９からのオンオフ指令に応じたオンオフ信号を生成し、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに出力する。これにより、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗが、所定のスイッチングパターンでオンオフ駆動される。
Ｕ相下段ドライバ回路部３２，Ｖ相下段ドライバ回路部３４およびＷ相下段ドライバ回路部３６は、マイクロコンピュータ９からのオンオフ指令に応じたオンオフ信号を生成し、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗに出力する。これにより、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗが、所定のスイッチングパターンでオンオフ駆動される。
【００３２】
このようにして、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗが、所定のスイッチングパターンでオンオフ駆動される。そして、直流電源３からの直流電力が交流電流に変換され、三相モータ２が正弦波駆動される。
図２は、図１に示すＵ相上段ドライバ回路部３１を示す回路図である。
Ｖ相上段ドライバ回路部３３の構成および回路動作、ならびに、Ｗ相上段ドライバ回路部３５の構成および回路動作は、Ｕ相上段ドライバ回路部３１の構成および回路動作とほぼ同様である。
【００３３】
したがって、以下では、Ｕ相上段ドライバ回路部３１の構成および回路動作を例にとって説明する。また、Ｕ相上段ドライバ回路部３１に関する説明は、Ｖ相上段ドライバ回路部３３およびＷ相上段ドライバ回路部３５にも準用されるものとし、それらの説明は省略する。また、図２では、Ｗ相アーム回路１３等の図示を省略する。
Ｕ相上段ドライバ回路部３１は、マイクロコンピュータ９、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電極、および、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電極に接続されている。
【００３４】
Ｕ相上段ドライバ回路部３１は、第１出力回路部４１、第１補助電源４２、第１スイッチ回路部４３（切換え部）、および、第１ダイオード４４を含む。
第１出力回路部４１は、マイクロコンピュータ９からのオン指令に応じたオン信号、および、マイクロコンピュータ９からのオフ指令に応じたオフ信号を生成し、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力する。
【００３５】
第１出力回路部４１は、より具体的には、ｐ型の第１上段ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）４５およびｎ型の第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６が直列接続された直列回路を含む。
第１出力回路部４１は、さらに具体的には、ｐ型の第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５およびｎ型の第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６を相補的に含む、第１ＣＭＩＳ（Complementary Metal Insulator Semiconductor）回路を有している。第１ＣＭＩＳ回路は、論理回路の一例としてのＮＯＴゲートを構成している。
【００３６】
第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５は、第１上段ゲート電極、第１上段ソース電極および第１上段ドレイン電極を含む。第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６は、第１下段ゲート電極、第１下段ソース電極および第１下段ドレイン電極を含む。
第１出力回路部４１は、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ドレイン電極および第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ドレイン電極が接続されることにより形成されている。
【００３７】
第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ゲート電極および第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ゲート電極は、マイクロコンピュータ９に接続されている。第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５および第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１接続部４７は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続されている。
第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５には、第１上段回生ダイオード４８が並列接続されている。第１上段回生ダイオード４８は、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ドレイン電極から第１上段ソース電極に順方向電流が流れる向きで並列接続されている。
【００３８】
第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６には、第１下段回生ダイオード４９が並列接続されている。第１下段回生ダイオード４９は、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ソース電極から第１下段ドレイン電極に順方向電流が流れる向きで並列接続されている。
マイクロコンピュータ９から第１出力回路部４１にオン指令が入力されると、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５がオン状態となり、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６がオフ状態となる。この場合、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５によって生成されたオン信号が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力される。
【００３９】
マイクロコンピュータ９から第１出力回路部４１にオフ指令が入力されると、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５がオフ状態となり、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６がオン状態となる。この場合、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６によって生成されたオフ信号が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力される。
第１補助電源４２は、第１スイッチ回路部４３を介して、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極に接続される。第１補助電源４２は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕのソース電圧を基準とする予め定められた正電圧を出力する。
【００４０】
第１スイッチ回路部４３は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電極、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極および第１補助電源４２の間に介装されている。また、第１スイッチ回路部４３は、マイクロコンピュータ９に接続されている。
第１スイッチ回路部４３は、マイクロコンピュータ９からの切換指令に応じて、第１接続状態および第２接続状態の間で接続先を切り替える。
【００４１】
第１接続状態は、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極が第１補助電源４２に接続された状態である。第２接続状態は、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極が第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電極に接続された状態である。
第１スイッチ回路部４３は、この形態では、常時、第１接続状態に制御されており、マイクロコンピュータ９からの切換指令を受けて第１接続状態から第２接続状態に切り替える。
【００４２】
第１ダイオード４４は、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ソース電極から第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電極に順方向電流が流れる向きで、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ソース電極、および、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電極の間に介装されている。
次に、Ｕ相上段ドライバ回路部３１の回路動作について具体的に説明する。以下では、Ｖ相アーム回路１２の第１ＨＥＭＴ２１Ｖが短絡した場合について説明する。
【００４３】
また、以下では、モータ相電圧ＶＭが±５Ｖの範囲で変動し、電源電圧ＶＥが１２Ｖである形態例について説明する。モータ相電圧ＶＭは、三相モータ２の回転に伴って生じる正負の電圧である。
第１補助電源４２の第１補助電源電圧ＶＳＥ１は１０Ｖであり、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１は３Ｖであり、グランド電圧ＶＧＮＤは０Ｖである。
【００４４】
これらの電圧値は、Ｕ相上段ドライバ回路部３１の回路動作を明確にすべく一例として記載しているに過ぎず、各回路に印加される電圧を特定の値に限定するものではない。
まず、第１ＨＥＭＴ２１Ｖが短絡した状態において、マイクロコンピュータ９から第１スイッチ回路部４３に切換指令が出力されない場合の回路動作について説明する。第１補助電源４２は、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極に接続されている。
【００４５】
マイクロコンピュータ９からＵ相上段ドライバ回路部３１にオフ指令が出力されている場合、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５がオフ状態となり、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６がオン状態となる。
これにより、第１ＨＥＭＴ２１Ｕから第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６を介して第１ダイオード４４に電流が流れる。そして、第１順方向電圧Ｖｆ１が、第１ダイオード４４において生じる。第１順方向電圧Ｖｆ１は、０．６Ｖ程度である。
【００４６】
モータ相電圧ＶＭが５Ｖである場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ−ＶＭ）は、７Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電圧ＶＧ１（＝ＶＳ１＋Ｖｆ１）は、７．６Ｖである。
第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）である。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、より具体的には、第１ソース電圧ＶＳ１よりも大きい（ＶＤ１＞ＶＳ１）。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１（＝ＶＧ１−ＶＳ１）は、０．６Ｖとなる。
【００４７】
第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１）である。第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１は、より具体的には、第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満（ＶＧＳ１＜Ｖｔｈ１）である。したがって、第１ＨＥＭＴ２１Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
一方、マイクロコンピュータ９からＵ相上段ドライバ回路部３１にオフ指令が出力されている状態で、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖになった場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖになる。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ−ＶＭ）は、１７Ｖになる。
【００４８】
第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電圧ＶＧ１は、第１ソース電圧ＶＳ１の上昇に伴って１７Ｖまで上昇する。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）である。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１（＝ＶＧ１−ＶＤ１）は、５Ｖとなる。
第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい（ＶＧＤ１＞Ｖｔｈ１）。この場合、マイクロコンピュータ９からＵ相上段ドライバ回路部３１にオフ指令が入力されているにも関わらず、第１ＨＥＭＴ２１Ｕがオン状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れてしまう。
【００４９】
そこで、電力変換装置１では、三相モータ２およびインバータ回路部６の間を流れる電流を遮断するため、Ｕ相上段ドライバ回路部３１において、以下の制御が実施される。
第１ＨＥＭＴ２１Ｖで短絡が発生し、貫通電流ＩＴがシャント抵抗８に流れ込むと、シャント抵抗８の端子電圧ＶＲが上昇する。この端子電圧ＶＲは、マイクロコンピュータ９に出力される。
【００５０】
マイクロコンピュータ９は、端子電圧ＶＲに基づいて、或るＨＥＭＴ（ここでは、第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）において短絡が生じたか否かを判定する。或るＨＥＭＴ（ここでは、第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）において短絡が生じたと判定すると、マイクロコンピュータ９は、Ｕ相上段ドライバ回路部３１にオフ指令を出力する。また、マイクロコンピュータ９は、第１スイッチ回路部４３に切換指令を出力する。
【００５１】
これにより、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５がオフ状態となり、第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６がオン状態となる。また、第１スイッチ回路部４３が第１接続状態から第２接続状態に切り替えられる。これにより、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ソース電極が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電極に接続される。
モータ相電圧ＶＭが＋５Ｖである場合、第１ダイオード４４に電流が流れる。そのため、第１ダイオード４４において第１順方向電圧Ｖｆ１が生じる。第１順方向電圧Ｖｆ１は、０．６Ｖ程度である。
【００５２】
このとき、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ−ＶＭ）は、７Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電圧ＶＧ１（＝ＶＳ１＋Ｖｆ１）は、７．６Ｖである。
第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）である。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、より具体的には、第１ソース電圧ＶＳ１よりも大きい（ＶＤ１＞ＶＳ１）。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１（＝ＶＧ１−ＶＳ１）は、０．６Ｖとなる。
【００５３】
第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１）である。第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１は、より具体的には、第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満（ＶＧＳ１＜Ｖｔｈ１）である。したがって、第１ＨＥＭＴ２１Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
一方、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖである場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５および第１スイッチ回路部４３を含む閉回路に電流が流れる。この場合、三相モータ２から第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ソース電極に流れ込む電流は、第１ダイオード４４によって阻止される。
【００５４】
このとき、第１上段回生ダイオード４８において第２順方向電圧Ｖｆ２が生じる。第２順方向電圧Ｖｆ２は、０．６Ｖ程度である。これにより、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１ドレイン電圧ＶＤ１、つまり、第１ゲート電圧ＶＧ１が、電源電圧ＶＥ（第１ドレイン電圧ＶＤ１）に第２順方向電圧Ｖｆ２を加えた値（＝ＶＥ＋Ｖｆ２）にクランプされる。
このとき、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ−ＶＭ）は、１７Ｖである。また、第１ゲート電圧ＶＧ１（＝ＶＥ＋Ｖｆ２）は、１２．６Ｖとなる。
【００５５】
第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１以下（ＶＤ１≦ＶＳ１）である。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、より具体的には、第１ソース電圧ＶＳ１よりも小さい（ＶＤ１＜ＶＳ１）。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１（＝ＶＧ１−ＶＤ１）は０．６Ｖとなる。
第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１）である。第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１は、より具体的には、第１閾値電圧Ｖｔｈ１未満（ＶＧＤ１＜Ｖｔｈ１）である。したがって、第１ＨＥＭＴ２１Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
【００５６】
このように、Ｕ相上段ドライバ回路部３１によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）の短絡時において、非短絡状態の第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）である場合、第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１）に制御される。
【００５７】
また、Ｕ相上段ドライバ回路部３１によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）の短絡時において、非短絡状態の第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）である場合、第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１）に制御される。
【００５８】
したがって、Ｕ相上段ドライバ回路部３１によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）が短絡したとしても、モータ相電圧ＶＭの正負に関わらず第１ＨＥＭＴ２１Ｕが強制的にオフ状態に制御されるので、第１ＨＥＭＴ２１Ｕがオン状態になるのを回避できる。
これにより、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）が短絡したときに、第１ＨＥＭＴ２１Ｕにおいて第１ドレイン電極および第１ソース電極の間に電流が流れることを阻止できる。その結果、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れることを回避できる。
【００５９】
図３は、図１に示すＵ相下段ドライバ回路部３２を示す回路図である。
Ｖ相下段ドライバ回路部３４の構成および回路動作、ならびに、Ｗ相下段ドライバ回路部３６の構成および回路動作は、Ｕ相下段ドライバ回路部３２の構成および回路動作とほぼ同様である。
したがって、以下では、Ｕ相下段ドライバ回路部３２の構成および回路動作を例にとって説明する。Ｕ相下段ドライバ回路部３２に関する説明は、Ｖ相下段ドライバ回路部３４およびＷ相下段ドライバ回路部３６にも準用されるものとし、それらの説明は省略する。また、図３では、Ｗ相アーム回路１３等の図示を省略する。
【００６０】
Ｕ相下段ドライバ回路部３２は、マイクロコンピュータ９、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電極、および、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電極に接続されている。
Ｕ相下段ドライバ回路部３２は、第２出力回路部５１、第２補助電源５２、第２スイッチ回路部５３（切換え部）、および、第２ダイオード５４を含む。
【００６１】
第２出力回路部５１は、マイクロコンピュータ９からのオン指令に応じたオン信号、および、マイクロコンピュータ９からのオフ指令に応じたオフ信号を生成し、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力する。
第２出力回路部５１は、より具体的には、ｐ型の第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５およびｎ型の第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６が直列接続された直列回路を含む。
【００６２】
第２出力回路部５１は、さらに具体的には、ｐ型のＭＩＳＦＥＴおよびｎ型のＭＩＳＦＥＴを相補的に含む、第２ＣＭＩＳ回路を有している。第２ＣＭＩＳ回路は、論理回路の一例としてのＮＯＴゲートを構成している。
第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５は、第２上段ゲート電極、第２上段ソース電極および第２上段ドレイン電極を含む。第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６は、第２下段ゲート電極、第２下段ソース電極および第２下段ドレイン電極を含む。
【００６３】
第２出力回路部５１は、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ドレイン電極および第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ドレイン電極が接続されることにより形成されている。
第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ゲート電極および第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ゲート電極は、マイクロコンピュータ９に接続されている。第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５および第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２接続部５７は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続されている。
【００６４】
第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５には、第２上段回生ダイオード５８が並列接続されている。第２上段回生ダイオード５８は、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ドレイン電極から第２上段ソース電極に順方向電流が流れる向きで並列接続されている。
第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６には、第２下段回生ダイオード５９が並列接続されている。第２下段回生ダイオード５９は、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２上段ソース電極から第２下段ドレイン電極に順方向電流が流れる向きで並列接続されている。
【００６５】
マイクロコンピュータ９から第２出力回路部５１にオン指令が入力されると、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５がオン状態となり、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６がオフ状態となる。この場合、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５によって生成されたオン信号が、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力される。
マイクロコンピュータ９から第２出力回路部５１にオフ指令が入力されると、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５がオフ状態となり、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６がオン状態となる。この場合、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６によって生成されたオフ信号が、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力される。
【００６６】
第２補助電源５２は、第２スイッチ回路部５３を介して、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極に接続される。第２補助電源５２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕのソース電圧を基準とする予め定められた正電圧を出力する。
第２スイッチ回路部５３は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電極、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極および第２補助電源５２の間に介装されている。また、第２スイッチ回路部５３は、マイクロコンピュータ９に接続されている。
【００６７】
第２スイッチ回路部５３は、マイクロコンピュータ９からの切換指令に応じて、第１接続状態および第２接続状態の間で接続先を切り替える。
第２接続状態は、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極が第２補助電源５２に接続された状態である。第２接続状態は、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電極に接続された状態である。
【００６８】
第２スイッチ回路部５３は、この形態では、常時、第１接続状態に制御されており、マイクロコンピュータ９からの切換指令を受けて第１接続状態から第２接続状態に切り替える。
第２ダイオード５４は、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ソース電極から第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電極に順方向電流が流れる向きで、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ソース電極、および、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電極の間に介装されている。
【００６９】
次に、Ｕ相下段ドライバ回路部３２の回路動作について具体的に説明する。以下では、Ｖ相アーム回路１２の第２ＨＥＭＴ２２Ｖが短絡した場合について説明する。
以下では、Ｕ相上段ドライバ回路部３１の例に倣って、モータ相電圧ＶＭが±５Ｖの範囲で変動し、電源電圧ＶＥが１２Ｖである場合の形態例について説明する。
第２補助電源５２の第２補助電源電圧ＶＳＥ２は１０Ｖであり、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２は３Ｖであり、グランド電圧ＶＧＮＤは０Ｖである。
【００７０】
これらの電圧値は、Ｕ相下段ドライバ回路部３２の回路動作を明確にすべく一例として記載しているに過ぎず、各回路に印加される電圧を特定の値に限定するものではない。
まず、第２ＨＥＭＴ２２Ｖが短絡した状態において、マイクロコンピュータ９から第２スイッチ回路部５３に切換指令が出力されない場合の回路動作について説明する。第２補助電源５２は、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極に接続されている。
【００７１】
マイクロコンピュータ９からＵ相下段ドライバ回路部３２にオフ指令が出力されている場合、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５がオフ状態となり、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６がオン状態となる。
これにより、第２ＨＥＭＴ２２Ｕから第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６を介して第２ダイオード５４に電流が流れる。そして、第３順方向電圧Ｖｆ３が、第２ダイオード５４において生じる。第３順方向電圧Ｖｆ３は、０．６Ｖ程度である。
【００７２】
モータ相電圧ＶＭが５Ｖである場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＭ）は、５Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２（＝ＶＧＮＤ＋Ｖｆ３）は、０．６Ｖである。
第２ドレイン電圧ＶＤ２は、第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）である。第２ドレイン電圧ＶＤ２は、より具体的には、第２ソース電圧ＶＳ２よりも大きい（ＶＤ２＞ＶＳ２）。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２（＝ＶＧ２−ＶＳ２）は、０．６Ｖとなる。
【００７３】
第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ２）である。第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、より具体的には、第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満（ＶＧＳ２＜Ｖｔｈ２）である。したがって、第２ＨＥＭＴ２２Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
一方、マイクロコンピュータ９からＵ相下段ドライバ回路部３２にオフ指令が出力されている状態で、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖになった場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＥ）は、−５Ｖになる。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖになる。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２（＝ＶＧＮＤ＋Ｖｆ３）は、０．６Ｖになる。
【００７４】
第２ドレイン電圧ＶＤ２は、第２ソース電圧ＶＳ２未満（ＶＤ２＜ＶＳ２）である。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２（＝ＶＧ２−ＶＤ２）は、５．６Ｖとなる。
第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい（ＶＧＤ２＞Ｖｔｈ２）。この場合、マイクロコンピュータ９からＵ相下段ドライバ回路部３２にオフ指令が入力されているにも関わらず、第２ＨＥＭＴ２２Ｕがオン状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れてしまう。
【００７５】
そこで、電力変換装置１では、三相モータ２およびインバータ回路部６の間を流れる電流を遮断するため、Ｕ相下段ドライバ回路部３２において、以下の制御が実施される。
第２ＨＥＭＴ２２Ｕで短絡が発生し、貫通電流ＩＴがシャント抵抗８に流れ込むと、シャント抵抗８の端子電圧ＶＲが上昇する。この端子電圧ＶＲは、マイクロコンピュータ９に出力される。
【００７６】
端子電圧ＶＲに基づいて、或るＨＥＭＴ（ここでは、第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）において短絡が生じたと判定すると、マイクロコンピュータ９は、Ｕ相下段ドライバ回路部３２にオフ指令を出力する。また、マイクロコンピュータ９は、第２スイッチ回路部５３に切換指令を出力する。
これにより、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５がオフ状態となり、第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６がオン状態となる。また、第２スイッチ回路部５３が第１接続状態から第２接続状態に切り替えられる。これにより、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ソース電極が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電極に接続される。
【００７７】
モータ相電圧ＶＭが＋５Ｖである場合、第２ダイオード５４に電流が流れる。そのため、第２ダイオード５４において第３順方向電圧Ｖｆ３が生じる。第３順方向電圧Ｖｆ３は、０．６Ｖ程度である。
このとき、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＭ）は＋５Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２（＝ＶＧＮＤ＋Ｖｆ３）は、０．６Ｖである。
【００７８】
第２ドレイン電圧ＶＤ２は、第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）である。第２ドレイン電圧ＶＤ２は、より具体的には、第２ソース電圧ＶＳ２よりも大きい（ＶＤ２＞ＶＳ２）。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２（＝ＶＧ２−ＶＳ２）は、０．６Ｖとなる。
第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ２）である。第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、より具体的には、第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＳ２＜Ｖｔｈ２）である。したがって、第２ＨＥＭＴ２２Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
【００７９】
一方、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖになった場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５および第２スイッチ回路部５３を含む閉回路に電流が流れる。この場合、三相モータ２から第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ソース電極に流れ込む電流は、第２ダイオード５４によって阻止される。
このとき、第２上段回生ダイオード５８において第４順方向電圧Ｖｆ４が生じる。第４順方向電圧Ｖｆ４は、０．６Ｖ程度である。これにより、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２が、第２ドレイン電圧ＶＤ２に第４順方向電圧Ｖｆ４を加えた値（＝ＶＤ２＋Ｖｆ４）にクランプされる。
【００８０】
このとき、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＭ）は、−５Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖである。また、第２ゲート電圧ＶＧ２（＝ＶＤ２＋Ｖｆ４）は、−４．４Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２（＝ＶＧ２−ＶＳ２）は、０．６Ｖとなる。
【００８１】
第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＤ２≦Ｖｔｈ２）である。第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２は、より具体的には、第２閾値電圧Ｖｔｈ２未満（ＶＧＤ２＜Ｖｔｈ２）である。したがって、第２ＨＥＭＴ２２Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
【００８２】
このように、Ｕ相下段ドライバ回路部３２によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）の短絡時において、非短絡状態の第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）である場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ２）に制御される。
【００８３】
また、Ｕ相下段ドライバ回路部３２によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）の短絡時において、非短絡状態の第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２未満（ＶＤ２＜ＶＳ２）である場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下（ＶＧＤ２≦Ｖｔｈ２）に制御される。
【００８４】
このように、Ｕ相下段ドライバ回路部３２によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）が短絡したとしても、モータ相電圧ＶＭの正負に関わらず第２ＨＥＭＴ２２Ｕが強制的にオフ状態に制御されるので、第２ＨＥＭＴ２２Ｕがオン状態になるのを回避できる。
これにより、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）が短絡したときに、第２ＨＥＭＴ２２Ｕにおいて第２ドレイン電極および第２ソース電極の間に電流が流れることを阻止できる。その結果、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れることを回避できる。
【００８５】
以上、電力変換装置１によれば、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に、モータリレーを介装させる必要がなくなるから、部品点数の削減により、電力変換装置１のコストの削減および電力変換装置１の小型化を図ることができる。
図４は、本発明の参考例に係る電力変換装置６１を示す回路図である。電力変換装置６１において、電力変換装置１に対応する構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８６】
電力変換装置６１に係る第１ＨＥＭＴ２１Ｕおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｕ、第１ＨＥＭＴ２１Ｖおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｖ、ならびに、第１ＨＥＭＴ２１Ｗおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｗは、ノーマリオフデバイスであってもよいし、ノーマリオンデバイスであってもよい。
この例では、第１ＨＥＭＴ２１Ｕおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｕ、第１ＨＥＭＴ２１Ｖおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｖ、ならびに、第１ＨＥＭＴ２１Ｗおよび第２ＨＥＭＴ２２Ｗが、ノーマリオンデバイスである例について説明する。
【００８７】
第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１閾値電圧Ｖｔｈ１１をそれぞれ有している。第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）のとき、第１ゲート電極および第１ソース電極の間の第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１１）の場合に、オン状態からオフ状態に移行する。
【００８８】
第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１１を超える（ＶＧＳ１＞Ｖｔｈ１１）と、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、オフ状態からオン状態に移行する。
また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）のとき、第１ゲート電極および第１ドレイン電極の間の第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１１）の場合に、オン状態からオフ状態に移行する。
【００８９】
第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が第１閾値電圧Ｖｔｈ１１を超える（ＶＧＤ１＞Ｖｔｈ１１）と、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗは、オフ状態からオン状態に移行する。
第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２閾値電圧Ｖｔｈ１２をそれぞれ有している。第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）のとき、第２ゲート電極および第２ソース電極の間の第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ１２）の場合に、オン状態からオフ状態に移行する。
【００９０】
第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ１２を超える（ＶＧＳ２＞Ｖｔｈ１２）と、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、オフ状態からオン状態に移行する。
また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２未満（ＶＤ２＜ＶＳ２）のとき、第２ゲート電極および第２ドレイン電極の間の第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＤ２≦Ｖｔｈ１２）の場合に、オン状態からオフ状態に移行する。
【００９１】
第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が第２閾値電圧Ｖｔｈ１２を超える（ＶＧＤ２＞Ｖｔｈ１２）と、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、オフ状態からオン状態に移行する。
電力変換装置６１は、ドライバ回路部７に代えてドライバ回路６２を有している。ドライバ回路６２は、Ｕ相上段ドライバ回路部６３およびＵ相下段ドライバ回路部６４、Ｖ相上段ドライバ回路部６５およびＶ相下段ドライバ回路部６６、ならびに、Ｗ相上段ドライバ回路部６７およびＷ相下段ドライバ回路部６８を含む。
【００９２】
図５は、図４のＵ相アーム回路１１のＵ相上段ドライバ回路部６３およびＵ相下段ドライバ回路部６４を示す回路図である。
Ｖ相上段ドライバ回路部６５の構成および回路動作、ならびに、Ｗ相上段ドライバ回路部６７の構成および回路動作は、Ｕ相上段ドライバ回路部６３の構成および回路動作とほぼ同様である。
【００９３】
したがって、以下では、Ｕ相上段ドライバ回路部６３に関する説明は、Ｖ相上段ドライバ回路部６５およびＷ相上段ドライバ回路部６７にも準用されるものとし、それらの説明は省略する。
また、Ｖ相下段ドライバ回路部６６の構成および回路動作、ならびに、Ｗ相下段ドライバ回路部６８の構成および回路動作は、Ｕ相下段ドライバ回路部６４の構成および回路動作とほぼ同様である。
【００９４】
したがって、以下では、Ｕ相下段ドライバ回路部６４に関する説明は、Ｖ相下段ドライバ回路部６６およびＷ相下段ドライバ回路部６８にも準用されるものとし、それらの説明は省略する。
以下では、Ｕ相上段ドライバ回路部６３の構成および回路動作を説明した後、Ｕ相下段ドライバ回路部６４の構成および回路動作を説明する。
【００９５】
図５を参照して、Ｕ相上段ドライバ回路部６３は、第１出力回路部４１、第１強制オフ信号出力部６９および第１スイッチ回路部７０を含む。
第１出力回路部４１は、電力変換装置１と同様に、第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５の第１上段ドレイン電極および第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１下段ドレイン電極が接続されることにより形成されている。
【００９６】
第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５および第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６の第１接続部４７は、第１スイッチ回路部７０を介して、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続される。
第１強制オフ信号出力部６９は、第１スイッチ回路部７０を介して、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続される。第１強制オフ信号出力部６９は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕを強制的にオフ状態にする強制オフ信号を、第１スイッチ回路部７０を介して第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力する。
【００９７】
第１強制オフ信号出力部６９は、この形態では、第１電源７１を含み、グランド電圧ＶＧＮＤを基準とした所定の第１電圧ＶＮ１を、強制オフ信号として第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力する。
第１電圧ＶＮ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１、モータ相電圧ＶＭおよび電源電圧ＶＥに基づいて、Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ以下の値（ＶＮ１≦Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）に設定される。第１電圧ＶＮ１は、Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ未満の値（ＶＮ１＜Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）に設定されることが好ましい。
【００９８】
第１スイッチ回路部７０は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕ、第１出力回路部４１および第１強制オフ信号出力部６９の間に介装されている。また、第１スイッチ回路部７０は、マイクロコンピュータ９に接続されている。
第１スイッチ回路部７０は、マイクロコンピュータ９からの切換指令に応じて、第１接続状態および第２接続状態の間で接続先を切り替える。
【００９９】
第１接続状態は、第１出力回路部４１が第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続された状態である。第２接続状態は、第１強制オフ信号出力部６９が第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続された状態である。
第１スイッチ回路部７０は、この形態では、常時、第１接続状態に制御されており、マイクロコンピュータ９からの切換指令を受けて第１接続状態から第２接続状態に切り替える。
【０１００】
次に、Ｕ相上段ドライバ回路部６３の回路動作について具体的に説明する。以下では、Ｖ相アーム回路１２の第１ＨＥＭＴ２１Ｖが短絡した場合について説明する。
第１ＨＥＭＴ２１Ｖで短絡が発生し、貫通電流ＩＴがシャント抵抗８に流れ込むと、シャント抵抗８の端子電圧ＶＲが上昇する。この端子電圧ＶＲは、マイクロコンピュータ９に出力される。
【０１０１】
マイクロコンピュータ９は、端子電圧ＶＲに基づいて、或るＨＥＭＴ（ここでは、第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）において短絡が生じたか否かを判定する。或るＨＥＭＴ（ここでは、第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）において短絡が生じたと判定すると、マイクロコンピュータ９は、第１スイッチ回路部７０に切換指令を出力する。
これにより、第１強制オフ信号出力部６９が第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に接続され、強制オフ信号が第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電極に出力される。
【０１０２】
以下では、前述の実施形態の例に倣って、モータ相電圧ＶＭが±５Ｖの範囲で変動し、電源電圧ＶＥが１２Ｖである形態例について説明する。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１は−３Ｖであり、グランド電圧ＶＧＮＤは０Ｖである。
まず、モータ相電圧ＶＭが＋５Ｖである場合には、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ＋ＶＭ）は、１７Ｖである。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電圧ＶＧ１（≦Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）は、４Ｖ以下である。
【０１０３】
第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１以下（ＶＤ１≦ＶＳ１）である。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、より具体的には、第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）である。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１（＝ＶＧ１−ＶＤ１）は、−８Ｖ以下となる。
第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１１）である。第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１は、より具体的には、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１未満（ＶＧＤ１＜Ｖｔｈ１１）である。したがって、第１ＨＥＭＴ２１Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
【０１０４】
一方、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖになった場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１（＝ＶＥ）は、１２Ｖになる。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ソース電圧ＶＳ１（＝ＶＥ＋ＶＭ）は、７Ｖになる。また、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート電圧ＶＧ１（≦Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）は、４Ｖ以下になる。
第１ドレイン電圧ＶＤ１は、第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）である。第１ドレイン電圧ＶＤ１は、より具体的には、第１ソース電圧ＶＳ１よりも大きい（ＶＤ１＞ＶＳ１）。第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１（＝ＶＧ１−ＶＳ１）は、−３Ｖ以下となる。
【０１０５】
第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１１）である。したがって、第１ＨＥＭＴ２１Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
この場合、第１電圧ＶＮ１をＶｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ未満（ＶＮ１＜Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）に設定することにより、第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１を確実に第１閾値電圧Ｖｔｈ１１未満（ＶＧＤ１＜Ｖｔｈ１１）にすることができる。
【０１０６】
このように、Ｕ相上段ドライバ回路部６３によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）の短絡時において、第１強制オフ信号出力部６９から非短絡状態の第１ＨＥＭＴ２１Ｕに強制オフ信号が出力される。
強制オフ信号は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１未満（ＶＤ１＜ＶＳ１）の場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ１が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＤ１≦Ｖｔｈ１１）となる値に設定されている。
【０１０７】
また、強制オフ信号は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ドレイン電圧ＶＤ１が第１ソース電圧ＶＳ１以上（ＶＤ１≧ＶＳ１）の場合、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１ゲート・ソース電圧ＶＧＳ１が、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１以下（ＶＧＳ１≦Ｖｔｈ１１）となる値に設定されている。
この形態では、第１電源７１からの第１電圧ＶＮ１が、強制オフ信号として用いられている。第１電圧ＶＮ１は、第１ＨＥＭＴ２１Ｕの第１閾値電圧Ｖｔｈ１１、モータ相電圧ＶＭおよび電源電圧ＶＥに基づいて、Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ以下の値（ＶＮ１≦Ｖｔｈ１１−｜ＶＭ｜＋ＶＥ）に設定されている。
【０１０８】
したがって、Ｕ相上段ドライバ回路部６３によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）が短絡したとしても、モータ相電圧ＶＭの正負に関わらず、第１ＨＥＭＴ２１Ｕがオン状態になるのを回避できる。
これにより、或るＨＥＭＴ（ここでは第１ＨＥＭＴ２１Ｖ）が短絡したときに、第１ＨＥＭＴ２１Ｕにおいて第１ドレイン電極および第１ソース電極の間に電流が流れることを阻止できる。その結果、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れることを回避できる。
【０１０９】
図５を参照して、Ｕ相下段ドライバ回路部６４は、第２出力回路部５１、第２強制オフ信号出力部７２および第２スイッチ回路部７３を含む。
第２出力回路部５１は、電力変換装置１と同様に、第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５の第２上段ドレイン電極および第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２下段ドレイン電極が接続されることにより形成されている。
【０１１０】
第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５および第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６の第２接続部５７は、第２スイッチ回路部７３を介して、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続される。
第２強制オフ信号出力部７２は、第２スイッチ回路部７３を介して、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続される。第２強制オフ信号出力部７２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕを強制的にオフ状態にする強制オフ信号を、第２スイッチ回路部７３を介して第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力する。
【０１１１】
第２強制オフ信号出力部７２は、この形態では、第２電源７４を含み、グランド電圧ＶＧＮＤを基準とした所定の第２電圧ＶＮ２を、強制オフ信号として第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力する。
第２電圧ＶＮ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２およびモータ相電圧ＶＭに基づいて、Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜以下の値（ＶＮ２≦Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）に設定される。第２電圧ＶＮ２は、Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜未満の値（ＶＮ２＜Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）に設定されることが好ましい。
【０１１２】
第２スイッチ回路部７３は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕ、第２出力回路部５１および第２強制オフ信号出力部７２の間に介装されている。また、第２スイッチ回路部７３は、マイクロコンピュータ９に接続されている。
第２スイッチ回路部７３は、マイクロコンピュータ９からの切換指令に応じて、第１接続状態および第２接続状態の間で接続先を切り替える。
【０１１３】
第１接続状態は、第２出力回路部５１が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続された状態である。第２接続状態は、第２強制オフ信号出力部７２が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続された状態である。
第２スイッチ回路部７３は、この形態では、常時、第１接続状態に制御されており、マイクロコンピュータ９からの切換指令を受けて第１接続状態から第２接続状態に切り替える。
【０１１４】
次に、Ｕ相下段ドライバ回路部６４の回路動作について具体的に説明する。以下では、Ｖ相アーム回路１２の第２ＨＥＭＴ２２Ｖが短絡した場合について説明する。
第２ＨＥＭＴ２２Ｖで短絡が発生し、貫通電流ＩＴがシャント抵抗８に流れ込むと、シャント抵抗８の端子電圧ＶＲが上昇する。この端子電圧ＶＲは、マイクロコンピュータ９に出力される。
【０１１５】
マイクロコンピュータ９は、端子電圧ＶＲに基づいて、或るＨＥＭＴ（ここでは、第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）において短絡が生じたか否かを判定する。或るＨＥＭＴ（ここでは、第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）において短絡が生じたと判定すると、マイクロコンピュータ９は、第２スイッチ回路部７３に切換指令を出力する。
これにより、第２強制オフ信号出力部７２が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に接続され、強制オフ信号が第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電極に出力される。
【０１１６】
前述の実施形態の例に倣って、以下では、モータ相電圧ＶＭが±５Ｖの範囲で変動し、電源電圧ＶＥが１２Ｖである形態例について説明する。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２は−３Ｖであり、グランド電圧ＶＧＮＤは０Ｖである。
まず、モータ相電圧ＶＭが＋５Ｖである場合には、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＥ）は、５Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖである。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２（≦Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）は、−８Ｖ以下である。
【０１１７】
第２ドレイン電圧ＶＤ２は、第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）である。第２ドレイン電圧ＶＤ２は、より具体的には、第２ソース電圧ＶＳ２よりも大きい（ＶＤ２＞ＶＳ２）。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２（＝ＶＧ２−ＶＳ２）は、−８Ｖ以下である。
第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ１２）である。第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２は、より具体的には、第２閾値電圧Ｖｔｈ１２未満（ＶＧＳ２＜Ｖｔｈ１２）である。したがって、第２ＨＥＭＴ２２Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
【０１１８】
一方、モータ相電圧ＶＭが−５Ｖになった場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２（＝ＶＥ）は、−５Ｖになる。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ソース電圧ＶＳ２（＝ＶＧＮＤ）は、０Ｖになる。また、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート電圧ＶＧ２（≦Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）は、−８Ｖ以下になる。
第２ドレイン電圧ＶＤ２は、第２ソース電圧ＶＳ２以下（ＶＤ２≦ＶＳ２）である。第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２（＝ＶＧ２−ＶＤ２）は、−３Ｖ以下となる。
【０１１９】
第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＤ２≦Ｖｔｈ１２）である。したがって、第２ＨＥＭＴ２２Ｕはオフ状態となり、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に電流は流れない。
この場合、第２電圧ＶＮ２をＶｔｈ１２−｜ＶＭ｜未満（ＶＮ２＜Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）に設定することにより、第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２を確実に第２閾値電圧Ｖｔｈ１２未満（ＶＧＤ２＜Ｖｔｈ１２）にすることができる。
【０１２０】
このように、Ｕ相下段ドライバ回路部６４によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）の短絡時において、第２強制オフ信号出力部７２から非短絡状態の第２ＨＥＭＴ２２Ｕに強制オフ信号が出力される。
強制オフ信号は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２以上（ＶＤ２≧ＶＳ２）である場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ソース電圧ＶＧＳ２が、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ１２）となる値に設定されている。
【０１２１】
また、強制オフ信号は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ドレイン電圧ＶＤ２が第２ソース電圧ＶＳ２未満（ＶＤ２＜ＶＳ２）である場合、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２ゲート・ドレイン電圧ＶＧＤ２が、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２以下（ＶＧＳ２≦Ｖｔｈ１２）となる値に設定されている。
この形態では、第２電源７４からの第２電圧ＶＮ２が、強制オフ信号が用いられている。第２電圧ＶＮ２は、第２ＨＥＭＴ２２Ｕの第２閾値電圧Ｖｔｈ１２およびモータ相電圧ＶＭに基づいて、Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜以下の値（ＶＮ２≦Ｖｔｈ１２−｜ＶＭ｜）に設定されている。
【０１２２】
したがって、Ｕ相下段ドライバ回路部６４によれば、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）が短絡したとしても、モータ相電圧ＶＭの正負に関わらず、第２ＨＥＭＴ２２Ｕがオン状態になるのを回避できる。
これにより、或るＨＥＭＴ（ここでは第２ＨＥＭＴ２２Ｖ）が短絡したときに、第２ＨＥＭＴ２２Ｕにおいて第２ドレイン電極および第２ソース電極の間に電流が流れることを阻止できる。その結果、三相モータ２およびインバータ回路部６の間で電流が流れることを回避できる。
【０１２３】
以上、電力変換装置６１によれば、三相モータ２およびインバータ回路部６の間に、モータリレーを介装させる必要がなくなるから、部品点数の削減により、電力変換装置６１のコストの削減および電力変換装置６１の小型化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態および参考例に係る形態について説明したが、本発明および参考例に係る形態はさらに他の形態で実施することもできる。
【０１２４】
前述の第１ＣＭＩＳ回路は、１チップにより形成されていてもよいし、２チップにより形成されていてもよい。つまり、ｐ型の第１上段ＭＩＳＦＥＴ４５およびｎ型の第１下段ＭＩＳＦＥＴ４６は、互いに一体的に形成されていてもよいし、互いに別体として形成されていてもよい。
前述の第２ＣＭＩＳ回路は、１チップにより形成されていてもよいし、２チップにより形成されていてもよい。つまり、ｐ型の第２上段ＭＩＳＦＥＴ５５およびｎ型の第２下段ＭＩＳＦＥＴ５６は、互いに一体的に形成されていてもよいし、互いに別体として形成されていてもよい。
【０１２５】
前述の電力変換装置１，６１は、三相モータに電力を供給するインバータ回路として、車両用の電動パワーステアリング装置に組み込まれてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…電力変換装置、２…三相モータ、３…直流電源、６…インバータ回路部、７…ドライバ回路部、８…シャント抵抗、９…マイクロコンピュータ、１１…Ｕ相アーム回路、１２…Ｖ相アーム回路、１３…Ｗ相アーム回路、２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ…第１ＨＥＭＴ、２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ…第２ＨＥＭＴ、４１…第１出力回路部、４２…第１補助電源、４３…第１スイッチ回路部、４４…第１ダイオード、４５…第１上段ＭＩＳＦＥＴ、４６…第１下段ＭＩＳＦＥＴ、４７…第１接続部、５１…第２出力回路部、５２…第２補助電源、５３…第２スイッチ回路部、５４…第２ダイオード、５５…第２上段ＭＩＳＦＥＴ、５６…第２下段ＭＩＳＦＥＴ、５７…第２接続部
【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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